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圆锥曲线概念、方法、题型、易误点技巧总结
1.圆锥曲线的两个定义:
(1)第一定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点 的距离的和等于常数2a,且此
常数2a 一定要大于
,当常数等于
时,轨迹是线段 ,当常数小于
时,无轨迹;双曲线
中,与两定点 的距离的差的绝对值等于常数2a,且此常数2a 一定要小于 ,定义中的“绝对值”与
不可忽视。若
,则轨迹是以 为端点的两条射线,若
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
,在满足下列条件的平面上动点 P 的轨迹中是椭圆的是
A.
B.
,则轨迹不存在。
C.
D.
(答:C);
②方程
表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)
(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 e。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。
如已知点
及抛物线
上一动点 P(x,y),则 y+|PQ|的最小值是_____(答:2)
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
y 轴上时
。方程
(参数方程,其中 为参数),焦点在 表示椭圆的充要条件是什么?(ABC≠0,且 A,B,C
同号,A≠B)。比如:已知方程
表示椭圆,则 k 的取值范围为____(答:
);
(2)双曲线:焦点在 x 轴上:
,焦点在 y 轴上:
。方程
表示双曲线的充要条件是什么?(ABC≠0,且 A,B 异号)。比如: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:
);
(3)抛物线:开口向右时
,开口向左时
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,开口向上时
,
开口向下时
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。
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
项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上;
(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、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,
,在双曲线中,c 最大,
。
4.圆锥曲线的几何性质:
(1)椭圆(以
为例):①范围:
③对称性:两条对称轴 x=0,y=0,一个对称中心(0,0),四个顶点
;②焦点:两个焦点
;
,其中长轴长为2a,短轴
长为2b;④准线:两条准线 椭圆越扁。
; ⑤离心率: ,椭圆
,e 越小,椭圆越圆;e 越大,
比如:若椭圆
的离心率
,则 m 的值是__(答:3或 );
(2)双曲线(以
为例):①范围:
③对称性:两条对称轴 x=0,y=0,一个对称中心(0,0),两个顶点
;②焦点:两个焦点
;
,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
开口越大;⑥两条渐近线:
。
,等轴双曲线
,e 越小,开口越小,e 越大,
比如:双曲线的渐近线方程是
,则该双曲线的离心率等于______(答: 或 );
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(3)抛物线(以
为例):①范围:
;②焦点:一个焦点
,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 y=0,没有对称中心,只有一个顶点(0,0);④
准线:一条准线
; ⑤离心率: ,抛物线
。
如设
,则抛物线
的焦点坐标为________(答:
);
5、点 (1)点 (2)点 (3)点
和椭圆 在椭圆外 在椭圆上 在椭圆内
的关系: ; ;
6.直线与圆锥曲线的位置关系:
(1)相交:
直线与椭圆相交;
直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有 ,
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
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 ,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 也仅是直线与抛物线相交的充分条
件,但不是必要条件。
比如:若直线 y=kx+2与双曲线
的右支有两个不同的交点,则 k 的取值范围是_______(答:
);
(2)相切: (3)相离:
直线与椭圆相切; 直线与椭圆相离;
直线与双曲线相切; 直线与双曲线相离;
直线与抛物线相切; 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)过双曲线
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;
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(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(2,4)作直线与抛物线
只有一个公共点,这样的直线有______(答:2);
②对于抛物线 C: 抛物线的内部,则直线 :
,我们称满足
的点
在抛物线的内部,若点
在
与抛物线 C 的位置关系是_______(答:相离); ③求椭圆
上的点到直线
的最短距离(答: )。
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 r=ed,其中 d 表示 P 到与 F 所对应的准线的距离。比如:
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椭圆
内有一点 p(1,-1),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:
)
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 ;②
,且当
即 P 为短轴端点时, 最大为
,当
即 P 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:短轴长为 ,离心率 的周长为________(答:6);
的椭圆的两焦点为
,过 作直线交椭圆于 A、B 两点,则
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 ,若 P 为 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
与圆锥曲线相交于两点 A、B,且 分别为 A、B 的横坐标,则
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,若
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: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
;在双曲线
中,以
为中点的弦所在直
线的斜率
;在抛物线中,以
为中点的弦所在直线的斜率。
比如:如果椭圆 );
12.你了解下列结论吗?
弦被点 A(4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是
(1)双曲线
的渐近线方程为
;
(答:
(2)以 ≠0)。
为渐近线(即与双曲线
共渐近线)的双曲线方程为
(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为
;
( 为参数,
(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为
抛物线的通径为2p,焦准距为 p; (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 ,
,焦准距(焦点到相应准线的距离)为 ,
,则①
;
② (7)若 OA、OB 是过抛物线
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:
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(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 x=3 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)(m>0),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:
)
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;
如点 M 与点 F(4,0)的距离比它到直线
的距离小于1,则点 M 的轨迹方程是_______ (答:
);
④代入转移法:动点 P(x,y)依赖于另一动点
的变化而变化,并且
则可先用 x,y 的代数式表示
,再将
代入已知曲线得要求的轨迹方程;
又在某已知曲线上,
如动点 P 是抛物线
上任一点,定点为 A(0,-1),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 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)。
如若点
在圆
上运动,则点
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
的左、右焦点分别是 F1(-c,0)、F2(c,0),Q 是椭圆外的动
点,满足
点 P 是线段 与该椭圆的交点,点 T 在线段 上,并且满足
(1)设 x 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)
;(3)当
时不存在;当
时存在,此时∠F1MF2=2)
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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
与 AB 相交,等于已知
过 AB 的中点;
(3)给出
,等于已知 P 是 MN 的中点;
(4)给出
,等于已知 P,Q 与 AB 的中点三点共线;
(5) 给出以下情形之一:①
;②存在实数
,等于已知 A,B,C 三点共线
;③若存在实数
(6) 给出 (7) 给出 是钝角, 给出
,等于已知 P 是 的定比分点, 为定比,即
,等于已知
,即
是直角,给出
,等于已知
是锐角。
,等于已知
(8)给出
,等于已知 MP 是
(9)在平行四边形 ABCD 中,给出
的平分线; ,等于已知 ABCD 是菱形;
(10) 在平行四边形 ABCD 中,给出
,等于已知 ABCD 是矩形;
(11)在△ ABC 中,给出
,等于已知 O 是△ ABC 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);
(12) 在△ ABC 中,给出 角形三条中线的交点);
,等于已知 O 是△ ABC 的重心(三角形的重心是三
(13)在△ ABC 中,给出 垂心是三角形三条高的交点);
,等于已知 O 是△ ABC 的垂心(三角形的
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(14)在△ ABC 中,给出
等于已知 通过△ ABC 的内心;
(15)在△ ABC 中,给出 圆心,三角形的内心是三角形三条角平分线的交点);
等于已知 O 是△ ABC 的内心(三角形内切圆的
(16) 在△ ABC 中,给出
,等于已知 AD 是△ ABC 中 BC 边的中线
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