《(江蘇專用)高考數(shù)學大一輪復習 第十一章 第63課 圓錐曲線的綜合應用要點導學-人教版高三全冊數(shù)學試題》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《(江蘇專用)高考數(shù)學大一輪復習 第十一章 第63課 圓錐曲線的綜合應用要點導學-人教版高三全冊數(shù)學試題(9頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、要點導學 各個擊破
直線與圓錐曲線
如圖,已知橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右焦點分別為F1,F2,離心率為,點A是橢圓上任意一點,△AF1F2的周長為4+2.
(例1)
(1) 求橢圓C的方程;
(2) 過點Q(-4,0)任作一動直線l交橢圓C于M,N兩點,記=λ,若在線段MN上取一點R,使得=-λ,則當直線l轉動時,點R在某一定直線上運動,求該定直線的方程.
[思維引導](1) 根據條件求出基本量“a,b”,從而得出橢圓C的方程;(2) 根據=λ和=-λ,將λ用點M,N的坐標表示,然后解出點R的坐標,從而得出該直線的方程.
[解答](1) 因為△AF1F2的周長
2、為4+2,
所以2a+2c=4+2,即a+c=2+.
又e==,解得a=2,c=,b2=a2-c2=1,
所以橢圓C的方程為+y2=1.
(2) 由題意知,直線l的斜率必存在,設其方程為y=k(x+4),
設點M(x1,y1),點N(x2,y2).
由
得(1+4k2)x2+32k2x+64k2-4=0,
則x1+x2=,x1x2=.
由=λ,得(-4-x1,-y1)=λ(x2+4,y2),
所以-4-x1=λ(x2+4),λ=-.
設點R的坐標為(x0,y0),由=-λ,
得(x0-x1,y0-y1)=-λ(x2-x0,y2-y0),
所以x0-x1=-λ(x2-x
3、0),
解得x0===,
而2x1x2+4(x1+x2)=2×+4×=-,
(x1+x2)+8=-+8=,
所以x0==-1,
故點R在定直線x=-1上.
(2014·北京東城區(qū)模擬)已知橢圓+=1(a>b>0)上的點到其兩焦點距離之和為4,且過點(0,1).
(1) 求橢圓的方程;
(2) 設O為坐標原點,斜率為k的直線過橢圓的右焦點,且與橢圓交于點A(x1,y1),B(x2,y2),若+=0,求△AOB的面積.
[解答](1) 依題意有a=2,b=1.
故橢圓的方程為+y2=1.
(2) 由(1)知焦點坐標為(±,0),因為直線AB過右焦點(,0),
設直線A
4、B的方程為y=k(x-).
聯(lián)立方程組
消去y并整理得(4k2+1)x2-8k2x+12k2-4=0. (*)
故x1+x2=,x1x2=,
y1y2=k(x1-)·k(x2-)=.
又+=0,即+y1y2=0,
所以+=0,可得k2=,即k=±.
方程(*)可化為3x2-4x+2=0,
由AB=|x1-x2|,可得AB=2,
故原點O到直線AB的距離d==1.
所以S△AOB=·AB·d=1.
圓錐曲線的綜合問題
如圖,在平面直角坐標系xOy中,橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右頂點分別為點A,B,離心率為,右準線為l:x=4,M為橢圓上不同于A,B的一點,直
5、線AM與直線l交于點P.
(1) 求橢圓C的方程;
(2) 若=,判斷點B是否在以PM為直徑的圓上,并說明理由;
(3) 連接PB并延長,交橢圓C于點N,若直線MN垂直于x軸,求點M的坐標.
(例2)
[思維引導](1) 直接根據題意,可得基本量,寫出橢圓的方程;(2) 將幾何問題代數(shù)化,轉化為判斷向量的數(shù)量積是否為0,體現(xiàn)了解析幾何的基本思想;(3) 直線與橢圓的位置關系,利用方程解決.
[解答](1) 由解得所以b2=3.
所以橢圓的方程為+=1.
(2) 因為=,所以xM=1.
代入橢圓,得yM=±,即M.
所以直線AM的方程為y=(x+2),得點P(4,3).
6、
所以=,=(2,3).
因為·=≠0,所以點B不在以PM為直徑的圓上.
(3) 因為MN垂直于x軸,故由橢圓對稱性可設M(x1,y1),N(x1,-y1).
直線AM的方程為y=(x+2),所以yP=,
直線BN的方程為y=(x-2),所以yP=,
所以=.
因為y1≠0,所以=-,解得x1=1.
所以點M的坐標為.
[精要點評]熟練掌握橢圓的幾何性質,并能將幾何問題代數(shù)化,運用代數(shù)方法解決幾何,滲透“以數(shù)助形”的思想.
已知橢圓M的對稱軸為坐標軸,離心率為,且拋物線y2=4x的焦點是橢圓M的一個焦點.
(1) 求橢圓M的方程;
(2) 設直線l與橢圓M相交于A,
7、B兩點,以線段OA,OB為鄰邊作平行四邊形OAPB,其中點P在橢圓M上,點O為坐標原點,求點O到直線l的距離的最小值.
[解答](1) 由題意知拋物線的焦點為(,0),
設橢圓的方程為+=1(a>b>0),則c=.
由e=,得a=2,b2=2,
所以橢圓M的方程為+=1.
(2) 當直線l的斜率存在時,設直線方程為y=kx+m,
聯(lián)立方程組
消去y,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-4=0,
Δ=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-4)=8(2+4k2-m2)>0. ①
設A,B,P三點的坐標分別為(x1,y1),(x2,y2),(x0,y0),則x0=x1+x2=
8、-,y0=y1+y2=k(x1+x2)+2m=,
由于點P在橢圓M上,所以+=1.
從而+=1,化簡得2m2=1+2k2,經檢驗滿足①式.
又點O到直線l的距離為
d===≥=,當且僅當k=0時等號成立.
當直線l斜率不存在時,由對稱性知,點P一定在x軸上,
從而點P的坐標為(-2,0)或(2,0),直線l的方程為x=±1,
所以點O到直線l的距離為1.
綜上,點O到直線l的距離最小值為.
圓錐曲線的實際應用
某中心接到其正西、正東、正南方向的三個觀測點A,B,C的報告:正西、正南兩個觀測點同時聽到一聲巨響,正東觀測點聽到的時間比其他兩觀測點早4 s.已知各觀測點到該
9、中心的距離都是1 020 m,試確定該巨響發(fā)生的位置.(假定當時聲音的速度為340 m/s,相關各點均在同一個平面上)
[思維引導]這是一個有關雙曲線的定義,直線與雙曲線位置關系的應用問題.
[解答]如圖,以接報中心為原點O,正東,正北方向分別為x軸,y軸正方向建立平面直角坐標系,則點A(-1 020,0),B(1 020,0),C(0,-1 020).
(例3)
設P(x,y)為巨響發(fā)生點,
則PA-PB=1 360,AB=2 040.
由雙曲線的定義可知,點P在以A,B為焦點的雙曲線-=1上.又PA=PC,所以點P在AC的中垂線y=x上.依題意,a=680,c=1 020
10、,所以b2=c2-a2=5×3402,故雙曲線的方程為-=1.把y=x代入,得x=±680.
因為PA>PB,所以x=y=680,即P(680,680),故PO=680.故巨響發(fā)生在接報中心的北偏東45°、距中心680 m處.
[精要點評]本題是雙曲線的方程性質在實際問題中的應用,利用兩個不同的觀測點測得同一聲巨響的時間差,可以確定巨響發(fā)生位置所在的雙曲線的方程.
已知過拋物線y2=2px(p>0)的焦點,斜率為2的直線交拋物線于A(x1,y2),B(x2,y2)(x1
11、λ,求λ的值.
[思維引導](1) 拋物線y2=2px的焦點弦長為x1+x2+p;(2) 求出點A,B的坐標,再利用點C在拋物線上,可以求出參數(shù)λ的值.
[規(guī)范答題](1) 直線AB的方程是y=2,
代入y2=2px,得4x2-5px+p2=0,所以x1+x2=.
由拋物線定義得AB=x1+x2+p,所以p=4.
故該拋物線的方程為y2=8x.(6分)
(2) 由p=4,4x2-5px+p2=0,化簡得x2-5x+4=0,
從而x1=1,x2=4,y1=-2,y2=4,
從而A(1,-2),B(4,4).
設=(x3,y3)=(1,-2)+λ(4,4)
=(1+4λ,-2+
12、4λ),
又=8x3,即[2(2λ-1)]2=8(4λ+1),即(2λ-1)2=4λ+1,解得λ=0或2. (14分)
1. 已知橢圓+=1(a>0,b>0)的左焦點F為圓x2+y2+2x=0的圓心,且橢圓上的點到點F的距離最小值為-1,那么該橢圓的方程為 .
[答案]+y2=1
[解析]因為圓x2+y2+2x=0的圓心為(-1,0),半徑r=1,所以橢圓的半焦距c=1.又橢圓上的點到點F的距離的最小值為-1,所以a-c=-1,即a=,故所求橢圓的方程為+y2=1.
2. 已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的一條漸近線與直線x+2y-1=0垂直,那么該雙曲線
13、的離心率為 .
[答案]
[解析]雙曲線的漸近線為y=±x,直線x+2y-1=0的斜率為-.因為y=x與直線x+2y-1=0垂直,所以·=-1,即b=2a.所以c2=a2+b2=5a2,即e2=5,e=.
3. (2014·山東卷)已知a>b>0,橢圓C1的方程為+=1,雙曲線C2的方程為-=1.若橢圓C1與雙曲線C2的離心率之積為,則雙曲線C2的漸近線方程為 .
[答案]x±y=0
[解析]由題意得·=,所以=,雙曲線的漸近線方程為y=±x,即x±y=0.
4. 已知拋物線x2=2py(p>0)與圓x2+y2=1有公共的切線y=x+b,那么p= .
[答案]2
[解析]圓心到直線的距離d==1,所以|b|=.拋物線的方程為y=,函數(shù)的導數(shù)為y'==x,設拋物線的切點坐標為(x0,y0),所以有y'=x0=1,所以x0=p,代入得y0=,代入切線y=x+b得=b+p,即b=-,所以=,p=2.
[溫馨提醒]
趁熱打鐵,事半功倍.請老師布置同學們完成《配套檢測與評估》中的練習(第125-126頁).