圆锥曲线二级结论深度易记讲义.pdf

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1、加入教研 QQ 群:439883560,获取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439883560,内有海量优质备课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 圆锥曲线二级结论深度易记讲义 作者:作者:逻辑逻辑小组小组徐伟徐伟 Q QQ Q 群:群:4 43988356039883560 一直以来,提起圆锥曲线二级结论,总让人感觉很鸡肋;一者,考试时这些结论确实好用,二者呢这些结论也实在不好记忆尤其是各大 QQ 群内动辄几百条的二级结论更是让人望而却步,基于此种情况,“逻辑小组”决定出一份全新的系统的便于记忆的圆锥曲线二级结论讲义,供老师上课使用,供学

2、生复习使用,共计 8 篇,分别是:第二定义与焦点弦、第三定义与斜率乘积定值模型、六大相切模型、椭圆焦点三角形、双曲线焦点三角形、抛物线焦点三角形、仿射变换、渐近线相关。 8 篇涵盖最全高中圆锥曲线专题应试必备结论技巧。先共性后特性,前三讲追根溯源,从通性的角度结合圆锥曲线的第二、第三定义,系统讲授圆锥曲线三大共性结论;后五讲结合历年高考压轴题,全面讲授圆锥曲线各类结论技巧。 这 8 篇预计每天在公众号更新一篇,都是逻辑小组一个字一个字敲出来的,Word 和 PDF 电子版均已经发送至QQQQ 群:群:4 43988356039883560,在群内可自行下载,群内优质数学资料持续更新中. 加入教

3、研 QQ 群:439883560,获取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439883560,内有海量优质备课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 第一篇:圆锥曲线第二定义与焦点弦 作者:逻辑作者:逻辑小组小组徐伟徐伟 Q QQ Q 群:群:4 43988356039883560 一、焦半径倾斜角式 设曲线上点A坐标为00(,)A xy,曲线焦点为F, 为焦点弦所在直线与焦点所在轴正方向的夹角,(0,)2 1.在椭圆和双曲线中在椭圆和双曲线中 2cosbAFac=(弦的长短决定加减) 2.2.在抛物线中在抛物线中 1cospAF=(弦的长短决定加

4、减) 证明这两组结论,需要用到圆锥曲线第二定义: 圆锥曲线第二定义: 平面内的动点( , )P x y到一个定点F的距离与到不通过这个定点的一条定直线l的距离之比是一个常数(0),e e 则动点的轨迹叫做圆锥曲线。其中定点F称为焦点,定直线l称为准线,正常数e称为离心率。当01e时,轨迹为椭圆;当1e =时,轨迹为抛物线;当1e 时,轨迹为双曲线。 在标准方程下第二定义中的各要素对应表 注:1.和坐标轴平行的虚直线为准线;2.教材中抛物线的准线与焦点就对应第二定义中的准线与焦点. 标准方程 图像 焦点坐标 准线方程 22221(0)xyabab+= (,0)c 2axc= xyOF1F2加入教

5、研 QQ 群:439883560,获取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439883560,内有海量优质备课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 22221(0)yxabab+= (0,)c 2ayc= 22221(0,0)xyabab= (,0)c 2axc= 22221(0,0)yxabab= (0,)c 2ayc= 结论证明: 如图以椭圆22221(0)xyabab+=为例,对结论2cosbAFac=(弦的长短决定加减)进行证明: 如图,过椭圆上任意一点A作准线2axc= 的垂线,设垂足为M,连接AF并延长交椭圆于另一点B,设AFx=,过

6、F作AM的垂线,垂足设为N xyOF1F2xyOF1F2xyF1F2xy准线:x=a2c准线:x=-a2cNMBOFA加入教研 QQ 群:439883560,获取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439883560,内有海量优质备课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 设AF=,则222cos ,()FaabANMNxcccc= = += 因此2cosbAMANNMc=+=+ 由第二定义知:2cosceebAMac=+ 化简得:22cos1cosbbaAFcaca=,证毕. 到这里很多读者朋友会问:2cosbac+这个结论对应哪个焦半径? 答案

7、是:2cosbBFac=+ 如何记忆? 为焦点弦所在直线与焦点所在轴正方向的夹角,(0,)2 一个对应两个焦半径AFBF、 怎么区分? 弦的长短决定加减 怎么证明2cosbBFac=+? 仿照证明2cosbAFac=自行证明. 二、推论 1.弦长公式 在椭圆和双曲线中:在椭圆和双曲线中:22222cosabABac= 在抛物线中:在抛物线中:22sinpAB= 记忆提示:这两个公式无须背诵,将上文倾斜角式中的一加一减两个公式相加即可,分母平方差公式,口算得结论,因为一段焦点弦是由两段焦半径组成. 2 2. .焦半径混合运算焦半径混合运算 在椭圆和双曲线中:在椭圆和双曲线中:2112aAFBFb

8、+= 在抛物线中:在抛物线中:22112,sinpAF BFAFBFp+= 加入教研 QQ 群:439883560,获取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439883560,内有海量优质备课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 记忆提示:这两组公式也无须背诵,将上文倾斜角式中的一加一减两个公式取倒数,同分母相加即可,总之以上推论花里胡哨,都不要背诵,大家只需记住: 1.在椭圆和双曲线中在椭圆和双曲线中 2cosbAFac=(弦的长短决定加减) 2.在抛物线中在抛物线中 1cospAF=(弦的长短决定加减) 这两个核心公式即可,是不是大大降低了记

9、忆难度,反观市面上的参考资料都是直接让我们背推论,殊不知,没有这两组核心公式的铺垫,各个推论是孤立存在的,而且不易推导,记忆起来当然难度很大. 三、焦半径超级结论 如果大家赶紧上面倾斜角式两个公式还是过于繁琐,非得想要用一个公式,表示所有圆锥曲线的焦半径,那么下面这个公式将会很适合你. 1.焦半径公式:1cosepe=(弦的长短决定加减) 2.焦点弦长公式:2221cosepABe=(弦的长短决定加减) 注:e曲线的离心率,特别地,抛物线离心率1e =,所以22sinpAB= p焦准距(焦点到准线的距离),椭圆与双曲线的准线方程为2ac,所以22|,abpccc=抛物线中p即为公式中的p 焦点

10、弦所在直线与焦点所在轴正方向夹角,(0,)2 特别说明:倾斜角相关所有公式适用于椭圆、双曲线内分弦、抛物线,在双曲线中,如果焦点F外分弦AB时22222cosabABca=或222cos1epABe= 关于四这部分也不建议大家记忆,花里胡哨的 四、一个重要推论(考点) 由本文三、四可知,圆锥曲线焦点弦长公式与离心率有关,下面探究离心率、倾斜角及点分线段的比例关系: 1cos1e=+ 注:e曲线的离心率,特别地,抛物线离心率1e =, 焦点弦所在直线与焦点所在轴正方向夹角,(0,)2 加入教研 QQ 群:439883560,获取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439

11、883560,内有海量优质备课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 焦点把弦分成两部分,1=长短 特别说明: 此公式适用于椭圆、 双曲线内分弦、 抛物线, 在双曲线中, 如果焦点F外分弦AB时1cos1e+= 由此结论,我们可以知道,对于离心率e、倾斜角、焦半径比,知道其中任意两个量,都可以求其他一个量,出题人也常以此原理出题. 证明: 以椭圆和双曲线为例,如图,由三知: 2211,coscosbbAFBFacac=+, 则11cos1coscos1cosAFaceBFace+= 化简得:1cos1e=+ 五、焦半径坐标式 设曲线上点A坐标为00(,)A xy,曲线焦点为

12、F 1 1. .在椭圆和双曲线中:在椭圆和双曲线中: 0|AFaex=(焦点在x轴上) 0|AFaey=(焦点在y轴上) 注:绝对值内具体是加还是减,要结合焦半径的长短及坐标正负来判断 结论证明: xyBOF1F2A加入教研 QQ 群:439883560,获取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439883560,内有海量优质备课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 如图以椭圆22221(0)xyabab+=为例,对结论0|AFaex=(焦点在x轴上)进行证明: 设曲线上点A坐标为00(,)A xy,曲线焦点为F 则由第二定义得2100|aAFe

13、 xaexc=+=+,2200|aAFexaexc= 2 2. .在抛物线中在抛物线中 0|2pAFx=+(焦点在x轴上) 0|2pAFy=+(焦点在y轴上) 证明提示:定义 配套练习 例 1.(2019 年全国 I 卷理 10/全国 I 卷文 12) 已知椭圆C的左右焦点为1( 1,0)F ,2(1,0)F,过点2F的直线与C交于,A B两点,若222AFF B=,1ABFB=,则C的方程为( ) 22.12xAy+= 22.132xyB+= 22.143xyC+= 22.154xyD+= 解析: xy准线:x=a2c准线:x=-a2cMOF1F2A加入教研 QQ 群:439883560,获

14、取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439883560,内有海量优质备课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 如图,设2222AFF Bx=,则13ABFBx=,由定义知:12124BFBFAFAFx+=+= 解得12AFx=,所以122AFAFx=,点A与短轴端点重合,于是21coscAF Fea= 由五结论知:211cos13ee=+ 所以222221,3,2cabac= 所以选B 例 2.(2017 全国卷) 已知F为抛物线2:4C yx=的焦点,过F作两条互相垂直的直线12, ,l l直线1l与C交于AB、两点,直线2l与C交于DE、两

15、点,则|ABDE+的最小值为( ) .16A .14B .12C .10D 解法一:常规解法 设AB倾斜角为作1AK垂直准线,2AK垂直x轴, 易知11cos22+= =AFGFAKAKAFPPGPP(几何关系)(抛物线特性),cosAFPAF+=, 同理1cosPAF=,1cosPBF=+,22221cossinPPAB=, 又DE与AB垂直,即DE的倾斜角为2+, 2222cossin2PPDE=+,而24yx=,即2P = xy2xx2x3xBAOF1F2加入教研 QQ 群:439883560,获取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439883560,内有海量

16、优质备课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 22112sincosABDEP+=+2222sincos4sincos+=224sincos=241sin 24= 21616sin 2=,当且仅当4=取等号,即ABDE+最小值为16,故选A; 解法二:结论解法 依题意知:22sinPAB=,2222cossin2PPDE=+, 由柯西不等式知: 2222211(1 1)22816sincossincosABDEPPP+=+=+,当且仅当4=取等号,故选A; 例 3. 已知椭圆2222:1(0)xyCabab+=的离心率为3,2过右焦点F且斜率为(0)k k 的直线与C相交

17、于,A B两点,若3AFFB=,则_.k = 解析:将数据代入结论1cos1e=+得: 33 11cos23 12=+,解得3cos3= 进而2 2sin3=,所以sin2 6cos3k= 例 4.已知点( 23)A ,,设点F为椭圆2211612xy+=的右焦点,点 M 为椭圆上一动点,求| 2|MAMF+的最小值,并求此时点M的坐标。 解析:如图,过点A作右准线l的垂线,垂足为N,与椭圆交于点M. 椭圆的离心率12e = xy准线:x=a2cNOFMA加入教研 QQ 群:439883560,获取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439883560,内有海量优质备

18、课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 由第二定义得2| |MFMN= | 2|AMMF+的最小值为|AN的长,且| 2810AN =+= | 2|AMMF+的最小值为 10,此时点M的坐标为(2 3, 3) 例 5.已知椭圆22221(0)xyabab+=,12FF、分别是左、右焦点,若椭圆上存在点P,使1290FPF=,求椭圆的离心率e的取值范围. 解析:设点00()P xy,则由第二定义得2100|aPFe xaexc=+=+,2200|aPFexaexc=。 因为12PF F为直角三角形,所以2221212|PFPFFF+= 即222200()()(2 )4aex

19、aexcc+= 解得222022caxe=,由椭圆方程中 x 的范围知2200 xa。 222220caae ,解得212e. 例 6.(2020辽宁实验中学高三期末(理) 设双曲线2222:1(0,0)xyCabab=的左、右焦点分别为12,F F,过2F的直线与双曲线的右支交于两点,A B,若1:3:4AFAB =,且2F是AB的一个四等分点,则双曲线C的离心率是( ) 5.2A 10.2B 5.2C .5D 答案:B 解析: 若1:3:4AFAB =,则可设13 ,4AFm ABm=,因为2F是AB的一个四等分点; 若214BFAB=,则22,3BFm AFm=,但此时12330AFAF

20、mm=,再由双曲线的定义,得122AFAFa=,得到0a =,这与0a 矛盾; 加入教研 QQ 群:439883560,获取 Word 版讲义 逻辑小组出品逻辑小组出品 教研 QQ 群:439883560,内有海量优质备课资料,云集众多解题大神;更多资料关注公众号:逻辑数学精品课 若214AFAB=,则22,3AFm BFm=,由双曲线的定义,得2111212232| 5AFAFmaBFBFBFmaBFama=,则此时满足22211AFABBF+=, 所以1ABF 是直角三角形,且190BAF= , 所以由勾股定理,得2222221212(3 )(2 )AFAFF Faac+=+=,得102e =,故选B. 例 7.过抛物线24yx=的焦点F作直线交抛物线于11()A xy,、22()B xy,若126xx+=,求|AB的长. 解析:设AB的中点为E,点AEB、 、在抛物线准线:1l x = 上的射影分别为GHM、 、.由第二定义知: | |ABAFBF=+ 12| 2| 2( 1)82xxAGBMEH+=+= = xy5m3mm3mBOF1F2A

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