第2章 圆锥曲线(复习讲义)高二数学沪教版选择性必修第一册
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内容正文:
第2章 圆锥曲线
复习要点
1.掌握圆的标准方程和一般方程,会由条件求圆的方程。
2.会判断直线与圆、圆与圆的位置关系,会求切线、弦长和公共弦。
3.掌握椭圆、双曲线的定义、标准方程、离心率和渐近线。
4.掌握抛物线的定义、标准方程、焦点和准线。
复习重难点
重点:圆的方程与位置关系;三种圆锥曲线的定义和标准方程。
难点:焦点三角形;直线与圆锥曲线的中点弦。
知识点 圆的标准方程与一般方程
圆心 、半径 ()的圆的标准方程是 ____________。
方程 表示圆,当且仅当 ____________。此时圆心是 ____________,半径是 ____________。
注意:配方之前先看 、 的系数是不是 。等于 时是一个点,小于 时没有轨迹,都不是圆。
要点速测
1.(26-27高二上·河南信阳·阶段检测)圆心为,过点的圆的标准方程为______.
知识点 直线与圆的位置关系
圆心到直线的距离为 、半径为 时: 相交, 相切, 相离。相交时弦长是 ____________。
两圆的圆心距为 ,半径 。有公共点当且仅当 ____________。 外切, 内切。
注意:两圆方程相减得到的是 ____________。相切要分清外切和内切。
要点速测
2.(26-27高二上·河北·阶段检测)若圆上到直线的距离为1的点仅有两个,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(26-27高二上·天津东丽·阶段检测)若关于的方程有两个不同实数解,则实数的取值范围是__________.
知识点 椭圆的定义与标准方程
平面内到两定点 、 的距离之和等于常数 ()的点的轨迹是椭圆。,离心率 ____________,并且 ____________。
焦点在 轴时方程是 ____________(),焦点 。焦点在 轴时, 写在 下面,焦点 。
注意:椭圆上是距离之和。长轴看分母较大的那一项, 是长半轴。
要点速测
4.(26-27高二上·陕西渭南·阶段检测)焦点坐标为,,且长轴长等于12的椭圆方程为( )
A. B.
C. D.
5.(26-27高二上·上海宝山·阶段检测)若方程 表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是______.
知识点 椭圆的离心率
离心率 。由 得 ____________。
要点归纳: 越大, 相对 越小,椭圆越扁。求离心率之前先确定焦点在哪条轴。
要点速测
6.(26-27高二上·浙江绍兴·阶段检测)已知椭圆的标准方程为,则其离心率是________.
7.(26-27高二上·江苏·阶段检测)椭圆的焦距为2,则实数的值为( )
A.或 B. C. D.或
知识点 双曲线的方程与渐近线
平面内到两定点距离之差的绝对值等于常数 ()的点的轨迹是双曲线。,离心率 ____________。
焦点在 轴:____________,渐近线 ____________。焦点在 轴:,渐近线 。
注意:渐近线的斜率要看焦点在哪条轴。与渐近线平行的直线可以只有一个公共点,不一定是切线。
要点速测
8.(26-27高二上·上海松江·阶段检测)若双曲线的焦点在x轴上,焦距为10,则实数n的值是______
知识点 抛物线的焦点与准线
()的焦点是 ____________,准线是 ____________。曲线上的点到焦点的距离等于它到准线的距离。
点 的焦半径是 ____________。开口向左、向上、向下时,焦点到顶点、顶点到准线的距离都是 。
注意:焦点坐标取 的一半,不是 。与对称轴平行的直线可以只有一个公共点,教材说明它不是切线。
要点速测
9.(25-26高二上·浙江绍兴·期末)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
题型1 由条件求圆的方程
▌例1 (26-27高二上·江苏扬州·阶段检测)求下列圆的标准方程:
(1)圆心在轴上,半径为5,且过点;
(2)过,,三点.
解题要点
由条件求圆的方程
已知圆心和半径直接写标准方程。已知一般方程先配方,并检验 。
相切写成圆心到直线的距离等于半径。
▌迁移练1-1 (25-26高二上·河南·阶段检测)已知的三个顶点分别为,则的外接圆的方程为( )
A. B.
C. D.
▌迁移练1-2 (25-26高二上·江苏扬州·期中)已知的三个顶点坐标分别为,,.
(1)求边上高所在直线方程;
(2)求的外接圆方程.
题型2 直线与圆的位置关系
▌例2 (26-27高二上·江西宜春·阶段检测)已知圆:.
(1)求过点且与圆相切的直线方程;
(2)已知直线:与圆交于,两点,若,求实数的取值范围.
解题要点
直线与圆的位置关系
比较圆心到直线的距离和半径。相交时弦长 。
两圆先算圆心距,再和两半径的和、差比较。
▌迁移练2-1 (26-27高二上·河北·阶段检测)已知点在圆外,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
▌迁移练2-2 (26-27高二上·江苏宿迁·阶段检测)已知圆:,过点的直线与圆相交于,两点,则直线的斜率的取值范围是________.
题型3 椭圆的标准方程
▌例3 (26-27高二上·江西南昌·阶段检测)求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)中心在原点,焦点在轴上,且经过两点和;
(2)焦点在坐标轴上,且过点和的椭圆的标准方程.
解题要点
椭圆的标准方程
先由定义或 、、 的关系确定长半轴,再看焦点在哪条轴。
,已知一条焦半径就可以求出另一条。
▌迁移练3-1 (26-27高二上·河北·阶段检测)已知椭圆的长轴长是短轴长的3倍,则________.
▌迁移练3-2 (26-27高二上·江西宜春·阶段检测)已知椭圆:()过点,右焦点为,圆:,直线:()与圆、椭圆分别相切于点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)求直线的方程;
(3)求四边形的面积(为坐标原点).
题型4 双曲线的渐近线与标准方程
▌例4 (25-26高二上·河北雄安·期末)求符合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)焦点在轴上,焦距为4,虚轴长为2;
(2)过点,渐近线方程为.
解题要点
双曲线的渐近线与标准方程
由渐近线读出 或 ,再由一个条件确定 、。
,离心率 。
▌迁移练4-1 (26-27高二上·广西柳州·阶段检测)已知双曲线的实轴长为2,且一条渐近线倾斜角为,则该双曲线的焦距为( )
A. B. C.或 D.或
▌迁移练4-2 (25-26高二下·湖南邵阳·期末)已知双曲线虚轴的一个端点为,两个焦点为,,则双曲线的离心率为______.
题型5 抛物线的焦点与焦半径
▌例5 (25-26高二下·河南郑州·阶段检测)已知为抛物线的焦点,点满足,其中为坐标原点,过的直线交于A,B两点.
(1)求的准线方程;
(2)证明:;
解题要点
抛物线的焦点与焦半径
先判断开口方向,焦点到顶点的距离是 。
上点 的焦半径是 。
▌迁移练5-1 (25-26高二上·湖北荆州·期末)设为坐标原点,点在抛物线上,若点到的准线的距离为,则( )
A. B. C. D.
▌迁移练5-2 (25-26高二上·河南·阶段检测)已知抛物线的焦点为F,点A,B,D均在抛物线C上.若的重心恰为点F,则______.
难点一 焦点三角形
难点1:椭圆
椭圆上 ,所以焦点三角形的周长是 。
夹角为 时,面积是 。
难点2:双曲线
双曲线上两条焦半径之差的绝对值是 。先确定哪一条更长,再求各边。
面积同样用 。
难点精练
1.(26-27高二上·河北·阶段检测)已知点,为椭圆()的左、右焦点,为的上顶点,过点的直线与交于,两点,的短轴长为6.若直线垂直平分线段,则的周长为( )
A. B.10 C. D.
2.(26-27高二上·河北廊坊·阶段检测)已知,分别是椭圆:()的左、右焦点,是上一点,若(),且,则的离心率的取值范围为______.
难点二 中点弦
难点1:两端代入后相减
设两端点 、,中点 。代入曲线方程后相减,并用 、。
难点2:三种曲线的斜率
椭圆 : 时 。
焦点在 轴的双曲线 :。抛物线 :。
难点精练
3.(24-25高二上·天津·期中)已知椭圆以及椭圆内一点,以点为中点的弦所在直线的斜率为()
A. B.2 C. D.
4.(24-25高二下·上海·期中)若椭圆的一条弦的中点为,则直线的斜截式方程为________.
基础达标
1.(26-27高二上·江苏·阶段检测)若圆的一条直径的端点坐标分别是和,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(26-27高二上·广东深圳·阶段检测)设椭圆:的上、下焦点分别为,,上的点满足,则( )
A.1 B.3 C.4 D.5
3.(26-27高二上·江苏徐州·阶段检测)已知方程表示椭圆,下列说法正确的是( )
A.若,则该椭圆的焦距为2
B.若,则该椭圆经过点
C.的取值范围为
D.若该椭圆的焦点在y轴上,则
4.(26-27高二上·陕西西安·阶段检测)与双曲线有公共焦点,且过点的双曲线方程为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)上世纪90年代,南京江宁区和陕西洛南县就建立了深厚的友谊,1993年江宁区出资帮助洛南修建了宁洛桥,增强了两地之间的友谊.如今人行道两侧进行了加宽,建成了“彩虹桥”(图1),非常漂亮.桥上一圆拱形的结构跨度,拱高.在建造时每隔相等长度用一个柱子支撑,,为其中的两根支柱(图2),且,则支柱的高度为( )
A.7.5 B.8.5 C.7 D.8
6.(26-27高二上·河南鹤壁·阶段检测)已知椭圆的中心为坐标原点,焦点在轴上,若椭圆的长轴为,焦距为,则椭圆的标准方程为__________.
7.(26-27高二上·全国·课后作业)与抛物线共顶点,对称轴是坐标轴,且焦点在直线上的抛物线的标准方程为______.
8.(26-27高二上·陕西榆林·阶段检测)求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点坐标为和,椭圆上任一点到两个焦点的距离之和为26;
(2)经过点,焦点坐标分别为,;
(3)与椭圆有相同的焦点,且经过点.
9.(26-27高二上·全国·课后作业)指出下列抛物线的焦点坐标和准线方程.
(1);
(2).
10.(26-27高二上·全国·课后作业)根据下列条件分别求出抛物线的标准方程:
(1)焦点在轴上,焦点到准线的距离为;
(2)经过点;
(3)焦点为直线与坐标轴的交点.
能力进阶
一、选择题
1.(25-26高二下·河北邯郸·期末)已知抛物线的焦点为F,点B在C的准线上,且线段与C交于点A.若,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
二、填空题
2.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)设直线与抛物线相交于点A,B,点F为抛物线C的焦点.若,则______.
3.(25-26高二上·浙江湖州·阶段检测)点是抛物线上一点,过焦点的直线交抛物线于,两点,交抛物线的准线于点,若为的中点,,,点在以为直径的圆上,则的最小值为__________.
三、解答题
4.(25-26高二上·福建龙岩·阶段检测)已知抛物线的焦点为F,点为抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)不过原点的直线l:与抛物线交于不同两点P,Q,若,求m的值.
5.(26-27高二上·江苏常州·阶段检测)已知圆经过点,且与直线相切于点,圆的方程为.
(1)求圆的方程;
(2)若直线与圆相切,且被圆所截得的线段长为,求直线的方程;
(3)设为圆上任意一点,过点向圆引切线,切点为,探究:平面内是否存在一定点,使得为定值?若存在,请求出所有满足条件的定点的坐标,及相对应的定值;若不存在,请说明理由.
6.(25-26高二下·广东广州·期末)在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为为抛物线上两个不同的动点.当中点横坐标为2时,.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线过点,在轴上是否存在点,使得恒在以线段为直径的圆内?若存在,求出点横坐标的取值范围;若不存在,请说明理由.
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第2章 圆锥曲线
复习要点
1.掌握圆的标准方程和一般方程,会由条件求圆的方程。
2.会判断直线与圆、圆与圆的位置关系,会求切线、弦长和公共弦。
3.掌握椭圆、双曲线的定义、标准方程、离心率和渐近线。
4.掌握抛物线的定义、标准方程、焦点和准线。
复习重难点
重点:圆的方程与位置关系;三种圆锥曲线的定义和标准方程。
难点:焦点三角形;直线与圆锥曲线的中点弦。
知识点 圆的标准方程与一般方程
圆心 、半径 ()的圆的标准方程是 。
方程 表示圆,当且仅当 。此时圆心是 ,半径是 。
注意:配方之前先看 、 的系数是不是 。等于 时是一个点,小于 时没有轨迹,都不是圆。
要点速测
1.(26-27高二上·河南信阳·阶段检测)圆心为,过点的圆的标准方程为______.
【答案】
【详解】设该圆的标准方程为
由题意可得,,,
故圆的标准方程为.
知识点 直线与圆的位置关系
圆心到直线的距离为 、半径为 时: 相交, 相切, 相离。相交时弦长是 。
两圆的圆心距为 ,半径 。有公共点当且仅当 。 外切, 内切。
注意:两圆方程相减得到的是 公共弦所在的直线。相切要分清外切和内切。
要点速测
2.(26-27高二上·河北·阶段检测)若圆上到直线的距离为1的点仅有两个,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由圆,可得圆心坐标为.
根据点到直线的距离公式,计算圆心到直线的距离.
若圆上到直线的距离为1的点仅有两个,说明与直线平行且距离为1的两条直线中,一条与圆相离,一条与圆相交(2个交点),
则满足,
代入得,即.
所以的取值范围为.
3.(26-27高二上·天津东丽·阶段检测)若关于的方程有两个不同实数解,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【详解】由关于的方程有两个不同实数解,
可得函数和函数的图象有两个不同的交点,
由,得,
所以表示以为圆心,为半径的圆的上半圆(含端点).
是过定点的直线,
在同一坐标系内作出两函数的图象如图所示:
当直线过点时,直线的斜率为,
当直线过点时,直线的斜率为,
当直线与半圆相切时,可得,解得,
由函数和的图象有两个不同的交点,可得或,
所以实数的取值范围是.
知识点 椭圆的定义与标准方程
平面内到两定点 、 的距离之和等于常数 ()的点的轨迹是椭圆。,离心率 ,并且 。
焦点在 轴时方程是 (),焦点 。焦点在 轴时, 写在 下面,焦点 。
注意:椭圆上是距离之和。长轴看分母较大的那一项, 是长半轴。
要点速测
4.(26-27高二上·陕西渭南·阶段检测)焦点坐标为,,且长轴长等于12的椭圆方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设椭圆方程为,由题可得:,,即
根据解得:,所以椭圆方程为.
5.(26-27高二上·上海宝山·阶段检测)若方程 表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是______.
【答案】
【详解】因为方程 表示焦点在轴上的椭圆,则,
解得.
知识点 椭圆的离心率
离心率 。由 得 。
要点归纳: 越大, 相对 越小,椭圆越扁。求离心率之前先确定焦点在哪条轴。
要点速测
6.(26-27高二上·浙江绍兴·阶段检测)已知椭圆的标准方程为,则其离心率是________.
【答案】
【详解】由题意可得,
所以离心率.
7.(26-27高二上·江苏·阶段检测)椭圆的焦距为2,则实数的值为( )
A.或 B. C. D.或
【答案】A
【详解】由椭圆,得且,即或.
由椭圆的焦距为2,得,即.
当时,,,,则,得;
当时,,,,则;
综上所述,实数的值为或.
知识点 双曲线的方程与渐近线
平面内到两定点距离之差的绝对值等于常数 ()的点的轨迹是双曲线。,离心率 。
焦点在 轴:,渐近线 。焦点在 轴:,渐近线 。
注意:渐近线的斜率要看焦点在哪条轴。与渐近线平行的直线可以只有一个公共点,不一定是切线。
要点速测
8.(26-27高二上·上海松江·阶段检测)若双曲线的焦点在x轴上,焦距为10,则实数n的值是______
【答案】
18
【详解】因为双曲线的焦点在轴上,因此该双曲线的实半轴长平方,虚半轴长平方,且,
又双曲线的焦距为10,由焦距定义得,解得半焦距,
根据双曲线的基本性质,将、、代入得: ,即,
解得,符合的要求,
知识点 抛物线的焦点与准线
()的焦点是 ,准线是 。曲线上的点到焦点的距离等于它到准线的距离。
点 的焦半径是 。开口向左、向上、向下时,焦点到顶点、顶点到准线的距离都是 。
注意:焦点坐标取 的一半,不是 。与对称轴平行的直线可以只有一个公共点,教材说明它不是切线。
要点速测
9.(25-26高二上·浙江绍兴·期末)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由抛物线,可得抛物线的焦点在轴正半轴上,且,所以,
所以抛物线的准线方程为.
题型1 由条件求圆的方程
▌例1 (26-27高二上·江苏扬州·阶段检测)求下列圆的标准方程:
(1)圆心在轴上,半径为5,且过点;
(2)过,,三点.
解题要点
由条件求圆的方程
已知圆心和半径直接写标准方程。已知一般方程先配方,并检验 。
相切写成圆心到直线的距离等于半径。
【详解】(1)设圆心为,
则,
或,
圆心为或,
又,圆的标准方程为或;
(2)设圆的一般方程为:.
将,,代入得:
,
所以圆的方程为:,所以圆的标准方程为.
▌迁移练1-1 (25-26高二上·河南·阶段检测)已知的三个顶点分别为,则的外接圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】设所求圆的方程是.
已知的三个顶点分别为,
因为,
且,所以是直角三角形,
所以的斜边的中点,即为外接圆的圆心,
斜边的一半即为外接圆的半径,即,
所以的外接圆的方程为.
故选:D
▌迁移练1-2 (25-26高二上·江苏扬州·期中)已知的三个顶点坐标分别为,,.
(1)求边上高所在直线方程;
(2)求的外接圆方程.
【详解】(1)边上高与垂直,因为
所以边上高的斜率为,又因为边上高过,
所以边上高所在直线方程为.
(2)因为的外接圆方程过,
所以可设圆方程为,因为圆过,,
所以,由于三角形一定存在外接圆,
所以外接圆方程为.
题型2 直线与圆的位置关系
▌例2 (26-27高二上·江西宜春·阶段检测)已知圆:.
(1)求过点且与圆相切的直线方程;
(2)已知直线:与圆交于,两点,若,求实数的取值范围.
解题要点
直线与圆的位置关系
比较圆心到直线的距离和半径。相交时弦长 。
两圆先算圆心距,再和两半径的和、差比较。
【详解】(1)圆整理得,圆心,半径.
,故点在圆外,切线有两条.
①当切线斜率存在时,设切线方程为,即,
则,即,解得,切线方程为;
②当切线斜率不存在时,切线方程为,此时圆心到的距离,符合题意.
所以所求切线方程为或.
(2)圆心到直线:的距离,
弦长,
由得,即,
所以,化简得,即.所以实数的取值范围是.
▌迁移练2-1 (26-27高二上·河北·阶段检测)已知点在圆外,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】将圆的方程化为标准方程得,
所以,解得或,
又点在圆外,故,解得,
因此的取值范围为.
▌迁移练2-2 (26-27高二上·江苏宿迁·阶段检测)已知圆:,过点的直线与圆相交于,两点,则直线的斜率的取值范围是________.
【答案】
【详解】依题意可得圆的圆心为,半径为,
当直线的斜率不存在时,即垂直于轴,此时直线与圆相切,不符合条件.
则直线的斜率存在,且设为,又直线过点,
则直线的方程为,即,
所以圆心到直线的距离为,
若,则,
即,整理得,解得,或,
显然,即,整理得,解得,
综上直线的斜率的取值范围是.
题型3 椭圆的标准方程
▌例3 (26-27高二上·江西南昌·阶段检测)求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)中心在原点,焦点在轴上,且经过两点和;
(2)焦点在坐标轴上,且过点和的椭圆的标准方程.
解题要点
椭圆的标准方程
先由定义或 、、 的关系确定长半轴,再看焦点在哪条轴。
,已知一条焦半径就可以求出另一条。
【详解】(1)已知椭圆中心在原点、焦点在轴上,设其标准方程为,
将点、分别代入方程,得方程组:,解得,
因此所求椭圆标准方程为。
(2)由于椭圆焦点在坐标轴上且位置不确定,设其方程为,
将点、分别代入方程,得方程组:,
解得,代入,得椭圆的标准方程为.
▌迁移练3-1 (26-27高二上·河北·阶段检测)已知椭圆的长轴长是短轴长的3倍,则________.
【答案】或
【详解】若,则的长轴长为,短轴长为,则,解得;
若,则的长轴长和短轴长分别为,,所以,解得;
因此或.
▌迁移练3-2 (26-27高二上·江西宜春·阶段检测)已知椭圆:()过点,右焦点为,圆:,直线:()与圆、椭圆分别相切于点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)求直线的方程;
(3)求四边形的面积(为坐标原点).
【详解】(1)由题意得,,解得,
所以椭圆的方程为;
(2)因为直线与圆相切,所以,
整理得,又,得,
所以直线的方程为;
(3)设直线与轴的交点为,切点,则点的坐标为,
联立,消得,解得,即,
则,
,
所以.
题型4 双曲线的渐近线与标准方程
▌例4 (25-26高二上·河北雄安·期末)求符合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)焦点在轴上,焦距为4,虚轴长为2;
(2)过点,渐近线方程为.
解题要点
双曲线的渐近线与标准方程
由渐近线读出 或 ,再由一个条件确定 、。
,离心率 。
【详解】(1)设双曲线标准方程为:,
,,
∴双曲线标准方程为.
(2)由双曲线的渐近线方程为,设双曲线的方程为,
代入点的坐标,有,可得.
即双曲线的方程为,化为标准方程为.
▌迁移练4-1 (26-27高二上·广西柳州·阶段检测)已知双曲线的实轴长为2,且一条渐近线倾斜角为,则该双曲线的焦距为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】B
【详解】依题意,双曲线的渐近线的倾斜角为,
则,由题意,则,半焦距,
所以该双曲线的焦距.
▌迁移练4-2 (25-26高二下·湖南邵阳·期末)已知双曲线虚轴的一个端点为,两个焦点为,,则双曲线的离心率为______.
【答案】
【详解】由双曲线的对称性不妨设双曲线方程为,
可得虚轴的一个端点,,,
因为,可得,两侧平方可得,
可得,所以,所以.
题型5 抛物线的焦点与焦半径
▌例5 (25-26高二下·河南郑州·阶段检测)已知为抛物线的焦点,点满足,其中为坐标原点,过的直线交于A,B两点.
(1)求的准线方程;
(2)证明:;
解题要点
抛物线的焦点与焦半径
先判断开口方向,焦点到顶点的距离是 。
上点 的焦半径是 。
【详解】(1)由题意得,因为点满足,
则,解得.
故,准线方程:.
(2)当直线的斜率不存在时,此时轴,
由(1)得,将代入到,解得,
则,,
此时,符合题意.
当直线的斜率存在且不为0时,设直线,如图:
联立,消元得,
设,则,
由抛物线定义有,
则,问题得证.
▌迁移练5-1 (25-26高二上·湖北荆州·期末)设为坐标原点,点在抛物线上,若点到的准线的距离为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意得,解得曲线的方程为,
.
故选:C.
▌迁移练5-2 (25-26高二上·河南·阶段检测)已知抛物线的焦点为F,点A,B,D均在抛物线C上.若的重心恰为点F,则______.
【答案】18
【详解】由题意知,.
设点A,B,D的横坐标分别为,,,则,所以.
由抛物线的定义得.
故答案为:18
难点一 焦点三角形
难点1:椭圆
椭圆上 ,所以焦点三角形的周长是 。
夹角为 时,面积是 。
难点2:双曲线
双曲线上两条焦半径之差的绝对值是 。先确定哪一条更长,再求各边。
面积同样用 。
难点精练
1.(26-27高二上·河北·阶段检测)已知点,为椭圆()的左、右焦点,为的上顶点,过点的直线与交于,两点,的短轴长为6.若直线垂直平分线段,则的周长为( )
A. B.10 C. D.
【答案】A
【详解】设的半焦距为,因为的短轴长为6,即,所以,,
连接,因为直线垂直平分线段,所以,
所以,由得,,.
连接,,因为垂直平分线段,所以,,
所以的周长.
2.(26-27高二上·河北廊坊·阶段检测)已知,分别是椭圆:()的左、右焦点,是上一点,若(),且,则的离心率的取值范围为______.
【答案】
【详解】设,由椭圆定义可得,
设,则,所以,即,
因为,所以,
即,
两式相除得:,
所以,因为,所以,
根据对勾函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,,所以,所以,
所以,所以,所以.
难点二 中点弦
难点1:两端代入后相减
设两端点 、,中点 。代入曲线方程后相减,并用 、。
难点2:三种曲线的斜率
椭圆 : 时 。
焦点在 轴的双曲线 :。抛物线 :。
难点精练
3.(24-25高二上·天津·期中)已知椭圆以及椭圆内一点,以点为中点的弦所在直线的斜率为()
A. B.2 C. D.
【答案】C
【详解】设以为中点的弦端点,
则,
由,得,
即,
所以直线的斜率.
故选:C
4.(24-25高二下·上海·期中)若椭圆的一条弦的中点为,则直线的斜截式方程为________.
【答案】
【详解】设,,依题意,点,在椭圆上,
所以,两式相减得,,
即,变形得,
因为的中点为,所以,,
设直线的斜率为,
所以,
所以直线的方程为,化为斜截式方程为.
故答案为:.
基础达标
1.(26-27高二上·江苏·阶段检测)若圆的一条直径的端点坐标分别是和,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意得圆心坐标为,半径.
所以圆的方程为.
2.(26-27高二上·广东深圳·阶段检测)设椭圆:的上、下焦点分别为,,上的点满足,则( )
A.1 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【详解】由椭圆,得半长轴长.
因为在椭圆上,所以.
又,所以.
3.(26-27高二上·江苏徐州·阶段检测)已知方程表示椭圆,下列说法正确的是( )
A.若,则该椭圆的焦距为2
B.若,则该椭圆经过点
C.的取值范围为
D.若该椭圆的焦点在y轴上,则
【答案】D
【详解】若,则椭圆方程为,所以,
从而,选项A不正确;
若,则椭圆方程为,点的坐标不满足方程,
即该椭圆不经过点,选项B错误;
因为方程表示椭圆,所以,
解得,且,选项C错误;
因为椭圆的焦点在y轴上,所以,解得,
选项D正确.
4.(26-27高二上·陕西西安·阶段检测)与双曲线有公共焦点,且过点的双曲线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 对于双曲线,得,
设所求双曲线方程为,
因为所求双曲线与双曲线有公共焦点,所以
将点代入得:,
将代入上式,去分母整理得: .
可得,,符合题意.
因此所求双曲线方程为.
5.(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)上世纪90年代,南京江宁区和陕西洛南县就建立了深厚的友谊,1993年江宁区出资帮助洛南修建了宁洛桥,增强了两地之间的友谊.如今人行道两侧进行了加宽,建成了“彩虹桥”(图1),非常漂亮.桥上一圆拱形的结构跨度,拱高.在建造时每隔相等长度用一个柱子支撑,,为其中的两根支柱(图2),且,则支柱的高度为( )
A.7.5 B.8.5 C.7 D.8
【答案】C
【详解】以为原点,建立平面直角坐标系,如图:
设该圆弧所在圆为圆.
将的坐标代入圆的方程,得,解得,
∴圆.
当时,得或.
由图可知,支柱的高度为7.
故选:C.
6.(26-27高二上·河南鹤壁·阶段检测)已知椭圆的中心为坐标原点,焦点在轴上,若椭圆的长轴为,焦距为,则椭圆的标准方程为__________.
【答案】
【详解】由条件可知,,,则,,所以,
所以椭圆的标准方程为.
7.(26-27高二上·全国·课后作业)与抛物线共顶点,对称轴是坐标轴,且焦点在直线上的抛物线的标准方程为______.
【答案】或
【详解】因为抛物线的顶点在原点,对称轴是坐标轴,所以直线与坐标轴的交点即抛物线的焦点,令,得;令,得,所以抛物线的焦点坐标为或.
当焦点为时,,所以,此时抛物线的标准方程为;
当焦点为时,,所以,此时抛物线的标准方程为.
综上所述,所求抛物线的标准方程为或.
8.(26-27高二上·陕西榆林·阶段检测)求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点坐标为和,椭圆上任一点到两个焦点的距离之和为26;
(2)经过点,焦点坐标分别为,;
(3)与椭圆有相同的焦点,且经过点.
【详解】(1)由题意可得,椭圆焦点在轴上,,
,,
∴椭圆的标准方程为.
(2)由题意可得,椭圆焦点在轴上,,
设椭圆方程为,,
代入点得,化简得,解得或(舍),
∴,∴椭圆的标准方程为.
(3)由题意可得,所求椭圆焦点在轴上,,
设所求椭圆方程为,则,
代入点可得,,
化简得,解得或(舍),
∴椭圆的标准方程为.
9.(26-27高二上·全国·课后作业)指出下列抛物线的焦点坐标和准线方程.
(1);
(2).
【详解】(1)抛物线的标准方程为,所以,
抛物线开口向左,所以焦点坐标为,准线方程为.
(2)抛物线的标准方程为,所以.
①当时,,抛物线开口向右,所以焦点坐标是,准线方程是;
②当时,,抛物线开口向左,所以焦点坐标是,准线方程是.
综上所述,当 时,抛物线的焦点坐标为,准线方程为.
10.(26-27高二上·全国·课后作业)根据下列条件分别求出抛物线的标准方程:
(1)焦点在轴上,焦点到准线的距离为;
(2)经过点;
(3)焦点为直线与坐标轴的交点.
【详解】(1)已知抛物线的焦点在轴上,可设方程为,
由焦点到准线的距离为5,知,,
所以满足条件的抛物线有两条,它们的标准方程分别为或.
(2)因为点在第三象限,所以设所求抛物线的标准方程为或.
若抛物线的标准方程为,则由,解得;
若抛物线的标准方程为,则由,解得.
故所求抛物线的标准方程为或.
(3)对于直线方程,令,得;令,得,所以抛物线的焦点为或.
当焦点为时,,所以,此时抛物线的标准方程为.
当焦点为时,,所以,此时抛物线的标准方程为.
故所求抛物线的标准方程为或.
能力进阶
一、选择题
1.(25-26高二下·河北邯郸·期末)已知抛物线的焦点为F,点B在C的准线上,且线段与C交于点A.若,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】过点作抛物线准线的垂线,垂足为,所以,
则,
所以,解得:,
所以
根据对称性可得直线的斜率为.
二、填空题
2.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)设直线与抛物线相交于点A,B,点F为抛物线C的焦点.若,则______.
【答案】
【详解】设,联立直线和抛物线方程,消去得,
由一元二次方程根与系数的关系可得;
由抛物线的性质可知,,则,即,等式两侧同时平方可得,整理可得,即,解得或(不符合题意舍去),
故答案为:1.
3.(25-26高二上·浙江湖州·阶段检测)点是抛物线上一点,过焦点的直线交抛物线于,两点,交抛物线的准线于点,若为的中点,,,点在以为直径的圆上,则的最小值为__________.
【答案】
【详解】过点作⊥轴于点,准线与轴交于点,
因为若F为AK的中点,,所以,故Rt≌Rt,
则,故,
则,将代入中,得,即,
又,由勾股定理得,
即,解得,,
过点作⊥准线于点,则,
要想求的最小值,即求的最小值,
又Q在以为直径的圆上,设圆心为,则,
直径为,半径,连接,
故,所以,
故当四点共线时,取得最小值,
最小值为.
故答案为:
三、解答题
4.(25-26高二上·福建龙岩·阶段检测)已知抛物线的焦点为F,点为抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)不过原点的直线l:与抛物线交于不同两点P,Q,若,求m的值.
【详解】(1)点为抛物线上一点,则①
且,根据抛物线的定义可得②,
由①②解得,
抛物线的标准方程为
(2)不过原点的直线l:与抛物线交于不同两点P,Q,
设,联立得,得,
,解得.
由韦达定理,得,,
又,③,
又两点P,Q在直线l:上,
故式子③,化简得:,
即,
把韦达定理代入,得,
即,
解得或,
直线l不过原点,,
故m的值为.
5.(26-27高二上·江苏常州·阶段检测)已知圆经过点,且与直线相切于点,圆的方程为.
(1)求圆的方程;
(2)若直线与圆相切,且被圆所截得的线段长为,求直线的方程;
(3)设为圆上任意一点,过点向圆引切线,切点为,探究:平面内是否存在一定点,使得为定值?若存在,请求出所有满足条件的定点的坐标,及相对应的定值;若不存在,请说明理由.
【详解】(1)
因为圆经过点,且与直线相切于点,
所以圆心,半径,
所以圆的方程为.
(2)当直线的斜率不存在时,易得其方程为,
当时,弦长为的直径,舍去;
当时,由圆的弦长公式可得,符合题意;
当直线的斜率存在时,设其方程为,
因为直线与圆相切,且被圆所截得的线段长为,
所以,解得,
此时直线方程为,
综上,满足条件的直线方程为和.
(3)因为圆心,半径,
所以,
点为圆上任意一点,代入方程可得,
所以,
设,则,
因为为定值,所以,
所以,
将代入上式右边化简可得,
因为为圆上任意一点,所以上式两边同次系数相同,
即,
解得或,
所以存在,当定点为时,;当定点为时,.
6.(25-26高二下·广东广州·期末)在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为为抛物线上两个不同的动点.当中点横坐标为2时,.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线过点,在轴上是否存在点,使得恒在以线段为直径的圆内?若存在,求出点横坐标的取值范围;若不存在,请说明理由.
【详解】(1)解:由抛物线的定义知:,
因为,可得,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)解:设直线的方程为,且
联立方程组,整理得,
判别式恒成立,且,
法一:由,可得,
将代入,可得
,
再将代入得,
整理得,
由恒在以线段为直径的圆内等价于对恒成立,
则满足或,解得,
综上可得,存在这样的点,且,满足题意.
法二:设直线的方程为,且,
可得,所以圆心为,
由,
圆的方程为,
因为点在圆内,可得,
整理得,
因为恒在以线段为直径的圆内等价于对恒成立,
则满足或,解得,
综上可得,存在这样的点,且,满足题意.
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