2.與直線、圓錐曲線相結(jié)合的綜合型考題,等軸雙曲線基本不出題,坐標(biāo)軸平移或平移化簡方程一般不出解答題,大多是以選擇題形式出現(xiàn)。
近幾年來直線與圓錐曲線的位置關(guān)系在高考中占據(jù)高考解答題壓軸題的位置,且選擇、填空也有涉及,有關(guān)直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的題目可能會涉及線段中點、弦長等。分析這類問題,往往利用數(shù)形結(jié)合的思想和“設(shè)而不求”的方法,對稱的方法及韋達(dá)定理等。
預(yù)測07年高考:
1.會出現(xiàn)1道關(guān)于直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的解答題;
2.掌握直線與圓錐曲線的位置關(guān)系判定及其相關(guān)問題。
1.通過圓錐曲線與方程的學(xué)習(xí),進(jìn)一步體會數(shù)形結(jié)合的思想;
在復(fù)習(xí)過程中抓住以下幾點:
(1)堅持源于課本、高于課本,以考綱為綱的原則。高考命題的依據(jù)是《高考說明》.并明確考點及對知識點與能力的要求作出了明確規(guī)定,其實質(zhì)是精通課本,而本章考題大多數(shù)是課本的變式題,即源于課本,因此掌握雙基、精通課本是關(guān)鍵;
(2)在注重解題方法、數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用的同時注意一些解題技巧,橢圓、雙曲線、拋物線的定義揭示了各自存在的條件、性質(zhì)及幾何特征與圓錐曲線的焦點、焦半徑、準(zhǔn)線、離心率有關(guān)量的關(guān)系問題,若能用定義法,可避免繁瑣的推理與運(yùn)算;
(3)焦半徑公式:拋物線上一點P(x1,y1),F(xiàn)為拋物線的焦點,對于四種拋物線的焦半徑公式分別為(p>0):
題型1:橢圓的概念及標(biāo)準(zhǔn)方程
例1.求適合下列條件的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
(1)兩個焦點的坐標(biāo)分別是、,橢圓上一點到兩焦點距離的和等于;
(2)兩個焦點的坐標(biāo)分別是、,并且橢圓經(jīng)過點;
(3)焦點在軸上,,;
(4)焦點在軸上,,且過點;
(5)焦距為,;
(6)橢圓經(jīng)過兩點,。
解析:(1)∵橢圓的焦點在軸上,故設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(),
∵,,∴,
所以,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為。
(2)∵橢圓焦點在軸上,故設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(),
由橢圓的定義知,
,
∴,又∵,∴,
所以,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為。
(3)∵,∴,①
又由代入①得,
∴,∴,又∵焦點在軸上,
所以,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為。
(4)設(shè)橢圓方程為,
∴,∴,
又∵,∴,
所以,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(5)∵焦距為,∴,
∴,又∵,∴,,
所以,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為或.
(6)設(shè)橢圓方程為(),
由得,
所以,橢圓方程為.
點評:求橢圓的方程首先清楚橢圓的定義,還要知道橢圓中一些幾何要素與橢圓方程間的關(guān)系。
例2.(1)(06山東)已知橢圓中心在原點,一個焦點為F(-2,0),且長軸長是短軸長的2倍,則該橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是 。
(2)(06天津理,8)橢圓的中心為點,它的一個焦點為,相應(yīng)于焦點的準(zhǔn)線方程為,則這個橢圓的方程是( )
A. B.
C. D.
解析:(1)已知為所求;
(2)橢圓的中心為點它的一個焦點為
∴ 半焦距,相應(yīng)于焦點F的準(zhǔn)線方程為
∴ ,,則這個橢圓的方程是,選D。
點評:求橢圓方程的題目屬于中低檔題目,掌握好基礎(chǔ)知識就可以。
題型2:橢圓的性質(zhì)
例3.(1)(06山東理,7)在給定橢圓中,過焦點且垂直于長軸的弦長為,焦點到相應(yīng)準(zhǔn)線的距離為1,則該橢圓的離心率為( )
(A) (B) (C) (D)
(2)(1999全國,15)設(shè)橢圓=1(a>b>0)的右焦點為F1,右準(zhǔn)線為l1,若過F1且垂直于x軸的弦的長等于點F1到l1的距離,則橢圓的離心率是 。
解析:(1)不妨設(shè)橢圓方程為(a>b>0),則有,據(jù)此求出e=,選B。
(2);解析:由題意知過F1且垂直于x軸的弦長為,
∴,∴,∴,即e=。
點評:本題重點考查了橢圓的基本性質(zhì)。
例4.(1)(2000京皖春,9)橢圓短軸長是2,長軸是短軸的2倍,則橢圓中心到其準(zhǔn)線距離是( )
A. B. C. D.
(2)(1998全國理,2)橢圓=1的焦點為F1和F2,點P在橢圓上.如果線段PF1的中點在y軸上,那么|PF1|是|PF2|的( )
A.7倍 B.5倍 C.4倍 D.3倍
解析:(1)D;由題意知a=2,b=1,c=,準(zhǔn)線方程為x=±,
∴橢圓中心到準(zhǔn)線距離為.
(2)A;不妨設(shè)F1(-3,0),F2(3,0)由條件得P(3,±),即|PF2|=,|PF1|=,因此|PF1|=7|PF2|,故選A。
點評:本題主要考查橢圓的定義及數(shù)形結(jié)合思想,具有較強(qiáng)的思辨性,是高考命題的方向。
題型3:雙曲線的方程
例5.(1)已知焦點,雙曲線上的一點到的距離差的絕對值等于,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)求與橢圓共焦點且過點的雙曲線的方程;
(3)已知雙曲線的焦點在軸上,并且雙曲線上兩點坐標(biāo)分別為,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。
解析:(1)因為雙曲線的焦點在軸上,所以設(shè)它的標(biāo)準(zhǔn)方程為,
∵,∴,∴。
所以所求雙曲線的方程為;
(2)橢圓的焦點為,可以設(shè)雙曲線的方程為,則。
又∵過點,∴。
綜上得,,所以。
點評:雙曲線的定義;方程確定焦點的方法;基本量之間的關(guān)系。
(3)因為雙曲線的焦點在軸上,所以設(shè)所求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為①;
∵點在雙曲線上,∴點的坐標(biāo)適合方程①。
將分別代入方程①中,得方程組:
將和看著整體,解得,
∴即雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為。
點評:本題只要解得即可得到雙曲線的方程,沒有必要求出的值;在求解的過程中也可以用換元思想,可能會看的更清楚。
例6.(06上海卷)已知雙曲線中心在原點,一個頂點的坐標(biāo)為,且焦距與虛軸長之比為,則雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程是____________________.
解析:雙曲線中心在原點,一個頂點的坐標(biāo)為,則焦點在x軸上,且a=3,焦距與虛軸長之比為,即,解得,則雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程是;
點評:本題主要考查雙曲線的基礎(chǔ)知識以及綜合運(yùn)用知識解決問題的能力。充分挖掘雙曲線幾何性質(zhì),數(shù)形結(jié)合,更為直觀簡捷。
題型4:雙曲線的性質(zhì)
例7.(1)(06福建卷)已知雙曲線(a>0,b<0)的右焦點為F,若過點F且傾斜角為60°的直線與雙曲線的右支有且只有一個交點,則此雙曲線離心率的取值范圍是( )
A.( 1,2) B. (1,2) C.[2,+∞] D.(2,+∞)
(2)(06湖南卷)過雙曲線M:的左頂點A作斜率為1的直線,若與雙曲線M的兩條漸近線分別相交于B、C,且|AB|=|BC|,則雙曲線M的離心率是 ( )
A. B. C. D.
(3)(06陜西卷)已知雙曲線 - =1(a>)的兩條漸近線的夾角為,則雙曲線的離心率為( )
A.2 B. C. D.
解析:(1)雙曲線的右焦點為F,若過點F且傾斜角為的直線與雙曲線的右支有且只有一個交點,則該直線的斜率的絕對值小于等于漸近線的斜率,
∴ ≥,離心率e2=,∴ e≥2,選C。
(2)過雙曲線的左頂點(1,0)作斜率為1的直線:y=x-1, 若與雙曲線的兩條漸近線分別相交于點, 聯(lián)立方程組代入消元得,
∴ ,x1+x2=2x1x2,
又,則B為AC中點,2x1=1+x2,代入解得,
∴ b2=9,雙曲線的離心率e=,選A。
(3)雙曲線(a>)的兩條漸近線的夾角為,則,∴ a2=6,雙曲線的離心率為 ,選D。
點評:高考題以離心率為考察點的題目較多,主要實現(xiàn)三元素之間的關(guān)系。
例8.(1)(06江西卷)P是雙曲線的右支上一點,M、N分別是圓(x+5)2+y2=4和(x-5)2+y2=1上的點,則|PM|-|PN|的最大值為( )
A. 6 B.7 C.8 D.9
(2)(06全國卷I)雙曲線的虛軸長是實軸長的2倍,則
A. B. C. D.
(3)(06天津卷)如果雙曲線的兩個焦點分別為、,一條漸近線方程為,那么它的兩條準(zhǔn)線間的距離是( )
A. B. C. D.
解析:(1)設(shè)雙曲線的兩個焦點分別是F1(-5,0)與F2(5,0),則這兩點正好是兩圓的圓心,當(dāng)且僅當(dāng)點P與M、F1三點共線以及P與N、F2三點共線時所求的值最大,此時|PM|-|PN|=(|PF1|-2)-(|PF2|-1)=10-1=9故選B。
(2)雙曲線的虛軸長是實軸長的2倍,∴ m<0,且雙曲線方程為,∴ m=,選A。
(3)如果雙曲線的兩個焦點分別為、,一條漸近線方程為,
∴ ,解得,所以它的兩條準(zhǔn)線間的距離是,選C。
點評:關(guān)于雙曲線漸近線、準(zhǔn)線及許多距離問題也是考察的重點。
題型5:拋物線方程
例9.(1))焦點到準(zhǔn)線的距離是2;
(2)已知拋物線的焦點坐標(biāo)是F(0,2),求它的標(biāo)準(zhǔn)方程。
解析:(1)y=4x,y=4x,x=4y,x=4y;
方程是x=8y。
點評:由于拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有四種形式,且每一種形式中都只含一個系數(shù)p,因此只要給出確定p的一個條件,就可以求出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程。當(dāng)拋物線的焦點坐標(biāo)或準(zhǔn)線方程給定以后,它的標(biāo)準(zhǔn)方程就唯一確定了;若拋物線的焦點坐標(biāo)或準(zhǔn)線方程沒有給定,則所求的標(biāo)準(zhǔn)方程就會有多解。
題型6:拋物線的性質(zhì)
例10.(1)(06安徽卷)若拋物線的焦點與橢圓的右焦點重合,則的值為( )
A. B. C. D.
(2)(浙江卷)拋物線的準(zhǔn)線方程是( )
(A) (B) (C) (D)
(3)(06上海春)拋物線的焦點坐標(biāo)為( )
(A). (B). (C). (D)
解析:(1)橢圓的右焦點為(2,0),所以拋物線的焦點為(2,0),則,故選D;
(2)2p=8,p=4,故準(zhǔn)線方程為x=-2,選A;
(3)(直接計算法)因為p=2 ,所以拋物線y2=4x的焦點坐標(biāo)為 。應(yīng)選B。
點評:考察拋物線幾何要素如焦點坐標(biāo)、準(zhǔn)線方程的題目根據(jù)定義直接計算機(jī)即可。
例11.(1)(全國卷I)拋物線上的點到直線距離的最小值是( )
A. B. C. D.
(2)(2002全國文,16)對于頂點在原點的拋物線,給出下列條件:
①焦點在y軸上;
②焦點在x軸上;
③拋物線上橫坐標(biāo)為1的點到焦點的距離等于6;
④拋物線的通徑的長為5;
⑤由原點向過焦點的某條直線作垂線,垂足坐標(biāo)為(2,1)。
(3)(2001廣東、河南,10)對于拋物線y2=4x上任意一點Q,點P(a,0)都滿足|PQ|≥|a|,則a的取值范圍是( )
A.(-∞,0) B.(-∞,2 C.[0,2] D.(0,2)
能使這拋物線方程為y2=10x的條件是 .(要求填寫合適條件的序號)
解析:(1)設(shè)拋物線上一點為(m,-m2),該點到直線的距離為,當(dāng)m=時,取得最小值為,選A;
(2)答案:②,⑤
解析:從拋物線方程易得②,分別按條件③、④、⑤計算求拋物線方程,從而確定⑤。
(3)答案:B
解析:設(shè)點Q的坐標(biāo)為(,y0),
由 |PQ|≥|a|,得y02+(-a)2≥a2.
整理,得:y02(y02+16-8a)≥0,
∵y02≥0,∴y02+16-8a≥0.
即a≤2+恒成立.而2+的最小值為2.
∴a≤2.選B。
點評:拋物線問題多考察一些距離、最值及范圍問題。
3.拋物線
(1)拋物線的概念
平面內(nèi)與一定點F和一條定直線l的距離相等的點的軌跡叫做拋物線(定點F不在定直線l上)。定點F叫做拋物線的焦點,定直線l叫做拋物線的準(zhǔn)線。
方程叫做拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程。
注意:它表示的拋物線的焦點在x軸的正半軸上,焦點坐標(biāo)是F(,0),它的準(zhǔn)線方程是 ;
(2)拋物線的性質(zhì)
一條拋物線,由于它在坐標(biāo)系的位置不同,方程也不同,有四種不同的情況,所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程還有其他幾種形式:,,.這四種拋物線的圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程、焦點坐標(biāo)以及準(zhǔn)線方程如下表:
標(biāo)準(zhǔn)方程 |
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圖形 |
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焦點坐標(biāo) |
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準(zhǔn)線方程 |
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范圍 |
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對稱性 |
軸 |
軸 |
軸 |
軸 |
頂點 |
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離心率 |
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說明:(1)通徑:過拋物線的焦點且垂直于對稱軸的弦稱為通徑;(2)拋物線的幾何性質(zhì)的特點:有一個頂點,一個焦點,一條準(zhǔn)線,一條對稱軸,無對稱中心,沒有漸近線;(3)注意強(qiáng)調(diào)的幾何意義:是焦點到準(zhǔn)線的距離。
2.雙曲線
(1)雙曲線的概念
平面上與兩點距離的差的絕對值為非零常數(shù)的動點軌跡是雙曲線()。
注意:①(*)式中是差的絕對值,在條件下;時為雙曲線的一支(含的一支);時為雙曲線的另一支(含的一支);②當(dāng)時,表示兩條射線;③當(dāng)時,不表示任何圖形;④兩定點叫做雙曲線的焦點,叫做焦距。
橢圓和雙曲線比較:
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橢
圓 |
雙
曲 線 |
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定義 |
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||
方程 |
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焦點 |
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注意:如何有方程確定焦點的位置! |
(2)雙曲線的性質(zhì)
①范圍:從標(biāo)準(zhǔn)方程,看出曲線在坐標(biāo)系中的范圍:雙曲線在兩條直線的外側(cè)。即,即雙曲線在兩條直線的外側(cè)。
②對稱性:雙曲線關(guān)于每個坐標(biāo)軸和原點都是對稱的,這時,坐標(biāo)軸是雙曲線的對稱軸,原點是雙曲線的對稱中心,雙曲線的對稱中心叫做雙曲線的中心。
③頂點:雙曲線和對稱軸的交點叫做雙曲線的頂點。在雙曲線的方程里,對稱軸是軸,所以令得,因此雙曲線和軸有兩個交點,他們是雙曲線的頂點。
令,沒有實根,因此雙曲線和y軸沒有交點。
1)注意:雙曲線的頂點只有兩個,這是與橢圓不同的(橢圓有四個頂點),雙曲線的頂點分別是實軸的兩個端點。
2)實軸:線段叫做雙曲線的實軸,它的長等于叫做雙曲線的實半軸長。虛軸:線段叫做雙曲線的虛軸,它的長等于叫做雙曲線的虛半軸長。
④漸近線:注意到開課之初所畫的矩形,矩形確定了兩條對角線,這兩條直線即稱為雙曲線的漸近線。從圖上看,雙曲線的各支向外延伸時,與這兩條直線逐漸接近。
⑤等軸雙曲線:
1)定義:實軸和虛軸等長的雙曲線叫做等軸雙曲線。定義式:;
2)等軸雙曲線的性質(zhì):(1)漸近線方程為: ;(2)漸近線互相垂直。
注意以上幾個性質(zhì)與定義式彼此等價。亦即若題目中出現(xiàn)上述其一,即可推知雙曲線為等軸雙曲線,同時其他幾個亦成立。
3)注意到等軸雙曲線的特征,則等軸雙曲線可以設(shè)為: ,當(dāng)時交點在軸,當(dāng)時焦點在軸上。
⑥注意與的區(qū)別:三個量中不同(互換)相同,還有焦點所在的坐標(biāo)軸也變了。
1.橢圓
(1)橢圓概念
平面內(nèi)與兩個定點、的距離的和等于常數(shù)(大于)的點的軌跡叫做橢圓。這兩個定點叫做橢圓的焦點,兩焦點的距離叫橢圓的焦距。若為橢圓上任意一點,則有。
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:()(焦點在x軸上)或()(焦點在y軸上)。
注:①以上方程中的大小,其中;
②在和兩個方程中都有的條件,要分清焦點的位置,只要看和的分母的大小。例如橢圓(,,)當(dāng)時表示焦點在軸上的橢圓;當(dāng)時表示焦點在軸上的橢圓。
(2)橢圓的性質(zhì)
①范圍:由標(biāo)準(zhǔn)方程知,,說明橢圓位于直線,所圍成的矩形里;
②對稱性:在曲線方程里,若以代替方程不變,所以若點在曲線上時,點也在曲線上,所以曲線關(guān)于軸對稱,同理,以代替方程不變,則曲線關(guān)于軸對稱。若同時以代替,代替方程也不變,則曲線關(guān)于原點對稱。
所以,橢圓關(guān)于軸、軸和原點對稱。這時,坐標(biāo)軸是橢圓的對稱軸,原點是對稱中心,橢圓的對稱中心叫橢圓的中心;
③頂點:確定曲線在坐標(biāo)系中的位置,常需要求出曲線與軸、軸的交點坐標(biāo)。在橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程中,令,得,則,是橢圓與軸的兩個交點。同理令得,即,是橢圓與軸的兩個交點。
所以,橢圓與坐標(biāo)軸的交點有四個,這四個交點叫做橢圓的頂點。
同時,線段、分別叫做橢圓的長軸和短軸,它們的長分別為和,和分別叫做橢圓的長半軸長和短半軸長。
由橢圓的對稱性知:橢圓的短軸端點到焦點的距離為;在中,,,,且,即;
④離心率:橢圓的焦距與長軸的比叫橢圓的離心率!,∴,且越接近,就越接近,從而就越小,對應(yīng)的橢圓越扁;反之,越接近于,就越接近于,從而越接近于,這時橢圓越接近于圓。當(dāng)且僅當(dāng)時,,兩焦點重合,圖形變?yōu)閳A,方程為。
本講內(nèi)容是圓錐曲線的基礎(chǔ)內(nèi)容,也是高考重點考查的內(nèi)容,在每年的高考試卷中一般有2-3道客觀題,難度上易、中、難三檔題都有,主要考查的內(nèi)容是圓錐曲線的概念和性質(zhì),從近十年高考試題看主要考察圓錐曲線的概念和性質(zhì)。圓錐曲線在高考試題中占有穩(wěn)定的較大的比例,且選擇題、填空題和解答題都涉及到,客觀題主要考察圓錐曲線的基本概念、標(biāo)準(zhǔn)方程及幾何性質(zhì)等基礎(chǔ)知識和處理有關(guān)問題的基本技能、基本方法。
對于本講內(nèi)容來講,預(yù)測07年:
(1)1至2道考察圓錐曲線概念和性質(zhì)客觀題,主要是求值問題;
(2)可能會考察圓錐曲線在實際問題里面的應(yīng)用,結(jié)合三種形式的圓錐曲線的定義。
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