高中数学圆锥曲线解题技巧总结.pdf
高中数学圆锥曲线解题 技巧总结1. 圆锥曲线的两个定义:(1)第一定义 中要 重视“括号”内的限制条件:椭圆中 ,与两个定点F1,F2的距离的和等于常数2a,且此 常数2a一定要大于21FF,当常数等于21FF时,轨迹是线段F1F2,当常数小于21FF时,无轨迹; 双曲线中 ,与两定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数2a,且此常数2a一定要小于 | F1F2| ,定义中的 “绝对值” 与2a|F1F2| 不可忽视 。若2a|F1F2| ,则轨迹是以F1,F2为端点的两条射线,若2a|F1F2| ,则轨迹不存在。若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。如 (1)已知定点)0, 3(),0, 3(21FF,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是A421PFPFB621PFPFC 1021PFPFD122221PFPF(答: C) ;(2) 方程2222(6)(6)8xyxy表示的曲线是_(答:双曲线的左支)(2)第二定义 中要 注意定点和定直线是相应的焦点和准线,且“ 点点距为分子、点线距为分母 ” ,其商即是离心率e。圆锥曲线的第二定义,给出了圆锥曲线上的点到焦点距离与此点到相应准线距离间的关系,要善于运用第二定义对它们进行相互转化。如已知点)0,22(Q及抛物线42xy上一动点P(x,y),则 y+|PQ|的最小值是 _(答: 2)2. 圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程) :(1)椭圆 :焦点在x轴上时12222byax(0ab)cossinxayb(参数方程,其中为参数),焦点在y轴上时2222bxay1(0ab) 。方程22AxByC表示椭圆的充要条件是什么?(ABC 0,且 A,B,C 同号, AB) 。如 ( 1) 已 知 方 程12322kykx表 示 椭 圆 , 则k的 取 值 范 围 为 _( 答 :11( 3,)(,2)22) ;(2)若Ryx,,且62322yx,则yx的最大值是 _,22yx的最小值是_(答:5,2)( 2) 双 曲 线 : 焦 点 在x轴 上 :2222byax =1 , 焦 点 在y轴 上 :2222bxay 1(0,0ab) 。方程22AxByC表示双曲线的充要条件是什么?(ABC 0,且 A,B 异号) 。如(1)双曲线的离心率等于25,且与椭圆14922yx有公共焦点,则该双曲线的方程_(答:2214xy) ;(2)设中心在坐标原点O,焦点1F、2F在坐标轴上,离心率2e的双曲线C过点)10, 4(P,则 C 的方程为 _(答:226xy)(3)抛物线 :开口向右时22(0)ypx p,开口向左时22(0)ypx p,开口向上时22(0)xpy p,开口向下时22(0)xpy p。3. 圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断):(1)椭圆 :由x2,y2分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。如已知方程12122mymx表示焦点在y 轴上的椭圆, 则 m 的取值范围是_ ( 答:)23, 1()1,()(2)双曲线 :由x2,y2项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上;(3)抛物线 :焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。特别提醒 : (1)在求解椭圆、双曲线问题时,首先要判断焦点位置,焦点F1, F2的位置,是椭圆、双曲线的定位条件,它决定椭圆、双曲线标准方程的类型,而方程中的两个参数,a b,确定椭圆、双曲线的形状和大小,是椭圆、双曲线的定形条件;在求解抛物线问题时,首先要判断开口方向;(2)在椭圆中,a最大,222abc,在双曲线中,c最大,222cab。4. 圆锥曲线的几何性质:(1)椭圆 (以12222byax(0ab)为例):范围:,axabyb;焦点:两个焦点(,0)c;对称性:两条对称轴0,0 xy,一个对称中心(0,0 ) ,四个顶点(,0),(0,)ab,其中长轴长为2a,短轴长为 2b;准线: 两条准线2axc;离心率:cea,椭圆01e,e越小,椭圆越圆;e越大,椭圆越扁。如( 1)若椭圆1522myx的离心率510e,则m的值是 _(答: 3 或325) ;(2)以椭圆上一点和椭圆两焦点为顶点的三角形的面积最大值为1 时,则椭圆长轴的最小值为_(答:22)(2)双曲线(以22221xyab(0,0ab)为例):范围:xa或,xa yR;焦点:两个焦点(,0)c;对称性:两条对称轴0,0 xy,一个对称中心(0,0 ) ,两个顶点(,0)a,其中实轴长为2a,虚轴长为2b,特别地, 当实轴和虚轴的长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为22,0 xyk k;准线:两条准线2axc; 离心率:cea,双曲线1e,等轴双曲线2e,e越小,开口越小,e越大,开口越大;两条渐近线:byxa。如 (1) 双曲线的渐近线方程是023yx, 则该双曲线的离心率等于_ (答:132或133) ;(2)双曲线221axby的离心率为5,则:a b= (答: 4 或14) ;(3)设双曲线12222byax(a0,b0)中,离心率e2,2,则两条渐近线夹角的取值范围是_(答:,32) ;(3)抛物线 (以22(0)ypx p为例) :范围:0,xyR;焦点:一个焦点(,0)2p,其中p的几何意义是:焦点到准线的距离;对称性:一条对称轴0y,没有对称中心,只有一个顶点(0,0) ;准线:一条准线2px; 离心率:cea,抛物线1e。如设Raa,0,则抛物线24axy的焦点坐标为_(答:)161, 0(a) ;5、点00(,)P xy和椭圆12222byax(0ab)的关系 : (1)点00(,)P xy在椭圆外2200221xyab; ( 2)点00(,)P xy在椭圆上220220byax1; (3)点00(,)P xy在椭圆内2200221xyab6直线与圆锥曲线的位置关系:(1)相交:0直线与椭圆相交;0直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有0,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故0是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;0直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有0,当直线与抛物线的对称轴平行时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故0也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。如( 1)若直线 y=kx+2 与双曲线 x2-y2=6 的右支有两个不同的交点,则k 的取值范围是_(答: (-315,-1) ) ;(2)直线 ykx 1=0 与椭圆2215xym恒有公共点,则m 的取值范围是_(答: 1,5)( 5,+) ) ;(3)过双曲线12122yx的右焦点直线交双曲线于A、B 两点,若 AB 4,则这样的直线有_条(答: 3) ;(2)相切:0直线与椭圆相切;0直线与双曲线相切;0直线与抛物线相切;(3)相离:0直线与椭圆相离;0直线与双曲线相离;0直线与抛物线相离。特别提醒 : (1)直线与双曲线、抛物线只有一个公共点时的位置关系有两种情形:相切和相交。如果直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交,但只有一个交点;如果直线与抛物线的轴平行时,直线与抛物线相交,也只有一个交点; ( 2)过双曲线2222byax 1外一点00(,)P xy的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:P 点在两条渐近线之间且不含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和分别与双曲线两支相切的两条切线,共四条;P 点在两条渐近线之间且包含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和只与双曲线一支相切的两条切线,共四条;P 在两条渐近线上但非原点,只有两条:一条是与另一渐近线平行的直线,一条是切线;P为原点时不存在这样的直线;(3)过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点:两条切线和一条平行于对称轴的直线。如(1) 过点)4,2(作直线与抛物线xy82只有一个公共点, 这样的直线有_ (答:2) ; (2)过点 (0,2)与双曲线116922yx有且仅有一个公共点的直线的斜率的取值范围为_(答:44 5,33) ;(3)过双曲线1222yx的右焦点作直线l交双曲线于A、B 两点,若AB4,则满足条件的直线l有 _条(答: 3) ;(4)对于抛物线C:xy42,我们称满足0204xy的点),(00yxM在抛物线的内部,若点),(00yxM在抛物线的内部,则直线l:)(200 xxyy与抛物线C 的位置关系是_(答:相离);(5)过抛物线xy42的焦点F作一直线交抛物线于P、Q 两点,若线段PF 与 FQ的长分别是p、q,则qp11_(答: 1) ;(6)设双曲线191622yx的右焦点为F,右准线为l,设某直线m交其左支、右支和右准线分别于RQP,,则PFR和QFR的大小关系为_(填大于、 小于或等于 ) (答:等于) ;(7) 求椭圆284722yx上的点到直线01623yx的最短距离(答:8 1313) ;(8) 直线1axy与双曲线1322yx交于A、B两点。当a为何值时,A、B分别在双曲线的两支上?当a为何值时,以AB为直径的圆过坐标原点?(答:3,3;1a) ;7、焦半径 (圆锥曲线上的点P 到焦点 F 的距离) 的计算方法 :利用圆锥曲线的第二定义,转化到相应准线的距离,即焦半径red,其中d表示 P 到与 F 所对应的准线的距离。如(1)已知椭圆1162522yx上一点 P 到椭圆左焦点的距离为3,则点 P 到右准线的距离为 _(答:353) ;(2)已知抛物线方程为xy82,若抛物线上一点到y轴的距离等于5,则它到抛物线的焦点的距离等于_;( 3) 若该抛物线上的点M到焦点的距离是4,则点M的坐标为_(答:7,(2,4)) ;(4)点 P 在椭圆192522yx上,它到左焦点的距离是它到右焦点距离的两倍,则点P 的横坐标为 _(答:2512) ;(5)抛物线xy22上的两点A、B 到焦点的距离和是5,则线段AB 的中点到y轴的距离为 _(答: 2) ;( 6) 椭圆13422yx内有一点)1,1 (P,F 为右焦点,在椭圆上有一点M ,使MFMP2之值最小,则点M 的坐标为 _(答:)1,362() ;8、焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题 :常利用第一定义和正弦、 余弦定理求解。 设椭圆或双曲线上的一点00(,)P xy到两焦点12,F F的距离分 别 为12,r r, 焦 点12F PF的 面 积 为S, 则 在 椭 圆12222byax中 ,) 12arccos(212rrb,且当12rr即P为短轴端点时,最大为max222arccosacb;20tan|2Sbc y,当0|yb即P为短轴端点时,maxS的最大值为bc;对于双曲线22221xyab的焦点三角形有: 21221arccosrrb;2cotsin21221brrS。如(1)短轴长为5,离心率32e的椭圆的两焦点为1F、2F,过1F作直线交椭圆于A、 B 两点,则2ABF的周长为 _(答: 6) ;( 2) 设 P 是等轴双曲线)0(222aayx右支上一点,F1、 F2是左右焦点,若0212FFPF,|PF1|=6,则该双曲线的方程为(答:224xy) ;(3)椭圆22194xy的焦点为F1、F2,点 P 为椭圆上的动点,当PF2PF1 0 时,点 P 的横坐标的取值范围是(答:3 5 3 5(,)55) ;(4)双曲线的虚轴长为4,离心率e26,F1、F2是它的左右焦点,若过F1的直线与双曲线的左支交于A、B两点,且AB是2AF与2BF等差中项,则AB_(答:8 2) ;( 5) 已知双曲线的离心率为2, F1、 F2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且6021PFF,31221FPFS求该双曲线的标准方程(答:221412xy) ;9、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质: ( 1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;(2)设 AB为焦点弦, M 为准线与 x 轴的交点,则AMF BMF ; (3)设 AB为焦点弦, A、B 在准线上的射影分别为A1,B1,若 P 为 A1B1的中点,则PA PB; (4)若AO的延长线交准线于C,则 BC平行于 x 轴,反之, 若过 B点平行于 x 轴的直线交准线于C点,则 A,O,C三点共线。10、弦长公式 :若直线ykxb与圆锥曲线相交于两点A、 B,且12,x x分别为 A、B 的横坐标,则AB2121kxx,若12,yy分别为A、B 的纵坐标,则AB21211yyk,若弦 AB 所在直线方程设为xkyb,则AB2121kyy。特别地,焦点弦(过焦点的弦):焦点弦的弦长的计算,一般不用弦长公式计算,而是将焦点弦转化为两条焦半径之和后,利用第二定义求解。如( 1)过抛物线y2=4x 的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1) , B(x2, y2)两点,若x1+x2=6,那么 |AB|等于 _(答: 8) ;(2)过抛物线xy22焦点的直线交抛物线于A、B 两点,已知 |AB|=10 ,O 为坐标原点,则 ABC重心的横坐标为_(答: 3) ;11、圆锥曲线的中点弦问题:遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解。在 椭圆12222byax中,以00(,)P xy为中点的弦所在直线的斜率k=0202yaxb;在双曲线22221xyab中 , 以00(,)P xy为 中 点 的 弦 所 在 直 线 的 斜 率k=0202yaxb; 在 抛 物 线22(0)ypx p中,以00(,)P xy为中点的弦所在直线的斜率k=0py。如( 1)如果椭圆221369xy弦被点 A(4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是(答:280 xy) ;(2)已知直线y=x+1 与椭圆22221(0)xyabab相交于 A、B 两点,且线段AB 的中点在直线L: x2y=0 上,则此椭圆的离心率为_(答:22) ;( 3) 试确定m 的取值范围,使得椭圆13422yx上有不同的两点关于直线mxy4对称(答:2 132 13,1313) ;特别提醒 :因为0是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验0!12你了解下列结论吗?(1)双曲线12222byax的渐近线方程为02222byax;(2)以xaby为渐近线(即与双曲线12222byax共渐近线)的双曲线方程为(2222byax为参数,0)。如与双曲线116922yx有共同的渐近线,且过点)32, 3(的双曲线方程为_(答:224194xy)(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为221mxny;(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为22ba,焦准距(焦点到相应准线的距离)为2bc,抛物线的通径为2p,焦准距为p;(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;(6)若抛物线22(0)ypx p的焦点弦为AB ,1122(,), (,)A x yB xy,则12|ABxxp;221212,4px xy yp(7)若 OA 、OB是过抛物线22(0)ypx p顶点 O的两条互相垂直的弦,则直线AB恒经过定点(2,0)p13动点轨迹方程:(1)求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围;(2)求轨迹方程的常用方法:直接法:直接利用条件建立,x y之间的关系( , )0F x y;如已知动点P到定点 F(1,0) 和直线3x的距离之和等于4,求 P的轨迹方程 (答:212(4)(34)yxx或24 (03)yxx);待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数。如线段 AB 过 x 轴正半轴上一点M(m,0))0(m,端点 A、B 到 x 轴距离之积为2m,以 x 轴为对称轴,过A、O、B 三点作抛物线,则此抛物线方程为(答:22yx) ;定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程;如(1) 由动点 P向圆221xy作两条切线PA、PB ,切点分别为A、B, APB=600,则动点 P的轨迹方程为(答:224xy);(2)点 M与点 F(4,0) 的距离比它到直线05xl:的距离小于1,则点 M的轨迹方程是_ (答:216yx);(3)一动圆与两圆M :122yx和 N:012822xyx都外切, 则动圆圆心的轨迹为(答:双曲线的一支);代入转移法: 动点( , )P x y依赖于另一动点00(,)Q xy的变化而变化, 并且00(,)Q xy又在某已知曲线上,则可先用, x y的代数式表示00,xy,再将00,xy代入已知曲线得要求的轨迹方程;如动点 P是抛物线122xy上任一点,定点为)1,0(A, 点 M分 PA 所成的比为2,则 M的轨迹方程为_(答:3162xy);参数法:当动点( ,)P x y坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将,x y均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程)。如( 1)AB是圆 O的直径,且 |AB|=2a,M为圆上一动点,作MN AB ,垂足为 N,在 OM上取点P,使| |OPMN,求点P的轨迹。(答:22|xya y);(2)若点),(11yxP在圆122yx上运动,则点),(1111yxyxQ的轨迹方程是_(答:2121(|)2yxx);(3)过抛物线yx42的焦点 F 作直线l交抛物线于A、B两点,则弦AB的中点 M的轨迹方程是 _(答:222xy);注意 :如果问题中涉及到平面向量知识,那么应从已知向量的特点出发,考虑选择向量的几何形式进行“摘帽子或脱靴子”转化,还是选择向量的代数形式进行“摘帽子或脱靴子”转化。如已知椭圆)0(12222babyax的左、右焦点分别是F1( c, 0) 、F2(c,0) ,Q 是椭圆外的动点,满足.2|1aQF点P 是线段F1Q 与该椭圆的交点,点T 在线段F2Q 上,并且满足. 0| , 022TFTFPT( 1 ) 设x为 点P 的 横 坐 标 , 证 明xacaPF|1; ( 2)求点 T 的轨迹 C 的方程;(3)试问:在点T 的轨迹 C 上,是否存在点 M,使 F1MF2的面积 S=.2b若存在,求 F1MF2的正切值;若不存在,请说明理由. (答:(1)略;(2)222xya; ( 3)当2bac时不存在;当2bac时存在,此时F1MF22)曲线与曲线方程、轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,寻求轨迹或轨迹方程时应注意轨迹上 特殊点 对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响. 在与圆锥曲线相关的综合题中,常借助于 “平面几何性质”数形结合( 如角平分线的双重身份对称性、利用到角公式 ) 、 “方程与函数性质”化解析几何问题为代数问题、“分类讨论思想”化整为零分化处理、“求值构造等式、求变量范围构造不等关系”等等. 如果在一条直线上出现“三个或三个以上的点” ,那么 可选择应用“斜率或向量”为桥梁 转化 . 14、解析几何与向量综合时可能出现的向量内容:(1) 给出直线的方向向量ku, 1或nmu,;(2)给出OBOA与AB相交 ,等于已知OBOA过AB的中点 ; (3)给出0PNPM,等于已知P是MN的中点 ; (4)给出BQBPAQAP,等于已知QP,与AB的中点三点共线; (5) 给出以下情形之一:ACAB/;存在实数,ABAC使;若存在实数,1,OCOAOB且使, 等于已知CBA,三点共线 . ( 6)给出1OBOAOP,等于已知P是AB的定比分点,为定比,即PBAP( 7 )给 出0MBMA, 等 于 已 知MBMA, 即AMB是 直 角 , 给 出0mMBMA,等于已知AMB是钝角 , 给出0mMBMA,等于已知AMB是锐角 , (8)给出MPMBMBMAMA,等于已知MP是AMB的平分线 / (9)在平行四边形ABCD中,给出0)()(ADABADAB,等于已知ABCD是菱形 ; (10) 在平行四边形ABCD中,给出| |ABADABAD,等于已知ABCD是矩形 ; (11)在ABC中,给出222OCOBOA,等于已知O是ABC的外心(三角形外接圆的圆心,三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点);(12) 在ABC中,给出0OCOBOA,等于已知O是ABC的重心(三角形的重心是三角形三条中线的交点);(13)在ABC中,给出OAOCOCOBOBOA,等于已知O是ABC的垂心(三角形的垂心是三角形三条高的交点);(14)在ABC中,给出OAOP()|ABACABAC)(R等于已知AP通过ABC的内心;(15) 在A B C中, 给出, 0OCcOBbOAa等于已知O是ABC的内心(三角形内切圆的圆心,三角形的内心是三角形三条角平分线的交点);(16) 在ABC中,给出12ADABAC,等于已知AD是ABC中BC边的中线;