专题:解圆锥曲线问题常用方法(一)
【学习要点】
解圆锥曲线问题常用以下方法: 1、定义法
(1)椭圆有两种定义。第一定义中,r 1+r 2=2a 。第二定义中,r 1=ed 1 r 2=ed 2。
(2)双曲线有两种定义。第一定义中,a r r 221=-,当r 1>r 2时,注意r 2的最小值为c-a :第二定义中,r 1=ed 1,r 2=ed 2,尤其应注意第二定义的应用,常常将 半径与“点到准线距离”互相转化。 (3)抛物线只有一种定义,而此定义的作用较椭圆、双曲线更大,很多抛物线问题用定义解决更直接简明。
2、韦达定理法
因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要忽视判别式的作用。
3、解析几何的运算中,常设一些量而并不解解出这些量,利用这些量过渡使问题得以解决,这种方法称为“设而不求法”。设而不求法对于直线与圆锥曲线相交而产生的弦中点问题,常用“点差法”,即设弦的两个端点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),弦AB 中点为M(x 0,y 0),将点A 、B 坐标代入圆锥曲线方程,作差后,产生弦中点与弦斜率的关系,这是一种常见的“设而不求”法,具体有: (1)
)0(12
22
2>>=+
b a b y a x 与直线相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有
02
02
0=+
k b y a
x 。
(2))0,0(12
22
2>>=-b a b
y a
x 与直线l 相交于A 、B ,设弦AB 中点为M(x 0,y 0)则有
02
02
0=-
k b
y a
x
(3)y 2=2px (p>0)与直线l 相交于A 、B 设弦AB 中点为M(x 0,y 0),则有2y 0k=2p,即y 0k=p. 【典型例题】
例1、(1)抛物线C:y 2=4x 上一点P 到点A(3,42)______________
(2)抛物线C: y 2=4x 上一点Q 到点B(4,1)与到焦点F 的距离和最小,分析:(1)A 在抛物线外,如图,连PF ,则PF PH =当A 、P 、F 三点共线时,距离和最小。
(2)B 在抛物线内,如图,作QR ⊥l 交于R ,则当B 、Q 、R 距离和最小。
解:(1)(2,2)
连PF ,当A 、P 、F 三点共线时,PF AP PH AP +=+最小,此时AF
即 y=22(x-1),代入y 2
=4x 得P(2,22),(注:另一交点为(2,2
1-),
它为直线AF 与抛物线的另一交点,舍去)
(2)(
1,41)
过Q 作QR ⊥l 交于R ,当B 、Q 、R 三点共线时,QR BQ QF BQ +=+最小,此时Q 点的纵坐标为1,代入y 2
=4x 得x=
4
1,∴Q(
1,4
1)
点评:这是利用定义将“点点距离”与“点线距离”互相转化的一个典型例题,请仔细体会。 例2、F 是椭圆
13
4
2
2
=+
y
x
的右焦点,A(1,1)为椭圆内一定点,(1)PF PA +的最小值为 (2)PF PA 2+的最小值为
分析:PF 为椭圆的一个焦半径,常需将另一焦半径F P '虑问题。
解:(1)4-5
设另一焦点为F ',则F '(-1,0)连A F ',P F '
542)(22-
='-≥-'-='-+=+F A a PA F P a F P a PA PF PA
当P 是F 'A 的延长线与椭圆的交点时, PF PA +取得最小值为4-5。 (2)3
作出右准线l ,作PH ⊥l 交于H ,因a 2=4,b 2=3,c 2=1, a=2,c=1,e=
2
1,
∴PH PF PH PF ==2,2
1即
∴PH PA PF PA +=+2
当A 、P 、H 三点共线时,其和最小,最小值为3142
=-=-A x c
a
例3、动圆M 与圆C 1:(x+1)2
+y 2
=36内切,与圆C 2:(x-1)2
+y 2
=4分析:作图时,要注意相切时的“图形特征”:共线(如图中的A 、M 、C 共线,B 、D 、M 共线)圆的“半径等于半径”(如图中的MD MC =)。
解:如图,MD MC =,
∴26-=--=-MB MA DB MB MA AC 即 ∴8=+MB MA (*)
∴点M 的轨迹为椭圆,2a=8,a=4,c=1,b 2
=15轨迹方程为
115
16
2
2
=+
y
x
点评:得到方程(*)后,应直接利用椭圆的定义写出方程,而无需再用距离公式列式求解,即列出
4)1()1(2
22
2
=+-+++y
x y
x ,再移项,平方,…相当于将椭圆标准方程推导了一遍,较繁琐!
例4、△ABC 中,B(-5,0),C(5,0),且sinC-sinB=5
3sinA,求点A 的轨迹方程。
分析:由于sinA 、sinB 、sinC 的关系为一次齐次式,两边乘以2R (R 为外接圆半径),可转化为边长的关系。
解:sinC-sinB=
5
3sinA 2RsinC-2RsinB=
5
3·2RsinA
∴BC AC AB 53=
-
即6=-AC AB (*)
∴点A 的轨迹为双曲线的右支(去掉顶点) ∵2a=6,2c=10 ∴a=3, c=5, b=4 所求轨迹方程为
116
9
2
2
=-
y
x
(x>3)
点评:要注意利用定义直接解题,这里由(*)式直接用定义说明了轨迹(双曲线右支)
例5、定长为3的线段AB 的两个端点在y=x 2上移动,AB 中点为M ,求点M 到x 轴的最短距离。 分析:(1)可直接利用抛物线设点,如设A(x 1,x 12),B(x 2,X 22),又设AB 中点为M(x 0y 0)用弦长公式及中点公式得出y 0关于x 0的函数表达式,再用函数思想求出最短距离。
(2)M 到x 轴的距离是一种“点线距离”,可先考虑M 到准线的距离,想到用定义法。 解法一:设A(x 1,x 12),B(x 2,x 22),AB 中点M(x 0,y 0)
则?????=+=+=-+-02
221
212
2221221229)()(y x x x x x x x x x 由①得(x 1-x 2)2[1+(x 1+x 2)2]=9
即[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]·[1+(x 1+x 2)2]=9 ④
① ② ③
由②、③得2x 1x 2=(2x 0)2-2y 0=4x 02-2y 0 代入④得 [(2x 0)2-(8x 02-4y 0)]·[1+(2x 0)2
]=9
∴20
2
00
41944x x y +=
-,
11
49)14(49442
2
020
2
00-++
+=+
=x x x
x y
≥,5192=- 4
50≥
y
当4x 02
+1=3 即 2
20±
=x 时,4
5)(min 0=
y 此时)4
5,22(±
M
法二:如图,32222
=≥+=+=AB BF AF BB AA MM
∴232
≥MM
, 即∴4
51
≥MM
, 当∴M 到x 点评:而不求”的方法。证AB 是否能经过焦点F 例6、已知椭圆
)52(11
2
2
≤≤=-+
m m y
m
x
过其左焦点且斜率为1的直线与椭圆及准线从左到右依次
变于A 、B 、C 、D 、设f(m)=CD AB -,(1)求f(m),(2)求f(m)的最值。
分析:此题初看很复杂,对f(m)的结构不知如何运算,因A 、B 来源于“不同系统”,A 在准线上,B 在椭圆上,同样C 在椭圆上,D 在准线上,可见直接求解较繁,将这些线段“投影”到x 轴上,立即可得防
得(m-1)x 2+m(x+1)2-m 2+m=0 ∴(2m-1)x 2+2mx+2m-m 2=0
设B(x 1,y 1),C(x 2,y 2),则x 1+x 2=-)52(1
22≤≤-m m m
1
2222)()(2)
()(2)(2121-?
=
+=
+-+=
---=-=m m x x x x x x x x x x CD AB m f C A C D A B
(2))1
211(21
21122
)(-+
=-+-=m m m m f
∴当m=5时,9
2
10)(min =
m f ; 当m=2时,3
24)(max =
m f
点评:此题因最终需求C B x x +,而BC 斜率已知为1,故可也用“点差法”设BC 中点为M(x 0,y 0),通过将B 、C 坐标代入作差,得
01
00=?-+
k m y m
x ,将y 0=x 0+1,k=1代入得
01
100=-++
m x m
x ,∴
1
20--=m m x ,可见1
22--
=+m m
x x C B
当然,解本题的关键在于对CD AB m f -=)(的认识,通过线段在x 轴的“投影”发现C B x x m f +=)(是解此题的要点。
【同步练习】
1、已知:F 1,F 2是双曲线12
22
2=-
b
y a
x 的左、
右焦点,过F 1作直线交双曲线左支于点A 、B ,若m AB =,△ABF 2的周长为( )
A 、4a
B 、4a+m
C 、4a+2m
D 、4a-m
2、若点P 到点F(4,0)的距离比它到直线x+5=0的距离小1,则P 点的轨迹方程是 ( )
A 、y 2=-16x
B 、y 2=-32x
C 、y 2=16x
D 、y 2=32x
3、已知△ABC 的三边AB 、BC 、AC 的长依次成等差数列,且AC AB >,点B 、C 的坐标分别为(-1,0),(1,0),则顶点A 的轨迹方程是( )
A 、
1342
2
=+
y
x
B 、
)0(1342
2
>=+
x y
x
C 、
)0(13
4
2
2
<=+
x y
x
D 、
)00(13
4
2
2
≠>=+
y x y
x
且
4、过原点的椭圆的一个焦点为F(1,0),其长轴长为4,则椭圆中心的轨迹方程是 ( ) A 、)1(49)2
1(2
2-≠=
+-
x y
x B 、)1(49)2
1(2
2-≠=
++
x y
x
C 、)1(4
9)
2
1(2
2
-≠=-+x y x D 、)1(4
9)
2
1(2
2
-≠=+
+x y x
5、已知双曲线
116
9
2
2
=-
y
x
上一点M 的横坐标为4,则点M 到左焦点的距离是
6、抛物线y=2x 2
截一组斜率为2的平行直线,所得弦中点的轨迹方程是 7、已知抛物线y 2=2x 的弦AB 所在直线过定点p(-2,0),则弦AB 中点的轨迹方程是
8、过双曲线x 2-y 2
=4的焦点且平行于虚轴的弦长为
9、直线y=kx+1与双曲线x 2-y 2=1的交点个数只有一个,则k= 10、设点P 是椭圆
19
25
2
2
=+
y
x
上的动点,F 1,F 2是椭圆的两个焦点,求sin ∠F 1PF 2的最大值。
11、已知椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,左焦点到坐标原点、右焦点、右准线的距离依次成等差数列,若直线l 与此椭圆相交于A 、B 两点,且AB 中点M 为(-2,1),34=AB ,求直线l 的方程和椭圆方程。
12、已知直线l 和双曲线)0,0(12
22
2>>=-
b a b
y a
x 及其渐近线的交点从左到右依次为A 、B 、C 、D 。
求证:CD AB =。
【参考答案】 1、C
a BF BF a AF AF 2,21212=-=-,
∴,24,42222m a AB BF AF a AB BF AF +=++=-+选C 2、C
点P 到F 与到x+4=0等距离,P 点轨迹为抛物线 p=8开口向右,则方程为y 2
=16x ,选C 3、D
∵22?=+AC AB ,且AC AB >
∵点A 的轨迹为椭圆在y 轴右方的部分、又A 、B 、C 三点不共线,即y ≠0,故选D 。 4、A
设中心为(x ,y),则另一焦点为(2x-1,2y),则原点到两焦点距离和为4得4)
2()12(12
2=+-+y x ,
∴4
9)21(2
2
=
+-
y
x
①又c ∴(x-1)2+y 2<4 ②,由①,②得x ≠-1,选A 5、 3 29 左准线为x=-5 9,M 到左准线距离为5 29)5 9 (4= --=d 则M 到左焦点的距离为3 29 52935=?= ed 6、)2 1(2 1>=y x 设弦为AB ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)AB 中点为(x ,y),则y 1=2x 12,y 2=2x 22,y 1-y 2=2(x 12-x 22) ∴)(2212 121x x x x y y +=-- ∴2=2·2x ,2 1= x 将2 1= x 代入y=2x 2 得2 1= y ,轨迹方程是2 1=x (y>2 1) 7、y 2=x+2(x>2) 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),AB 中点M(x ,y),则 2 )(), (2,2,2212 121212 22 122 212 1=+?---=-==y y x x y y x x y y x y x y ∵2 0+-= =x y k k MP AB ,∴ 222 =?+y x y ,即y 2=x+2 又弦中点在已知抛物线内P ,即y 2<2x ,即x+2<2x ,∴x>2 8、4 22,8,42 2 2 ====c c b a ,令22=x 代入方程得8-y 2 =4 ∴y 2=4,y=±2,弦长为4 9、12±± 或 y=kx+1代入x 2 -y 2 =1得x 2 -(kx+1)2 -1=0 ∴(1-k 2)x 2①???=?-0 12k ②1-k 2 =0得10、解:a 2 设F 1、F 2设=1r PF 则?? ? -+=+22 21 21 r r r r ①2 -②得2r ∴1+cos θ∴1+cos θ的最小值为 2 2 2a b ,即1+cos θ25 18≥ cos θ25 7-≥, 25 7arccos 0-≤≤πθ则当2 π θ=时,sin θ取值得最大值1, 即sin ∠F 1PF 2的最大值为1。 11、设椭圆方程为 )0(12 22 2>>=+ b a b y a x 由题意:C 、2C 、 c c a +2 成等差数列, ∴2 2 2 24c a c c a c c =++ =即, ∴a 2=2(a 2-b 2),∴a 2=2b 2 椭圆方程为 122 22 2=+ b y b x ,设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2) 则122 2 12 21=+ b y b x ① 122 2 22 22 =+ b y b x ② ①-②得 022 2 2 2 12 2 22 1=-+ -b y y b x x ④ ⑤ ∴ 022 2 =?+ k b y b x m m 即 02 2=+-k ∴k=1 直线AB 方程为y-1=x+2即y=x+3, 代入椭圆方程即x 2+2y 2-2b 2=0得x 2+2(x+3)2-2b 2=0 ∴3x 2+12x+18-2b 2=0, 342) 218(1212 3 1112 2 2 1=--= +-=b x x AB 解得b 2 =12, ∴椭圆方程为 112 24 2 2 =+ y x ,直线l 方程为x-y+3=0 12、证明:设A(x 1,y 1),D(x 2,y 2),AD 中点为M(x 0,y 0)直线l 的斜率为k ,则 ???????=-=-11 22222 2 22 1 221b y a x b y a x ①-②得0222020=?-k b y a x ③ 设),(),,(),,(002211 y x M BC y x C y x B '''''''中点为, 则???????=-=-0 022 1222 12 2211 22 11 b y a x b y a x ④-⑤得 0222 1 02 1=?- 'k b y a x ⑥ 由③、⑥知M 、M '均在直线022:2 2 =?- 'k b y a x l 上,而M 、M '又在直线l 上 , 若l 过原点,则B 、C 重合于原点,命题成立 若l 与x 轴垂直,则由对称性知命题成立 若l 不过原点且与x 轴不垂直,则M 与M '重合 ∴CD AB = ① ② 椭圆与双曲线的对偶性质--(必背的经典结论) 高三数学备课组 椭 圆 1. 点P 处的切线PT 平分△PF 1F 2在点P 处的外角. 2. PT 平分△PF 1F 2在点P 处的外角,则焦点在直线PT 上的射影H 点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去 长轴的两个端点. 3. 以焦点弦PQ 为直径的圆必与对应准线相离. 4. 以焦点半径PF 1为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切. 5. 若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b +=上,则过0P 的椭圆的切线方程是 002 2 1x x y y a b + =. 6. 若000(,)P x y 在椭圆 222 2 1x y a b + =外 ,则过Po 作椭圆的两条切线切点为P 1、P 2,则切点弦P 1P 2的直线 方程是002 2 1x x y y a b + =. 7. 椭圆 222 2 1x y a b + = (a >b >0)的左右焦点分别为F 1,F 2,点P 为椭圆上任意一点12F PF γ∠=,则椭圆 的焦点角形的面积为1 2 2 tan 2 F P F S b γ ?=. 8. 椭圆 222 2 1x y a b + =(a >b >0)的焦半径公式: 10||M F a ex =+,20||M F a ex =-(1(,0)F c - , 2(,0)F c 00(,)M x y ). 9. 设过椭圆焦点F 作直线与椭圆相交 P 、Q 两点,A 为椭圆长轴上一个顶点,连结AP 和AQ 分别交相 应于焦点F 的椭圆准线于M 、N 两点,则MF ⊥NF. 10. 过椭圆一个焦点F 的直线与椭圆交于两点P 、Q, A 1、A 2为椭圆长轴上的顶点,A 1P 和A 2Q 交于点M , A 2P 和A 1Q 交于点N ,则MF ⊥NF. 11. A B 是椭圆 2222 1x y a b + =的不平行于对称轴的弦,M ),(00y x 为AB 的中点,则22 O M AB b k k a ?=- , 即0 2 02 y a x b K AB - =。 12. 若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b +=内,则被Po 所平分的中点弦的方程是2 2 00002 2 2 2 x x y y x y a b a b + = + . 13. 若000(,)P x y 在椭圆 222 2 1x y a b + =内,则过Po 的弦中点的轨迹方程是 22002 2 2 2 x x y y x y a b a b + = + . 双曲线 1. 点P 处的切线PT 平分△PF 1F 2在点P 处的内角. 2. PT 平分△PF 1F 2在点P 处的内角,则焦点在直线PT 上的射影H 点的轨迹是以长轴为直径的圆, 除去长轴的两个端点. 3. 以焦点弦PQ 为直径的圆必与对应准线相交. 4. 以焦点半径PF 1为直径的圆必与以实轴为直径的圆相切.(内切:P 在右支;外切:P 在左支) 5. 若000(,)P x y 在双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)上,则过0P 的双曲线的切线方程是 002 2 1x x y y a b - =. 6. 若000(,)P x y 在双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)外 ,则过Po 作双曲线的两条切线切点为P 1、 P 2,则切点弦P 1P 2的直线方程是002 2 1x x y y a b - =. 7. 双曲线 222 2 1 x y a b - =(a >0,b >o )的左右焦点分别为F 1,F 2,点P 为双曲线上任意一点12F PF γ∠=,则双曲线的焦点角形的面积为1 2 2t 2 F P F S b co γ ?=. 8. 双曲线 2 2 2 2 1x y a b - =(a >0,b >o )的焦半径公式:(1(,0)F c - , 2(,0)F c 当00(,)M x y 在右支上时,10||M F ex a =+,20||M F ex a =-. 当00(,)M x y 在左支上时,10||M F ex a =-+,20||M F ex a =-- 9. 设过双曲线焦点F 作直线与双曲线相交 P 、Q 两点,A 为双曲线长轴上一个顶点,连结AP 和 AQ 分别交相应于焦点F 的双曲线准线于M 、N 两点,则MF ⊥NF . 10. 过双曲线一个焦点F 的直线与双曲线交于两点P 、Q, A 1、A 2为双曲线实轴上的顶点,A 1P 和A 2Q 交于点M ,A 2P 和A 1Q 交于点N ,则MF ⊥NF. 11. AB 是双曲线 2222 1x y a b - =(a >0,b >0)的不平行于对称轴的弦,M ),(00y x 为AB 的中点,则 2 02 y a x b K K AB OM = ?,即0 202 y a x b K AB = 。 12. 若000(,)P x y 在双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)内,则被Po 所平分的中点弦的方程是 2 2 00002 2 2 2 x x y y x y a b a b - = - . 13. 若000(,)P x y 在双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)内,则过Po 的弦中点的轨迹方程是 22002 2 2 2 x x y y x y a b a b - = - . 椭圆与双曲线的对偶性质--(会推导的经典结论) 高三数学备课组 椭 圆 1. 椭圆 222 2 1x y a b + =(a >b >o )的两个顶点为1(,0)A a -,2(,0)A a ,与y 轴平行的直线交椭圆于P 1、 P 2时A 1P 1与A 2P 2交点的轨迹方程是222 2 1x y a b - =. 2. 过椭圆 222 2 1x y a b + = (a >0, b >0)上任一点00(,)A x y 任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于B,C 两点,则直线BC 有定向且2 020 B C b x k a y =(常数). 3. 若P 为椭圆 222 2 1x y a b + =(a >b >0)上异于长轴端点的任一点,F 1, F 2是焦点, 12PF F α∠=, 21PF F β∠=,则 tan t 2 2 a c co a c α β -=+. 4. 设椭圆 222 2 1x y a b + =(a >b >0)的两个焦点为F 1、F 2,P (异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在 △PF 1F 2中,记12F PF α∠=, 12PF F β∠=,12F F P γ∠=,则有 sin sin sin c e a αβγ ==+. 5. 若椭圆222 2 1x y a b + =(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,左准线为L ,则当0<e ≤ 1时, 可在椭圆上求一点P ,使得PF 1是P 到对应准线距离d 与PF 2的比例中项. 6. P 为椭圆 222 2 1x y a b + =(a >b >0)上任一点,F 1,F 2为二焦点,A 为椭圆内一定点,则 2112||||||2||a AF PA PF a AF -≤+≤+,当且仅当2,,A F P 三点共线时,等号成立. 7. 椭圆 2 2 0022 ()() 1x x y y a b --+ =与直线0A x B y C + +=有公共点的充要条件是 2 2 2 2 00()A a B b A x B y C +≥++. 8. 已知椭圆 2222 1x y a b +=(a >b >0),O 为坐标原点,P 、Q 为椭圆上两动点,且OP OQ ⊥.(1)2 2 2 2 11 11|| || OP OQ a b +=+ ;(2)|OP|2+|OQ|2 的最大值为 222 2 4a b a b +; (3)O P Q S ?的最小值是222 2 a b a b +. 9. 过椭圆222 2 1x y a b + =(a >b >0)的右焦点F 作直线交该椭圆右支于M,N 两点,弦MN 的垂直平 分线交x 轴于P ,则|||| 2 PF e M N =. 10. 已知椭圆 222 2 1x y a b + =( a >b >0) ,A 、B 、是椭圆上的两点,线段AB 的垂直平分线与x 轴相 交于点0(,0)P x , 则2 2 22 0a b a b x a a ---<< . 11. 设P 点是椭圆 222 2 1x y a b + =( a >b >0) 上异于长轴端点的任一点,F 1、F 2为其焦点记12F PF θ∠=,则(1)2 122||||1cos b PF PF θ= +.(2) 1 2 2 tan 2 P F F S b γ ?=. 12. 设A 、B 是椭圆222 2 1x y a b + =( a >b >0)的长轴两端点,P 是椭圆上的一点,P A B α∠=, PBA β∠=,BPA γ∠=,c 、e 分别是椭圆的半焦距离心率,则有(1)2 2 2 2 2|cos |||s ab PA a c co αγ =-.(2) 2 tan tan 1e αβ=-.(3) 222 2 2cot PAB a b S b a γ?= -. 13. 已知椭圆 222 2 1x y a b + =( a >b >0)的右准线l 与x 轴相交于点E ,过椭圆右焦点F 的直线与椭圆相 交于A 、B 两点,点C 在右准线l 上,且B C x ⊥轴,则直线AC 经过线段EF 的中点. 14. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直. 15. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直. 16. 椭圆焦三角形中,内点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率). (注:在椭圆焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点.) 17. 椭圆焦三角形中,内心将内点与非焦顶点连线段分成定比e. 18. 椭圆焦三角形中,半焦距必为内、外点到椭圆中心的比例中项. 椭圆与双曲线的对偶性质--(会推导的经典结论) 高三数学备课组 双曲线 1. 双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)的两个顶点为1(,0)A a -,2(,0)A a ,与y 轴平行的直线交双曲线于 P 1、P 2时A 1P 1与A 2P 2交点的轨迹方程是222 2 1x y a b + =. 2. 过双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >o )上任一点00(,)A x y 任意作两条倾斜角互补的直线交双曲线于B,C 两点,则直线BC 有定向且2 020 BC b x k a y =-(常数). 3. 若P 为双曲线 222 2 1 x y a b - =(a >0,b >0)右(或左)支上除顶点外的任一点,F 1, F 2是焦点, 12PF F α∠=, 21PF F β∠=,则 tan t 2 2 c a co c a α β -=+(或 tan t 2 2 c a co c a β α -=+). 4. 设双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)的两个焦点为F 1、F 2,P (异于长轴端点)为双曲线上任意一点, 在△PF 1F 2中,记12F PF α∠=, 12PF F β∠=,12F F P γ∠=,则有 sin (sin sin ) c e a αγβ==±-. 5. 若双曲线222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,左准线为L ,则当1<e 1时, 可在双曲线上求一点P ,使得PF 1是P 到对应准线距离d 与PF 2的比例中项. 6. P 为双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)上任一点,F 1,F 2为二焦点,A 为双曲线内一定点,则 21||2||||AF a PA PF -≤+,当且仅当2,,A F P 三点共线且P 和2,A F 在y 轴同侧时,等号成立. 7. 双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)与直线0Ax By C ++=有公共点的充要条件是22222 A a B b C -≤. 8. 已知双曲线222 2 1x y a b -=(b >a >0),O 为坐标原点,P 、Q 为双曲线上两动点,且OP OQ ⊥. (1)2 22 2 1111|| ||OP OQ a b + =-;(2)|OP|2+|OQ|2 的最小值为 222 2 4a b b a -;(3)O P Q S ?的最小值是 222 2 a b b a -. 9. 过双曲线222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)的右焦点F 作直线交该双曲线的右支于M,N 两点,弦MN 的垂直平分线交x 轴于P ,则||||2 PF e M N =. 10. 已知双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0),A 、B 是双曲线上的两点,线段AB 的垂直平分线与x 轴相交 于点0(,0)P x , 则2 2 0a b x a +≥或22 0a b x a +≤-. 11. 设P 点是双曲线 2222 1x y a b - =(a >0,b >0)上异于实轴端点的任一点,F 1、F 2为其焦点记12F PF θ∠=, 则(1)2 122||||1cos b PF PF θ =-.(2) 1 2 2 cot 2 P F F S b γ ?=. 12. 设A 、B 是双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)的长轴两端点,P 是双曲线上的一点,P A B α∠=, PBA β∠=,BPA γ∠=,c 、e 分别是双曲线的半焦距离心率,则有(1)2 2 2 2 2|cos ||||s | ab PA a c co αγ=-. (2) 2 tan tan 1e αβ=-.(3) 222 2 2cot PAB a b S b a γ?=+. 13. 已知双曲线 222 2 1x y a b - =(a >0,b >0)的右准线l 与x 轴相交于点E ,过双曲线右焦点F 的直线与双 曲线相交于A 、B 两点,点C 在右准线l 上,且B C x ⊥轴,则直线AC 经过线段EF 的中点. 14. 过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必 与切线垂直. 15. 过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直. 16. 双曲线焦三角形中,外点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率). (注:在双曲线焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点). 17. 双曲线焦三角形中,其焦点所对的旁心将外点与非焦顶点连线段分成定比e. 18. 双曲线焦三角形中,半焦距必为内、外点到双曲线中心的比例中项. 第十三单元 直线与圆锥曲线的位置关系 一.选择题 (1) 椭 圆 1 4 16 2 2 =+ y x 上的点到直线 22=-+y x 的最大距离是 ( ) A 3 B 11 C 22 D 10 (2) 过抛物线x y 42=的焦点作一条直线与抛物线相交于A 、B 两点,它们的横坐标之和等于5,则这样的 直线 ( ) A 有且仅有一条 B 有且仅有两条 C 有无穷多条 D 不存在 (3) 设双曲线12 22 2=- b y a x