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叫椭圆的中心;
x0,得yb,则B1(0,b),B2(0,b)是椭圆与y轴的两个交点。
同理令y0得xa,即A(a,0),
A(a,O)是椭圆与x轴的两个交点。
所以,椭圆与坐标轴的交点有四个,这四个交点叫做椭圆的顶点。
同时,线段AA、B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴,它们的长分别为2a和2b,a和b分别叫做椭圆的长
半轴长和短半轴长。
由椭圆的对称性知:
椭圆的短轴端点到焦点的距离为a;
在RtOB2F2中,|OB2|b,|OF2|c,|B2F2|a,且|OF2|2|B2F2|2|OB2|2,即c2a2b2;
c
4离心率:
椭圆的焦距与长轴的比e叫椭圆的离心率。
:
ac00e1,且e越接近1,c就
越接近a,从而b就越小,对应的椭圆越扁;
反之,e越接近于0,c就越接近于0,从而b越接近于a,这时椭圆越接近于圆。
当且仅当ab时,c0,两焦点重合,图形变为圆,方程为x2y2a2。
2.双曲线
(1)双曲线的概念
平面上与两点距离的差的绝对值为非零常数的动点轨迹是双曲线(||PRI|PF2II2a)。
注意:
①式中是差的绝对值,在02aIRF2I条件下;
|PF,||PF2|2a时为双曲线的一支;
|PF2|IPF,I2a时为双曲线的另一支(含F,的一支);
②当2a|F,F2|时,||PF,||PF2||2a表示两条射
焦距。
(2)双曲线的性质
29
xa,xa即双曲线在两条直线xa的外侧。
双曲线务葺1关于每个坐标轴和原点都是对称的,这时,坐标轴是双曲线的对称轴,原点ab
是双曲线务每1的对称中心,双曲线的对称中心叫做双曲线的中心。
以令y0得xa,因此双曲线和x轴有两个交点A(a,0)A2(a,0),他们是双曲线令—1的顶点。
ab
令x0,没有实根,因此双曲线和y轴没有交点。
1)注意:
双曲线的顶点只有两个,这是与椭圆不同的(椭圆有四个顶点),双曲线的顶点分别是实轴的两个端点。
2)实轴:
线段AA2叫做双曲线的实轴,它的长等于2a,a叫做双曲线的实半轴长。
虚轴:
线段BB2叫做双
曲线的虚轴,它的长等于2b,b叫做双曲线的虚半轴长。
④渐近线:
注意到开课之初所画的矩形,矩形确定了两条对角线,这两条直线即称为双曲线的渐近线。
从
图上看,双曲线爲爲1的各支向外延伸时,与这两条直线逐渐接近。
5等轴双曲线:
1)定义:
实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线。
定义式:
ab;
2)等轴双曲线的性质:
(1)渐近线方程为:
yx;
(2)渐近线互相垂直。
注意以上几个性质与定义式彼此等价。
亦即若题目中出现上述其一,即可推知双曲线为等轴双曲线,同时其他几个亦成立。
3)注意到等轴双曲线的特征
b,则等轴双曲线可以设为:
xy(0),当0时交点在x轴,
0时焦点在y轴上。
轴也变了。
抛物线的概念
抛物线的焦点,定直线I叫做抛物线的准线。
方程y2pxp0叫做抛物线的标准方程。
它表示的抛物线的焦点在x轴的正半轴上,焦点坐标是F(卫,0),它的准线方程是x-;
(2)抛物线的性质
一条抛物线,由于它在坐标系的位置不同,方程也不同,有四种不同的情况,所以抛物线的标准方程还有其
他几种形式:
222
y2px,x2py,x2py.这四种抛物线的图形、标准方程、焦点坐标以及准线方程如
F表:
标准方程
y22px
(pO)
(PO)
x2
(P
2py
O)
x22py
图形
r
■
A
厶
3kt咳
l
焦点坐标
(-,O)
p
(亍,o)
(o£
准线方程
xP
x卫
y舟
V
范围
xO
yo
对称性
x轴
y轴
顶点
(O,O)
离心率
e1
说明:
(1)通径:
过抛物线的焦点且垂直于对称轴的弦称为通径;
(2)抛物线的几何性质的特点:
有一个顶
点,一个焦点,一条准线,一条对称轴,无对称中心,没有渐近线;
(3)注意强调p的几何意义:
是焦点到准线
的距离。
4.高考数学圆锥曲线部分知识点梳理
一、方程的曲线:
在平面直角坐标系中,如果某曲线C(看作适合某种条件的点的集合或轨迹)上的点与一个二元方程f(x,y)=O的
实数解建立了如下的关系:
(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;
(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上
的点,那么这个方程叫做曲线的方程;
这条曲线叫做方程的曲线。
点与曲线的关系:
若曲线C的方程是f(x,y)=0,则点Po(xo,y0)在曲线C上f(xo,yo)=0;
点Po(xo,yo)不在曲线C上f(xo,yo)丰O。
两条曲线的交点:
若曲线Ci,C2的方程分别为fi(x,y)=o,f2(x,y)=O,则点Po(xo,yo)是C,C2的交点
{fl(xo,yo)O方程组有n个不同的实数解,两条曲线就有n个不同的交点;
方程组没有实数解,曲线就没
f2(xo,yo)O
有交点。
二、圆:
1、定义:
点集{M|
2、方程:
(1)标准方程
0M|=门
圆心在
-,其中定点0为圆心,定长r为半径.
c(a,b),半径为r的圆方程是(x-a)+(y-b)=r
圆心在坐标原点,半径为r的圆方程是x+y2=r2
⑵一般方程:
①当D2+W-4F>
0时,一元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程,圆心为(—,―)半径
rDE22
是DE4F。
配方,将方程x2+y2+Dx+Ey+F=0化为(x+—)2+(y+—)2=DE-4F
4
2当D2+E2-4F=0时,方程表示一个点(-D,-—);
3当D2+E2-4FV0时,方程不表示任何图形.
(3)点与圆的位置关系已知圆心C(a,b),半径为r,点M的坐标为(xo,y0),则丨MC|Vr点M在圆C内,丨
MC|=r点M在圆C上,|MC|>
r点M在圆C内,其中丨MC|=,x0-a)2(y0-b)2。
(4)直线和圆的位置关系:
①直线和圆有相交、相切、相离三种位置关系:
直线与圆相交有两个公共点;
直
线与圆相切有一个公共点;
直线与圆相离没有公共点。
②直线和圆的位置关系的判定:
(i)判别式法;
(ii)利用圆心C(a,b)到直线Ax+By+C=0的距离dAaBbC
VA2B2
与半径r的大小关系来判定。
三、圆锥曲线的统一定义:
平面内的动点P(x,y)到一个定点F(c,0)的距离与到不通过这个定点的一条定直线I的距离之比是一个常数e(e
>
0),则动点的轨迹叫做圆锥曲线。
其中定点F(c,0)称为焦点,定直线I称为准线,正常数e称为离心率。
当0
vev1时,轨迹为椭圆;
当e=1时,轨迹为抛物线;
当e>
1时,轨迹为双曲线。
四、椭圆、双曲线、抛物线:
椭圆
双曲线
抛物线
1.到两定点Fl,F2的距离之差的
绝对值为定值2a(0<
2a<
|F1F2I)
的点的轨迹
2.与定点和直线的距离之比为定值e的点的轨迹.(e>
1)
轨迹条件
点^集:
点集:
({M||MF+|MF|
=2a,|F1F2|V2a}.
{M||MF|-|MF|.
=±
2a,|F2F2|>
2a}.
点集{M||MF|=点M到直
线I的距离}.
方程
标准
方程
Xr51(ab>
0)ab
22Xy
PZ_1(a>
0,b>
0)
y22px
参数
xacosybsin
(参数为离心角)
xasecybtan
X2pt(t为参数)y2pt
—axa,—byb
|X|a,yR
x0
中心
原点0(0,0)
原点0(0,0)
(a,0),(—a,0),
(0,b),(0,—b)
(a,0),(—a,0)
(0,0)
对称轴
x轴,y轴;
长轴长2a,短轴长2b
实轴长2a,虚轴长2b.
X轴
焦占
八'
、八\、
Fi(c,0),F2(—c,0)
F1(c,0),F2(—c,0)
F&
准线
亠aX=土—
准线垂直于长轴,且在椭圆
外•
准线垂直于实轴,且在两顶点的
内侧.
x=-卫
准线与焦点位于顶点两侧,且到顶点的距离相等.
焦距
2c(c=Ja2b2)
12.2
2c(c=^ab)
ec(0e1)
e-(e1)a
e=1
【备注1】双曲线:
⑶等轴双曲线:
双曲线X2y2a2称为等轴双曲线,其渐近线方程为yx,离心率e、、2.
⑷共轭双曲线:
以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线,叫做已知双曲线的共轭双曲线
它的双曲线方程可设为乞
2a
b2(0).
【备注2】抛物线:
(1)抛物线
y2=2px(p>
0)的焦点坐标是(E,0),准线方程x=-—,开口向右;
抛物线y2=-2px(p>
0)的焦点坐22
,准线方程x=P,开口向左;
抛物线x2=2py(p>
0)的焦点坐标是(0,卫),准线方程y=-卫,开
p2
X。
;
抛物线y=-2px(p>
0)上的点M(xO,yO)
叫做焦半径).
五、坐标的变换:
(i)坐标变换:
在解析几何中,把坐标系的变换(如改变坐标系原点的位置或坐标轴的方向)叫做坐标变换.实施
坐标变换时,点的位置,曲线的形状、大小、位置都不改变,仅仅只改变点的坐标与曲线的方程
(2)坐标轴的平移:
坐标轴的方向和长度单位不改变,只改变原点的位置,这种坐标系的变换叫做坐标轴的平移,简称移轴。
叫做平移(或移轴)公式•
(4)中心或顶点在(h,k)的圆锥曲线方程见下表:
焦占
八、、八、、
焦线
(x-h)2|(y-k)2=1
2.21
(±
c+h,k)
a-x=±
—+h
x=h
y=k
(x-h)2+(y-k)21
.22=1ba
(h,±
c+k)
a,y=±
—+kc
(x-h)2(y-k)2=1
丄a,
x=±
—+k
2.2
(y-k)2(x-h)2-
2.21ab
c+h)
+k
(y-k)=2p(x-h)
(-+h,k)
x=-—+h
(y-k)=-2p(x-h)
(--+h,k)
x=-^+h
(x-h)2=2p(y-k)
(h,卫+k)
y=-—+k
(x-h)=-2p(y-k)
(h,-&
+k)
y=^+k
六、椭圆的常用结论:
1.点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的外角.
2.PT平分△PF1F2在点P处的外角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的
两个端点•
3.以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相离.
4.
以焦点半径PF1为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切
8.
(a>
b>
0)的焦半径公式
椭圆耸
IMF1Iaexo,IMF2|aexo(F,c,0),F2(c,0)M(x°
y°
)).
9.设过椭圆焦点F作直线与椭圆相交P、Q两点,A为椭圆长轴上一个顶点,连结AP和AQ分别交相应于焦点
F的椭圆准线于MN两点,贝UMFLNF.
10.过椭圆一个焦点F的直线与椭圆交于两点P、Q,Ai、A为椭圆长轴上的顶点,AP和AQ交于点MAP和AQ
11.AB是椭圆—
交于点N,贝UMFLNF.
1的不平行于对称轴的弦,M(X0,y°
)为AB的中点,贝yk°
MkAB
Kab
bX0
ay。
【推论】:
贝Htan—cot—.
ac22
4、设椭圆务占1(a>
b>
0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PFF2中,记
sinc
F1PF2,PF1F2,F1F2P,则有e.
sinsina
22_
5、若椭圆令七1(a>
0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当0vew21时,可在椭圆上
求一点P,使得PR是P到对应准线距离d与PF>
的比例中项.
6、P为椭圆令岭1(a>
0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为椭圆内一定点,贝U
2a|AF2||PA||PF1|2a|AF11,当且仅当A,F2,P三点共线时,等号成立
7、椭圆
(xXo)
(yyo)
a2
1与直线AxByC0有公共点的充要条件是
Bb(Axo
ByoC).
&
已知椭圆—
2yb2
1(a>
0),O为坐标原点,P、Q为椭圆上两动点,且
OPOQ.
(1)
|OP|
|OQ|
丄;
(2)|OP|2+|OQ|2的最大值为4^;
(3)Sopq
bab
2b2
的最小值是—a2.
9、过椭圆
(a>
b>
0)的右焦点F作直线交该椭圆右支于
M,N两点,
弦MN的垂直平分线交
x轴于P,
则四
|MN|
10、已知椭圆
b>
0),A、B是椭圆上的两点,线段
AB的垂直平分线与x轴相交于点
P(x°
O),
则a_A_
Xo
11、设P点是椭圆
2x~2a
0)上异于长轴端点的任一点
FF2为其焦点记F1PF2
,则
⑴|PF1||PF2|
』.
(2)
1cos
PF1F2
b2tan
12、设A、
B是椭圆笃
0)的长轴两端点,P是椭圆上的一点,PAB
PBA
BPA
e分别是椭圆的半焦距离心率,则有
2ab|cos|⑵
(1)|PA|a2c2cos2
tantan
1e2
•⑶
SPAB
b^cot
13、已知椭圆
1(a>
0)的右准线I与x轴相交于点
E,过椭圆右焦点F的直线与椭圆相交于A、
B两点,点C在右准线|上,且BCX轴,则直线AC经过线段EF
14、过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线,与以长轴为直径的圆相交,
的中点.
则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直
15、过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直
16、椭圆焦三角形中,内点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率).
(注:
在椭圆焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点•)
17、椭圆焦三角形中,内心将内点与非焦顶点连线段分成定比e.
18、椭圆焦三角形中,半焦距必为内、外点到椭圆中心的比例中项•
七、双曲线的常用结论:
1、点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的内角.
2、PT平分△PF1F2在点P处的内角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点•
3、以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相交•
4、以焦点半径PF1为直径的圆必与以实轴为直径的圆相切•(内切:
P在右支;
外切:
P在左支)
|MF11exoa,|MF2〔ex°
a;
当M(x°
)在左支上时,IMFjexoa,|MF2|exoa。
9、设过双曲线焦点F作直线与双曲线相交P、Q两点,A为双曲线长轴上一个顶点,连结AP和AQ分别交相应于焦点F的双曲线准线于MN两点,贝UMFLNF.
10、过双曲线一个焦点F的直线与双曲线交于两点P、Q,A、A为双曲线实轴上的顶点,AP和AQ交于点M,A2P和AQ交于点N,贝UMF丄NF.
12、若P)(xo,yo)在双曲线
2X
y2
1(a>
0,b>
0)内,则被Po所平分的中点弦的方程是
XoX
yoy
yL
13、若Po(x),yo)在双曲线
~2a
1(a>
0)内,则过Po的弦中点的轨迹方程是
2X~2a
~Ta
即Kab
b2Xo
ayo
1、双曲线X,
笃1(a>
0)的两个顶点为A1(a,0),A2(a,0),与y轴平行的直线交双曲线于P1、P2时
b
A1P1与AP2交点的轨迹方程是笃
X
6、P为双曲线一
|AF2|2a|PA|
7、双曲线X?
0)与直线AxByC0有公共点的充要条件是
“22
Aa
C2.
已知双曲线
1(b>
a>
0),O为坐标原点,P、Q为双曲线上两动点,且
OP
OQ.
|OQ|2
2;
(2)|OP|2+|OQ|2的最小值为字%;
(3)Sopq
bba
的最小值是乎J
b2a2
9、过双曲线务占
0)的右焦点F作直线交该双曲线的右支于M,N两点,弦MN勺垂直平分线交
1(a>
0,b>
0),A、B是双曲线上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x°
2ab|cos|
c、e分别是双曲线的半焦距离心率,则有⑴|PA|22_L
accos|
⑵tan
tan1
e.(3)SPAB,2
c2,2
2ab丄
cot
的右准线I与x轴相交于点E,过双曲线右焦点F的直线与双曲线相
13、已知双曲线务
71(a>
0)
交于AB两点,点C在右准线I上,且BC
X轴,则直线AC经过线段EF的中点.
14、过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线
15、过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直
16、双曲线焦三角形中,外点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率).
在双曲线焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点).
17、双曲线焦三角形中,其焦点所对的旁心将外点与非焦顶点连线段分成定比e.
18双曲线焦三角形中,半焦距必为内、外点到双曲线中心的比例中项
八、抛物线的常用结论:
①ay2bycx顶点(4acbb).4a2a
②y22px(p
0)则焦点半径pFx千22py(p
11
P
PF
y—
1I
0)则焦点半径为
③通径为2p,这是过焦点的所有弦中最短的
④y22px(或x22py)的参数方程为X2Pt(或X2Pt2)(t为参数).
y2pty2pt
2小
y2px
x2py
▲
TK
tK
八'
、八、、
F(*,0)
F(号,。
)
F(。
自
F(0,吵
x号
y1
yi
x0,yR
x0,yR
xR,y