圆锥曲线―概念、方法、题型、及应试技巧总结
1.圆锥曲线的定义:
定义中要重视“括号”内的条件:椭圆中,与两个定点F1,F2的距离的和等于常数2a,且此常数2a一定要大于F1F2,当常数等于F1F2时,轨迹是线段F1F2,当常数小于F1F2时,无轨迹;双曲线中,与两定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数2a,且此常数2a一定要小于|F1F2|,定义中的“绝对值”与2a<|F1F2|不可忽视。若2a=|F1F2|,则轨迹是以F1,F2为端点的两条射线,若2a﹥|F1F2|,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。
如方程(x6)2y2(x6)2y28表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)
x2如已知点Q(22,0)及抛物线y4x2y2如已知方程1表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是__
m12m3(答:(,1)(1,))
2(2)双曲线:由x2,y2项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上;
上一动点P(x,y),则y+|PQ|的最小值是_____(答
(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F1,F2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a,b,确定椭圆、双曲线的形状和大小,是椭圆、双曲线的定形条件;在求解抛物线问题时,首先要判断开口方向;(2)在椭圆中,a最大,a2b2c2,在双曲线中,c最大,c2a2b2。
4.圆锥曲线的几何性质:
x2y2(1)椭圆(以221(ab0)为例):①范围:axa,byb;②焦
ab点:两个焦点(c,0);③对称性:两条对称轴x0,y0,一个对称中心(0,0),四个a2顶点(a,0),(0,b),其中长轴长为2a,短轴长为2b;④准线:两条准线x;
cc⑤离心率:e,椭圆0e1,e越小,椭圆越圆;e越大,椭圆越扁。
a25x2y2如(1)若椭圆1的离心率e10,则m的值是__(答:3或);
35m52)
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x轴上时
xyyxab0y1(),焦点在轴上时=12222abab2222(ab0)。方程Ax2By2C表示椭圆的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B,
C同号,A≠B)。
如(1)已知方程
x2y21表示椭圆,则k3k2k的取值范围为____(答:
11(3,)(,2));
22(2)若x,yR,且3x22y26,则xy的最大值是____,x2y2的最小值是___
(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:22)
(答:5,2)
x2y2y2x2(2)双曲线:焦点在x轴上:22 =1,焦点在y轴上:22=1(a0,b0)。
abab方程Ax2By2C表示双曲线的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B异号)。
x2y2(2)双曲线(以221(a0,b0)为例):①范围:xa或xa,yR;
ab②焦点:两个焦点(c,0);③对称性:两条对称轴x0,y0,一个对称中心(0,0),
两个顶点(a,0),其中实轴长为2a,虚轴长为2b,特别地,当实轴和虚轴的长相等
如设中心在坐标原点O,焦点F1、F2在坐标轴上,离心率e2的双曲线C过
点P(4,10),则C的方程为_______(答:x2y26)
(3)抛物线:开口向右时y22px(p0),开口向左时y22px(p0),开口向上时x22py(p0),开口向下时x22py(p0)。
如定长为3的线段AB的两个端点在y=x2上移动,AB中点为M,求点M到x轴的最短距离。
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x2,y2分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。
1
2a时,称为等轴双曲线,其方程可设为x2y2k,k0;④准线:两条准线x;
cc⑤离心率:e,双曲线e1,等轴双曲线e2,e越小,开口越小,e越大,
ab开口越大;⑥两条渐近线:yx。
a如 (1)双曲线的渐近线方程是3x2y0,则该双曲线的离心率等于______(答:
541313或); 23(2)双曲线ax2by21的离心率为5,则a:b= (答:4或);
14x2y2(3)设双曲线221(a>0,b>0)中,离心率e∈[2,2],则两条渐近线夹角(锐
ab角或直角)θ的取值范围是________(答:[,]);
32p(3)抛物线(以y22px(p0)为例):①范围:②焦点:一个焦点(,0),x0,yR;
2其中p的几何意义是:焦点到准线的距离;③对称性:一条对称轴y0,没有对称
pc中心,只有一个顶点(0,0);④准线:一条准线x; ⑤离心率:e,抛物线
2ae1。
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;(2)过双
x2y2曲线22=1外一点P(x0,y0)的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:①P点
ab如设a0,aR,则抛物线y4ax2的焦点坐标为________(答:(0,1; ))16ax2y25、点P(x0,y0)和椭圆221(ab0)的关系:(1)点P(x0,y0)在椭圆外
ab2222x0y0x0y0(2)点P(x0,y0)在椭圆上22=1;(3)点P(x0,y0)在椭圆内221;
abab22x0y0221 ab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。
如(1)过点(2,4)作直线与抛物线y28x只有一个公共点,这样的直线有______
x2y2(答:2); (2)过点(0,2)与双曲线1有且仅有一个公共点的直线的斜率的取
916445,值范围为______(答:; )33y22(3)过双曲线x1的右焦点作直线l交双曲线于A、B两点,若AB4,则
2满足条件的直线l有____条(答:3);
6.直线与圆锥曲线的位置关系:
(1)相交:0直线与椭圆相交; 0直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有0,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故0是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;0直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有0,当直线与抛物线的对称轴平行时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故0也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。
如(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_______(答:(-15,-1)); 3x2y2(2)直线y―kx―1=0与椭圆1恒有公共点,则m的取值范围是_______
5mx2y2(3)过双曲线1的右焦点直线交双曲线于A、B两点,若│AB︱=4,
12(4)对于抛物线C:y24x,我们称满足y024x0的点M(x0,y0)在抛物线的内部,
若点M(x0,y0)在抛物线的内部,则直线l:y0y2(xx0)与抛物线C的位置关系是_______(答:相离);
(5)过抛物线y24x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_______(答:1);
x2y2(6)设双曲线1的右焦点为F,右准线为l,设某直线m交其左支、右
169支和右准线分别于P,Q,R,则PFR和QFR的大小关系为___________(填大于、小于
1p1q或等于) (答:等于);
813); 13(8)直线yax1与双曲线3x2y21交于A、B两点。①当a为何值时,A、B分别
(答:[1,5)∪(5,+∞));
(7)求椭圆7x24y228上的点到直线3x2y160的最短距离(答:
则这样的直线有_____条(答:3);
(2)相切:0直线与椭圆相切;0直线与双曲线相切;0直线与抛物线相切;
(3)相离:0直线与椭圆相离;0直线与双曲线相离;0直线与抛物线相离。
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
2
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?(答:
①3,3;②a1); 7、焦半径(圆锥曲线上的点P到焦点F的距离)的计算方法:
(1)已知抛物线方程为y28x,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____;
(2)若该抛物线上的点M到焦点的距离是4,则点M的坐标为_____(答:
; 7,(2,4))
(3)抛物线y22x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______(答:2);
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:
Sbtan2(2)过抛物线y22x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); (3)已知抛物线y22px(p0)的焦点恰为双曲线12x24y23的右焦点,且倾斜角为
3的直线交抛物线于P,Q两点,则|y1y2|的值为( ) 42c|y0|,当|y0|b即P为短轴端点时,Smax的最大值为bc;对于双曲线
3Sb2tan2。 如 (1)短轴长为5,离心率e2的椭圆的两焦点为F1、F2,过F1作
A. 2 B. 4 C. 42 D. 8
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”
b2x0x2y2求解。在椭圆221中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=-2;在双
abay0b2x0x2y2曲线221中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=2;在抛物线
abay0p中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=。 y22px(p0)y0x2y2如(1)如果椭圆1弦被点A(4,2)平分,那么这条弦所在的直线方
369程是 (答:x2y80); x2y2(2)已知直线y=-x+1与椭圆221(ab0)相交于A、B两点,且线段
ab2AB的中点在直线L:x-2y=0上,则此椭圆的离心率为_______(答:);
2x2y2(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
43213213; y4xm对称(答:13,13)
直线交椭圆于A、B两点,则ABF2的周长为________(答:6);
(2)设P是等轴双曲线x2y2a2(a0)右支上一点,F1、F2是左右焦点,若
; PF2F1F20,|PF1|=6,则该双曲线的方程为 (答:x2y24)
x2y2→2 ·PF→1 <0时,(3)椭圆1的焦点为F、F,点P为椭圆上的动点,当PF
941
2
3535; ,))
556(4)双曲线的虚轴长为4,离心率e=,F1、F2是它的左右焦点,若过F1的
2直线与双曲线的左支交于A、B两点,且AB是AF2与BF2等差中项,则AB=
点P的横坐标的取值范围是 (答:(__________(答:82);
(5)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
F1PF260,SPF1F2x2y2; 123.求该双曲线的标准方程(答:1)
4129、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A1,B1,若P为A1B1的中点,则2
(4)抛物线y=2x截一组斜率为2的平行直线,所得弦中点的轨迹方程是 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。
1110、弦长公式:若直线ykxb与圆锥曲线相交于两点A、B,且x1,x2分别为A、(答:x(y)) B的横坐标,则AB=1kx1x2,若y1,y2分别为A、B的纵坐标,则AB=
22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
21121ky1y2。xkyb,若弦AB所在直线方程设为,则=特别地,yyAB122k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,利用定义求解。
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);
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弦长、对称问题时,务必别忘了检验0!
12.你了解下列结论吗?
2222(1)双曲线x2y21的渐近线方程为x2y2abab0;
22byx(2)以yx为渐近线(即与双曲线221共渐近线)的双曲线方程为aabx2y22(为参数,2ab≠0)。
④代入转移法:动点P(x,y)依赖于另一动点Q(x0,y0)的变化而变化,并且Q(x0,y0)又在某已知曲线上,则可先用x,y的代数式表示x0,y0,再将x0,y0代入已知曲线得要求的轨迹方程;
如动点P是抛物线y2x21上任一点,定点为A(0,1),点M分PA所成的比为2,则M的轨迹方程为__________(答:y6x21);
3x2y2如与双曲线1有共同的渐近线,且过点(3,23)的双曲线方程为_______
91x2y21) (答:94(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为mxny1;
222b2(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
ab2点到相应准线的距离)为,抛物线的通径为2p,焦准距为p;
c(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦; (6)若抛物线y22px(p0)的焦点弦为AB,则①|AB|x1x2p;A(x1,y1),B(x2,y2),
p2②x1x2,y1y2p2
4⑤参数法:当动点P(x,y)坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将x,y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P,使|OP||MN|,求点P的轨迹。(答:x2y2a|y|);
(2)若点P(x1,y1)在圆x2y21上运动,则点Q(x1y1,x1y1)的轨迹方程是____(答:
1y22x1(|x|));
2(3)过抛物线x24y的焦点F作直线l交抛物线于A、B两点,则弦AB的中点M
(7)若OA、OB是过抛物线y2px(p0)顶点O的两条互相垂直的弦,则直线AB恒经过定点(2p,0)
13.动点轨迹方程:
(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x,y之间的关系F(x,y)0;
如已知动点P到定点F(1,0)和直线x3的距离之和等于4,求P的轨迹方程.(答:y212(x4)(3x4)或y24x(0x3));
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)(m0),端点A、B到x轴距离之积为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:y22x);
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x2y21作两条切线PA、PB,切点分别为A、B,∠APB=600,则动点P的轨迹方程为 (答:x2y24);
(2)点M与点F(4,0)的距离比它到直线l:x50的距离小于1,则点M的轨迹方程是_______ (答:y216x);
(3) 一动圆与两圆⊙M:x2y21和⊙N:x2y28x120都外切,则动圆圆心的轨迹为 (答:双曲线的一支);
2的轨迹方程是________(答:x22y2);
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。
x2y2如已知椭圆221(ab0)的左、右焦点
ab分别是F1足|F1Q|2a.上,并且满
ca(-c,0)、F2(c,0),Q是椭圆外的动点,满点P是线段F1Q与该椭圆的交点,点T在线段F2Q
足PTTF20,|TF2|0.(1)设x为点P的横坐标,证明|F1P|ax;(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=b2.若存在,求∠F1MF2的正切值;若不存在,请说明理由. (答:(1)略;(2)
b2b2(3)当a时不存在;当a时存在,此时∠F1MF2=2) xya;
cc222②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.
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