高中数学专题:圆锥曲线
圆锥曲线所有知识点和二级结论

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。
高考数学中的圆锥曲线知识

高考数学中的圆锥曲线知识高考数学中的圆锥曲线是一道重要的考题,也是很多学生容易失分的一道难题。
圆锥曲线是指平面上坐标系中的一种特殊的曲线,也是数学的重要分支之一。
本文将介绍圆锥曲线的基本概念,分类和应用,希望能对广大考生有所帮助。
一、圆锥曲线的基本概念1.圆锥圆锥是一个由一个圆绕着它的直径周而复始地旋转而成的立体物体,其中:该直径是铅锤线,圆锥的底面是这个圆,圆锥的顶点是铅锤线的另一端。
2.圆锥曲线的概念在平面直角坐标系中,将一个固定的点F(称为焦点)与一个固定的直线L(称为直角准线)连接。
在平面上,连结点P到直线L的距离为PF和P到点F的距离的比等于定值e(e>0)。
这样得到的曲线称为圆锥曲线。
圆锥曲线分为三种情况:椭圆、双曲线和抛物线。
二、圆锥曲线的分类1.椭圆椭圆是平面上与两个焦点F1,F2的距离之和等于定值2a(a>0)的点P的轨迹。
椭圆是圆锥曲线中最简单的一种形式。
椭圆可以通过平移、伸缩、旋转对平面上的圆形进行简单的变换。
2. 双曲线双曲线是平面上与两个焦点F1,F2的距离之差等于定值2a (a>0)的点P的轨迹。
双曲线有两条渐进线,即切射线和渐进线。
3. 抛物线抛物线是平面上焦点F到直线L的距离等于点P到焦点F的距离的平方与定值a(a>0)成正比例的点P的轨迹。
抛物线的形状像一个平翻的碗,有上凸抛物和下凸抛物两种。
三、圆锥曲线的应用1. 物理学圆锥曲线在物理学中得到广泛的应用。
例如,在宇宙空间中,行星的轨迹可以用椭圆来描述。
在天体力学中,利用双曲线描绘有关天体的相对运动情况。
抛物线则可用于描述抛体的轨迹。
2. 工程学圆锥曲线在工程学中也有重要的应用,特别是在光学的设计中。
例如,望远镜的光学系统用到的镜面都是椭圆形的;飞机的机翼、车轮和机器的轮子都是利用圆锥的形状进行设计的。
3. 数学研究圆锥曲线在数学研究中的应用也是相当广泛的,例如,利用双曲线求解微积分中的积分问题;还可以用抛物线中的特殊几何性质证明三次方程有一个实根。
高中数学素材:圆锥曲线知识点与公式

第1节 椭圆【知识梳理】1.椭圆的定义平面内一个动点P 到两个定点1F 、2F 的距离之和等于常数(12122PF PF a F F +=>),这个动点P 的轨迹叫椭圆.这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫作椭圆的焦距. 若1212PF PF F F +=,则动点P 的轨迹为线段12F F ;若1212PF PF F F +<,则动点P 的轨迹无图形.2.椭圆的标准方程与几何性质 3.椭圆的通径以及有关最值过椭圆的焦点与椭圆的长轴垂直的直线被椭圆所截得的线段称为椭圆的通径,其长为22b a .①椭圆上到中心距离最小的点是短轴的两个端点,到中心距离最大的点是长轴的两个端点. ②椭圆上到焦点距离最大和最小的点是长轴的两个端点.距离的最大值为a c +,距离的最小值为a c −.[使用点到点的距离公式证明] 4.点与椭圆的位置关系对于椭圆22221(0)x y a b a b+=>>,点00()P x y ,在椭圆内部,等价于2200221x y a b +<,点00()P x y ,在椭圆外部,等价于2200221x y a b+>.5.椭圆焦点三角形的面积为2tan2S b θ=⋅(θ为焦距对应的张角)1(0)F c −,,2(0F证明:设12,PF m PF n ==()()()()()()122222221222cos 2121cos 1sin 32F PF m n a b c m n mn mn S mn θθθ+==+−−= + = ,: 1222222sin cossin 22tan 1cos 22cos 2F PF S b b b θθθθθθ⇒=⋅=⋅=+ .6.椭圆的切线(1)椭圆22221(0)x y a b a b +=>>上一点00()P x y ,处的切线方程是00221x x y y a b+=; (2)过椭圆22221(0)x y a b a b +=>>外一点00()P x y ,,所引两条切线的切点弦方程是00221x x y ya b+=; (3)椭圆 22221(0)x y a b a b+=>>与直线0Ax By C ++= 相切的条件是22222A a B b c +=.第二讲 双曲线【知识梳理】1.双曲线定义在平面内,到两个定点1F 、2F 的距离之差的绝对值等于常数2a (a 大于0且122a F F <)的动点P 的轨迹叫作双曲线.这两个定点1F 、2F 叫双曲线的焦点,两焦点的距离叫作双曲1(0)F c −,,2(0)F c ,1(0)F c −,,F 2|2(F c c a b ==+12||2(F F c c =={y y a y a 或≤−≥轴和原点对称2.双曲线的通径过双曲线的焦点且与双曲线实轴垂直的直线被双曲线截得的线段,称为双曲线的通径.通径长为22ba .3.点与双曲线的位置关系对于双曲线22221(0)x y a b a b −=>>,点00()P x y ,在双曲线内部,等价于2200221x y a b−>.点00()P x y ,在双曲线外部,等价于2200221x y a b −<结合线性规划的知识点来分析.4.双曲线常考性质性质一 双曲线的焦点到两条渐近线的距离为常数b ;顶点到两条渐近线的距离为常数ab c; [使用点到直线的距离公式即可证明]性质二 双曲线上的任意点P 到双曲线C 的两条渐近线的距离的乘积是一个常数222a b c;证明 设11()P x y ,是双曲线22221(0)x y a b a b−=>>上任意一点,该双曲线的两条渐近线方程分别是0ay bx −=和0ay bx +=,点11()P x y ,和222a b c =. 5. 双曲线焦点三角形面积为2tan 2b θ(可以这样理解,顶点越高,张角越小,分母越小,面积越大)6. 双曲线的切线点00()M x y ,在双曲线22221x y a b−=(00)a b ,>>上,过点M 作双曲线的切线方程为00221x x y y a b−=.若点00()M x y ,在双曲线22221x y a b −=(00)a b ,>>外,则点M 对应切点弦方程为00221x x y ya b −=第3节 抛物线【知识梳理】1.抛物线定义平面内与一个定点F 和一条定直线l (l 不经过点F )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. 22(0)y px p =>22(0)y px p =−>22(0)x py p =>22(0)x py p =−>0),0y ≥,x R ∈0y ≤,x R ∈ 所以p 的值永远大于0.另外,焦半径使用定义即可证明.3.抛物线的通径过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦叫做抛物线的通径.对于抛物线22(0)y px p =>,由()2pA p ,,()2p B p −,,可得||2AB p =,故抛物线的通径长为2p .4.弦的中点坐标与弦所在直线的斜率的关系:0p y k =证明(点差法):设11()A x y ,,22()B x y ,为抛物线22(0)y px p =>上两点,则2112y px =,2222y px =作差得21211202y y p px x y y y −==−+,其中00()M x y ,是AB 中点.或者说,若设AB 的斜率为k ,则AB 中点纵坐标0py k=.[焦点在y 轴上的抛物线,同理]111||[||||][||||]||222MN AC BD AF BF AB =+=+=,90ANB ∠=°,故以AB 为直径的圆与准线l 相切.设E 是AF 的中点,则E 的坐标为11222p x y +(,),则点E 到y 轴的距离为12221AF p x d =+= 故以AF 为直径的圆与y 轴相切,同理以BF 为直径的圆与y 轴相切.(2)在ACN △与AFN △中,||||||||AN AN AC AF ==,;在Rt ABN △中,NAM ANM ∠=∠90CAN ANM ACN AFN AFN ACN FN AB ∠=∠∠=∠=°⊥,△≌△,因为2()D p y F −=,,1()C p y F −=,,所以212+=0DF CF p y y =,所以FC FD ⊥.(3)设直线AB 的方程为2p x ty =+与抛物线22y px =联立得:22()2py p ty =+,即2220y pty p −−=,故212y y p =−,2221212224y y p x x p p ==. (4)11211122OA y y p k y x y p===,2222212122222OD y y py py pk p p p y y y ==−=−==−,则A 、O 、C 三点共线,同理B 、O 、C 三点共线.上述证明方式并非唯一,多种方法均可证明,不再赘述.6.抛物线的切线问题点00()M x y ,在抛物线22y px =(0)p >上,过点M 作抛物线的切线方程为00()y yp x x =+.点00()M x y ,在抛物线22y px =(0)p >外,过点M 对应切点弦方程为00()y yp x x =+. 点00()M x y ,在抛物线22x py =(0)p >内,过点M 作抛物线的弦AB ,分别过A B 、作抛物线的切线,则两条切线的交点P 的轨迹方程为直线00()x xp y y =+.第4节 焦长与焦半径体系【知识梳理—椭圆篇】1.焦半径公式设椭圆22221(00)x y a b a b +=>>,的右焦点为2(0)F c ,,11()A x y ,是椭圆上任意一点,则21212222121222221221212121222)1(2)(a cx x ac c b cx x a b a ax b c cx x y c x AF +−=++−−=−++−=+−=11cax a ex a=−=−.其中e 为椭圆的离心率,焦半径公式也可由第二定义快速得到2211()a AF e x a ex c=−=−,同理可以推出其他焦半径公式.焦点在y 轴上的椭圆和双曲线的时候,同理也可推出焦半径公式.总结:在椭圆和双曲线中,11()A x y ,到焦点的距离为1AF a ex =±(焦点在x 轴上) 1AF a ey =±(焦点在y 轴上)[长短记忆法:画图看长短来判断谁加谁减.] [口诀记忆法: 左加右减,上加下减,长正短负]焦半径范围:根据公式21AF a ex =−里面坐标x 1的范围,可得2AF 的范围为2a c AF a c −≤≤+. 2.焦点弦长公式椭圆焦点弦长公式.在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>中,结合椭圆的焦点弦公式,过右焦点F的弦长为221212 ||()()2()a aMN e x e x a e x x c c =−+−=−+.3.椭圆焦长以及焦比问题焦长公式:A 是椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上一点,1F 、2F 是左、右焦点,12AF F ∠为α,AB过1F ,c 是椭圆半焦距,则:(1)21||cos b AF a c α=−;(2)21||cos b BF a c α=+;(3)2222222222||cos sin ab ab AB a c b c αα==−+.图1-1-1证明 (1)如图1-1-1所示,12||||2AF AF a +=;12||||2BF BF a +=,故22||||||4AB AF BF a ++=; (2)设1||AF m =,1||BF n =,2||2AF a m =-,2||2BF a n =-,由余弦定理得 222(2)(2)2(2)cos m c a m m c α+--=⋅;整理得21||cos b AF a c α=-① 同理:222(2)(2)2(2)cos(180)n c a n n c α︒+--=⋅-;整理得21||cos b BF a c α=+②①+②得,则过焦点的弦长:2222222222||cos sin ab ab AB m n a c b c αα=+==-+③焦比定理 过椭圆22221x y a b +=的左焦点1F 的弦21||cos b AF a c α=−,21||cos b BF a c α=+,令11||||AF F B λ=,即221cos cos cos 1b b e ac a c λλαααλ-=⇒=-++④,代入焦长公式①可得21(1)||2b AF aλ+=⑤.推论 根据公式1cos 1e λαλ-=+,利用tan k α=把角度替换掉可以得到e =注意:1.整个焦长体系只需要记住上面~①⑤的公式,其他要熟悉推导,涉及到的面积问题记住是焦长当底即可;当直线过右焦点,或者上焦点、下焦点时,要熟悉此时的公式会如何变化,详见后面记忆方法处.2.学习焦长焦比体系要非常熟悉推导过程[定义+余弦定理+abc 的平方关系],在处理解答题的时候,若用本模块公式到必须给出必要证明.3.公式1cos 1e λαλ-=+和21(1)||2b AF a λ+=这两个公式属于结论公式,一般用上能很快解题,所以在解小题的时候要优先考虑这两个公式.和角度相关优先想第一个,只和长度相关优先想第二个.4.焦长公式利用极坐标或第二定义都能更快证明,这个问题大家可以自己去掌握,解答题中的证明建议以余弦定理的方式为主;其他证法本文不在阐述,读者可以自己去掌握.[长短记忆法: 画图,看长短来记忆.当焦点在x 轴上的时候,焦长为2cos b a c α±,其中α为焦长所在直线的倾斜角或者其补角,为方便判断,一般选用锐角记为α.例如上图,如果记12AF F ∠为α,那么根据草图1||AF 为长边,则分母小即可得到21||cos b AF a c α=-,不管交于左右都是如此,交于y 轴的话需要把cos α换成sin α.焦比公式,如果1cos 1e λαλ-=+,λ为两个焦长之比,可以选=λ长短也可以=λ短长,但是公式里面要正负对齐,如果α选的是锐角,那么左侧是正的,右侧也要为正的,此时=λ长短;反之α选钝角,右侧=λ短长最后一个公式一样的,2(1)2b a λ+,代入的=λ长短算出来的就是长边,如果代入的=λ短长,算出来就是短边]1.双曲线焦长以及焦比问题周长问题:双曲线22221x y a b-=(00)a b ,>>,的两个焦点为1F 、2F ,弦AB 过左焦点1F (A 、B 都在左支上),||AB l =,则2ABF △的周长为42a l +(如图)图1-2-1 图1-2-2 图1-2-3 设A 是双曲线22221x y a b-=(00)a b ,>>上一点,设12AF F ∠为α,直线AB 过点1F .(1)直线和渐近线平行时,此时1cos e α=. (2)当AB 交双曲线于一支时,则21cos b AF a c α=+;21cos b BF a c α=−.2222222222||cos sin ab ab AB a c b c αα==−+,22222||cos ab AB a c α=-,2221cos 01cos a c e αα->⇒<< 令11||||BF F A λ=,即221cos cos cos 1b b e a c a c λλαααλ-=⇒=-++,代入弦长公式可得21(1)||2b AF aλ+=. 当AB 交双曲线于两支时,21cos b AF a c α=+;21cos b BF a c α=−;22222||cos ab AB c a α=-,2221cos 0cos a c e αα-<⇒>(图1-2-3),令11||||BF F A λ=,221cos (1)cos cos 1b b e c a a c λλαλααλ+=⇒=>-+-,代入弦长公式可得21(1)||2b BF aλ-=.=λ长(其中)短 [总结:焦点在x 轴上的时候,直线和双曲线交于单支的时候,公式形式和椭圆完全一样; 直线和双曲线交于双支的时候,公式形式有所变化,具体参考上面书写] 因为双曲线的部分考题会涉及渐近线,不过焦点的时候要注意,注意鉴别.1.||||1cos 1cos p pAF BF αα==−+;. 2.1222||sin p AB x x p α=++=. 3.22sin AOBp S △α=. 4.设||||AF BF λ=,则11cos ;||12AF p λλαλ−+==+. 5.设AB 交准线于点P ,则||cos ||AF PA α=;||cos ||BF PB α=. 证明1.||||||||||||cos 1cos AC AF p AF p FD AC AF θθ= ⇒===−−,同理||1cos pBF α=+. 2.22||||||1cos 1cos sin p p pAB AF BF ααα=+=+=-+. 3.设O 到AB 的距离为d ,则 sin 2pd α=,故22112||sin 22sin 22sin AOB p p p S AB d ααα===△. 4.||1cos 1cos ||1cos 1AF BF αλλλααλ+−=⇒=⇒=−+,1||1cos 2p AF p λα+==−. 5.||2A p AF x =+,||2B p BF x =+,||cos ||AF PA α=,||cos ||BF PB α=. 关于抛物线22x py =的焦长公式及定理(A 为直线与抛物线右交点,B 为左交点,90 α<为AB 倾斜角)1.||1sin p AF α=−;||1sin pBF α=+.2.1222||cos pAB y y p α=++=. 3.22cos AOBp S α=△.4.设||||AF BF λ=,则1sin 1λαλ−=+;1||2AF p λ+=.5.设AB 交准线于点P ,||||sin ;sin ||||AF BF PA PB αα==. [总结:抛物线焦点在x 轴的时候的,焦长为1cos p α±,1cos 1λαλ−=+,焦长为12p λ+,记忆方法参考椭圆模块;当焦点在y 轴上的时候cos 换成sin]。
(完整版)高中数学圆锥曲线知识点总结

高中数学知识点大全—圆锥曲线一、考点(限考)概要:1、椭圆:(1)轨迹定义:①定义一:在平面内到两定点的距离之和等于定长的点的轨迹是椭圆,两定点是焦点,两定点间距离是焦距,且定长2a大于焦距2c。
用集合表示为:;②定义二:在平面内到定点的距离和它到一条定直线的距离之比是个常数e,那么这个点的轨迹叫做椭圆。
其中定点叫焦点,定直线叫准线,常数是离心率用集合表示为:;(2)标准方程和性质:注意:当没有明确焦点在个坐标轴上时,所求的标准方程应有两个。
(3)参数方程:(θ为参数);3、双曲线:(1)轨迹定义:①定义一:在平面内到两定点的距离之差的绝对值等于定长的点的轨迹是双曲线,两定点是焦点,两定点间距离是焦距。
用集合表示为:②定义二:到定点的距离和它到一条定直线的距离之比是个常数e,那么这个点的轨迹叫做双曲线。
其中定点叫焦点,定直线叫准线,常数e是离心率。
用集合表示为:(2)标准方程和性质:注意:当没有明确焦点在个坐标轴上时,所求的标准方程应有两个。
4、抛物线:(1)轨迹定义:在平面内到定点和定直线的距离相等的点的轨迹是抛物线,定点是焦点,定直线是准线,定点与定直线间的距离叫焦参数p。
用集合表示为:(2)标准方程和性质:①焦点坐标的符号与方程符号一致,与准线方程的符号相反;②标准方程中一次项的字母与对称轴和准线方程的字母一致;③标准方程的顶点在原点,对称轴是坐标轴,有别于一元二次函数的图像;二、复习点睛:1、平面解析几何的知识结构:2、椭圆各参数间的关系请记熟“六点六线,一个三角形”,即六点:四个顶点,两个焦点;六线:两条准线,长轴短轴,焦点线和垂线PQ;三角形:焦点三角形。
则椭圆的各性质(除切线外)均可在这个图中找到。
3、椭圆形状与e的关系:当e→0,c→0,椭圆→圆,直至成为极限位置的圆,则认为圆是椭圆在e=0时的特例。
当e→1,c→a椭圆变扁,直至成为极限位置的线段,此时也可认为是椭圆在e=1时的特例。
高考数学中的圆锥曲线

高考数学中的圆锥曲线圆锥曲线是代数几何中的重要概念,也是高中数学中比较难的一部分。
它包含了直线、双曲线、抛物线和椭圆四种曲线类型。
在高考数学中,圆锥曲线是一个难点,但是掌握了这个知识点,不仅有助于理解高数中其他知识点,也有助于应对高考成绩。
一、圆锥曲线的定义和概念圆锥曲线是在平面直角坐标系中的解析几何概念,它是二次方程x²+y²+Dx+Ey+F=0(D,E,F均为常数,且D²+E²≠0)的图形。
其中的四种曲线类型如下:1. 直线:当圆锥曲线的系数D=E=0时,圆锥曲线变成直线。
直线可以看成是一个不确定的椭圆,它有两个焦点(即两个充电电荷)、两个半轴(即极值)。
2. 双曲线:当圆锥曲线的系数D²-E²>0时,圆锥曲线变成双曲线。
双曲线有两个焦点和两个渐近线。
3. 抛物线:当圆锥曲线的系数D=0,E≠0时,圆锥曲线变成抛物线。
抛物线有一个焦点和一个顶点。
4. 椭圆:当圆锥曲线的系数D²-E²<0时,圆锥曲线变成椭圆。
椭圆有两个焦点和两个半轴。
二、实例探究:直线与圆锥曲线我们以直线为例,来看一下圆锥曲线与直线的关系。
首先,我们知道当圆锥曲线系数D=E=0时,可以变成一个直线。
而对于直线y=kx+b(k和b均为常数),可以加入一个令y=mx,那么k和b就是D和E,即圆锥曲线的系数。
例如,圆锥曲线x²-6x+y²+4y+9=0,我们可以将它转换为(x-3)²+(y+2)²=4。
这是一个半径为2,圆心在(3,-2)处的圆。
我们可以绘制它的图像,然后再绘制直线y=x-1的图像。
从图像来看,直线y=x-1穿过了圆心,因此它一定与这个圆有交点。
我们可以通过解方程,求出直线y=x-1与圆的交点:(x-3)²+(y+2)²=4;y=x-1.解得:x²-5x+9=0,因此x=(5±√5)/2,代入y=x-1,得到y=(3±√5)/2。
圆锥曲线知识点总结

圆锥曲线知识点总结圆锥曲线是高中数学中的重要内容,包括椭圆、双曲线和抛物线。
掌握圆锥曲线的知识点对于解决相关的数学问题至关重要。
下面我们来详细总结一下圆锥曲线的相关知识。
一、椭圆1、定义平面内与两个定点 F₁、F₂的距离之和等于常数(大于|F₁F₂|)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。
2、标准方程焦点在 x 轴上:\(\frac{x^2}{a^2} +\frac{y^2}{b^2} =1\)(\(a>b>0\))焦点在y 轴上:\(\frac{y^2}{a^2} +\frac{x^2}{b^2} =1\)(\(a>b>0\))其中,\(a\)为椭圆的长半轴长,\(b\)为椭圆的短半轴长,\(c\)为椭圆的半焦距,满足\(c^2 = a^2 b^2\)。
3、椭圆的性质(1)范围:焦点在 x 轴上时,\(a ≤ x ≤ a\),\(b ≤ y ≤ b\);焦点在 y 轴上时,\(b ≤ x ≤ b\),\(a ≤ y ≤ a\)。
(2)对称性:椭圆关于 x 轴、y 轴和原点对称。
(3)顶点:焦点在 x 轴上时,顶点坐标为\((±a, 0)\),\((0, ±b)\);焦点在 y 轴上时,顶点坐标为\((0, ±a)\),\((±b, 0)\)。
(4)离心率:\(e =\frac{c}{a}\)(\(0 < e < 1\)),离心率反映了椭圆的扁平程度,\(e\)越接近0,椭圆越圆;\(e\)越接近 1,椭圆越扁。
二、双曲线1、定义平面内与两个定点 F₁、F₂的距离之差的绝对值等于常数(小于|F₁F₂|)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。
2、标准方程焦点在 x 轴上:\(\frac{x^2}{a^2} \frac{y^2}{b^2} = 1\)焦点在 y 轴上:\(\frac{y^2}{a^2} \frac{x^2}{b^2} = 1\)其中,\(a\)为双曲线的实半轴长,\(b\)为双曲线的虚半轴长,\(c\)为双曲线的半焦距,满足\(c^2 = a^2 + b^2\)。
圆锥曲线知识点全归纳(完整精华版)

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。
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一、椭圆1.平面内与两个定点 , 的距离之和等于常数(大于 )的点的轨迹称为椭圆. 即:|)|2(,2||||2121F F a a MF MF >=+。
这两个定点称为椭圆的焦点, 两焦点的距离称为椭圆的焦距.2.椭圆的几何性质:焦点的位置焦点在x 轴上焦点在y 轴上图形标准方程()222210x y a b a b +=>> ()222210y x a b a b+=>> 范围a x a -≤≤且b y b -≤≤ b x b -≤≤且a y a -≤≤顶点()1,0a A -、()2,0a A()10,b B -、()20,b B()10,a A -、()20,a A ()1,0b B -、()2,0b B轴长 短轴的长2b = 长轴的长2a =焦点 ()1,0F c -、()2,0F c ()10,F c -、()20,F c焦距 ()222122F F c c a b ==-对称性 关于x 轴、y 轴、原点对称离心率 ()22101c b e e a a==-<<二、双曲线1.平面内与两个定点 , 的距离之差的绝对值等于常数(小于 )的点的轨迹称为双曲线. 即: 。
这两个定点称为双曲线的焦点, 两焦点的距离称为双曲线的焦距.2.双曲线的几何性质:焦点的位置焦点在x 轴上焦点在y 轴上图形标准方程()222210,0x y a b a b-=>> ()222210,0y x a b a b-=>> 范围 或 ,或 ,顶点 ()1,0a A -、()2,0a A ()10,a A -、()20,a A轴长 虚轴的长2b = 实轴的长2a =焦点 ()1,0F c -、()2,0F c ()10,F c -、()20,F c焦距 ()222122F F c c a b ==+对称性关于 轴、 轴对称, 关于原点中心对称离心率()2211c b e e a a==+>渐近线方程b y x a=±a y x b=±3.等轴双曲线: 双曲线 称为等轴双曲线, 其渐近线方程为 , 离心率 . 4、共渐近线的双曲线系方程:三、抛物线1.平面内与一个定点 和一条定直线 的距离相等的点的轨迹称为抛物线. 定点 称为抛物线的焦点, 定直线 称为抛物线的准线.2.抛物线的几何性质:标准方程22y px =()0p >22y px =- ()0p > 22x py = ()0p > 22x py =-()0p >图形顶点()0,0对称轴x 轴y 轴焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭ ,02p F ⎛⎫- ⎪⎝⎭0,2p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭0,2p F ⎛⎫- ⎪⎝⎭准线方程2px =-2p x =2p y =-2p y =离心率 1e =范围0x ≥ 0x ≤0y ≥ 0y ≤3.过抛物线的焦点作垂直于对称轴且交抛物线于 、 两点的线段 , 称为抛物线的“通径”, 即 .4.焦半径公式:若点 在抛物线 上, 焦点为 , 则 ; 若点 在抛物线 上, 焦点为 , 则 ; 5、焦点弦: = +p四、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=r2圆心在坐标原点, 半径为r 的圆方程是x2+y2=r2(2)一般方程: ①当D2+E2-4F >0时, 一元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程, 圆心为 半径是 。
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高中数学专题:圆锥曲线题型一 直线与圆锥曲线的综合问题例1 (12分)(·课标全国Ⅰ)已知点A (0,-2),椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,F 是椭圆E 的右焦点,直线AF 的斜率为233,O 为坐标原点.(1)求E 的方程;(2)设过点A 的动直线l 与E 相交于P ,Q 两点,当△OPQ 的面积最大时,求l 的方程. 规范解答解 (1)设F (c,0),由条件知,2c =233,得c = 3.[2分]又e =c a =32,所以a =2,b 2=a 2-c 2=1. 故E 的方程为x 24+y 2=1.[5分](2)当l ⊥x 轴时,不合题意,故设l :y =kx -2,P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),[6分]将y =kx -2代入x 24+y 2=1得(1+4k 2)x 2-16kx +12=0.[7分]当Δ=16(4k 2-3)>0,即k 2>34时,x 1,2=8k ±24k 2-34k 2+1. 从而|PQ |=k 2+1|x 1-x 2|=4k 2+1·4k 2-34k 2+1. 又点O 到直线PQ 的距离d =2k 2+1, 所以△OPQ 的面积S △OPQ =12d |PQ |=44k 2-34k 2+1.[9分] 设4k 2-3=t ,则t >0,S △OPQ =4t t 2+4=4t +4t. 因为t +4t ≥4,当且仅当t =2,即k=±72时等号成立,且满足Δ>0,[11分]所以,当△OPQ的面积最大时l的方程为y=72x-2或y=-72x-2.[12分]评分细则第(1)问得分点1.由直线的斜率,得出c值,得2分,列出关于c的方程,求解结果错误只得1分.2.由椭圆的离心率求得a值得2分,得出E的方程得1分.第(2)问得分点1.设出直线l的方程得1分,没有考虑斜率不存在,直接设出直线方程不得分.2.直线方程与椭圆方程联立,得出一元二次方程得1分,方程不正确,不得分.3.求出弦长给1分,只给出弦长值而没有过程,不得分.4.求出三角形的面积得1分;只写出面积公式没有代入数据,不给分.5.求出k值得2分,没有验证是否满足方程的判别式扣1分.6.写出直线l的方程得1分.第一步:由圆锥曲线几何性质及已知条件求参数a,b,c,e中某个值;第二步:求圆锥曲线方程;第三步:分析直线与圆锥曲线的关系,联立方程,得一元二次方程;第四步:由“Δ”或根与系数的关系,弦长公式等,寻找解决问题的思路;第五步:通过化简、运算,得出结果;第六步:回顾反思,查验问题的完备性.跟踪训练1(·北京)已知椭圆C:x2+2y2=4.(1)求椭圆C的离心率;(2)设O为原点,若点A在椭圆C上,点B在直线y=2上,且OA⊥OB,试判断直线AB 与圆x2+y2=2的位置关系,并证明你的结论.题型二 圆锥曲线中的定点、定值问题例2 (14分)(·山东)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A 为C 上异于原点的任意一点,过点A 的直线l 交C 于另一点B ,交x 轴的正半轴于点D ,且有|F A |=|FD |.当点A 的横坐标为3时,△ADF 为正三角形.(1)求C 的方程.(2)若直线l 1∥l ,且l 1和C 有且只有一个公共点E ,①证明直线AE 过定点,并求出定点坐标.②△ABE 的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由. 规范解答解 (1)由题意知F (p 2,0).设D (t,0)(t >0),则FD 的中点为(p +2t 4,0).因为|F A |=|FD |,由抛物线的定义知3+p 2=⎪⎪⎪⎪⎪⎪t -p 2, 解得t =3+p 或t =-3(舍去).[2分]由p +2t 4=3,解得p =2.所以抛物线C 的方程为y 2=4x .[4分](2)①由(1)知F (1,0).设A (x 0,y 0)(x 0y 0≠0),D (x D,0)(x D >0).因为|F A |=|FD |,则|x D -1|=x 0+1,由x D >0得x D =x 0+2,故D (x 0+2,0),故直线AB 的斜率k AB =-y 02.因为直线l 1和直线AB 平行,设直线l 1的方程为y =-y 02x +b ,代入抛物线方程得y 2+8y 0y -8b y 0=0, 由题意Δ=64y 20+32b y 0=0,得b =-2y 0.[6分]设E (x E ,y E ),则y E =-4y 0,x E =4y 20. 当y 20≠4时,k AE =y E -y 0x E -x 0=-4y 0+y 04y 20-y 204=4y 0y 20-4, 可得直线AE 的方程为y -y 0=4y 0y 20-4(x -x 0). 由y 20=4x 0,整理可得y =4y 0y 20-4(x -1), 直线AE 恒过点F (1,0).当y 20=4时,直线AE 的方程为x =1,过点F (1,0),所以直线AE 过定点F (1,0).[9分]②由①知直线AE 过焦点F (1,0),所以|AE |=|AF |+|FE |=(x 0+1)+⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 0+1=x 0+1x 0+2.[10分] 设直线AE 的方程为x =my +1.因为点A (x 0,y 0)在直线AE 上,故m =x 0-1y 0. 设B (x 1,y 1).直线AB 的方程为y -y 0=-y 02(x -x 0),由于y 0≠0,可得x =-2y 0y +2+x 0, 代入抛物线方程得y 2+8y 0y -8-4x 0=0, 所以y 0+y 1=-8y 0, 可求得y 1=-y 0-8y 0,x 1=4x 0+x 0+4. 所以点B 到直线AE 的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪4x 0+x 0+4+m ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 0+8y 0-11+m 2=4(x 0+1)x 0=4⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+1x 0.[12分] 则△ABE 的面积S =12×4⎝⎛⎭⎪⎫x 0+1x 0⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+1x 0+2≥16, 当且仅当1x 0=x 0,即x 0=1时等号成立. 所以△ABE 的面积的最小值为16.[14分]评分细则第(1)问得分点1.求出t 的值,得2分,列出关于t 的方程,求解结果错误只得1分.2.得出抛物线方程得2分.第(2)问得分点1.写出直线l 1在y 轴上的截距得2分.2.得出直线AE 过定点得3分,只考虑当y 20≠4,且得出此时直线AE 过定点,只能得2分,只考虑当y 20=4且得出此时直线AE 过定点,只能得1分.3.求出|AE |的长,且结论正确给1分,只给出弦长值而没有过程,不得分.4.正确得出B 到直线AE 的距离得2分;只写对结果,但没有过程只能得1分.5.求出面积的最小值得2分,没有指出等号成立的条件扣1分.第一步:引进参数.从目标对应的关系式出发,引进相关参数.一般地,引进的参数是直线的夹角、直线的斜率或直线的截距等;第二步:列出关系式.根据题设条件,表达出对应的动态直线或曲线方程; 第三步:探求直线过定点.若是动态的直线方程,将动态的直线方程转化成y -y 0=k (x -x 0)的形式,则k ∈R 时直线恒过定点(x 0,y 0);若是动态的曲线方程,将动态的曲线方程转化成f (x ,y )+λg (x ,y )=0的形式,则λ∈R 时曲线恒过的定点即是f (x ,y )=0与g (x ,y )=0的交点;第四步:下结论;第五步:回顾反思.在解决圆锥曲线问题中的定点、定值问题时,引进参数的目的是以这个参数为中介,通过证明目标关系式与参数无关,达到解决问题的目的.跟踪训练2 已知椭圆E 的中心在原点,焦点在x 轴上,椭圆上的点到焦点的距离的最小值为2-1,离心率为e =22.(1)求椭圆E 的方程;(2)过点(1,0)作直线l 交E 于P 、Q 两点,试问:在x 轴上是否存在一个定点M ,使MP →·MQ→为定值?若存在,求出这个定点M 的坐标;若不存在,请说明理由.答案精析第5讲 圆锥曲线跟踪训练1 解 (1)由题意得,椭圆C 的标准方程为x 24+y 22=1, 所以a 2=4,b 2=2,从而c 2=a 2-b 2=2.因此a =2,c = 2.故椭圆C 的离心率e =c a =22. (2)直线AB 与圆x 2+y 2=2相切.证明如下:设点A ,B 的坐标分别为(x 0,y 0),(t,2),其中x 0≠0.因为OA ⊥OB ,所以OA →·OB→=0, 即tx 0+2y 0=0,解得t =-2y 0x 0. 当x 0=t 时,y 0=-t 22,代入椭圆C 的方程,得t =±2,故直线AB 的方程为x =±2,圆心O 到直线AB 的距离d = 2.此时直线AB 与圆x 2+y 2=2相切.当x 0≠t 时,直线AB 的方程为y -2=y 0-2x 0-t(x -t ). 即(y 0-2)x -(x 0-t )y +2x 0-ty 0=0.圆心O 到直线AB 的距离d =|2x 0-ty 0|(y 0-2)2+(x 0-t )2. 又x 20+2y 20=4,t =-2y 0x 0,故d = ⎪⎪⎪⎪⎪⎪2x 0+2y 20x 0x 20+y 20+4y 20x 20+4= ⎪⎪⎪⎪⎪⎪4+x 20x 0x 40+8x 20+162x 20= 2. 此时直线AB 与圆x 2+y 2=2相切.跟踪训练2 解 (1)设椭圆E 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由已知得⎩⎨⎧ a -c =2-1,c a =22,解得⎩⎨⎧ a =2,c =1. 所以b 2=a 2-c 2=1.所以椭圆E 的方程为x 22+y 2=1.(2)假设存在符合条件的点M (m,0),设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则MP →=(x 1-m ,y 1),MQ →=(x 2-m ,y 2),MP →·MQ →=(x 1-m )(x 2-m )+y 1y 2=x 1x 2-m (x 1+x 2)+m 2+y 1y 2.①当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x -1),由⎩⎪⎨⎪⎧ x 22+y 2=1,y =k (x -1),得x 2+2k 2(x -1)2-2=0,即(2k 2+1)x 2-4k 2x +2k 2-2=0,则x 1+x 2=4k 22k 2+1,x 1x 2=2k 2-22k 2+1, y 1y 2=k 2(x 1-1)(x 2-1)=k 2[x 1x 2-(x 1+x 2)+1]=-k 22k 2+1, 所以MP →·MQ →=2k 2-22k 2+1-m ·4k 22k 2+1+m 2-k 22k 2+1=(2m 2-4m +1)k 2+(m 2-2)2k 2+1. 因为对于任意的k 值,MP →·MQ→为定值, 所以2m 2-4m +1=2(m 2-2),得m =54.所以M ⎝ ⎛⎭⎪⎫54,0,此时,MP →·MQ →=-716. ②当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =1,则x 1+x 2=2,x 1x 2=1,y 1y 2=-12,由m =54,得MP →·MQ →=-716.综上,符合条件的点M 存在,且坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫54,0.。