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专题 16 圆锥曲线的标准方程与几何性质
一、知识速览
二、考点速览知识点1 椭圆
1、椭圆的定义
(1)平面内与两个定点F ,F 的距离的和等于常数(大于|FF|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭
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圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
(2)集合P={M||MF |+|MF |=2a},|FF|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
1 2 1 2
①当2a>|FF|时,M点的轨迹为椭圆;
1 2
②当2a=|FF|时,M点的轨迹为线段FF;
1 2 1 2
③当2a<|FF|时,M点的轨迹不存在.
1 2
2、椭圆的标准方程和几何性质
标准方程 +=1(a>b>0) +=1(a>b>0)
图形
-a≤x≤a -b≤x≤b
范围
-b≤y≤b -a≤y≤a
对称性 对称轴:坐标轴;对称中心:原点
性
质 A(-a,0),A(a,0), A(0,-a),A(0,a),
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顶点
B(0,-b),B(0,b) B(-b,0),B(b,0)
1 2 1 2
离心率 e=,且e∈(0,1)
a,b,c的关系 c2=a2-b2
3、椭圆中的几个常用结论
(1)过椭圆焦点垂直于长轴的弦是最短的弦,长为,过焦点最长弦为长轴.
(2)过原点最长弦为长轴长2a,最短弦为短轴长2b.
(3)与椭圆+=1(a>b>0)有共同焦点的椭圆方程为+=1(λ>-b2).
(4)焦点三角形:椭圆上的点P(x,y)与两焦点F,F 构成的△PFF 叫做焦点三角形.
0 0 1 2 1 2
若r=|PF|,r=|PF|,∠FPF=θ,△PFF 的面积为S,则在椭圆+=1(a>b>0)中:
1 1 2 2 1 2 1 2
①当r=r,即点P为短轴端点时,θ最大;
1 2
②S=|PF||PF|sin θ=c|y|,当|y|=b,即点P为短轴端点时,S取得最大值,最大值为bc;
1 2 0 0
③△PFF 的周长为2(a+c).
1 2知识点2 双曲线
1、双曲线的定义
(1)平面内与两个定点F,F(|FF|=2c>0)的距离之差的绝对值为非零常数2a(2a<2c)的点的轨迹叫做双
1 2 1 2
曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点.
(2)集合P={M|||MF |-|MF ||=2a},|FF|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
1 2 1 2
①当2a<|FF|时,M点的轨迹是双曲线;
1 2
②当2a=|FF|时,M点的轨迹是两条射线;
1 2
③当2a>|FF|时,M点不存在.
1 2
2、双曲线的标准方程和几何性质
标准方程 -=1(a>0,b>0) -=1(a>0,b>0)
图形
范围 x≥a或x≤-a,y∈R y≤-a或y≥a,x∈R
对称性 对称轴:坐标轴,对称中心:原点
顶点 A(-a,0),A(a,0) A(0,-a),A(0,a)
1 2 1 2
渐近线 y=±x y=±x
离心率 e=,e∈(1,+∞)
性质
线段AA 叫做双曲线的实轴,它的长|AA|=2a;
1 2 1 2
实、虚轴 线段BB 叫做双曲线的虚轴,它的长|BB|=2b;
1 2 1 2
a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长
a,b,c的关
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
系
3、双曲线中的几个常用结论
(1)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b.
(2)若P是双曲线右支上一点,F,F 分别为双曲线的左、右焦点,则|PF| =a+c,|PF| =c-a.
1 2 1min 2min
(3)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦),其长为,异支的弦中最短的为实轴,其长
为2a.
(4)设P,A,B是双曲线上的三个不同的点,其中A,B关于原点对称,直线PA,PB斜率存在且不为
0,则直线PA与PB的斜率之积为.
(5)P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F,F 分别为双曲线的左、右焦点,则
1 2
,其中θ为∠FPF.
1 2
(6)等轴双曲线①定义:中心在原点,以坐标轴为对称轴,实半轴长与虚半轴长相等的双曲线叫做等轴双曲线.
②性质:a=b;e=;渐近线互相垂直;等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.
(7)共轭双曲线
①定义:若一条双曲线的实轴和虚轴分别是另一条双曲线的虚轴和实轴,那么这两条双曲线互为共轭双曲线.
②性质:它们有共同的渐近线;它们的四个焦点共圆;它们的离心率的倒数的平方和等于1.
知识点3 抛物线
1、抛物线的定义:满足以下三个条件的点的轨迹是抛物线:
(1)在平面内;(2)动点到定点F的距离与到定直线l的距离相等;(3)定点不在定直线上.
2、抛物线的标准方程与几何性质
y2=2px y2=-2px x2=2py x2=-2py
标准
(p>0) (p>0) (p>0) (p>0)
方程
p的几何意义:焦点F到准线l的距离
图形
顶点 O(0,0)
对称轴 y=0 x=0
焦点 F F F F
离心率 e=1
准线方程 x=- x= y=- y=
范围 x≥0,y∈R x≤0,y∈R y≥0,x∈R y≤0,x∈R
焦半径
|PF|=x+ |PF|=-x+ |PF|=y+ |PF|=-y+
0 0 0 0
(其中P(x,y))
0 0
3、抛物线中的几何常用结论
(1)设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦.
①以弦AB为直径的圆与准线相切.
②以AF或BF为直径的圆与y轴相切.
③通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于 2 p ,通径是过焦点最短的弦.
(2)过x2=2py的准线上任意一点D作抛物线的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB过点.
一、椭圆定义应用的类型及方法
1、求方程:通过对题设条件分析、转化后,能够明确动点满足椭圆的定义,便可直接求解其轨迹方程;2、焦点三角形问题:利用定义求焦点三角形的周长和面积.解决焦点三角形问题常利用椭圆的定义、正
弦定理或余弦定理,其中|PF|+|PF|=2a两边平方是常用技巧;
1 2
3、求最值:抓住|PF|与|PF|之和为定值,可联系到利用基本不等式求|PF|·|PF|的最值;
1 2 1 2
利用定义|PF|+|PF|=2a转化或变形,借助三角形性质求最值
1 2
【典例1】(2022高三·全国·专题练习)已知 的周长为20,且顶点 ,则顶点 的轨迹
方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵△ABC的周长为20,顶点 ,
∴|BC|=8,|AB|+|AC|=20-8=12,
∵12>8,∴点A到两个定点的距离之和等于定值,
∴点A的轨迹是椭圆,
∵a=6,c=4,∴b2=20,
∴椭圆的方程是 故选:B.
【典例2】(23·24高三上·云南·阶段练习)已知点 为椭圆 上的一个动点,点 分别为椭
圆 的左、右焦点,当 的面积为1时, ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由已知 ,所以 ,
由余弦定理可得: ,
所以 ,
整理得 ,即 ,
又 的面积为1,所以 ,
所以 ,所以 ,
即 ,所以 ,
又 ,所以 ,所以 .故选:D.
【典例3】(22·23高三·云南·阶段练习)已知 ,P是椭圆 上的任意一点,则
的最大值为( )
A.9 B.16 C.25 D.50
【答案】C
【解析】由题意 ,当且仅当 时等号成立,
所以 ,即 ,故 最大值为 .故选:C
【典例4】(23·24高三上·贵州黔东南·阶段练习)(多选)已知点 为椭圆C: 的左焦点,点
P为C上的任意一点,点 的坐标为 ,则下列正确的是( )
A. 的最小值为 B. 的最大值为7
C. 的最小值为 D. 的最大值为1
【答案】ABD
【解析】依题意, ,所以 ,
的最小值,即是 的长,当点 在 位置时取到,
所以 的最小值为 ,故A正确;
设椭圆的右焦点为 ,所以 ,
则当点 在 位置时取到最大值,所以 的最大值为 ,故B正确;
的最小值当 在 位置时取到,
即 的最小值为 ,故C错误;
由 ,则当点 在 位置时取到最大值,
所以 的最大值为 ,故D正确.故选:ABD二、求椭圆标准方程的2种常用方法
1、根据椭圆的定义,确定a2,b2的值,结合焦点位置可写出椭圆方程;
2、待定系数法:若焦点位置明确,则可设出椭圆的标准方程,结合已知条件求出 a,b;若焦点位置不明
确,则需要分焦点在x轴上和y轴上两种情况讨论,也可设椭圆的方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B)
【典例1】(2023高三·全国·专题练习)若椭圆的对称中心在原点,焦点在坐标轴上,且直线
经过椭圆的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的标准方程为 .
【答案】 或
【解析】由于直线 与坐标轴的交点为 与 .
①当焦点为 ,顶点为 时,
此时椭圆焦点在x轴上,且 , ,所以
所以椭圆的标准方程为 .
②当焦点为 ,顶点为 时,
此时椭圆焦点在y轴上,且 , ,所以
所以椭圆的标准方程为 .
综上所述,椭圆的标准方程为 或 .
故答案为: 或 .
【典例2】(22·23高三·全国·专题练习)经过椭圆M: 的左焦点和上顶点的直线记为l.若椭圆M的中心到直线l的距离等于2,且短轴长是焦距的2倍,则椭圆M的方程为 .
【答案】
【解析】因为经过椭圆M: 的左焦点和上顶点的直线记为l,
所以直线l的方程可设为 ,
因为圆M的中心到直线l的距离等于2,所以 ,
因为短轴长是焦距的2倍,所以 ,
因此有 ,
所以椭圆M的方程为 .
【典例3】(23·24高三上·广东揭阳·期末)已知椭圆E: ( ),F是E的左焦点,过
E的上顶点A作AF的垂线交E于点B.若直线AB的斜率为 , 的面积为 ,则E的标准方程为
.
【答案】
【解析】设O为坐标原点,直线AB交x轴于点C,如图所示:
由题意知: ,直线AB的斜率为 ,即 ,
所以 , .
由椭圆的性质知: , ,则 ,所以 , ,则 ,故直线AB的方程为 .
联立 ,解得: 或 ,
所以 ,故 ,
则 ,解得: .
又 ,所以 ,即 ,则E的标准方程为 .
三、求椭圆离心率及其范围的方法
1、求椭圆离心率的3种方法
(1)直接求出a,c来求解e.通过已知条件列方程组,解出a,c的值.
(2)构造a,c的齐次式,解出e.由已知条件得出关于a,c的二元齐次方程,然后转化为关于离心率e的
一元二次方程求解.
(3)通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.
2、求椭圆离心率范围的2种方法
(1)几何法:利用椭圆的几何性质,设P(x ,y)为椭圆+=1(a>b>0)上一点,则|x|≤a,a-c≤|PF|≤a+c
0 0 0 1
等,建立不等关系,或者根据几何图形的临界情况建立不等关系,适用于题设条件有明显的几何关系;
(2)直接法:根据题目中给出的条件或根据已知条件得出不等关系,直接转化为含有a,b,c的不等关系
式,适用于题设条件直接有不等关系。
【典例1】(23·24高三上·江苏泰州·期中) , 为椭圆 的左右两个焦点,椭圆
的焦距为 , ,若线段 的中点 在椭圆 上,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】 , , ,因为 在椭圆 上,所以 ,
又因为
所以 ,
所以 .故选:D.
【典例2】(23·24高三上·山东济南·开学考试)已知椭圆 : 的上顶点为 ,两个焦
点为 , ,线段 的垂直平分线过点 ,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【解析】如图,设 的垂直平分线与 交于点 ,
由题, , , ,则 ,
, ,
, ,化简得, ,
由 ,解得 , ,即 .
故答案为: .
【典例3】(2023高三·全国·专题练习)已知F,F 分别是椭圆 的左、右焦点,若椭
1 2
圆上存在点P,使 ,则椭圆的离心率e的取值范围为 .
【答案】
【解析】因为椭圆上存在点P,使 ,
所以以原点为圆心以c为半径的圆与椭圆必有交点,
如图, ,所以 ,又因为 ,所以 ,即 ,则 ,
又因为 ,所以 ,
所以椭圆的离心率e的取值范围为 .
【典例4】(2023高三·全国·专题练习)设椭圆C: 的右焦点为F,椭圆C上的两点
关于原点对称,且满足 , ,则椭圆C的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图所示,设椭圆的左焦点为 ,连接 , ,
由椭圆的对称性可知,四边形 为平行四边形,又 ,即FA⊥FB,
所以四边形 为矩形,所以 ,
设 , ,
在 中, , , ,可得 ,
所以 ,令 ,得 .
又 ,得 ,
所以 ,所以 ,
结合 ,所以 ,所以 ,所以 ,
即椭圆C的离心率的取值范围为 ,故选:B.四、解决椭圆中点弦问题的两种方法:
1、根与系数关系法:联立直线方程和椭圆方程构成方程组,消去一个未知数,利用一元二次方程根与系
数的关系以及中点坐标公式解决;
2、点差法:利用交点在曲线上,坐标满足方程,将交点坐标分别代入椭圆方程,然后作差,构造出中点
x2 y2
+ =1
坐标和斜率的关系,具体如下:直线l (不平行于y轴)过椭圆a2 b2 ( a>b>0 )上两点A、B,其中
b2
k ⋅k =−
AB中点为 P(x 0 ,y 0 ) ,则有 AB OP a2 。
2 2
{x y
1 1
+ =1¿¿¿¿
2 2
a b
A(x ,y ) B(x ,y )
证明:设 1 1 、 2 2 ,则有 ,
x2 −x2 y2 −y2 y2 −y2 b2
1 2 + 1 2 =0 1 2 =−
上式减下式得
a2 b2
,∴
x
1
2 −x
2
2 a2
,
y −y y +y y −y 2y y −y y b2 b2
1 2 1 2 1 2 0 1 2 0
⋅ = ⋅ = ⋅ =− k ⋅k =−
x −x x +x x −x 2x x −x x a2 AB OP a2
∴ 1 2 1 2 1 2 0 1 2 0 ,∴ 。
y2 x2
+ =1
特殊的:直线l (存在斜率)过椭圆a2 b2 ( a>b>0 )上两点A、B,线段AB中点为 P(x 0 ,y 0 ) ,则有
a2
k ⋅k =−
AB OP b2
。
【典例1】(23·24高三上·贵州黔东南·阶段练习)已知椭圆 以及椭圆内一点 ,则以 为
中点的弦所在直线的斜率为( )
A. B. C.-4 D.4
【答案】A
【解析】设弦与椭圆交于 , ,斜率为 ,
则 , ,相减得到 ,
即 ,解得 .故选:A.
【典例2】(22·23高三上·四川广安·期中)已知椭圆 : 的右焦点为 ,过点的直线交椭圆 于 两点,若 的中点坐标为 ,则椭圆 的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意设 ,
代入椭圆方程可得 ;
两式相减可得 ,整理可得 ;
又因为 的中点坐标为 ,可得 ;
因此过 两点的直线斜率为 ,
又 和 的中点 在直线上,所以 ,
即 ,可得 ;
又易知 ,且 ,计算可得 ;
所以椭圆 的方程为 ,
代入 的中点坐标为 ,得 ,
则其在椭圆内部,则此时直线 与椭圆相交两点.故选:A
五、双曲线定义的应用
1、判定满足某条件的平面内动点的轨迹是否为双曲线,进而根据要求可求出曲线方程.
2、在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,经常结合||PF|-|PF||=2a,运用平方的方法,建
1 2
立|PF|与|PF|的关系.
1 2
【注意】在应用双曲线定义时,要注意定义中的条件,搞清所求轨迹是双曲线,还是双曲线的一支,若是
双曲线的一支,则需确定是哪一支.
【典例1】(2023高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,一动圆 与 轴切于点 ,分别过点
作圆 的切线并交于点 (点 不在 轴上),则点 的轨迹方程为( )
A. B.C. 或 D.
【答案】A
【解析】设 分别与圆 相切于点 ,则 , , ,
所以 ,且 ,
所以点 的轨迹是以 为焦点的双曲线的右支(除去与 轴交点),
这里 , , ,则 ,
故点 的轨迹方程为 .故选:A
【典例2】(2023高三·全国·模拟预测)如图,已知双曲线 的左、右焦点分别为
为双曲线右支上一点,且 的延长线交 轴于点 ,且 , 的内切圆半径为
4, 的面积为9,则 ( )
A.18 B.32 C.50 D.14
【答案】C
【解析】因为 ,所以 ,所以 为直角三角形,
所以 ,因为 ,
所以 .
因为 的面积为9,所以 ,
因为 ,所以 ,所以 .
易知 ,所以 ,
所以 .故选:C.
【典例3】(2023高三·天津南开·一模)已知拋物线 上一点 到准线的距离为 是双曲线
的左焦点, 是双曲线右支上的一动点,则 的最小值为( )
A.12 B.11 C.10 D.9
【答案】D
【解析】拋物线 的准线为 ,
则点 到准线的距离为 ,所以 ,
则 ,故 ,
设 是双曲线 的右焦点,
则 ,则 ,
故 ,
当且仅当 三点共线时取等号,
所以 的最小值为 .故选:D.
六、待定系数法求双曲线方程的五种类型
1、与双曲线-=1有公共渐近线的双曲线方程可设为-=λ(λ≠0);
2、若已知双曲线的一条渐近线方程为y=x或y=-x,则可设双曲线方程为-=λ(λ≠0);
3、与双曲线-=1共焦点的双曲线方程可设为-=1(-b2<k<a2);
4、过两个已知点的双曲线的标准方程可设为-=1(mn>0)或者+=1(mn<0);
5、与椭圆+=1(a>b>0)有共同焦点的双曲线方程可设为-=1(b2<λ<a2)
【典例1】(24·25高三上·浙江·开学考试)已知等轴双曲线 经过点 ,则 的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设双曲线的方程为 ( ),代入点 ,得 ,
故所求双曲线的方程为 ,
其标准方程为 .故选:A.
【典例2】(22·23高三上·湖南长沙·阶段练习)在双曲线中,虚轴长为6,且双曲线与椭圆
有公共焦点,则双曲线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】椭圆 的标准方程为 ;
易得椭圆焦点坐标为 ,
又因为双曲线与椭圆有公共焦点,所以双曲线的焦点在 轴上,且 ,
由双曲线虚轴长为6可知 ,所以 ;
所以,双曲线的标准方程为 .故选:B.
【典例3】(2023高三·海南·模拟预测)已知双曲线 为坐标原点, 为双曲
线 的两个焦点,点 为双曲线上一点,若 ,则双曲线 的方程可以为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 为双曲线的下焦点, 为双曲线的上焦点,
如图所示,过点 作 于点 .
因为 ,所以 ,
因为 ,
所以 ,所以 ,
故 ,得 .因为 ,所以 ,故点 ,
将 代入双曲线 中,
即 ,化简得 ,
,
解得 或 (舍去),故B项正确.故选:B.
七、求双曲线的离心率或其范围的方法
1、求双曲线的离心率或其范围的方法
(1)求a,b,c的值,由==1+直接求e.
(2)列出含有a,b,c的齐次方程(或不等式),借助b2=c2-a2消去b,然后转化成关于e的方程(或不等
式)求解,注意e的取值范围.
(3)因为离心率是比值,所以可以利用特殊值法.例如,令a=1,求出相应c的值,进而求出离心率,
能有效简化计算.
(4)通过特殊位置求出离心率.
2、双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线的斜率k与离心率e的关系:
当k>0时,k=== =;当k<0时,k=-=-.
【典例1】(23·24高三上·四川南充·阶段练习)已知双曲线 的左右焦点 点
关于一条渐近线的对称点在另一条渐近线上,则双曲线C的离心率是( )
A. B. C.2 D.3
【答案】C
【解析】双曲线 的右焦点 ,
设点 关于一条渐近线 的对称点为 ,
由题意知, ,解得 .又知 ,解得 ,
所以 ,即 ,
所以双曲线C的离心率是 故选:C.
【典例2】(22·23高三·全国·对口高考)双曲线 和椭圆 有共同的焦点,则椭圆的
离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对于双曲线 ,
设右焦点为 ,所以 ,
对于椭圆 ,设右焦点为 ,所以 ,
因为有共同的焦点,所以 ,所以 ,
所以椭圆的离心率是 ,故选:D.
【典例3】(22·23高三下·四川成都·开学考试)已知 , 分别为双曲线C的左、右焦点,点P是右支上
一点,且 ,设 ,当 的范围为 时,双曲线C离心率的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】在 中,由
.因为 ,所以 ,
所以 ,所以 .故选:A.
【典例4】(2022高三·全国·模拟预测)在平面直角坐标系 中,已知双曲线 左、右
顶点为A,B,若该双曲线上存在点P,使得 的斜率之和为1,则该双曲线离心率的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】易知 ,设 ,
则 ,所以 ,
又 ,所以 ,即 ,
所以 ,即直线 与双曲线有公共点.
联立 与双曲线方程,有 ,
消去 得: ,
则要使方程有根,需使 .故选:D
八、抛物线定义的应用
1、利用抛物线的定义解决问题,应灵活地进行抛物线上的点到焦点的距离与到准线距离的等价转化.即
“看到准线想到焦点,看到焦点想到准线”.
2、注意灵活运用抛物线上一点P(x,y)到焦点F的距离|PF|=|x|+或|PF|=|y|+.
【典例1】(22·23高三·全国·专题练习)已知动点 的坐标满足方程 ,则动
点M的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线 C.抛物线 D.以上都不对
【答案】C【解析】等式 变形成 ,
因此该等式表示动点 到原点 的距离等于到它直线 的距离,
而直线 不过原点 ,所以动点M的轨迹是抛物线.故选:C
【典例2】(23·24高三上·福州·阶段练习)已知 的顶点在抛物线 上,若抛物线的焦点 恰好
是 的重心,则 的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【解析】设 ,
抛物线 ,则 ,焦点 恰好是 的重心,
则 ,
故 .故选:A.
【典例3】(22·23高三·厦门·模拟预测)已知抛物线 : 的焦点为 ,点 为 上一点, 为
靠近点 的三等分点,若 ,则 点的纵坐标为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【解析】过点 分别作准线的垂线,垂足分别为 ,如图所示,
设准线 与 轴的交点为 ,
因为 为 靠近点 的三等分点,可得 ,
又因为 ,可得 ,
又由抛物线的准线方程为 ,可得点 的纵坐标为 ,
即点点 的纵坐标为 .故选:C.
九、抛物线的标准方程的求法
1、定义法根据抛物线的定义,确定p的值(系数p是指焦点到准线的距离),再结合焦点位置,求出抛物线方程.
标准方程有四种形式,要注意选择.
2、待定系数法
(1)根据抛物线焦点是在x轴上还是在y轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于p的方
程,解出p,从而写出抛物线的标准方程;
(2)当焦点位置不确定时,有两种方法解决.一种是分情况讨论,注意要对四种形式的标准方程进行讨
论,对于焦点在x轴上的抛物线,若开口方向不确定需分为y2=-2px(p>0)和y2=2px(p>0)两种情况求解.
另一种是设成y2=mx(m≠0),若m>0,开口向右;若m<0,开口向左;若m有两个解,则抛物线的标准方
程有两个.同理,焦点在y轴上的抛物线可以设成x2=my(m≠0).
【典例1】(23·24高三上·青岛·开学考试)设抛物线 : 的焦点为 , 在 上, ,
则 的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】抛物线 的开口向上,
由于 在 上,且 ,
根据抛物线的定义可知 ,
所以抛物线 的方程为 .故选:A
【典例2】(2022高三·黑龙江佳木斯·三模)已知抛物线 的焦点为 ,准线为 ,过点 且
倾斜角为30°的直线交抛物线于点 ( 在第一象限), ,垂足为 ,直线 交 轴于点 ,
若 ,则抛物线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图所示,过点 作 ,垂足为 .
由题得 ,所以 .
因为 ,所以 是等边三角形.
因为 是 的中点,所以 ,
所以 ,所以 .
所以 .所以
所以抛物线的方程是 .故选:C十、抛物线几何性质的应用技巧
1、涉及抛物线几何性质的问题常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口
方向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性.
2、与抛物线的焦点弦长有关的问题,可直接应用公式求解.解题时,需依据抛物线的标准方程,确定弦
长公式是由交点横坐标还是由交点纵坐标定,是p与交点横(纵)坐标的和还是与交点横(纵)坐标的差,这是
正确解题的关键.
【典例1】(2024高三·四川成都·一模)直线 与抛物线 交于 、 两点,若
,其中 为坐标原点,则 的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】不妨设点 在第一象限,则点 在第四象限,
联立 可得 ,则点 、 ,
所以, ,解得 ,
因此, 的准线方程为 .故选:B.
【典例2】(23·24高三·昆明·模拟预测)(多选)在直角坐标系 中,已知抛物线 :
的焦点为 ,过点 的倾斜角为 的直线 与 相交于 , 两点,且点 在第一象限, 的面积是
,则( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】由题意得 ,设直线 : 即 ,
则点 到直线 的距离是 ,
所以 ,得 ,所以 ,, ,所以AC正确,故选:AC.
易错点1 忽视圆锥曲线定义中的限制条件
点拨:在椭圆的定义中,对常数加了一个条件,即常数大于 。这种规定是为了避免出现两种特殊情
况——轨迹为一条线段或无轨迹。在双曲线的定义中,不仅对常数加了限制条件,同时要求距离差加了绝
对值,其实如果不加绝对值其轨迹只表示双曲线的一支,对此考生经常出错。
【典例1】(2023高三·全国·专题练习)已知动点 满足 ,则动点
的轨迹是( )
A.射线 B.直线 C.椭圆 D.双曲线的一支
【答案】A
【解析】设 ,由题意知动点M满足 |,
故动点M的轨迹是射线.故选:A.
【典例2】(2023高三·全国·专题练习)已知点 ,动点 满足 ,则动点
的轨迹是( )
A.椭圆 B.直线 C.线段 D.圆
【答案】C
【解析】由题设知: ,此时动点P必在线段AB上,即动点轨迹为线段.故选:C
【典例3】(2023高三·全国·专题练习)已知点 , ,则在平面内满足下列条件的动点P的
轨迹为双曲线的是( )
A. B. C. D.
【答案】B【解析】由于 ,因此满足 ,
的动点P的轨迹均不是双曲线,
满足 的动点P的轨迹是双曲线的右支,
而满足 的动点P的轨迹才是双曲线.故选:B.
易错点2 求圆锥曲线准方程时忽视“定位”分析
点拨:确定椭圆或双曲线的标准方程包括“定位”与“定量”两个方面,“定位”是指确定椭圆或双曲线
与坐标系的相对位置,在中心为原点的前提下,确定焦点在哪个坐标轴上,以判断方程的形式,若情况不
明,应对参数进行讨论,“定量”则是指确定a、b 的值,常用待定系数法求解。
2 2
【典例1】(2023高三·全国·专题练习)已知双曲线的离心率 ,且该双曲线经过点 ,则该
双曲线的标准方程为 .
【答案】
【解析】由题意,知 ,解得 ,
当焦点在x轴上时,设双曲线的标准方程为 ,
∵点 在该双曲线上,
∴ ,即 ,此方程无解;
当焦点在y轴上时,设双曲线的标准方程为 ,
∵点 在该双曲线上,
,即 ,解得 ,∴ ,
∴该双曲线的标准方程为 .
故答案为: .【典例2】(23·24高三上·全国·课时练习)求满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别是 , ,并且椭圆经过点 ;
(2)经过两点 , .
【答案】(1) ;(2) .
【解析】(1)由已知:椭圆焦点在y轴上且 ,则 ,且
设椭圆方程为 ,又 在椭圆上,
所以 ,
故椭圆方程为 .
(2)设椭圆方程为 ,且 , 在椭圆上,
所以 ,则椭圆方程为 .
【典例3】(23·24高二上·上海·课时练习)分别写出满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点在 轴上,焦距为 ,且经过点 ;
(2)焦距为4,且经过点 .
【答案】(1) ;(2) 或
【解析】(1)设椭圆的标准方程为 ,
依题意得 ,解得 ,
所以该椭圆的标准方程为 .(2)当焦点在 轴上时,设椭圆的标准方程为 ,
依题意得 , ,则 ,
故椭圆的标准方程为 .
当焦点在 轴上时,设椭圆的标准方程为 ,
依题意得 , ,则 ,
故椭圆的标准方程为 .
易错点3 求与抛物线有关的最值问题是忽视定点位置
点拨:求与抛物线有关的最值问题常见题型及方法:
①具备定义背景,可用定义转化为几何问题来处理;
②不具备定义背景,可由条件建立目标函数,然后利用求函数最值的方法来处理。
在这两类题型中,定点的位置尤为重要,处理不当就会出错。
【典例1】(2023高三·四川成都·二模)已知点 是抛物线 的焦点,点 ,且点
为抛物线 上任意一点,则 的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【解析】因为点 是抛物线 的焦点,
所以 ,解得 ,
所以抛物线 的方程为: .
由抛物线的定义知:点 到点 的距离等于点 到准线 的距离,
结合点 与抛物线 的位置关系可知,
的最小值是点 到准线 的距离,
故 的最小值为7.故选:C.
【典例2】(22·23高三·全国·模拟预测)已知 ,P分别是抛物线 上的一个定点和动点, 是另一个定点,点P到直线 的距离为d,则 的最小值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【解析】 ,则 ,解得 ,
则抛物线方程为 ,
则抛物线C的焦点为 ,直线l是抛物线的准线,
如图,连接BF,PF,所以 ,
则 ,
当且仅当B,P,F三点共线时取等号,
所以 的最小值为 .故选:C.
【典例3】(2023高三·西藏·一模)已知点P为抛物线 上一动点,点Q为圆
上一动点,点F为抛物线的焦点,点P到y轴的距离为d,若 的最小值为
3,则 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】圆 的圆心 ,半径 ,
抛物线 的焦点为 ,准线为 ,
则由抛的线的定义可知点 到y轴的距离为 ,
所以 ,
由图可知,当 共线,且 在线段 上时, 最短,
而 ,
因为 ,
所以 ,解得 ,故选:B