(完整版)圆锥曲线(椭圆,双曲线,抛物线)的定义、方程和性质知识总结,推荐文档
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圆椭圆双曲线抛物线知识点汇总一、圆椭圆双曲线抛物线的定义1. 圆:圆是平面上到定点距离相等的所有点的集合。
圆由圆心和半径唯一确定。
2. 椭圆:椭圆是平面上到两个定点的距离之和为常数的所有点的集合。
椭圆由两个焦点和两个半轴唯一确定。
3. 双曲线:双曲线是平面上到两个定点的距离之差为常数的所有点的集合。
双曲线由两个焦点和两个实轴唯一确定。
4. 抛物线:抛物线是平面上到定点距离等于到定直线的距离的所有点的集合。
抛物线由焦点和直线唯一确定。
二、圆椭圆双曲线抛物线的方程1. 圆:圆的标准方程为(x-a)² + (y-b)² = r²,其中圆心为(a, b),半径为r。
2. 椭圆:椭圆的标准方程为x²/a² + y²/b² = 1,其中a和b分别为x轴和y轴上的半轴长。
3. 双曲线:双曲线的标准方程为x²/a² - y²/b² = 1或者y²/a² - x²/b² = 1,取决于焦点的位置。
4. 抛物线:抛物线的标准方程为y² = 4ax或者x² = 4ay,取决于抛物线开口的方向。
三、圆椭圆双曲线抛物线的性质1. 圆:圆的直径是圆上任意两点之间的最大距离,且所有直径相等。
2. 椭圆:椭圆的离心率介于0和1之间,离心率越接近0,椭圆越接近于圆。
3. 双曲线:双曲线分为两支,每一支的焦点到定点的距离之差相等。
4. 抛物线:抛物线的焦点在抛物线上方,开口方向取决于系数a的正负号。
四、圆椭圆双曲线抛物线的应用1. 圆:在几何中常常与角度和三角函数结合,用于描述正弦和余弦函数的周期性。
2. 椭圆:在天体力学中用于描述行星轨道的形状,以及通信中的极化椭圆。
3. 双曲线:在光学和电磁学中用于描述折射和反射现象。
4. 抛物线:在物理学中用于描述自由落体运动和抛物线运动。
圆锥曲线知识点全归纳(精华版)圆锥曲线包括椭圆,双曲线,抛物线。
其统一定义:到定点的距离与到定直线的距离的比e 是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线。
当0<e<1时为椭圆:当e=1时为抛物线;当e>1时为双曲线。
一、圆锥曲线的方程和性质:1)椭圆文字语言定义:平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个小于1的正常数e。
定点是椭圆的焦点,定直线是椭圆的准线,常数e是椭圆的离心率。
标准方程:1.中心在原点,焦点在x轴上的椭圆标准方程:(x^2/a^2)+(y^2/b^2)=1其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2.2.中心在原点,焦点在y轴上的椭圆标准方程:(x^2/b^2)+(y^2/a^2)=1其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2.参数方程:X=acosθY=bsinθ(θ为参数,设横坐标为acosθ,是由于圆锥曲线的考虑,椭圆伸缩变换后可为圆此时c=0,圆的acosθ=r)2)双曲线文字语言定义:平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个大于1的常数e。
定点是双曲线的焦点,定直线是双曲线的准线,常数e是双曲线的离心率。
标准方程:1.中心在原点,焦点在x轴上的双曲线标准方程:(x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.2.中心在原点,焦点在y轴上的双曲线标准方程:(y^2/a^2)-(x^2/b^2)=1.其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.参数方程:x=asecθy=btanθ(θ为参数 )3)抛物线标准方程:1.顶点在原点,焦点在x轴上开口向右的抛物线标准方程:y^2=2px 其中 p>02.顶点在原点,焦点在x轴上开口向左的抛物线标准方程:y^2=-2px 其中 p>03.顶点在原点,焦点在y轴上开口向上的抛物线标准方程:x^2=2py 其中 p>04.顶点在原点,焦点在y轴上开口向下的抛物线标准方程:x^2=-2py 其中 p>0参数方程x=2pt^2 y=2pt (t为参数) t=1/tanθ(tanθ为曲线上点与坐标原点确定直线的斜率)特别地,t 可等于0直角坐标y=ax^2+bx+c (开口方向为y轴, a<>0 ) x=ay^2+by+c (开口方向为x轴, a<>0 )圆锥曲线(二次非圆曲线)的统一极坐标方程为ρ=ep/(1-e×cosθ)其中e表示离心率,p为焦点到准线的距离。
1椭 圆 一、椭圆的定义:平面内与两个定点1F 、2F 的距离的和等于常数2a (其中122a FF >)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距. 椭圆的定义可用集合语言表示为:{}12122,2P MMF MF a a F F =+=>.注意:当122a FF =时,表示线段12FF ;当122a FF <时,轨迹不存在.二、椭圆的标准方程与几何性质:当椭圆焦点在x 轴上时当椭圆焦点在y 轴上时标准方程)0(12222>>=+b a b y a x )0(12222>>=+b a bx a y 图形范 围 a x a -≤≤,b y b -≤≤ a y a -≤≤,b x b -≤≤对称轴 x 轴、y 轴x 轴、y 轴对称中心 坐标原点(0,0)O 坐标原点(0,0)O 长轴、短轴 长轴长2a ,短轴长2b长轴长2a ,短轴长2b顶点坐标 (,0)a ±,(0,)b ± (0,)a ±,(,0)b ± 焦点坐标 (,0)c ±,其中222c a b =-(0,)c ±,其中222c a b =-离心率(c e a =其中01)e << (ce a=其中01)e <<1.a 、b 、c 、e 的几何意义:a 叫做长半轴长;b 叫做短半轴长;c 叫做半焦距;a 、b 、c 之间满足222a b c =+. e 叫做椭圆的离心率,ce a=且01e <<,e 可以刻画椭圆的扁平程度,e 越大,椭圆越扁,e 越小,椭圆越圆.2.点P 是椭圆上任一点,F 是椭圆的一个焦点,则max PF a c =+,min PF a c =-.四、直线与椭圆位置关系(1)直线与椭圆的位置关系及判定方法位置关系 公共点 判定方法相交 有两个公共点 0∆>直线与椭圆方程首先应消去一个未知数得一元二次方程的根的判别式∆相切 有且只有一个公共点0∆= 相离无公共点0∆<(2)弦长公式:设直线y kx b =+交椭圆于111222(,),(,)P x y P x y则22212121212||11()4PP k x x k x x x x =+-=++- ,双曲线 一、双曲线的定义平面内与两个定点1F 、2F 的距离的差的绝对值等于常数2a (其中122a FF <)的点的轨迹叫做双曲线. 这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.双曲线的定义可用集合语言表示为:{}12122,2P MMF MF a a F F =-=<.注意:当122a FF =时,表示分别以1F 、2F 为端点的两条射线;当122a FF <时,轨迹不存在.二、双曲线的标准方程与几何性质:当双曲线焦点在x 轴上时当双曲线焦点在y 轴上时标准方程22221(0,0)x y a b a b -=>> 22221(0,0)y x a b a b-=>> 图形范 围 x a ≤-,或x a ≥ y a ≤-,或y a ≥对称轴 x 轴、y 轴x 轴、y 轴对称中心 坐标原点(0,0)O 坐标原点(0,0)O 实轴、虚轴 实轴长2a ,虚轴长2b实轴长2a ,虚轴长2b顶点坐标 (,0)a ±(0,)a ±焦点坐标 (,0)c ±,其中222c a b =+ (0,)c ±,其中222c a b =+ 渐近线 0x y a b ±=,即x ab y ±= 0y x a b ±=,即x ba y ±= 离心率(ce a=其中1)e >(ce a=其中1)e >31.a 、b 、c 、e 的几何意义:a 叫做半实轴长;b 叫做半虚轴长;c 叫做半焦距;a 、b 、c 之间满足222ca b =+. e 叫做椭圆的离心率,ce a=且1e >. e 越大,双曲线的张口就越大.2.实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,其渐近线为x y ±=离心率2e =.3.直线与双曲线位置关系同椭圆. 特别地,直线与双曲线有一个公共点,除相切外还有当直线与渐进线平行时,也是一个公共点.2.4 抛物线 一、抛物线的定义: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,直线l 叫做抛物线的准线.注意:当定点F 在定直线l 上时,点的轨迹为过点F 与直线l 垂直的直线. 二、抛物线的标准方程与简单几何性质:(顶点均是坐标原点,离心率都是1e =) 1.p 的几何意义:p 表示焦点到准线的距离. 2p 表示抛物线的通径(过焦点且垂直于轴的弦).2. 若点00(,)M x y 是抛物线22(0)ypx p =>上任意一点,则02pMF x =+.3.若过焦点的直线交抛物线22(0)y px p =>于11(,)A x y 、22(,)B x y 两点,则弦长12AB x x p =++.标准方程 22(0)y px p => 22(0)y px p =-> 22(0)x py p => 22(0)x py p => 图形 焦点坐标(,0)2p (,0)2p - (0,)2p (0,)2p - 准线方程2p x =- 2p x = 2p y =- 2p y = 范围 0x ≥ 0x ≤ 0y ≥ 0y ≤ 对称性 x 轴 x 轴y 轴 y 轴。
高中椭圆双曲线抛物线知识点汇总一、椭圆的定义和基本特性1. 椭圆的定义:椭圆是平面上到两定点F1和F2的距离之和为常数2a (a>0)的点P的轨迹。
2. 椭圆的基本特性:椭圆有两条对称轴,长轴和短轴,焦点到中心的距离为c,满足c²=a²-b²,离心率e的定义为e=c/a。
3. 椭圆的标准方程:椭圆的标准方程为x²/a²+y²/b²=1(a>b>0),中心在原点,长轴与x轴平行。
二、双曲线的定义和基本特性1. 双曲线的定义:双曲线是平面上到两定点F1和F2的距离之差为常数2a的点P的轨迹。
2. 双曲线的基本特性:双曲线有两条对称轴,两个顶点,离心率e的定义为e=c/a。
3. 双曲线的标准方程:双曲线的标准方程为x²/a²-y²/b²=1(a>0,b>0),中心在原点,x²项系数为正。
三、抛物线的定义和基本特性1. 抛物线的定义:抛物线是平面上到定点F与直线l的距离相等的点P 的轨迹。
2. 抛物线的基本特性:抛物线有焦点F和直线l两个重要元素,焦点到顶点的距离为p,离心率e的定义为e=1。
3. 抛物线的标准方程:抛物线的标准方程为y²=2px(p>0),焦点在y轴上。
四、椭圆双曲线抛物线的性质比较1. 焦点、离心率和轴与方程的关系:椭圆的焦点在轴上,双曲线的焦点在中心轴的延长线上,抛物线的焦点在轴上。
2. 直线与曲线的关系:椭圆是对称轴与任意直线的交点个数有限,双曲线是对称轴与任意直线的交点有两个,抛物线是对称轴与任意直线的交点有且仅有一个。
3. 其他性质:椭圆和双曲线是封闭曲线,抛物线是开口向上或者向下的曲线。
五、高中数学中的应用1. 物理中的应用:椭圆、双曲线和抛物线在经典力学、电磁学等物理学科中有着重要的应用,比如行星轨道、抛物线运动等。
抛物线椭圆双曲线知识点总结知乎抛物线、椭圆和双曲线是三种常见的二次曲线形状,它们在数学和物理学中具有重要的应用。
下面是对这三种曲线的知识点总结: 1. 抛物线:定义,抛物线是一个平面曲线,其定义为到一个定点(焦点)和一条直线(准线)的距离之比等于一个常数(离心率)。
方程形式,一般的抛物线方程可以表示为 y = ax^2 + bx + c,其中 a、b、c 是常数,a ≠ 0。
特点,抛物线是对称的,关于焦点和准线都具有对称性。
焦点和准线的位置和形状取决于抛物线方程中的参数。
2. 椭圆:定义,椭圆是一个平面曲线,其定义为到两个定点(焦点)之和等于一定距离(长轴)的点的集合。
方程形式,一般的椭圆方程可以表示为 (x-h)^2/a^2 + (y-k)^2/b^2 = 1,其中 (h, k) 是椭圆的中心坐标,a 和 b 是长轴和短轴的长度。
特点,椭圆是对称的,关于中心点具有对称性。
长轴和短轴的长度决定了椭圆的形状和大小。
3. 双曲线:定义,双曲线是一个平面曲线,其定义为到两个定点(焦点)之差等于一定距离(距离焦点的距离)的点的集合。
方程形式,一般的双曲线方程可以表示为 (x-h)^2/a^2 (y-k)^2/b^2 = 1,其中 (h, k) 是双曲线的中心坐标,a 和 b 是与中心有关的参数。
特点,双曲线有两个分支,分别向外延伸。
焦点和中心之间的距离决定了双曲线的形状和大小。
这些是抛物线、椭圆和双曲线的基本知识点总结。
它们在数学中有广泛的应用,例如物体的运动轨迹、光学系统的焦点和镜面反射等。
深入了解这些曲线的性质和特点,对于数学和物理学的学习都具有重要意义。
椭圆的定义、性质及标准方程1. 椭圆的定义:⑴第一定义:平面内与两个定点12F F 、的距离之和等于常数(大于12F F )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距。
⑵第二定义:动点M 到定点F 的距离和它到定直线l 的距离之比等于常数)10(<<e e ,则动点M 的轨迹叫做椭圆。
定点F 是椭圆的焦点,定直线l 叫做椭圆的准线,常数e 叫做椭圆的离心率。
说明:①若常数2a 等于2c ,则动点轨迹是线段12F F 。
②若常数2a 小于2c ,则动点轨迹不存在。
2. 椭圆的标准方程、图形及几何性质:标准方程)0(12222>>=+b a by a x 中心在原点,焦点在x 轴上)0(12222>>=+b a b x a y 中心在原点,焦点在y 轴上图形范围 x a y b ≤≤,x b y a ≤≤,顶点()()()()12120000A a A a B b B b --,、,,、,()()()()12120000A a A a B b B b --,、,,、,对称轴 x 轴、y 轴;长轴长2a ,短轴长2b ;焦点在长轴上x 轴、y 轴;长轴长2a ,短轴长2b ;焦点在长轴上焦点 ()()1200F c F c -,、, ()()1200F c F c -,、, 焦距 )0(221>=c c F F)0(221>=c c F F离心率 )10(<<=e ace )10(<<=e ace 准线2a x c=±2a y c=±参数方程与普通方程22221x y a b +=的参数方程为 ()cos sin x a y b θθθ=⎧⎨=⎩为参数 22221y x a b +=的参数方程为 ()cos sin y a x b θθθ=⎧⎨=⎩为参数3. 焦半径公式:椭圆上的任一点和焦点连结的线段长称为焦半径。
圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)基础知识及常⽤结论圆锥曲线必背⼝诀(红字为⼝诀)-椭圆⼀、椭圆定义定点为焦点,定值为长轴.(定值=2a )椭圆.定点为焦点,定直线为准线,定值为离⼼率.(定值=e )定点为短轴顶点,定值为负值. (定值2k e 1=-)⼆、椭圆的性质定理长轴短轴与焦距,形似勾股弦定理①准线⽅程准焦距,a ⽅、b ⽅除以c ②通径等于 2 ep ,切线⽅程⽤代替③焦三⾓形计⾯积,半⾓正切连乘b ④注解:1长轴2a =,短轴2b =,焦距2c =,则:222a b c =+2准线⽅程:2a x c= (a ⽅除以c )3椭圆的通径d :过焦点垂直于长轴的直线与椭圆的两交点之间的距离称为椭圆的通径.(通径22c b 2b 2a c ad 2ep =??==)过椭圆上00x y (,)点的切线⽅程,⽤00x y (,)等效代替椭圆⽅程得到.等效代替后的是切线⽅程是:0022x x y y1a b+=4、焦三⾓形计⾯积,半⾓正切连乘b焦三⾓形:以椭圆的两个焦点12F F ,为顶点,另⼀个顶点P 在椭圆上的三⾓形称为焦三⾓形.半⾓是指12F PF θ=∠的⼀半.则焦三⾓形的⾯积为:2S b 2tanθ=证明:设1PF m =,2PF n =,则m n 2a +=由余弦定理:222m n 2mn 4c cos θ+-?=22224a 4b m n 4b ()=-=+-即:22mn 2mn 4b cos θ-?=-,即:22b 1mn (cos )θ=+.即:2122b mn PF PF 1||||cos θ==+故:12F PF 1S m n 2sin θ=??△2212b b 211sin sin cos cos θθθθ=?=++⼜:22221222sin cossin tan cos cosθθθθθθ==+ 所以:椭圆的焦点三⾓形的⾯积为122F PF S b 2tan θ=. 三、椭圆的相关公式切线平分焦周⾓,称为弦切⾓定理①1F2FOxyPmn切点连线求⽅程,极线定理须牢记②弦与中线斜率积,准线去除准焦距③细看中点弦⽅程,恰似弦中点轨迹④注解:1弦切⾓定理:切线平分椭圆焦周⾓的外⾓,平分双曲线的焦周⾓. 焦周⾓是焦点三⾓形中,焦距所对应的⾓.弦切⾓是指椭圆的弦与其切线相交于椭圆上时它们的夹⾓,当弦为焦点弦时(过焦点的弦),那么切线是两个焦点弦的⾓平分线.2若000P x y (,)在椭圆2222x y 1a b+=外,则过0P 作椭圆的两条切线,切点为12P P ,,则点0P 和切点弦12P P ,分别称为椭圆的极点和极线.切点弦12P P 的直线⽅程即极线⽅程是0022x xy y1a b+=(称为极线定理)3弦指椭圆内的⼀弦AB .中线指弦AB 的中点M 与原点O 的连线,即OAB ?得中线.这两条直线的斜率的乘积,等于准线距离2c a x c=-去除准焦距2bp c=,其结果是:2AB OM2c p b k k x a==- 4中点弦AB 的⽅程:在椭圆中,若弦AB 的中点为00M x y (,),弦AB 称为中点弦,则中点弦的⽅程就是2200002222x x y y x y a b a b+=+,是直线⽅程.弦中点M 的轨迹⽅程:在椭圆中,过椭圆内点000P x y (,)的弦AB ,其中点M 的⽅程就是22002222x x y y x y a b a b+=+,仍为椭圆.这两个⽅程有些相似,要擦亮眼睛,千万不要搞混了.圆锥曲线必背⼝诀(红字为⼝诀)-双曲线⼀、双曲线定义⼆、双曲线的性质定理基本同椭圆,有所区别:实轴虚轴与焦距,形似勾股弦定理①准线⽅程准焦距,a ⽅、b ⽅除以c ②通径等于 2 e p ,切线⽅程⽤代替③焦三⾓形计⾯积,半⾓余切连乘b ④注解:1实轴2a =,虚轴2b =,焦距2c =,则:222a b c +=2准线⽅程2a x c=± (a ⽅除以c )准焦距p :焦点到准线的距离:2b pc = (b ⽅除以c )3通径等于2 e p ,切线⽅程⽤代替双曲线的通径d :过焦点垂直于长轴的直线与双曲线的两交点之间的距离称为双曲线的通径.(通径22c b 2b 2a c ad 2ep =??==)过双曲线上000P x y (,)点的切线⽅程,⽤000P x y (,)等效代替双曲线⽅程得到,等效代替后的是切线⽅程是:0022x x y y1a b-=4焦三⾓形计⾯积,半⾓余切连乘b焦三⾓形:以双曲线的两个焦点12F F ,为顶点,另⼀个顶点P 在椭圆上的三⾓形称为焦三⾓形.半⾓是指12F PF γ=∠的⼀半.双曲线2222x y 1a b-=的左右焦点分别为12F F ,,点P 为双曲线上异于顶点任意⼀点12F PF γ∠=,则双曲线的焦点三⾓形满⾜:2122b PF PF 1cos γ=- 其⾯积为;122F PF S b co 2t γ=.证明:设21PF m PF n ,==,则m n 2a -=在12F PF ?中,由余弦定理得:222121212PF PF 2PF PF F F cos γ+-=,即:222m n 2mn 4c cos γ+-?=22224a 4b m n 4b ()=+=-+ 即:2222m n 2mn m n 4b cos ()γ+-?=-+即:22mn 2mn 4b cos γ-?=,即:22b mn 1(cos )γ=-即:22b mn 1cos γ=-,即:2122bPF PF 1cos γ=-那么,焦点三⾓形的⾯积为:12F PF 1S mn 2sin γ?=?212b 21sin cos γγ=?-2222b 22b 122sin cossin cos sinγγγγγ==?-2b 2cot γ= 故:122F PF S b 2cot γ= 同时:12F PF 12P P 1S F F y c y 2?=?=?,故:2p b y c 2cot γ=±? 双曲线的焦点三⾓形的⾯积为:122F PF S b co 2t γ=.三、双曲线的相关公式切线平分焦周⾓,称为弦切⾓定理①切点连线求⽅程,极线定理须牢记②弦与中线斜率积,准线去除准焦距③细看中点弦⽅程,恰似弦中点轨迹④注解:1弦切⾓定理:切线平分椭圆焦周⾓的外⾓,平分双曲线的焦周⾓.焦周⾓是焦点三⾓形中,焦距所对应的⾓. 弦切⾓是指双曲线的弦与其切线相交于双曲线上时它们的夹⾓,当弦为焦点弦时(过焦点的弦),那么切线是两个焦点弦的⾓平分线.如图,12F PF ?是焦点三⾓形,12F PF ∠为焦周⾓,PT 为双曲线的切线. 则PT 平分12F PF ∠.2若000P x y (,)在双曲线2222x y 1a b-=外,以包含焦点的区域为内,不包含焦点的区域为外,则过0P 作双曲选的两条切线,切点为1P 、2P ,则点0P 和切点弦12P P 分别称为双曲线的极点和极线,切点弦12P P 的直线⽅程即极线⽅程是0022x xy y1a b-=(称为极线定理)3弦指双曲线内的⼀弦AB .中线指弦AB 的中点M 与原点O 的连线,即OAB ?得中线.这两条直线的斜率的乘积,等于准线距离2c a x c =去除准焦距2b p c=,其结果是:2AB OM2c p b k k x a==4中点弦AB 的⽅程:在双曲线中,若弦AB 的中点为00M x y (,),称弦AB 为中点弦,则中点弦的⽅程就是:2200002222x x y y x y aba b-=-,它是直线⽅程. 弦中点M 的轨迹⽅程:在双曲线中,过双曲线外⼀点000P x y (,)的弦AB ,其AB 中点M 的⽅程就是22002222x x y y x y a b a b-=-,仍为双曲线.这两个⽅程有些相似,要擦亮眼睛,千万不要搞混了.圆锥曲线必背⼝诀(红字为⼝诀)-抛物线⼀、抛物线定义抛物线,有定义,定点定线等距离12⼆、抛物线性质焦点准线极点线①,两臂点乘积不变②焦弦切线成直⾓,切点就是两端点③端点投影在准线,连结焦点垂直线④焦弦垂直极焦线⑤,切线是⾓平分线⑥直⾓梯形对⾓线,交点就是本原点⑦焦弦三⾓计⾯积,半个p ⽅除正弦⑧注解:1抛物线的焦点和准线是⼀对极点和极线.抛物线⽅程:2y 2px =,焦点(,)p F 02,准线p p x 2=-(抛物线的顶点(,)O 00到定点(,)p F 02和定直线p p x 2=-距离相等) 焦弦:过焦点的直线与抛物线相交于两点A 和B ,则AB 称为焦弦.弦中点(,)M M M x y ,A B M x x x 2+=,A B M y yy 2+= 焦弦⽅程:()p y k x 2=-,k 为斜率. 2焦点三⾓形两边OA 和OB 的点乘积为定值,且夹⾓是钝⾓. 证明:焦弦AB 满⾜的条件()2y 2pxp y k x 2?=??=- ()22p k x 2px 2-=? ()22222k p k x k 2px 04-++=由韦达定理得:2A B px x 4=2A B py y 22p p 2==-=-?=-,即:2A B p x x 4=,2A B y y p =- ①且:2A A B B A B A B 3OA OB x y x y x x y y p 04(,)(,)?=?=+=-<. 故:焦点三⾓形两边之点乘积为定值.3即:焦弦两端点的切线互相垂直. 证明:如图,由抛物线⽅程:2y 2px =得到导数:yy p '=,即:py y'=故:AEA p k y =,BE Bp k y = 于是:2AE BEA B A Bp p p k k y y y y ?=?=将①式2A B y y p =-代⼊上式得:AE BE k k 1?=-即:AE BE ⊥,故焦弦端点在准线的投影点与焦点构成直⾓三⾓形. 4即:焦弦端点在准线的投影点与焦点构成直⾓三⾓形. 证明:坐标B p C y 2(,)-,A p D y 2(,)-则:B CF p y (,)=-,A DF p y (,)=- 于是:2A B CF DF p y y ?=+将①式2A B y y p =-代⼊上式得:CF DF 0?= 故:CF DF ⊥即:焦弦端点A B ,在准线的投影点D C ,,则CF DF ⊥,即:焦弦端点在准线的投影点与焦点构成直⾓三⾓形.5若焦弦AB 对应的极点E ,则EF 为极焦线,于是EF AB ⊥⽤向量⽅法可证.由于M 是AB 的中点,AEB ?为直⾓三⾓形,计算可得E 是DC 的中点,故:ED EF EC == 由向量法可证EF AB 0?=即:焦弦AB 与极焦线EF 互相垂直. 6即:切线平分焦弦的倾⾓(或倾⾓的外⾓) 如图:因为ADE ?和AFE ?都是直⾓三⾓形,且由定义知:AF AD =,AE AE =故ADE AFE ??≌,则对应⾓相等. 即:AE 是DAF ∠的⾓平分线同理,BE 是CBF ∠的⾓平分线 7即:直⾓梯形ABCD 对⾓线相交于原点即:A O C ,,三点共线;B O D ,,三点共线. ⽤向量法证明:OA CO //,OB DO //证明:坐标2A A y A y 2p (,),2B B y B y 2p (,),B p C y 2(,)-,A pD y 2(,)-向量:2A A y OA y 2p (,)=,B pCO y 2(,)=-各分量之⽐:2A2x A 2xy OA y 2p p p CO 2()()==,2y A AB A B y OA y y y y y CO ()()==--将①式2A B y y p =-代⼊上式得:22yA A2A By OA y y y y p CO ()()==- 故:y x xyOA OA OACO CO CO()()()()==,即:OA CO // 同理:OB DO //.直⾓梯形ABCD 对⾓线相交于原点. 8即:焦弦三⾓形的⾯积为:sin 2 AOBp S 2α= (α为焦弦的倾⾓)证明:AB AF BF =+A B A B p p x x x x p 22=+ ++=++M p2x 2()=+2EM = 如图:GF 2OF p == 则:2EF GF 1pEM sin sinsin sin αααα==?= E于是:22pAB sin α= 故:AOB1S OF AB 2sin α?=221p 2p p 222sin sin sin ααα==附:圆锥曲线必背----极坐标圆锥曲线的极坐标以准焦距p 和离⼼率e 来表⽰常量,以极径ρ和极⾓θ来表⽰变量.0ρ≥,[,)o 0360θ∈以焦点(,)F 0θ为极点(原点O ),以椭圆长轴、抛物线对称轴、双曲线的实轴为极轴的建⽴极坐标系.故准线是到极点距离为准焦距p 、且垂直于极轴的直线L . 极坐标系与直⾓坐标系的换算关系是:ρ=,arctan y xθ= 或者:cos x ρθ=,sin y ρθ= 特别注意:极坐标系中,以焦点为极点(原点),⽽直⾓坐标系中以对称点为原点得到标准⽅程. 如图,O 为极点,L 为准线,则依据定义,到定点(极点)和到定直线(准线)的距离之⽐为定值(定值e )的点的轨迹为圆锥曲线. 所以,对极坐标系,请记住:⑴极坐标系的极点O 是椭圆的左焦点、抛物线的焦点、双曲线的右焦点;⑵曲线上的点(,)Pρθ到焦点F的距离是ρ,到准线的距离是cospρθ+,根据定义:cosepρρθ=+即:cosep eρθρ+=,即:cosep eρρθ=-,即:1eρθ=-①这就是极坐标下,圆锥曲线的通式.⑶对应不同的e,呈现不同的曲线. 对双曲线,只是右边的⼀⽀;对抛物线,开⼝向右.将极轴旋转o180,α和θ分别对应变换前后的极⾓,即转⾓为o180θα=+,则极坐标⽅程变换前⽅程为:cosep1eρα=-变换后⽅程为:cosep1eρθ=+②此时的极坐标系下,此时有:⑵对应不同的e,呈现不同的曲线对双曲线,只是左边的⼀⽀;对抛物线,开⼝向左.⑴将极轴顺时针旋转o90,即:o 90θα=+,则情况如图.圆锥曲线的⽅程为:sin ep1e ρθ=- ③此时的极坐标系下:对应于直⾓坐标系下,焦点在y 轴的情况,且极点O 对应于椭圆下⽅的焦点,双曲线上⽅的焦点,抛物线的焦点.对双曲线,只是y 轴上边的⼀⽀;对抛物线,开⼝向上. ⑵如果将极轴逆时针旋转o 90,即:o 90θα=-,则情况如图. 圆锥曲线的⽅程为:sin ep1e ρα=+ ③此时的极坐标系下:对应于直⾓坐标系下,焦点在y 轴的情况,且对应于椭圆上⽅的焦点,双曲线下⽅的焦点,抛物线的焦点.对双曲线,只是y 轴下边的⼀⽀;对抛物线,开⼝向下.⑴在极坐标系中,圆锥曲线的通式为:=cos ep1e ρθ- ①即:cos e ep ρρθ-=,即:cos ep e ρρθ=+即:(cos )(cos )(cos )2222222ep e e p e 2e p ρρθρθρθ=+=++ ②将222x y ρ=+,cos x ρθ=代⼊②式得:2222222x y e p e x 2e px +=++即:()2222221e x 2e px y e p --+= ③当e 1≠时有:()[()]()()22222222222222--++=+---- 即:()()()22222 2222222e p e e p 1e x y e p 11e 1e 1e --+=+=--- 即:()()22222222222e px y 1e1e p e p1e 1e --+=-- ④⑴当e 1<时,令()22222e p a 1e =-,2222e p b 1e=-,22e p c 1e=-则:()222222222e p e p a b 1e 1e-=---[()]()()2222e p e p 11e 1e 1e =--=--⽽:()()2422222222e p e p c a b 1e 1e ===--- 代⼊④式得:()2222x c y 1ab-+= ⑤这是标准的椭圆⽅程. ⑵当e 1>时,令()222 22e p a e 1=-,2222e p b e 1=-,22e p c e 1=-则:()222222222e p e p a b e 1e 1+=+--[()]()()2242e p e p 1e 1e 1e 1=+-=-- ⽽:()()2422222222e p e p c a b e 1e 1===+-- 代⼊④式得:()2222x c y 1ab+-= ⑥这是标准的双曲线⽅程.⑶当e 1=时,由③式()2222221e x 2e px y e p --+=得:222px y p -+=即:()22p y 2px p 2p x 2=+=+ 即:()2p y 2p x 2=+ ⑦这是标准的抛物线⽅程.。
椭圆,双曲线,抛物线知识点- 椭圆、双曲线和抛物线是三种重要的圆锥曲线,它们在数学和实际生活中都有广泛的应用。
以下是关于这三种曲线的一些主要知识点:1.椭圆:定义:椭圆是平面上到两个固定点(焦点)的距离之和等于常数(大于两个焦点间的距离)的点的轨迹。
这个常数称为椭圆的焦距。
性质:•椭圆上的任意一点到两个焦点的距离之和是常数(2a)。
•在椭圆长轴的顶点处,短轴的半径最小。
•在短轴顶点处,长轴的半径最大。
•椭圆的离心率是数学中一个重要的概念,定义为e=c/a,其中a是半长轴,c是半短轴。
椭圆的离心率越接近1,椭圆的形状就越扁。
2.双曲线:定义:双曲线是平面上到两个固定点(焦点)的距离之差的绝对值等于常数(小于两个焦点间的距离)的点的轨迹。
这个常数称为双曲线的实轴长度。
性质:•双曲线上的任意一点到两个焦点的距离之差是常数(2a)。
•双曲线的两个分支是无限延伸的,它们不会相交。
•双曲线的离心率是数学中一个重要的概念,定义为e=c/a,其中a是半实轴长度,c是半虚轴长度。
双曲线的离心率越大,双曲线的形状就越扁。
3.抛物线:定义:抛物线是平面上到定点(焦点)和直线(准线)的距离相等的点的轨迹。
定点(焦点)和直线(准线)的距离d称为抛物线的焦距。
性质:•抛物线上的点到定点(焦点)的距离等于到直线(准线)的距离。
•抛物线的开口大小由焦距决定,焦距越大,开口越小。
•抛物线可以被认为是圆锥曲线的一种特殊形式,因为它可以看作是由一个平面切割圆锥体得到的。
在数学中,这三种曲线都有广泛的应用,包括解决各种几何问题、优化问题、微分方程等。
它们也是很多科学和工程学科的基础,如物理学、天文学、经济学等。
此外,在计算机图形学、动画制作、摄影等领域,这三种曲线也经常被用到。
在求解具体问题时,需要根据具体的问题选择合适的曲线。
例如,在解决航天工程中的轨道问题时,可能需要使用椭圆;在解决一些需要快速下降或者远离某一点的运动问题时,可能需要使用双曲线;在解决一些需要速度最大或者最小的问题时,可能需要使用抛物线。
圆锥曲线的方程与性质1.椭圆(1)椭圆概念的焦点,两焦点的距离2c 叫椭圆的焦距。
若 M为椭圆上任意一点,则有|MF 1 I |MF 2 I 2a 。
0的条件,要分清焦点的位置,只要看 X 2和y 2的分表示焦点在y 轴上的椭圆。
(2)椭圆的性质方程也不变,则曲线关于原点对称。
所以,椭圆关于X 轴、y 轴和原点对称。
这时,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是对称中心,椭圆的对称中心 叫椭圆的中心;X 0,得y b ,则B 1(0, b ), B 2(0,b )是椭圆与y 轴的两个交点。
同理令 y 0得X a ,即A ( a,0),A 2(a,0)是椭圆与X 轴的两个交点。
所以,椭圆与坐标轴的交点有四个,这四个交点叫做椭圆的顶点。
平面内与两个定点 F 1、F 2的距离的和等于常数2a (大于IF 1F 2I )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆上)。
椭圆的标准方程为:22Xy22a b0)(焦点在 x 轴上)2y a 2XP 1 ( a b 0 )(焦点在y 轴b 2注:①以上方程中 a,b 的大小 a b 0,其中b 2母的大小。
例如椭圆2y nn )当m n 时表示焦点在X 轴上的椭圆;当 m n 时1两个方程中都有aX 2①范围:由标准方程a1知|X| a ,|y| b ,说明椭圆位于直线 X a ,b 所围成的矩形里; ②对称性:在曲线方程里, 若以 y 代替y 方程不变,所以若点(X, y )在曲线上时,(X, y )也在曲线上, 所以曲线关于X 轴对称,同理,以X 代替X 方程不变,则曲线关于 y 轴对称。
若同时以X 代替X , y 代替y③ 顶点:确定曲线在坐标系中的位置,常需要求出曲线与X 轴、y 轴的交点坐标。
在椭圆的标准方程中,令焦距。
(2)双曲线的性质同时,线段 AA 、B 1B 2分别叫做椭圆的长轴和短轴,它们的长分别为 2a 和2b , a 和b 分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
圆锥曲线知识点全归纳(精华版)圆锥曲线包括椭圆,双曲线,抛物线。
其统一定义:到定点的距离与到定直线的距离的比e 是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线。
当0<e<1时为椭圆:当e=1时为抛物线;当e>1时为双曲线。
一、圆锥曲线的方程和性质:1)椭圆文字语言定义:平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个小于1的正常数e。
定点是椭圆的焦点,定直线是椭圆的准线,常数e是椭圆的离心率。
标准方程:1.中心在原点,焦点在x轴上的椭圆标准方程:(x^2/a^2)+(y^2/b^2)=1其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2.2.中心在原点,焦点在y轴上的椭圆标准方程:(x^2/b^2)+(y^2/a^2)=1其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2.参数方程:X=acosθY=bsinθ(θ为参数,设横坐标为acosθ,是由于圆锥曲线的考虑,椭圆伸缩变换后可为圆此时c=0,圆的acosθ=r)2)双曲线文字语言定义:平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个大于1的常数e。
定点是双曲线的焦点,定直线是双曲线的准线,常数e是双曲线的离心率。
标准方程:1.中心在原点,焦点在x轴上的双曲线标准方程:(x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.2.中心在原点,焦点在y轴上的双曲线标准方程:(y^2/a^2)-(x^2/b^2)=1.其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.参数方程:x=asecθy=btanθ(θ为参数 )3)抛物线标准方程:1.顶点在原点,焦点在x轴上开口向右的抛物线标准方程:y^2=2px 其中 p>02.顶点在原点,焦点在x轴上开口向左的抛物线标准方程:y^2=-2px 其中 p>03.顶点在原点,焦点在y轴上开口向上的抛物线标准方程:x^2=2py 其中 p>04.顶点在原点,焦点在y轴上开口向下的抛物线标准方程:x^2=-2py 其中 p>0参数方程x=2pt^2 y=2pt (t为参数) t=1/tanθ(tanθ为曲线上点与坐标原点确定直线的斜率)特别地,t 可等于0直角坐标y=ax^2+bx+c (开口方向为y轴, a<>0 ) x=ay^2+by+c (开口方向为x轴, a<>0 )圆锥曲线(二次非圆曲线)的统一极坐标方程为ρ=ep/(1-e×cosθ)其中e表示离心率,p为焦点到准线的距离。
椭圆、抛物线、双曲线的定义及性质椭圆、抛物线、双曲线是高中数学中常见的三种二次曲线,它们的定义和性质对于我们理解数学和应用数学起着非常重要的作用。
本文将详细介绍这三种曲线的定义以及它们的一些重要性质。
一、椭圆的定义及性质椭圆是平面上到两个定点F1、F2距离之和为常数2a的所有点P的轨迹,这两个定点称为椭圆的焦点,椭圆的长轴为2a,短轴为2b,半径为c,满足 $a^2=b^2+c^2$。
椭圆的离心率$e=\frac{c}{a}$,离心率是描述椭圆扁平程度的一个参数,$0<e<1$,当离心率为0时,椭圆就退化成为一个圆。
椭圆具有如下性质:1.椭圆的中心在两个焦点的中垂线上;2.椭圆的两个焦点到圆心连线的夹角等于圆心到椭圆上任意一点P的切线与椭圆长轴之间的夹角;3.椭圆的周长和面积分别为 $C=4aE(e)$,$S=\pi a b$;其中$E(e)$为第二类完全椭圆积分。
二、抛物线的定义及性质抛物线是平面上到一个定点F到直线l距离等于点P到定点F 距离的所有点P的轨迹,这个定点F称为抛物线的焦点,直线l称为抛物线的准线。
抛物线具有如下性质:1.抛物线的焦点到抛物线顶点的距离等于抛物线定点F到准线距离的一半,称为抛物线的焦距;2.抛物线的汇聚点为无穷远处;3.对于平面上任意的一点P,直线FP与准线l的夹角等于点P 到抛物线顶点的切线与抛物线轴线的夹角相等。
三、双曲线的定义及性质双曲线是平面上到两个定点F1、F2距离之差为常数2a的所有点P的轨迹,这两个定点称为双曲线的焦点,而常数2a为双曲线的距离。
双曲线具有如下性质:1.双曲线的两个分支之间存在一对渐近线,渐近线与双曲线的距离趋近于无穷;2.双曲线的离心率$e=\frac{c}{a}>1$;3.双曲线没有汇聚点,但是有两个分支的顶点。
总之,椭圆、抛物线、双曲线是研究二次曲线非常重要的三种类型,它们都具有自己独特的定义及性质。
理解这些性质不仅有助于我们提高抽象思维和数学运用能力,还有助于我们在物理、工程、计算机等领域的具体应用中理解和解决实际问题。
圆锥曲线知识点总结1. 圆锥曲线的定义圆锥曲线是指平面内由圆锥截面形成的曲线。
圆锥曲线包括圆、椭圆、双曲线、抛物线等类型。
它们的定义方式如下:- 圆:如果平面内的一条曲线上到定点的距离恒定,那么这条曲线就是一个圆。
- 椭圆:平面内的一条曲线上到两个定点的距离之和恒定,这条曲线就是椭圆。
- 双曲线:平面内的一条曲线上到两个定点的距离之差恒定,这条曲线就是双曲线。
- 抛物线:平面内的一条曲线上到定点的距离等于到直线的距离,这条曲线就是抛物线。
2. 圆锥曲线的基本性质圆锥曲线具有一些共同的基本性质,对于不同的类型曲线具有不同的特点:- 对称性:圆锥曲线可能具有对称轴,可以对称于直线、坐标轴、原点或其他特定点。
- 过焦点性质:圆锥曲线上的任意一点到焦点的距离与到焦距的距离之和始终是一个固定值。
- 直径性质:圆锥曲线可能有两个焦点,双曲线、椭圆和抛物线有两个焦点,而圆只有一个焦点。
- 渐近线性质:双曲线和椭圆的曲线可能有渐近线,这些渐近线与曲线的某些特定方向趋近的直线。
3. 圆锥曲线的参数方程圆锥曲线可以用参数方程来表示。
参数方程是指用参数来表示一个函数或曲线的方程。
对于椭圆、双曲线等圆锥曲线,它们的参数方程可以表示为:- 椭圆:x=a*cos(t) ,y=b*sin(t) 0≤t≤2π- 双曲线:x=a*cosh(t) , y=b*sinh(t) -∞<t<+∞4. 圆锥曲线的极坐标方程圆锥曲线还可以用极坐标方程来表示。
极坐标方程是指用极坐标来表示一个函数或曲线的方程。
对于椭圆、双曲线等圆锥曲线,它们的极坐标方程可以表示为:- 椭圆:r(t)=a(1-e^2)/(1+e*cos(t))- 双曲线:r(t)=a(1+e*cos(t))5. 圆锥曲线的焦点和直径对于圆锥曲线来说,焦点和直径是它们的重要性质。
焦点是指椭圆、双曲线、抛物线曲线上的两个固定点,直径是指通过焦点的直线。
6. 圆锥曲线的渐近线部分圆锥曲线,如双曲线和椭圆,可能存在渐近线。
圆锥曲线知识点全归纳(精华版)圆锥曲线包括椭圆,双曲线,抛物线。
其统一定义:到定点的距离与到定直线的距离的比e 是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线。
当0<e<1时为椭圆:当e=1时为抛物线;当e>1时为双曲线。
一、圆锥曲线的方程和性质:1)椭圆文字语言定义:平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个小于1的正常数e。
定点是椭圆的焦点,定直线是椭圆的准线,常数e是椭圆的离心率。
标准方程:1.中心在原点,焦点在x轴上的椭圆标准方程:(x^2/a^2)+(y^2/b^2)=1其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2.2.中心在原点,焦点在y轴上的椭圆标准方程:(x^2/b^2)+(y^2/a^2)=1其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2.参数方程:X=acosθY=bsinθ(θ为参数,设横坐标为acosθ,是由于圆锥曲线的考虑,椭圆伸缩变换后可为圆此时c=0,圆的acosθ=r)2)双曲线文字语言定义:平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个大于1的常数e。
定点是双曲线的焦点,定直线是双曲线的准线,常数e是双曲线的离心率。
标准方程:1.中心在原点,焦点在x轴上的双曲线标准方程:(x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.2.中心在原点,焦点在y轴上的双曲线标准方程:(y^2/a^2)-(x^2/b^2)=1.其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.参数方程:x=asecθy=btanθ(θ为参数 )3)抛物线标准方程:1.顶点在原点,焦点在x轴上开口向右的抛物线标准方程:y^2=2px 其中 p>02.顶点在原点,焦点在x轴上开口向左的抛物线标准方程:y^2=-2px 其中 p>03.顶点在原点,焦点在y轴上开口向上的抛物线标准方程:x^2=2py 其中 p>04.顶点在原点,焦点在y轴上开口向下的抛物线标准方程:x^2=-2py 其中 p>0参数方程x=2pt^2 y=2pt (t为参数) t=1/tanθ(tanθ为曲线上点与坐标原点确定直线的斜率)特别地,t 可等于0直角坐标y=ax^2+bx+c (开口方向为y轴, a<>0 ) x=ay^2+by+c (开口方向为x轴, a<>0 )圆锥曲线(二次非圆曲线)的统一极坐标方程为ρ=ep/(1-e×cosθ)其中e表示离心率,p为焦点到准线的距离。
椭圆双曲线抛物线知识点汇总椭圆、双曲线和抛物线是解析几何中常见的二次曲线,它们在数学、物理和工程等领域有着广泛的应用。
以下是这三种曲线的知识点汇总:1. 椭圆的定义与标准方程椭圆是平面上所有点到两个固定点(焦点)的距离之和为常数的点的集合。
椭圆的标准方程为 \(\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} =1\),其中 \(a\) 和 \(b\) 分别是椭圆的半长轴和半短轴。
2. 椭圆的性质- 椭圆的焦点到椭圆上任意一点的距离之和是一个常数。
- 椭圆的长轴和短轴互相垂直,且长轴是椭圆上最长的直径。
- 椭圆的面积为 \(\pi \times a \times b\)。
3. 双曲线的定义与标准方程双曲线是平面上所有点到两个固定点(焦点)的距离之差的绝对值为常数的点的集合。
双曲线的标准方程为 \(\frac{x^2}{a^2} -\frac{y^2}{b^2} = 1\)(水平开口)或 \(\frac{y^2}{b^2} -\frac{x^2}{a^2} = 1\)(垂直开口),其中 \(a\) 和 \(b\) 分别是双曲线的实半轴和虚半轴。
4. 双曲线的性质- 双曲线的焦点到双曲线上任意一点的距离之差是一个常数。
- 双曲线的两个分支分别位于两个焦点的两侧。
- 双曲线的面积无法用简单的公式表示,但可以通过积分计算。
5. 抛物线的定义与标准方程抛物线是平面上所有点到一个固定点(焦点)和一条直线(准线)的距离相等的点的集合。
抛物线的标准方程为 \(y^2 = 4ax\)(水平开口)或 \(x^2 = 4ay\)(垂直开口),其中 \(a\) 是抛物线的参数。
6. 抛物线的性质- 抛物线的焦点到抛物线上任意一点的距离等于该点到准线的距离。
- 抛物线是对称的,且对称轴是抛物线的顶点所在的直线。
- 抛物线的面积可以通过积分计算,公式为 \(\frac{1}{4} \times a \times \text{弧长}\)。
双曲线知识点一、 双曲线的定义:1. 第一定义:到两个定点F 1与F 2的距离之差的绝对值等于定长(<|F 1F 2|)的点的轨迹(21212F F a PF PF <=-(a 为常数))这两个定点叫双曲线的焦点.要注意两点:(1)距离之差的绝对值.(2)2a <|F 1F 2|.当|MF 1|-|MF 2|=2a 时,曲线仅表示焦点F 2所对应的一支; 当|MF 1|-|MF 2|=-2a 时,曲线仅表示焦点F 1所对应的一支;当2a =|F 1F 2|时,轨迹是一直线上以F 1、F 2为端点向外的两条射线;当2a >|F 1F 2|时,动点轨迹不存在.2. 第二定义:动点到一定点F 的距离与它到一条定直线l 的距离之比是常数e (e >1)时,这个动点的轨迹是双曲线这定点叫做双曲线的焦点,定直线l 叫做双曲线的准线二、双曲线的标准方程:12222=-b y a x (a >0,b >0)(焦点在x 轴上);12222=-bx a y (a >0,b >0)(焦点在y 轴上);1. 如果2x 项的系数是正数,则焦点在x 轴上;如果2y 项的系数是正数,则焦点在y 轴上. a 不一定大于b.2. 与双曲线12222=-b y a x 共焦点的双曲线系方程是12222=--+kb y k a x 3. 双曲线方程也可设为:221(0)x y mn m n-=> 例题:已知双曲线C 和椭圆221169x y +=有相同的焦点,且过(3,4)P 点,求双曲线C 的轨迹方程。
三、点与双曲线的位置关系,直线与双曲线的位置关系: 1 点与双曲线:点00(,)P x y 在双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的内部2200221x y a b ⇔->点00(,)P x y 在双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的外部2200221x y a b ⇔-<点00(,)P x y 在双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>上220022-=1x y a b⇔2 直线与双曲线:(代数法)设直线:l y kx m =+,双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 联立解得02)(222222222=----b a m a mkx a x k a b1) 0m =时,b bk a a-<<直线与双曲线交于两点(左支一个点右支一个点);b k a ≥,bk a≤-,或k 不存在时直线与双曲线没有交点;2) 0m ≠时,k 存在时,若0222=-k a babk ±=,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;若2220b a k -≠,222222222(2)4()()a mk b a k a m a b ∆=-----2222224()a b m b a k =+-0∆>时,22220m b a k +->,直线与双曲线相交于两点; 0∆<时,22220m b a k +-<,直线与双曲线相离,没有交点;0∆=时22220m b a k +-=,2222m b k a +=直线与双曲线有一个交点; 若k 不存在,a m a -<<时,直线与双曲线没有交点; m a m a ><-或直线与双曲线相交于两点; 3. 过定点的直线与双曲线的位置关系:设直线:l y kx m =+过定点00(,)P x y ,双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x1).当点00(,)P x y 在双曲线内部时:b bk a a-<<,直线与双曲线两支各有一个交点; a bk ±=,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;b k a >或bk a<-或k 不存在时直线与双曲线的一支有两个交点;2).当点00(,)P x y 在双曲线上时:bk a =±或2020b x k a y =,直线与双曲线只交于点00(,)P x y ;b bk a a -<<直线与双曲线交于两点(左支一个点右支一个点); 2020b x k a y >(00y ≠)或2020b x b k a a y << (00y ≠)或bk a <-或k 不存在,直线与双曲线在一支上有两个交点; 当00y ≠时,bk a =±或k 不存在,直线与双曲线只交于点00(,)P x y ;b k a >或bk a <-时直线与双曲线的一支有两个交点;b bk a a-<<直线与双曲线交于两点(左支一个点右支一个点); 3).当点00(,)P x y 在双曲线外部时: 当()0,0P 时,b bk a a -<<,直线与双曲线两支各有一个交点; b k a ≥或bk a ≤或k 不存在,直线与双曲线没有交点;当点0m ≠时,k =00(,)P x y 的直线与双曲线相切 bk a=±时,直线与双曲线只交于一点;几何法:直线与渐近线的位置关系例:过点(0,3)P 的直线l 和双曲线22:14y C x -=,仅有一个公共点,求直线l 的方程。
椭圆的定义、性质及标准方程1. 椭圆的定义:⑴第一定义:平面内与两个定点的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹12FF、12
FF
叫做椭圆。这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距。⑵第二定义:动点到定点的距离和它到定直线的距离之比等于常数,MFl)10(ee则动点的轨迹叫做椭圆。M定点是椭圆的焦点,定直线叫做椭圆的准线,常数叫做椭圆的离心率。Fle
说明:①若常数等于,则动点轨迹是线段。2a2c12FF
②若常数小于,则动点轨迹不存在。2a2c2. 椭圆的标准方程、图形及几何性质:
标准方程中)0(12222babyax心在原点,焦点在轴上x)0(12222babxa
y
中心在原点,焦点在轴上y
图形范围xayb,xbya,顶点12120000AaAaBbBb,、,,、,12
12
0000AaAa
BbBb,、,
,、,
对称轴轴、轴;xy长轴长,短轴长;2a2b焦点在长轴上轴、轴;xy长轴长,短轴长;2a2b焦点在长轴上焦点1200FcFc,、,1200FcFc,、,
焦距)0(221ccFF)0(221ccFF
离心率)10(eace)10(ea
ce
准线2axc2a
y
c
参数方程与普通方程
的参数方程为22221xyabcossinxayb为参数的参数方程为22221yx
ab
cossinyaxb
为参数3. 焦半径公式:椭圆上的任一点和焦点连结的线段长称为焦半径。
焦半径公式:椭圆焦点在轴上时,设分别是椭圆的左、右焦点,是x12FF、00Pxy,
椭圆上任一点,则,。10PFaex20
PFaex
推导过程:由第二定义得(为点到左准线的距离),11
PFed1dP
则;同理得。211000aPFedexexaaexc20PFaex
简记为:左“+”右“-”。由此可见,过焦点的弦的弦长是一个仅与它的中点的横坐标有关的数。
;若焦点在轴上,则为。有时为了运算方便,设22221xyaby22221yx
ab
。),0(122nmmnymx
双曲线的定义、方程和性质知识要点:1.定义(1)第一定义:平面内到两定点F1、F2的距离之差的绝对值等于定长2a(小于|F1F2|)
的点的轨迹叫双曲线。说明:①||PF1|-|PF2||=2a(2a<|F1F2|)是双曲线;
若2a=|F1F2|,轨迹是以F1、F2为端点的射线;2a>|F1F2|时无轨迹。
②设M是双曲线上任意一点,若M点在双曲线右边一支上,则|MF1|>|MF2|,|MF1|-
|MF2|=2a;若M在双曲线的左支上,则|MF1|<|MF2|,|MF1|-|MF2|=-2a,故|MF1|-|MF2|=±2a,这是与椭圆不同的地方。(2)第二定义:平面内动点到定点F的距离与到定直线L的距离之比是常数e(e>1)的点的轨迹叫双曲线,定点叫焦点,定直线L叫相应的准线。2.双曲线的方程及几何性质标准方程)0b,0a(1byax2222)0b,0a(1bxay2222
图形焦点F1(-c,0),F2(c,0)F1(0,-c),F2(0,c)顶点A1(a,0),A2(-a,0) A1(0,a),A2(0,-a)
对称轴实轴2a,虚轴2b,实轴在x轴上,c2=a2+b2实轴2a,虚轴2b,实轴在y轴上,c2=a2+b2
离心率||||2MDMFace||||2MDMFa
ce
准线方程cax:l,cax:l2221准线间距离为ca22cay:l,cay:l
222
1
准线间距离为c
a22
渐近线方程0,0byaxbyax0,0aybxayb
x
3.几个概念(1)等轴双曲线:实、虚轴相等的双曲线。等轴双曲线的渐近线为y=±x,离心率为。2
(2)共轴双曲线:以已知双曲线的实轴为虚轴,虚轴为实轴的双曲线叫原双曲线的共轴双曲线,例:的共轴双曲线是。12222byax12222bya
x
①双曲线及其共轴双曲线有共同的渐近线。但有共同的渐近线的两双曲线,不一定是共轴双曲线;②双曲线和它的共轴双曲线的四个焦点在同一个圆周上。
抛物线标准方程与几何性质一、抛物线定义的理解平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点为抛物FlF线的焦点,定直线为抛物线的准线。l注:① 定义可归结为“一动三定”:一个动点设为;一定点(即焦点);一定直MF线(即准线);一定值1(即动点到定点的距离与它到定直线的距离之比1)lMFl② 定义中的隐含条件:焦点不在准线上。若在上,抛物线退化为过且垂直FlFlF于的一条直线l③ 圆锥曲线的统一定义:平面内与一定点和定直线的距离之比为常数的点的轨迹,Fle当时,表示椭圆;当时,表示双曲线;当时,表示抛物线。10e1e1e④ 抛物线定义建立了抛物线上的点、焦点、准线三者之间的距离关系,在解题中常将抛物线上的动点到焦点距离(称焦半径)与动点到准线距离互化,与抛物线的定义联系起来,通过这种转化使问题简单化。
二、抛物线标准方程1.抛物线标准方程建系特点:以抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为一条坐标轴建立直角坐标系,这样使标准方程不仅具有对称性,而且曲线过原点,方程不含常数项,形式更为简单,便于应用。2.四种标准方程的联系与区别:由于选取坐标系时,该坐标轴有四种不同的方向,因此抛物线的标准方程有四种不同的形式。抛物线标准方程的四种形式为:,022ppxy
,其中:022ppyx
① 参数的几何意义:焦参数是焦点到准线的距离,所以恒为正值;值越大,pppp
张口越大;等于焦点到抛物线顶点的距离。2
p
②标准方程的特点:方程的左边是某变量的平方项,右边是另一变量的一次项,方程右边一次项的变量与焦点所在坐标轴的名称相同,一次项系数的符号决定抛物线的开口方向,即对称轴为轴时,方程中的一次项变量就是, 若的一次项前符号为正,则开口向右,xxx
若的一次项前符号为负,则开口向左;若对称轴为轴时,方程中的一次项变量就是, xyy当的一次项前符号为正,则开口向上,若的一次项前符号为负,则开口向下。 yy
三、求抛物线标准方程求抛物线方程时,要依据题设条件,弄清抛物线的对称轴和开口方向,正确地选择抛物线标准方程.① 待定系数法:因抛物线标准方程有四种形式,若能确定抛物线的形式,需一个条件就能解出待定系数,因此要做到“先定位,再定值”。p
注:当求顶点在原点,对称轴为坐标轴的抛物线时,若不知开口方向,可设为或,这样可避免讨论。axy2ayx2
② 抛物线轨迹法:若由已知得抛物线是标准形式,可直接设其标准式;若不确定是否是标准式,由已知条件可知曲线的动点的规律,一般用轨迹法求之。
四、抛物线的简单几何性质方程设抛物线
022ppxy
焦点范围对称性顶点离心率准线通径性质
0,2pF0x关于轴对x称原点1e2pxp2
注:① 焦点的非零坐标是一次项系数的;4
1
② 对于不同形式的抛物线,位置不同,其性质也有所不同,应弄清它们的异同点,数形结合,掌握方程与有关特征量,有关性质间的对应关系,从整体上认识抛物线及其性质。五、直线与抛物线有关问题1.直线与抛物线的位置关系的判断:直线与抛物线方程联立方程组,消去或化得形xy
如(*)的式子:02cbxax① 当时,(*)式方程只有一解,即直线与抛物线只有一个交点,此时直线与抛物0a线不是相切,而是与抛物线对称轴平行或重合;② 当时,若△>0(*)式方程有两组不同的实数解 直线与抛物线相交;0a 若△=0 (*)式方程有两组相同的实数解 直线与抛物线相切; 若△<0(*)式方程无实数解 直线与抛物线相离.
2.直线与抛物线相交的弦长问题① 弦长公式:设直线交抛物线于,则2211,,,yxByxABAABxxkAB21
或.BA
yykAB211
② 若直线与抛物线相交所得弦为焦点弦时,借助于焦半径公式处理:抛物线上一点的焦半径长是,抛物线022ppxy00,yxM20
p
xMF
上一点的焦半径长是022ppyx00,yxM20
p
yMF
六、抛物线焦点弦的几个常用结论设为过抛物线焦点的弦,设,直线的倾AB022ppxy2211,,,yxByxAAB
斜角为,则
① ;221221,4pyypxx
② ;2sin
2pABpxx21
③以为直径的圆与准线相切;AB
④弦两端点与顶点所成三角形的面积;sin2
2p
SAOB
⑤ ;pFBFA
211
⑥ 焦点对、在准线上射影的张角为900;FAB七、抛物线有关注意事项1.凡涉及抛物线的弦长、弦的中点、弦的斜率问题时要注意利用韦达定理,采用“设而不求”或“点差法”等方法,能避免求交点坐标的复杂运算.同时在解决直线与抛物线相交问题时不能忽视这个条件。02.解决与抛物线的焦半径、焦点弦有关问题时,多从抛物线的定义出发,实现抛物线上任一点到焦点的距离和这点到准线的距离之间的相互转化,并应注意焦点弦的几何性质.