2019-2020年高中數(shù)學(xué) 圓錐曲線章節(jié)復(fù)習(xí)知識精講 文 人教版第二冊.doc

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2019-2020 年高中數(shù)學(xué) 圓錐曲線章節(jié)復(fù)習(xí)知識精講 文 人教版第二冊 【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容： 圓錐曲線章節(jié)復(fù)習(xí) 二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)： 1. 重點(diǎn)： 橢圓、雙曲線、拋物線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何性質(zhì) 2. 難點(diǎn)： 直線和圓錐曲線的位置關(guān)系、最值問題、幾何性質(zhì)的應(yīng)用 三. 知識結(jié)構(gòu)： 【典型例題】 [例 1] 已知，試討論當(dāng)?shù)闹底兓瘯r，方程表示曲線的形狀。 解： （1）當(dāng)時，方程為，即，表示兩條平行于軸的直線。 （2）當(dāng)時， ，方程可化為 1cossin1 22???yx ，表示焦點(diǎn)在軸上的橢圓。 （3）當(dāng)時，方程為，表示圓心在原點(diǎn)，半徑為的圓。 （4）當(dāng)時， ，方程表示焦點(diǎn)在軸上的橢圓。 （5）當(dāng)時，方程化為，表示兩條平行于軸的直線。 （6）當(dāng)時， ， ，方程表示焦點(diǎn)在軸上的雙曲線。 [例 2] 已知雙曲線的中心在原點(diǎn)，焦點(diǎn)、在坐標(biāo)軸上，一條漸近線方程為，且過點(diǎn)（4， ） 。 （1）求雙曲線方程； （2）若點(diǎn) M（3， ）在此雙曲線上，求； （3）求的面積。 解： （1）由題意知，雙曲線的方程是標(biāo)準(zhǔn)方程 ∵ 雙曲線的一條漸近線方程為 ∴ 設(shè)雙曲線方程為 把點(diǎn)（4， ）代入雙曲線方程得， ∴ 所求雙曲線方程為 （2）由（1）知雙曲線方程為 ∴ 雙曲線的焦點(diǎn)為、 ∵ M 點(diǎn)在雙曲線上 ∴ ， ∴ 2221 )3(),32(),3( mmF ???????? （3）∵ ∴ ∴ 為直角三角形 ∵ 14)((221 ?? 3124)(32(22?????mMF ∴ 6121 ?????FS [例 3] 已知拋物線的焦點(diǎn)為 A，以 B（）為圓心，長為半徑，在軸上方的半圓交拋物線于 不同的兩點(diǎn) M、N，P 是 MN 的中點(diǎn)。 （1）求的值； （2）是否存在這樣的值，使、 、成等差數(shù)列？ 解：如下圖，A（） ∵ ∴ 圓的方程為 與聯(lián)立得 08)4(22????axax ∴ 2??? 解得 設(shè) 則， ∴ 8221 aaxANM （2）設(shè) P（） ，則， ∴ ∴ aaxx 828211 ????? ∴ ),4(2a?? 若、成等差數(shù)列，則 ∴ 168()2 ? 解得，這與矛盾 故不存在，使成等差數(shù)列 [例 4] 已知雙曲線與點(diǎn) P（1，2） ，過 P 點(diǎn)作直線與雙曲線交于 A、B 兩點(diǎn)，若 P 為 AB 的中 點(diǎn)。 （1）求直線 AB 的方程； （2）若 Q（1，1） ，證明：不存在以 Q 為中點(diǎn)的弦。 方法一：（1）解：設(shè)過 P（1，2）點(diǎn)的直線為，代入雙曲線方程 得 0)64()()(2 ?????kxkxk 由線段 AB 中點(diǎn)為 P（1，2） ∴ 解得，又時，使 從而直線 AB 方程為 （2）證明：按同樣方法求得，而使，所以直線 CD 不存在 方法二：設(shè) A（） 、B（） ， ①， ② ①－②得： 0))((21)( 212121 ?????yyxx ∴ 寫出直線方程，即，檢驗(yàn)與雙曲線有交點(diǎn) [例 5] 已知雙曲線（， ）的左、右兩個焦點(diǎn)分別為 F1、F 2，P 是它左支上一點(diǎn)，P 到左準(zhǔn)線 的距離為，雙曲線的一條漸近線為，問是否存在點(diǎn) P，使、 、成等比數(shù)列？若存在，求出 P 的坐標(biāo)；若不存在，請說明理由。 解：假設(shè)存在點(diǎn) P（）滿足題中條件 ∵ 雙曲線的一條漸近線為 ∴ ， ∴ ， 即 由，得 ① ∵ 雙曲線的兩準(zhǔn)線方程為 ∴ axcxPF?????0 201axcxPF?????0202 ∵ 點(diǎn) P 在雙曲線的左支上 ∴ 021),(eea?代入①得 ∴ ，代入，得② ∴ 存在點(diǎn) P 使成等比數(shù)列，點(diǎn) P 的坐標(biāo)是（） [例 6] 如圖，直線和相交于點(diǎn) M， ，點(diǎn) N，以 A、B 為端點(diǎn)的曲線段 C 上的任一點(diǎn)到的距離 與到點(diǎn) N 的距離相等。若為銳角三角形， ，=3，且，建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，求曲線段 C 的方程。 解：方法一：以為軸，MN 的中點(diǎn) O 為原點(diǎn)建立如圖的直角坐標(biāo)系。由題意可知，曲線 段 C 所在的拋物線在直角坐標(biāo)系中的位置是標(biāo)準(zhǔn)的，并且點(diǎn) N 是該拋物線的焦點(diǎn)，是準(zhǔn)線。 所以可令拋物線的方程為，過點(diǎn) A 作， ，垂足分別為 Q 和 E，由于是銳角三角形，則點(diǎn) E 必 在線段 MN 上。 所以， ∵ ∴ 22???MQ 12??ENE ∴ 4?NAMp ∴ 拋物線方程為 由上述可知， ，點(diǎn) B 到準(zhǔn)線的距離為 6，則點(diǎn) B 的橫坐標(biāo)為 4，又曲線段在軸上方，故 曲線段 C 的方程為 方法二：以為軸，為軸建立如下圖的直角坐標(biāo)系，其中 M 點(diǎn)為原點(diǎn)，這時焦點(diǎn) N 在軸 上，頂點(diǎn)應(yīng)是線段 MN 的中點(diǎn)。令曲線段 C 所在的拋物線方程為： 設(shè) ),2(),2(11ypypA?? 則： ?? ???????)3(6)2(972121ypy 由（1）－（2）得 代入（1）得 ∴ ∵ ∴ ∵ ∴ 代入（3）得 ∴ 曲線段 C 的方程為 )242)(82???yxy [例 7] 設(shè)分別為橢圓 C：（）的左、右兩個焦點(diǎn)。 （1）若橢圓 C 上的點(diǎn) A（1， ）到兩點(diǎn)的距離之和等于 4，寫出橢圓 C 的方程和焦點(diǎn)坐 標(biāo)； （2）設(shè)點(diǎn) K 是（1）中所得橢圓上的動點(diǎn)。求線段 F1K 的中點(diǎn)的軌跡方程； （3）已知橢圓具有性質(zhì)：若 M、N 是橢圓 C 上關(guān)于原點(diǎn)對稱的兩個點(diǎn)，點(diǎn) P 是橢圓上 任意一點(diǎn)，當(dāng)直線 PM、PN 的斜率都存在，并記為時，那么與之積是與點(diǎn) P 位置無關(guān)的定值。 試對雙曲線寫出具有類似特性的性質(zhì)，并加以證明。 解：（1）橢圓 C 的焦點(diǎn)在軸上 ∵ 橢圓上的點(diǎn) A 到兩點(diǎn)的距離和是 4，得，即 又 ∵ 點(diǎn) A（）在橢圓上 ∴ ，得 ∴ ∴ 橢圓 C 的方程為，焦點(diǎn)為、 （2）設(shè)橢圓 C 上的動點(diǎn)為 K（） ，線段 F1K 的中點(diǎn) Q（）滿足： ∴ 因此 即為所求的軌跡方程 （3）類似的性質(zhì)為：若 M、N 是雙曲線上關(guān)于原點(diǎn)對稱的兩個點(diǎn)，點(diǎn) P 是雙曲線上任 意一點(diǎn)，當(dāng)直線 PM、PN 的斜率都存在，并記為、時，那么與之積是與點(diǎn) P 位置無關(guān)的定值。 證明如下：設(shè)點(diǎn) M 的坐標(biāo)為（） ，則點(diǎn) N 的坐標(biāo)為（） ，其中。又設(shè)點(diǎn) P 的坐標(biāo)為（） ，由， =，得 2mxnyxnykPN??????? 將， ，代入得，命題得證。 [例 8] 直線：與雙曲線 C：的右支交于不同的兩點(diǎn) A、B。 （1）求實(shí)數(shù)的取值范圍； （2）是否存在實(shí)數(shù)，使得以線段 AB 為直徑的圓經(jīng)過雙曲線 C 的右焦點(diǎn) F？若存在， 求出的值；若不存在，說明理由。 解： （1）將直線的方程代入雙曲線 C 的方程后，整理，得①，依題意，直線與雙曲線 C 的 右支交于不同兩點(diǎn)，故 ???????????020)2(8)2(0kkk 解得的取值范圍為 （2）設(shè) A、B 兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為，則由①式得 ??? ?????2212kx ②，假設(shè)存在實(shí)數(shù)， 使得以線段 AB 為直徑的圓經(jīng)過雙曲線 C 的右焦點(diǎn) F（） ，則由 FA⊥FB 得0)(2121???ycx 即 0)(21??kx 整理得 1)??ccxk ③ 把②式及代入③式化簡得 解得或（舍去） 可得使得以線段 AB 為直徑的圓經(jīng)過雙曲線 C 的右焦點(diǎn)。 【模擬試題】 （答題時間：60 分鐘） 一. 選擇題 1. 橢圓的一條準(zhǔn)線為，則橢圓的離心率等于（ ） A. B. C. D. 2. 雙曲線的離心率，則的取值范圍是（ ） A. B. C. D. 3. 若橢圓和雙曲線有相同的左、右焦點(diǎn)、 ，P 是兩條曲線的一個交點(diǎn)，則的值是（ ） A. B. C. D. 4. 雙曲線的焦點(diǎn)為、 ，弦 AB 過且兩端點(diǎn)在雙曲線的一支上，若，則（ ） A. 為定值 B. 為定值 C. 為定值 D. 不為定值 5. 設(shè) P 是橢圓上一點(diǎn)， 、是橢圓的兩個焦點(diǎn)，則的最小值是（ ） A. B. C. D. 6. 若點(diǎn) P 在拋物線上，點(diǎn) Q 在圓上，則的最小值為（ ） A. B. C. D. 7. 拋物線上到頂點(diǎn)與焦點(diǎn)距離相等的點(diǎn)的坐標(biāo)為（ ） A. B. C. D. 8. 將離心率為的橢圓，繞著它的左焦點(diǎn)按順時針方向旋轉(zhuǎn)后，所得新橢圓的一條準(zhǔn)線方 程為，則新橢圓的另一條準(zhǔn)線方程為（ ） A. B. C. D. 二. 填空題 1. 已知、是雙曲線的兩個焦點(diǎn)，PQ 是經(jīng)過且垂直于軸的雙曲線的弦，如果，則雙曲線 的離心率是 。 2. 已知點(diǎn)是橢圓上的一點(diǎn)，P 是橢圓上的動點(diǎn)，當(dāng)弦 AP 的長度最大時，則點(diǎn) P 的坐標(biāo) 是 。 3. 正三角形的一個頂點(diǎn)位于坐標(biāo)原點(diǎn)，另外兩個頂點(diǎn)在拋物線上，這個正三角形的邊長 是 。 4. 拋物線的弦 AB 垂直于軸，若，則焦點(diǎn)到 AB 的距離為 。 三. 解答題 1. 已知中心在原點(diǎn)，一焦點(diǎn)為的橢圓被直線截得的弦的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為，求橢圓的方程。 2. 設(shè) AB 是拋物線上的動弦，且（為常數(shù)） ，求弦 AB 中點(diǎn) M 到軸的最近距離，并研究的 情況。 3. 求拋物線上的點(diǎn)到直線的距離的最小值，并求取得最小值時的拋物線上的點(diǎn)的坐標(biāo)。 【試題答案】 一. 1. A 2. B 3. A 4. C 5. A 6. D 7. C 8. D 二. 1. 2. 3. 4. 三. 1. 解：∵ 橢圓的中心在原點(diǎn)，焦點(diǎn)在軸上 ∴ 橢圓的方程為標(biāo)準(zhǔn)方程 ∵ ∴ ∴ 橢圓的方程可寫成 把直線代入橢圓的方程并整理得 ∴ ∵ 弦的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為 ∴ ， ∴ ∴ 所求橢圓的方程為 2. （1）解法一：設(shè)直線 AB 的方程為，A、B 兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為， 由 得 ∴ ∴ abkxkAB??????41||| 2212 ，化簡得 點(diǎn) M 到軸的距離為 ])(12[42???a 當(dāng)且僅當(dāng)，即時“=”成立 解法二：設(shè) A、M、B 點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為、 、 ，A、M、B 三點(diǎn)在拋物線準(zhǔn)線上的射影分別 為、 、 由拋物線的定義，知， ∴ ， 又 M 是線段 AB 的中點(diǎn) ∴ )12(4)|(21)||(21)(213 ??????? aFyy ，等號在 AB 過焦點(diǎn) F 時成立 ∴ 當(dāng)定長為的弦過焦點(diǎn) F 時，M 點(diǎn)與軸的距離最近，最近距離為 （2）若，此時只能用解法一，得 ]1)(1[422?kay 令，得 又在上是減函數(shù)，在上是增函數(shù) 又，故在上是增函數(shù)，故當(dāng)即時， 3. 解法一：設(shè)是拋物線上的點(diǎn)，則 ∴ |4634|515|634| 020 ?????yyxd ∴ 當(dāng)，時，有最小值 2 此時拋物線上點(diǎn)的坐標(biāo)為 解法二：由無實(shí)根，知直線與拋物線沒有公共點(diǎn) 設(shè)與直線平行的直線為 代入得① 設(shè)此直線與拋物線相切，即只有一個公共點(diǎn) ∴ ，解得，代入①，得， ，即點(diǎn)到直線的距離最近，最近距離 235|)46(12|???d