2018年高考数学 专题10 圆锥曲线教学案 文

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1、专题10 圆锥曲线【2018年高考考纲解读】(1)中心在坐标原点的椭圆的标准方程与几何性质，B级要求；(2)中心在坐标原点的双曲线的标准方程与几何性质，A级要求；(3)顶点在坐标原点的抛物线的标准方程与几何性质，A级要求；曲线与方程，A级要求.（4）有关直线与椭圆相交下的定点、定值、最值、范围等问题.【重点、难点剖析】1圆锥曲线的定义(1)椭圆：|MF1|MF2|2a(2a|F1F2|)；(2)双曲线：|MF1|MF2|2a(2ab0)(焦点在x轴上)或1(ab0)(焦点在y轴上)；(2)双曲线：1(a0，b0)(焦点在x轴上)或1(a0，b0)(焦点在y轴上)3圆锥曲线的几何性质(1)椭圆：

2、e；(2)双曲线：e.渐近线方程：yx或yx.4求圆锥曲线标准方程常用的方法(1)定义法(2)待定系数法顶点在原点，对称轴为坐标轴的抛物线，可设为y22ax或x22ay(a0)，避开对焦点在哪个半轴上的分类讨论，此时a不具有p的几何意义；中心在坐标原点，焦点在坐标轴上，椭圆方程可设为1(m0，n0)；双曲线方程可设为1(mn0)这样可以避免讨论和繁琐的计算5求轨迹方程的常用方法(1)直接法：将几何关系直接转化成代数方程；(2)定义法：满足的条件恰适合某已知曲线的定义，用待定系数法求方程；(3)代入法：把所求动点的坐标与已知动点的坐标建立联系；注意：建系要符合最优化原则；求轨迹与“求轨迹方程”不

3、同，轨迹通常指的是图形，而轨迹方程则是代数表达式；化简是否同解变形，是否满足题意，验证特殊点是否成立等.6有关弦长问题有关弦长问题，应注意运用弦长公式；有关焦点弦长问题，要重视圆锥曲线定义的运用，以简化运算(1)斜率为k的直线与圆锥曲线交于两点P1(x1，y1)，P2(x2，y2)，则所得弦长|P1P2| |x2x1|或|P1P2|y2y1|.(2)弦的中点问题有关弦的中点问题，应灵活运用“点差法”来简化运算7圆锥曲线中的最值(1)椭圆中的最值F1，F2为椭圆1(ab0)的左、右焦点，P为椭圆上的任意一点，B为短轴的一个端点，O为坐标原点，则有|OP|b，a；|PF1|ac，ac；|PF1|P

4、F2|b2，a2；F1PF2F1BF2.(2)双曲线中的最值F1，F2为双曲线1(a0，b0)的左、右焦点，P为双曲线上的任一点，O为坐标原点，则有|OP|a；|PF1|ca.8定点、定值问题定点、定值问题必然是在变化中所表现出来的不变的量，那么就可以用变化的量表示问题的直线方程、数量积、比例关系等，这些直线方程、数量积、比例关系不受变化的量所影响的一个点、一个值，就是要求的定点、定值化解这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等，根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量9解决最值、范围问题的方法解决圆锥曲线中最值、范围问题的基本思想是建立目标函数或建立不等关系，根

5、据目标函数或不等式求最值、范围，因此这类问题的难点，就是如何建立目标函数和不等关系建立目标函数或不等关系的关键是选用一个合适的变量，其原则是这个变量能够表达要解决的问题，这个变量可以是直线的斜率、直线的截距、点的坐标等，要根据问题的实际情况灵活处理.【题型示例】题型1、圆锥曲线的定义与标准方程【例1】【2017课标3，文11】已知椭圆C：，（ab0）的左、右顶点分别为A1，A2，且以线段A1A2为直径的圆与直线相切，则C的离心率为（ ）A B CD【答案】A【变式探究】【2016高考浙江文数】已知椭圆C1：+y2=1(m1)与双曲线C2：y2=1(n0)的焦点重合，e1，e2分别为C1，C2的

6、离心率，则（ ）Amn且e1e21 Bmn且e1e21 Cm1 Dmn且e1e21【答案】A【解析】由题意知，即，由于m1，n0，可得mn，又= ，故故选A【举一反三】 (2015重庆，21)如图，椭圆1(ab0)的左、右焦点分别为F1，F2，过F2的直线交椭圆于P、Q两点，且PQPF1. (1)若|PF1|2，|PF2|2，求椭圆的标准方程；(2)若|PF1|PQ|，求椭圆的离心率e. (2)法一如图，设点P(x0，y0)在椭圆上，且PF1PF2，则1，xyc2，求得x0，y0.由|PF1|PQ|PF2|得x00，从而|PF1|2.2(a2b2)2a(a)2.由椭圆的定义，|PF1|PF2|

7、2a，|QF1|QF2|2a，从而由|PF1|PQ|PF2|QF2|，有|QF1|4a2|PF1|.又由PF1PF2，|PF1|PQ|，知|QF1|PF1|，因此，(2)|PF1|4a，即(2)(a)4a，于是(2)(1)4，解得e.法二如图，由椭圆的定义，|PF1|PF2|2a，|QF1|QF2|2a.从而由|PF1|PQ|PF2|QF2|，有|QF1|4a2|PF1|.又由PF1PQ，|PF1|PQ|，知|QF1|PF1|，因此，4a2|PF1|PF1|，得|PF1|2(2)a，从而|PF2|2a|PF1|2a2(2)a2(1)a.由PF1PF2，知|PF1|2|PF2|2|F1F2|2(

8、2c)2，因此e.【变式探究】(1)(2014天津)已知双曲线1(a0，b0)的一条渐近线平行于直线l：y2x10，双曲线的一个焦点在直线l上，则双曲线的方程为()A.1B.1C.1 D.1(2)(2014安徽)设F1，F2分别是椭圆E：x21(0b1)的左、右焦点，过点F1的直线交椭圆E于A，B两点若|AF1|3|F1B|，AF2x轴，则椭圆E的方程为_【命题意图】(1)本题主要考查双曲线的概念及其几何性质、直线的斜率等知识，意在考查考生的转化与化归思想、数形结合思想的应用与运算求解能力(2)本题主要考查椭圆的几何性质、向量的坐标运算等知识根据线段长度|AF1|3|F1B|转化为向量的坐标运

9、算求出点B的坐标，代入方程求b2的值，意在考查考生的转化与化归思想，运算求解能力，分析、解决问题的能力，逻辑推理能力【答案】(1)A(2)x2y21 【变式探究】(2015福建，18)已知椭圆E：1(ab0)过点(0，)，且离心率e. (1)求椭圆E的方程；(2)设直线l：xmy1(mR)交椭圆E于A，B两点，判断点G与以线段AB为直径的圆的位置关系，并说明理由解法一(1)由已知得，解得所以椭圆E的方程为1.(2)设A(x1，y1)，B(x2，y2)，AB的中点为H(x0，y0)得(m22)y22my30.所以y1y2，y1y2，从而y0.所以|GH|2yy(m21)ymy0.(1m2)(yy

10、1y2)，题型2、圆锥曲线的几何性质【例2】【2017浙江，2】椭圆的离心率是ABCD【答案】B【解析】，选B 【变式探究】【2016高考新课标3文数】已知为坐标原点，是椭圆：的左焦点，分别为的左，右顶点.为上一点，且轴.过点的直线与线段交于点，与轴交于点.若直线经过的中点，则的离心率为（ ）（A）（B） （C） （D）【答案】A 【举一反三】(2015陕西，20)已知椭圆E：1(ab0)的半焦距为c，原点O到经过两点(c，0)，(0，b)的直线的距离为c. (1)求椭圆E的离心率；(2)如图，AB是圆M：(x2)2(y1)2的一条直径，若椭圆E经过A，B两点，求椭圆E的方程解(1)过点(c，

11、0)，(0，b)的直线方程为bxcybc0，则原点O到该直线的距离d，由dc，得a2b2，解得离心率.(2)法一由(1)知，椭圆E的方程为x24y24b2.依题意，圆心M(2，1)是线段AB的中点，且|AB|，易知，AB与x轴不垂直，设其方程为yk(x2)1，代入得(14k2)x28k(2k1)x4(2k1)24b20，设A(x1，y1)，B(x2，y2)，则x1x2，x1x2，由x1x24，得4，解得k，从而x1x282b2，于是|AB|x1x2|，由|AB|，得，解得b23，故椭圆E的方程为1.【变式探究】(1)(2014重庆)设F1，F2分别为双曲线1(a0，b0)的左、右焦点，双曲线上

12、存在一点P使得|PF1|PF2|3b，|PF1|PF2|ab，则该双曲线的离心率为()A. B. C. D3(2)(2014湖南)如图，正方形ABCD和正方形DEFG的边长分别为a，b(a0)经过C，F两点，则_.【命题意图】(1)本题主要考查双曲线的定义与性质，意在考查考生的基本运算能力(2)本题主要考查抛物线的图象、性质和正方形的性质，结合数形结合思想、转化思想和方程思想求解参数的比值问题，关键是由BCCD得出点D为抛物线的焦点【答案】(1)B(2)1【感悟提升】1圆锥曲线的离心率椭圆和双曲线的离心率是反映椭圆的扁平程度和双曲线开口大小的一个量，其取值范围分别是0e1.在求解有关离心率的问

13、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征，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范围2双曲线的渐近线(1)求法：把双曲线标准方程等号的右边1改为零，分解因式可得(2)用法：可得或的值；利用渐近线方程来求双曲线的方程(3)抛物线的几何性质的特点：有一个顶点，一个焦点，一条准线，一条对称轴，无对称中心，没有渐近线这里强调p的几何意义是焦点到准线的距离(4)要能灵活运用平时解题过程中推导出来的一些结论，如椭圆中焦点三角形的面积公式SF1PF2b2tan，双曲线中的SF1PF2(其中F1PF2)等，可简化运算过程，节省时间(上述结论

14、可结合正、余弦定理推导)【变式探究】 (2013浙江卷改编)如图，F1，F2是椭圆C1：y21与双曲线C2的公共焦点，A，B分别是C1，C2在第二、四象限的公共点若四边形AF1BF2为矩形，则C2的离心率是_【答案】【规律方法】求解圆锥曲线的离心率，基本思路有两种：一是根据圆锥曲线的定义、方程、性质等分别求出a，c，然后根据离心率的定义式求解；二是根据已知条件构造关于a，c的方程，多为二次齐次式，然后通过方程的变形转化为离心率e的方程求解，要灵活利用椭圆、双曲线的定义求解相关参数【变式探究】 (1)已知双曲线1(a0，b0)的两条渐近线与抛物线y22px(p0)的准线分别交于A，B两点，O为坐

15、标原点若双曲线的离心率为2，AOB的面积为，则p_.(2)椭圆1(ab0)的焦距为2c，若直线y2x与椭圆的一个交点的横坐标为c，则椭圆的离心率为_【答案】(1)2(2)1题型3、求动点的轨迹方程【例3】 【2017课标II，文20】设O为坐标原点，动点M在椭圆C 上，过M作x轴的垂线，垂足为N，点P满足(1)求点P的轨迹方程；(2)设点在直线上，且.证明过点P且垂直于OQ的直线 过C的左焦点F. 【答案】（1）（2）见解析【解析】解：（1）设P（x，y），M（）,则N（），由得.因为M（）在C上，所以.因此点P的轨迹为.由题意知F（-1,0），设Q（-3，t），P（m，n），则，.【变式探究

16、】【2016高考山东文数】（本小题满分14分）平面直角坐标系中，椭圆C：的离心率是，抛物线E：的焦点F是C的一个顶点.（I）求椭圆C的方程；（II）设P是E上的动点，且位于第一象限，E在点P处的切线与C交与不同的两点A，B，线段AB的中点为D，直线OD与过P且垂直于x轴的直线交于点M.（i）求证：点M在定直线上;（ii）直线与y轴交于点G，记的面积为，的面积为，求 的最大值及取得最大值时点P的坐标.【答案】（）;（）（i）见解析；（ii）的最大值为，此时点的坐标为【解析】（）由题意知，可得：.因为抛物线的焦点为，所以，所以椭圆C的方程为.因此,将其代入得，因为，所以直线方程为.联立方程，得点的

17、纵坐标为，即点在定直线上.（）由（）知直线方程为，令得，所以，又，所以，所以，令，则，当，即时，取得最大值，此时，满足，所以点的坐标为，因此的最大值为，此时点的坐标为. 【举一反三】(2015北京，19)已知椭圆C：1(ab0)的离心率为，点P (0，1)和点A(m，n)(m0)都在椭圆C上，直线PA交x轴于点M.(1)求椭圆C的方程，并求点M的坐标(用m，n表示)；(2)设O为原点，点B与点A关于x轴对称，直线PB交x轴于点N.问：y轴上是否存在点Q，使得OQMONQ？若存在，求点Q的坐标；若不存在，说明理由所以B(m，n)设N(xN，0)，则xN.“存在点Q(0，yQ)使得OQMONQ”，

18、等价于“存在点Q(0，yQ)使得”，即yQ满足y|xM|xN|.因为xM，xN，n21.所以y|xM|xN|2.所以yQ或yQ.故在y轴上存在点Q，使得OQMONQ，点Q的坐标为(0，)或(0，)【变式探究】 在平面直角坐标系xOy中，点P(a，b)(ab0)为动点，F1，F2分别为椭圆1的左、右焦点已知F1PF2为等腰三角形(1)求椭圆的离心率e；(2)设直线PF2与椭圆相交于A，B两点，M是直线PF2上的点，满足AB2，求点M的轨迹方程 x2，化简得18x216xy150.将y代入cxy，得c0，所以x0.因此，点M的轨迹方程是18x216xy150(x0)【规律方法】(1)求轨迹方程时，

19、先看轨迹的形状能否预知，若能预先知道轨迹为何种圆锥曲线，则可考虑用定义法求解或用待定系数法求解(2)讨论轨迹方程的解与轨迹上的点是否对应，要注意字母的取值范围【变式探究】 (2013新课标全国卷)已知圆M：(x1)2y21，圆N：(x1)2y29，动圆P与圆M外切并且与圆N内切，圆心P的轨迹为曲线C.(1)求C的方程；(2)l是与圆P，圆M都相切的一条直线，l与曲线C交于A，B两点，当圆P的半径最长时，求|AB|. 化简得7x28x80，解之得x1，x2.|AB|x1x2|.当k时，由图形的对称性可知|AB|.综上，|AB|2或.题型四双曲线的定义及标准方程例4【2016年高考北京文数】双曲线

20、（，）的渐近线为正方形OABC的边OA，OC所在的直线，点B为该双曲线的焦点，若正方形OABC的边长为2，则_.【答案】2 【举一反三】(2015福建，3)若双曲线E：1的左、右焦点分别为F1，F2，点P在双曲线E上，且|PF1|3，则|PF2|等于()A11 B9 C5 D3解析由双曲线定义|PF2|PF1|2a，|PF1|3，P在左支上，a3，|PF2|PF1|6，|PF2|9，故选B.答案B【变式探究】(2015安徽，4)下列双曲线中，焦点在y轴上且渐近线方程为y2x的是()Ax21 B.y21C.x21 Dy21解析由双曲线性质知A、B项双曲线焦点在x轴上，不合题意；C、D项双曲线焦点

21、均在y轴上，但D项渐近线为yx，只有C符合，故选C.答案C【举一反三】(2015广东，7)已知双曲线C：1的离心率e，且其右焦点为F2(5，0)，则双曲线C的方程为()A.1 B.1C.1 D.1题型五双曲线的几何性质例5【2017课标II，文5】若，则双曲线的离心率的取值范围是A. B. C. D. 【答案】C【解析】由题意，因为，所以，则，故选C.【变式探究】【2016高考山东文数】已知双曲线E： （a0，b0），若矩形ABCD的四个顶点在E上，AB，CD的中点为E的两个焦点，且2|AB|=3|BC|，则E的离心率是_.【答案】2【解析】假设点A在第一象限，点B在第二象限，则，所以，由，得

22、离心率或（舍去），所以E的离心率为2. 【举一反三】(2015四川，5)过双曲线x21的右焦点且与x轴垂直的直线，交该双曲线的两条渐近线于A，B两点，则|AB|()A. B2 C6 D4解析焦点F(2，0)，过F与x轴垂直的直线为x2，渐近线方程为x20，将x2代入渐近线方程得y212，y2，|AB|2(2)4.选D.答案D【变式探究】(2015新课标全国，11)已知A，B为双曲线E的左，右顶点，点M在E上，ABM为等腰三角形，且顶角为120，则E的离心率为()A. B2 C. D. 答案D【特别提醒】(2015新课标全国，5)已知M(x0，y0)是双曲线C：y21上的一点，F1，F2是C的两

23、个焦点，若0，则y0的取值范围是()A. B.C. D.解析由题意知M在双曲线C：y21上，又在x2y23内部，由得y，所以y00)交于M，N两点，(1)当k0时，分别求C在点M和N处的切线方程；(2)y轴上是否存在点P，使得当k变动时，总有OPMOPN？说明理由题型七直线与圆锥曲线的位置关系例7【2017山东，文21】（本小题满分14分）在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:(ab0)的离心率为,椭圆C截直线y=1所得线段的长度为.()求椭圆C的方程；()动直线l:y=kx+m(m0)交椭圆C于A,B两点,交y轴于点M.点N是M关于O的对称点,圆N的半径为|NO|. 设D为AB的中点,DE,

24、DF与圆N分别相切于点E,F,求EDF的最小值.【答案】（） .(II) .故，所以 .令，所以.当时， ,从而在上单调递增，因此，等号当且仅当时成立，此时，所以，由（*）得 且.故，设，则 ，所以的最小值为，从而的最小值为，此时直线L的斜率是0.综上所述：当， 时， 取到最小值.【变式探究】【2016高考江苏卷】（本小题满分10分）如图，在平面直角坐标系xOy中，已知直线，抛物线（1）若直线l过抛物线C的焦点，求抛物线C的方程；（2）已知抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点P和Q.求证：线段PQ的中点坐标为；求p的取值范围.【答案】（1）（2）详见解析，由消去得因为P 和Q是抛物线C上的相

25、异两点，所以从而，化简得.方程（*）的两根为，从而因为在直线上，所以因此，线段PQ的中点坐标为因为在直线上所以，即由知，于是，所以因此的取值范围为 【举一反三】(2015重庆，10)设双曲线1(a0，b0)的右焦点为F，右顶点为A，过F作AF的垂线与双曲线交于B，C两点，过B，C分别作AC，AB的垂线，两垂线交于点D，若D到直线BC的距离小于a，则该双曲线的渐近线斜率的取值范围是()A(1，0)(0，1) B(，1)(1，)C(，0)(0，)D(，)(，)【变式探究】(2014辽宁，10)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.解析A(2，3)在抛物线y22px的准线上，2，p4，y28x，设直线AB的方程为xk(y3)2，将与y28x联立，即得y28ky24k160，则(8k)24(24k16)0，即2k23k20，解得k2或k(舍去)，将k2代入解得即B(8，8)，又F(2，0)，kBF，故选D.答案D【举一反三】(2015山东，15)平面直角坐标系xOy中，双曲线C1：1(a0，b0)的渐近线与抛物线C2：x22py(p0)交于点O，A，B.若OAB的垂心为C2的焦点，则C1的离心率为_ 31