圓錐曲線概念 方法 題型及總結

2021-10-21 21:58:07 字數 4837 閱讀 9524

1.圓錐曲線的兩個定義:

(1)第一定義中要重視「括號」內的限制條件:橢圓中,與兩個定點的距離的和等於常數2a,且此常數2a一定要大於,當常數等於時,軌跡是線段,當常數小於時,無軌跡;雙曲線中,與兩定點的距離的差的絕對值等於常數2a,且此常數2a一定要小於,定義中的「絕對值」與不可忽視。若,則軌跡是以為端點的兩條射線,若,則軌跡不存在。

若去掉定義中的絕對值則軌跡僅表示雙曲線的一支。比如:

①已知定點,在滿足下列條件的平面上動點p的軌跡中是橢圓的是

a. b.

c. d.(答:c);

②方程表示的曲線是_____(答:雙曲線的左支)

(2)第二定義中要注意定點和定直線是相應的焦點和準線,且「點點距為分子、點線距為分母」,其商即是離心率e。圓錐曲線的第二定義,給出了圓錐曲線上的點到焦點距離與此點到相應準線距離間的關係,要善於運用第二定義對它們進行相互轉化。

如已知點及拋物線上一動點p(x,y),則y+|pq|的最小值是_____(答:2)

2.圓錐曲線的標準方程(標準方程是指中心(頂點)在原點,座標軸為對稱軸時的標準位置的方程):

(1)橢圓:焦點在x軸上時(引數方程,其中為引數),焦點在y軸上時。方程表示橢圓的充要條件是什麼?

(abc≠0,且a,b,c同號,a≠b)。比如:已知方程表示橢圓,則k的取值範圍為____(答:

);(2)雙曲線:焦點在x軸上:,焦點在y軸上:。

方程表示雙曲線的充要條件是什麼?(abc≠0,且a,b異號)。比如:

雙曲線的離心率等於,且與橢圓有公共焦點,則該雙曲線的方程_______(答:);

(3)拋物線:開口向右時,開口向左時,開口向上時,開口向下時。

3.圓錐曲線焦點位置的判斷(首先化成標準方程,然後再判斷):

(1)橢圓:由分母的大小決定,焦點在分母大的座標軸上。

如已知方程表示焦點在y軸上的橢圓,則m的取值範圍是__(答:)

(2)雙曲線:由項係數的正負決定,焦點在係數為正的座標軸上;

(3)拋物線:焦點在一次項的座標軸上,一次項的符號決定開口方向。

特別提醒:(1)在求解橢圓、雙曲線問題時,首先要判斷焦點位置,焦點、的位置,是橢圓、雙曲線的定位條件,它決定橢圓、雙曲線標準方程的型別,而方程中的兩個引數a,b,確定橢圓、雙曲線的形狀和大小,是橢圓、雙曲線的定形條件;在求解拋物線問題時,首先要判斷開口方向;(2)在橢圓中,a最大,,在雙曲線中,c最大,。

4.圓錐曲線的幾何性質:

(1)橢圓(以為例):①範圍:;②焦點:

兩個焦點;③對稱性:兩條對稱軸x=0,y=0,乙個對稱中心(0,0),四個頂點,其中長軸長為2a,短軸長為2b;④準線:兩條準線; ⑤離心率:

,橢圓,e越小,橢圓越圓;e越大,橢圓越扁。

比如:若橢圓的離心率,則m的值是__(答:3或);

(2)雙曲線(以為例):①範圍:;②焦點:

兩個焦點;③對稱性:兩條對稱軸x=0,y=0,乙個對稱中心(0,0),兩個頂點,其中實軸長為2a,虛軸長為2b,特別地,當實軸和虛軸的長相等時,稱為等軸雙曲線,其方程可設為;④準線:兩條準線; ⑤離心率:

,雙曲線,等軸雙曲線,e越小,開口越小,e越大,開口越大;⑥兩條漸近線:。

比如:雙曲線的漸近線方程是,則該雙曲線的離心率等於______(答:或);

(3)拋物線(以為例):①範圍:;②焦點:

乙個焦點,其中p的幾何意義是:焦點到準線的距離;③對稱性:一條對稱軸y=0,沒有對稱中心,只有乙個頂點(0,0);④準線:

一條準線; ⑤離心率:,拋物線。

如設,則拋物線的焦點座標為________(答:);

5、點和橢圓的關係:

(1)點在橢圓外;

(2)點在橢圓上;

(3)點在橢圓內

6.直線與圓錐曲線的位置關係:

(1)相交:直線與橢圓相交;直線與雙曲線相交,但直線與雙曲線相交不一定有,當直線與雙曲線的漸近線平行時,直線與雙曲線相交且只有乙個交點,故是直線與雙曲線相交的充分條件,但不是必要條件;直線與拋物線相交,但直線與拋物線相交不一定有,當直線與拋物線的對稱軸平行時,直線與拋物線相交且只有乙個交點,故也僅是直線與拋物線相交的充分條件,但不是必要條件。

比如:若直線y=kx+2與雙曲線的右支有兩個不同的交點,則k的取值範圍是_______(答:);

(2)相切:直線與橢圓相切;直線與雙曲線相切;直線與拋物線相切;

(3)相離:直線與橢圓相離;直線與雙曲線相離;直線與拋物線相離。

特別提醒:

(1)直線與雙曲線、拋物線只有乙個公共點時的位置關係有兩種情形:相切和相交。如果直線與雙曲線的漸近線平行時,直線與雙曲線相交,但只有乙個交點;如果直線與拋物線的軸平行時,直線與拋物線相交,也只有乙個交點;

(2)過雙曲線外一點的直線與雙曲線只有乙個公共點的情況如下:①p點在兩條漸近線之間且不含雙曲線的區域內時,有兩條與漸近線平行的直線和分別與雙曲線兩支相切的兩條切線,共四條;②p點在兩條漸近線之間且包含雙曲線的區域內時,有兩條與漸近線平行的直線和只與雙曲線一支相切的兩條切線,共四條;③p在兩條漸近線上但非原點,只有兩條:一條是與另一漸近線平行的直線,一條是切線;④p為原點時不存在這樣的直線;

(3)過拋物線外一點總有三條直線和拋物線有且只有乙個公共點:兩條切線和一條平行於對稱軸的直線。比如:

①過點(2,4)作直線與拋物線只有乙個公共點,這樣的直線有______(答:2);

②對於拋物線c:,我們稱滿足的點在拋物線的內部,若點在拋物線的內部,則直線:與拋物線c的位置關係是_______(答:相離); ③求橢圓上的點到直線的最短距離(答:)。

7、焦半徑(圓錐曲線上的點p到焦點f的距離)的計算方法:利用圓錐曲線的第二定義,轉化到相應準線的距離,即焦半徑r=ed,其中d表示p到與f所對應的準線的距離。比如:

①已知橢圓上一點p到橢圓左焦點的距離為3,則點p到右準線的距離為____(答:);

②橢圓內有一點p(1,-1),f為右焦點,在橢圓上有一點m,使之值最小,則點m的座標為_______(答:)

8、焦點三角形(橢圓或雙曲線上的一點與兩焦點所構成的三角形)問題:常利用第一定義和正弦、餘弦定理求解。設橢圓或雙曲線上的一點到兩焦點的距離分別為,焦點的面積為,則在橢圓中, ①,且當即p為短軸端點時,最大為;②,當即p為短軸端點時,的最大值為bc;對於雙曲線的焦點三角形有:

①;②。

比如:短軸長為,離心率的橢圓的兩焦點為,過作直線交橢圓於a、b兩點,則的周長為________(答:6);

9、拋物線中與焦點弦有關的一些幾何圖形的性質:(1)以過焦點的弦為直徑的圓和準線相切;(2)設ab為焦點弦, m為準線與x軸的交點,則∠amf=∠bmf;(3)設ab為焦點弦,a、b在準線上的射影分別為,若p為的中點,則pa⊥pb;(4)若ao的延長線交準線於c,則bc平行於x軸,反之,若過b點平行於x軸的直線交準線於c點,則a,o,c三點共線。

10、弦長公式:若直線與圓錐曲線相交於兩點a、b,且分別為a、b的橫座標,則,若分別為a、b的縱座標,則,若弦ab所在直線方程設為,則。特別地,焦點弦(過焦點的弦):

焦點弦的弦長的計算,一般不用弦長公式計算,而是將焦點弦轉化為兩條焦半徑之和後,利用第二定義求解。

比如:過拋物線焦點的直線交拋物線於a、b兩點,已知|ab|=10,o為座標原點,則δabc重心的橫座標為_______(答:3);

11、圓錐曲線的中點弦問題:遇到中點弦問題常用「韋達定理」或「點差法」求解。在橢圓中,以為中點的弦所在直線的斜率;在雙曲線中,以為中點的弦所在直線的斜率;在拋物線中,以為中點的弦所在直線的斜率。

比如:如果橢圓弦被點a(4,2)平分,那麼這條弦所在的直線方程是(答:);

12.你了解下列結論嗎?

(1)雙曲線的漸近線方程為;

(2)以為漸近線(即與雙曲線共漸近線)的雙曲線方程為(為引數,≠0)。

(3)中心在原點,座標軸為對稱軸的橢圓、雙曲線方程可設為;

(4)橢圓、雙曲線的通徑(過焦點且垂直於對稱軸的弦)為,焦準距(焦點到相應準線的距離)為,拋物線的通徑為2p,焦準距為p;

(5)通徑是所有焦點弦(過焦點的弦)中最短的弦;

(6)若拋物線的焦點弦為ab,,則①;②

(7)若oa、ob是過拋物線頂點o的兩條互相垂直的弦,則直線ab恆經過定點(2p,0)

13.動點軌跡方程:

(1)求軌跡方程的步驟:建系、設點、列式、化簡、確定點的範圍;

(2)求軌跡方程的常用方法:

①直接法:直接利用條件建立x,y之間的關係f(x,y)=0;

如已知動點p到定點f(1,0)和直線x=3的距離之和等於4,求p的軌跡方程.(答:或);

②待定係數法:已知所求曲線的型別,求曲線方程――先根據條件設出所求曲線的方程,再由條件確定其待定係數。

如線段ab過x軸正半軸上一點m(m,0)(m>0),端點a、b到x軸距離之積為2m,以x軸為對稱軸,過a、o、b三點作拋物線,則此拋物線方程為(答:)

③定義法:先根據條件得出動點的軌跡是某種已知曲線,再由曲線的定義直接寫出動點的軌跡方程;

如點m與點f(4,0)的距離比它到直線的距離小於1,則點m的軌跡方程是_______ (答:);

④代入轉移法:動點p(x,y)依賴於另一動點的變化而變化,並且又在某已知曲線上,則可先用x,y的代數式表示,再將代入已知曲線得要求的軌跡方程;

如動點p是拋物線上任一點,定點為a(0,-1),點m分所成的比為2,則m的軌跡方程為答:);

如若點在圓上運動,則點的軌跡方程是____(答:);

注意:①如果問題中涉及到平面向量知識,那麼應從已知向量的特點出發,考慮選擇向量的幾何形式進行「摘帽子或脫靴子」轉化,還是選擇向量的代數形式進行「摘帽子或脫靴子」轉化。

如已知橢圓的左、右焦點分別是f1(-c,0)、f2(c,0),q是橢圓外的動點,滿足點p是線段與該橢圓的交點,點t**段上,並且滿足(1)設x為點p的橫座標,證明;(2)求點t的軌跡c的方程;(3)試問:在點t的軌跡c上,是否存在點m,使△f1mf2的面積s=若存在,求∠f1mf2的正切值;若不存在,請說明理由. (答:

(1)略;(2);(3)當時不存在;當時存在,此時∠f1mf2=2)

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