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圆锥曲线焦点弦公式及应用
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F是离心率为罔的圆锥曲线U的焦点,过点IF的弦*召与的 焦点所在的轴的夹角为9,且曲二肿巩肚1)。( 1)当焦点|召分弦朋时,有 e cos ^ = ——I
丸+ 1;( 2)当焦点应外分弦乂百时(此时曲线为双曲线),有
口八1|
g CQS =
I。
证明设直线F是焦点F所对应的准线,点凡用在直线'上的射影分别为
A禺,点月在直线皿丄上的射影为“。由圆锥曲线的统一定义得,
,所以DJ7昭
,所以
DJ7
昭 ,A^ =
如图1,
如图1,
丸41
(1)当焦点”分弦/丑时
ABF 肿
「冲口 w cgj?敷网-酬1
_ e w _ 見 T
AB ~ AF^rBF
~ (見+ 1)方斤_总(乂_1)
,所以
图1
图1
(2)当焦点L外分弦I…匸时(此时曲线为双曲线)
如图2,ABF
如图2,
ABF 肋 +
2十1
AM
=
AB
e(Z-l)
,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)和分焦点弦时公式 的不同,这一点很容易不加区别而出错。
2 2 C*刍-务=1債沁上>0)
例1 (2009年高考全国卷U理科题)已知双曲线 肚B 的
右焦点为’,过'且斜率为'的直线交:于'一两点。若,则 的 离心率为()
“ 6
7
心2
小9
A-
S.
C -
D.—
5
5
5
5
解这里2伽日二筋,所以&二机T,又^ = 4|,代入公式得"4+i ,
_ 6
所以"”,故选,。
例2 (2010年高考全国卷U理科第12题)已知椭圆
(7:{+斗=讹"丸) — —小丨 I I
a占 的离心率为?。过右焦点且斜率为才〔七」」)的直线于c
相交于几旧两点,若丽"而,则七.()
A1 B^2 C J5 D.2
解这里 Z, 2 ,设直线的倾斜角为& ,代入公式得
V
~2
2
,所以
CCS F = -^=
<3
,所以
上二tan8二庞,故选另
2 -
例3( 08高考卷理科第15题)过抛物线"-":1的焦点-作倾斜角
为页'的直线,与抛物线交于ArB
为页'的直线,与抛物线交于
ArB两点(点」在F轴左侧),则有声用
图3
轴左侧时,设J>1,代入公式得
轴左侧时,设
J>1
,代入公式得
解如图3,由题意知直线L」订与抛物线的地称轴的夹角■…,当点「在「
2-\
cos 6(T =——
入+1
曲 1
曲 1
例4 (2010年高考全国卷I理科第16题)已知F是椭圆?的一个焦点,
丘是短轴的一个端点,线段 貯的延长线交U于点Q|,且丽=2丽,则U的离
心率为
解设直线月D与焦点所在的轴的夹角为
解设直线月D与焦点所在的轴的夹角为9,则
沪二丄
所以
3
代入公式得
例5 (自编题)已知双曲线(7:
例5 (自编题)已知双曲线
(7:耳一益=1 仗 AO/nO) a h
,过左
焦点F且斜率为心°的直线交°的两支于已月两点。若网胡财|,则―
込因直线卫丘与左右两支相交,故应选择公式几-
込因直线卫丘与左右两支相交,故应选择公式
几-1,代入公式得
3 3-1
,所以 2所以
,所以
k - tan 30' -
定理2已知点尸和直线/是离心率为?的圆锥曲线C的焦点和对应准线,焦
准距(焦点到对应准线的距离)为 戸。过点耳的弦乂丘与曲线O的焦点所在的轴
廖=缽
的夹角为恥*阿,则有 FF。
证明设点IF在准线/上的射影分别为儿久丹,过点歹作轴卩丹的垂线
交直线朋1于点加,交直线B鸟于点。由圆锥曲线的统一定义得,
\AF\ _ _ \B^
両-八画,所以濟|二召屮| ?阿|=舀|华|
图4(1)当焦点.分弦「时。如图4,匕-「扁」丄'一二:-丽卜丽-
图4
(1)当焦点.分弦「时。如图4,匕-「扁」丄'一二:-
丽卜丽-1砌p_丽匠⑥的F云叭両丽二
。
十 AF cqs &
?
\AF\ =—聖一 \BF\=—聖—
所以较长焦半径 1 -呛心,较短焦半径 1+呻"
所以
\AB\ = \AF\^r\BF =
矽 + 零 _ 2sp
1 —cosB l + ecos^ 1 - e2 cos2 9
(2)当焦点.外分弦…时(此时曲线为双曲线)
图
图5
如图5,倒卜|桃卜同皿卜同刊闪詔-用 |溜卜|阳1| —|恥卜/■ —|防|切“
。
所以AF = & - P\ |5J| =蓟声一所以\AF,较短焦半径
所以
AF = & - P\ |5J| =蓟声一
所以
\AF
,较短焦半径
\BF[- 聖—
腰血3 + 1 。
?cos^-1
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