文档文本内容
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专题18 圆锥曲线核心考点压轴小题全面梳理与分类解析
目录
01 考情透视·目标导航..........................................................................................................................2
02 知识导图·思维引航..........................................................................................................................3
03 知识梳理·方法技巧.........................................................................................................................4
04 真题研析·精准预测.........................................................................................................................6
05 核心精讲·题型突破.........................................................................................................................9
题型一:阿波罗尼斯圆与圆锥曲线
9
题型二:蒙日圆
10
题型三:阿基米德三角形
12
题型四:仿射变换问题
13
题型五:圆锥曲线第二定义
14
题型六:焦半径问题
16
题型七:圆锥曲线第三定义
16
题型八:定比点差法与点差法
17
题型九:切线问题
18
题型十:焦点三角形问题
19
题型十一:圆锥曲线的光学性质问题
20
1
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重难点突破:圆锥曲线与四心问题
22
高考数学中,圆锥曲线的定义、方程及其几何性质是核心考点。这主要包括三个方面:一是求解圆锥
曲线的标准方程;二是涉及椭圆或双曲线的离心率计算,以及与双曲线渐近线相关的问题;三是探讨抛物
线的性质及其应用。这些考点通常以选择题或填空题的形式出现,难度适中。
考点要求
目标要求
考题统计
考情分析
圆锥曲线的定义
掌握圆锥曲线定
义性质
2024 年II 卷第10 题,6 分
2024 年I 卷第11 题,6 分
2023 年北京卷第6 题,4 分
2022 年I 卷第11 题,5 分
2021 年I 卷第5 题,5 分
对于2025 年高考数
学的预测,圆锥曲线相关
知识点可能会以小题形式
出现,同时也有可能在解
答题中作为独立部分进行
考查。具体来说:一是圆
锥曲线相关题目将以选择
题或填空题的形式出现,
重点考查学生的数学抽
象、数学建模、逻辑推理
和数学运算等核心素养;
二是圆锥曲线的定义和性
质将成为考查的热点。
圆问题
掌握圆的方程,
熟练解决圆的问
题
2023 年I 卷第6 题,5 分
2023 年乙卷第12 题,5 分
2023 年乙卷第11 题,5 分
焦点三角形
掌握焦点三角形
性质,熟练解决
相关问题
2024 年天津卷第8 题,5 分
2023 年甲卷第12 题,5 分
2023 年甲卷第7 题,5 分
2021 年I 卷第5 题,5 分
2
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4
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1、在利用圆锥曲线的定义求轨迹方程时,若所求的轨迹符合某种圆锥曲线的定义,则根据定义判定轨迹
曲线并写出方程.有时还要注意轨迹是不是完整的曲线,如果不是完整的曲线,则应对其中的变量
或
进行限制.
2、应用圆锥曲线的定义时,要注意定义中的限制条件.在椭圆的定义中,要求
;在双曲线的定
义中,要求
;在抛物线的定义中,定直线不经过定点.此外,通过到定点和到定直线的距离之
比为定值可将三种曲线统一在一起,称为圆锥曲线.
3、圆锥曲线定义的应用主要有:求标准方程,将定义和余弦定理等结合使用,研究焦点三角形的周长、
面积,求弦长、最值和离心率等.
4、用解析法研究圆锥曲线的几何性质是通过方程进行讨论的,再通过方程来研究圆锥曲线的几何性质.
不仅要能由方程研究曲线的几何性质,还要能运用儿何性质解决有关问题,如利用坐标范围构造函数或不
等关系等.
5、椭圆
x2
a2 + y2
b2 =1(a>b>0)
焦点为F1,F2,P 为椭圆上的点,∠F1PF 2=θ,则
SΔF1PF 2=b
2¿sinθ
1+cosθ =b
2tan θ
2
6、双曲线
x2
a2−y2
b2 =1(a>0 ,b>0)
的焦点为F1、F2,B 为双曲线上的点,∠F1BF 2=α ,则
S△F1BF 2=b
2¿sinα
1−cosa=
b
2
tan α
2 .
7、椭圆焦半径
椭圆上的点到焦点的距离;设
为椭圆上的一点,
①焦点在
轴:焦半径
(左加右减);② 焦点在
轴:焦半径
(上加下减).
8、双曲线焦半径
设
为双曲线上的一点,
5
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①焦点在
轴:
在左支
,
在右支
;
②焦点在
轴:
在下支
,
在上支
.
9、设
、
是椭圆
的两个焦点,O 是椭圆的中心,P 是椭圆上任意一点,
∠F1PF 2=θ,则
.
10、设
、
是双曲线
的两个焦点,O 是双曲线的中心,P 是双曲线上任意一点,
∠F1PF 2=θ,则
.
11、等轴双曲线满足:
;
12、若椭圆(双曲线)与直线交于
两点,其中
,
,
,为
中点,
(椭圆);
(双曲线)
6
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1.(2024 年天津高考数学真题)双曲线
的左、右焦点分别为
点
在双曲线
右支上,直线
的斜率为2.若
是直角三角形,且面积为8,则双曲线的方程为( )
A.
B.
C.
D.
2.(多选题)(2024 年新课标全国Ⅱ卷数学真题)抛物线C:
的准线为l,P 为C 上的动点,过P
作
的一条切线,Q 为切点,过P 作l 的垂线,垂足为B,则( )
A.l 与
相切
B.当P,A,B 三点共线时,
C.当
时,
D.满足
的点
有且仅有2 个
3.(多选题)(2024 年新课标全国Ⅰ卷数学真题)设计一条美丽的丝带,其造型
可以看作图中的曲线C 的一部分.已知C 过坐标原点O.且C 上的点满足:横坐标大于
,到点
的距离
与到定直线
的距离之积为4,则( )
7
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A.
B.点
在C 上
C.C 在第一象限的点的纵坐标的最大值为1
D.当点
在C 上时,
4.(多选题)(2023 年新课标全国Ⅱ卷数学真题)设O 为坐标原点,直线
过抛物线
的焦点,且与C 交于M,N 两点,l 为C 的准线,则( ).
A.
B.
C.以MN 为直径的圆与l 相切
D.
为等腰三角形
5.(2023 年高考全国甲卷数学(文)真题)设
为椭圆
的两个焦点,点
在
上,若
,则
( )
A.1
B.2
C.4
D.5
6.(2023 年高考全国甲卷数学(理)真题)设O 为坐标原点,
为椭圆
的两个焦点,点
P 在C 上,
,则
( )
A.
B.
C.
D.
7.(2023 年高考全国乙卷数学(理)真题)设A,B 为双曲线
上两点,下列四个点中,可为线段
AB 中点的是( )
A.
B.
C.
D.
8.(2023 年天津高考数学真题)已知双曲线
的左、右焦点分别为
.过
向
一条渐近线作垂线,垂足为
.若
,直线
的斜率为
,则双曲线的方程为( )
8
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A.
B.
C.
D.
9.(2023 年新课标全国Ⅱ卷数学真题)已知椭圆
的左、右焦点分别为
,
,直线
与C 交于A,B 两点,若
面积是
面积的2 倍,则
( ).
A.
B.
C.
D.
10.(2022 年新高考天津数学高考真题)已知双曲线
的左、右焦点分别为
,
抛物线
的准线l 经过
,且l 与双曲线的一条渐近线交于点A,若
,则双曲线的方程
为( )
A.
B.
C.
D.
11.(2022 年高考全国甲卷数学(文)真题)已知椭圆
的离心率为
,
分别
为C 的左、右顶点,B 为C 的上顶点.若
,则C 的方程为( )
A.
B.
C.
D.
12.(多选题)(2022 年新高考全国II 卷数学真题)已知O 为坐标原点,过抛物线
焦
点F 的直线与C 交于A,B 两点,其中A 在第一象限,点
,若
,则( )
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A.直线
的斜率为
B.
C.
D.
13.(2022 年新高考全国II 卷数学真题)已知直线l 与椭圆
在第一象限交于A,B 两点,l 与x 轴,
y 轴分别交于M,N 两点,且
,则l 的方程为 .
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题型一:阿波罗尼斯圆与圆锥曲线
【典例1-1】古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名,他发现:平面内到两个定点
的距离之比为定值
的点所形成的图形是圆.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯
圆,简称阿氏圆.已知点
分别是抛物线
和
上的动点,若抛物线
的焦
点为
,则
的最小值为( )
A.6
B.
C.
D.5
【典例1-2】古希腊数学家阿波罗尼斯发现:平面内到两个定点
,
的距离之比为定值
的点的轨
迹是圆.人们将这个圆称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知
,
,动点
满足
,
记动点
的轨迹为曲线
,给出下列四个结论:
①曲线
的方程为
②曲线
上存在点
,使得
到点
距离为6;
③曲线
上存在点
,使得
到直线
的距离为
;
④曲线
上存在点
,使得
到点
与点
距离之和为8.
其中所有正确结论的个数是( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【变式1-1】已知平面上两定点
,则所有满足
且
的点
的轨迹是一个圆心在直线
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上,半径为
的圆.这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称作阿氏圆.已知棱长为
6 的正方体
表面上的动点
满足
,则点
的轨迹长度为( )
A.
B.
C.
D.
【变式1-2】希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点A,B 的
距离之比为定值
(
)的点的轨迹是圆”.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,
简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系
中,
,若点P 是满足
的阿氏圆上的任意一点,
点Q 为抛物线
上的动点,Q 在直线
上的射影为R,则
的最小值为
( )
A.
B.
C.
D.
1.阿波罗尼斯是古希腊著名数学家,阿波罗尼斯圆是他的研究成果之一,指的是:若动点
与两定点
A,
的距离之比为
,那么点
的轨迹就是阿波罗尼斯圆.若
,
,点
满足
,则直线
与点
的轨迹的交点个数是( )
A.0
B.1
C.2
D.1 或2
12
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题型二:蒙日圆
【典例2-1】蒙日是法国著名的数学家,他首先发现椭圆的两条相互垂直的切线的交点的轨迹是圆,这个
圆被称为“蒙日圆”.已知椭圆
的焦点在
轴上,
为椭圆上任意两点,动点
在直线
上.若
恒为锐角,根据蒙日圆的相关知识得椭圆
的离心率的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【典例2-2】法国数学家加斯帕·蒙日被称为“画法几何创始人”、“微分几何之父”.他发现与椭圆相切
的两条互相垂直的切线的交点的轨迹是以该椭圆中心为圆心的圆,这个圆称为该椭圆的蒙日圆.若椭圆
的蒙日圆为
,过
上的动点
作
的两条切线,分别与
交于
,
两点,直线
交
于
,
两点,则下列说法中,正确的个数为( )
①椭圆
的离心率为
②
到
的左焦点的距离的最小值为
③
面积的最大值为
④若动点
在
上,将直线
,
的斜率分别记为
,
,则
A.1
B.2
C.3
D.4
【变式2-1】法国数学家加斯帕尔·蒙日在研究圆锥曲线时发现:椭圆的两条相互垂直切线的交点轨迹为圆,
我们通常称这个圆为该椭圆的蒙日圆.根据此背景,设
为椭圆
的一个外切长方形(
的
四条边所在直线均与椭圆
相切),若
在第一象限内的一个顶点纵坐标为2,则
的面积为( )
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A.
B.26
C.
D.
【变式2-2】法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:与椭圆相切的两条互相垂直的直线交点的轨迹是以椭圆中心
为圆心的圆,我们通常把这个圆称为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆
的蒙日圆方程为
,现有椭圆
的蒙日圆上一个动点M,过点M 作椭圆C 的两条切线,与
该蒙日圆分别交于P、Q 两点,若
面积的最大值为34,则a 的值为( )
A.
B.
C.
D.
1.画法几何学的创始人——法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:与椭圆相切的两条垂直切线的交点的轨迹是
以椭圆中心为圆心的圆,我们通常把这个圆称为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆
的蒙日圆是
,若圆
与椭圆
的蒙日圆有且仅有一个公共点,则
的值为
( )
A.
或
B.或
C.
或
D.
或
题型三:阿基米德三角形
【典例3-1】抛物线上任意两点
,
处的切线交于点
,称
为“阿基米德三角形”,当线段
经
过抛物线的焦点
时,
具有以下特征:
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①
点必在抛物线的准线上;②
.
若经过抛物线
的焦点的一条弦为
,“阿基米德三角形”为
,且点
的纵坐标为4,则直线
的方程为( )
A.
B.
C.
D.
【典例3-2】我们把圆锥曲线的弦AB 与过弦的端点A,B 处的两条切线所围成的三角形
(P 为两切线
的交点)叫做“阿基米德三角形”.抛物线有一类特殊的“阿基米德三角形”,当线段AB 经过抛物线的
焦点F 时,
具有以下性质:
①P 点必在抛物线的准线上;
②
;
③
.
已知直线
与抛物线
交于A,B 点,若
,则抛物线的“阿基米德三角形”
的面积为( )
A.
B.
C.
D.
【变式3-1】阿基米德(公元前287 年~公元前212 年)是古希腊伟大的物理学家、数学家和天文学家.他
研究抛物线的求积法得出著名的阿基米德定理,并享有“数学之神”的称号.抛物线的弦与过弦的端点的两
条切线所围成的三角形被称为阿基米德三角形.如图,
为阿基米德三角形.抛物线
上有
两个不同的点
,以A,B 为切点的抛物线的切线
相交于P.给出如下结论,其中正
确的为( )
(1)若弦
过焦点,则
为直角三角形且
;
(2)点P 的坐标是
;
(3)
的边
所在的直线方程为
;
(4)
的边
上的中线与y 轴平行(或重合).
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A.(2)(3)(4)
B.(1)(2)
C.(1)(2)(3)
D.(1)
(3)(4)
1.过抛物线
的焦点
作抛物线的弦与抛物线交于
、
两点,
为
的中点,分别过
、
两点作抛物线的切线、
相交于点
.
又常被称作阿基米德三角形.下面关于
的描述:
①
点必在抛物线的准线上;
②
;
③设
、
,则
的面积的最小值为
;
④
;
⑤
平行于
轴.
其中正确的个数是( )
A.
B.
C.
D.
题型四:仿射变换问题
【典例4-1】MN 是椭圆
上一条不过原点且不垂直于坐标轴的弦,P 是MN 的中点,则
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,A,B 是该椭圆的左右顶点,Q 是椭圆上不与A,B 重合的点,则
.CD 是该椭圆过原点O 的一条弦,直线CQ,DQ 斜率均存在,则
.
【典例4-2】如图,作斜率为
的直线与椭圆
交于
两点,且
在直线的上方,
则△
内切圆的圆心所在的定直线方程为 .
【变式4-1】Р 是椭圆
上任意一点,O 为坐标原点,
,过点Q 的直线交椭圆于A,B
两点,并且
,则
面积为 .
【变式4-2】已知椭圆
,
分别为椭圆左右焦点,过
作两条互相平行的弦,
分别与椭圆交于
四点,若当两条弦垂直于
轴时,点
所形成的平行四边形面积
最大,则椭圆离心率的取值范围为 .
1.已知直线l 与椭圆
交于M,N 两点,当
,
面积最大,并且最大值为
.记
,当
面积最大时,
﹐
.Р 是椭圆上一点,
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,当
面积最大时,
.
题型五:圆锥曲线第二定义
【典例5-1】已知椭圆
的上顶点为
,左焦点为
,线段
的中垂线与椭圆
交于
两
点,则
的周长为( )
A.8
B.12
C.16
D.24
【典例5-2】已知双曲线
的离心率为2,其左右焦点分别为
,
,过点
的直
线与双曲线左支交于
,
两点,且
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【变式5-1】如图,
、
是双曲线
的左、右焦点,过
的直线与双曲线分别交于点
、
,若
为等边三角形,则
的面积为( )
A.
B.
C.
D.
【变式5-2】已知抛物线
的焦点为
,直线过点
与抛物线
相交于
,
两点,且
,
18
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则直线的斜率为( )
A.
B.
C.
D.
1.已知抛物线
的弦
的中点横坐标为5,则
的最大值为( )
A.12
B.11
C.10
D.9
题型六:焦半径问题
【典例6-1】设椭圆
的左、右焦点分别为
、
,直线l 经过点
,且与Γ 交于P、Q
两点.若
,且
,则Γ 的长轴长的最小值为 .
【典例6-2】已知椭圆
的焦点为
,
,若点
在椭圆上,则满足
(其中
为坐标原点)的点
的个数为 .
【变式6-1】已知椭圆
的离心率为
.设l 为过椭圆右焦点F 的直线,交椭圆于M,
N 两点,且l 的倾斜角为
.则
.
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1.已知双曲线
的左、右焦点分别为
双曲线上存在M,N 两点(在x 轴同侧)使得
,且
与
交于P 点,则
,
的最小值为 .
题型七:圆锥曲线第三定义
【典例7-1】椭圆C:
的左右顶点分别为
,点P 在C 上且直线
斜率的取值范围是
,那么直线
斜率的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【典例7-2】双曲线C:
的左、右顶点分别为
,
,点P 在C 上且直线
斜率的取值范围是
[-4,-2],那么直线
斜率的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【变式7-1】已知A,B 是双曲线Γ:
=1(a>0,b>0)的左、右顶点,动点P 在Γ 上且P 在第一象
限.若PA,PB 的斜率分别为k1,k2,则以下总为定值的是( )
A.k1+k2
B.|k1-k2|
C.k1k2
D.
【变式7-2】设椭圆
的左,右顶点为
是椭圆上不同于
的一点,设直线
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的斜率分别为
,则当
取得最小值时,椭圆
的离心率为
A.
B.
C.
D.
1.已知平行四边形
内接于椭圆
,且
,
斜率之积的范围为
,
则椭圆
离心率的取值范围是
A.
B.
C.
D.
题型八:定比点差法与点差法
【典例8-1】已知点P(0,1),椭圆
(m>1)上两点A,B 满足
,则当m= 时,
点B 横坐标的绝对值最大.
【典例8-2】已知斜率为
的直线与椭圆
交于
,
两点,线段
的中点为
(
),那么
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
,或
【变式8-1】已知椭圆
内有一定点
,过点P 的两条直线,
分别与椭圆
交于
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A、C 和B、D 两点,且满足
,
,若
变化时,直线CD 的斜率总为
,则椭圆
的
离心率为
A.
B.
C.
D.
【变式8-2】过点
的直线与椭圆
交于点
和
,且
.点
满足
,若
为坐标原点,则
的最小值为 .
1.已知椭圆
,点
为椭圆外一点,斜率为
的直线与椭圆交于
,
两点,过点
作直线
,
分别交椭圆于
,
两点.当直线
的斜率为
时,此椭圆的离心率为 .
题型九:切线问题
【典例9-1】已知
为坐标原点,抛物线
的焦点
到准线的距离为1,过点
的直线
与
交于
两点,过点
作
的切线
与
轴分别交于
两点,则
( )
A.
B.
C.
D.
【典例9-2】已知圆
,圆
,过动点P 分别作圆
圆
的切线PA,PB
(A,B 为切点),使得
,则动点P 的轨迹方程为( )
22
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A.
B.
C.
D.
【变式9-1】已知椭圆
的上,下焦点分别为
,
,抛物线
的焦点与椭圆
的上焦点重合,过
的倾斜角为
的直线交椭圆于A,B 两点,且
,点
是抛物
线上在第一象限的点,且在该点处的切线与x 轴的交点为
,若
,则
的值为( )
A.
B.
C.
D.
【变式9-2】已知
为椭圆
上一动点,过点
作圆
的两条切线,切点分别为
,
,则
的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
1.已知圆
与双曲线
,若在双曲线
上存在一点
,使得过点
能
作圆
的两条切线,切点为
,且
,则双曲线
的离心率的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
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题型十:焦点三角形问题
【典例10-1】已知
分别是离心率为
的椭圆
的左、右焦点,
是
上一点且
,若
的面积为
,则
.
【典例10-2】已知椭圆
过点
,焦点
,
,
为坐标原点,圆
的直径为
.
若斜率为
的直线与圆
相切于第一象限内的点
,交
于
两点,则
的面积为 .
【变式10-1】已知椭圆
,点
和
分别是椭圆的左、右焦点,点P 是椭圆上一点,则
内切圆半径的最大值为
【变式10-2】已知
分别是双曲线
的左,右焦点,
是双曲线
上第一象限内的点,点
是
的内心,则点
的横坐标是 ;
的面积的取值范围是 .
1.设
为双曲线
上一点,
两点在双曲线的渐近线上,且分别位于第一、四象限.若
,
则
的面积为 .
题型十一:圆锥曲线的光学性质问题
【典例11-1】如图,双曲线具有光学性质,从双曲线一个焦点发出的光线经过双曲线镜面反射,其反射光
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线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.若双曲线
的左、右焦点分别为
,
,从
发出的光线经过图中的
,
两点反射后,分别经过点
和
,且
,
,
则
的离心率为( ).
A.
B.
C.
D.
【典例11-2】抛物线有如下光学性质:过焦点的光线经拋物线反射之后得到的光线平行于抛物线的对称轴:
反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线
的焦点为
,
一条平行于
轴的光线从点
射出,经过拋物线上的点
反射后,再经抛物线上的另一点
射出,则
的周长为( )
A.
B.
C.
D.
【变式11-1】椭圆具有如下光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线过椭圆
的另一个焦点(如图).已知椭圆
的左、右焦点分别为
,过点
的直线与
交
于点
,
,过点
作
的切线,点
关于的对称点为
,若
,
,则
( )
注:表示面积.
25
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A.2
B.
C.3
D.
【变式11-2】班级物理社团在做光学实验时,发现了一个有趣的现象:从椭圆的一个焦点发出的光线经椭
圆形的反射面反射后将汇聚到另一个焦点处.根据椭圆的光学性质解决下面问题:已知椭圆
的方程为
,其左、右焦点分别是
,
,直线与椭圆
切于点
,且
,过点
且与直线垂
直的直线
与椭圆长轴交于点Q,则
(注;若
的角平分线
交
于点
,则
)
( )
A.1
B.2
C.
D.
1.用于加热水和食物的太阳灶应用了抛物线的光学性质:一束平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物面
(抛物线绕它的对称轴旋转所得到的曲而叫抛物面)的反射后,集中于它的焦点.用一过抛物线对称轴的
平面截抛物面,将所截得的抛物线
放在平面直角坐标系中,对称轴与
轴重合,顶点与原点重合,如图,
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若抛物线
的方程为
,平行于
轴的光线从点
射出,经过
上的点
反射后,再从
上的
另一点
射出,则
( )
A.6
B.8
C.
D.29
重难点突破:圆锥曲线与四心问题
【典例12-1】抛物线
的焦点恰好也是椭圆
的一个焦点,
,
分别
是椭圆
的上、下焦点,
是椭圆上的任一点,
是
的内心,PI 交
轴于
,且
,点
是抛物线在第一象限上的点,且抛物线在该点处的切线与
轴的交点为
,若
,
则
.
【典例12-2】定义离心率是
的椭圆为“黄金椭圆”.已知椭圆
是“黄金椭
圆”,则
.若“黄金椭圆”
的两个焦点分别为
,
,
为椭圆
上异于顶点的任意一点,点
是
的内心,连接
并延长交
于点
,则
.
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【变式12-1】已知点
,
,
,
是
轴上的动点,且满足
,
的外心
在
轴上的射影为
,则点
的轨迹方程为 ,
的最小值为 .
【变式12-2】双曲线C:
,斜率为1 的直线l 交C 于A,B 两点,D 为C 上另一点,
,
,
重心分别为P,Q,
外心为M,若
,则双曲线的离心率为
.
1.在
中,
,
,
于
,若
为
的垂心,且
.则
到直线
距离的最小值是 .
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