圆锥曲线必背法.docx
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圆锥曲线必背法
圆锥曲线必背口诀(红字为口诀)-椭圆
一、椭圆定义
椭圆三定义,简称和比积7
1、定义1:
(和)到两定点的距离之和为定值的点的轨迹叫做椭圆.
定点为焦点,定值为长轴.(定值=2a)
2、定义2:
(比)到定点和到定直线的距离之比为定值的点的轨迹叫做
椭圆.定点为焦点,定直线为准线,定值为离心率•(定值二e)
3、定义3:
(积)到两定点连线的斜率之积为定值的点的轨迹是椭圆.
定点为短轴顶点,定值为负值.(定值ke21)
二、椭圆的性质定理
长轴短轴与焦距,形似勾股弦定理①
准线方程准焦距,a方、b方除以c②
通径等于2ep,切线方程用代替③
焦三角形计面积,半角正切连乘b④
注解:
1、长轴短轴与焦距,形似勾股弦定理
长轴2a,短轴2b,焦距2c,贝y:
a2b2c2
2、|准线方程准焦距,a方、b方除以C
2
准线方程:
x—(a方除以c)
C
b2
准焦距p:
焦点到准线的距离:
P—(b方除以c)
c
3、通径等于2ep,切线方程用代替
椭圆的通径d:
过焦点垂直于长轴的直线与椭圆的两交点之间的距
离称为椭圆的通径.(通径d
2ep
2Cb2
2b2
a
过椭圆上(Xo,y°)点的切线方程,用(X。
,y°)等效代替椭圆方程得到.
等效代替后的是切线方程是:
xoxy°y1
ab2
4、焦三角形计面积,半角正切连乘b
焦三角形:
以椭圆的两个焦点Fi,F2为顶点,另一个顶点P在椭圆
上的三角形称为焦三角形.半角是指
FH的一半.
则焦三角形的面积为:
Sbtan^
证明I:
设|PFjm,|PF2
n,则mn
2a
由余弦定理:
m2n22mncos
4c2
即:
2mncos2mn
4b2,
2t?
即:
mn|PF1||PF2|
1
cos
c1
1
故:
Sa卩丹2^mnsin
2
即:
2b2
4b2
4a24b2(mn)2
2b2
(1
sin
cos)mn.
1cos
b2
1cos
tan一
2
sin
又:
1cos
2sin—cos—
所以:
椭圆的焦点三角形的面积为Sf!
PF2三、椭圆的相关公式
切线平分焦周角,称为弦切角定理①
切点连线求方程,极线定理须牢记②
弦与中线斜率积,准线去除准焦距③
细看中点弦方程,恰似弦中点轨迹④
注解:
1、切线平分焦周角,称为弦切角定理
弦切角定理:
切线平分椭圆焦周角的外角,平分双曲线的焦周角.
焦周角是焦点三角形中,焦距所对应的角.
弦切角是指椭圆的弦与其切线相交于椭圆上时它们的夹角,当弦为焦点弦时(过焦点的弦),那么切线是两个焦点弦的角平分线.
2、切点连线求方程,极线定理须牢记
22
若Po(x°,y°)在椭圆务告1外,则过Po作椭圆的两条切线,切点为
ab
冃巴,则点Po和切点弦冃巴分别称为椭圆的极点和极线.
切点弦PiP2的直线方程即极线方程是X02Xy02y1(称为极线定理)ab
3、弦与中线斜率积,准线去除准焦距
弦指椭圆内的一弦AB.中线指弦AB的中点M与原点O的连线,即
OAB得中线.这两条直线的斜率的乘积,
a2
等于准线距离Xc去除
b2
a2
c
b2..P
准焦距Pb,其结果是:
kABkOM
CXc
4、细看中点弦方程,恰似弦中点轨迹
中点弦AB的方程:
在椭圆中,若弦AB的中点为M(x0,y0),弦AB称
22
XqXy°yXoyo
为中点弦,则中点弦的方程就是2以2以,是直线方程.
abab
弦中点M的轨迹方程:
在椭圆中,过椭圆内点p0(x0,y0)的弦AB,其
22
XoXyoyxy
中点M的方程就是一222人2,仍为椭圆.
abab
这两个方程有些相似,要擦亮眼睛,千万不要搞混了.
圆锥曲线必背口诀(红字为口诀)-双曲线
一、双曲线定义
双曲线有四定义,差比交线反比例.
1、定义1:
(差)平面内,到两个定点Fi,F2的距离之差的绝对值为定值2a(小于这两个定点间的距离|FiF^)的点的轨迹称为双曲线。
定点Fi,F2叫双曲线的焦点。
即:
|PF!
PF2I2a
2、定义2:
(比)平面内,到给定一点及一直线的距离之比为定值e1的点的轨迹称为双曲线。
定点叫双曲线的焦点,定直线叫双曲线的准线。
3、定义3:
(交线)一平面截一圆锥面,当截面与圆锥面的母线不平行,且与圆锥面的两个圆锥都相交时,交线称为双曲线。
k
4、定义4:
(反比例)在平面直角坐标系中,反比例函数y的图
X象称为双曲线I。
证明:
反比例函数图象是双曲线轨迹经过旋转得到.
x2y2
证明:
因为xyk的对称轴是yx,yx,而2.21的对称轴
ab
是x轴,y轴,所以应该旋转45°.设旋转的角度为(0,顺时针)
(为双曲线渐进线的倾斜角)
贝y有:
Xxcosysin,Yxsinycos
取45o,则:
122
2Xyxy2xy
由此证得,反比例函数其实就是双曲线的一种形式,只不过是双曲线在平面直角坐标系内的另一种摆放形式.
二、双曲线的性质定理
基本同椭圆,有所区别:
长轴短轴与焦距,形似勾股弦定理①
准线方程准焦距,a方、b方除以c②
通径等于2ep,切线方程用代替③
焦三角形计面积,半角余切连乘b④注解:
1、长轴短轴与焦距:
形似勾股弦定理
至于造成混乱,我们还是按椭圆的口诀记忆.
b2
准焦距p:
焦点到准线的距离:
pc
(b方除以c)
2、准线方程准焦距,a方、b方除以c
3、通径等于2ep,切线方程用代替
双曲线的通径d:
过焦点垂直于长轴的直线与双曲线的两交点之间
得到,等效代替后的是切线方程是:
x°x
2
a
y°y
b2
过双曲线上P0(x0,y0)点的切线方程,用P0(x0,y0)等效代替双曲线方程
4、焦三角形计面积,半角余切连乘b
焦三角形:
以双曲线的两个焦点F「F2为顶点,另一个顶点P在椭
2b2
2b2
1cos,即:
PF1
PF2
1cos
即:
mn
2
x
双曲线P
a
2
y
b21的左右焦点分别为F1,F2,点P为双曲线上异于顶
圆上的三角形称为焦三角形.半角是指FfF?
的一半.
那么,焦点三角形的面积为:
同时:
SF1PF2
-F1F2
yp
cyp,故:
yp
cot-
2
2
故:
SF1PF2bcot2
2
双曲线的焦点三角形的面积为:
Sf^Fzbcot2.
三、双曲线的相关公式
切线平分焦周角,称为弦切角定理①切点连线求方程,极线定理须牢记②弦与中线斜率积,准线去除准焦距③细看中点弦方程,恰似弦中点轨迹④
注解:
1、切线平分焦周角,称为弦切角定理
弦切角定理:
切线平分椭圆焦周角的外角,平分双曲线的焦周角•焦周角是焦点三角形中,焦距所对应的角•
弦切角是指双曲线的弦与其切线相交于双曲线上时它们的夹角,当弦为焦点弦时(过焦点的弦),那么切线是两
个焦点弦的角平分线•
角,PT为双曲线的切线.则PT平分F1PF2.
如图,F[PF2是焦点三角形,F[PF2为焦周
2、切点连线求方程,极线定理须牢记
22
若PoSo)在双曲线令寻1外,以包含焦点的区域为内,不包含
焦点的区域为外,则过P。
作双曲选的两条
切线,切点为P1、P2,贝S点P0和切点弦P1P2
分别称为双曲线的极点和极线,切点弦
P1P2的直线方程即极线方程是X。
;彎
a2b2
(称为极线定理)
1
3、弦与中线斜率积,准线去除准焦距
弦指双曲线内的一弦AB.中线指弦AB的
中点M与原点O的连线,
这两条直线的斜率的乘积,
2
a土
Xc去
c
除准焦距
kABkOM
pb2
Xca2
b2
c
4、细看中点弦方程,恰似弦中点轨迹
中点弦AB的方程:
在双曲线中,若弦AB的中点为M(x0,y0),称弦AB
22
为中点弦,则中点弦的方程就是:
驾辔孝卑,它是直线方程.
a2b2a2b2
弦中点M的轨迹方程:
在双曲线中,过双曲线外一点Po(xo,yo)的弦
22
x0Xy0yXy
AB,其AB中点M的方程就是匚厂丐7T,仍为双曲线.
abab
这两个方程有些相似,要擦亮眼睛,千万不要搞混了.
圆锥曲线必背口诀(红字为口诀)-抛物线
一、抛物线定义
抛物线,有定义,定点定线等距离
1、到一个定点和一条定直线距离相等得点的轨迹称为抛物线.
2、二次函数的图象是|抛物线.
二、抛物线性质
焦点准线极点线①,两臂点乘积不变②
焦弦切线成直角,切点就是两端点③
端点投影在准线,连结焦点垂直线④
焦弦垂直极焦线⑤,切线是角平分线⑥
直角梯形对角线,交点就是本原点⑦
焦弦三角计面积,半个P方除正弦⑧
注解:
1、焦点准线极点线
抛物线的焦点和准线是一对极点和极线
抛物线方程:
y22px,焦点F(P,0),准线xp卫
2p2
(抛物线的顶点0(0,0)到定点F(号,0)和定直线xp号距离相等)焦弦:
过焦点的直线与抛物线相交于两点A和B,则AB称为焦弦
弦中点M(xM,yM),xM2,yM2
焦弦方程:
yk(
x2,k为斜率.
2、
两臂点乘积不变
焦点三角形两边OA和|OB的点乘积为定值,且夹角是钝角
即:
焦弦两端点的切线互相垂直
证明:
如图,由抛物线方程:
2小
y2px
得到导数:
yy'
p,
即:
y'
故:
kAE
p
kBE
p
y
Yb
于是:
kAE
kBE
p
p
2
p
Ya
Yb
YaYb
p
y
y2
将①式yAyB
即:
aEbE,
P2代入上式得:
kBE
故焦弦端点在准线的投影点与焦点构成直角三角形
3、焦弦切线成直角,切点就是两端点
4、端点投影在准线,连结焦点垂直线
即:
焦弦端点在准线的投影点与焦点构成直角三角形
由于M是AB的中点,
AEB为直角三角形,计算可得E是DC的中点,
CFDF^,即:
焦弦端点在准线的投影点与焦点构成直角三角形
即:
焦弦AB|与极焦线|EF|互相垂直.
6、|切线是角平分线-
即:
切线平分焦弦的倾角(或倾角的外角)如图:
因为ADE和AFE都是直角三角形,且由定义知:
|AF||AD|,AE||AE故ADE也AFE,则对应角相等.
即:
AE是DAF的角平分线
由向量法可证
0
D
A
M
F
B
故:
EDEFEC
同理,BE是CBF的角平分线
7、直角梯形对角线,交点就是本原点
即:
直角梯形ABCD对角线相交于原点
证明:
AB
AF
BF
XA
XB
XA
XB
2(xM22EM
故:
S
AOB
OF||ABsin
P2p
2-sin
2sin
2
P
2sin
&焦弦三角计面积,半个P方除正弦
附:
圆锥曲线必背----极坐标
一、极坐标通式
圆锥曲线的极坐标以准焦距p和离心率e来表示常量,以极径和极角
来表示变量.
0,[0,360°)
以焦点F(0,)为极点(原点O),以椭圆长轴、抛物线对称轴、双曲线
点为极点(原点),而直角坐标系中以对称点为原点得到标准方程
如图,O为极点,L为准线,则依据定义,到定点(极点)和到定直线(准线)的距离之比为定值(定值e)的点的轨迹为圆锥曲线.
所以,对极坐标系,请记住:
⑴极坐标系的极点O是椭圆的左焦点、抛物线的焦点、双曲线的右焦点;
⑵曲线上的点P(,)到焦点F的距离是,到准线的距离是pcos,
根据疋义:
e
pcos
即:
epecos
,即:
ep
ecos
即:
ep
①
1ecos
这就是极坐标下,圆锥曲线的通式
⑶对应不同的e,呈现不同的曲线.对抛物线,开口向右.
二、极轴旋转180°
将极轴旋转180°,和分别对应变换前后的极角,即转角为180°,
则极坐标方程变换前方程为:
ep
1ecos
变换后方程为:
ep②
1ecos
此时的极坐标系下,此时有:
⑴极坐标系的极点O是椭圆的右焦
点、抛物线的焦点、双曲线的左焦点;
⑵对应不同的e,呈现不同的曲线.物线,开口向左.
三、极轴旋转90°
⑴将极轴顺时针旋转90°,即:
90°,则情况如图.
圆锥曲线的方程为:
ep③
1esin
此时的极坐标系下:
对应于直角坐标系下,焦点在y轴
对双曲线,只是右边的一支;
对双曲线,只是左边的一支;对抛
的情况,且极点O对应于椭圆下方的
焦点,双曲线上方的焦点,抛物线的焦点
对双曲线,只是y轴上边的一支;对抛物线,开口向上
⑵如果将极轴逆时针旋转90。
,即:
90,则情况如图
圆锥曲线的方程为:
—ep③
1esin
此时的极坐标系下:
对应于直角坐标系下,焦点在y轴的情
况,且对应于椭圆上方的焦点,双曲线下方的焦点,抛物线的焦点.
对双曲线,只是y轴下边的一支;对抛
物线,开口向下.
四、坐标变换
⑴在极坐标系中,圆锥曲线的通式为:
ep①
1ecos
即:
e
cos
ep,
即:
ep
ecos
即:
2
(epe
cos)
2e2p2e2(
cos)
将2
x2
y2,
cos
x代入②式得:
x2
y2
e2p2
22ex
2e2px
即:
(1e
◎x2
2e2px
y2e2p2
③
当e
1时
2
2e2p(cos)②
y2
(空)2]
1e2
2豊x
有:
(1e2)[x2
2
e2P2(1点晋2
即:
(1e2)(x
厶2
晋)2y2e2p2(1
e2
1e2
)e2p2
1e2
即:
e2p2(xp2)2
1e2
e2p2
(1e2)2
丄1
22
ep
e2
⑴当
1时,
a2
e2p2
b2
22
ep
,
1e2
e2p
1
e2
则:
a2
b2
(1e2)2
ep22[1(1
(1e2)2
e2)]
e4p2
(1e2)2
而:
c2
2
(_ep、2
1
e4p2
b2
代入④式得:
(x
c)2
a2
2yb2
这是标准的椭圆方程
⑵当
1时,
令a2
e2p2
(e21)2
b2
e2p2
e2p
e21
则:
a2
b2
e2p2(e2
_e2p2
1)2e21
e2
(e2
(e2
而:
c2
(討2
e21
e4p^_
1)2
(e2
a2
b2
代入④式得:
(x
c)2a2
y2
b2
这是标准的双曲线方程
⑶当
1时,由③式(1
e2)x2
2e2px
y2e2p2得:
2pxy2p2
即:
y2
2pxp22p(x
即:
y2
2p(x自⑦
这是标准的抛物线方程