2023届高考数学二轮复习大题专讲专练 第26讲 焦点弦结论(含解析)

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2023届高考数学二轮复习大题专讲专练 第26讲 焦点弦结论(含解析)

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第26讲 焦点弦结论
如果圆锥曲线的一条弦所在的直线经过焦点,则称此弦为焦点弦.圆锥曲线的焦点弦问题涉及离心率、直线斜率(或倾斜角)、定比分点(向量)、焦半径和焦点弦长等有关知识.焦点弦是圆锥曲线中比较综合的考点,下面介绍圆锥曲线有关焦点弦问题的几个重要公式及应用.
椭圆焦点弦结论
结论:和分别为椭圆的左、右焦点,是过左焦点倾斜角为的弦,点在轴上方,是过右焦点倾斜角为的弦,点在轴上方,则焦半径公式:,
,,
焦点弦长公式:,.
焦点分弦公式:,.
时,.
同理可求得焦点在轴上的过焦点弦长为.
结论:椭圆过焦点弦长公式:.
【例1】如下图所示,已知倾斜角为的直线过椭圆的左焦点,且与椭圆交于,两点,推导下面结论:
(1)若(或,求离心率.
(2)求弦的长.
(3)求面积的取值范围.
【例2】直线经过椭圆右焦点,且与椭圆交于两点,若,求直线的方程.
【例3】设椭圆的右焦点为,过点的直线与椭圆交于,两点,直线的倾斜角为,求椭圆的离心率.
【例4】点分别为椭圆1的左、右焦点,若过点的直线交椭圆于两点,过点的直线交椭圆于,两点,且,求的最小值.
抛物线焦点弦结论
与抛物线焦点弦长相关的结论:
设为过抛物线焦点的弦,,直线的倾斜角为,则
(1).
(2),.
(3).
(4);.
若或,则.
(5).
(6).
【例1】已知抛物线y2=4x,焦点为点F,过点作直线与抛物线交于两点,已知线段的中点的横坐标为3,求弦的长度.
【例2】已知直线经过抛物线的焦点,且与抛物线相交于两点,若直线的倾斜角为,求的值.
【例3】已知抛物线与直线交于两点,为坐标原点,直线过抛物线的焦点,且面积为,求直线的方程.第26讲 焦点弦结论
如果圆锥曲线的一条弦所在的直线经过焦点,则称此弦为焦点弦.圆锥曲线的焦点弦问题涉及离心率、直线斜率(或倾斜角)、定比分点(向量)、焦半径和焦点弦长等有关知识.焦点弦是圆锥曲线中比较综合的考点,下面介绍圆锥曲线有关焦点弦问题的几个重要公式及应用.
椭圆焦点弦结论
结论:和分别为椭圆的左、右焦点,是过左焦点倾斜角为的弦,点在轴上方,是过右焦点倾斜角为的弦,点在轴上方,则焦半径公式:,
,,
焦点弦长公式:,.
焦点分弦公式:,.
时,.
同理可求得焦点在轴上的过焦点弦长为.
结论:椭圆过焦点弦长公式:.
【例1】如下图所示,已知倾斜角为的直线过椭圆的左焦点,且与椭圆交于,两点,推导下面结论:
(1)若(或,求离心率.
(2)求弦的长.
(3)求面积的取值范围.
【解析】(1)焦半径公式推导:在中,由余弦定理.
由得.同理,在中,.
焦点分弦公式推导:
若,(或),则,即.
(2)焦点弦公式推导:.
(3)三角形面积公式推导:.
【例2】直线经过椭圆右焦点,且与椭圆交于两点,若,求直线的方程.
【解析】∵直线经过椭圆的右焦点,且,∴直线的斜率存在,设直线的 率为,且,
则直线的方程为,与椭圆的方程联立并消去得,
设点,点,则,
∴,解得.
∴直线的方程为或.
注意:可用焦点弦长公式验证答案:,可得.
解得.
∴直线的方程为或.
【例3】设椭圆的右焦点为,过点的直线与椭圆交于,两点,直线的倾斜角为,求椭圆的离心率.
【解析】设点的倾斜角为,,∴.
设,则,.
由得.联立得,
又,∴,∴,.
又,∴,,
即,即,.
注意:可用焦点分弦公式推导来验证答入:可得.
【例4】点分别为椭圆1的左、右焦点,若过点的直线交椭圆于两点,过点的直线交椭圆于,两点,且,求的最小值.
【解析】(1)当斜率为0时,.
(2)当斜率不存在时,也有.
(3)当斜率存在且不为0时,设斜率为,则方程为.
设点,点,联立得.
易知,且.
由弦长公式得.
设点,点.
∵,∴直线的斜率为,∴,


∵,当且仅当,即时,取等号,.
显然,∴的最小值为.
注意:可用焦点弦长公式验证答案:

抛物线焦点弦结论
与抛物线焦点弦长相关的结论:
设为过抛物线焦点的弦,,直线的倾斜角为,则
(1).
(2),.
(3).
(4);.
若或,则.
(5).
(6).
【例1】已知抛物线y2=4x,焦点为点F,过点作直线与抛物线交于两点,已知线段的中点的横坐标为3,求弦的长度.
【解析】∵抛物线为,∴,设两点横坐标分别为,
∵线段的中点的横坐标为3,则,即,
∴.
【例2】已知直线经过抛物线的焦点,且与抛物线相交于两点,若直线的倾斜角为,求的值.
【解析】∵直线的倾斜角为,∴其斜率,又由于点,∴直线的方程为.
联立,消去得,
设点,点,则..
用焦点弦公式验证:.
【例3】已知抛物线与直线交于两点,为坐标原点,直线过抛物线的焦点,且面积为,求直线的方程.
【解析】设直线的方程为,则,则,∴,
∴.
联立,整理得,∴,∴,
∴,∴直线的方程为.
用抛物线焦点弦的结论验证答案:.

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