内容发布更新时间 : 2024/12/27 4:56:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
圆锥曲线
1.圆锥曲线的两定义:
第一定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点F1,F2的距离的和等于常数2a,且此常数2a一定要大于当常数等于
F1F2,
F1F2时,轨迹是线段F1F2,当常数小于
F1F2时,无轨迹;双曲线中,与两定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数2a,
且此常数2a一定要小于|F1F2|,定义中的“绝对值”与2a<|F1F2|不可忽视。若2a=|F1F2|,则轨迹是以F1,F2为端点的两条射线,若2a﹥|F1F2|,则轨迹不存在。若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
如方程(x?6)2?y2?(x?6)2?y2?8表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)
2.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):
x2y2y2x2(1)椭圆:焦点在x轴上时2?2?1(a?b?0),焦点在y轴上时2?2abab表示椭圆的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B,C同号,A≠B)。
若x,y?R,且3x2=1(a?b?0)。方程
Ax2?By2?C?2y2?6,则x?y的最大值是____,x2?y2的最小值是___(答:5,2)
x2y2(2)双曲线:焦点在x轴上:2?2aby2x2 =1,焦点在y轴上:2?2ab=1(a22。方程Ax?By?C表示双曲线?0,b?0)
的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B异号)。
如设中心在坐标原点O,焦点F1、F2在坐标轴上,离心率e?2的双曲线C过点P(4,?10),则C的方程为_______(答:
x2?y2?6)
(3)抛物线:开口向右时
y2?2px(p?0),开口向左时y2??2px(p?0),开口向上时x2?2py(p?0),开口向下时
x2??2py(p?0)。
3.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断):
(1)椭圆:由x如已知方程
2,
y2分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。
3x2y2??1表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是__(答:(??,?1)?(1,))
2m?12?m2(2)双曲线:由x,
y2项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上;
2(3)抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。 提醒:在椭圆中,a最大,a
4.圆锥曲线的几何性质:
?b2?c2,在双曲线中,c最大,c2?a2?b2。
x2y2(1)椭圆(以2?2?1(a?b?0)为例):①范围:?a?x?a,?b?y?b;②焦点:两个焦点(?c,0);③对称性:
ab两条对称轴x?0,y?0,一个对称中心(0,0),四个顶点(?a,0),(0,?b),其中长轴长为2a,短轴长为2b;④准线:两条准线a2x??cc,椭圆?0?e?1,e越小,椭圆越圆;e越大,椭圆越扁。 a25x2y210如(1)若椭圆,则m的值是__(答:3或); ??1的离心率e?355m; ⑤离心率:e?(2)以椭圆上一点和椭圆两焦点为顶点的三角形的面积最大值为1时,则椭圆长轴的最小值为__(答:22)
x2y2??1(a?0,b?0)为例)(2)双曲线(以:①范围:x??a或x?a,y?R;②焦点:两个焦点(?c,0);③对称a2b2性:两条对称轴x?0,y?0,一个对称中心(0,0),两个顶点(?a,0),其中实轴长为2a,虚轴长为2b,特别地,当实轴和虚轴的
2ac长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为x2?y2?k,k?0;④准线:两条准线x??; ⑤离心率:e?,双曲线?e?1,
cab等轴双曲线?e?2,e越小,开口越小,e越大,开口越大;⑥两条渐近线:y??x。
a
1
py2?2px(p?0)为例):①范围:x?0,y?R;②焦点:一个焦点(,0),其中p的几何意义是:焦点到准线
2cp的距离;③对称性:一条对称轴y?0,没有对称中心,只有一个顶点(0,0);④准线:一条准线x??; ⑤离心率:e?,抛物
a2线?e?1。
(3)抛物线(以
如设a?0,a?R,则抛物线y?4ax2的焦点坐标为________(答:(0,1; ))
16a22x0y0x2y25、点P(x0,y0)和椭圆2?2?1(a?b?0)的关系:(1)点P(x0,y0)在椭圆外?2?2?1;(2)点P(x0,y0)在椭
abab2222x0y0x0y0圆上?2?2=1;(3)点P(x0,y0)在椭圆内?2?2?1
abab
6.直线与圆锥曲线的位置关系:
?直线与椭圆相交; ??0?直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有??0,当直线与双曲线的
渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故??0是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;??0?直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有??0,当直线与抛物线的对称轴平行时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故??0也仅是
(1)相交:??0直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。
?直线与椭圆相切;??0?直线与双曲线相切;??0?直线与抛物线相切;
(3)相离:??0?直线与椭圆相离;??0?直线与双曲线相离;??0?直线与抛物线相离。
(2)相切:??0
提醒:(1)直线与双曲线、抛物线只有一个公共点时的位置关系有两种情形:相切和相交。如果直线与双曲线的渐近线平行时,直线与
x2y2双曲线相交,但只有一个交点;如果直线与抛物线的轴平行时,直线与抛物线相交,也只有一个交点;(2)过双曲线2?2=1外一点
abP(x0,y0)的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:①P点在两条渐近线之间且不含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线
和分别与双曲线两支相切的两条切线,共四条;②P点在两条渐近线之间且包含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和只与双曲线一支相切的两条切线,共四条;③P在两条渐近线上但非原点,只有两条:一条是与另一渐近线平行的直线,一条是切线;④P为原点时不存在这样的直线;(3)过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点:两条切线和一条平行于对称轴的直线。
7、焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题: S时,Smax的最大值为bc;对于双曲线S?b2tan?2?c|y0|,当|y0|?b即P为短轴端点
?b2tan?2。 如 (1)短轴长为
5,
y2?1上一点,F1,F2为双曲线的两个焦点,且PF练习:点P是双曲线上x?1PF2122=24,求?PF1F2的周长。
8、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质:(1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;(2)设AB为焦点弦, M为准线与x轴的交点,则∠AMF=∠BMF;(3)设AB为焦点弦,A、B在准线上的射影分别为A1,B1,若P为A1B1的中点,则PA⊥PB;(4)若AO的延长线交准线于C,则BC平行于x轴,反之,若过B点平行于x轴的直线交准线于C点,则A,O,C三点共线。
9、弦长公式:若直线
y?kx?b与圆锥曲线相交于两点A、B,且x1,x2分别为A、B的横坐标,则AB=1?k2x1?x2=,若
y1,y2。特别
分别为A、B的纵坐标,则
AB=
1?1y1?y22k,若弦AB所在直线方程设为x?ky?b,则AB1?k2y1?y2地,焦点弦(过焦点的弦):焦点弦的弦长的计算,一般不用弦长公式计算,而是将焦点弦转化为两条焦半径之和后,利用第二定义求解。
10、圆锥曲线的中点弦问题:遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解。
b2x0x2y2在椭圆2?2?1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=-2abay0弦所在直线的方程: 垂直平分线的方程:
;
b2x0x2y2在双曲线2?2?1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=2abay0
;在抛物线
y2?2px(p?0)中,以P(x0,y0)为中点
2
的弦所在直线的斜率k=
py0。
提醒:因为??0是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验??0!
11.了解下列结论
x2y2xy的渐近线方程为??0; ??1aba2b2bx2y2x2y2(2)以y??x为渐近线(即与双曲线共渐近线)的双曲线方程为?2?1?2??(?为参数,?≠0)。 22aabab(1)双曲线
(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为mx2?ny2?1;
,抛物线的通径为2p,
2b2(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为
a焦准距为p;
(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;
2b2,焦准距(焦点到相应准线的距离)为
cp2,y1y2??p2 (6)若抛物线y?2px(p?0)的焦点弦为AB,A(x1,y1),B(x2,y2),则①|AB|?x1?x2?p;②x1x2?42(7)若OA、OB是过抛物线y?2px(p?0)顶点O的两条互相垂直的弦,则直线AB恒经过定点(2p,0)
12.圆锥曲线中线段的最值问题:
例1、(1)抛物线C:y2=4x上一点P到点A(3,4
2)与到准线的距离和最小,则点 P的坐标为______________ (2)抛物线C: y2=4x上一点Q到点B(4,1)与到焦点F的距离和最小,则点Q的坐标为 。 分析:(1)A在抛物线外,如图,连PF,则距离和最小。
(2)B在抛物线内,如图,作QR⊥l交于R,则当B、Q、R三点共线时,距离和PH?PF,因而易发现,当A、AQHPFBP、F三点共线时,最小。 解:(1)(2,12)(2)(,1)
4x2?y2?1,双曲线C的左、右焦点分别为C的左、右顶点,而C的左、右顶点分别是C的左、右焦点。 1、已知椭圆C的方程为41
2
1
21 (1) 求双曲线C2的方程; (2) 若直线l:y?kx?2与椭圆C及双曲线C恒有两个不同的交点,且l与C的两个交点A和B满足OA?OB?6(其中O为
1
2
2
原点),求k的取值范围。
解:(Ⅰ)设双曲线C2的方程为
22222x2y2,则a?4?1?3,再由a?b?c得b?1. ??1a2b2x2x22?y?1.(II)将y?kx?2代入?y2?1得(1?4k2)x2?82kx?4?0. 故C的方程为342
由直线l与椭圆C1恒有两个不同的交点得
1?1?(82)2k2?16(1?4k2)?16(4k2?1)?0,即 k2?. ①
4x2将y?kx?2代入?y2?1得(1?3k2)x2?62kx?9?0.由直线
3
l与双曲线C2恒有两个不同的交点A,B得
3