高考数学讲义直线与圆锥曲线.板块一.直线与椭圆(2).教师版

板块一.直线与椭圆(2)

1.椭圆的定义:平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫做椭圆.

这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距. 2.椭圆的标准方程:

x2y2①2?2?1(a?b?0),焦点是F1(?c,0),F2(c,0),且c2?a2?b2. aby2x2②2?2?1(a?b?0),焦点是F1(0,?c),F2(0,c),且c2?a2?b2. abx2y23.椭圆的几何性质(用标准方程2?2?1(a?b?0)研究):

ab⑴范围:?a≤x≤a,?b≤y≤b;

⑵对称性:以x轴、y轴为对称轴,以坐标原点为对称中心,椭圆的对称中心又叫做椭圆的中心;

⑶椭圆的顶点:椭圆与它的对称轴的四个交点,如图中的A1,A2,B1,B2; ⑷长轴与短轴:焦点所在的对称轴上,两个顶点间的线段称为椭圆的长轴,如图中线段的A1A2;另一对顶点间的线段叫做椭圆的短轴,如图中的线段

B1B2.

⑸椭圆的离心率:e?c,焦距与长轴长之比,0?e?1,e越趋近于1,椭a圆越扁;

反之,e越趋近于0,椭圆越趋近于圆.

yB2x=-acay=bMF1ObB1y=-bF2x=aA1A2x

4.直线l:Ax?By?C?0与圆锥曲线C:f(x,y)?0的位置关系:

直线与圆锥曲线的位置关系可分为:相交、相切、相离.对于抛物线来说,平行于对称轴的直线与抛物线相交于一点,但并不是相切;对于双曲线来说,平行于渐近线的直线与双曲线只有一个交点,但并不相切.这三种位置关系的判定条件可归纳为:

1

设直线l:Ax?By?C?0,圆锥曲线C:f(x,y)?0,由?消去y(或消去x)得:ax2?bx?c?0.

?Ax?By?C?0

f(x,y)?0?若a?0,??b2?4ac,??0?相交;??0?相离;??0?相切.

若a?0,得到一个一次方程:①C为双曲线,则l与双曲线的渐近线平行;②C为抛物线,则l与抛物线的对称轴平行.

因此直线与抛物线、双曲线有一个公共点是直线与抛物线、双曲线相切的必要条件,但不是充分条件.

5.连结圆锥曲线上两个点的线段称为圆锥曲线的弦.

求弦长的一种求法是将直线方程与圆锥曲线的方程联立,求出两交点的坐标,然后运用两点间的距离公式来求;

另外一种求法是如果直线的斜率为k,被圆锥曲线截得弦AB两端点坐标分别为,则弦长公式为(x1,y1),(x2,y2)?1?|AB|?1?kx1?x2?1???y1?y2.

?k?22两根差公式:

如果x1,x2满足一元二次方程:ax2?bx?c?0,

cb2?4ac??b?2则x1?x2?(x1?x2)?4x1x2?????4??(??0). ?aaaa??26.直线与圆锥曲线问题的常用解题思路有:

①从方程的观点出发,利用根与系数的关系来进行讨论,这是用代数方法来解决几何问题的基础.要重视通过设而不求与弦长公式简化计算,并同时注意在适当时利用图形的平面几何性质.

②以向量为工具,利用向量的坐标运算解决与中点、弦长、角度相关的问题.

典例分析

x2y2【例1】 设椭圆C∶2?2?1(a?b?0)过点M2,1,且左焦点为F1?2,0

ab⑴求椭圆C的方程;

1?的动直线l与椭圆C相交与两不同点A,B时,⑵当过点P?4,在线段AB上取点uuuruuuruuuruuurQ,满足AP?QB?AQ?PB,证明:点Q总在某定直线上.

????【考点】直线与椭圆 【难度】4星 【题型】解答

【关键字】2008年,安徽高考

2

?c2?2?1x2y2?222b?2,所求椭圆方程为?【解析】⑴由题意:?2?2?1,解得a?4,?1;

ab42?222??c?a?b⑵法一:

设点Q,A,y),(x1,y1),(x2,y2). B的坐标分别为(x,uuuruuurAPAQuuuruuuruuuruuur由题设知AP,PB,AQ,QB均不为零,记??uuur?uuur,则??0且??1,

PBQBuuuruuuruuuruuurAQ??QB, 又A,P,B,Q四点共线,从而AP???PB,于是4?x1??x2y??y2x??x2y??y2,1?1,得x?1,y?1. 1??1??1??1??22x12??2x2y12??2y2从而?4x,LL① ?y,LL② 221??1??22?2y2?4 ④ 又点A、B在椭圆C上,即x12?2y12?4 ③ x2①?②?2并结合③,④得4x?2y?4,即点Q?x,y?总在定直线2x?y?2?0上. 法二:

uuuruuuruuuruuur设点Q(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2),由题设,PA,PB,AQ,QB均不为零.且uuuruuurPAPBuuur?uuur, AQQBuuuruuuruuuruuurPB??BQ(??0,?1), 又P,A,Q,B四点共线,可设PA???AQ,于是x1?4??x1??y ① ,y1?1??1??4??x1??y ② x2?,y2?1??1??由于A?x1,y1?,B?x2,y2?在椭圆C上,将①,②分别代入C的方程x2?2y2?4,整理得x2?2y2?4?2?4?2x?y?2???14?0 ③

???x2?2y2?4??2?4?2x?y?2???14?0 ④

④?③得8?2x?y?2???0,

∵??0,∴2x?y?2?0,即点Q?x,y?总在定直线2x?y?2?0上.

x2y2【答案】⑴椭圆方程为??1;

42y),(x1,y1),(x2,y2). ⑵设点Q,A,B的坐标分别为(x,uuuruuurAPAQuuuruuuruuuruuur由题设知AP,PB,AQ,QB均不为零,记??uuur?uuur,则??0且??1,

PBQBuuuruuuruuuruuurAQ??QB, 又A,P,B,Q四点共线,从而AP???PB, 3

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