数学概念、方法、题型、易误点技巧总结——圆锥曲线(一)
湖南省常德市安乡县第五中学 龚光勇收集整理
1.圆锥曲线的两个定义:
(1)第一定义中要重视“括号”内的条件:椭圆中,与两个定点F,F的距离的和等于常数
,且此常数
一定要大于
,当常数等于
时,轨迹是线段
FF,当常数小于值等于常数不可忽视。若
时,无轨迹;双曲线中,与两定点F,F的距离的差的绝对
一定要小于|FF|,定义中的“绝对值”与
<|FF|﹥|FF|,
,且此常数
=|FF|,则轨迹是以F,F为端点的两条射线,若
则轨迹不存在。若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。比如:
①已知定点 A. C. ②方程
(2)第二定义中要注意定点和定直线是相应的焦点和准线,且“点点距为分子、点线距为分母”,其商即是离心率。圆锥曲线的第二定义,给出了圆锥曲线上的点到焦点距离与此点到相应准线距离间的关系,要善于运用第二定义对它们进行相互转化。
表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)
D.
(答:C);
B.
,在满足下列条件的平面上动点P的轨迹中是椭圆的是
如已知点(答:2)
及抛物线上一动点P(x,y),则y+|PQ|的最小值是_____
2.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的
标准位置的方程):
(1)椭圆:焦点在轴上时()(参数方
程,其中为参数),焦点在轴上时=1()。方程
表示椭圆的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B,C同号,A≠B)。比如:
①已知方程表示椭圆,则的取值范围为____(答:
);
②若(答:
)
,且
,则
的最大值是____,
的最小值是___
(2)双曲线:焦点在(
)。方程
轴上: =1,焦点在轴上:=1
表示双曲线的充要条件是什么?(ABC≠0,且
A,B异号)。比如:
①双曲线的离心率等于,且与椭圆有公共焦点,则该双曲线的方程
_______(答:
②设中心在坐标原点
);
,焦点、在坐标轴上,离心率
)
的双曲线C过点
,则C的方程为_______(答:
(3)抛物线:开口向右时
,开口向左时,开
口向上时
,开口向下时。
3.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断):
(1)椭圆:由
,
分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。
如已知方程表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是__(答:
)
(2)双曲线:由
(3)抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。
特别提醒:(1)在求解椭圆、双曲线问题时,首先要判断焦点位置,焦点F,F的位置,是椭圆、双曲线的定位条件,它决定椭圆、双曲线标准方程的类型,而方程中的两个参数
,确定椭圆、双曲线的形状和大小,是椭圆、双曲线的定形条件;在求
,在双
,
项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上;
解抛物线问题时,首先要判断开口方向;(2)在椭圆中,最大,曲线中,最大,
4.圆锥曲线的几何性质:
。
(1)椭圆(以②焦点:两个焦点
()为例):①范围:;
;③对称性:两条对称轴,一个对称中心(0,0),
四个顶点,其中长轴长为2,短轴长为2;④准线:两条准线;
⑤离心率:
,椭圆,越小,椭圆越圆;越大,椭圆越扁。比如:
①若椭圆
的离心率,则的值是__(答:3或);
②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__(答:
)
(2)双曲线(以②焦点:两个焦点两个顶点
()为例):①范围:或;
;③对称性:两条对称轴,一个对称中心(0,0),
,其中实轴长为2,虚轴长为2,特别地,当实轴和虚轴的长相等
时,称为等轴双曲线,其方程可设为;④准线:两条准线;
⑤离心率:,双曲线,等轴双曲线,越小,开口越小,越
大,开口越大;⑥两条渐近线:
。比如:
①双曲线的渐近线方程是,则该双曲线的离心率等于______(答:或
);
②双曲线
的离心率为,则= (答:4或);
③设双曲线(a>0,b>0)中,离心率e∈[,2],则两条渐近线夹角θ
的取值范围是________(答:
);
(3)抛物线(以为例):①范围:;②焦点:一个
焦点,其中的几何意义是:焦点到准线的距离;③对称性:一条对称轴,
没有对称中心,只有一个顶点(0,0);④准线:一条准线抛物线
。
; ⑤离心率:,
如设
,则抛物线的焦点坐标为________(答:);
5、点和椭圆()的关系:(1)点在椭
圆外;(2)点在椭圆上=1;(3)点
在椭圆内
6.直线与圆锥曲线的位置关系:
(1)相交:双曲线相交不一定有有一个交点,故
直线与椭圆相交;
直线与双曲线相交,但直线与
,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;
直
线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故但不是必要条件。比如:
,当直线与抛物线的对称轴平行也仅是直线与抛物线相交的充分条件,
22
①若直线y=kx+2与双曲线x-y=6的右支有两个不同的交点,则k的取值范围是
_______(答:(-
,-1));
②直线y―kx―1=0与椭圆[1,5)∪(5,+∞));
恒有公共点,则m的取值范围是_______(答:
③过双曲线的右焦点直线交双曲线于A、B两点,若│AB︱=4,则这
样的直线有_____条(答:3);
(2)相切:线与抛物线相切;
(3)相离:线与抛物线相离。
特别提醒:
(1)直线与双曲线、抛物线只有一个公共点时的位置关系有两种情形:相切和相交。如果直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交,但只有一个交点;如果直线与抛物线的轴平行时,直线与抛物线相交,也只有一个交点;
直线与椭圆相离;
直线与双曲线相离;
直
直线与椭圆相切;
直线与双曲线相切;
直
(2)过双曲线=1外一点的直线与双曲线只有一个公共点的情
况如下:①P点在两条渐近线之间且不含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和分别与双曲线两支相切的两条切线,共四条;②P点在两条渐近线之间且包含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和只与双曲线一支相切的两条切线,共四条;③P在两条渐近线上但非原点,只有两条:一条是与另一渐近线平行的直线,一条是切线;④P为原点时不存在这样的直线;
(3)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。比如:
①过点
作直线与抛物线
只有一个公共点,这样的直线有______(答:2);
②过点(0,2)与双曲线有且仅有一个公共点的直线的斜率的取值范围为
______(答:
);
③过双曲线的右焦点作直线交双曲线于A、B两点,若4,则满
足条件的直线有____条(答:3);
④对于抛物线C:若点
,我们称满足
的点
在抛物线的内部,
与抛物线C的位置关系是
在抛物线的内部,则直线:
_______(答:相离);
⑤过抛物线
的焦点
作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与FQ的
长分别是、,则
_______(答:1);
⑥设双曲线和右准线分别于
,则
的右焦点为
和
,右准线为,设某直线交其左支、右支
的大小关系为___________(填大于、小于
或等于) (答:等于);
⑦求椭圆 ⑧直线
上的点到直线的最短距离(答:);
与双曲线交于、两点。①当为何值时,、
分别在双曲线的两支上?②当为何值时,以AB为直径的圆过坐标原点?(答:①
;②
);
7、焦半径(圆锥曲线上的点P到焦点F的距离)的计算方法:利用圆锥曲线的第二定义,转化到相应准线的距离,即焦半径的距离。比如:
,其中表示P到与F所对应的准线
①已知椭圆上一点P到椭圆左焦点的距离为3,则点P到右准线的距离
为____(答:
);
②已知抛物线方程为的焦点的距离等于____;
③若该抛物线上的点
,若抛物线上一点到轴的距离等于5,则它到抛物线
到焦点的距离是4,则点的坐标为_____(答:);
④点P在椭圆上,它到左焦点的距离是它到右焦点距离的两倍,则点P
的横坐标为_______(答:
⑤抛物线
);
上的两点A、B到焦点的距离和是5,则线段AB的中点到轴的
距离为______(答:2);
⑥椭圆内有一点,F为右焦点,在椭圆上有一点M,使
之值最小,则点M的坐标为_______(答:);
数学概念、方法、题型、易误点技巧总结——圆锥曲线(二)
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8、焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题:常利用第一定义和正弦、余弦定理求解。设椭圆或双曲线上的一点
到两焦点
的
距离分别为,焦点的面积为,则在椭圆中, ①=
,且当即为短轴端点时,最大为=;
②,当即为短轴端点时,的最大值为bc;对于双
曲线的焦点三角形有:①;②
。比如:
①短轴长为B两点,则
,离心率的椭圆的两焦点为、,过作直线交椭圆于A、
的周长为________(答:6);
②设P是等轴双曲线
右支上一点,F1、F2是左右焦点,若
);
,|PF1|=6,则该双曲线的方程为 (答:
③双曲线的虚轴长为4,离心率e=双曲线的左支交于A、B两点,且(答:
);
是
,F1、F2是它的左右焦点,若过F1的直线与与
等差中项,则
=__________
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
,.求该双曲线的标准方程(答:);
9、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质:(1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;(2)设AB为焦点弦, M为准线与x轴的交点,则∠AMF=∠BMF;(3)设AB为焦点弦,A、B在准线上的射影分别为A,B,若P为AB的中点,则PA⊥PB;
(4)若AO的延长线交准线于C,则BC平行于x轴,反之,若过B点平行于x轴的直线交准线于C点,则A,O,C三点共线。
10、弦长公式:若直线B的横坐标,则
=
与圆锥曲线相交于两点A、B,且,若
分别为A、
=
分别为A、B的纵坐标,则
,若弦AB所在直线方程设为,则=。
特别地,焦点弦(过焦点的弦):焦点弦的弦长的计算,一般不用弦长公式计算,而是将焦点弦转化为两条焦半径之和后,利用第二定义求解。比如:
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_______(答:8);
②过抛物线
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_______(答:3);
11、圆锥曲线的中点弦问题:遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解。
在椭圆中,以为中点的弦所在直线的斜率k=-;在双曲线
中,以为中点的弦所在直线的斜率k=;在抛物线
中,以
为中点的弦所在直线的斜率k=。比如:
①如果椭圆是 (答:
弦被点A(4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程);
②已知直线y=-x+1与椭圆相交于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_______(答:
);
③试确定m的取值范围,使得椭圆上有不同的两点关于直线
对称(答:
特别提醒:因为
);
是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦
!
长、对称问题时,务必别忘了检验
12.你了解下列结论吗?
(1)双曲线的渐近线方程为
;
(2)以为渐近线(即与双曲线共渐近线)的双曲线方程为
为参数,
≠0)。
如与双曲线有共同的渐近线,且过点的双曲线方程为_______
(答:
)
(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为
;
(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为,焦准距(焦点
到相应准线的距离)为,抛物线的通径为
,焦准距为
;
(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;
(6)若抛物线的焦点弦为AB,,则①
;②
(7)若OA、OB是过抛物线
AB恒经过定点
13.动点轨迹方程:
顶点O的两条互相垂直的弦,则直线
(1)求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围;
(2)求轨迹方程的常用方法:
①直接法:直接利用条件建立
如已知动点P到定点F(1,0)和直线
的距离之和等于4,求P的轨迹方程.(答:或
②待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程――先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数。
如线段AB过x轴正半轴上一点M(m,0)
,端点A、B到x轴距离之积
);
之间的关系
;
为2m,以x轴为对称轴,过A、O、B三点作抛物线,则此抛物线方程为 (答:
);
③定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出
动点的轨迹方程;
如(1)由动点P向圆
作两条切线PA、PB,切点分别为A、B,∠APB=60,
);(2)点M与点F(4,0)
0
则动点P的轨迹方程为 (答:
的距离比它到直线
的距离小于1,则点M的轨迹方程是_______ (答:
);(3) 一动圆与两圆⊙M:
④代入转移法:动点
和⊙N:都外
切,则动圆圆心的轨迹为 (答:双曲线的一支);
依赖于另一动点
的代数式表示
的变化而变化,并且,再将
代入已知
又在某已知曲线上,则可先用
曲线得要求的轨迹方程;
如动点P是抛物线上任一点,定点为,点M分所成的比为2,
则M的轨迹方程为__________(答:
⑤参数法:当动点可考虑将
);
坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,
均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程)。
如(1)AB是圆O的直径,且|AB|=2a,M为圆上一动点,作MN⊥AB,垂足为N,在OM上取点
,使在圆
,求点
的轨迹。(答:
);(2)若点
的轨迹方程是____(答:
上运动,则点
);(3)过抛物线的焦点F作直线交抛物线于A、B两点,
);
则弦AB的中点M的轨迹方程是________(答:
注意:①如果问题中涉及到平面向量知识,那么应从已知向量的特点出发,考虑选择向量的几何形式进行“摘帽子或脱靴子”转化,还是选择向量的代数形式进行“摘帽子或脱靴子”转化。
如已知椭圆Q是椭圆外的动点,满足
的左、右焦点分别是F1(-c,0)、F2(c,0),点P是线段F1Q与该椭圆的交点,点T在线段F2Q
上,并且满足(1)设为点P的横坐标,证明;
(2)求点T的轨迹C的方程;(3)试问:在点T的轨迹C上,是否存在点M,使△
F1MF2的面积S=若存在,求∠F1MF2的正切值;若不存在,请说明理由. (答:(1)
略;(2)2)
;(3)当时不存在;当
时存在,此时∠F1MF2=
②曲线与曲线方程、轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,寻求轨迹或轨迹方程时应注意轨迹上特殊点对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.
③在与圆锥曲线相关的综合题中,常借助于“平面几何性质”数形结合(如角平分线的双重身份――对称性、利用到角公式)、“方程与函数性质”化解析几何问题为代数问题、“分类讨论思想”化整为零分化处理、“求值构造等式、求变量范围构造不等关系”等等.
④如果在一条直线上出现“三个或三个以上的点”,那么可选择应用“斜率或向量”为桥梁转化.
14、解析几何与向量综合时可能出现的向量内容:
(1) 给出直线的方向向量 (2)给出 (3)给出 (4)给出
(5) 给出以下情形之一:①实数
;②存在实数,等于已知
;③若存在
三点共线.
,等于已知
与
的中点三点共线;
,等于已知
是
的中点;
与
相交,等于已知
过
的中点;
或
;
(6) 给出
(7) 给出
,等于已知
是锐角。
,等于已知是的定比分点,为定比,即
,等于已知是钝角, 给出
,即是直角,给出,等于已知
(8)给出
(9)在平行四边形是菱形;
(10) 在平行四边形是矩形;
(11)在 (12) 在 (13)在
中,给出中,给出中,给出
,等于已知是的平分线/
中,给出,等于已知
中,给出,等于已知
,等于已知是的外心(三
角形外接圆的圆心,三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点);
,等于已知是的重心(三
角形的重心是三角形三条中线的交点);
,等于已知是的
垂心(三角形的垂心是三角形三条高的交点);
(14)在过
(15)在
中,给出等于已知通
的内心;
中,给出等于已知是的内心
(三角形内切圆的圆心,三角形的内心是三角形三条角平分线的交点);
(16) 在中线;
中,给出,等于已知是中边的
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