圆锥曲线知识点整理
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圆锥曲线
一、椭圆
1. 椭圆的定义
平面内与两个定点、的距离的和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆。 ||FFFF2211
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫椭圆的焦距。
其中,常数=2,焦距=2c ||FFa21
符号
表
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示:PFPFa,,2 (2)aFF, 1212
【注意】 2aFF,时表示椭圆,2aFF,时表示线段,2aFF,时不存在 FF121212212(椭圆的标准方程及几何性质
X型 Y型
2222xyyx,,1,,1() () ab,,0ab,,0标准方程 2222abab
y2 y a y, B c2 A2 x O 图 形 F FAAF22112 B B O 12x B F 11 22 Aaa12 x,x,,a cy,,cc
xaaybb,,,,,;,xbbyaa,,,,,;, ,,,,,,,,范 围
AaAa,,0;,0;AaAa0,;0,;,,,,,,,,,1212 顶 点 BbBb0,;0,,BbBb,,0;,0,,,,,,,,1212
FcFc,,0;,0FcFc0,;0,, ,,,,,,,,焦 点 1212
22aa准 线 x,,y,, cc
PFaex,+PFaex,-PFaey,+PFaey,-; ; 焦半径 1212
c 离心率 ee,,,0,1;越接近1,椭圆越扁,越接近0,椭圆越圆 ee,,a
对称性 关于坐标轴成轴对称,关于原点中心对称
22b通 径 a
.
.
轴 长轴的长,短轴的长 AAa,2BBb,2AABB12121212
=2c ||FF21焦 距
abc、、222abc=+ 的关系
3(焦点三角形
22xy,,1 点P在椭圆()上 ab,,0 y22abP 1) 的周长:Cac=2+ PFF,,PFF1212I
OM 2)的最大面积: Sbc=PFF xPFFmax1212 FF12Q
Q3)连接延长交椭圆于,则的 PQFPF12
周长: Ca=4PQF2
2Scyycyyyy=-=+-,,4)的面积: PQF,,PQF21212122
,2btan,22P5)若,则,点到轴的距离: Sb=tan,,FPF,x12PFF12c2
2bS= 【注】双曲线的焦点三角形面积公式: PFF12,tan2
Pb0,,6)取最大值时, ,FPF,,12
PFPF,Pb0,,7)取最大值时, ,,12
sin+,,,,e=8) ,时,离心率是: ,,PFF,,,PFF,1212sin+sin,,
aPMI9)中,点为三角形内心,为的角平分线,则: PFF,FPFPIIM:,1212c
5(求标准方程——待定系数法
1)定位置:根据条件确定椭圆的焦点在哪条坐标轴上
2)设方程:有两种方法:
2222xyyx,,1,,1 1?根据焦点位置,设方程为(ab,,0)或(ab,,0) 2222abab
22(0,0,)mnmn,,, 2?设一般式方程(整式方程): mxny,,1.
.
3)列方程:根据条件列出关于、(或、)的方程组 bamn
4)求 解:解方程组,将所求相应值代入所求方程并写成标准形式 6(求离心率
求a,c 方法1: ,,求离心率:e,a求c,
222,abc=+ 方法2: ,求e,再找一个关于、、的齐次方程式abc,
方法3:几何法,借助椭圆中的几何关系
二、双曲线
1( 双曲线的定义
平面内与两个定点、的距离的差的绝对值等于常数(小于且不等于0)的点||FFFF2211
的轨迹叫做双曲线
这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点的距离叫双曲线的焦距。 ||FF21
其中,常数=2,焦距=2c ||FFa21
符号表示: () 02||,,aFF||||||2PFPFa,,1212
【注意】
1) 双曲线的定义应注意差的绝对值2满足 02||,,aFFa12
若2=0a,动点的轨迹表示的中垂线 FF21
2=aFF若,动点的轨迹表示以、为端点向外的两条射线 FF2211
2>aFF若,动点的轨迹不存在 21
P2) 在双曲线的定义中,为动点:
若,曲线只表示焦点所对应的一支双曲线 ||||2PFPFa,,F122
若,曲线只表示焦点所对应的一支双曲线 ||||2PFPFa,,,F121
22223) 判定双曲线的焦点在哪条轴上,不像椭圆比较的分母大小,而是看的xy、xy、
系数的符号(方程的右边等于1),焦点在系数为正的那条轴上 2( 双曲线的标准方程及几何性质
X型 Y型
2222xyyx-1,-1,ab,,00,ab,,00,() () 标准方程 2222abab.
.
y y
2 Fa2 By,2 Ac2 图 形
BxAB A OO11222 xFFa12 Ay,-1 Bc1 F1
22 aa x,-x, cc
xaayR,,,,,,,,+; xRyaa,,,,,,,;,, ,,,,,,,,范 围
AaAa,,0;,0 AaAa0,;0,, ,,,,,,,,顶 点 1212
FcFc,,0;,0 FcFc0,;0,, ,,,,,,,,焦 点 1212
22aa准 线 x,,y,, cc
ba yx=,yx=,渐近线 ab
PFexa,+PFexa,-PFeya,+PFeya,-; ; 焦半径 1212
c 离心率 ;越小,开口越狭窄,越大,开口越开阔 ee,,,,1,+ee,,a
对称性 关于坐标轴成轴对称,关于原点中心对称
22b通 径 a
实、虚轴 AAa,2线段叫做双曲线的实轴,它的长,叫做双曲线的实半轴长 AAa1212
BBb,2线段叫做双曲线的短轴,它的长,叫做双曲线的虚半轴长 bBB1212
=2c ||FF21焦 距
abc、、222cab=+ 的关系
3( 双曲线系方程
2222xyxy(0),,-=1-=,1)与共渐近线的双曲线系方程: 2222abab
22xymxny,=0(0),,-=,2)以为渐近线的双曲线系方程: 22nm
.
.
2222xyxy22(-,)kba,-=13)与-=1共焦点的双曲线系方程: ,,2222akbk-+ab
2222yxyx2kb,,(-,+),,1 【注】与,,1共焦点的椭圆系方程: ,,2222akbk++ab
22(0),,4) 等轴双曲线系方程(即的双曲线系方程): ab=xy-=,
y,,x 【注】等轴双曲线的性质: 渐近线互相垂直,渐近线方程为:
2222xyyx-=1-=1) 离心率为的双曲线系方程: 或 5e222222aea(-1)aea(-1)
2222xyxy-=-1-=16) 双曲线的共轭双曲线为 2222abab
11【注】共轭双曲线的性质: 1?+=1 2?四焦点共圆 22ee12
22 7)双曲线的一般式方程: () AB,0AxBy-=1
三、抛物线
1( 抛物线的定义:
F平面上到定点和定直线(Fl,)距离相等的点的轨迹叫做抛物线 l
定点F叫做抛物线的焦点,定直线l叫做抛物线的准线。 2( 抛物线的标准方程及几何性质
2222ypx,2ypx,,2xpy,2xpy,,2 标准方程
(0)p,(0)p,(0)p,(0)p,
y y y l lF o 图形 x o xo lF xF
pppp焦点 (,0)(,0),(0,),(0,)2222
ppppx,,y,, x,y,准线 2222
xR,;xR,; x,,0,+;x,,,,0; ,,,,范围 y,,0,+y,,,,0 ,,,,yR,yR,
pppp焦半径 PFx,+PFx,-PFy,+PFy,-00002222
y轴 对称轴 轴 x
(0,0) 顶点
2p过焦点并垂直于轴的弦称为通径,长度为 通径
.
.
离心率 e,1
lp>2【注】焦点弦长为()的弦有两条,且对称存在 l
3( 抛物线焦点弦的性质 y
2A (0)p,设是过抛物线焦点的弦 ABFypx,2
A'
Axy,Bxy,若,,则: ,,,,M 1122 ,
x OF 2B' p2B xx=1), yyp=-12124
2p2)弦长 ,ABxxp++=122,sin l(为弦AB的倾斜角) ,
112,, 3) FAFBp
AB为直径的圆与准线相切 4) 以弦l
5) A、O与B在准线上的射影B’三点共线;B、O与A在准线上的射影A’三点共线
2p, 6)S AOB2sin,
四、圆锥曲线知识拓展
1( 圆锥曲线的第二定义(统一定义)
平面上,到定点的距离与到定直线的距离的比e是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线。且当0
1时为双曲线。
这里的参数e就是圆锥曲线的离心率,它不仅可以描述圆锥曲线的类型,也可以描述圆锥曲线的具体形状,简言之,离心率相同的圆锥曲线都是相似图形。一个圆锥曲线,只要确定了离心率,形状就确定了。特别的,因为抛物线的离心率都等于1,所以所有的抛物线都是相似图形。
2( 圆锥曲线性质对比
圆锥曲线 椭圆 双曲线 抛物线
2222xyxy,,1,,1 22222标准方程 (0)p, ypx,2abab
ab,,0ab,,00,() ()
图形
xaa,,,; ,,xaa,,,,,,,+;x,,0,+; ,,,,,,范围 yR, yR,ybb,,, ,,
.
.
,aa,0;,0;,,,, 0,0,aa,0;,0 顶点 ,,,,,,0,;0,,bb,,,,
cc 离心率 ee,,,0,1ee,,,,1,+ e=1,,,,aa
PFaex,+ PFexa,+ 11p焦半径 PFx=+ PFaex,-PFexa,-222
b渐近线 —————— ————— yx=,a
对称性 关于坐标轴成轴对称,关于原点中心对称 关于x轴对称
pFcFc,,0;,0 焦点 (,0),,,,122
2pa准线 x,, x=, 2c
2b p焦准距 p= c
22b2p 通径 a
2xa=cos,,xa=sec,,,xpt=2,, ()t为参数()为参数()为参数参数方程 ,,,,,yb=sin,yb=tan,ypt=2,,,,,过圆锥曲线上一点 xxyyxxyy0000 yypxx=(+) +=1-=1002222xy,的切线方程 ,,abab00
p斜率为k的切线方222222 ykx=+ykxakb=+,ykxakb=-, 程 2k
五、直线与圆锥曲线
(一) 交点问题
22xylykxm:=+C:1,,1. 直线与椭圆: 22ab
ykxm,,,,222222222 消 yakxakmxamb 12-0,,,, ,,,,,xy,,1,22ab,
,,0:lC与相交于两点,
,,,0:lC与相切于一点 ,
,,,0:lC与相离,无交点,
22xylykxm:=+C:-1,2. 直线与双曲线: 22ab
.
. ykxm,,,,22222222222 消 ybakxakmxamab --2--0,,,,xy-1,,22ab,
b222bak-0,1)时,即时: k,,a
1?若,则直线为双曲线的渐近线 km,0Cl
2?若,则直线与双曲线相交于一点 km,0Cl
222bak-0,时,求出,(或判断,的符号) 2)
1?时,直线与双曲线相交于两点: ,,0Cl
xx,,0,12,〈?〉直线与双曲线的左支有2个交点: Clxx,,0,12
,,,0,
xx,,0,12,〈?〉直线与双曲线的右支有2个交点: Clxx,,0,12
,,,0,
xx,,0,12〈?〉直线与双曲线的左右支各有1个交点: Cl,,,0,
2?时,直线与双曲线相切于一点 ,,0Cl
3?时,直线与双曲线相离,无交点 ,,0Cl
2lykxm:=+3( 直线与抛物线: Cypx:2,
ykxm,,,222 消 ykxmkpxm 2-0,,,,,,2ypx,2,
lx1)k,0时:直线与抛物线C相交于一点,且此时轴 l
y ,,2)k,0时,求出(或判断的符号):
l,,0:lC与相交于两点,
,Axy, ,,11 ,,0:lC与相切于一点 ,
,,,0:lC与相离,无交点, xO
(二) 弦长公式
Bxy, ,,221( 一般弦长公式
222ABkxxkxxxx,,,,,,,1-1-4,,121212
112 1-1-4,,,,,,,yyyyyy,,12121222kk
.
.
2( 抛物线焦点弦长公式 yABpxx,++ (左、右开口) 12p Axy ,,,11 Ay '(-,)12或ABpyy,++ (上、下开口) 12
x O
pBxy , ,,22 By'(-,) 22
l
(三) 点差法——用于解决弦中点、中点弦、垂直平分及对称问题 1( 在椭圆中
2xb中)X型: 1k=-,2ay y中
l2xa中 2)Y型: k=-,Axy, 2,,11by中Mxy, ,,中中推导过程(以X型为例): x O
22,xyBxy, 11,,22,,1 ?,22,ab ,22xy,22,,1 ?22,ab,
?-?得:
xxxxyyyy,,--,,,,,,,,12121212,,022ab
yyyyxxxx,,--,,,,,,,,12121212,-22ba
2yybxx-,,,,,1212,-2xxayy-,,,,,1212
2xb中k,,-2ay中
2( 在双曲线中
2xb中1)X型: k=,2ay中
2xa中 2)Y型: k=,2by中
3( 在抛物线中
.
.
p21):k= ypx,2y中
p2k=-2): ypx,,2y中
x中2k=): 3xpy,2p
x中2k=-4): xpy,,2p
(四)韦达定理法
1(解题步骤:
1)设而不求:交点坐标一般只设不求
2)联立方程:将直线方程与曲线方程联立
3)消去变量:消或者消 yx
4)得到一元二次方程
,>0,
, 5) xx+,12
,xx,12
2(题型:
1)弦长、面积、垂直问题,直接套用韦达定理
2)直线过定点问题:
题目条件lykxmkmkx:=+=,,,,,与的关系(),韦达定理
,,ykx=(+)-,0直线过定点,,,,
3)求范围:
l与曲线联立,(两个交点),>0, ,另一条件,
,,+=0 4)证定值:(如,……)
5)求最值、判断有无最值
.