圆锥曲线典型例题整理详解

内容发布更新时间 : 2024/9/29 12:18:18星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

椭圆典型例题

一、已知椭圆焦点的位置,求椭圆的标准方程。

例1:已知椭圆的焦点是F1(0,-1)、F2(0,1),P是椭圆上一点,并且PF1+PF2=2F1F2,求椭圆的标准方程。

解:由PF1+PF2=2F1F2=2×2=4,得2a=4.又c=1,所以b2=3.

y2x2

所以椭圆的标准方程是4+3=1.

2.已知椭圆的两个焦点为F1(-1,0),F2(1,0),且2a=10,求椭圆的标准方程. 解:由椭圆定义知c=1,∴b=5-1=24.∴椭圆的标准方程为+=1.

2524

二、未知椭圆焦点的位置,求椭圆的标准方程。

0?,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程. 例:2. 椭圆的一个顶点为A?2,分析:题目没有指出焦点的位置,要考虑两种位置.

2

x2y2

x2y2?1; 0?为长轴端点时,a?2,b?1,椭圆的标准方程为:?解:(1)当A?2,41x2y2?1; 0?为短轴端点时,b?2,a?4,椭圆的标准方程为:? (2)当A?2,416三、椭圆的焦点位置由其它方程间接给出,求椭圆的标准方程。

x2y2

例3.求过点(-3,2)且与椭圆9+4=1有相同焦点的椭圆的标准方程.

x2y294

解:因为c=9-4=5,所以设所求椭圆的标准方程为2+2=1.由点(-3,2)在椭圆上知2+2=1,

aa-5aa-5

x2y22

所以a=15.所以所求椭圆的标准方程为+=1.

2

1510

四、与直线相结合的问题,求椭圆的标准方程。

例4: 已知中心在原点,焦点在x轴上的椭圆与直线x?y?1?0交于A、B两点,M为AB中点,OM的斜率为0.25,椭圆的短轴长为2,求椭圆的方程.

x2解:由题意,设椭圆方程为2?y2?1,

a?x?y?1?0x1?x21?a21?2222??1?ax?2ax?0x??y?1?x?由?x,得,∴,, MMM2222a1?a?2?y?1?ayMx2112?kOM??2?,∴a?4,∴?y2?1为所求.

4xMa4五、求椭圆的离心率问题。

例 5一个椭圆的焦点将其准线间的距离三等分,求椭圆的离心率.

a2113?2? ∴3c2?a2,∴e?解:?2c?. ?c333x2y21??1的离心率e?,求k的值. 例6 已知椭圆

k?892 解:当椭圆的焦点在x轴上时,a2?k?8,b2?9,得c2?k?1.由e?当椭圆的焦点在y轴上时,a2?9,b2?k?8,得c2?1?k. 由e?1,得k?4. 211?k155?,即k??.∴满足条件的k?4或k??. ,得

29444

六、由椭圆内的三角形周长、面积有关的问题

例:7.若△ABC的两个顶点坐标A(-4,0),B(4,0),△ABC的周长为18,求

1

顶点C的轨迹方程。

解:顶点C到两个定点A,B的距离之和为定值10,且大于两定点间的距离,因此顶点C的轨迹为椭圆,并且2a=10,所以a=5,2c=8,所以c=4,所以b2=a2-c2=9,

x2y2

故顶点C的轨迹方程为25+9=1.又A、B、C三点构成三角形,所以y≠0.所以顶点C

x2y2x2y2

的轨迹方程为25+9=1(y≠0)答案:25+9=1(y≠0)

x2y2

2.已知椭圆的标准方程是a2+25=1(a>5),它的两焦点分别是F1,F2,且F1F2=8,弦AB过点F1,求△ABF2的周

长.

因为F1F2=8,即即所以2c=8,即c=4,所以a2=25+16=41,即a=41,所以△ABF2的周长为4a=441.

x2y2

3.设F1、F2是椭圆9+4=1的两个焦点,P是椭圆上的点,且PF1∶PF2=2∶1,求△PF1F2的面积.

解析:由椭圆方程,得a=3,b=2,c=5,∴PF1+PF2=2a=6.又PF1∶PF2=2∶1,∴PF1=4,PF2=2,由22+42=(25)2可知△PF1F2是直角三角形,故△PF1F2的面

11积为2PF1·PF2=2×2×4=4

七、直线与椭圆的位置问题

x2?11??y2?1,求过点P?,?且被P平分的弦所在的直线方程. 例 8已知椭圆2?22?分析一:已知一点求直线,关键是求斜率,故设斜率为k,利用条件求k.

11??解法一:设所求直线的斜率为k,则直线方程为y??k?x??.代入椭圆方程,并整理得

22??2k2?2k123222. 1?2kx?2k?2kx?k?k??0.由韦达定理得x1?x2?21?2k221∵P是弦中点,∴x1?x2?1.故得k??.所以所求直线方程为2x?4y?3?0.

2?11?解法二:设过P?,?的直线与椭圆交于A?x1,y1?、B?x2,y2?,则由题意得

?22??x122?y?1,①1??22?x22② ??y2?1,2?③?x1?x2?1,?④?y1?y2?1.2x12?x22?y12?y2?0. ⑤ ①-②得

2y?y211??,即直线的斜率为?所求直线方程为2x?4y?3?0. 将③、④代入⑤得1x1?x222????八、椭圆中的最值问题

x2y2??1的右焦点为F,例9 椭圆过点A1,3,点M在椭圆上,当AM?2MF为最小值时,求点M1612??的坐标.

2

解:由已知:a?4,c?2.所以e?1,右准线l:x?8. 2过A作AQ?l,垂足为Q,交椭圆于M,故MQ?2MF.显然AM?2MF的最小值为AQ,即M为

所求点,因此yM?3,且M在椭圆上.故xM?23.所以M23,3.

??

双曲线典型例题

一、根据方程的特点判断圆锥曲线的类型。

一下几何图形所带给人们的美感.

x2y2??1表示何种圆锥曲线,它们有何共同特征. 例1 讨论

25?k9?k分析:由于k?9,k?25,则k的取值范围为k?9,9?k?25,k?25,分别进行讨论. 解:(1)当k?9时,25?k?0,9?k?0,所给方程表示椭圆,此时a2?25?k,b2?9?k,c2?a2?b2?16,这些椭圆有共同的焦点(-4,0),(4,0).

(2)当9?k?25时,25?k?0,9?k?0,所给方程表示双曲线,此时,a2?25?k,b2?9?k,c2?a2?b2?16,这些双曲线也有共同的焦点(-4,0),)(4,0).

(3)k?25,k?9,k?25时,所给方程没有轨迹.

说明:将具有共同焦点的一系列圆锥曲线,称为同焦点圆锥曲线系,不妨取一些k值,画出其图形,体会

二、根据已知条件,求双曲线的标准方程。

例2 根据下列条件,求双曲线的标准方程.

?15??16?,5?且焦点在坐标轴上.

43????(2)c?6,经过点(-5,2),焦点在x轴上.

x2y22 ??1有相同焦点,且经过点32,(3)与双曲线

164x2y2??1 解:(1)设双曲线方程为

mn∵ P、Q两点在双曲线上,

(1)过点P?3,?,Q?????9225??1??m??16?x2y2?m16n??1 ∴?解得? ∴所求双曲线方程为169?n?9?256?25?1??9mn说明:采取以上“巧设”可以避免分两种情况讨论,得“巧求”的目的.

y2??1(其中0???6) (2)∵焦点在x轴上,c?6,∴设所求双曲线方程为:

?6??254??1∴??5或??30(舍去) ∵双曲线经过点(-5,2),∴

?6??x2?y2?1 ∴所求双曲线方程是5x2y2??1?0???16? (3)设所求双曲线方程为:

16??4??1842,∴??1∴??4或???14(舍) ∵双曲线过点32,16??4??x2y2??1 ∴所求双曲线方程为

128x2?? 3

x2y2x2y2??1有公共焦点的双曲线系方程为??1后,便有了以上说明:(1)注意到了与双曲线

16416??4??巧妙的设法.

(2)寻找一种简捷的方法,须有牢固的基础和一定的变通能力,这也是在我们教学中应该注重的一个重要方面.

三、求与双曲线有关的角度问题。

x2y2??1的右焦点分别为F1、F2,点P在双曲线上的左支上且PF例3 已知双曲线1PF2?32,求916?F1PF2的大小.

分析:一般地,求一个角的大小,通常要解这个角所在的三角形.

解:∵点P在双曲线的左支上∴PF1?PF2?2PF1PF2?36 1?PF2?6∴PF∴PF?100∵F1F2?4c2?4a2?b12?100∴?F1PF2?90? 1?PF2说明:(1)巧妙地将双曲线的定义应用于解题当中,使问题得以简单化.

(2)题目的“点P在双曲线的左支上”这个条件非常关键,应引起我们的重视,若将这一条件改为“点P在双曲线上”结论如何改变呢?请读者试探索.

22222??四、求与双曲线有关的三角形的面积问题。

x2?y2?1的两个焦点,点P在双曲线上且满足?F1PF2?90?,求?F1PF2的例4 已知F1、F2是双曲线4面积.

分析:利用双曲线的定义及?F1PF2中的勾股定理可求?F1PF2的面积.

x2?y2?1上的一个点且F1、F2为焦点. 解:∵P为双曲线4?∴PF1PF2?90 1F2?2c?25∵?F1?PF2?2a?4,F∴在Rt?PF1F2中,PF?F1F2?20∵PF1?PF21?PF2∴20?2PF1PF2?16∴PF1?PF2?2∴S?F1PF2?222??2?PF1?PF2?2PF1PF2?16

221PF1?PF2?1 2说明:双曲线定义的应用在解题中起了关键性的作用.

五、根据双曲线的定义求其标准方程。

0?、F2?5,0?,求与它们的距离差的绝对值是6的点的轨迹. 例5 已知两点F1??5,分析:问题的条件符合双曲线的定义,可利用双曲线定义直接求出动点轨迹. 解:根据双曲线定义,可知所求点的轨迹是双曲线. ∵c?5,a?3∴b2?c2?a2?52?32?42?16

x2y2??1为动点的轨迹方程,且轨迹是双曲线. ∴所求方程

916x2y2??1上一点,F1、F2是双曲线的两个焦点,且PF例 P是双曲线2的值. 1?17,求PF6436分析:利用双曲线的定义求解.

x2y2??1中,a?8,b?6,故c?10. 解:在双曲线

6436由P是双曲线上一点,得PF1?PF2?16.∴PF2?1或PF2?33.

又PF2?c?a?2,得PF2?33.

说明:本题容易忽视PF2?c?a这一条件,而得出错误的结论PF2?1或PF2?33.

说明:(1)若清楚了轨迹类型,则用定义直接求出其轨迹方程可避免用坐标法所带来的繁琐运算. (2)如遇到动点到两个定点距离之差的问题,一般可采用定义去解. 六、求与圆有关的双曲线方程。

4

例6 求下列动圆圆心M的轨迹方程:

?x?2??y2?2内切,且过点A?2,0? (1)与⊙C:2(2)与⊙C1:x2??y?1??1和⊙C2:x2??y?1??4都外切.

22?x?3??y2?9外切,且与⊙C2:?x?3??y2?1内切. (3)与⊙C1:分析:这是圆与圆相切的问题,解题时要抓住关键点,即圆心与切点和关键线段,即半径与圆心距离.如果相切的⊙C1、⊙C2的半径为r1、r2且r1?r2,则当它们外切时,O1O2?r1?r2;当它们内切时,

22O1O2?r1?r2.解题中要注意灵活运用双曲线的定义求出轨迹方程.

解:设动圆M的半径为r

(1)∵⊙C1与⊙M内切,点A在⊙C外∴MC?r?2,MA?r,MA?MC?2 ∴点M的轨迹是以C、A为焦点的双曲线的左支,且有:

22y272222a??1x??2 ,c?2,b?c?a?∴双曲线方程为2x?272(2)∵⊙M与⊙C1、⊙C2都外切∴MC1?r?1,MC2?r?2,MC2?MC1?1

13∴点M的轨迹是以C2、C1为焦点的双曲线的上支,且有:a?,c?1,b2?c2?a2?

244x2?3?2∴所求的双曲线的方程为:4y??1?y??

34??(3)∵⊙M与⊙C1外切,且与⊙C2内切

??∴MC1?r?3,MC2?r?1,MC1?MC2?4

∴点M的轨迹是以C1、C2为焦点的双曲线的右支,且有:a?2,c?3,b2?c2?a2?5

x2y2??1?x?2? ∴所求双曲线方程为:45说明:(1)“定义法”求动点轨迹是解析几何中解决点轨迹问题常用而重要的方法.

(2)巧妙地应用“定义法”可使运算量大大减小,提高了解题的速度与质量.

(3)通过以上题目的分析,我们体会到了,灵活准确地选择适当的方法解决问题是我们无休止的追求目标.

w.w.w.k.s.5.u.c.o.

抛物线典型例题

一、求抛物线的标准方程。

例1 指出抛物线的焦点坐标、准线方程. (1)x2?4y (2)x?ay2(a?0) 分析:(1)先根据抛物线方程确定抛物线是四种中哪一种,求出p,再写出焦点坐标和准线方程. (2)先把方程化为标准方程形式,再对a进行讨论,确定是哪一种后,求p及焦点坐标与准线方程. 解:(1)?p?2,∴焦点坐标是(0,1),准线方程是:y??1 (2)原抛物线方程为:y2?①当a?0时,

11x,?2p? aap111?,抛物线开口向右,∴焦点坐标是(,0),准线方程是:x??.

4a24a4ap111②当a?0时,??,抛物线开口向左,∴焦点坐标是(,0),准线方程是:x??.

4a24a4a11综合上述,当a?0时,抛物线x?ay2的焦点坐标为(,0),准线方程是:x??.

4a4a二、求直线与抛物线相结合的问题

例2 若直线y?kx?2与抛物线y2?8x交于A、B两点,且AB中点的横坐标为2,求此直线方程.

分析:由直线与抛物线相交利用韦达定理列出k的方程求解.另由于已知与直线斜率及弦中点坐标有关,故也可利用“作差法”求k.

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