圆锥曲线统一性质问题探究.pdf
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- 圆锥曲线 统一 性质 问题 探究 下载 _其它资料_高考专区_数学_高中
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1、1 目录 一、几个统一定义 1椭圆、双曲线、抛物线的统一定义一 2椭圆、双曲线、抛物线的统一定义二 二、与焦半径相关的问题 3椭圆、双曲线、抛物线的切线与焦半径的性质(准线作法) 4椭圆、双曲线、抛物线的焦点在切线上射影的性质 5椭圆、双曲线、抛物线的焦半径圆性质 6椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦直径圆性质 7椭圆、双曲线、抛物线焦点三角形内切圆性质 三、与焦点弦相关的问题 8椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦性质(定值 1) 9椭圆、双曲线、抛物线的正交焦点弦性质(定值 2) 10椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦与其中垂线性质(定值 3) 11椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦性质 1(中点共线) 12椭圆、
2、双曲线、抛物线的焦点弦性质 2(三点共线) 13椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦性质 3(对焦点直张角) 14椭圆、双曲线、抛物线的相交焦点弦与准线关系 15椭圆、双曲线、抛物线的相交焦点弦与准线关系(角平分线) 16椭圆、双曲线、抛物线的相交弦与准线关系推广 17椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦直线被曲线及对称轴所分比之和为定值 18椭圆、双曲线、抛物线的焦半径向量模的比之和为定值 2 四、相交弦的蝴蝶特征 19椭圆、双曲线、抛物线的相交弦蝴蝶定理一 20椭圆、双曲线、抛物线的相交弦蝴蝶定理二 五、切点弦的相关问题 21椭圆、双曲线、抛物线的切点弦性质 1(等比中项) 22椭圆、双曲线、抛物线的切点
3、弦性质 2(倒数和 2 倍) 23椭圆、双曲线、抛物线的切点弦性质 3(外项积定值) 24椭圆、双曲线、抛物线的切点弦性质 4(平行线族) 25椭圆、双曲线、抛物线的切点弦性质 5(切点弦过定点) 六、等角问题 26椭圆、双曲线、抛物线的等角定理一 27椭圆、双曲线、抛物线的等角定理二 28椭圆、双曲线、抛物线的对称点共线 29椭圆、双曲线、抛物线的焦点对切线张角性质 30椭圆、双曲线、抛物线的共轭弦性质 七、与动弦中点相关的问题 31圆、椭圆、双曲线中点弦与中心性质 32圆、椭圆、双曲线切线与半径的斜率积为定值(中点弦的极限状态) 33椭圆、双曲线、抛物线的动弦中垂线性质 34椭圆、双曲线、
4、抛物线的定向弦中点轨迹 35椭圆、双曲线、抛物线的定点弦中点轨迹 八、数量积定值问题 3 36椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦张角向量点积为定值 37椭圆、双曲线、抛物线的定点弦张角向量点积为定值 九、其他重要性质 38圆锥曲面光线反射路径的性质 39椭圆、双曲线、抛物线的切线与割线性质 40椭圆、双曲线、抛物线的直周角性质 41椭圆、双曲线的 90 度的中心角性质 42圆、椭圆、双曲线上动点对直径端点的斜率积为定值 43椭圆、双曲线、抛物线的顶点对垂直弦连线交点轨迹对偶 44椭圆、双曲线、抛物线准线上点对焦点弦端点及焦点斜率成等差 45椭圆、双曲线、抛物线的焦点与切线的距离性质 46椭圆、双曲线
5、、抛物线的中心与共轭点距离等积 4 1椭圆、双曲线、抛物线的统一定义一 问题探究 1 动点 P 在圆 A: 22 ()4xy上运动,定点( ,0)B,则 (1)线段QB的垂直平分线与直线QA的交点P的轨迹是什么? (2)若BMtMQ ,直线l过点M,与直线QA的交于点P,则点 P 轨迹又是什么? 实验成果动态课件 定圆上一动点与圆内一定点的垂直平 分线与其半径的交点的轨迹是椭圆 备用课件 定圆上一动点与圆外一定点的垂直平 分线与其半径所在直线的交点的轨迹 是双曲线 备用课件 定直线(无穷大定圆)上一动点与圆外 一定点的垂直平分线与其半径所在直 线的交点的轨迹是抛物线 备用课件 5 2椭圆、双曲
6、线、抛物线的统一定义二 问题探究 2 已知定点( 1,0)A ,定直线 1 l:3x ,动点N在直线 1 l上,过点N且与 1 l垂直的直线 2 l上有一动点 P,满 足 PA PN ,请讨论点 P 的轨迹类型. 实验成果动态课件 动点到一定点与到一定直线的距离之 比为小于 1 的常数,则动点的轨迹是 椭圆 备用课件 动点到一定点与到一定直线的距离之 比为大于 1 的常数,则动点的轨迹是 双曲线 备用课件 动点到一定点与到一定直线的距离之 比为等于 1 的常数,则动点的轨迹是 抛物线 备用课件 6 3椭圆、双曲线、抛物线的切线与焦半径的性质(准线作法) 问题探究 3 已 知 两 定 点( 1,
7、0), (1,0)AB, 动 点P满 足 条 件8PAPB, 另 一 动 点Q 满 足 0,()0 PAPB QB PBQP PAPB ,求动点 Q 的轨迹方程. 实验成果动态课件 椭圆上一点处的切线与该点的焦半径 的过相应焦点的垂线的交点的轨迹为 椭圆相应之准线 备用课件 双曲线上一点处的切线与该点的焦半 径的过相应焦点的垂线的交点的轨迹 为双曲线相应之准线 备用课件 抛物线上一点处的切线与该点的焦半 径的过相应焦点的垂线的交点的轨迹 为抛物线之准线 备用课件 7 4椭圆、双曲线、抛物线的焦点在切线上射影的性质 问题探究 4 已知两定点( 2,0), (2,0)AB,动点P满足条件2PAPB
8、,动点 Q 满足()0 PAPB QB PAPB , ()0 PAPB QP PAPB ,求动点 Q 的轨迹方程. 实验成果动态课件 焦点在椭圆切线上的射影轨迹是以 长轴为直径的圆 备用课件 焦点在双曲线切线上的射影轨迹是 以实轴为直径的圆 备用课件 焦点在抛物线切线上的射影轨迹是 切抛物线于顶点处的直线(无穷大 圆) 备用课件 8 5椭圆、双曲线、抛物线的焦半径圆性质 问题探究 5 1已知动点 P 在椭圆 22 1 43 xy 上,F 为椭圆之焦点,0PMFM ,探究2 OMPF 是否为定值 2已知点 P 在双曲线 22 1 43 xy 上,F 为双曲线之焦点,0PMFM ,探究2 OMPF
9、 是否为定值 实验成果动态课件 椭圆中以焦半径为直径的圆必与长 轴为直径的圆相切(此圆与椭圆内 切) 备用课件 双曲线中以焦半径为直径的圆必与 实轴为直径的圆相切 (此圆与双曲线 外切) 备用课件 抛物线中以焦半径为直径的圆必与 切于抛物线顶点处的直线相切 (此圆 无穷大与曲线外切) 备用课件 9 6椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦直径圆性质 问题探究 6 过抛物线yx4 2 上不同两点 A、B 分别作抛物线的切线相交于 P 点,. 0PBPA (1)求点 P 的轨迹方程; (2)已知点 F(0,1) ,是否存在实数使得0)( 2 FPFBFA?若存在,求出的值,若不存在, 请说明理由. 实验成果
10、动态课件 椭圆中以焦点弦为直径的圆必与准 线相离 备用课件 双曲线中以焦点弦为直径的圆必与 准线相交 备用课件 抛物线中以焦点弦为直径的圆必与 准线相切 备用课件 10 7椭圆、双曲线、抛物线焦点三角形内切圆性质 问题探究 7 1已知动点 P 在椭圆 22 1 43 xy 上, 12 ,F F为椭圆之左右焦点,点G为 12 FPF的内心,试求点G的轨迹 方程. 2已知动点 P 在双曲线 22 1 43 xy 上, 12 ,F F为双曲线之左右焦点,圆G是 12 FPF的内切圆,探究圆G 是否过定点,并证明之. 实验成果动态课件 椭圆中焦点三角形的内切圆圆心轨迹是 以原焦点为顶点的椭圆 备用课件
11、 双曲线中焦点三角形的内切圆圆心轨迹 是以过原顶点的两平行开线段(长为 2b) 备用课件 抛物线中焦点三角形(另一焦点在无穷远 处)的内切圆圆心轨迹是以原焦点为顶点 的抛物线 备用课件 11 8椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦性质(定值 1) 问题探究 8 已知椭圆 22 1 43 xy , 1 F为椭圆之左焦点,过点 1 F的直线交椭圆于 A,B 两点,是否存在实常数,使 ABFA FB 恒成立.并由此求AB的最小值.(借用柯西不等式) 实验成果动态课件 椭圆的焦点弦的两个焦半径倒数之和为 常数 11 112 |AFBFep 备用课件 双曲线的焦点弦的两个焦半径倒数之和 为常数 AB在同支 11
12、 112 |AFBFep AB在异支 11 112 | |AFBFep 备用课件 抛物线的焦点弦的两个焦半径倒数之和 为常数 112 |AFBFep 备用课件 12 9椭圆、双曲线、抛物线的正交焦点弦性质(定值 2) 问题探究 9 已知椭圆 22 1 43 xy , 1 F为椭圆之左焦点, 过点 1 F的直线 12 ,l l分别交椭圆于A, B两点和C, D两点, 且 12 ll, 是否存在实常数,使ABCDABCD 恒成立.并由此求四边形 ABCD 面积的最小值和最大值. 实验成果动态课件 椭圆互相垂直的焦点弦倒数之和为常数 ep e CDAB2 2 | 1 | 1 2 备用课件 双曲线互相
13、垂直的焦点弦倒数之和为常 数 ep e CDAB2 |2| | 1 | 1 2 备用课件 抛物线互相垂直的焦点弦倒数之和为常 数 ep e CDAB2 2 | 1 | 1 2 备用课件 13 10椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦与其中垂线性质(定值 3) 问题探究 10 已知椭圆 22 1 43 xy , 1 F为椭圆之左焦点,过点 1 F的直线交椭圆于 A,B 两点,AB中垂线交x轴于点 D, 是否存在实常数,使 1 ABFD 恒成立? 实验成果动态课件 设椭圆焦点弦 AB 的中垂线交长 轴于点 D,则DF与AB之 比为离心率的一半(F 为焦点) 备用课件 设双曲线焦点弦 AB 的中垂线交 焦点
14、所在直线于点 D,则DF 与AB之比为离心率的一半 (F 为焦点) 备用课件 设抛物线焦点弦 AB 的中垂线与 对称轴交于点 D,则DF与 AB之比为离心率的一半(F 为焦点) 备用课件 14 11椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦性质 1(中点共线) 问题探究 11 已知椭圆 22 1 43 xy , 1 F为椭圆之左焦点,过点 1 F的直线 1 l交椭圆于 A,B 两点,直线 2 l:4x 交x轴于 点 G,点,A B在直线 2 l上的射影分别是,N M,设直线,AM BN的交点为 D,是否存在实常数,使 1 GDDF 恒成立. 实验成果动态课件 椭圆的焦点弦的端点在相应准线上 的投影与端点的交
15、叉连线与对称轴 的交点平分焦点与准线与对称轴的 交点线段 备用课件 双曲线的焦点弦的端点在相应准线 上投影与端点的交叉连线与对称轴 的交点平分焦点与准线与对称轴的 交点线段 备用课件 抛物线的焦点弦的端点在相应准线 上投影与端点的交叉连线与对称轴 的交点平分焦点与准线与对称轴的 交点线段 备用课件 15 12椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦性质 2(三点共线) 问题探究 12 已知椭圆 22 1 43 xy , 1 F为椭圆之左焦点,过点 1 F的直线 1 l交椭圆于 A,B 两点,,C D分别为椭圆的左、 右顶点,动点P满足,PAAD PCCB 试探究点P的轨迹. 实验成果动态课件 椭圆焦点弦端
16、点 A、 B 与另一顶点 D 连线与相应准线的交点 N、 M, 则 N、 C、B 三点共线,M、C、A 三点共 线 备用课件 双曲线焦点弦端点 A、B 与另一顶 点 D 连线与相应准线的交点 N、 M, 则 N、C、B 三点共线,M、C、A 三点共线 备用课件 抛物线焦点弦端点 A、B 与另一顶 点 D 连线与相应准线的交点 N、 M, 则 N、C、B 三点共线,M、C、A 三点共线(抛物线的 D 点在无穷远 处). 备用课件 16 13椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦性质 3(对焦点直张角) 问题探究 13 已知双曲线 22 1 31 xy , 1 F为双曲线之左焦点,过点 1 F的直线 1 l
17、交双曲线于 A,B 两点,,C D分别为双曲 线的左、 右顶点, 动点P满足 11 ,PAAD PCCB 动点Q满足 22 ,QAAC QBBD 试探究 1 PFQ 是否为定值. 实验成果动态课件 椭圆焦点弦端点 A、 B 与另一顶点 D 连线与相应准线的交点 N、M,则 11 NFMF 备用课件 双曲线焦点弦端点 A、B 与另一顶 点 D 连线与相应准线的交点 N、 M, 则 11 NFMF 备用课件 抛物线焦点弦端点 A、B 与另一顶 点 D 连线与相应准线的交点 N、 M, 则NFMF(抛物线的 D 点在无 穷远处) 备用课件 17 14椭圆、双曲线、抛物线的相交焦点弦与准线关系 问题探
18、究 14 已知椭圆 22 1 43 xy , 1 F为椭圆之左焦点,过点 1 F的直线 12 ,l l分别交椭圆于 A,B 两点和 C,D 两点,直线 2 l:4x ,直线 AD 交直线 2 l于点 P,试判断点 P、C、B 是否三点共线,并证明之. 实验成果动态课件 椭圆的任意两焦点弦端点所在直线交点的轨 迹是准线 备用课件 本性质还可解释圆也有准线(在无穷远处) , 因为当焦点逐步向中心靠拢时准线逐步外移 双曲线的任意两焦点弦端点所在直线交点的 轨迹是准线 备用课件 抛物线的任意两焦点弦端点所在直线交点的 轨迹是准线 备用课件 18 15椭圆、双曲线、抛物线的相交焦点弦与准线关系(角平分线
19、) 问题探究 15 已知椭圆 22 1 43 xy , 1 F为椭圆之左焦点,过点 1 F的直线 12 ,l l分别交椭圆于 A,B 两点和 C,D 两点,直线 3 l:4x ,直线 AD 交直线 3 l于点 P,试证明 11 PF APFD . 实验成果动态课件 椭圆的任意两焦点弦端点所在直线交 点必在准线上且交点与焦点的连线平 分 2 AF C 备用课件 双曲线的任意两焦点弦端点所在直线 交点必在准线上且交点和焦点的连线 平分 1 AFC 备用课件 抛物线的任意两焦点弦端点所在直线 交点必在准线上且交点和焦点的连线 平分AF D 备用课件 19 16椭圆、双曲线、抛物线的相交弦与准线关系推
20、广 问题探究 16 已知椭圆 22 1 84 xy ,过点(2,0)N的直线 12 ,l l分别交椭圆于 A,B 两点和 C,D 两点,设直线 AD 与直线 CB 交于点 P,试证明点 P 的轨迹为直线4x . 实验成果动态课件 过椭圆长轴上任意一点 N(0 , t)的两 条弦端点的直线的交点的轨迹是一定 直线 t a x 2 备用课件 过双曲线实轴上任意一点 N(0 , t)的 两条弦端点的直线的交点的轨迹是一 定直线 t a x 2 备用课件 过抛物线对称轴上任意一定点 N (0 , t) 的两条弦端点的直线的交点的 轨迹是一定直线tx 备用课件 20 17椭圆、双曲线、抛物线的焦点弦直线
21、被曲线 及对称轴所分比之和为定值 问题探究 17 已知椭圆 22 1 84 xy ,点 1 F为椭圆之左焦点,过点 1 F的直线 1 l分别交椭圆于 A,B 两点,设直线 AB 与y轴 于点M, 11 ,MAAF MBBF 试求的值. 实验成果动态课件 椭圆的焦点弦所在直线被曲线 及短轴直线所分比之和为定 值. 备用课件 双曲线的焦点弦所在直线被曲 线及虚轴直线所分比之和为定 值. 备用课件 过抛物线的焦点弦所在直线被 曲线及顶点处的切线所分比之 和为定值. 备用课件 21 18椭圆、双曲线、抛物线的焦半径向量模的比之和为定值 问题探究 18 已知方向向量为(1, 3)e 的直线l过点(0,
22、2 3)A和椭圆 22 22 :1 xy C ab (0)ab的焦点,且椭圆C的 中心O和椭圆的右准线上的点B满足:0,OB eABAO .求椭圆C的方程;设E为椭圆C上任一 点,过焦点 12 ,F F的弦分别为,ES ET,设 111 ,EFFS 222 EFFT ,求 12 的值. 实验成果动态课件 过椭圆上任点 A 作两焦点的焦点弦 AC, AB,其共线向量比之和为定值即 111 222 2 12 2 1 21 AFm FB AFm FB e mm e 定值 备用课件 过双曲线上任点 A 作两焦点的焦点弦 AC,AB,其共线向量比之和为定值即 111 222 2 12 2 1 21 AF
23、m FB AFm FB e mm e 定值 备用课件 (注:图中测算不是向量,故中间一式 用的是差) 由于抛物线的开放性,焦点只有一个, 故准线相应地替换了焦点,即 ? PA ? =m ? 1 ? AF ? PB ? =m ? 2 ? BF 备用课件 ? m ? 1 ? +m ? 2 ? =0 22 19椭圆、双曲线、抛物线的相交弦蝴蝶定理一 问题探究 19 已知椭圆 22 1 84 xy ,过点T(1,0)的直线 12 ,l l分别交椭圆于 A,B 两点和 C,D 两点,设直线 3 l过点 T 且 3 lx 轴,交 12 ,l l于点 N,M,试证明TN=TM. 实验成果动态课件 过椭圆长轴
24、所在直线上任意一点 T(0 , t)的两条弦端点的直线截过 T 点的垂线段相等 NTTM 备用课件 过双曲线实轴所在直线上任意一点 T (0 , t)的两条弦端点的直线截过 T 点的垂线段相等 NTTM 备用课件 过抛物线对称轴上任意一点 T(0 , t) 的两条弦端点的直线截过 T 点的垂线 段相等 NTTM 备用课件 23 20椭圆、双曲线、抛物线的相交弦蝴蝶定理二 问题探究 20 已知椭圆 22 1 84 xy ,过点(0,1)T的直线 12 ,l l分别交椭圆于 1122 ( ,), (,)A x yB xy两点和 3344 (,),(,)C xyD xy 两点,设直线 3 l过点 T
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