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圆锥曲线是解析几何中最重要部分,也是高考中必考的难点内容。尤其是圆锥曲线与直线的相交问题,大部分同学利用联立方程,后用韦达定理,但这些方法计算量较大。笔者针对最近出现的高考题,谈谈由一道高考题所得到的结论,灵活解决一些高考题。利用圆锥曲线极坐标方程解决焦半径问题。
考题(2010年高考数学辽宁理第20题)
设椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点F,过点F的直线与椭圆C相交于A,B两点,直线l的倾斜角为60°,=
(1)求e。
(2)若│AB│=,求椭圆的方程。
解: (1)以F为极点,垂直于左准线的方向为极轴的正方向建立极坐标系,则圆锥曲线的统一方程为:ρ=,A(ρ,),A(ρ,)
则││=ρ= ││=ρ=∵=∴=∴e=
(2)+=1(过程略)
该题第二问的结论可以推广为下面命题。
定理2:过椭圆左焦F点且倾斜角为a的直线l交椭圆于A、B两点,若=λ,则e=secα。
证明:以F为极点,垂直于左准线的方向为极轴的正方向建立极坐标系,则圆锥曲线的统一方程为ρ= A(ρ,θ),B(ρ,θ)
则││=,││=
则=
则e=secα
该定理可以推广为:过圆锥曲线焦点F且倾斜角为a的直线l交圆锥曲线于A、B两点,若=λ,则e=secα。
注:圆锥曲线方程为标准方程,其中抛物线为y=2px(p>0)。
该定理揭示了圆锥曲线的离心率、焦半径及过焦点的直线的倾斜角三者间的联系,那么只要是圆锥曲线与过焦点的相交问题,就可以利用该公式去解决求圆锥曲线的离心率,焦半径及过焦点的直线的倾斜角。在近几年有大量这样的高考题,下面我们来利用该定理速解相应高考题。
1.(2010年全国卷I理)已知F是椭圆C的一个焦点,B是短轴的一个端点,线段BF的延长线交C于点D,且=2,则C的离心率为___________。
解析:取左焦点F,上顶点B
则e=secα=• ∴e=
2.(2010年全国卷II理)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,过右焦点F且斜率为k的直线与C相交于A,B两点,若=3,k=()。
A.1 B.2 C. D.2
解析:该题直线是过焦点的直线,已知离心率及焦半径比,求直线斜率k。
由e=secα∴=secα∴secα=∴k=tanα=
3.(2008年江西,理)过抛物线x=2py(p>0)的焦点F作倾斜角为30°的直线与抛物线分别交于A,B两点(A在y轴左侧),则=________。
解析:该题等价于“过抛物线y=2px(p>0)的焦点F作倾斜角为120°的直线与抛物线分别交于A,B两点(A在x轴上侧),则=________。
由e=secα ∴1=sec120°∴λ= ∴=
另外,笔者列举了以下几个例子也可以用该结论解题
1.(2009年全国卷II,理)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点为F,过且斜率为的直线交C于A、B两点,若=4,求e。
解析:e=secα=sec60°=
2.(2008年全国卷II)已知F是抛物线C:y=4x的焦点,过F且斜率为1的直线交C于A、B两点,设|FA|>|FB|,则|FA|与|FB|的比值等于____________。(3+2)
3.(2010年辽宁理)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点F,过右焦点F的直线l与C相交于A、B两点,直线l的倾斜角为60°,若=2,则椭圆C的离心率为__________。()
4.(2010年重庆)已知以F为焦点的抛物线y=4x上的两点A、B,满足=3,则弦AB的中点到准线的距离为________。()
(作者单位:江西省赣县中学)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
考题(2010年高考数学辽宁理第20题)
设椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点F,过点F的直线与椭圆C相交于A,B两点,直线l的倾斜角为60°,=
(1)求e。
(2)若│AB│=,求椭圆的方程。
解: (1)以F为极点,垂直于左准线的方向为极轴的正方向建立极坐标系,则圆锥曲线的统一方程为:ρ=,A(ρ,),A(ρ,)
则││=ρ= ││=ρ=∵=∴=∴e=
(2)+=1(过程略)
该题第二问的结论可以推广为下面命题。
定理2:过椭圆左焦F点且倾斜角为a的直线l交椭圆于A、B两点,若=λ,则e=secα。
证明:以F为极点,垂直于左准线的方向为极轴的正方向建立极坐标系,则圆锥曲线的统一方程为ρ= A(ρ,θ),B(ρ,θ)
则││=,││=
则=
则e=secα
该定理可以推广为:过圆锥曲线焦点F且倾斜角为a的直线l交圆锥曲线于A、B两点,若=λ,则e=secα。
注:圆锥曲线方程为标准方程,其中抛物线为y=2px(p>0)。
该定理揭示了圆锥曲线的离心率、焦半径及过焦点的直线的倾斜角三者间的联系,那么只要是圆锥曲线与过焦点的相交问题,就可以利用该公式去解决求圆锥曲线的离心率,焦半径及过焦点的直线的倾斜角。在近几年有大量这样的高考题,下面我们来利用该定理速解相应高考题。
1.(2010年全国卷I理)已知F是椭圆C的一个焦点,B是短轴的一个端点,线段BF的延长线交C于点D,且=2,则C的离心率为___________。
解析:取左焦点F,上顶点B
则e=secα=• ∴e=
2.(2010年全国卷II理)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,过右焦点F且斜率为k的直线与C相交于A,B两点,若=3,k=()。
A.1 B.2 C. D.2
解析:该题直线是过焦点的直线,已知离心率及焦半径比,求直线斜率k。
由e=secα∴=secα∴secα=∴k=tanα=
3.(2008年江西,理)过抛物线x=2py(p>0)的焦点F作倾斜角为30°的直线与抛物线分别交于A,B两点(A在y轴左侧),则=________。
解析:该题等价于“过抛物线y=2px(p>0)的焦点F作倾斜角为120°的直线与抛物线分别交于A,B两点(A在x轴上侧),则=________。
由e=secα ∴1=sec120°∴λ= ∴=
另外,笔者列举了以下几个例子也可以用该结论解题
1.(2009年全国卷II,理)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点为F,过且斜率为的直线交C于A、B两点,若=4,求e。
解析:e=secα=sec60°=
2.(2008年全国卷II)已知F是抛物线C:y=4x的焦点,过F且斜率为1的直线交C于A、B两点,设|FA|>|FB|,则|FA|与|FB|的比值等于____________。(3+2)
3.(2010年辽宁理)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点F,过右焦点F的直线l与C相交于A、B两点,直线l的倾斜角为60°,若=2,则椭圆C的离心率为__________。()
4.(2010年重庆)已知以F为焦点的抛物线y=4x上的两点A、B,满足=3,则弦AB的中点到准线的距离为________。()
(作者单位:江西省赣县中学)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文