高中数学-圆锥曲线的参数方程

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高中数学圆锥曲线最常用二级结论总结

高中数学圆锥曲线最常用二级结论总结

圆锥曲线的常用二级结论一、椭圆的常用二级结论1.(1)与椭圆22221x y a b +=共焦点的椭圆的方程可设为()222221,0x y b a b λλλ+=+>++.(2)与椭圆22221x y a b +=有相同的离心率的椭圆可设为2222x y a b λ+=,()2222,0x y b aλλ+=>.2.椭圆的两焦点分别为12,F F ,P 是椭圆上任意一点,则有以下结论成立:(1)122PF PF a +=;(2)1a c PF a c -≤≤+;(3)2212b PF PF a ≤⋅≤;(4)焦半径公式10||PF a ex =+,20||PF a ex =-(1(,0)F c -,2(,0)F c 00(,)M x y ).3.椭圆的方程为22221x y a b +=(a >b >0),左、右焦点分别为12,F F ,()00,P x y 是椭圆上任意一点,则有:(1)()()22222222000022,b a y a x x b y a b =-=-;(2)参数方程()00cos sin x a y b θθθ=⎧⎨=⎩为参数;4.设P 点是椭圆上异于长轴端点的任一点,F 1、F 2为其焦点记12F PF θ∠=,则(1)2122||||1cos b PF PF θ=+.(2)焦点三角形的面积:122||=tan2PF F P S c y b θ∆=.(3)当P 点位于短轴顶点处时,θ最大,此时12PF F S ∆也最大;(4).21cos 2e -≥θ(5)点M 是21F PF ∆内心,PM 交21F F 于点N ,则caMN PM =||||.5.有关22b a-的经典结论(椭圆中的垂径定理)(1).AB 是椭圆22221x y a b +=的不平行于对称轴的弦,M ),(00y x 为AB 的中点,则22OM AB b k k a⋅=-.(2).椭圆的方程为22221x y a b+=(a >b >0),过原点的直线交椭圆于,A B 两点,P 点是椭圆上异于,A B 两点的任一点,则有22PA PBb K K a=-(3).椭圆的方程为22221x y a b+=(a >b >0),过原点的直线交椭圆于,A B 两点,F 1,F 2点是椭圆上两焦点,则有四边形AF 1BF 2至少为平行四边6.若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b+=上,则(1)以000(,)P x y 为切点的切线斜率为2020b x k a y =-;(2)过0P 的椭圆的切线方程是00221x x y ya b+=.7.若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b+=外,则过000(,)P x y 作椭圆的两条切线切点为P 1、P 2,则切点弦P 1P 2的直线方程是00221x x y ya b+=.8.椭圆的两个顶点为1(,0)A a -,2(,0)A a ,与y 轴平行的直线交椭圆于P 1、P 2时A 1P 1与A 2P 2交点的轨迹方程是22221x y a b-=.9.过椭圆上任一点00(,)A x y 任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于B,C 两点,则直线BC 有定向且2020BC b x k a y =(常数).10.若P 为椭圆上异于长轴端点的任一点,F 1,F 2是焦点,12PF F α∠=,21PF F β∠=,则()sin sin sin c e a αβαβ+==+.11.P 为椭圆上任一点,F 1,F 2为二焦点,A 为椭圆内一定点,则2112||||||2||a AF PA PF a AF -≤+≤+,当且仅当2,,A F P 三点共线时,等号成立.12.O 为坐标原点,P 、Q 为椭圆上两动点,且OP OQ ⊥.(1)22221111||||OP OQ a b +=+;(2)|OP|2+|OQ|2的最大值为22224a b a b +;(3)OPQ S ∆的最小值是2222a b a b +.13.已知A 、B 、是椭圆上的两点,线段AB 的垂直平分线与x 轴相交于点0(,0)P x ,则22220a b a b x a a ---<<.14.过焦点且垂直于长轴的弦叫通经,其长度为ab 2215.从椭圆的一个焦点出发的光线,经椭圆反射后,反射光线必经过椭圆的另一个焦点.16.若椭圆方程为22221(0)x y a b a b+=>>,半焦距为c ,焦点()()12,0,,0F c F c -,设(1).过1F 的直线l 的倾斜角为α,交椭圆于A 、B 两点,则有①2211,cos cos b b AF BF a c a c αα==-+;②2cos ab AB a c α=-2222(2).若椭圆方程为22221(0)x y a b a b+=>>,半焦距为c ,焦点()()12,0,,0F c F c -,设过F 2的直线l 的倾斜角为α,交椭圆于A 、B 两点,则有:①22,cos cos b b AF BF a c a c αα==22+-;②22cos ab AB a c α=-222结论:椭圆过焦点弦长公式:()()222cos 2sin ab x a c AB ab y a c αα⎧⎪⎪-=⎨⎪⎪-⎩222222焦点在轴上焦点在轴上17.若AB 是过焦点F 的弦,设,AF m BF n ==,则2112amnb+=18、过圆锥曲线的焦点F 作直线交圆锥曲线于A 、B 两点,若λ=BFAF ,则有下列结论:1、椭圆、双曲线(直线与双曲线两个交点在一支上)、抛物线(离心率e=1)(焦比公式)①焦点在x 轴上时:11cos +-=λλθe ,1112+-+=λλk e ;②焦点在y 轴上时:11sin +-=λλθe ,11112+-+=λλk e 。

导数在高中数学圆锥曲线参数方程中的应用

导数在高中数学圆锥曲线参数方程中的应用

㊀㊀解题技巧与方法㊀㊀128数学学习与研究㊀2022 2导数在高中数学圆锥曲线参数方程中的应用导数在高中数学圆锥曲线参数方程中的应用Һ吴玉辉㊀(福建省永定第一中学,福建㊀龙岩㊀364100)㊀㊀ʌ摘要ɔ在高中数学课本中,导数是核心知识点之一,并在求圆锥曲线参数方程中得到了很好的运用.导数加入高中数学体系后,使高中数学的知识体系得到了极大的延展,也为一些比较难的数学问题提供了一种新的解题思路.基于此,本文将通过具体例题来说明导数在圆锥曲线参数方程问题中的一些应用策略.ʌ关键词ɔ导数;圆锥曲线;应用ʌ基金项目ɔ本文系福建省教育科学 十三五 规划2020年度课题 大数据驱动的高中生数学学习监控与精准干预行动研究 (课题编号:FJJKXB20-790)系列论文之一.导数是高中数学过渡到高等数学的重要工具,学好导数可以让学生步入大学时能够有一个良好的开端.目前,在高中数学的解题中,导数的概念得到了极大的完善和运用.因此,笔者将着重研究如何在解决圆锥曲线参数方程问题的过程中应用导数.一㊁导数与圆锥曲线的概念1.导数定义导数(Derivative),也称为导函数值,是微积分中一个重要的基本概念.函数y=f(x)的自变量x在点x0处产生增量Δx,当Δx接近0时,函数输出值的增量Δy与自变量的增量Δx的比值在Δx趋于0时的极限a若存在,则a是函数y=f(x)在x0处的导数,记作fᶄ(x0)或df(x0)dx.对于可导的函数f(x),xңfᶄ(x)也是一个函数,称为f(x)的导数.在某个点上找到已知函数的导数或其导函数的过程称为求导.实际上,求导就是一个求极限的过程,导数的四则运算法则也来自极限的四则运算法则.已知的导数也可以被逆转,从而找到原始函数,即不定积分.2.导数性质单调性:①若导数大于零,则单调增加;若导数小于零,则单调递减;若导数等于零,则为函数驻点,但不一定是极值点,需要代入驻点左右两侧的值以找到正负导数才能确定单调性.②若已知函数是一个递增函数,则其导数大于或等于零;若已知函数是一个递减函数,则其导数小于或等于零.根据导数的基本定理,对于可导函数,有如下定义:若函数的导数在某个区间中始终大于零(或始终小于零),则函数在该区间中单调递增(或单调递减),此区间称为函数的单调区间.其中,函数的驻点定义为导数等于零的点.在这些点上,函数可能会取得极大值或极小值(即极值可疑点).进一步判断则需要知道导数在驻点附近的符号.x改变时,函数图象的切线也会发生改变,其中,切线的斜率为对应的导数值.进一步介绍一下函数的凹凸性:若函数的导数在某个区间内单调递增,则该区间上的函数图象向下凹,否则上凸.如果函数存在二阶导数,也可以通过其正负性来判断,如果在一区间内始终大于零,则该区间内的函数向下凹,否则上凸.3.圆锥曲线定义圆锥曲线是平面截二次锥面获得的曲线,包括椭圆(圆为椭圆的特例)㊁抛物线和双曲线.对圆锥曲线的研究始于2000多年前的古希腊.4.圆锥曲线定理圆锥曲线又叫二次曲线,通过直角坐标系可与二次方程相对应,并由此衍生出很多大家熟知的曲面,如圆柱㊁椭球面㊁单叶和双叶曲面等,这些都证明了圆锥曲线最具代表性的特征便是 焦点 准线 .帕普斯定理的详细定义如下:圆锥曲线上一点的焦距长度等于从该点到相应方向的距离乘偏心率.帕斯卡定理的详细定义如下:圆锥曲线的内接六边形,如果相对的边不平行,则该六边形的对边的延长线的交点是共线的(这也适用于降级的情况).布里昂雄(Brianchon)定理的详细定义如下:圆锥曲线的外切六边形在同一点有三条对角线.当德兰(Dandelin)得出的冰激凌定理的结论如下:圆锥曲线几何定义与焦点 准线定义具有等价性.如图1,若将圆锥的顶点设为Q,则有一平面πᶄ与其相截可以得到圆锥曲线,作球与平面πᶄ及圆锥体相切,当曲线为椭圆或双曲线时,平面与球有两个切点,而抛物线只有一个,也就说明了切点就是焦点.若球与圆锥之交为椭圆,可设此椭圆所在平面π与πᶄ之交为直线d,则d是准线.图1㊀㊀㊀图2虽然该图仅画出一个椭圆,但证明方法适用于抛物线和双曲线.也就是说,任何一个切点都可以是焦点,d为All Rights Reserved.㊀㊀㊀解题技巧与方法129㊀数学学习与研究㊀2022 2准线.证明:假设P是曲线上的一个点,如图2所示,连接PQ与圆O交于E,设球与平面πᶄ的切点为F,令平面πᶄ和π之间的交角为α,圆锥的母线与平面π的交角为β.设P到平面π的垂足为H,从H到直线d的垂足为R,则PR为从P到d的垂线,又øPRH=α,其中,由于PE和PF都是球体的切线,所以PE=PF.因此有PR㊃sinα=PE㊃sinβ=PF㊃sinβ=PH,其中PFPR=sinαsinβ为常数.二㊁用导数方法求圆锥曲线的切线方程的引理论证目前,大多教师仍然采用传统的解题思路进行圆锥曲线问题的求解,导致在当前的高中数学教学中,导数并没有被实际运用到对圆锥曲线问题的求解中.例如在求直线和圆锥曲线结合的题目时,虽然利用导数方法可以更加简单清晰地进行解题,但是教师普遍会教导学生按照传统解题思路进行解题.传统解决方案比较麻烦,尤其是包含参数时.因此,我们可以将圆锥部分划分为 几个函数 以进行单独讨论,以便学生使用导数方法找到曲线的切线.本文将使用导数方法来证明圆锥曲线的一些性质.(一)引理一过椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上的任意一点P(x0,y0)作该椭圆的切线,则切线方程可以表示为x0xa2+y0yb2=1.证明㊀先考虑y>0的情形:当y>0时,y=baa2-x2,yᶄ=-bxaa2-x2,yᶄ|x=x0=-bx0aa2-x20.而y0=baa2-x20,ʑa2-x20=ay0b,ʑyᶄ|x=x0=-b2x0a2y0,为椭圆过P(x0,y0)的切线l的斜率,ʑ切线l:y-y0=-b2x0a2y0(x-x0),化简得b2x0x+a2y0y=b2x20+a2y20,两边同时除以a2b2得x0xa2+y0yb2=x20a2+y20b2,即x0xa2+y0yb2=1.当y<0时,y=-baa2-x2,同理可得其过P(x0,y0)的切线方程为x0xa2+y0yb2=1.点P在(a,0)或(-a,0)处时,其切线方程为x=a或x=-a,以上结论仍然成立,从而引理一得证.(二)引理二过双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)上的任意一点P(x0,y0)的切线方程可以表示为x0xa2-y0yb2=1.证明㊀先考虑y>0的情形,当y>0时,y=bax2-a2,yᶄ=bxax2-a2,yᶄ|x=x0=bx0ax20-a2.而y0=bax20-a2,ʑx20-a2=ay0b,ʑyᶄ|x=x0=b2x0a2y0,为双曲线过P(x0,y0)的切线的斜率.ʑ切线方程为y-y0=b2x0a2y0(x-x0),整理得b2x0x-a2y0y=b2x20-a2y20,进而有x0xa2-y0yb2=x20a2-y20b2,即x0xa2-y0yb2=1.当y<0时,y=-bax2-a2,其过点P(x0,y0)的切线方程仍为x0xa2-y0yb2=1.点P在(a,0)或(-a,0)处时,其切线方程为x=a或x=-a,以上结论仍然成立,从而引理二成立.同理,对于焦点在y轴上的椭圆和双曲线,可以使用类似的推理方式得到相同的结论.(三)引理三过圆x2+y2=r2上的一点P(x0,y0)的切线方程为x0x+y0y=r2.上述公式在高中课本中已进行推导,因此本文中将不进行具体阐述,而且本公式也可以通过导数进行推导.定理:对于二次方程:αx2+βy2=γ(αβγʂ0,γ与α,β中至少一个同号)所表示的曲线,设曲线上任意一点为P(x0,y0),那么过点P且与已知曲线相切的直线方程为αx0x+βy0y=γ.由图象平移法则,很容易得到一个更一般的结论.推论:对于二次方程α(x-h)2+β(y-k)2=γ(αβγʂ0,γ与α,β中至少一个同号)所表示的曲线,设其上任意一点为P(x0,y0),那么过点P且与已知曲线相切的直线方程为α(x0-h)(x-h)+β(y0-k)(y-k)=γ.解决切线方程问题是导数的重要应用.圆锥截面通常不是功能性图形,因此教师通常不使用导数解决圆锥截面的切线问题,而使用传统的方法来查找由直线和圆锥截面方程组成的方程组的解,但是这种方法比较麻烦,尤其对于参数而言,计算量很大.因此,应将圆锥部分划分为 几个函数 以单独讨论.三㊁导数在圆锥曲线方程中的实际应用(一)利用导数求圆锥曲线的切线方程例1㊀求过抛物线y=x2上的点P(x0,y0)的切线方程.All Rights Reserved.㊀㊀解题技巧与方法㊀㊀130数学学习与研究㊀2022 2解㊀(1)当yȡ0时,y=x,yᶄ=12x,故切线的斜率为12x0,ʑ所求的切线方程为y-y0=12x0(x-x0).ȵy0=x0,ʑ切线方程为2yy0-x-x0=0.(2)当yɤ0时,y=-x,yᶄ=-12x,故切线的斜率为-12x0,ʑ所求的切线方程为y-y0=-12x0(x-x0).ȵy0=-x0,ʑ切线方程为2yy0-x-x0=0.综上可得所求的切线方程为2yy0-x-x0=0.(二)利用导数求含参数的圆锥曲线的切线方程例2㊀设P(x0,y0)是椭圆x2a2+y2b2=1上的点,求过该点的切线方程.解㊀对x求导,得2xa2+2yyᶄb2=0,得yᶄ|x=x0=-b2x0a2y0,由点斜式得切线方程为y-y0=-b2x0a2y0(x-x0),即x0xa2+y0yb2=x20a2+y20b2=1,即x0xa2+y0yb2=1.例3㊀设P(x0,y0)是双曲线x2a2-y2b2=1上的点,求过该点的切线方程.解㊀对x求导,得yᶄ=bxax2-a2,得yᶄx=x0=b2x0a2y0,由点斜式得切线方程为y-y0=b2x0a2y0(x-x0),化简得x0xa2-y0yb2=x20a2-y20b2=1,即x0xa2-y0yb2=1.四㊁利用导数求解圆锥曲线问题的方法与注意事项(一)利用导数求解圆锥曲线问题的方法学生在求解圆锥曲线问题时,需要有一定的创新思维能力.在传统的教学模式中,学生一般都先自学,然后对同一类型的多类题进行大量训练,从而提高成绩.但是考虑到学生的学习状况,教师应该兼顾学生的学习特点和学习效率,通过加强典型案例的培训方式,培养学生的创新思维能力,加强学生运用数字和组合图形的能力,提高他们对数学知识的掌握水平与对数学题型的理解能力.传统的教学方式过于单调乏味,无法因材施教.教师的教学方法应注重人性化,在教学过程中,教师的教学进度要以学生为中心,避免使用题海战术.在数学解题过程中,不仅要有创新思维,还要有与之相伴的探索性思维.这对学生来说有一定的难度,对学生的综合学习能力提出了更高的要求.高中生如果能够在实际解决问题的过程中进行探索性思考,那么就能不断提高自身解决问题的能力.在高中阶段的数学科目中,对圆锥曲线参数方程问题的求解,单一理论求解的形式较少,大多都复杂而广泛,也就导致需要使用的知识更加广泛和复杂.学生如果不能充分利用探索性思维,解决问题的难度就会逐渐增加.这里存在的问题是:学生应该如何使用探索性思维?这就要求教师在教学过程中摆脱形式主义,加强学生对基础知识的理解,运用广泛的知识,深入介绍圆锥曲线的本质.(二)利用导数求解圆锥曲线问题的注意事项高中阶段的每个科目都是相互关联的.每个知识都不应该是一个独立的个体.因此,学生在求解圆锥曲线参数方程的问题时,也需要具备一定的知识基础和思维能力.所以从知识库储备的角度来看,学生在学习之前需要了解参数方程的含义.参数方程是充分利用数形结合知识的一个方面,它用函数方程来表示圆锥截面上的一个点,并用中间变量的表达式来表示点的坐标位置.从一般意义来说,就是方程组中的x,y可以代表曲线上所有点的横坐标和纵坐标.目前,在高中数学中,运用导数的概念和方法进行题目解答已经逐渐普及,让高中生在面对数学难题时,多出一种解答手段.如果学生不能完全理解导数与参数方程的含义,他们就不会理解数和形的结合是什么.学生需要明白,数学思维的层次不是单一的,而是多方面的.学生解决圆锥曲线问题时,观察问题的能力是非常重要的,只有充分理解问题中条件给出的方程的表达意义,将图中提供的条件和圆锥截面知识完全整合,才能将问题和图形结合起来,从而找到解决问题的方法和思路.高中数学教学中涉及的知识点较多,教师在教学利用导数解决圆锥曲线问题时需要根据题目的实际情况进行分析,发挥理论联系实际的具体作用,改变以往的教学方式,运用导数概念来处理圆锥曲线问题,从而减轻学生的运算负担.本文主要介绍了导数与圆锥曲线的相关概念及理论论证,并通过举例论证了导数在求解圆锥曲线的切线等问题中的优势,可以使学生的解题思路更加清晰,从而让数学问题变得更加简单.ʌ参考文献ɔ[1]马志良.利用隐函数导数求解圆锥曲线的切线及切点弦方程[J].数学学习与研究,2017(21):12-13.[2]罗文军.利用导数破解圆锥曲线中的最值问题[J].广东教育(高中版),2017(7):66-67.[3]张淑滢.用导数探究圆锥曲线切线问题的方法[J].语数外学习,2017(12):41-42.All 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圆锥曲线

圆锥曲线

圆锥曲线概述圆锥曲线包括椭圆,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。

圆锥曲线的由来两千多年前,古希腊数学家最先开始研究圆锥曲线,并且获得了大量的成果。

古希腊数学家阿波罗尼采用平面切割圆锥的方法来研究这几种曲线。

用垂直于锥轴的平面去截圆锥,得到的是圆;把平面渐渐倾斜,得到椭圆;当平面倾斜到“和且仅和”圆锥的一条母线平行时,得到抛物线;当平面再倾斜一些就可以得到双曲线。

阿波罗尼曾把椭圆叫“亏曲线”,把双曲线叫做“超曲线”,把抛物线叫做“齐曲线”。

事实上,阿波罗尼在其著作中使用纯几何方法已经取得了今天高中数学中关于圆锥曲线的全部性质和结果。

定义几何观点用一个平面去截一个圆锥面,得到的交线就称为圆锥曲线。

通常提到的圆锥曲线包括椭圆,双曲线和抛物线,但严格来讲,它还包括一些退化情形。

具体而言:1) 当平面与圆锥面的母线平行,且不过圆锥顶点,结果为抛物线。

2) 当平面与圆锥面的母线平行,且过圆锥顶点,结果退化为一条直线。

3) 当平面只与圆锥面一侧相交,且不过圆锥顶点,结果为椭圆。

4) 当平面只与圆锥面一侧相交,且不过圆锥顶点,并与圆锥面的对称轴垂直,结果为圆。

5) 当平面只与圆锥面一侧相交,且过圆锥顶点,结果退化为一个点。

6) 当平面与圆锥面两侧都相交,且不过圆锥顶点,结果为双曲线的一支(另一支为此圆锥面的对顶圆锥面与平面的交线)。

7) 当平面与圆锥面两侧都相交,且过圆锥顶点,结果为两条相交直线。

代数观点在笛卡尔平面上,二元二次方程ax^2+bxy+cy^2+dx+ey+f=0的图像是圆锥曲线。

根据判别式的不同,也包含了椭圆,双曲线,抛物线以及各种退化情形。

焦点-准线观点(严格来讲,这种观点下只能定义圆锥曲线的几种主要情形,因而不能算是圆锥曲线的定义。

但因其使用广泛,并能引导出许多圆锥曲线中重要的几何概念和性质。

高中数学参数方程知识点大全

高中数学参数方程知识点大全

高考复习之参数方程一、考纲要求1.理解参数方程的概念,了解某些常用参数方程中参数的几何意义或物理意义,掌握参数方程与普通方程的互化方法.会根据所给出的参数,依据条件建立参数方程.2.理解极坐标的概念.会正确进行点的极坐标与直角坐标的互化.会正确将极坐标方程化为直角坐标方程,会根据所给条件建立直线、圆锥曲线的极坐标方程.不要求利用曲线的参数方程或极坐标方程求两条曲线的交点.二、知识结构1.直线的参数方程(1)标准式过点Po(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l(如图)的参数方程是⎩⎨⎧+=+=at y y a t x x sin cos 00(t 为参数)(2)一般式过定点P 0(x 0,y 0)斜率k=tgα=ab的直线的参数方程是⎩⎨⎧+=+=bt y y atx x 00(t 不参数)②在一般式②中,参数t 不具备标准式中t 的几何意义,若a 2+b 2=1,②即为标准式,此时,|t|表示直线上动点P 到定点P 0的距离;若a 2+b 2≠1,则动点P 到定点P 0的距离是22b a +|t|.直线参数方程的应用设过点P 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程是⎩⎨⎧+=+=at y y a t x x sin cos 00(t 为参数)若P 1、P 2是l 上的两点,它们所对应的参数分别为t 1,t 2,则(1)P 1、P 2两点的坐标分别是(x 0+t 1cosα,y 0+t 1sinα)(x 0+t 2cosα,y 0+t 2sinα);(2)|P 1P 2|=|t 1-t 2|;(3)线段P 1P 2的中点P 所对应的参数为t,则t=221t t +中点P 到定点P 0的距离|PP 0|=|t|=|221t t +|(4)若P 0为线段P 1P 2的中点,则t 1+t 2=0.2.圆锥曲线的参数方程(1)圆圆心在(a,b),半径为r 的圆的参数方程是⎩⎨⎧+=+=ϕϕsin cos r b y r a x (φ是参数)φ是动半径所在的直线与x 轴正向的夹角,φ∈[0,2π](见图)(2)椭圆椭圆12222=+b y a x (a>b>0)的参数方程是⎩⎨⎧==ϕϕsin cos b y a x (φ为参数)椭圆12222=+by a y (a>b>0)的参数方程是⎩⎨⎧==ϕϕsin cos a y b x (φ为参数)3.极坐标极坐标系在平面内取一个定点O,从O 引一条射线Ox,选定一个单位长度以及计算角度的正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系,O 点叫做极点,射线Ox 叫做极轴.①极点;②极轴;③长度单位;④角度单位和它的正方向,构成了极坐标系的四要素,缺一不可.点的极坐标设M 点是平面内任意一点,用ρ表示线段OM 的长度,θ表示射线Ox 到OM 的角度,那么ρ叫做M 点的极径,θ叫做M 点的极角,有序数对(ρ,θ)叫做M 点的极坐标.(见图)极坐标和直角坐标的互化(1)互化的前提条件①极坐标系中的极点与直角坐标系中的原点重合;②极轴与x 轴的正半轴重合③两种坐标系中取相同的长度单位.(2)互化公式⎩⎨⎧=='sin cos θρθρy x ⎪⎩⎪⎨⎧≠=+=)0(222x x y tg y x θρ三、知识点、能力点提示(一)曲线的参数方程,参数方程与普通方程的互化例1在圆x 2+y 2-4x-2y-20=0上求两点A 和B,使它们到直线4x+3y+19=0的距离分别最短和最长.解:将圆的方程化为参数方程:⎩⎨⎧+=+=θθsin 51cos 52y x (θ为参数)则圆上点P 坐标为(2+5cos θ,1+5sin θ),它到所给直线之距离d=223430sin 15cos 120+++θθ故当cos(φ-θ)=1,即φ=θ时,d 最长,这时,点A 坐标为(6,4);当cos(φ-θ)=-1,即θ=φ-π时,d 最短,这时,点B 坐标为(-2,2).(二)极坐标系,曲线的极坐标方程,极坐标和直角坐标的互化说明这部分内容自1986年以来每年都有一个小题,而且都以选择填空题出现.例2极坐标方程ρ=θθcos sin 321++所确定的图形是()A.直线B.椭圆C.双曲D.抛物线解:ρ=)6sin(1211)]cos 2123(1[21πθθ++⋅=++(三)综合例题赏析例3椭圆的两个焦点坐标是是参数)(sin 51cos 3Φ⎩⎨⎧Φ+-=Φ+=y x ()A.(-3,5),(-3,-3)B.(3,3),(3,-5)C.(1,1),(-7,1)D.(7,-1),(-1,-1)解:化为普通方程得125)1(9)3(22=++-y x ∴a 2=25,b 2=9,得c 2=16,c=4.∴F(x-3,y+1)=F(0,±4)∴在xOy 坐标系中,两焦点坐标是(3,3)和(3,-5).应选B.例4参数方程表示)20()sin 1(212sin 2cos πθθθθ<<⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=y x A.双曲线的一支,这支过点(1,21) B.抛物线的一部分,这部分过(1,21)C.双曲线的一支,这支过(-1,21) D.抛物线的一部分,这部分过(-1,21)解:由参数式得x 2=1+sinθ=2y(x>0)即y=21x 2(x>0).∴应选B.例5在方程⎩⎨⎧==θθcos sin y x (θ为参数)所表示的曲线一个点的坐标是()A.(2,-7)B.(31,32) C.(21,21) D.(1,0)解:y=cos2θ=1-2sin2θ=1-2x 2将x=21代入,得y=21∴应选C.例6下列参数方程(t 为参数)与普通方程x 2-y=0表示同一曲线的方程是()A.⎩⎨⎧==t y t xB.⎩⎨⎧==ty tx 2cos cos C.⎪⎩⎪⎨⎧-+==t t y tgt x 2cos 12cos 1D.⎪⎩⎪⎨⎧+-==t ty tgt x 2cos 12cos 1解:普通方程x 2-y 中的x∈R,y≥0,A.中x=|t|≥0,B.中x=cost∈〔-1,1〕,故排除A.和B.C.中y=t t 22sin 2cos 2=ctg 2t=2211xt tg ==,即x 2y=1,故排除C.∴应选D.例7曲线的极坐标方程ρ=4sinθ化成直角坐标方程为()A.x 2+(y+2)2=4B.x 2+(y-2)2=4C.(x-2)2+y 2=4D.(x+2)2+y 2=4解:将ρ=22y x +,sinθ=22y x y +代入ρ=4sinθ,得x 2+y 2=4y,即x 2+(y-2)2=4.∴应选B.例8极坐标ρ=cos(θπ-4)表示的曲线是()A.双曲线B.椭圆C.抛物线D.圆解:原极坐标方程化为ρ=21(cosθ+sinθ)⇒22ρ=ρcosθ+ρsinθ,∴普通方程为2(x 2+y 2)=x+y,表示圆.应选D.例9在极坐标系中,与圆ρ=4sinθ相切的条直线的方程是()A.ρsinθ=2 B.ρcosθ=2C.ρcosθ=-2 D.ρcosθ=-4例9图解:如图.⊙C 的极坐标方程为ρ=4sinθ,CO⊥OX,OA 为直径,|OA|=4,l 和圆相切,l 交极轴于B(2,0)点P(ρ,θ)为l 上任意一点,则有cosθ=ρ2=OPOB ,得ρcosθ=2,∴应选B.例104ρsin 22θ=5表示的曲线是()A.圆B.椭圆C.双曲线的一支D.抛物线解:4ρsin 22θ=5⇔4ρ·.5cos 2221cos -=⇔-θρρθ把ρ=22y x +ρcosθ=x,代入上式,得222y x +=2x-5.平方整理得y 2=-5x+.425.它表示抛物线.∴应选D.例11极坐标方程4sin 2θ=3表示曲线是()A.两条射线 B.两条相交直线 C.圆D.抛物线解:由4sin 2θ=3,得4·222yx y +=3,即y 2=3x 2,y=±x 3,它表示两相交直线.∴应选B.四、能力训练(一)选择题1.极坐标方程ρcosθ=34表示()A.一条平行于x 轴的直线B.一条垂直于x 轴的直线C.一个圆D.一条抛物线2.直线:3x-4y-9=0与圆:)(,sin 2cos 2为参数θθθ⎩⎨⎧==y x 的位置关系是()A.相切B.相离C.直线过圆心D.相交但直线不过圆心3.若(x,y)与(ρ,θ)(ρ∈R)分别是点M 的直角坐标和极坐标,t 表示参数,则下列各组曲线:①θ=6π和sinθ=21;②θ=6π和tgθ=33,③ρ2-9=0和ρ=3;④⎩⎨⎧+=+=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t y t x ty t x 322213222和其中表示相同曲线的组数为()A.1 B.2 C.3 D.44.设M(ρ1,θ1),N(ρ2,θ2)两点的极坐标同时满足下列关系:ρ1+ρ2=0,θ1+θ2=0,则M,N 两点位置关系是()A.重合B.关于极点对称C.关于直线θ=2π D.关于极轴对称5.极坐标方程ρ=sinθ+2cosθ所表示的曲线是()A.直线B.圆C.双曲线D.抛物线6.经过点M(1,5)且倾斜角为3π的直线,以定点M 到动点P 的位移t 为参数的参数方程是()A.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t y t x 235211 B.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=t y t x 235211 C.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=t y t x 235211D.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t x t y 2152317.将参数方⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+++⋅=+++⋅=2222222222m m m b y m m mm a x (m 是参数,ab≠0)化为普通方程是()A.)(12222a xb y a x ≠=+ B.)(12222a x b y a x -≠=+C.)(12222a x by a x ≠=- D.)(12222a x by a x -≠=-8.已知圆的极坐标方程ρ=2sin(θ+6π),则圆心的极坐标和半径分别为()A.(1,3π),r=2 B.(1,6π),r=1 C.(1,3π),r=1D.(1,-3π),r=29.参数方程⎪⎩⎪⎨⎧-=+=21y t t x (t 为参数)所表示的曲线是()A.一条射线B.两条射线C.一条直线D.两条直线10.双曲线⎩⎨⎧+=+-=θθsec 212y tg x (θ为参数)的渐近线方程为()A.y-1=)2(21+±x B.y=x 21±C.y-1=)2(2+±x D.y+1=)2(2-±x 11.若直线⎩⎨⎧=+=bty at x 4((t 为参数)与圆x 2+y 2-4x+1=0相切,则直线的倾斜角为()A.3π B.32π C.3π或32π D.3π或35π12.已知曲线⎩⎨⎧==pty pt x 222(t 为参数)上的点M,N 对应的参数分别为t 1,t 2,且t 1+t 2=0,那么M,N 间的距离为()A.2p(t 1+t 2)B.2p(t 21+t 22) C.│2p(t 1-t 2)│D.2p(t 1-t 2)213.若点P(x,y)在单位圆上以角速度ω按逆时针方向运动,点M(-2xy,y 2-x 2)也在单位圆上运动,其运动规律是()A.角速度ω,顺时针方向B.角速度ω,逆时针方向C.角速度2ω,顺时针方向D.角速度2ω,逆时针方向14.抛物线y=x 2-10xcosθ+25+3sinθ-25sin 2θ与x 轴两个交点距离的最大值是()A.5B.10C.23D.315.直线ρ=θθsin cos 23+与直线l 关于直线θ=4π(ρ∈R)对称,则l 的方程是()A.θθρsin cos 23-=B.θθρcos cos 23-=C.θθρsin 2cos 3-=D.θθρsin 2cos 3+=(二)填空题16.若直线l 的参数方程为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+=ty t x 532543(t 为参数),则过点(4,-1)且与l 平行的直线在y 轴上的截距为.17.参数方程⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=θθθθcos 1sin cos 1cos y x (θ为参数)化成普通方程为.18.极坐标方程ρ=tgθsecθ表示的曲线是.19.直线⎩⎨⎧-=+-=ty tx 3231(t 为参数)的倾斜角为;直线上一点P(x ,y)与点M(-1,2)的距离为.(三)解答题20.设椭圆⎩⎨⎧==θθsin 32cos 4y x (θ为参数)上一点P,若点P 在第一象限,且∠xOP=3π,求点P 的坐标.21.曲线C 的方程为⎩⎨⎧==pty pt x 222(p>0,t 为参数),当t∈[-1,2]时,曲线C 的端点为A,B,设F 是曲线C 的焦点,且S △AFB =14,求P 的值.22.已知椭圆222y x +=1及点B(0,-2),过点B 作直线BD,与椭圆的左半部分交于C、D 两点,又过椭圆的右焦点F 2作平行于BD 的直线,交椭圆于G,H 两点.(1)试判断满足│BC│·│BD│=3│GF 2│·│F 2H│成立的直线BD 是否存在?并说明理由.(2)若点M 为弦CD 的中点,S △BMF2=2,试求直线BD 的方程.23.如果椭圆的右焦点和右顶点的分别是双曲线⎩⎨⎧=+=θθtg y x 3sec 48(θ为参数)的左焦点和左顶点,且焦点到相应的准线的距离为49,求这椭圆上的点到双曲线渐近线的最短距离.24.A,B 为椭圆2222by a x +=1,(a>b>0)上的两点,且OA⊥OB,求△AOB 的面积的最大值和最小值.25.已知椭圆162422y x +=1,直线l∶812yx +=1,P 是l 上一点,射线OP 交椭圆于点R,又点Q 在OP 上且满足│OQ│·│OP│=│OR│2,当点P 在l 上移动时,求点Q 的轨迹方程.并说明轨迹是什么曲线.参考答案(一)1.B 2.D3.C4.C5.B6.A7.A8.C9.B 10.C 11.C 12.C 13.C 14.C 15.D(二)16.-4;17.y 2=-2(x-21),(x≤21);18.抛物线;19.135°,|32t|(三)20.(5154,558);21.;33222.(1)不存在,(2)x+y+2=0;23.51(27-341);24.Smax=2ab ,s max=2222b a b a +;25.25)1(25)1(22-+-y x =1(x,y)不同时为零)。

高中数学圆锥曲线知识点总结

高中数学圆锥曲线知识点总结

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 2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(E D--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 +。

高中数学圆锥曲线知识点梳理+例题解析

高中数学圆锥曲线知识点梳理+例题解析

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),(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 2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2422F E 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 +。

圆锥曲线的参数方程 课件

圆锥曲线的参数方程  课件

椭圆的参数方程及应用
将参数方程yx==35scionsθθ (θ 为参数)化为普通方 程,并判断方程表示曲线的焦点坐标.
【思路探究】 根据同角三角函数的平方关系,消去参 数,化为普通方程,进而研究曲线形状和几何性质.
【自主解答】
由yx==35scionsθθ
得csionsθθ==3y5x,,

两式平方相加,得x522+3y22=1.
抛物线的参数方程
设抛物线 y2=2px 的准线为 l,焦点为 F,顶点 为 O,P 为抛物线上任一点,PQ⊥l 于 Q,求 QF 与 OP 的交 点 M 的轨迹方程.
【思路探究】 解答本题只要解两条直线方程组成的方 程组得到交点的参数方程,然后化为普通方程即可.
【自主解答】 设 P 点的坐标为(2pt2,2pt)(t 为参数), 当 t≠0 时,直线 OP 的方程为 y=1t x, QF 的方程为 y=-2t(x-p2), 它们的交点 M(x,y)由方程组
∴a=5,b=3,c=4.
因此方程表示焦点在 x 轴上的椭圆,焦点坐标为 F1(4,0)
和 F2(-4,0).
椭圆的参数方程yx==bacsionsθθ,, (θ 为参数,a,b 为常数, 且 a>b>0)中,常数 a、b 分别是椭圆的长半轴长和短半轴长, 焦点在长轴上.
若本例的参数方程为yx==53scionsθθ ,(θ 为参数),则如何求 椭圆的普通方程和焦点坐标?
它到两渐近线的距离分别是 d1 和 d2,

d1·d2=|absec
φ+abtan b2+a2
φ| ·
|absec φ-abtan φ| b2+-a2
=|a2b2seac22+φ-b2tan2 φ|=aa2+2b2b2(定值).

圆锥曲线重点知识点总结

圆锥曲线重点知识点总结

圆锥曲线重点知识点总结圆锥曲线是高中数学中一个重要的内容,是解析几何的重点之一。

在学习圆锥曲线时,我们需要掌握一些重要的知识点。

本文将对圆锥曲线的基本概念、方程与性质进行总结。

一、圆锥曲线的基本概念圆锥曲线是由切割一个锥体的过程中所得到的曲线。

根据切割方式的不同,圆锥曲线可分为三类:椭圆、双曲线和抛物线。

1. 椭圆:通过一点F(焦点)到平面上任意一点P的距离之和恒定的点集所构成的曲线称为椭圆。

这个常数称为椭圆的焦距,用c表示。

椭圆还有一个重要的性质是焦点与准线之间的距离等于准线两焦点距离的一半。

2. 双曲线:通过一点F到平面上任意一点P的距离之差恒定的点集所构成的曲线称为双曲线。

这个常数称为双曲线的离心率,用e表示。

双曲线还有一个重要的性质是焦点与准线之间的距离等于准线两焦点距离的一半。

3. 抛物线:通过平面上任意一点P到一个定点F的距离等于点P到一条直线l的距离的点集所构成的曲线称为抛物线。

二、圆锥曲线的方程在解析几何中,我们常常使用方程描述曲线。

圆锥曲线的方程可以用多种形式表示,例如标准方程、一般方程和参数方程等。

1. 椭圆的方程:椭圆的标准方程为x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1 (a > b > 0),其中a和b分别代表椭圆的长半轴和短半轴。

2. 双曲线的方程:双曲线的标准方程为x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1 (a > 0,b > 0),其中a和b分别代表双曲线的距离焦点的距离和离心率。

3. 抛物线的方程:抛物线的标准方程为y^2 = 2px,其中p为抛物线的焦距。

三、圆锥曲线的性质掌握圆锥曲线的性质对于解析几何的问题求解非常重要。

1. 椭圆的性质:a) 椭圆的离心率满足0<e<1,离心率越小,椭圆越圆。

b) 长半轴和短半轴的长度之间的关系是a>b。

c) 椭圆的离心率e满足等于c/a(其中c代表焦距)。

2. 双曲线的性质:a) 双曲线的离心率满足e>1,离心率越大,双曲线越开口。

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(t为参数)
思考:参数t的几何意义是什么?
当t 0时,参数方程表示的点正好就是抛物线的顶点(0,0)。
所以,xy=2p2tp2t,.(t为参数,t R)表示整条抛物线。
抛物线的参数方程yM(x,y)抛物线y2 =2px(p>0)的参数方程为:
x=2pt2 ,
y
2pt.
(t为参数,t
R)
o
Hx
((12))沿沿ooxy作反对初方于速向一为作自1般0思0由的m考落/抛x:体的物运匀线动速,。直怎线运样动; 解:物资建出立舱相后,应设的在参时数刻t方,水 程平呢位?移为x,
垂直高度为y,所以
x 100t,
x
y
500
1 2
gt
(g=9.8m/s2 2.
)
抛物线的参数方程
y
M(x,y)
设M(x,y)为抛物线上除顶点外的任意一点,
其中参数t=
1
tan
(
0),当
=0时,t=0.
几何意义为: 抛物线上除顶点外的任意一点与原点连线的斜率的倒数。
即P(x,y)为抛物线上任意一点,则有t=
x y
.
思考:P33
怎样根据抛物线的定义选取参数,建立抛物线x2=2py(p>0)的 参数方程?
例3、 如图,O是直角坐标原点,A,B是抛物线y2 =2px(p>0)上
O
x
Q
uuur OA
uuur uuur uuur OB,OAgOB
0,即(2pt1t2 )2 +(2p)2t1t2 =0,t1t2
1。
B
探究:P34
在例3中,点A,B在什么位置时,三角形AOB的面积最小? 最小值是多少?
小结
作业
P35 4、5
以射线OM为终边的角记作。
因为点M(x,y)在的终边上,根据三角函数定义o 可得
y x
H tan.
x
解又如出设果x抛设,y物t得=线到ta普1抛n通物,方t线程((-为不y,包20=)括2Up顶(x0. 点,+))的,则参有数方程:xy=tta2an2pn2p
, .
(
为参数)
x=2pt2 ,
y
2pt.
异于顶点的两动点,且OA OB,OM AB并与AB相交于点M,
求点M的轨迹方程。
解:根据条件,设点M,A,B的坐标分别为
y
uuuur(x,y),(2upuurt12,2pt1),(2pt22,2pt2 )(t1 t2,且t1gt2 0).
A M
则OuuBurO=M(2=p(t22x,,2yp)t2,)O,AuAu=Bur(=2(p2tp12(,t222p-tt1)12,),2p(t2 -t1)).
二、圆锥曲线的参数方程
1、椭圆的参数方程 2、双曲线的参数方程 3、抛物线的参数方程
1、参数方程的概念:
探究P21
如图,一架救援飞机在离灾区地面500m高处以100m/s的速度 作水平直线飞行。为使投放救援物资准确落于灾区指定的地面 (不记空气阻力),飞行员应如何确定投放时机呢?
y 500
o
物资投出机舱后,它的运动由下列两种运动合成:
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