1.到两定点F1,F2的距离之差的绝对值为定值2a(0<2a<|F1F2|)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)
与定点和直线的距离相等的点的轨迹.
轨迹条件
点集:
({M|=2a,|F
|MF1+|MF2|1F2|<2a}.
点集:
{M|=±2a,
|
|
M
F2F
F1|-|MF2|.
2|>2a}.
点集{M||MF|=点M到直线l的距离}.
图形
方程
标准方程
22
x2y21(ab>0)ab
22
x2y21(a>0,b>0)ab
y22px
参数方程
xacosybsin
(参数为离心角)
xasec
ybtan
(参数为离心角)
2
x2pt(t为参数)y2pt
范围
─axa,─byb
|x|a,yR
x0
中心
原点O(0,0)
原点O(0,0)
顶点
(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
x轴,y轴;实轴长2a,虚轴长2b.
x轴
焦点
F1(c,0),F2(─c,0)
F1(c,0),F2(─c,0)
F(2p,0)
准线
2x=±ac
准线垂直于长轴,且在椭圆
外.
2
a
x=±
c
准线垂直于实轴,且在两顶点的内侧.
x=-p
2准线与焦点位于顶点两侧,且到顶点的距离相等.
焦距
2c(c=a2b2)
22
2c(c=ab)
离心率
ec(0e1)a
ec(e1)
a
e=1
焦半径
P(x0,y0)为圆锥曲线上一点,F1、F2分别为左、右焦点
|PF1|=a+ex0
|PF2|=a-ex0
P在右支时:
P在左支时:
|PF1|=a+ex0|PF1|=-a-ex0
|PF2|=-a+ex0|PF2|=a-ex0
|PF|=x0+p
2
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e2.
备注2】抛物线:
到准线的距离为p.
叫做焦半径).
椭圆典型例题
、已知椭圆焦点的位置,求椭圆的标准方程。
例1:
已知椭圆的焦点是F1(0,-1)、F2(0,1),P是椭圆上一点,并且PF1+PF2=2F1F2,求椭圆的标准方程。
解:
由PF1+PF2=2F1F2=2×2=4,得2a=4.又c=1,所以b2=3.
所以椭圆的标准方程是y+x=1.
43
2.已知椭圆的两个焦点为F1(-1,0),F2(1,0),且2a=10,求椭圆的标准方程.22解:
由椭圆定义知c=1,∴b=52-1=24.∴椭圆的标准方程为x+y=1.
2524
、未知椭圆焦点的位置,求椭圆的标准方程。
例:
1.椭圆的一个顶点为A2,0,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程.
分析:
题目没有指出焦点的位置,要考虑两种位置.
解:
(1)当A2,0为长轴端点时,a2,b1,
椭圆的标准方程为:
22
x2y21;
41
2)当A2,0为短轴端点时,b2,a4,
22
1;
椭圆的标准方程为:
xy
416
三、椭圆的焦点位置由其它方程间接给出,求椭圆的标准方程。
x2y2
例.求过点(-3,2)且与椭圆x+y=1有相同焦点的椭圆的标准方程.
94
22
2xy9解:
因为c2=9-4=5,所以设所求椭圆的标准方程为a2+a2-5=1.由点(-3,2)在椭圆上知a2+42x2y2
2=1,所以a2=15.所以所求椭圆的标准方程为+=1.
a-51510
四、与直线相结合的问题,求椭圆的标准方程。
由e1,得1k1,即k
294
k,利用条件求k.
∴满足条件的k4或k
4
六、由椭圆内的三角形周长、面积有关的问题
例:
1.若△ABC的两个顶点坐标A(-4,0),B(4,0),△ABC的周长为18,求顶点C的轨迹方程。
解:
顶点C到两个定点A,B的距离之和为定值10,且大于两定点间的距离,因此顶点C的轨迹为椭圆,并且2a=10,所以a=5,2c=8,所以c=4,所以b2=a2-c2=9,故顶点C的轨
x2y2
方程为x+y=1.又A、B、C三点构成三角形,所以y≠0.所以顶点
259
x2y2x2y2
为2x5+y9=1(y≠0)答案:
2x5+y9=1(y≠0)
22
2.已知椭圆的标准方程是ax2+2y5=1(a>5),它的两焦点分别是F1,的周长.
即a=41,所以△ABF2的周长为4a=441.
因为F1F2=8,即即所以2c=8,即c=4,所以a2=25+16=41,
x2y2
3.设F1、F2是椭圆x9+y4=1的两个焦点,P是椭圆上的点,且PF1:
PF2=2:
1,求△PF1F2的面积.
解析:
由椭圆方程,得a=3,b=2,c=5,∴PF1+PF2=2a=6.又PF1∶PF2=2∶1,∴PF1=4,PF2=2,由22+42=(25)2可知△PF1F2是直角三角形,故△PF1F2的面积为12PF1·PF2=12×2×4=4.
七、直线与椭圆的位置问题
x2211
例已知椭圆xy21,求过点P1,1且被P平分的弦所在的直线方程.
222
分析一:
已知一点求直线,关键是求斜率,故设斜率为
222
12k2x22k2
2kx
1k2k
2
3
2
0
由韦达定理得x1
2k
22k.
x2
2.
21
2k2
∵P是弦中点,∴
x1x2
1.故得
k
1
2
11
解法二:
设过P,的直线与椭圆交于
22
Ax1,y1、Bx2,y2,则由题意得
所以所求直线方程为2x4y30.
22
①-②得x1x2
2
2y1
2
y2
0.
⑤
将③、④代入⑤得
y1
y2
1
1,即直线的斜率为
1
x1
x2
2
2
所求直线方程为2x4y30.
双曲线典型例题、根据方程的特点判断圆锥曲线的类型。
c2a2b216,这些椭圆有共同的焦点(-4,0),(4,0).
222
c2a2b216,这些双曲线也有共同的焦点(-4,0),)(4,0).
k值,画出其图形,体会一
3)k25,k9,k25时,所给方程没有轨迹.
说明:
将具有共同焦点的一系列圆锥曲线,称为同焦点圆锥曲线系,不妨取一些下几何图形所带给人们的美感.
、根据已知条件,求双曲线的标准方程。
例2根据下列条件,求双曲线的标准方程.
22
3)与双曲线xy1有相同焦点,且经过点32,2
164
22
解:
(1)设双曲线方程为xy1mn
P、Q两点在双曲线上,
9mn
22
∴所求双曲线方程为xy1
169
说明:
采取以上“巧设”可以避免分两种情况讨论,得“巧求”的目的.
2)∵焦点在x轴上,
2
y1(其中0
6
x2
∴所求双曲线方程为
12
巧妙的设法.
(2)寻找一种简捷的方法,须有牢固的基础和一定的变通能力,这也是在我们教学中应该注重的一个重要方面.
三、求与双曲线有关的角度问题。
2
y1的右焦点分别为F1、F2,点P在双曲线上的左支上且
16
F1PF2的大小.
分析:
一般地,求一个角的大小,通常要解这个角所在的三角形.解:
∵点P在双曲线的左支上
∴PF1PF26
22
∴PF12PF222PF1PF236
22
∴PF12PF22100
∵F1F224c24a2b12100
F1PF290
说明:
(1)巧妙地将双曲线的定义应用于解题当中,使问题得以简单化.
点P在
(2)题目的“点P在双曲线的左支上”这个条件非常关键,应引起我们的重视,若将这一条件改为双曲线上”结论如何改变呢?
请读者试探索.四、求与双曲线有关的三角形的面积问题。
2
F1PF2的
例4已知F1、F2是双曲线y21的两个焦点,点P在双曲线上且满足F1PF290,求
4
面积.
分析:
利用双曲线的定义及F1PF2中的勾股定理可求F1PF2的面积.
2
解:
∵P为双曲线y21上的一个点且F1、F2为焦点.
4
∴PF1PF22a4,F1F22c25
∵F1PF290
222
∴在RtPF1F2中,PF12PF22F1F2220
222
∵PF1PF22PF12PF222PF1PF216
∴202PF1PF216
∴PF1PF22
1
∴SF1PF2PF1PF21
122
说明:
双曲线定义的应用在解题中起了关键性的作用.
五、根据双曲线的定义求其标准方程。
例5已知两点F15,0、F25,0,求与它们的距离差的绝对值是6的点的轨迹.
分析:
问题的条件符合双曲线的定义,可利用双曲线定义直接求出动点轨迹.
解:
根据双曲线定义,可知所求点的轨迹是双曲线.
∵c5,a3
∴b2c2a252324216
22
∴所求方程xy1为动点的轨迹方程,且轨迹是双曲线.
916
22
例:
P是双曲线xy1上一点,F1、F2是双曲线的两个焦点,且PF117,求PF2的值.
643612
分析:
利用双曲线的定义求解.
22
解:
在双曲线xy1中,a8,b6,故c10.
6436
由P是双曲线上一点,得PF1PF216.
∴PF21或PF233.
又PF2ca2,得PF233.
说明:
本题容易忽视PF2ca这一条件,而得出错误的结论PF21或PF233.
六、求与圆有关的双曲线方程。
例6求下列动圆圆心M的轨迹方程:
2
1)与⊙C:
x22
2y
2内切,且过点
A2,0
2)与⊙
C1:
x2y
12
2
1和⊙C2:
x2
y12
4都外切.
3)与⊙
C1:
x32
2
y2
9外切,且与⊙
2
C2:
x3
2
y21内切
r2.解
分析:
这是圆与圆相切的问题,解题时要抓住关键点,即圆心与切点和关键线段,即半径与圆心距离.如果相切的⊙C1、⊙C2的半径为r1、r2且r1r2,则当它们外切时,O1O2r1r2;当它们内切时,O1O2r1题中要注意灵活运用双曲线的定义求出轨迹方程.
解:
设动圆M的半径为r
(1)∵⊙C1与⊙M内切,点A在⊙C外
∴MCr2,MAr,MAMC2∴点M的轨迹是以C、A为焦点的双曲线的左支,且有:
2
2
2
27
a,c
2,b2
c
a
2
2
∴双曲线方程为
2x2
2y2
1x2
7
2)∵⊙M与⊙C1、⊙C2都外切
∴MC1r1,MC2r2,
MC2MC11
∴所求的双曲线的方程为:
3)∵⊙M与⊙C1外切,且与⊙C2内切
∴MC1r3,MC2r1,MC1MC24
a2,c3,b2c2a25
∴所求双曲线方程为:
22xy
45
说明:
(1)“定义法”求动点轨迹是解析几何中解决点轨迹问题常用而重要的方法.
(2)巧妙地应用“定义法”可使运算量大大减小,提高了解题的速度与质量.(3)通过以上题目的分析,我们体会到了,灵活准确地选择适当的方法解决问题是我们无休止的追求目标.
抛物线典型例题
一、求抛物线的标准方程。
例1指出抛物线的焦点坐标、准线方程.
22
(1)x4y
(2)xay(a0)
分析:
(1)先根据抛物线方程确定抛物线是四种中哪一种,求出p,再写出焦点坐标和准线方程.
(2)先把方程化为标准方程形式,再对a进行讨论,确定是哪一种后,求p及焦点坐标与准线方程.
解:
(1)p2,∴焦点坐标是(0,1),准线方程是:
y1
、求直线与抛物线相结合的问题
分析:
由直线与抛物线相交利用韦达定理列出k的方程求解.另由于已知与直线斜率及弦中点坐标有关,故也可利用“作差法”求k.
ykx222
解法一:
设A(x1,y1)、B(x2,y2),则由:
2可得:
kx(4k8)x40.
y28x
∵直线与抛物线相交,k0且0,则k1.
∵AB中点横坐标为:
x1x24k82,
解得:
k2或k
2
1(舍去).
k2
故所求直线方程为:
y2x2.
解法二:
设A(x1,y1)、B(x2,y2)
,则有
2y1
8x1
2y2
8x2.
两式作差解:
(y1
y2)(y1y2)
8(x1
x2)
,即y1
x1
y2
8.
x2
y1y2
x1x24y1
y2kx1
2kx2
2
k(x1
x2)
44k4,
k8故k4k4
2或k1(
舍去)
.
则所求直线方程为:
y2x2.
三、求直线中的参数问题
35,求k值.
9时,求P点坐标.P点坐标.
例3
(1)设抛物线y24x被直线y2xk截得的弦长为
(2)以
(1)中的弦为底边,以x轴上的点P为顶点作三角形,当三角形的面积为分析:
(1)题可利用弦长公式求k,
(2)题可利用面积求高,再用点到直线距离求
解:
(1)由y4x得:
4x2(4k4)xk20y2xk
AB35,5(12k)35,即k4
四、与抛物线有关的最值问题
例4定长为3的线段AB的端点A、B在抛物线y2x上移动,求AB的中点到y轴的距离的最小值,并
求出此时AB中点的坐标.
解:
如图,设F是y2
x的焦点,
A、B两点到准线的垂线分别是
AC、BD,又M到准线的垂线为MN,
C、D和N是垂足,则
MN
1
12(ACBD)
12(AF
设M点的横坐标为
x,
纵坐标为
1
y,MNx,则
31
x
24
等式成立的条件是
5时,
4
当x
y1y2
AB过点F.
P21
4
(y1
y2)2
2y1
2y2
2y1y2
2x22,
y1
y2
2,
所以
M(45,22),此时M到y轴的距离的最小值为
例已知点M(3,2),F为抛物线y22x的焦点,点
P在该抛物线上移动,当PMPF
取最小值时,
点P的坐标为
分析:
本题若建立目标函数来求
题不难解决.
解:
如图,
由定义知PF
PE,故PM
取等号时,
M、
所以P点坐标为
PM
PF
P、E三点共线,∴
(2,2).
PF
的最小值是困难的,若巧妙地利用抛物线定义,结合图形则问
PF
PM
P点纵坐标为
ME
MN
1
3.
2
2,代入方程,求出其横坐标为2,