2019年
第2讲 椭圆、双曲线、抛物线
[考情考向分析] 1.以选择题、填空题形式考查圆锥曲线的方程、几何性质(特别是离心率). 2.以解答题形式考查直线与圆锥曲线的位置关系(弦长、中点等).
热点一 圆锥曲线的定义与标准方程 1.圆锥曲线的定义
(1)椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|). (2)双曲线:||PF1|-|PF2||=2a(2a<|F1F2|).
(3)抛物线:|PF|=|PM|,点F不在直线l上,PM⊥l于点M. 2.求圆锥曲线标准方程“先定型,后计算”
所谓“定型”,就是确定曲线焦点所在的坐标轴的位置;所谓“计算”,就是指利用待定系数法求出方程中的a,
2
b2,p的值.
x2y2
例1 (1)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的左、右焦点为F1,F2,左、右顶点为M,N,过F2的直线l交C于A,Bab2
两点(异于M,N),△AF1B的周长为43,且直线AM与AN的斜率之积为-,则C的方程为( )
3A.
+=1 128
x2y2
B.+=1 124D.+y=1 3
x2y2
2
C.+=1 32答案 C
x2y2x2
解析 由△AF1B的周长为43,可知|AF1|+|AF2|+|BF1|+|BF2|=4a=43, 解得a=3,则M(-3,0),N(3,0). 设点A(x0,y0)(x0≠±3), 2
由直线AM与AN的斜率之积为-,
3可得y0
x0+3
·
2=-,
3x0-3
y0
222
即y0=-(x0-3),①
3
x2x2y20?0022?又+2=1,所以y0=b?1-?,②
3b?3?
由①②解得b=2.
2
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所以C的方程为+=1.
32
(2)已知以圆C:(x-1)+y=4的圆心为焦点的抛物线C1与圆C在第一象限交于A点,B点是抛物线C2:x=8y上任意一点,BM与直线y=-2垂直,垂足为M,则|BM|-|AB|的最大值为( ) A.1 B.2 C.-1 D.8 答案 A
解析 因为圆C:(x-1)+y=4的圆心为C(1,0), 所以可得以C(1,0)为焦点的抛物线方程为y=4x,
?y=4x,?由?22
???x-1?+y=4,
2
2
2
2
2
2
2
2
x2y2
解得A(1,2).
抛物线C2:x=8y的焦点为F(0,2), 准线方程为y=-2,
即有|BM|-|AB|=|BF|-|AB|≤|AF|=1,
当且仅当A,B,F(A在B,F之间)三点共线时,可得最大值为1.
思维升华 (1)准确把握圆锥曲线的定义和标准方程及其简单几何性质,注意当焦点在不同坐标轴上时,椭圆、双曲线、抛物线方程的不同表示形式.
(2)求圆锥曲线方程的基本方法就是待定系数法,可结合草图确定.
x2y2
跟踪演练1 (1)已知双曲线2-2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,以|F1F2|为直径的圆与双曲线渐近
ab线的一个交点为(3,4),则双曲线的方程为( ) A.
-=1 169
x2y2
B.-=1 34D.-=1 916
x2y2x2
C.-=1 43答案 D
x2y2y2
解析 ∵点(3,4)在以|F1F2|为直径的圆上, ∴c=5,可得a+b=25.①
又∵点(3,4)在双曲线的渐近线y=x上,
2
2
bab4∴=.② a3
由①②联立,解得a=3,b=4, 可得双曲线的方程为-=1.
916
(2)(2018·宁波模拟)已知双曲线C的渐近线方程是y=±22x,右焦点F(3,0),则双曲线C的方程为________,
x2y2
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又若点N(0,6),M是双曲线C的左支上一点,则△FMN周长的最小值为________. 答案 x-=1 65+2
8
2
y2
x2y2
解析 因为点F(3,0)为双曲线的右焦点,则不妨设双曲线的方程为2-2=1(a>0,b>0),
ab所以双曲线的渐近线方程为y=±x=±22x, 即=22,① 又因为a+b=3,②
联立①②,解得a=1,b=22,所以双曲线的方程为x-=1,设双曲线的左焦点为F′,则△FMN的周长为
8|NF|+|MN|+|MF|=|NF|+|MN|+2a+|MF′|≥|NF|+2a+|NF′|=2|NF|+2a=65+2,当且仅当点M为直线
2
2
2
2
babay2
NF′与双曲线的左支的交点时,等号成立,所以△FMN的周长的最小值为65+2.
热点二 圆锥曲线的几何性质
1.椭圆、双曲线中a,b,c之间的关系 (1)在椭圆中:a=b+c,离心率为e==(2)在双曲线中:c=a+b,离心率为e==2
2
2
2
2
2
ca1-??. 1+??.
a?b?2?a?
ca?b?2??
x2y2b2.双曲线2-2=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x.注意离心率e与渐近线的斜率的关系.
abax2y2
例2 (1)设F1,F2分别是椭圆E:2+2=1(a>b>0)的左、右焦点,过点F1的直线交椭圆E于A,B两点,若△AF1F2
ab3
的面积是△BF1F2面积的三倍,cos∠AF2B=,则椭圆E的离心率为( )
51232A. B. C. D. 2322答案 D
解析 设|F1B|=k(k>0), 依题意可得|AF1|=3k,|AB|=4k, ∴|AF2|=2a-3k,|BF2|=2a-k. 3∵cos∠AF2B=,
5
在△ABF2中,由余弦定理可得
|AB|=|AF2|+|BF2|-2|AF2||BF2|cos∠AF2B, 6222
∴(4k)=(2a-3k)+(2a-k)-(2a-3k)(2a-k),
5化简可得(a+k)(a-3k)=0,
2
2
2
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而a+k>0,故a-3k=0,a=3k, ∴|AF2|=|AF1|=3k,|BF2|=5k, ∴|BF2|=|AF2|+|AB|,
∴AF1⊥AF2,∴△AF1F2是等腰直角三角形. ∴c=2c2a,椭圆的离心率e==. 2a2
2
2
2
x2y2
(2)已知双曲线M:2-2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,|F1F2|=2c.若双曲线M的右支上存在点P,
ab使
3c=,则双曲线M的离心率的取值范围为( )
sin∠PF1F2sin∠PF2F1
a?2+7?A.?1,?
3??
C.(1,2) 答案 A
?2+7?
B.?1,?
3??
D.(1,2]
sin∠PF1F2|PF2|
解析 根据正弦定理可知=,
sin∠PF2F1|PF1||PF2|aa所以=,即|PF2|=|PF1|,
|PF1|3c3c|PF|-|PF|=2a,
1
2
a?6ac?|PF1|=2a,解得|PF1|=1-所以?, ?3c-a?3c?
6ac而|PF1|>a+c,即>a+c,
3c-a2-72+72
整理得3e-4e-1<0,解得 又因为离心率e>1,所以1 3 思维升华 (1)明确圆锥曲线中a,b,c,e各量之间的关系是求解问题的关键. (2)在求解有关离心率的问题时,一般并不是直接求出c和a的值,而是根据题目给出的椭圆或双曲线的几何特点,建立关于参数c,a,b的方程或不等式,通过解方程或不等式求得离心率的值或取值范围. x2y2x22 跟踪演练2 (1)(2018·诸暨市适应性考试)已知双曲线2-2=1(a>0,b>0)的一条渐近线截椭圆+y=1所得 ab4 43 弦长为,则此双曲线的离心率等于( ) 3A.2 B.3 C.答案 B 6 D.6 2 x2y2bb解析 双曲线2-2=1的渐近线方程为y=±x,由椭圆的对称性不妨取渐近线为y=x,设渐近线与椭圆的交 abaa 2019年 ??点为?x0,x0?, ? ?b??23?,?x+?x?=???a??3??则有? x?b? x?=1,??4+??a? 2 0 02 2 20 20 ba? b2c2222 解得2=2,则c=a+b=3a,则此双曲线的离心率e==3,故选B. aax2y2?2?(2)已知双曲线C:2-2=1(a>0,b>0)的焦距为2c,直线l过点?a,0?且与双曲线C的一条渐近线垂直,以双 ab?3? 曲线C的右焦点为圆心,半焦距为半径的圆与直线l交于M,N两点,若|MN|=为( ) A.y=±2x C.y=±2x 答案 B 解析 方法一 由题意可设渐近线方程为y=x, 则直线l的斜率kl=-, B.y=±3x D.y=±4x 42 c,则双曲线C的渐近线方程3 baaba?2? 直线l的方程为y=-?x-a?, 3 b? ? 22 整理可得ax+by-a=0. 3焦点(c,0)到直线l的距离 d=?ac-2a2??ac-2a2?????3??3?? a2+b2 = c, 则弦长为2c-d=2 4 22 3 22 c2-4 ?ac-2a2?2 ?3???42 c2 = 3 c, 整理可得c-9ac+12ac-4a=0, 即e-9e+12e-4=0, 分解因式得(e-1)(e-2)(e+3e-2)=0. 2 4 2 又双曲线的离心率e>1,则e==2, cab所以= ac2-a2 =a2 ?c?2-1=3, ?a??? 所以双曲线C的渐近线方程为y=±3x. 方法二 圆心到直线l的距离为c2-??22?2cc?=, ?3?3