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微专题 2 圆锥曲线的方程与性质
[考情分析] 圆锥曲线的定义、标准方程与几何性质是每年高考必考的内容,常以选择题、填空题以及解
答题第(1)问的形式出现,着重考查圆锥曲线的几何性质与标准方程,难度中等.
考点一 圆锥曲线的定义与标准方程
1.圆锥曲线的定义
(1)椭圆:|PF |+|PF |=2a(2a>|F F |).
1 2 1 2
(2)双曲线:||PF |-|PF ||=2a(0<2a<|F F |).
1 2 1 2
(3)抛物线:|PF|=|PM|,l为抛物线的准线,点F不在定直线l上,PM⊥l于点M.
2.求圆锥曲线标准方程“先定型,后计算”
“定型”:确定曲线焦点所在的坐标轴;
“计算”:利用待定系数法求出方程中的a2,b2,p的值.
x2
例1 (1)(2024·东北三省三校联考)已知F 是椭圆C: +y2=1的左焦点,直线x=1与C交于A,B两点,
1 2
则△F AB周长为( )
1
A.√2 B.√3
C.2√2 D.4√2
(2)(2024·常德沅澧共同体联考)已知抛物线方程为y2=16x,焦点为F.圆的方程为(x-5)2+(y-1)2=1,设P为
抛物线上的点,Q为圆上的一点,则|PF|+|PQ|的最小值为( )
A.6 B.7
C.8 D.9
[易错提醒] 求圆锥曲线的标准方程时的常见错误
(1)双曲线的定义中忽略“绝对值”致错;
(2)椭圆与双曲线中参数的关系式弄混,椭圆中的关系式为a2=b2+c2,双曲线中的关系式为c2=a2+b2;
(3)确定圆锥曲线的方程时还要注意焦点位置.
x2 y2
跟踪演练1 (1)(2024·安康模拟)已知椭圆 + =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F ,F ,点M在椭圆上,
a2 b2 1 2
且满足∠F MF =90°,MF 延长线交椭圆于另一点C,|M F |=2|F C|=2,则椭圆的方程为( )
1 2 2 2 2
x2 x2
A. +y2=1 B. +y2=1
9 5
x2 y2 x2 y2
C. + =1 D. + =1
9 4 18 2x2 y2
(2)(2024·揭阳模拟)已知F ,F 分别是双曲线E: - =1的左、右焦点,M是E的左支上一点,过F
1 2 4 12 2
作∠F MF 平分线的垂线,垂足为N,O为坐标原点,则|ON|= .
1 2
考点二 椭圆、双曲线的几何性质
1.求离心率通常有两种方法
c
(1)求出a,c,代入公式e= .
a
(2)根据条件建立关于a,b,c的齐次式,消去b后,转化为关于e的方程或不等式,即可求得e的值或取
值范围.
x2 y2 x2 y2
2.与双曲线 - =1(a>0,b>0)共渐近线bx±ay=0的双曲线方程为 - =λ(λ≠0).
a2 b2 a2 b2
考向1 椭圆、双曲线的几何性质
x2 y2
例2 (1)(多选)已知椭圆C: + =1的左、右焦点分别为F ,F ,点P在椭圆上,则下列说法正确的
9 5 1 2
是( )
A.F ,F 的坐标分别为(-2,0),(2,0)
1 2
B.椭圆的短轴长为10
C.|PF |的最小值为1
1
D.当P是椭圆的短轴端点时,∠F PF 取到最大值
1 2
(2)(多选)若P是双曲线C:x2-y2=2上一点,F ,F 分别为C的左、右焦点,则下列结论中正确的是(
1 2
)
A.双曲线C的虚轴长为√2
B.若PF ⊥PF ,则△PF F 的面积为2
1 2 1 2
C.|PF |的最小值是2-√2
1
D.双曲线C的焦点到其渐近线的距离是2
考向2 离心率
例3 (1)(2024·南京模拟)已知椭圆C的左、右焦点分别为F ,F ,下顶点为A,直线AF 交C于另一点
1 2 1
B,△ABF 的内切圆与BF 相切于点P.若|BP|=|F F |,则C的离心率为( )
2 2 1 2
1 1
A. B.
3 2
2 3
C. D.
3 4
x2 y2
(2)(2024·新课标全国Ⅰ)设双曲线C: - =1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F ,F ,过F 作平行于y
a2 b2 1 2 2
轴的直线交C于A,B两点,若|F A|=13,|AB|=10,则C的离心率为 .
1[规律方法] (1)在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,结合椭圆(或双曲线)的定义,运用平
方的方法,建立与|PF |·|PF |的联系.
1 2
b a
(2)求双曲线渐近线方程的关键在于求 或 的值,也可将双曲线方程中等号右边的“1”变为“0”,然后
a b
因式分解得到.
x2 y2
跟踪演练2 (1)(多选)(2024·成都模拟)连接椭圆C: + =1(a>√3)的三个顶点所围成的三角形面积为
a2 3
2√3,记椭圆C的右焦点为F,则( )
A.a=4
1
B.椭圆C的离心率为
2
C.椭圆C的焦距为2√7
2 024
D.椭圆C上存在点P,使|PF|=2
2 025
y2 x2
(2) (2024·安徽A10联盟模拟)过双曲线C: - =1(a>b>0)的下顶点F作某一条渐近线的垂线,分别与
a2 b2
两条渐近线相交于M,N两点,若⃗NF=2⃗FM,则C的离心率为( )
2√3
A. B.√3
3
C.2√3 D.3
考点三 抛物线的几何性质
抛物线的焦点弦的几个常见结论:
设AB是过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的弦,若A(x ,y ),B(x ,y ),α是直线AB的倾斜角,则
1 1 2 2
p2
(1)x x = ,y y =-p2.
1 2 1 2
4
2p
(2)|AB|=x +x +p= .
1 2 sin2α
1 1 2
(3) + = .
|FA| |FB| p
p
(4)以线段AB为直径的圆与准线x=- 相切.
2
例4 (多选)已知抛物线y2=2px(p>0)经过点M(1,2),其焦点为F,过点F的直线l与抛物线交于两个不
同的点A(x ,y ),B(x ,y ),O为坐标原点,设直线OA,OB的斜率分别为k ,k ,则( )
1 1 2 2 1 2
A.p=2 B.|AB|≥4
C.⃗OA·⃗OB=-4 D.k k =-4
1 2
[规律方法] 利用抛物线的几何性质解题时,要注意利用定义构造与焦半径相关的几何图形(如三角形、直
角梯形等)来沟通已知量与p的关系,灵活运用抛物线的焦点弦的特殊结论,使问题简单化且减少数学运算.跟踪演练3 (多选)已知点A(x ,y ),B(x ,y )是抛物线y2=8x上过焦点的两个不同的点,焦点为F,则(
1 1 2 2
)
A.焦点F的坐标为(4,0)
B.|AB|=x +x +4
1 2
C.y y =-8
1 2
1 1 1
D. + =
|FA| |FB| 2答案精析
例1 (1)D (2)C
跟踪演练1 (1)C (2)2
x2 y2
例2 (1)ACD [椭圆 + =1,
9 5
其中a2=9,b2=5,
∴c2=a2-b2=4.
对于A,c=2,F ,F 的坐标分别为(-2,0),(2,0),故A正确;
1 2
对于B,椭圆的短轴长为2b=2√5,
故B错误;
对于C,a-c≤|PF |≤a+c,
1
∴|PF |的最小值为1,故C正确;
1
对于D,当P是椭圆的长轴端点时,∠F PF =0;
1 2
当P不是长轴端点时,0<∠F PF <π,利用余弦定理可知
1 2
cos∠F PF
1 2
|PF |2+|PF |2-|F F |2
= 1 2 1 2
2|PF ||PF |
1 2
4a2-4c2-2|PF ||PF |
= 1 2
2|PF ||PF |
1 2
2b2
= -1
|PF ||PF |
1 2
2b2
≥(|PF |+|PF | ) 2 -1
1 2
2
2b2
= -1,
a2
当|PF |=|PF |,即P是椭圆的短轴端点时,cos∠F PF 最小,此时∠F PF 最大,故D正确.]
1 2 1 2 1 2
x2 y2
(2)BC [由双曲线C:x2-y2=2,得双曲线C: - =1,
2 2
设双曲线C的实半轴长为a,虚半轴长为b,半焦距为c,
则a=√2,b=√2,c=2.
选项A,双曲线C的虚轴长为2√2,故A错误;
选项B,|F F |=4,又PF ⊥PF ,
1 2 1 2{|PF | 2+|PF | 2=16,
1 2
则
||PF |-|PF ||=2√2,
1 2
得|PF ||PF |=4,
1 2
故△PF F 的面积为
1 2
1
|PF ||PF |=2,故B正确;
2 1 2
选项C,易知|PF | =c-a=2-√2,故C正确;
1min
选项D,易得双曲线C的焦点坐标为(±2,0),渐近线方程为x±y=0,
2
所以双曲线C的焦点到其渐近线的距离为 =√2,故D错误.]
√2
3
例3 (1)B (2)
2
跟踪演练2 (1)BD (2) A
例4 ABD [因为抛物线y2=2px(p>0)经过点M(1,2),
所以22=2p,解得p=2,故A正确;
所以抛物线方程为y2=4x,
则焦点F(1,0),
{ y2=4x,
设直线l:x=my+1,则
x=my+1,
消去x整理得y2-4my-4=0,
则Δ=16m2+16>0,
所以y +y =4m,y y =-4,
1 2 1 2
则x +x =m(y +y )+2
1 2 1 2
=4m2+2,
x x =(my +1)(my +1)
1 2 1 2
=m2y y +m(y +y )+1=1,
1 2 1 2
所以|AB|=x +x +2=4m2+4≥4,
1 2
故B正确;
因为⃗OA=(x ,y ),⃗OB=(x ,y ),
1 1 2 2
所以⃗OA·⃗OB=x x +y y =-3,故C错误;
1 2 1 2
y y
1 2
由题意知,x ≠0且x ≠0,所以k k = · =-4,故D正确.]
1 2 1 2 x x
1 2
跟踪演练3 BD [由抛物线y2=8x,可得焦点为F(2,0),故A错误;
由抛物线的性质可得|AB|=|AF|+|BF|=x +2+x +2=x +x +4,故B正确;
1 2 1 2设直线AB的方程为x=my+2,与抛物线的方程联立,
可得y2-8my-16=0,
则y +y =8m,y y =-16,
1 2 1 2
故C错误;
1 1 1 1
+ = +
|FA| |FB| x +2 x +2
1 2
1 1
= y2 + y2
1+2 2+2
8 8
8 8
= +
y2+16 y2+16
1 2
8 y2+8×16+8 y2+8×16
1 2
=
y2y2+16 y2+16 y2+162
1 2 1 2
8(y + y ) 2-16 y y +162
1 2 1 2
=
(y y ) 2+16(y + y ) 2-32y y +162
1 2 1 2 1 2
8×(8m) 2+162+162
=
162+16×(8m) 2+32×16+162
1
= ,故D正确.]
2