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23个基础的圆锥曲线专题
1、设椭圆 ,其焦点在 轴上,若其准焦距(焦点到准线的距离) ,求椭圆
的方程.
2、设椭圆 的离心率 ,其通径(过焦点且垂直于长轴的焦直径)
, 为两焦点, 是 上除长轴端点外的任一点, 的角平分线 交长轴
于 ,求 的取值范围.
3、设椭圆 的离心率 , 为两焦点,椭圆 与 轴的交点为
,求三角形的面积
A
4、如图,设椭圆 , 为长轴顶点,
N F
O
M
过左焦点 、斜率为 的直线 交椭圆 于 两点, B
若 ,求
5、设椭圆 ,其离心率 ,其通径 ,① 求椭圆 的方程.
② 两条焦直径(过焦点的弦)AB与CD互相垂直.求
6、设椭圆 ,左焦点为 ,在椭圆上任取三个不同点 C
B
M
, 使 得 , 求 :
D
A
7、如图所示,椭圆 ,过原点的两条直线交圆于
, 与 的延长线相交于 , 与 的延长线相 N
交于 ,求 所在的直线方程.8、设椭圆 ,过右焦点的直线 交 于 两点, 为
中点.
⑴若 的斜率为: ,求椭圆 的方程;
⑵若直线 交 于 两点, 与 相交于 ,求 点的坐标.
9、设椭圆 的长轴端点为 ,与 轴平行的直线交椭圆 于 两点,
的延长线相交于 点,求 点的轨迹.
10、已知抛物线 , 为 的焦点, 为 上任一点,为过 点的切线,求
证: 与 的夹角等于 与 轴的夹角.
11、已知抛物线 的顶点为原点,其焦点 到直线 的距离为 , 在
上,过 作抛物线 的两条切线 、 ,其中 、 为切点.
⑴当 的坐标为 时,求 的直线方程;
⑵当 在 上移动时,求 的最小值.
12、过抛物线 的焦点 作斜率分别为 两条不同弦 和 ,
,以 、 为直径的圆 圆 ( 、 为圆心)的公共弦所在的直线记为 ,若
圆心 到 距离的最小值为 ,求抛物线 的方程.
13、已知动圆 过定点 ,且在 轴上截得的弦 的长为
8,求动圆圆心 的轨迹方程.
M
14、如图已知,在抛物线 的焦点为 ,其准线与 轴的
C
交点为 . 过原点的圆 其圆心在抛物线 上,与抛物线的 N
准线 交于不同的两点 ,若 ,求圆
A
的半径.
15、如图,抛物线 ,抛物线 ,点
在抛物线 上,过 作 的两条切线 和 ,
当 时,切线 的斜率为 .⑴求: 所在的直线方程;
A
⑵当点 在抛物线 上运动时,求 中点的轨迹方程.
B
16、已知抛物线 ,焦弦 被 分为 、 两段,
M
求:
17、如图,在正方形中, 为坐标原点,点 的坐标为 ,点 的坐标为 ,分别将线
段 和 等分成十等分,分点分别记为 和
,连接 ,过 作轴的垂线与 交于点
.
(1)求:点 的轨迹方程;
(2)求:过点 的切线方程。
18、已知,双曲线 ,过右焦点 的直线交 于 两点,以 为直径的圆 与
的准线还有另外两个交点 ,与原点 构成的三角形,求: 的最小值.
19、如图椭圆: ,
M D
A
焦弦 交椭圆 .
为左焦点,
Z P B' Q
为椭圆顶点,
FA' O
连结 的直线交准线与 ,
B
连结 的直线交准线与 , N
是准线: .
或 ,长轴于准线交点为 . 求证:
23个基础的圆锥曲线专题解答1、设椭圆 ,其焦点在 轴上,若其准焦距(焦点到准线的距离) ,求椭圆的
方程.
解:⑴先求 的范围:
由焦点在 轴上,则: ,即: ;
另外, ,所以 ;所以 .
⑵求 的值:
焦点坐标: ;
椭圆的准线: ;
准焦距:
则: ,即:
方程有两个解: (舍),和 ,故 .
⑶确定椭圆方程:
将 , 代入方程得:
2、设椭圆 的离心率 ,其通径(过焦点且垂直于长轴的焦直径)
, 为两焦点, 是 上除长轴端点外的任一点, 的角平分线 交长轴
于 ,求 的取值范围.
解:⑴通径,即 时的 .
当 时代入方程得: ,
即: ,故通径: ,即: ①
⑵由离心率 ,即: ,即:则: ②
联立①②解得: , ,则
⑶写出椭圆 的方程: ③
⑷求 的角平分线 的直线方程:
由③得过 点的切线方程为:
即: ,其斜率为:
根据椭圆的切线定理, 是过 点的法线,其斜率为:
则 的直线方程为:
将 代入上式得:
即: ,故: ④
⑸求出 的范围
因为 点是 上除长轴端点外的任一点,故: ,
即: . 代入④式得: .
3、设椭圆 的离心率 , 为两焦点,椭圆 与 轴的交点为
,求三角形的面积
解:⑴先求 的方程:
将 代入 的方程得: ,故:
再由 ,即: , ,
则: , , 的方程为: ①⑵求三角形 的面积 :
的高,即 ;
的底,即焦距 ;
故:
⑶ 另外, 是椭圆的焦点三角形,可以用椭圆的焦点三角形公式秒之 .
4、如图,设椭圆 , 为长轴顶点,
过左焦点 、斜率为 的直线 交椭圆 于 两点,
A
N F
若 ,求 O
M
B
解:本题由于直线 过左焦点 ,所以采用以左焦点为原点的
极坐标,可使问题大大简化.
椭圆的极坐标方程为: ①
直线 的方程为: ②
那么: ;
代入 得: ,即: ,故:
于是: ;
故: ,
所以:5、设椭圆 ,其离心率 ,其通径 ,① 求椭圆 的方程.
② 两条焦直径(过焦点的弦)AB与CD互相垂直.求
解:⑴先求椭圆 的方程:
由离心率 得: ,则: ①
由通径 得: ②
联立①②得: , ,故椭圆 的方程为:
⑵两条焦直径都过焦点,所以采用以焦点为原点的极坐标解题更便捷.
以左焦点为原点的椭圆极坐标方程为: ③
那么,设: ,则: , ,
代入方程③式得:
于是, ④
于是, ⑤
由④式⑤式得:
⑥
将 , 代入⑥式得:
6、设椭圆 ,左焦点为 ,在椭圆上任取三个不同点 ,使得,求:
解:椭圆 的参数: , , ,
故离心率 ,准焦距 .
采用极坐标,以左焦点为原点的极坐标方程为:
,即: ①
设 ,则 ,
分别代入①式得:
, ,
由于:
C
B
所以上三式相加得: M
D
故:
A
7、如图所示,椭圆 ,过原点的两条直
线交圆于 , 与 的延长线相交于 ,
与 的延长线相交于 ,求 所在的直线方程. N
解:⑴首先看一下原点 和椭圆的位置关系
将原点坐标代入 得:
小于0表明原点在椭圆内部.
⑵本题中,原点 和直线 是椭圆 的一对极点和极线.
这里先简单介绍一下极点和极线:
过椭圆外一点 向椭圆 作的所有割线点的连线,相交于两点 和 ,
一个点在椭圆内(假设 ),一个点在椭圆外(假设 ). 这3个点 、 和 构成特殊
的三角形,称为自极三点形. 其中,点 和直线 是一对极点和极线;点 和直线
是一对极点和极线;点 和直线 是一对极点和极线.如果将极点的坐标,做等
效代入椭圆方程,得到的就是其极线方程.这样使得求极线方程变得极为简单.
本题,将原点坐标做等效代入椭圆方程,就得到 所在的直线方程.将极点坐标 做等效代入椭圆方程得到极线方程:
故:代入 , 后得到:
即: ,即:
所以 所在的直线方程是:
8、设椭圆 ,过右焦点的直线 交 于 两点, 为
中点.
⑴若 的斜率为: ,求椭圆 的方程;
⑵若直线 交 于 两点, 与 相交于 ,求 点的坐标.
解:⑴由于右焦点在直线 上,将右焦点 的坐标代入 ,得: ,
故: ,
联立椭圆 和直线 得到交点 的坐标:
消元法消去 得:
即:
整理得: ①
由于 为 中点,所以 ,
代进①式由韦达定理得:
②
③
由此得到 的斜率为:
已知 ,故: ,于是所以椭圆 的方程为:
⑵直线 经过 点,直线 也经过 点,
故 点必在关于椭圆 以 为极点的极线上.
代入极线方程得: ;即:
由于 与 关于 轴对称,根据对称性,
所以 点的坐标为:
9、设椭圆 的长轴端点为 ,与 轴平行的直线交椭圆 于 两点,
的延长线相交于 点,求 点的轨迹.
P
解:设 , ,
B
A
由 得:
Q
S
故: ①
由 得:
,
故: ②
由① ②式得: ③又, 两点在椭圆 上,满足:
即: ,即:
代入③式得:
即: ,故:
即: ,这就是 点的轨迹方程.
10、已知抛物线 , 为 的焦点, 为 上任一点,为过 点的切线,求
证: 与 的夹角等于 与 轴的夹角.
证明: 为抛物线的焦半径,设其倾角为 , ,
我们看上半轴即 部分,下半轴与上半轴对称。
,
则:
抛物线 两边对 求导: ,即
故 点的切线为:
即: , 与 的夹角为 ,而 就是 与 轴的夹角.11、已知抛物线 的顶点为原点,其焦点 到直线 的距离为 , 在
上,过 作抛物线 的两条切线 、 ,其中 、 为切点.
⑴当 的坐标为 时,求 的直线方程;
⑵当 在 上移动时,求 的最小值.
解:⑴先求抛物线 的方程
由焦点 到直线 的距离为 得:
,即:
抛物线 的方程为: ①
下面求 的直线方程:
的直线方程与 点是抛物线 的一对极线和极点,故用极线方程秒之.
的直线方程:
将 的坐标值代入得: ,即:
⑵ 点到准线的距离, 点到准线的距离.
即: ②
由于 ,可将 作为极线,来求其极点 .
极点 关于抛物线 的极线为:
,即:
与 对比得: ,
当 在 上移动时,其极线 必过 点.
设 的直线的斜率为 ,则 的直线方程为:
即: ③
点为①与③的交点.
将③代入①式得:即:
即: ④
方程④的两个根就是 和 .
由韦达定理得: ,
代入②式得:
故 的最小值是 .
12、过抛物线 的焦点 作斜率分别为 两条不同弦 和 ,
,以 、 为直径的圆 圆 ( 、 为圆心)的公共弦所在的直线记为 ,
若圆心 到 距离的最小值为 ,求抛物线 的方程.
解:抛物线 的焦点 .
设 直线的方程为: , 直线的方程为:
则: 点的坐标满足抛物线方程和 直线的方程
即:
于是:
故: ①
是圆 的直径,圆心是 ,
则由韦达定理得:
, ②圆 的直径平方为:
将②式代入上式得:
故圆 的直径为:
圆 的半径为:
圆 的方程为: ③
同理,圆 的方程为: ④
由③-④得:
将 ,
,
代入上式化简得: ⑤ 这就是两圆的公共弦 的直线方程.
由圆心 到 距离为:
将 , ,
代入上式,并由圆心 到 距离的最小值为 得:
故: ,则抛物线方程为: .
13、已知动圆 过定点 ,且在 轴上截得的弦 的长为8,求动圆圆心 的轨迹方程.
解:解题思路:弦 和 的垂直平分线相交于圆心.
设: ,则: ,的垂直平分线方程为: ①
的斜率为:
则 的垂直平分线的斜率为:
的中点 为:
,
则 的垂直平分线方程为:
②
联立①②,消去 得:
即: ,即: ,即:
这就是求动圆圆心 的轨迹方程,是条抛物线.
14、如图已知,在抛物线 的焦点为 ,其准线与 轴的交点为 . 过原点的圆 其
圆心在抛物线 上,与抛物线的准线 交于不同的两点 ,
若 ,求圆 的半径.
M
解:抛物线的准线方程:
C
N
设圆 其圆心坐标为: ,
A
因圆心在抛物线 上,则:
又圆 过原点,则: ①
故圆 得方程为:
即:即:
对于在准线 上的 两点,其 ,
代入上式得:
即:
方程的两个解就是 的纵坐标.
由韦达定理得: , ②
;
, ;
代入 得:
将结果代入②式得: ,即: .
将结果代入①式得:
故:圆 的半径为:
15、如图,抛物线 ,抛物线 ,点 在抛物线 上,过
作 的两条切线 和 ,当 时,切线
A
的斜率为 .
⑴求: 所在的直线方程;
B
⑵当点 在抛物线 上运动时,求 中点的轨迹方程.
M
解:⑴先求 点的坐标:
抛物线 的导函数为: ,即:
抛物线在 点的斜率 就是切线 的斜率为 ,故: , ,即:
再求 所在的直线方程:
点与 所在的直线是关于 的一对极点和极线,
故: 所在的直线方程为:
即: ①
求 的坐标:
因为方程①过 点,故: ;
当 时,
确定 所在的直线方程:
将 代入①式得:
这就是 所在的直线方程.
⑵设 的中点为 ,则:
,
将①代入抛物线 方程得:
,即:
由韦达定理得:
或者: . 这就是 中点的轨迹方程.
16、已知抛物线 ,焦弦 被 分为 、 两段,求:解:抛物线的焦点 ,即: , ,
以焦点为原点建极坐标,则抛物线的极坐标方程为:
设: ,则:
于是:
故:
17、如图,在正方形中, 为坐标原点,点 的坐标为 ,点 的坐标为 ,分别将线
段 和 等分成十等分,分点分别记为 和 ,连接 ,过
作轴的垂线与 交于点 .
⑴求:点 的轨迹方程;
⑵求:过点 的切线方程。
解:⑴因为 ,所以 的直线方程为: ,即:
所在的的垂线方程为:
那么过 作轴的垂线与 交于点 ,故: , ,
则: ,这就是点 的轨迹方程.
⑵ 点的坐标为:
则该点的切线方程为: ,即:
18、已知,双曲线 ,过右焦点 的直线交 于 两点,以 为直径的圆 与的准线还有另外两个交点 ,与原点 构成的三角形,求: 的最小值.
解:该双曲线的基本参数: , , ,
故: ,焦点
设过右焦点 的直线方程为: ,则: .
代入双曲线方程 得:
化简得: ( 时)
即: ①
当 时,直线方程为 ,与 的准线的交点,不构成三角形.
圆 的方程:
设圆 的圆心坐标为: , 两点为圆直径上的点,
故由①式得韦达定理得:
②
③
则: ④
圆直径的平方为:
故:
即:故: ,圆的半径为: .
圆的方程为: ⑤
求 点坐标:
双曲线的准线方程为:
对于圆,当 时,圆此时的坐标就是 点的坐标.
故由⑤得:
,故: ⑥
求 的最小值:
只要求出 的最小值,就可以得到 的最小值.
对 进行分类讨论:,前面已说明;
,与准线只有一个交点;
, ,此时, .
19、如图椭圆: ,
M D
焦弦 交椭圆 . A
为左焦点,
为椭圆顶点, Z P B' Q
FA' O
连结 的直线交准线与 ,
连结 的直线交准线与 , B
N
是准线: .
或 ,长轴于准线交点为 . 求证:
证明:⑴ 过 作 交 于 ,过 作 交 于
设直线 的倾角为 ,则由椭圆的极坐标方程可得:
于是:
同理: ,
⑵ 由相似三角形对应边成比例得:
M D
A
Z P B' Q
FA O
'
B
N故:
由 得:
即:
代入上式得: ①
⑶ 同理可得:
故:
将 代入上式得: ②
⑷ 由①②式得:
因为 是准焦距,故:因为向量: ,
故:
所以: ,即: . 证毕.