.圆锥曲线焦点弦公式及应用湖北省阳新县高级中学 邹生书焦点弦是圆锥曲线的“动脉神经”,集数学知识、思想方法和解题策略于一体,倍受命题人青睐,在近几年的高考中频频亮相,题型多为小题且位置靠后属客观题中的压轴题,也有作为大题进行考查的定理1 已知点是离心率为的圆锥曲线的焦点,过点的弦与的焦点所在的轴的夹角为,且1)当焦点内分弦时,有;(2)当焦点外分弦时(此时曲线为双曲线),有证明 设直线是焦点所对应的准线,点在直线上的射影分别为,点在直线上的射影为由圆锥曲线的统一定义得,,又,所以1) 当焦点内分弦时如图1,,所以图1(2) 当焦点外分弦时(此时曲线为双曲线)如图2,,所以图2评注 特别要注意焦点外分焦点弦(此时曲线为双曲线)和内分焦点弦时公式的不同,这一点很容易不加区别而出错例1(2009年高考全国卷Ⅱ理科题)已知双曲线的右焦点为,过且斜率为的直线交于两点若,则的离心率为( )解 这里,所以,又,代入公式得,所以,故选例2(2010年高考全国卷Ⅱ理科第12题)已知椭圆的离心率为过右焦点且斜率为的直线于相交于两点,若,则( )解 这里,,设直线的倾斜角为,代入公式得,所以,所以,故选。
例3 (08高考江西卷理科第15题)过抛物线的焦点作倾斜角为的直线,与抛物线交于两点(点在轴左侧),则有____图3解 如图3,由题意知直线与抛物线的地称轴的夹角,当点在轴左侧时,设,又,代入公式得,解得,所以例4 (2010年高考全国卷Ⅰ理科第16题)已知是椭圆的一个焦点,是短轴的一个端点,线段的延长线交于点,且,则的离心率为___解 设直线与焦点所在的轴的夹角为,则,又,代入公式得,所以例5(自编题)已知双曲线的离心率为,过左焦点且斜率为的直线交的两支于两点若,则___解 这里,,因直线与左右两支相交,故应选择公式,代入公式得,所以所以,所以定理2 已知点和直线是离心率为的圆锥曲线的焦点和对应准线,焦准距(焦点到对应准线的距离)为过点的弦与曲线的焦点所在的轴的夹角为,则有证明 设点在准线上的射影分别为,过点作轴的垂线交直线于点,交直线于点由圆锥曲线的统一定义得,,所以图4(1)当焦点内分弦时如图4,,所以较长焦半径,较短焦半径2)当焦点外分弦时(此时曲线为双曲线)图5如图5,,所以,所以较长焦半径,较短焦半径综合(1)(2)知,较长焦半径,较短焦半径焦点弦的弦长公式为特别地,当曲线为无心曲线即为抛物线时,焦准距就是径之半,较长焦半径,较短焦半径,焦点弦的弦长公式为。
当曲线为有心曲线即为椭圆或双曲线时,焦准距为注 由上可得,当焦点内分弦时,有 当焦点外分弦时,有 例6 (2009年高考福建卷理科第13题)过抛物线的焦点作倾斜角为的直线,交抛物线于两点,若线段的长为8,则___解 由抛物线焦点弦的弦长公式为得,,解得例7(2010年高考辽宁卷理科第20题)已知椭圆的右焦点为,经过且倾斜角为的直线与椭圆相交于不同两点,已知1)求椭圆的离心率;(2)若,求椭圆方程解 (1)这里,,由定理1的公式得,解得2)将,代入焦点弦的弦长公式得,,解得,即,所以①,又,设,代入①得,所以,所以,故所求椭圆方程为例8(2007年重庆卷第16题)过双曲线的右焦点作倾斜角为的直线,交双曲线于两点,则的值为___解 易知均在右支上,因为,离心率,点准距,因倾斜角为,所以由焦半径公式得,例9 (由2007年重庆卷第16题改编)过双曲线的右焦点作倾斜角为的直线,交双曲线于两点,则的值为___解 因为,离心率,点准距,因倾斜角为,所以注意到分别在双曲线的两支上,由焦半径公式得, 例10 (2007年高考全国卷Ⅰ)如图6,已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线交椭圆于两点,过的直线交椭圆于两点,且。
求四边形面积的最小值图6解 由方程可知,,则设直线与轴的夹角为,因为,所以直线与轴的夹角为代入弦长公式得,,故四边形的面积为,所以四边形面积的最小值为 Word 资料。