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第二十六讲:椭圆、双曲线、抛物线
【考点梳理】
1、求曲线的轨迹方程
直接法、定义法、相关点法
2、椭圆方程
椭圆相关计算
2 2 2
a,b,c a =b +c
(1)椭圆标准方程中的三个量 的几何意义
(2)通径:过焦点且垂直于长轴的弦,其长 焦点弦:椭圆过焦点的弦。
最短的焦点弦为通经 ,最长为 。
(3)最大角: 是椭圆上一点,当
是椭圆的短轴端点时,∠F PF
为最大角。
1 2
(4)椭圆上一点和两个焦点构成的三角形称为焦点三角形。
θ
焦点三角形的面积
S =b2tan
,其中 (注意公式的推导)
ΔPF F 2 θ=∠F PF
1 2 1 2
3、双曲线
(1)双曲线的通径
过双曲线的焦点且与双曲线实轴垂直的直线被双曲线截得的线段,称为双曲线的通径.通径长为 .
(2)点与双曲线的位置关系
对于双曲线 ,点 在双曲线内部,等价于 .
点 在双曲线外部,等价于 结合线性规划的知识点来分析.
(3)双曲线常考性质
性质1:双曲线的焦点到两条渐近线的距离为常数 ;顶点到两条渐近线的距离为常数 ;
性质2:双曲线上的任意点 到双曲线C的两条渐近线的距离的乘积是一个常数 ;
(4)双曲线焦点三角形面积为 (可以这样理解,顶点越高,张角越小,分母越小,面积越大)
(5)双曲线的切线在双曲线 上,过点 作双曲线的切线方程为 .若点
点
在双曲线 外,则点 对应切点弦方程为
4、抛物线
(1)、焦半径
抛物线上的点 与焦点 的距离称为焦半径,若 ,则焦半径 ,
.
(2)、焦点弦
若 为抛物线 的焦点弦, , ,则有以下结论:
(1) .(2) .
(3)焦点弦长公式1: , ,当 时,焦点弦取最小值 ,即
所有焦点弦中通径最短,其长度为 .
焦点弦长公式2: ( 为直线 与对称轴的夹角).
(4) 的面积公式: ( 为直线 与对称轴的夹角).
(3)、抛物线的通径
过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦叫做抛物线的通径.
对于抛物线 ,由 , ,可得 ,故抛物线的通径长为 .
4)、弦的中点坐标与弦所在直线的斜率的关系:
(
(5)、焦点弦的常考性质
已知 、 是过抛物线 焦点 的弦, 是 的中点, 是抛物线的准线,
, 为垂足.y
C A
N M
O F x
D B
(1)以 为直径的圆必与准线 相切,以AF(或BF)为直径的圆与y轴相切;
(2) ,
(3) ;
(4)设 , 为垂足,则 、 、 三点在一条直线上
【典型题型讲解】
考点一:椭圆
【典例例题】
例1.(2022·广东清远·高三期末)若椭圆 的焦距为6,则实数 ( )
A.13 B.40 C.5 D.
例2.(2022·广东珠海·高三期末)已知椭圆 的长轴长为4,左顶点A到上顶点B的
距离为 ,F为右焦点.
(1)求椭圆C的方程和离心率;
(2)设直线l与椭圆C交于不同的两点M,N(不同于A,B两点),且直线 时,求F在l上的射影
H的轨迹方程.【方法技巧与总结】
标准方程
图形
焦点 , ,
焦距
范围 , ,
对称性 关于 轴、 轴和原点对称
性质
顶点 , ,
轴 长轴长 ,短轴长
离心率
(注:离心率越小越圆,越大越扁)
【变式训练】
1.(2022·广东佛山·高三期末)(多选)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,上顶
点为B,且 ,点P在C上,线段 与 交于Q, ,则( )
A.椭圆C的离心率为 B.椭圆C上存在点K,使得C.直线 的斜率为 D. 平分
2.(2022·广东·金山中学高三期末)已知椭圆 : 与圆 : ,若在椭
圆 上不存在点P,使得由点P所作的圆 的两条切线互相垂直,则椭圆 的离心率的取值范围是
________.
3.(2022·广东汕尾·高三期末)已知 分别是椭圆C: 的左、右两个焦点,若椭圆C上存在四
个不同的点P,使得 ,的面积为 ,则正实数m的取值范围为______.
4.(2022·广东肇庆·二模)已知点 , 分别是椭圆 的左、右焦点,点A是椭圆
上一点,点О为坐标原点,若 ,直线 的斜率为 ,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
5.(2022·广东汕头·二模)已知椭圆C的左、右焦点分别为 , ,直线AB过 与该椭圆交于A,B两点,
当 为正三角形时,该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
6.(2022·广东中山·高三期末)已知椭圆 的右焦点为 ,离心率为 ,直线
被椭圆截得的弦长为求椭圆 的标准方程
若 是椭圆 上一点, 是坐标原点,过点 与直线 平行的直线与椭圆 的两个交点为 ,且
,求 的最大值
7.(2022·广东·金山中学高三期末)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C: 的左,右顶
点分别为A、B,点F是椭圆的右焦点, , .
(1)求椭圆C的方程;
(2)不过点A的直线l交椭圆C于M、N两点,记直线l、AM、AN的斜率分别为k、 、 .若 ,
证明直线l过定点,并求出定点的坐标.
8.(2022·广东潮州·高三期末)已知椭圆 的离心率为 ,以原点O为圆心,椭圆
C的长半轴长为半径的圆与直线 相切.
(1)求椭圆C的标准方程;(2)已知点A,B为动直线y=k(x-2)(k≠0)与椭圆C的两个交点,问:在x轴上是否存在定点E,使得
为定值?若存在,试求出点E的坐标和定值;若不存在,请说明理由.
9.(2022·广东东莞·高三期末)已知点 为椭圆 的左顶点,点 为右焦点,直
线 与 轴的交点为 ,且 ,点 为椭圆上异于点 的任意一点,直线 交 于点 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)证明: .
10.(2022·广东深圳·高三期末)在平面直角坐标系 中,点 在椭圆 上,过点 的直线l与C交于M,N两点(异于点A),记直线AM,AN的斜率分别为 , ,当
时, .
(1)求C的方程;
(2)证明: 为定值.
11.(2021·广东汕头·高三期末)已知椭圆 的离心率为 ,又点 在椭圆
上.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若动直线 与椭圆 有且只有一个公共点,过点 作直线 的垂线,垂足为 ,试探究: 是
否为定值,如果是,请求出该值;如果不是,请说明理由.12.(2022·广东潮州·二模)设椭圆 为左右焦点, 为短轴端点,长轴长为4,焦距为
,且 , 的面积为 .
(Ⅰ)求椭圆 的方程
(Ⅱ)设动直线 椭圆 有且仅有一个公共点 ,且与直线 相交于点 .试探究:在坐标平面内是
否存在定点 ,使得以 为直径的圆恒过点 ?若存在求出点 的坐标,若不存在.请说明理由.
考点二:双曲线
【典例例题】
例1.(2022·广东珠海·高三期末)双曲线 的右支上一点M关于原点O的对称点为点N,F为
双曲线的右焦点,若 , ,则双曲线C的离心率e为( )
A. B. C. D.
例2.(2022·广东佛山·高三期末)已知双曲线C的渐近线方程为 ,且过点 .
(1)求C的方程;
(2)设 ,直线 不经过P点且与C相交于A,B两点,若直线 与C交于另一点D,求证:
直线 过定点.【方法技巧与总结】
1.双曲线的定义:焦点三角形
2.双曲线的性质:离心率、双曲线的渐近线
【变式训练】
1.(2022·广东潮州·高三期末) 、 分别为双曲线 的左、右焦点,过 的直线 与 的左、
右两支曲线分别交于 、 两点,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
2.(2022·广东汕尾·高三期末)已知双曲线 的渐近线方程为 ,则该双曲线的
离心率为( )
A. B. C. D.2
3.(2022·广东清远·高三期末)(多选)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,点
P是双曲线C上位于第一象限的点,过点 作 的角平分线的垂线,垂足为A,若O为坐标原点,
,则( )
A.双曲线C的渐近线方程为 B.双曲线C的渐近线方程为
C.双曲线C的离心率为 D.双曲线C的离心率为4.(2022·广东东莞·高三期末)已知 为双曲线 : 的一个焦点,则点 到双曲线 的一条渐近
线的距离为_______.
5.(2022·广东深圳·高三期末)在平面直角坐标系 中, 为双曲线 的一个焦点,
以 为圆心的圆与 的两条渐近线交于 、 、 三点,若四边形 的面积为 ,则 的离心
率为______.
6.(2022·广东中山·高三期末)已知点M为双曲线C: 在第一象限上一点,点F为双曲
线C的右焦点,O为坐标原点, ,则双曲线C的离心率为___________;若
分别交双曲线C于P、Q两点,记直线QM与PQ的斜率分别为 ,则 ___________.
29.(2022·广东深圳·一模)已知双曲线 : 经过点A ,且点 到 的渐近线
的距离为 .
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点 作斜率不为 的直线 与双曲线 交于M,N两点,直线 分别交直线AM,AN于点E,F.
试判断以EF为直径的圆是否经过定点,若经过定点,请求出定点坐标;反之,请说明理由.考点三:抛物线
【典例例题】
例1.(2022·广东惠州·一模)若抛物线 ( )上一点P(2, )到其焦点的距离为4,则抛
物线的标准方程为( )
A.y2=2x B.y2=4x C.y2=6x D.y2=8x
例2.(2022·广东韶关·一模)已知在平面直角坐标系中,有两定点 ,动点 满足 .
(1)求动点 的轨迹 的方程;
(2)若抛物线 与轨迹 按顺时针方向依次交于四点 (点 在第一象限).
①求证:直线 与直线 相交于 点;
②设 的面积为S,求S取最大值时的抛物线方程.
【方法技巧与总结】
1.抛物线的定义:到准线与到定点距离相等.
2.抛物线的性质:焦点弦长
【变式训练】
1.(2022·广东广州·一模)设抛物线 的焦点为F,过点 的直线与E相交于A,B两点,与E的准线相交于点C,点B在线段AC上, ,则 与 的面积之比 ( )
A. B. C. D.
2.(2022·广东广东·一模)已知O为坐标原点,F为抛物线 的焦点,P为C上一点,若 ,
则点F到直线PO的距离为( )
A. B. C. D.
3.(2022·广东茂名·一模)(多选)已知抛物线C: 的焦点为 ,准线为 ,P是抛物线 上第一象
限的点, ,直线PF与抛物线C的另一个交点为Q,则下列选项正确的是( )
A.点P的坐标为(4,4) B. C.
D.过点 作抛物线 的两条切线 ,其中 为切点,则直线 的方程为:
4.(2022·广东·一模)(多选)已知抛物线 的焦点为F,抛物线C上存在n个点 , , ,
( 且 )满足 ,则下列结论中正确的是( )
A. 时,
B. 时, 的最小值为9
C. 时,
D. 时, 的最小值为8
5.(2022·广东湛江·一模)(多选)已知F是抛物线 的焦点,过点F作两条互相垂直的直线 ,, 与C相交于A,B两点, 与C相交于E,D两点,M为A,B中点,N为E,D中点,直线l为抛物线
C的准线,则( )
A.点M到直线l的距离为定值 B.以 为直径的圆与l相切
C. 的最小值为32 D.当 最小时,
6.(2022·广东深圳·一模)(多选)已知定圆A的半径为1,圆心A到定直线l的距离为d,动圆C与圆A
和直线l都相切,圆心C的轨迹为如图所示的两条抛物线,记这两抛物线的焦点到对应准线的距离分别为
, ,则( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
一、单选题
1.椭圆 : 的左、右焦点分别为 , ,经过点 的直线与椭圆 相交于A, 两点,
若 的周长为16,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
2.已知椭圆 的左右焦点分别 ,左顶点为A,上顶点为B,点P为椭圆上一点,
且 ,若 ,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.3.已知 分别为椭圆 的左右焦点,点P为椭圆上一点,以 为圆心的圆与直线 恰好相
切于点P,则 是( )
A. B. C. D.
4.明朝的一个葡萄纹椭圆盘如图(1)所示,清朝的一个青花山水楼阁纹饰椭圆盘如图(2)所示,北宋
的一个汝窑椭圆盘如图(3)所示,这三个椭圆盘的外轮廊均为椭圆.已知图(1)、(2)、(3)中椭圆的长
轴长与短轴长的比值分别 ,设图(1)、(2)、(3)中椭圆的离心率分别为 ,则( )
A. B.
C. D.
5.设F为椭圆 的右焦点,点 ,点B在C上,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
6.设椭圆 长轴的两个顶点分别为 、 ,点 为椭圆上不同于 、 的任一点,若将
的三个内角记作 、 、 ,且满足 ,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
7.已知直线 过抛物线 : 的焦点,且与该抛物线交于 两点.若线段 的长为16,
的中点到 轴距离为6,则 ( 为坐标原点)的面积是( )A. B. C. D.
8.过抛物线 的焦点F作直线l,交抛物线于A,B两点,若 ,则直线l的倾斜角等
于( )
A. 或 B. 或 C. 或 D.与p值有关
二、多选题
9.已知 为椭圆的焦点, , 分别为椭圆的两个顶点(且 不是离 最近的那个顶点),若 ,
,则椭圆的离心率可以为( )
A. B. C. D.
2.设圆锥曲线C的两个焦点分别为 ,若曲线C上存在点P满足 ,则曲线C
的离心率可以是( )
A. B. C. D.2
3.双曲线 的左,右焦点分别为 , ,点P在C上.若 是直角三角形,则 的
面积为( )
A. B. C.4 D.2
4.已知椭圆 的左、右焦点分别为 , 为 上一点,则( )
A. 的离心率为 B. 的周长为
C. D.
5.已知抛物线C: ,过其准线上的点T(1,-1)作C的两条切线,切点分别为A、B,下列说法
正确的是( )A.p=1 B.抛物线的焦点为F(0,1)
C. D.直线AB的斜率为
三、填空题
1.与双曲线 有相同的焦点,且短半轴长为 的椭圆方程是________.
2.已知椭圆 : 的焦点为 , .过 且倾斜角为60°的直线交椭圆的
上半部分于点 ,以 , ( 为坐标原点)为邻边作平行四边形 ,点 恰好也在椭圆上,则
______.
3.已知椭圆 的左、右顶点分别为 、 ,上顶点为 ,直线 和 的斜率分
别为 、 ,写出一个满足 的椭圆 的方程:___________.
4.因为正三角形内角余弦值为 ,所以有人将离心率为 的椭圆称为“正椭圆”.已知“正椭圆”C:
的上下顶点分别为 ,且“正椭圆”C上有一动点P(异于椭圆的上下顶点),若
直线 的斜率分别为 ,则 为______.
5.抛物线 上一点 与焦点F的距离 ,则M到坐标原点的距离为___________.
四、解答题
1.(2022·黑龙江·佳木斯一中三模(理))已知椭圆 ,左焦点为 ,上顶点为 ,直线BF与椭圆交于另一点Q,且 ,且点 在椭圆上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设 , ,M是椭圆C上一点,且不与顶点重合,若直线 与直线 交于点P,直线
与直线 交于点 .证明: 是等腰三角形.
2.(2022·广东深圳·二模)已知椭圆 经过点 ,且焦距 ,线段
分别是它的长轴和短轴.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若 是平面上的动点,从下面两个条件中选一个,证明:直线 经过定点.
① ,直线 与椭圆E的另一交点分别为P,Q;
② ,直线 与椭圆E的另一交点分别为P,Q.3.(2022·广东茂名·二模)已知椭圆C: 的上顶点为A,右焦点为F,原点O到直
线AF的距离为 ,△AOF的面积为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点F的直线l与C交于M,N两点,过点M作 轴于点E,过点N作 轴于点Q,QM与NE
交于点P,是否存在直线l使得△PMN的面积等于 ,若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理
由.
(1)
(2)存在; 或