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圆锥曲线知识点总结经典版

圆锥曲线的方程与性质

1.椭圆

(1)椭圆概念

平面内与两个定点FI、F2的距离的和等于常数2a(大于∣F1F2∣)的点的轨迹叫做椭圆。

这两个定点叫做椭圆

的焦点,两焦点的距离2c叫椭圆的焦距。

若M为椭圆上任意一点,则有IMFIl-∣MF2∣=2a。

一χ2y2y2χ2、

椭圆的标准方程为:

22=1(ab0)(焦点在X轴上)或r2=1(ab0)(焦点在y轴

abab

上)。

注:

①以上方程中a,b的大小a.b.0,其中b2=a2-C2;

2222

②在x2•爲=1和爲x2=1两个方程中都有ab0的条件,要分清焦点的位置,只要看X2和y2的分

abab

22

母的大小。

例如椭圆——=1(m0,n∙0,m=n)当m∙n时表示焦点在X轴上的椭圆;当m:

n时

mn

表示焦点在y轴上的椭圆。

(2)椭圆的性质

x2y2

1范围:

由标准方程2∙2=1知IXNa,∣y^b,说明椭圆位于直线X=-a,y=「b所围成的矩形里;

ab

2对称性:

在曲线方程里,若以-y代替y方程不变,所以若点(x,y)在曲线上时,点(X,-y)也在曲线上,

所以曲线关于X轴对称,同理,以-X代替X方程不变,则曲线关于y轴对称。

若同时以-X代替X,-y代替y方程也不变,则曲线关于原点对称。

所以,椭圆关于X轴、y轴和原点对称。

这时,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是对称中心,椭圆的对称中心

叫椭圆的中心;

3顶点:

确定曲线在坐标系中的位置,常需要求出曲线与X轴、y轴的交点坐标。

在椭圆的标准方程中,令

X=O,得y=±b,则B1(0,—b),B2(0,b)是椭圆与y轴的两个交点。

同理令y=O得x=±a,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RtAOB2F2中,∣0B2I=b,QF2∣=c,∣B2F2I=a,

且∣OF2∣2=∣B2F2f-1OB2I2,即C2=a2-b2;

C

④离心率:

椭圆的焦距与长轴的比e叫椭圆的离心率°∙.∙a∙c∙0,∙∙.0:

e:

1,且e越接近1,C就

a

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^b时,C=:

0,两焦点重合,图形变为圆,方程为X2∙y2=a2。

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(IIPF1I-|PF2II=2a)。

注意:

①式中是差的绝对值,在0:

2a町F1F2I条件下;IPF1I-IPF21=2a时为双曲线的一支;

IPF2μIPF1^2a时为双曲线的另一支(含F1的一支);②当2a=IF1F2I时,IIPF11-IPF2片2a表示两条射线;③当2aIF1F21时,IIPRITPF2II=2a不表示任何图形;④两定点F1,F2叫做双曲线的焦点,IFHI叫做焦距。

(2)双曲线的性质

22

1范围:

从标准方程x2-召-1,看出曲线在坐标系中的范围:

双曲线在两条直线X=a的外侧。

ab

22

X≥a,X≥a即双曲线在两条直线x=±a的外侧。

22

2对称性:

双曲线x2-y2=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

22

是双曲线xy=1的对称中心,双曲线的对称中心叫做双曲线的中心。

ab

22

3顶点:

双曲线和对称轴的交点叫做双曲线的顶点。

在双曲线笃-笃=1的方程里,对称轴是Xly轴,所

ab

22

以令y=0得X=a,因此双曲线和X轴有两个交点A(-a,0)A2(a,0),他们是双曲线令葺=1的顶点。

ab

令X=0,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AA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。

22

图上看,双曲线笃-占-1的各支向外延伸时,与这两条直线逐渐接近。

ab

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:

a=b;

2)等轴双曲线的性质:

(1)渐近线方程为:

y=「x;

(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。

22AA.

3)注意到等轴双曲线的特征a=b,则等轴双曲线可以设为:

X-y=C-0),当-0时交点在X轴,当■■-■0时焦点在y轴上。

χ2y2y2χ2

6注意1与1的区别:

三个量a,b,c中a,b不同(互换)C相同,还有焦点所在的坐标

169916

轴也变了。

3.抛物线

(1)抛物线的概念

平面内与一定点F和一条定直线I的距离相等的点的轨迹叫做抛物线(定点F不在定直线I上)。

定点F叫做

抛物线的焦点,定直线I叫做抛物线的准线。

方程y2=2pχP0叫做抛物线的标准方程。

注意:

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^-P;

22

(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:

y2=-2px,X2=2Py,χ2=-2py.这四种抛物线的图形、标准方程、焦点坐标以及准线方程如

标准方程

y2=2px

(PR

y2=-2PX

(P>o)

X2=2Py

(p>0)

X2=-2Py

(p>0)

图形

4

7⅜

7η^x

焦点坐标

(p,o)

2

(-乡0)

(0月

2

(G^I)

准线方程

X—P

2

X=P

2

T

存2

范围

XR

X兰0

y≥0

y≤0

对称性

X轴

X轴

y轴

y轴

顶点

(o,o)

(0,0)

(0,0)

(0,0)

离心率

e=1

e=1

e=1

e=1

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PG(Xo,y0)在曲线C上二f(xo,yO)=O;点PG(Xo,y0)不在曲线C上二f(xo,yo)≠0。

两条曲线的交点:

若曲线Ci,C的方程分别为fι(x,y)=o,f2(x,y)=o,则点Po(xo,yo)是C,G的交点

f1(xo,yo)=o

={n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)

2、方程:

⑴标准方程:

圆心在c(a,b),半径为r的圆方程是(x-a)2+(y-b)2=r2

圆心在坐标原点,半径为r的圆方程是x2+y2=r2

2222.-..IDE

⑵一般方程:

①当D+E-4F>0时,一元二次方程X+y+Dx+Ey+F=O叫做圆的一般方程,圆心为(,)半径

22

DE

是,D■E-4F。

配方,将方程χ2+y2+Dx+Ey+F=0化为(x+-D)2+(y+—)2=DE-4F

4

2_2DE

2当D+E2-4F=0时,方程表示一个点(-,-);

22

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MClVr=点M在圆C内,丨

MCI=r=点M在圆C上,∣MCl>r点M在圆C内,其中∣MC∣=.,(χ0-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d—B^Cl

Ja2+b2

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l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

定义

1.到两定点F1,F2的距离之和为定值2a(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.

(0

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:

({MI

=2a,IF

IMF+IMFI1F2IV2a}.

点集:

{MI

=±2a,

MFI-IMFI.

F2F2I>2a}.

点集{MI

线

IMF1=点M至悄

I的距离}.

图形

IIr

M

7

1

k

方程

标准

方程

22

Xy

P+—=1(aAb>0)ab

22

Xy

2∖=1(a>0,b>0)

ab

y2=2px

参数

方程

'x=aCOSB[y=bsinθ

(参数日为离心角)

「x=asec9

Cly=btanT(参数日为离心角)

Pt(t为参数)

=2Pt

范围

—a≤x≤a,-b今切

|x|≥a,yER

xX0

中心

原点0(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

焦占

八'、八\、

Fι(c,0),F2(—c,0)

F1(c,0),F2(—c,0)

F&0)

准线

2

亠aX=±—

C

准线垂直于长轴,且在椭圆

外•

2

亠aX=±—

C

准线垂直于实轴,且在两顶点的

内侧.

X=-卫

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=Pa2-b2)

22

2c(c=^a+b)

离心率

e=C(0£ecl)

a

e='(e>1)a

e=1

【备注1】双曲线:

⑶等轴双曲线:

双曲线X2-y2=∙a2称为等轴双曲线,其渐近线方程为y=∙χ,离心率e=√2.

22

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•谷一∙y2=,与a2b2

2222

x2--互为共轭双曲线,它们具有共同的渐近线:

x2~y7=0.

aba2b2

2222

⑸共渐近线的双曲线系方程:

牛-义(■=0)的渐近线方程为1-上0如果双曲线的渐近线为x_y=0时,

a2b2a2b2ab

22

它的双曲线方程可设为冷一上(,0)•

a2b2

【备注2】抛物线:

(1)抛物线y2=2px(p>0)的焦点坐标是(P,0),准线方程x=-—,开口向右;抛物线y2=-2px(p>0)的焦点坐

22

标是(--p,0),准线方程X=E,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

2222

口向上;

抛物线x2=-2py(p>0)的焦点坐标是(0,-—),准线方程y=-,开口向下•

22

(2)抛物线y2=2px(p>0)上的点M(xO,yO)与焦点F的距离MF

P2

=Xo;抛物线y=-2px(p>0)上的点M(xO,yO)

2

与焦点F的距离MF

=2px(p>0),则抛物线的焦点到其顶点的距离为—,顶点到准线的距离

2

到准线的距离为p.

(3)坐标轴的平移公式:

设平面内任意-

中的坐标是(x',y').设新坐标系的原点

点M,它在原坐标系XOy中的坐标是(x,y)

在新坐标系

X'O'y'

O'在原坐标系XOy中的坐标是(h,k),则

x'=X「h

(1)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:

方程

焦占

八、、八、、

焦线

对称轴

椭圆

(x-h)2+(y-k)2=1

2.2

ab

(±c+h,k)

2

丄a「

X=±—+h

G

x=h

y=k

(x-h)2ι(y-k)2II22=1ba

(h,±c+k)

2

aIy=±—+k

G

x=h

y=k

双曲线

22

(x-h)(y-k)=1

(±c+h,k)

2

丄aI

X=±—+k

C

x=h

y=k

2.2

ab

(y-k)2(x-h)2=1

2.2

ab

(h,±c+h)

2

aIy=±—+k

C

x=h

y=k

抛物线

2

(y-k)=2p(x-h)

(-+h,k)

2

x=-—+h

2

y=k

2

(y-k)=-2p(x-h)

(--+h,k)

2

X=-P+h

2

y=k

(x-h)2=2p(y-k)

(h,-P+k)

2

y=-—+k

2

x=h

2

(x-h)=-2p(y-k)

(h,--P+k)

2

y=-p+k

2

x=h

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

22

5∙若F0(xo,yo)在椭圆务y∑=1上,则过P)的椭圆的切线方程是^x2X=1.

abab

22

6.若F0(Xo,yo)在椭圆x2=1外,则过P0作椭圆的两条切线切点为P、则切点弦PR的直线方程是

ab

X^yOy=I2a

 

角形的面积为

x2

8.椭圆-2

∙yy=1(a>b>0)的焦半径公式

b2

7.

22

椭圆-2■^y~

a

b2可(a

>b>0)的左右焦点分别为F,F2,点P为椭圆上任意一点∙F1PF2

=,则椭圆的焦点

 

IMF1∣=aexo,∣MF2Fa-ex)(F1(y,O),F2(c,O)M(x),y))).

2

XJ——+^―

2a

3、若P为椭圆

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FQ,Ai、A为椭圆长轴上的顶点,AP和AQ交于点MAP和AQ

交于点N,贝UMFLNF.

2

y^=1(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,Fi,F2是焦点,一PF1F2--,-PF2F1=1,b

a-CTLl''

贝UtanCQt—.

aC22

22

Xy

4、设椭圆—+2r=1(a>b>0)的两个焦点为Fi、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PFF2中,记

ab

F1PF2-,PF1F2八,FAP=,则有Snc=e∙

SinP十Sin『a

22_

5、若椭圆令y^=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当0Ve≤-2-1时,可在椭圆上

ab

求一点P,使得PFi是P到对应准线距离d与PF>的比例中项.

X2y2

6、P为椭圆—2-1(a>b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为椭圆内一定点,贝U

ab

2a-1AF2PAl|PFlE2a|AFi|,当且仅当A)F2,P三点共线时,等号成立

22

a2

7、椭圆3护"与直线AXBV60有公共点的充要条件是

A2a2B2b-(Ax0By0C)2.

22

XV

a2

&已知椭圆—+p=1(a>b>0),O为坐标原点,P、Q为椭圆上两动点,且

b2

 

|MN|

 

 

22

12、设A、B是椭圆笃*笃=1(a>b>0)的长轴两端点,P是椭圆上的一点,∙PAB=:

ab

 

22

tan:

tan:

=1「e2.(3)SPAB2T~~-cot

x2

13、已知椭圆—2

=1(a>b>0)的右准线l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-a

 

的中点.

则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直

B两点,点C在右准线I上,且BC_X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,

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△PFF2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)

 

P1P2的直线方程是理X—辔=1.

a2b2

22

7、双曲线务…占=1(a>0,b>0)的左右焦点分别为F1,F2,点P为双曲线上任意一点ZF1PF2=,则双曲

ab

 

22

Xy

&双曲线—2=1(a>0,b>0)的焦半径公式:

(F1(-c,O),F2(c,0))当M(x0,y0)在右支上时,

ab

∣MF1>e×oa,|MF2∏eχ^-a;当M(x°,y°)在左支上时,IMFII=-eχ3a,|MF?

戶-a。

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UMF⊥NF.

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MAP和AQ交于点N,贝UMF⊥NF.

22

XV

11、AB是双曲线—2=1(a>0,b>0)的不平行于对称轴的弦,

ab

22

XV

13、若F0(X0,y0)在双曲线—22=1(a>0,b>0)内,则过Po的弦中点的轨迹方程是

y2_XQX

V0V

b2

【推论】:

22

XV

1、双曲线—2=1(a>0,b>0)的两个顶点为AI(-a,0),A2(a,0),与y轴平行的直线交双曲线于R-P2时

ab

22

A1P1与AaP2交点的轨迹方程是Xy-y2≡1.

ab

22

2、过双曲线

XV

1(a>0,b>0)上任一点A(X0,y°)任意作两条倾斜角互补的直线交双曲线于B,C两点,

ab

 

x2

5、若双曲线Xy—2

ab

U)|OP|2|OQ|2

22

4ab

11

"112;

(2)|OP|+|OQ|的最小值为=2;(3)S-OPQ

abb-a

a2b2

的最小值是22

b2—a2

=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当1ve≤\21时,可在双

曲线上求一点P,使得PF

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