1、第2讲椭圆、双曲线、抛物线考情解读(1)以选择、填空的形式考查,主要考查圆锥曲线的标准方程、性质(特殊是离心率),以及圆锥曲线之间的关系,突出考查基础学问、基本技能,属于基础题(2)以解答题的形式考查,主要考查圆锥曲线的定义、性质及标准方程的求解,直线与圆锥曲线的位置关系,经常在学问的交汇点处命题,有时以探究的形式毁灭,有时以证明题的形式毁灭该部分题目多数为综合性问题,考查分析问题、解决问题的力气,综合运用学问的力气等,属于中、高档题,一般难度较大圆锥曲线的定义、标准方程与几何性质名称椭圆双曲线抛物线定义|PF1|PF2|2a(2a|F1F2|)|PF1|PF2|2a(2a|F1F2|)|PF
2、|PM|,点F不在直线l上,PMl于M标准方程1(ab0)1(a0,b0)y22px(p0)图形几何性质范围|x|a,|y|b|x|ax0顶点(a,0)(0,b)(a,0)(0,0)对称性关于x轴,y轴和原点对称关于x轴对称焦点(c,0)(,0)轴 长轴长2a,短轴长2b实轴长2a,虚轴长2b离心率e (0e1)e (e1)e1准线x渐近线yx热点一圆锥曲线的定义与标准方程例1(1)若椭圆C:1的焦点为F1,F2,点P在椭圆C上,且|PF2|4则F1PF2等于()A30 B60 C120 D150(2)已知抛物线x22py(p0)的焦点与双曲线x2y2的一个焦点重合,且在抛物线上有一动点P到x
3、轴的距离为m,P到直线l:2xy40的距离为n,则mn的最小值为_思维启迪(1)PF1F2中利用余弦定理求F1PF2;(2)依据抛物线定义得m|PF|1.再利用数形结合求最值答案(1)C(2)1解析(1)由题意得a3,c,所以|PF1|2.在F2PF1中,由余弦定理可得cosF2PF1.又由于cosF2PF1(0,180),所以F2PF1120.(2)易知x22py(p0)的焦点为F(0,1),故p2,因此抛物线方程为x24y.依据抛物线的定义可知m|PF|1,设|PH|n(H为点P到直线l所作垂线的垂足),因此mn|PF|1|PH|.易知当F,P,H三点共线时mn最小,因此其最小值为|FH|
4、111.思维升华(1)对于圆锥曲线的定义不仅要熟记,还要深化理解细节部分:比如椭圆的定义中要求|PF1|PF2|F1F2|,双曲线的定义中要求|PF1|PF2|F1F2|,抛物线上的点到焦点的距离与到准线的距离相等的转化(2)留意数形结合,画出合理草图(1)已知椭圆C:1(ab0)的离心率为.双曲线x2y21的渐近线与椭圆C有四个交点,以这四个交点为顶点的四边形的面积为16,则椭圆C的方程为()A.1 B.1C.1 D.1(2) 如图,过抛物线y22px(p0)的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C,若|BC|2|BF|,且|AF|3,则此抛物线的方程为()Ay29xBy26xCy
5、23xDy2x答案(1)D(2)C解析(1)椭圆的离心率为,a2b.椭圆方程为x24y24b2.双曲线x2y21的渐近线方程为xy0,渐近线xy0与椭圆x24y24b2在第一象限的交点为,由圆锥曲线的对称性得四边形在第一象限部分的面积为bb4,b25,a24b220.椭圆C的方程为1.(2)如图,分别过A,B作AA1l于A1,BB1l于B1,由抛物线的定义知,|AF|AA1|,|BF|BB1|,|BC|2|BF|,|BC|2|BB1|,BCB130,A1AF60.连接A1F,则A1AF为等边三角形,过F作FF1AA1于F1,则F1为AA1的中点,设l交x轴于N,则|NF|A1F1|AA1|AF
6、|,即p,抛物线方程为y23x,故选C.热点二圆锥曲线的几何性质例2(1)已知离心率为e的双曲线和离心率为的椭圆有相同的焦点F1,F2,P是两曲线的一个公共点,若F1PF2,则e等于()A. B.C. D3(2)设F1,F2分别是椭圆1 (ab0)的左,右焦点,若在直线x上存在点P,使线段PF1的中垂线过点F2,则椭圆的离心率的取值范围是()A. B.C. D.思维启迪(1)在F1F2P中利用余弦定理列方程,然后利用定义和已知条件消元;(2)可设点P坐标为(,y),考察y存在的条件答案(1)C(2)D解析(1)设椭圆的长半轴长为a1,双曲线的实半轴长为a2,焦距为2c,|PF1|m,|PF2|
7、n,且不妨设mn,由mn2a1,mn2a2得ma1a2,na1a2.又F1PF2,4c2m2n2mna3a,4,即4,解得e,故选C.(2)设P,线段F1P的中点Q的坐标为,当kQF2存在时,则kF1P,kQF2,由kF1PkQF21,得y2,y20,但留意到b22c20,即2c2b20,即3c2a20,即e2,故e1.当kQF2不存在时,b22c20,y0,此时F2为中点,即c2c,得e,综上,得e0,b0)的右焦点为F,以OF为直径作圆交双曲线的渐近线于异于原点的两点A、B,若()0,则双曲线的离心率e为()A2 B3 C. D.(2)(2022课标全国)已知F为双曲线C:x2my23m(
8、m0)的一个焦点,则点F到C的一条渐近线的距离为()A. B3 C.m D3m答案(1)C(2)A解析(1)设OF的中点为C,则2,由题意得,20,ACOF,AOAF,又OAF90,AOF45,即双曲线的渐近线的倾斜角为45,tan 451,则双曲线的离心率e ,故选C.(2)双曲线C的标准方程为1(m0),其渐近线方程为y xx,即yx,不妨选取右焦点F(,0)到其中一条渐近线xy0的距离求解,得d.故选A.热点三直线与圆锥曲线例3过椭圆1(ab0)的左顶点A作斜率为2的直线,与椭圆的另一个交点为B,与y轴的交点为C,已知.(1)求椭圆的离心率;(2)设动直线ykxm与椭圆有且只有一个公共点
9、P,且与直线x4相交于点Q,若x轴上存在确定点M(1,0),使得PMQM,求椭圆的方程思维启迪(1)依据和点B在椭圆上列关于a、b的方程;(2)联立直线ykxm与椭圆方程,利用0,0求解解(1)A(a,0),设直线方程为y2(xa),B(x1,y1),令x0,则y2a,C(0,2a),(x1a,y1),(x1,2ay1),x1a(x1),y1(2ay1),整理得x1a,y1a,点B在椭圆上,()2()21,即1e2,e.(2),可设b23t,a24t,椭圆的方程为3x24y212t0,由,得(34k2)x28kmx4m212t0,动直线ykxm与椭圆有且只有一个公共点P,0,即64k2m24(
10、34k2)(4m212t)0,整理得m23t4k2t,设P(x1,y1)则有x1,y1kx1m,P(,),又M(1,0),Q(4,4km),x轴上存在确定点M(1,0),使得PMQM,(1,)(3,(4km)0恒成立,整理得34k2m2.34k23t4k2t恒成立,故t1.椭圆的方程为1.思维升华待定系数法是求圆锥曲线方程的基本方法;解决直线与圆锥曲线问题的通法是联立方程,利用根与系数的关系,设而不求思想,弦长公式等简化计算;涉及中点弦问题时,也可用“点差法”求解已知椭圆C:1(ab0)的焦距为2,且过点(1,),右焦点为F2.设A,B是C上的两个动点,线段AB的中点M的横坐标为,线段AB的中
11、垂线交椭圆C于P,Q两点(1)求椭圆C的方程;(2)求的取值范围解(1)由于焦距为2,所以a2b21.由于椭圆C过点(1,),所以1.故a22,b21.所以椭圆C的方程为y21.(2)由题意,当直线AB垂直于x轴时,直线AB的方程为x,此时P(,0),Q(,0),得1.当直线AB不垂直于x轴时,设直线AB的斜率为k(k0),M(,m)(m0),A(x1,y1),B(x2,y2),由得(x1x2)2(y1y2)0,则14mk0,故4mk1.此时,直线PQ的斜率为k14m, 直线PQ的方程为ym4m(x)即y4mxm.联立消去y,整理得(32m21)x216m2x2m220.设P(x3,y3),Q
12、(x4,y4)所以x3x4,x3x4.于是(x31)(x41)y3y4x3x4(x3x4)1(4mx3m)(4mx4m)(4m21)(x3x4)(16m21)x3x4m211m2.由于M(,m)在椭圆的内部,故0m2,令t32m21,1t29,则.又1t29,所以1B0时,表示焦点在y轴上的椭圆;BA0时,表示焦点在x轴上的椭圆;AB0)的焦点弦,F为抛物线的焦点,A(x1,y1),B(x2,y2)(1)y1y2p2,x1x2;(2)|AB|x1x2p(为弦AB的倾斜角);(3)SAOB;(4)为定值;(5)以AB为直径的圆与抛物线的准线相切真题感悟1(2022湖北)已知F1,F2是椭圆和双曲
13、线的公共焦点,P是它们的一个公共点,且F1PF2,则椭圆和双曲线的离心率的倒数之和的最大值为()A. B.C3 D2答案A解析设|PF1|r1,|PF2|r2(r1r2),|F1F2|2c,椭圆长半轴长为a1,双曲线实半轴长为a2,椭圆、双曲线的离心率分别为e1,e2,由(2c)2rr2r1r2cos ,得4c2rrr1r2.由得.令m,当时,mmax,()max,即的最大值为.2(2022辽宁)已知点A(2,3)在抛物线C:y22px的准线上,过点A的直线与C在第一象限相切于点B,记C的焦点为F,则直线BF的斜率为()A. B.C. D.答案D解析抛物线y22px的准线为直线x,而点A(2,
14、3)在准线上,所以2,即p4,从而C:y28x,焦点为F(2,0)设切线方程为y3k(x2),代入y28x得y2y2k30(k0),由于14(2k3)0,所以k2或k.由于切点在第一象限,所以k.将k代入中,得y8,再代入y28x中得x8,所以点B的坐标为(8,8),所以直线BF的斜率为.押题精练1已知圆x2y2上点E处的一条切线l过双曲线1(a0,b0)的左焦点F,且与双曲线的右支交于点P,若(),则双曲线的离心率是_答案解析如图所示,设双曲线的右焦点为H,连接PH,由题意可知|OE|,由(),可知E为FP的中点由双曲线的性质,可知O为FH的中点,所以OEPH,且|OE|PH|,故|PH|2
15、|OE|.由双曲线的定义,可知|PF|PH|2a(P在双曲线的右支上),所以|PF|2a|PH|.由于直线l与圆相切,所以PFOE.又OEPH,所以PFPH.在PFH中,|FH|2|PH|2|PF|2,即(2c)2()2()2,整理得,即e.2设椭圆1(ab0)的左、右顶点分别为A、B,点P在椭圆上且异于A、B两点,O为坐标原点(1)若直线AP与BP的斜率之积为,求椭圆的离心率;(2)若|AP|OA|,证明:直线OP的斜率k满足|k|.(1)解设点P的坐标为(x0,y0),y00.由题意,有1.由A(a,0),B(a,0),得kAP,kBP.由kAP kBP,可得xa22y,代入并整理得(a2
16、2b2)y0.由于y00,故a22b2.于是e2,所以椭圆的离心率e.(2)证明方法一依题意,直线OP的方程为ykx,设点P的坐标为(x0,y0)由条件得消去y0并整理,得x,由|AP|OA|,A(a,0)及y0kx0,得(x0a)2k2xa2.整理得(1k2)x2ax00.而x00,于是x0,代入,整理得(1k2)24k224.又ab0,故(1k2)24k24,即k214,因此k23,所以|k|.方法二依题意,直线OP的方程为ykx,可设点P的坐标为(x0,kx0)由点P在椭圆上,有1.由于ab0,kx00,所以1,即(1k2)xa2.由|AP|OA|及A(a,0),得(x0a)2k2xa2
17、,整理得(1k2)x2ax00,于是x0.代入,得(1k2)3,所以|k|.(推举时间:60分钟)一、选择题1已知椭圆1(0b0,b0)以及双曲线1的渐近线将第一象限三等分,则双曲线1的离心率为()A2或 B.或C2或 D.或答案A解析由题意,可知双曲线1的渐近线的倾斜角为30或60,则或.则e 或2.故选A.3已知双曲线1(a0,b0)的一条渐近线方程是yx,它的一个焦点在抛物线y224x的准线上,则双曲线的方程为()A.1 B.1C.1 D.1答案B解析由双曲线1(a0,b0)的一条渐近线方程是yx,可设双曲线的方程为x2(0)由于双曲线1(a0,b0)的一个焦点在抛物线y224x的准线上
18、,所以F(6,0)是双曲线的左焦点,即336,9,所以双曲线的方程为1.故选B.4已知椭圆1 (ab0),A(4,0)为长轴的一个端点,弦BC过椭圆的中心O,且0,|2|,则其焦距为()A. B.C. D.答案C解析由题意,可知|,且a4,又|2|,所以,|2|.故|.又0,所以.故OAC为等腰直角三角形,|2.不妨设点C在第一象限,则点C的坐标为(2,2),代入椭圆的方程,得1,解得b2.所以c2a2b242,c.故其焦距为2c.5设F为抛物线C:y23x的焦点,过F且倾斜角为30的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则OAB的面积为()A. B. C. D.答案D解析由已知得焦点坐标为F(
19、,0),因此直线AB的方程为y(x),即4x4y30.方法一联立抛物线方程,化简得4y212y90,故|yAyB|6.因此SOAB|OF|yAyB|6.方法二联立方程得x2x0,故xAxB.依据抛物线的定义有|AB|xAxBp12,同时原点到直线AB的距离为h,因此SOAB|AB|h.6椭圆M:1(ab0)的左、右焦点分别为F1、F2,P为椭圆M上任一点,且12的最大值的取值范围是c2,3c2,其中c,则椭圆M的离心率e的取值范围是()A, B,C(,1) D,1)答案B解析设P(x,y),F1(c,0),F2(c,0),则(cx,y),(cx,y),x2y2c2.又x2y2可看作P(x,y)
20、到原点的距离的平方,所以(x2y2)maxa2,所以()maxb2,所以c2b2a2c23c2,即e2,所以e.故选B.二、填空题7(2022北京)设双曲线C经过点(2,2),且与x21具有相同渐近线,则C的方程为_;渐近线方程为_答案1y2x解析设双曲线C的方程为x2,将点(2,2)代入上式,得3,C的方程为1,其渐近线方程为y2x.8(2022浙江东阳中学阶段考试)已知点P(0,2),抛物线C:y22px(p0)的焦点为F,线段PF与抛物线C的交点为M,过M作抛物线准线的垂线,垂足为Q,若PQF90,则p_.答案解析由抛物线的定义可得|MQ|MF|,F(,0),又PQQF,故M为线段PF的
21、中点,所以M(,1),把M(,1),代入抛物线y22px(p0)得,12p,解得p,故答案为.9抛物线C的顶点在原点,焦点F与双曲线1的右焦点重合,过点P(2,0)且斜率为1的直线l与抛物线C交于A,B两点,则弦AB的中点到抛物线准线的距离为_答案11解析由于双曲线1的右焦点坐标是(3,0)所以3,所以p6.即抛物线的标准方程为y212x.设过点P(2,0)且斜率为1的直线l的方程为yx2,联立y212x消去y可得x216x40,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x216,所以弦AB的中点到抛物线准线的距离为11.故填11.10已知F1,F2是双曲线1(a0,b0)的左,右焦点,点P
22、在双曲线上且不与顶点重合,过F2作F1PF2的角平分线的垂线,垂足为A.若|OA| b,则该双曲线的离心率为_答案解析延长F2A交PF1于B点,则|PB|PF2|,依题意可得|BF1|PF1|PF2|2a.又由于点A是BF2的中点所以得到|OA|BF1|,所以ba.所以ca.所以离心率为.三、解答题11已知曲线C上的动点P(x,y)满足到定点A(1,0)的距离与到定点B(1,0)的距离之比为.(1)求曲线C的方程;(2)过点M(1,2)的直线l与曲线C交于两点M、N,若|MN|4,求直线l的方程解(1)由题意得|PA|PB|,故,化简得:x2y26x10(或(x3)2y28)即为所求(2)当直
23、线l的斜率不存在时,直线l的方程为x1.将x1代入方程x2y26x10得y2,所以|MN|4,满足题意当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为ykxk2,由圆心到直线的距离d2,解得k0,此时直线l的方程为y2.综上所述,满足题意的直线l的方程为x1或y2.12设F1,F2分别是椭圆E:1(ab0)的左,右焦点,过F1且斜率为1的直线l与E相交于A,B两点,且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列(1)求E的离心率;(2)设点P(0,1)满足|PA|PB|,求E的方程解(1)由椭圆定义知|AF2|BF2|AB|4a,由于2|AB|AF2|BF2|,所以|AB|a.l的方程为yxc,其中c.设
24、A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点坐标满足方程组化简得(a2b2)x22a2cxa2(c2b2)0,则x1x2,x1x2.由于直线AB的斜率为1,所以|AB|x2x1|.故a,得a22b2,所以E的离心率e.(2)设AB的中点为N(x0,y0),由(1)知x0c,y0x0c.由|PA|PB|,得kPN1,即1,得c3,从而a3,b3.故椭圆E的方程为1.13(2021北京)已知A,B,C是椭圆W:y21上的三个点,O是坐标原点(1)当点B是W的右顶点,且四边形OABC为菱形时,求此菱形的面积;(2)当点B不是W的顶点时,推断四边形OABC是否可能为菱形,并说明理由解(1)由椭圆W:y21,知B(2,0)线段OB的垂直平分线x1.在菱形OABC中,ACOB,将x1代入y21,得y.|AC|yAyC|.菱形的面积S|OB|AC|2.(2)假设四边形OABC为菱形点B不是W的顶点,且直线AC不过原点,可设AC的方程为ykxm(k0,m0)由消y并整理得(14k2)x28kmx4m240.设A(x1,y1),C(x2,y2),则,km.线段AC中点M,M为AC和OB交点,kOB.又k1,AC与OB不垂直OABC不是菱形,这与假设冲突综上,四边形OABC不是菱形