1
一个公共点 B ,当 R 为何值时,|A B |取得最大值?
并求最大值.
111
一.圆锥曲线的定义:
椭圆:
平面内与两个定点
的距离之和等于定长(大于 )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点
数学语言:
叫做椭圆的焦点,两焦点的距离 叫做椭圆的焦距。
常数 2a=
常数 2a<
,轨迹是线段
,轨迹不存在;
;
双曲线:
平面内与两个F1,F2的距离之差的绝对值等于常数(小于||F1F2)的点的轨迹叫做
双曲线。
这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点的距离叫做双曲线的焦距。
数学语言:
MF - MF= 2a
12
常数 2a=
,轨迹是两条射线;
常数 2a>
,轨迹不存在;
(
2a < F F
1 2 )
常数 2a=0,轨迹是 F F 的中垂线。
12
抛物线
平面内与一个定点 F 和一条定直线 l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点 F 叫做抛
物线的焦点,定直线 l 叫做抛物线的准线.(注:
F 不在 l 上)
当 F 在 l 上时是过 F 点且垂直于 l 的一条直线。
定义中要重视“括号”内的限制条件
(1)定点 F (-3,0), F (3,0) ,在满足下列条件的平面上动点 P 的轨迹中,是椭圆的是(
12
)
A. PF + PF
1
2
= 4 B. PF + PF
1
2
= 6
C. PF + PF = 10D. PF
12
1
2
+ PF
2
2
= 12
(2)方程 ( x - 6)2 + y 2 - ( x + 6)2 + y 2 = 8 表示的曲线是____
二、圆锥曲线的标准方程
椭圆:
焦点在 x 轴上时:
x 2 y 2 y 2 x 2
a 2 + b 2 = 1 焦点在 y 轴上时:
a 2 + b 2 = 1
注:
是根据分母的大小来判断焦点在哪一坐标轴上。
双曲线:
焦点在 x 轴上时:
x 2 y 2 y 2 x 2
- = 1 焦点在 y 轴上时:
-
a 2 b 2 a 2 b 2
= 1
注:
是根据项的正负来判断焦点所在的位置。
抛物线的标准方程:
图形标准方程焦点坐标准线方程
( 1 )
已 知
方 程
x 2 y 2
+ = 1
3 + k 2 - k
表 示
椭圆,
则 k
的 取
值 范
围 为
____
( 2 ) 已知方程
x 2 y 2
- = 1
m + 2 m + 1
表示双曲线,求
m 取值范围。
x 2y 2
(3)已知方程+= 1 表示焦点在 y 轴上的椭圆,则 m 的取值范围是( )
m - 12 - m
(4)抛物线 y2=mx(m≠0)的焦准距 p 为------------,焦点坐标是-------------,准线方程是---------.
三、椭圆与双曲线的性质分析
分类椭圆
双曲线
定义
图形
平面内与两个F1,F2的距离之和等
于常数(大于||F1F2)的点的轨迹
y
x
平面内与两个F1,F2的距离之差的绝对值
等于常数(小于||F1F2)的点的轨迹
标准方程x 2= 1(a > b > 0)
a 2b2
x 2 y 2
- = 1(a > 0,b > 0)
a 2 b2
a、b、c关系
c 2 = a 2 - b2
c 2 = a 2 + b2
a、b、c的意义a是长半轴长,b是短半轴长,c是半焦距a是实长半轴长,b是虚短半轴长,c是半焦距
范围- a ≤ x ≤ a,- b ≤ y ≤ bx ≤ -a,x ≥ ay ∈ R
分类椭圆
对称性关于x轴和y轴对称,
也关于原点对称
双曲线
关于x轴和y轴对称,
也关于原点对称
顶点A1 (-a,0)
B (0,-b)
1
A (a,0)
2
B (0, b)
2
A (-a,0), A (a,0)
1 2
c
aa
焦点坐标
F (-c,0), F (c,0) F (-c,0), F (c,0)
1 2 1 2
渐近线
无 y =±
b
a
x
抛物线几何性质:
标准方程
yyyy
F
图象O
F x F O x
O
O x x
F
焦
坐
顶
坐
准
方
p
何
(1)椭圆若椭圆
x 2 y 2 10
5 m 5
,则 m 的值是__
(2)双曲线的渐近线方程是3x ± 2y = 0,则该双曲线的离心率等于______
(3)若该抛物线上的点 M 到焦点的距离是 4,则点 M 的坐标为__
(4)设双曲线
x 2 y 2
-
a b 2
= 1 (a>0,b>0)中,离心率 e∈[ 2 ,2],则两条渐近线夹角 θ的
取值范围是________
(5)设 a ≠ 0, a ∈ R ,则抛物线 y = 4ax2 的焦点坐标为________
5x2y2
294
(7)设中心在坐标原点 O ,焦点 F 、 F 在坐标轴上,离心率 e =2 的双曲线 C 过点
12
P(4,- 10) ,则 C 的方程为_______
(8)已知抛物线方程为 y2 = 8x ,若抛物线上一点到 y 轴的距离等于 5,则它到抛物线
的焦点的距离等于____;
(9)抛物线 y2 = 2x 上的两点 A、B 到焦点的距离和是 5,则线段 AB 的中点到 y 轴的
距离为______
四、点 P( x , y ) 和椭圆
00
x 2 y 2
+
a b 2
= 1( a > b > 0 )的关系:
x 2
0 +
a 2
y 2
0 = 1 ⇒ p 点在椭圆上。
b 2
x 2y 2
0 +0 < 1 ⇒ p 点在椭圆内。
ab 2
x 2y 2
0 +0 > 1 ⇒ p 点在椭圆外。
a 2b 2
对于双曲线和抛物线与点的位置关系可以此类推。
五、直线与圆锥曲线的位置关系:
(在这里我们把圆包括进来)
(1).首先会判断直线与圆锥曲线是相交、相切、还是相离的
a.直线与圆:
一般用点到直线的距离跟圆的半径相比(几何法),也可以利用方程实
根的个数来判断(解析法).
b.直线与椭圆、双曲线、抛物线一般联立方程,判断相交、相切、相离
c.直线与双曲线、抛物线有自己的特殊性
12⎣121 2 ⎦
其中 k 为直线的斜率, ( x , y ),( x , y ) 是两交点坐标.
1122
b.求弦所在的直线方程
c.根据其它条件求圆锥曲线方程
(3).已知一点 A 坐标,一直线与圆锥曲线交于两点 P、Q,且中点为 A,求 P、Q 所在的
直线方程(点差法)
(4).已知一直线方程,某圆锥曲线上存在两点关于直线对称,求某个值的取值范围(或
者是圆锥曲线上否存在两点关于直线对称)
(1)若直线 y=kx+2 与双曲线 x2-y2=6 的右支有两个不同的交点,则 k 的取值范围是
_______
(2)直线 y―kx―1=0 与椭圆
x2 y 2
+ = 1 恒有公共点,则 m 的取值范围是______
5 m
(3)过双曲线
x 2 y 2
- = 1 的右焦点直线交双曲线于 A、B 两点,若│AB︱=4,则这
1 2
样的直线有_____条.
(4)过双曲线
x 2 y 2
-
a b 2
=1 外一点 P( x , y ) 的直线与双曲线只有一个公共点的情况如
0 0
下:
(5)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。
(6)过点 (2,4) 作直线与抛物线 y2 = 8x 只有一个公共点,这样的直线有__
x2y2
916
y 2
2
条件的直线 l 有__条
(9)对于抛物线 C:
y 2 = 4 x ,我们称满足 y
0
2
< 4 x 的点 M (x , y ) 在抛物线的内部,
0 0 0
若点 M (x , y ) 在抛物线的内部,则直线 l :
y y = 2( x + x ) 与抛物线 C 的位置关系是
0000
_______
(10)过抛物线 y2 = 4x 的焦点 F 作一直线交抛物线于 P、Q 两点,若线段 PF 与 FQ 的
长分别是 p、 q ,则
1 1
+ = _______
p q
(11)求椭圆 7x 2 + 4 y 2 = 28上的点到直线 3x - 2y -16 = 0的最短距离
(12)直线 y = ax + 1 与双曲线 3x2 - y2 =1交于 A 、 B 两点。
①当 a 为何值时, A 、 B 分别在双曲线的两支上?
②当 a 为何值时,以 AB 为直径的圆过坐标原点?
1、求弦长问题:
:
(1)过抛物线 y2=4x 的焦点作直线交抛物线于 A(x1,y1),B(x2,y2)两点,
若 x1+x2=6,那么|AB|等于_______
(2)过抛物线 y 2 = 2 x 焦点的直线交抛物线于 A、B 两点,已知|AB|=10,O 为坐
标原点,则 ΔABC 重心的横坐标为_______
2、圆锥曲线的中点弦问题:
(1)如果椭圆
x2 y 2
+ = 1 弦被点 A(4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是
36 9
(2)已知直线 y=-x+1 与椭圆
x2 y 2
+
a 2 b2
= 1(a > b > 0) 相交于 A、B 两点,且线段
AB 的中点在直线 L:
x-2y=0 上,则此椭圆的离心率为_______
x 2y 2
( 3 ) 试确定 m 的取值范围,使得椭圆+= 1 上有不同的两点关于直线
43
y = 4x + m 对称
特别提醒:
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
y
A
弦长、对称问题时,务必别忘了检验 ∆ > 0 !
3、直线恒过定点问题:
O
P
M
B
x
(1)A、B 是抛物线 y2=2px(p>0)上的两点,且 OA⊥OB(O 为坐标原点)
求证:
直线 AB 经过一个定点;
(2)抛物线 y2=2px(p>0)上有两个动点 A、B 及一定点 M(p, 2p),F 为焦点;若|AF|、
|MF|、|BF|成等差数列,求证:
线段 AB 的垂直平分线过定点。
4、焦点三角形问题:
(1)短轴长为5 ,离心率 e =
2
3
y
B
M
A
O
F x
例 3 图
的椭圆的两焦点为 F 、 F ,过 F 作直线交椭圆
1 2 1
于 A、B 两点,则 ∆ABF 的周长为________
2
(2)设 P 是等轴双曲线 x 2 - y 2 = a 2 (a > 0) 右支上一点, F1、F2 是左右焦点,若
PF2 ⋅ F1 F2 = 0 ,|PF1|=6,则该双曲线的方程为
(3)双曲线的虚轴长为 4,离心率 e=6
2
,F1、F2 是它的左右焦点,若过 F1 的直
线与双曲线的左支交于 A、B 两点,且 AB 是 AF 与 BF 等差中项,则 AB =_______
22
( 4) 已知双曲线的离心率为2 , F1、 F2 是左右焦点, P 为双曲线上一点,且
∠F PF = 60 , S
12
∆PF1F2 = 12 3 .求该双曲线的标准方程。
5、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质:
p
2
A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,则
(1)y1y2=-p
p2
1 2 4
(2)|AB|=x1+x2+p;通径=2P
112
|AF||BF|p
(4) 过 A、B 两点作准线的垂线,垂足分别为 A/、B/,F 抛物线的焦点,则∠A/FB/=900;
(5) 以弦 AB 为直径的圆与准线相切。
(6) 设 A, B 是抛物线 y2=2px 上的两点,O 为原点, 则 OA⊥OB 的充要条件是直线 AB
恒过定点(2p,0)
pp
证明:
(1)当直线过焦点且垂直于 x 轴时,A(2 ,p)、B(2 ,-p),因此 y1y2=-p2
成立; 当直线过焦点且不与 x 轴垂直时,显然直线的斜率 k≠0,直线 AB 的方程为:
pypyp
2k2k2
ky2-2py-kp2=0,∴y1y2=-p2
∵A(x1,y1)、B(x2,y2)两点都在抛物线 y2=2px(p>0)上,
∴y12=2px1,y22=2px2;两式相乘得(y1y2)2=2px1·2px2
∴p4=4p2x1x2;
p2
从而 x1x2= 4
p
2
pp
则|AB|=|AF|+|BF|=|AA/|+|BB/|=x1++x2+2 =x1+x2+p
111
+=+
x1+2x2+2
=
x1x2+2442 (x1+x2)+ 4
A
B
y
O
B
⑥题
A
F x
2
=
2(x1+x2+p)
(4)过 A、B 两点分别作准线的垂线,垂足分别为 A/、B/,
由于点 A、B 是抛物线上的点,F 是抛物线的焦点,根据抛物线的定义可知,|AF|=
|AA/|,|BF|=|BB/|
∴∠B/BF=1800-2∠B/FB,∠A/AF=1800-2∠A/FA
由∵AA/∥BB/∴∠B /BF+∠A/AF=1800
y
即:
1800-2∠B/FB+1800-2∠A/FA=1800
A/
∴∠B
N/
垂足分别为 A/、B/、N/,Fx
∵N 为线段 AB 的中点,则|NN/|=
|AF|+|BF||AB|
==
2
B/
⑦题图
∴以 AB 为直径的圆与准线相切。
(6)设 A, B 是抛物线 y2=2px 上的两点,O 为原点, 则 OA⊥OB 的充要条件是直
线 AB 恒过定点(2p,0)
六.你了解下列结论吗?
共渐近线的双曲线系:
(1)渐近线方程为:
y = ± n x即 x ± y = 0
mmn
x2y 2
m2n2
λ > 0时表示焦点在x轴上的双曲线;
λ < 0时表示焦点在y轴上的双曲线;
(2)与双曲线 x2 - y 2
a2b2
= 1有相同的渐近线的
x 2y 2
916
(2) 中心在原点,一个焦点为(3,0),一条渐近线方程 2x-3y=0 的双曲线方程是
--------
七、圆锥曲线中的最值问题
(1)如图所示,若 A(3,2),F 为抛物线 y2=2x 的焦点,求|PF|+|PA|
的最小值,以及取得最小值时点 P 的坐标。
L
y
变式:
若 A(3,5)呢?
(2).定长为 3 的线段 AB 的端点 A、B 在抛物线 y 2 = x 上移动,求 AB
N
N
O
F
P
P A
x
中点 M 到 y 轴距离的最小值,并求此时 AB 中点 M 的坐标。
(3)若 x, y ∈ R ,且 3x2 + 2 y2 = 6 ,则 x + y 的最大值是___, x2 + y 2
例 8 图
的最小值是
(4)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__
八.动点轨迹方程问题:
1、直接法
当所求动点的要满足的条件简单明确时,直接按“建系设点、列出条件、代入坐标、
整理化简、限制说明”五个基本步骤求轨迹方程, 称之直接法.
例 1.点 M 与定点 F (0,2) 的距离和它到定直线 y = 8 的距离的比是 1:
2 ,求点的轨
迹方程式,并说明轨迹是什么图形.
变式:
已知动点 P 到定点 F(1,0)和直线 x = 3 的距离之和等于 4,求 P 的轨迹方程.
2、待定系数法:
已知轨迹是什么图形,先设出其标准方程,再求出参数。
例 2、 已知椭圆的焦点坐标为
和 ,且经过点 ,求椭圆的标
准方程。
变式:
抛物线的顶点在原点,以 x 轴为对称轴,经过焦点且倾斜角为 135 0 的直线,被抛物
线截得的弦长为 8,试求抛物线的方程。
3、定义法:
定义法是指先分析、说明动点的轨迹满足某种特殊曲线(如圆、椭圆、双曲线、
抛物线等)的定义或特征,再求出该曲线的相关参量,从而得到轨迹方程
例 3、求与圆 ( x - 3) 2 + y 2 = 1 及 ( x + 3) 2 + y 2 = 9 都外切的动圆圆心的轨迹方程
解:
设动圆的半径为 r,则由动圆与定圆都外切得
MF = 3 + r, MF = 1 + r ,
12
又因为 MF - MF = (3 + r) - (1 + r) = 2 ,
12
由双曲线的定义可知,点 M 的轨迹是双曲线的一支
所求动圆圆心的轨迹是双曲线的一支,其方程为:
x 2 y 2
- = 1 ( x ≥ 1)
1 8
变式:
(1)、一动圆与圆 x2 + y2 + 6x + 5 = 0 外切,同时与圆 x2 + y2 - 6x - 91 = 0 内切,
求动圆圆心的轨迹方程式,并说明它是什么曲线.
( 2 、 已 知 ∆ABC 的 底 边 BC 长 为 12 , 且 底 边 固 定 , 顶 点 A 是 动 点 , 使
1
sin B - sin C =sin A ,求点 A 的轨迹
2
分析:
首先建立坐标系,由于点 A 的运动规律不易用坐标表示,注意条件的运用,可
利用正弦定理将其化为边的关系,注意有关限制条件
解:
以底边 BC 为 x 轴,底边 BC 的中点为原点建立 xoy 坐标系,这时
1
B(-6,0), C (6,0) ,由 sin B - sin C =sin A 得
2
1
b - c =a = 6 ,即 | AC | - | AB |= 6所以,点 A 的轨迹是以 B(-6,0), C (6,0) 为焦点,
2
2 a =6 的双曲线的左支 其方程为:
x 2 y 2
- = 1( x < -3)
9 27
(3).动点到点(3,0)的距离比它到直线 x=-2 的距离大 1,则动点的轨迹是()
A.椭圆B.双曲线C.双曲线的一支D.抛物线
解析:
由题意可知,动点到点(3,0)的距离等于它到直线 x=-3 的距离,由抛物线定
义知动点的轨迹是抛物线.答案:
D
4、代入法
当题目中有多个动点时,将其他动点的坐标用所求动点 P 的坐标 x, y 来表示,再代入
到其他动点要满足的条件或轨迹方程中,整理即得到动点 P 的轨迹方程,称之代入法,也
称相关点法、转移法.
例 4:
点 A 位于双曲线
x 2 y 2
-
a 2 b2
= 1(a > 0, b > 0) 上,F , F 是它的两个焦点,求 ∆AF F
1 2 1 2
的重心 G 的轨迹方程
分析:
要求重心的轨迹方程,必须知道三角形的三个顶点的坐标,利用相关点法进行
求解注意限制条件
解:
设 ∆AF F 的重心 G 的坐标为 ( x, y) ,则点 A 的坐标为 (3x,3 y)
12
因为点 A 位于双曲线
x 2 y 2
a b2
= 1(a > 0, b > 0) 上,从而有
(3x) 2(3 y) 2
-
a 2b 2
= 1( y ≠ 0) ,即
x 2 y 2
- = 1( y ≠ 0)
a b
( ) 2 ( ) 2
3 3
所以, ∆AF F 的重心 G 的轨迹方程为
12
x 2 y 2
- = 1( y ≠ 0)
a b
( ) 2 ( ) 2
3 3
变式:
如图,从双曲线 C :
x 2 - y 2 = 1 上一点 Q 引直线y
P
Q N
l :
x + y = 2 的垂线,垂