完美版圆锥曲线知识点总结 (2)
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圆锥曲线是解析几何学中的重要内容,它包括椭圆、双曲线和抛物线三种基本形式。
它们在数学、物理、工程等领域均有重要应用,具有广泛的研究价值。
下面将从几何、代数、物理等多个角度对圆锥曲线进行系统介绍和分析。
一、圆锥曲线的概念圆锥曲线的定义:在平面上依旧定点F到平面上所有定点P的距离的比值(|PF|/|PM|)为常数e(e>1)的动点M所得的轨迹即为双曲线。
在平面上的直线l与定点F的距离与到定点P的距离的比值始终为常数e(0<e<1)时,动点P所得的轨迹即为椭圆。
在平面上的直线上的所有点P到定点F的距离与到直线l的距离的差始终为常数e时,点P的轨迹即为抛物线。
二、椭圆的知识点1. 定义及表示:椭圆是平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a的所有点P的集合。
2. 几何性质:椭圆有等轴对称性、焦点F1和F2为椭圆的两个焦点、平行于长轴或短轴的弦都过椭圆的焦点、焦距等于长轴长度、离心率等于c/a(c为焦距,a为长轴半径)等。
3. 参数方程:椭圆的参数方程为x = a*cos(t), y = b*sin(t),其中t为参数。
4. 离心率:离心率e的定义,离心率与长短轴的关系。
三、双曲线的知识点1. 定义及表示:双曲线是平面上到两个定点F1和F2的距离之差等于常数2a的点P的集合。
2. 几何性质:双曲线有两条渐近线、两个焦点F1和F2、两个顶点、离心率等于c/a(c为焦距,a为顶点到中心的距离)等。
3. 参数方程:双曲线的参数方程为x = a * cosh(t), y = b * sinh(t),其中t为参数。
4. 离心率:离心率e的定义,离心率与距离关系。
四、抛物线的知识点1. 定义及表示:抛物线是平面上到定点F和直线l的距离相等的点P 的集合。
2. 几何性质:抛物线有顶点、准直线、对称轴、离心率等。
3. 参数方程:抛物线的参数方程为x = a * t^2, y = 2*a*t,其中t为参数。
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 | |MF 2| 2a 。
表示焦点在y 轴上的椭圆。
(2)椭圆的性质2x ① 范围:由标准方程笃a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 (a,O )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。
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 分别叫做椭圆的长平面内与两个定点 F 1、F 2的距离的和等于常数2a (大于 厅店2丨)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:2 2xy2,2a b0)(焦点在 x 轴上)2y_ 2a 2x笃 1 (a b 0)b 2(焦点在注:①以上方程中 a,b 的大小 a b 0,其中b 21两个方程中都有a0的条件,要分清焦点的位置,只要看x 2 和 y 2 的分母的大小。
例如椭圆2y nn )当m n 时表示焦点在x 轴上的椭圆;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, 占 八、、(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y 1知|x| a , |y| b ,说明椭圆位于直线 x a ,b 所围成的矩形里;③ 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,令半轴长和短半轴长。
由椭圆的对称性知:椭圆的短轴端点到焦点的距离为a ;在Rt OB2F2中,|OB2 | b , |OF2 | c , | B2F2 | a , 且|OF2 |2 | B2F2 |2 |OB2 |2,即c2 a2 b2;c④离心率:椭圆的焦距与长轴的比e 叫椭圆的离心率。
高中数学圆锥曲线知识点总结5篇高中数学圆锥曲线知识点总结5篇教育的现代化和大众化是推进知识普及和人才培养的重要策略。
科学科研的公正性和透明度是科研活动的重要保障。
下面就让小编给大家带来高中数学圆锥曲线知识点总结,希望大家喜欢!高中数学圆锥曲线知识点总结11、向量的加法向量的加法满足平行四边形法则和三角形法则。
AB+BC=AC。
a+b=(x+x ,y+y )。
a+0=0+a=a。
向量加法的运算律:交换律:a+b=b+a;结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
2、向量的减法如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0. 0的反向量为0 AB-AC=CB. 即“共同起点,指向被减”a=(x,y) b=(x ,y ) 则 a-b=(x-x ,y-y ).3、数乘向量实数λ和向量a的乘积是一个向量,记作λa,且∣λa∣=∣λ∣·∣a∣。
当λ 0时,λa与a同方向;当λ 0时,λa与a反方向;当λ=0时,λa=0,方向任意。
当a=0时,对于任意实数λ,都有λa=0。
注:按定义知,如果λa=0,那么λ=0或a=0。
实数λ叫做向量a的系数,乘数向量λa的几何意义就是将表示向量a的有向线段伸长或压缩。
当∣λ∣ 1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ 0)或反方向(λ 0)上伸长为原来的∣λ∣倍;当∣λ∣ 1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ 0)或反方向(λ 0)上缩短为原来的∣λ∣倍。
数与向量的乘法满足下面的运算律结合律:(λa)·b=λ(a·b)=(a·λb)。
向量对于数的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa.数对于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb.数乘向量的消去律:① 如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b。
② 如果a≠0且λa=μa,那么λ=μ。
4、向量的的数量积定义:两个非零向量的夹角记为〈a,b〉,且〈a,b〉∈[0,π]。
《圆锥曲线》知识要点及重要结论一、椭圆1 定义 平面内到两定点21,F F 的距离的和等于常数)2(221F F a a >的点P 的轨迹叫做椭圆.若212F F a =,点P 的轨迹是线段21F F .若2120F F a <<,点P 不存在.2 标准方程 )0(12222>>=+b a b y a x ,两焦点为)0,(),0,(21c F c F -.)0(12222>>=+b a bx a y ,两焦点为),0(),,0(21c F c F -.其中222c b a +=. 3 几何性质椭圆是轴对称图形,有两条对称轴. 椭圆是中心对称图形,对称中心是椭圆的中心. 椭圆的顶点有四个,长轴长为a 2,短轴长为b 2,椭圆的焦点在长轴上.若椭圆的标准方程为)0(12222>>=+b a b y a x ,则b y b a x a ≤≤-≤≤-,;若椭圆的标准方程为)0(12222>>=+b a bx a y ,则a y a b x b ≤≤-≤≤-,.二、双曲线1 定义 平面内到两定点21,F F 的距离之差的绝对值等于常数)20(221F F a a <<的点的轨迹叫做双曲线. 若212F F a =,点P 的轨迹是两条射线.若212F F a >,点P 不存在.2 标准方程 )0,0(12222>>=-b a b y a x ,两焦点为)0,(),0,(21c F c F -.)0,0(12222>>=-b a by a x ,两焦点为),0(),,0(21c F c F -.其中222b a c +=. 3 几何性质双曲线是轴对称图形,有两条对称轴;双曲线是中心对称图形,对称中心是双曲线的中心. 双曲线的顶点有两个21,A A ,实轴长为a 2,虚轴长为b 2,双曲线的焦点在实轴上.若双曲线的标准方程为)0,0(12222>>=-b a b y a x ,则R y a x a x ∈≥-≤,或;若双曲线的标准方程为)0,0(12222>>=-b a bx a y ,则R x a y a y ∈≥-≤,或.4 渐近线双曲线)0,0(12222>>=-b a b y a x 有两条渐近线x a b y =和x a by -=.即02222=-b y a x双曲线)0,0(12222>>=-b a b x a y 有两条渐近线x b a y =和x bay -=.即02222=-b x a y双曲线的渐进线是它的重要几何特征,每一双曲线都对应确定双曲线的渐进线,但对于同一组渐进线却对应无数条双曲线.与双曲线)0,0(12222>>=-b a b y a x 共渐进线的双曲线可表示为)0(2222≠=-λλby a x .直线与双曲线有两个交点的条件,一定要“消元后的方程的二次项系数0≠”和“0>∆”同时成立.5 等轴双曲线:实轴长等于虚轴长的双曲线叫做等轴双曲线.等轴双曲线的标准方程为)0(12222>=-a a y a x 或)0(12222>=-a ax a y .等轴双曲线的渐近线方程为x y ±=.6 共轭双曲线:实轴为虚轴,虚轴为实轴的双曲线互为共轭双曲线.如:)0,0(12222>>=-b a b y a x 的共轭双曲线为)0,0(12222>>=-b a ax b y ,它们的焦点到原点的距离相等,因而在以原点为圆心,22b a +为半径的圆上.且它们的渐近线都是x a b y =和x ab y -=. 三、抛物线1 定义 平面内与一个定点F 和一条定直线F l (不在l 上) 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线. 定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线.2 标准方程(1) )0(22>=p px y ,焦点为)0,2(p ,准线方程为2px -=,抛物线张口向右.(2) )0(22>-=p px y ,焦点为)0,2(p -,准线方程为2p x =,抛物线张口向左.(3) )0(22>=p py x ,焦点为)2,0(p ,准线方程为2p y -=,抛物线张口向上.(4) )0(22>-=p py x ,焦点为)2,0(p -,准线方程为2p y =,抛物线张口向下.其中p 表示焦点到准线的距离.3 几何性质抛物线是轴对称图形,有一条对称轴.若方程为)0(22>=p px y 或)0(22>-=p px y ,则对称轴是x 轴,若方程为)0(22>=p py x 或)0(22>-=p py x ,则对称轴是y 轴. 若抛物线方程为)0(22>=p px y ,则R y x ∈≥,0. 若抛物线方程为)0(22>-=p px y ,则R y x ∈≤,0. 若抛物线方程为)0(22>=p py x ,则R x y ∈≥,0. 若抛物线方程为)0(22>-=p py x ,则R x y ∈≤,0.圆锥曲线的一些重要结论【几个重要结论】1 已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的两焦点为)0,(),0,(21c F c F -,),(00y x P 为椭圆上一点,则)1()()(2222020201ax b c x y c x PF -++=++=a a cx a a cx a cx ax c +=+=++=020202202)(2 因为a x a ≤≤-0,c a a acxc a c a cx c +≤+≤-<≤≤-000,, 所以a a cx PF +=01. 同理,acxa PF a PF 0122-=-=. 已知双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的左、右焦点分别为)0,(),0,(21c F c F -,),(00y x P 为双曲线上一点,则a a cx PF +=01,a acxPF -=02. 2 椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 的两焦点为21,F F ,P 为椭圆上一点,若θ=∠21PF F ,则21PF F ∆的面积为2tan cos 1sin 22αααb b =+. 解:根据椭圆的定义可得a PF PF 221=+ ① 由余弦定理可得αcos 242122212212PF PF PF PF F F c -+== ②由①②得)cos 1(2442122α+=-PF PF c a .从而αcos 12221+=b PF PF 所以,21F PF ∆的面积为2tan cos 1sin sin 212221ααααb b PF PF =+=双曲线)0,0(12222>>=-b a b y a x 的两焦点为21,F F ,P 为其上一点,若α=∠21PF F ,则21PF F ∆的面积为2cot cos 1sin sin 212221ααααb b PF PF =-=. 3 已知椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C ,N M ,是C 上关于原点对称的两点,点P 是椭圆上任意一点,当直线PN PM ,的斜率都存在,并记为PN PM k k ,时,那么PM k 与PN k 之积是与点P 位置无关的定值.解:设),(),,(1100y x M y x P ,则),(11y x N --.01010101,x x y y k x x y y k PN PM----=--=,从而2120212001010101x x y y x x y y x x y y k k PN PM --=----⋅--=⋅. 又因为),(),,(1100y x M y x P 都在椭圆上,故1,1221221220220=+=+by a x b y a x .两式相减得,022********=-+-b y y a x x ,因而2221202120ab x x y y -=--即22a b k k PN PM -=⋅.已知双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x .N M ,是C 上关于原点对称的两点,点P 是双曲线上任意一点,当直线PN PM ,的斜率都存在,并记为PN PM k k ,时,那么PM k 与PN k 之积是与点P 位置无关的定值.【常用方法】1 在求轨迹方程时,若条件满足圆、椭圆、双曲线、抛物线的定义,则可以用定义求轨迹方程,这是常用求轨迹的数学方法,称为定义法.2本章经常会碰到直线l 与圆锥曲线C 相交于两点的问题,若已知l 过定点),(00y x P ,则可设l 的方程为0x x =或)(00x x k y y -=-.然后分两种情况进行研究,一般处理方法是把直线方程代入曲线C 的方程中,整理得到关于x 或y 的一元二次方程(要注意二次项系数是否为零).韦达定理和判别式经常要用到!若l 的条件不明显时,则可设l 的方程为m x =或m kx y +=.3 本章还经常用到“点差法”:设直线l 与圆锥曲线C 交于点),(),,(2211y x B y x A ,则B A ,两点坐标都满足曲线C 的方程,然后把这两个结构相同的式子相减,整理可以得到直线AB 的斜率1212x x y y --的表达式,也经常会出现2121,y y x x ++,这样又可以与线段AB 的中点),(00y x P 联系起来!4 若三点),(),,(),,(002211y x P y x B y x A 满足以线段AB 为直径的圆经过点P 或BP AP ⊥时,常用处理方法有:①根据勾股定理可得222PB PA AB +=;②根据AP 的斜率与BP 的斜率之积为1-,可得120201010-=--⋅--x x y y x x y y ; ③根据),(),,(,002020101y y x x PB y y x x PA PB PA --=--==⋅可得0))(())((02010201=--+--y y y y x x x x .5求轨迹方程的方法常见的有:直接法、定义法、待定系数法、代入法(也叫相关点法).1 椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的参数方程是sin y b θ⎧⎨=⎩.离心率c e a ==,△PF 1F 2中,记12F PF α∠=, 12PF F β∠=,12F F P γ∠=,则有sin sin sin ce aαβγ==+.线到中心的距离为2a c,焦点到对应准线的距离(焦准距)2b p c =。
圆锥曲线重点知识点总结圆锥曲线是解析几何的一个重要分支,研究了大量与圆锥切割面相关的曲线。
本文将总结圆锥曲线的重点知识点,包括椭圆、双曲线和抛物线。
一、椭圆椭圆是圆锥曲线的一种,其定义为平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a的点的集合,称为焦点椭圆。
1. 椭圆的标准方程椭圆的标准方程为(x-h)²/a² + (y-k)²/b² = 1,其中(h,k)是椭圆的中心。
2. 椭圆的性质(1)椭圆的离心率椭圆的离心率e定义为e=c/a,其中c是焦点到中心的距离。
(2)椭圆的直径椭圆的直径是通过中心点的两个点之间的距离,等于2a。
(3)椭圆的焦距椭圆的焦距是焦点到中心的距离,等于2ae。
二、双曲线双曲线是圆锥曲线的另一种形式,其定义为平面上到两个定点F1和F2的距离之差的绝对值等于常数2a的点的集合。
1. 双曲线的标准方程双曲线的标准方程为(x-h)²/a² - (y-k)²/b² = 1,其中(h,k)是双曲线的中心。
2. 双曲线的性质(1)双曲线的焦距双曲线的焦距是焦点到中心的距离,等于2ae。
(2)双曲线的渐近线双曲线有两条渐近线,分别是y = kx ±sqrt(a²+ b²),其中k是斜率,a和b是常数。
(3)双曲线的离心率双曲线的离心率e定义为e=c/a,其中c是焦点到中心的距离。
三、抛物线抛物线是圆锥曲线的一种,其定义为平面上到一个定点F的距离等于到一条直线L的距离的平方的点的集合。
1. 抛物线的标准方程抛物线的标准方程为y² = 2px,其中p是焦点到准线的距离,准线与抛物线的轴平行。
2. 抛物线的性质(1)抛物线的焦点和准线抛物线的焦点是定点F,准线是与抛物线的轴垂直的直线。
(2)抛物线的顶点和轴抛物线的顶点是与焦点和准线的距离最小的点,轴是通过焦点和顶点的直线。
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。
圆锥曲线与方程 (2)双曲线1.双曲线定义:在平面内,到两个定点F 1、F 2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F 1F 2|) a PF PF 221=-(a 为常数c a <<0)的点的轨迹叫做双曲线. ⑴若2a <21F F ,则动点P 的轨迹是双曲线.⑵若2a =21F F ,则动点P 的轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线(在直线F 1,F 2上). ⑶若2a >21F F ,则动点P 无轨迹.双曲线的第二定义:平面内到定点F(c,0)的距离和到定直线l:x =c a2的距离之比等于常数e =a c(c >a >0)的点的轨迹是双曲线,定点是双曲线的焦点,定直线是双曲线的准线,焦准距(焦参数)p =c b2,与椭圆相同.2.双曲线的标准方程: 焦点在x 轴上时,方程为12222=-b y a x )00(>>b a , 焦点)0,(1c F -)0,(2c F焦点在y 轴上时,方程为12222=-bx ay )00(>>b a , 焦点),0(1c F -),0(2c F 注:222b a c +=(类比勾股定理)双曲线的一般方程:)0(122<=+mn ny mx注:方程C By Ax =+22(C B A ,,均不为0)表示双曲线的条件:方程变形:122=+BC yAC x,考察二次项系数的正负,若AC 与B C 异号,表示双曲线;若C B A ,,同号且B A ≠,则表示椭圆;若C B A ,,同号且AC =BC ,则表示圆.3.双曲线22221(0,0)x y a b ab-=>>的性质:(1)范围:a x ≥或a x -≤,y R ∈. (2)对称性:关于x 轴、y 轴、原点对称.(3)顶点坐标:双曲线和x 轴有两个交点)0,(),0,(21a A a A -,焦点坐标是)0(,c ±. (4)实轴长2a 、虚轴长2b 、焦距2c ;实半轴a 、虚半轴b 、半焦距c . (5)双曲线12222=-by ax 的准线方程是cax 2±=,准线到中心的距离为2ac,或令双曲线标准方程22ax -22by =1中1为零即得渐近线方程.焦准距:(焦点到对应准线的距离)cb2.通径的长是ab 22,通径的一半(半通径):2ba.(6) 渐近线方程是x ab y ±=① 双曲线22221(0,0)x y a b ab-=>>渐近线方程:令02222=-by ax )0,0(>>b a ,即x ab y ±=;② 渐近线是02222=-bya x(或x a by ±=⇔0=±by a x)的双曲线设为λ=-2222by ax .(λ≠0),k 是待定系数.③(焦渐距)焦点到渐近线的距离恒为b .(7) 等轴双曲线:实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线. 定义式:a b =. 注:①等轴双曲线的渐近线方程为:x y ±= .②渐近线互相垂直.③等轴双曲线可设为:)0(22≠=-λλy x .(0>λ时焦点在x 轴,0<λ时焦点在y 轴上)(8) 离心率是22221ab ac ac e +=== (1>e )e 越大,开口越开阔;e 越小,开口越扁狭. (9) 半径:若点),(00y x P 是双曲线22221(0,0)x y a b ab-=>>上一点,21F F 、是其左、右焦点,|||)(|||0201ex a cax e PF +=+=, |||)(|||0022ex a x cae PF -=-=即焦半径:点),(00y x p 在左支上 01ex a PF --=和02ex a PF -=.点),(00y x p 在右支上 01ex a PF +=和02ex a PF +-=.4.双曲线的内外部(1) 00(,)P x y 在双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的内部2200221x y a b ⇔->. (2) 00(,)P x y 在双曲线22221(0,0)x y a b ab-=>>的外部22221x y a b ⇔-<.5.双曲线系方程(1) 双曲线12222=-b y a x 共焦点的双曲线系方程是12222=--+λλb ya x(22b a <<-λ)(2) 双曲线12222=-b ya x共渐近线的双曲线系方程可设为λ=-2222bya x)0(≠λ. (当0>λ时焦点在x 轴,当0<λ时焦点在y 轴上).本节学习要求:学习双曲线的几何性质,可以用类比思想,即象讨论椭圆的几何性质一样去研究双曲线的标准方程,从而得出双曲线的几何性质,将双曲线的两种标准方程、图形、几何性质列表对比,便于掌握.双曲线的几何性质与代数中的方程、平面几何的知识联系密切;直线与双曲线的交点问题、弦长间问题都离不开一元二次方程的判别式,韦达定理等;渐近线的夹角问题与直线的夹角公式.三角函数中的相关知识,是高考的主要内容.通过本节内容的学习,培养同学们良好的个性品质和科学态度,培养同学们的良好的学习习惯和创新精神,进行辩证唯物主义世界观教育.【重点难点解析】1.学习双曲线的几何性质,也可以与椭圆的几何性质对比进行,着重指出它们的联系和区别.2.本节重点是双曲线的几何性质,双曲线的第二定义及其应用,难点是双曲线的渐近线方程,第二定义,几何性质的应用.。
第八章 《圆锥曲线》专题复习一、椭圆方程.1. 椭圆的第一定义:为端点的线段以无轨迹方程为椭圆21212121212121,2,2,2F F F F a PF PF F F a PF PF F F a PF PF ==+=+=+2.椭圆的方程形式: ①椭圆的标准方程:i. 中心在原点,焦点在x 轴上:)0(12222 b a by ax =+. ii. 中心在原点,焦点在y 轴上:)0(12222 b a bx ay =+.②一般方程:)0,0(122B A By Ax =+.③椭圆的参数方程:2222+b y a x ⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x (一象限θ应是属于20πθ ). 注意:椭圆参数方程的推导:得→)sin ,cos (θθb a N 方程的轨迹为椭圆. 3.椭圆的性质: ①顶点:),0)(0,(b a ±±或)0,)(,0(b a ±±.②轴:对称轴:x 轴,y 轴;长轴长a 2,短轴长b 2.③焦点:)0,)(0,(c c -或),0)(,0(c c -.④焦距:2221,2b a c c F F -==.⑤准线:ca x 2±=或c a y 2±=.⑥离心率:)10( e ace =.⑦焦半径: i. 设),(00y x P 为椭圆)0(12222 b a by ax =+上的一点,21,F F 为左、右焦点,则:证明:由椭圆第二定义可知:)0()(),0()(0002200201 x a ex x ca e pF x ex a c a x e pF -=-=+=+=归结起来为“左加右减”.ii.设),(00y x P 为椭圆)0(12222 b a ay bx =+上的一点,21,F F 为上、下焦点,则:⑧通径:垂直于x 轴且过焦点的弦叫做通径: 222b d a=;坐标:22(,),(,)b b c c a a -4.共离心率的椭圆系的方程:椭圆)0(12222 b a b y a x =+的离心率是)(22b a c ace -==,方程t t b y a x (2222=+是大于0的参数,)0 b a 的离心率也是ace =我们称此方程为共离心率的椭圆系方程. 5.若P 是椭圆:12222=+b y a x 上的点.21,F F 为焦点,若θ=∠21PF F ,则21F PF ∆的面积为2tan2θb (用余弦定理与a PF PF 221=+可得). 若是双曲线,则面积为2cot2θ⋅b .1020,PF a ex PF a ex=+=-1020,PF a ey PF a ey =+=-asin α,)α)二、双曲线方程.1. 双曲线的第一定义:的一个端点的一条射线以无轨迹方程为双曲线21212121212121,222F F F F a PF PF F F a PF PF F F a PF PF ==-=-=-2.双曲线的方程:①双曲线标准方程:)0,(1),0,(122222222 b a b x a y b a b y a x =-=-. 一般方程:)0(122 AC Cy Ax =+.3.双曲线的性质:①i. 焦点在x 轴上: 顶点:)0,(),0,(a a - 焦点:)0,(),0,(c c - 准线方程ca x 2±= 渐近线方程:0=±b ya x 或02222=-b y a x ii. 焦点在y 轴上:顶点:),0(),,0(a a -. 焦点:),0(),,0(c c -. 准线方程:c a y 2±=. 渐近线方程:0=±b x a y 或02222=-b x a y ,参数方程:⎩⎨⎧==θθtan sec b y a x 或⎩⎨⎧==θθsec tan a y b x . ②轴y x ,为对称轴,实轴长为2a , 虚轴长为2b ,焦距2c. ③离心率a ce =. ④准线距c a 22(两准线的距离);通径a b 22. ⑤参数关系ace b a c =+=,222. ⑥焦半径公式:对于双曲线方程12222=-b y a x (21,F F 分别为双曲线的左、右焦点或分别为双曲线的上下焦点)“长加短减”原则:aex MF a ex MF -=+=0201 构成满足a MF MF 221=-aex F M a ex F M +-='--='0201(与椭圆焦半径不同,椭圆焦半aey F M a ey F M a ey MF a ey MF -'-='+'-='+=-=020102014. 等轴双曲线:双曲线222a y x ±=-称为等轴双曲线,其渐近线方程为x y ±=,离心率2=e . 5.共轭双曲线:以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线,叫做已知双曲线的共轭双曲线.λ=-2222b y a x 与λ-=-2222by a x 互为共轭双曲线,它们具有共同的渐近线:02222=-by ax .6.共渐近线的双曲线系方程:)0(2222≠=-λλb y a x 的渐近线方程为02222=-b y a x 如果双曲线的渐近线为0=±b ya x 时,它的双曲线方程可设为)0(2222≠=-λλby a x .例如:若双曲线一条渐近线为x y 21=且过)21,3(-p ,求双曲线的方程? 解:令双曲线的方程为:)0(422≠=-λλy x ,代入)21,3(-得12822=-y x . 7.直线与双曲线的位置关系:区域①:无切线,2条与渐近线平行的直线,合计2条;区域②:即定点在双曲线上,1条切线,2条与渐近线平行的直线,合计区域③:2条切线,2条与渐近线平行的直线,合计4条;区域④:即定点在渐近线上且非原点,1条切线,1区域⑤:即过原点,无切线,无与渐近线平行的直线.注意:⑴过定点作直线与双曲线有且仅有一个交点,可以作出的直线数目可能有0、2、3、4条.⑵若直线与双曲线一支有交点,交点为二个时,求确定直线的斜率可用代入”“∆法与渐近线求交和两根之和与两根之积同号.⑶若P 在双曲线12222=-b y a x ,则常用结论1:P 到焦点的距离为m 与n ,则P 到两准线的距离比为m ︰n. 简证:ePF e PF d d 2121= =nm. ⑷:从双曲线一个焦点到另一条渐近线的距离等于b.三、抛物线方程.设0 p ,抛物线的标准方程、类型及其几何性质:注意:⑴x c by ay =++2顶点)244(2aba b ac --.⑵)0(22≠=p px y 则焦点半径2P x PF +=;)0(22≠=p py x 则焦点半径为2P y PF +=.⑶通径为2p ,这是过焦点的所有弦中最短的.⑷px y 22=(或py x 22=)的参数方程为⎩⎨⎧==pt y pt x 222(或⎩⎨⎧==222pty ptx )(t 为参数). ⑸关于抛物线焦点弦的几个结论:设AB 为过抛物线 y 2=2px (p>0 )焦点的弦,A(x 1 ,y 1)、B (x 2 ,y 2 ) ,直线AB 的倾斜角为θ,则:① x 1x 2=24p , y 1y 2=-p 2; ② |AB|=22sin p θ;③以AB 为直径的圆与准线相切;④焦点F 对A 、B 在准线上射影的张角为900;⑤112||||FA FB P+=. 四、圆锥曲线的统一定义.1. 圆锥曲线的统一定义:平面内到定点F 和定直线l 的距离之比为常数e 的点的轨迹. 当10 e 时,轨迹为椭圆; 当1=e 时,轨迹为抛物线; 当1 e 时,轨迹为双曲线; 当0=e 时,轨迹为圆(ace =,当b a c ==,0时). 2. 圆锥曲线方程具有对称性. 例如:椭圆的标准方程对原点的一条直线与双曲线的交点是关于原点对称的.因为具有对称性,所以欲证AB=CD, 即证AD 与BC 的中点重合即可.3. 当椭圆的焦点位置不明确,而无法确定其标准方程时,可设方程为22x y m n+ =1(m>0,n>0且m ≠n ),这样可以避免讨论和繁杂的运算,椭圆与双曲线的标准方程均可用简单形式 mx 2+ny 2=1(mn ≠0)来表示,所不同的是:若方程表示椭圆,则要求m>0,n>0且m ≠n ; 若方程表示双曲线,则要求mn<0,利用待定系数法求标准方程时,应注意此方法的合理使用,以避免讨论。
完美版圆锥曲线知识点总结圆锥曲线是数学中的一类重要曲线,广泛应用于几何、物理、工程等领域。
由于其独特的性质和广泛的应用,掌握圆锥曲线的知识对于提高数学水平和解决实际问题具有重要意义。
本文将对圆锥曲线的基本概念、性质和常见类型进行总结和归纳。
一、圆锥曲线的基本概念圆锥曲线是由平面和一个固定点(焦点F)以及一个固定直线(准线L)共同确定的曲线。
根据焦点和准线的位置关系,圆锥曲线分为椭圆、抛物线和双曲线三类。
1. 椭圆:椭圆是焦点到准线的距离之和恒定于两倍焦半径的轨迹。
椭圆具有对称性,焦点位于椭圆的两个焦点之间。
2. 抛物线:抛物线是焦点到准线的距离等于焦半径的轨迹。
抛物线具有对称轴,焦点位于抛物线的焦点上方或下方。
3. 双曲线:双曲线是焦点到准线的距离之差恒定于两倍焦半径的轨迹。
双曲线也具有对称性,焦点位于双曲线的两个焦点之间。
二、圆锥曲线的性质圆锥曲线具有一系列重要的性质,为研究和应用圆锥曲线提供了基础。
1. 对称性:椭圆和双曲线具有两个关于准线和两个焦点的对称轴,抛物线具有一个关于准线的对称轴。
2. 焦距和半焦距:焦距是焦点到对称轴的距离,半焦距是焦距的一半。
焦距对于不同类型的圆锥曲线有不同的计算方法,但都是相对于准线和对称轴计算的。
3. 焦半径:焦半径是焦点到曲线上点的距离,焦半径对于同一曲线上不同点的值是相等的。
4. 离心率:离心率是焦半径与半焦距的比值,用e表示。
对于椭圆,离心率范围在0和1之间;对于抛物线,离心率等于1;对于双曲线,离心率大于1。
5. 焦点和准线的关系:焦点和准线的位置关系决定了曲线的类型。
当焦点在准线上时,曲线是抛物线;当焦点在准线之上时,曲线是椭圆;当焦点在准线之下时,曲线是双曲线。
三、常见类型的圆锥曲线。
圆锥曲线的方程与性质1.椭圆(1)椭圆概念平面内与两个定点1F 、2F 的距离的和等于常数2a (大于21||F 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2c 叫椭圆的焦距。
若M 为椭圆上任意一点,则有21||||2MF MF a +=。
椭圆的标准方程为:22221x y a b +=(0a b >>)(焦点在x 轴上)或12222=+bx a y (0a b >>)(焦点在y 轴上)。
注:①以上方程中,a b 的大小0a b >>,其中222b ac =-;②在22221x y a b +=和22221y x a b +=两个方程中都有0a b >>的条件,要分清焦点的位置,只要看2x 和2y 的分母的大小。
例如椭圆221x y m n+=(0m >,0n >,m n ≠)当m n >时表示焦点在x 轴上的椭圆;当m n <时表示焦点在y 轴上的椭圆。
(2)椭圆的性质①范围:由标准方程22221x y a b+=知||x a ≤,||y b ≤,说明椭圆位于直线x a =±,y 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,点(,)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y 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;③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0x =,得y b =±,则1(0,)B b -,2(0,)B b 是椭圆与y 轴的两个交点。
同理令0y =得x a =±,即1(,0)A a -,2(,0)A a 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。
同时,线段21A A 、21B B 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。
由椭圆的对称性知:椭圆的短轴端点到焦点的距离为a ;在22Rt OB F ∆中,2||OB b =,2||OF c =,22||B F a =,且2222222||||||OF B F OB =-,即222c a b =-;④离心率:椭圆的焦距与长轴的比ce a=叫椭圆的离心率。
∵0a c >>,∴01e <<,且e 越接近1,c 就越接近a ,从而b 就越小,对应的椭圆越扁;反之,e 越接近于0,c 就越接近于0,从而b 越接近于a ,这时椭圆越接近于圆。
当且仅当a b =时,0c =,两焦点重合,图形变为圆,方程为222x y a +=。
2.双曲线(1)双曲线的概念平面上与两点距离的差的绝对值为非零常数的动点轨迹是双曲线(12||||||2PF PF a -=)。
注意:①式中是差的绝对值,在1202||a F F <<条件下;12||||2PF PF a -=时为双曲线的一支;21||||2PF PF a -=时为双曲线的另一支(含1F 的一支);②当122||a F F =时,12||||||2PF PF a -=表示两条射线;③当122||a F F >时,12||||||2PF PF a -=不表示任何图形;④两定点12,F F 叫做双曲线的焦点,12||F F 叫做焦距。
(2)双曲线的性质①范围:从标准方程12222=-by a x ,看出曲线在坐标系中的范围:双曲线在两条直线a x ±=的外侧。
即22a x ≥,a x ≥即双曲线在两条直线a x ±=的外侧。
②对称性:双曲线12222=-b y a x 关于每个坐标轴和原点都是对称的,这时,坐标轴是双曲线的对称轴,原点是双曲线12222=-by a x 的对称中心,双曲线的对称中心叫做双曲线的中心。
③顶点:双曲线和对称轴的交点叫做双曲线的顶点。
在双曲线12222=-b y a x 的方程里,对称轴是,x y 轴,所以令0=y 得a x ±=,因此双曲线和x 轴有两个交点)0,()0,(2a A a A -,他们是双曲线12222=-by a x 的顶点。
令0=x ,没有实根,因此双曲线和y 轴没有交点。
1)注意:双曲线的顶点只有两个,这是与椭圆不同的(椭圆有四个顶点),双曲线的顶点分别是实轴的两个端点。
2)实轴:线段2A A 叫做双曲线的实轴,它的长等于2,a a 叫做双曲线的实半轴长。
虚轴:线段2B B 叫做双曲线的虚轴,它的长等于2,b b 叫做双曲线的虚半轴长。
④渐近线:注意到开课之初所画的矩形,矩形确定了两条对角线,这两条直线即称为双曲线的渐近线。
从图上看,双曲线12222=-by a x 的各支向外延伸时,与这两条直线逐渐接近。
⑤等轴双曲线:1)定义:实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线。
定义式:a b =; 2)等轴双曲线的性质:(1)渐近线方程为:x y ±= ;(2)渐近线互相垂直。
注意以上几个性质与定义式彼此等价。
亦即若题目中出现上述其一,即可推知双曲线为等轴双曲线,同时其他几个亦成立。
3)注意到等轴双曲线的特征a b =,则等轴双曲线可以设为:)0(22≠=-λλy x ,当0>λ时交点在x 轴,当0<λ时焦点在y 轴上。
⑥注意191622=-y x 与221916y x -=的区别:三个量,,a b c 中,a b 不同(互换)c 相同,还有焦点所在的坐标轴也变了。
3.抛物线(1)抛物线的概念平面内与一定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线(定点F 不在定直线l 上)。
定点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线。
方程()022>=p pxy 叫做抛物线的标准方程。
注意:它表示的抛物线的焦点在x 轴的正半轴上,焦点坐标是F (2p ,0),它的准线方程是2px -= ;(2)抛物线的性质一条抛物线,由于它在坐标系的位置不同,方程也不同,有四种不同的情况,所以抛物线的标准方程还有其他几种形式:px y 22-=,py x 22=,py x 22-=.这四种抛物线的图形、标准方程、焦点坐标以及准线方程如下表:标准方程22(0)y pxp =>22(0)y px p =->22(0)x py p =>22(0)x pyp =->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 轴顶点 (0,0) (0,0)(0,0)(0,0)离心率1e = 1e = 1e = 1e =说明:(1)通径:过抛物线的焦点且垂直于对称轴的弦称为通径;(2)抛物线的几何性质的特点:有一个顶点,一个焦点,一条准线,一条对称轴,无对称中心,没有渐近线;(3)注意强调p 的几何意义:是焦点到准线的距离。
4. 高考数学圆锥曲线部分知识点梳理一、方程的曲线:在平面直角坐标系中,如果某曲线C(看作适合某种条件的点的集合或轨迹 )上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点,那么这个方程叫做曲线的方程;这条曲线叫做方程的曲线。
点与曲线的关系:若曲线C 的方程是f(x,y)=0,则点P 0(x 0,y 0)在曲线C 上⇔f(x 0,y 0)=0;点P 0(x 0,y 0)不在曲线C 上⇔f(x 0,y 0)≠0。
两条曲线的交点:若曲线C 1,C 2的方程分别为f 1(x,y)=0,f 2(x,y)=0,则点P 0(x 0,y 0)是C 1,C 2的交点⇔{),(0),(002001==y x f y x f 方程组有n 个不同的实数解,两条曲线就有n 个不同的交点;方程组没有实数解,曲线就没有交点。
二、圆:1、定义:点集{M ||OM |=r },其中定点O 为圆心,定长r 为半径.2、方程:(1)标准方程:圆心在c(a,b),半径为r 的圆方程是(x-a)2+(y-b)2=r 2o Fxyloxy F lxyoF l圆心在坐标原点,半径为r 的圆方程是x 2+y 2=r 2(2)一般方程:①当D 2+E 2-4F >0时,一元二次方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程,圆心为)2,2(ED --半径是2422FE D -+。
配方,将方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0化为(x+2D )2+(y+2E )2=44F -E D 22+②当D 2+E 2-4F=0时,方程表示一个点(-2D ,-2E ); ③当D 2+E 2-4F <0时,方程不表示任何图形.(3)点与圆的位置关系 已知圆心C(a,b),半径为r,点M 的坐标为(x 0,y 0),则|MC |<r ⇔点M 在圆C 内,|MC |=r ⇔点M 在圆C 上,|MC |>r ⇔点M 在圆C 内,其中|MC |=2020b)-(y a)-(x +。
(4)直线和圆的位置关系:①直线和圆有相交、相切、相离三种位置关系:直线与圆相交⇔有两个公共点;直线与圆相切⇔有一个公共点;直线与圆相离⇔没有公共点。
②直线和圆的位置关系的判定:(i)判别式法;(ii)利用圆心C(a,b)到直线Ax+By+C=0的距离22B A C Bb Aa d +++=与半径r 的大小关系来判定。
三、圆锥曲线的统一定义:平面内的动点P(x,y)到一个定点F(c,0)的距离与到不通过这个定点的一条定直线l 的距离之 比是一个常数e(e >0),则动点的轨迹叫做圆锥曲线。
其中定点F(c,0)称为焦点,定直线l 称为准线,正常数e 称为离心率。
当0<e <1时,轨迹为椭圆;当e=1时,轨迹为抛物线;当e >1时,轨迹为双曲线。
四、椭圆、双曲线、抛物线:椭圆双曲线抛物线定义1.到两定点F 1,F 2的距离之和为定值2a(2a>|F 1F 2|)的点的轨迹2.与定点和直线的距离之比为定值e 的点的轨迹.(0<e<1)1.到两定点F 1,F 2的距离之差的绝对值为定值2a(0<2a<|F 1F 2|)的点的轨迹2.与定点和直线的距离之比为定值e 的点的轨迹.(e>1)与定点和直线的距离相等的点的轨迹.轨迹条件点集:({M ||MF 1+|MF 2|=2a,|F 1F 2|<2a}. 点集:{M ||MF 1|-|MF 2|. =±2a,|F 2F 2|>2a}. 点集{M | |MF |=点M 到直线l 的距离}.图形【备注1】双曲线:⑶等轴双曲线:双曲线222a y x ±=-称为等轴双曲线,其渐近线方程为x y ±=,离心率2=e .⑷共轭双曲线:以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线,叫做已知双曲线的共轭双曲线.λ=-2222by a x 与λ-=-2222b y a x 互为共轭双曲线,它们具有共同的渐近线:02222=-by a x . ⑸共渐近线的双曲线系方程:)0(2222≠=-λλb y a x 的渐近线方程为02222=-b y a x 如果双曲线的渐近线为0=±bya x 时,它的双曲线方程可设为)0(2222≠=-λλby ax .【备注2】抛物线:(1)抛物线2y =2px(p>0)的焦点坐标是(2p ,0),准线方程x=-2p ,开口向右;抛物线2y =-2px(p>0)的焦点坐标是(-2p ,0),准线方程x=2p ,开口向左;抛物线2x =2py(p>0)的焦点坐标是(0,2p ),准线方程y=-2p ,开口向上;抛物线2x =-2py (p>0)的焦点坐标是(0,-2p ),准线方程y=2p,开口向下. (2)抛物线2y =2px(p>0)上的点M(x0,y0)与焦点F 的距离20p x MF +=;抛物线2y =-2px(p>0)上的点M(x0,y0)与焦点F 的距离02x pMF -=(3)设抛物线的标准方程为2y =2px(p>0),则抛物线的焦点到其顶点的距离为2p ,顶点到准线的距离2p ,焦点到准线的距离为p.(4)已知过抛物线2y =2px(p>0)焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,则线段AB 称为焦点弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),则弦长AB =21x x ++p 或α2sin 2p AB =(α为直线AB 的倾斜角),221p y y -=,2,41221p x AF p x x +==(AF 叫做焦半径). 五、坐标的变换:(1)坐标变换:在解析几何中,把坐标系的变换(如改变坐标系原点的位置或坐标轴的方向)叫做坐标变换.实施坐标变换时,点的位置,曲线的形状、大小、位置都不改变,仅仅只改变点的坐标与曲线的方程.(2)坐标轴的平移:坐标轴的方向和长度单位不改变,只改变原点的位置,这种坐标系的变换叫做坐标轴的平移,简称移轴。