高中数学圆锥曲线知识点梳理+例题解析.pdf
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1、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 P0(x0,y0)在曲线 C 上f(x0,y 0)=0;点 P0(x0,y0)不在曲线 C 上f(x0,y0)0。两条曲线的交点:若曲线 C1,C2的方程分别为 f1(x,y)=0,f2(x,y)=0,则点 P0(x
2、0,y0)是 C1,C2的交点0),(0),(002001yxfyxf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MOM=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:当 D2+E2-4F0 时,一元二次方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0 叫做圆的一般方程,圆心为)2,2(ED半径是2422FED。配方,将方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0 化为(
3、x+2D)2+(y+2E)2=44F-ED22 当 D2+E2-4F=0 时,方程表示一个点(-2D,-2E);当 D2+E2-4F0 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(x0,y0),则MCr点 M 在圆 C 内,MC=r点 M 在圆 C 上,MCr点 M 在圆 C 内,其中MC=2020b)-(ya)-(x。(4)直线和圆的位置关系: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。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
4、 Ax+By+C=0 的距离22BACBbAad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(e0),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 0e1 时,轨迹为椭圆;当 e=1 时,轨迹为抛物线;当e1 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 F1,F2的距离之和为定值 2a(2a|F1F2|)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.(0e
5、1)1到两定点 F1,F2的距离之差的绝对值为定值 2a(02a1)与定点和直线的距离相等的点的轨迹.轨迹条件 点集:(MMF1+MF2=2a,F 1F22a 点集:MMF1-MF2.=2a,F2F22a.点集M MF=点 M 到直线 l的距离.图形 方 程 标准方程 12222byax(ba 0)12222byax(a0,b0)pxy22 参数方程 为离心角)参数(sincosbyax 为离心角)参数(tansecbyax ptyptx222(t 为参数)范围 axa,byb|x|a,yR x0 中心 原点 O(0,0)原点 O(0,0)顶点(a,0),(a,0),(0,b),(0,b)(a
6、,0),(a,0)(0,0)对称轴 x 轴,y 轴;长轴长 2a,短轴长 2b x 轴,y 轴;实轴长 2a,虚轴长 2b.x 轴 焦点 F1(c,0),F2(c,0)F1(c,0),F2(c,0)0,2(pF 准 线 x=ca2 准线垂直于长轴,且在椭圆外.x=ca2 准线垂直于实轴,且在两顶点的内侧.x=-2p 准线与焦点位于顶点两侧,且到顶点的距离相等.焦距 2c (c=22ba)2c (c=22ba)离心率)10(eace)1(eace e=1【备注 1】双曲线:等轴双曲线:双曲线222ayx称为等轴双曲线,其渐近线方程为xy,离心率2e.共轭双曲线:以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚
7、轴的双曲线,叫做已知双曲线的共轭双曲线.2222byax与2222byax互为共轭双曲线,它们具有共同的渐近线:02222byax.共渐近线的双曲线系方程:)0(2222byax的渐近线方程为02222byax如果双曲线的渐近线为0byax时,它的双曲线方程可设为)0(2222byax.【备注 2】抛物线:(1)抛物线2y=2px(p0)的焦点坐标是(2p,0),准线方程 x=-2p,开口向右;抛物线2y=-2px(p0)的焦点坐标是(-2p,0),准线方程 x=2p,开口向左;抛物线2x=2py(p0)的焦点坐标是(0,2p),准线方程 y=-2p,开口向上;抛物线2x=-2py(p0)的焦
8、点坐标是(0,-2p),准线方程 y=2p,开口向下.(2)抛物线2y=2px(p0)上的点 M(x0,y0)与焦点 F 的距离20pxMF;抛物线2y=-2px(p0)上的点M(x0,y0)与焦点F 的距离02xpMF(3)设抛物线的标准方程为2y=2px(p0),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(p0)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=21xx+p 或2sin2pAB(为直线AB 的倾斜角),221pyy,2,41221pxAFpxx
9、(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。(3)坐标轴的平移公式:设平面内任意一点 M,它在原坐标系 xOy 中的坐标是 9x,y),在新坐标系 x Oy中的坐标是),(yx.设新坐标系的原点 O在原坐标系 xOy 中的坐标是(h,k),则 kyyhxx或 kyyhxx 叫做平移(或移轴)公式.(4)中心
10、或顶点在(h,k)的圆锥曲线方程见下表:方 程 焦 点 焦 线 对称轴 椭圆 22h)-(xa+22k)-(yb=1(c+h,k)x=ca2+h x=h y=k 22h)-(xb+22k)-(ya=1(h,c+k)y=ca2+k x=h y=k 双曲线 22h)-(xa-22k)-(yb=1(c+h,k)x=ca2+k x=h y=k 22k)-(ya-22h)-(xb=1(h,c+h)y=ca2+k x=h y=k 抛物线(y-k)2=2p(x-h)(2p+h,k)x=-2p+h y=k(y-k)2=-2p(x-h)(-2p+h,k)x=2p+h y=k(x-h)2=2p(y-k)(h,2p
11、+k)y=-2p+k x=h(x-h)2=-2p(y-k)(h,-2p+k)y=2p+k x=h 六、椭圆的常用结论:1.点 P 处的切线 PT 平分PF1F2 在点 P 处的外角.2.PT 平分PF1F2 在点 P 处的外角,则焦点在直线PT 上的射影 H 点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点.3.以焦点弦 PQ 为直径的圆必与对应准线相离.4.以焦点半径 PF1 为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切.5.若000(,)P xy在椭圆22221xyab上,则过0P的椭圆的切线方程是00221x xy yab.6.若000(,)P xy在椭圆22221xyab外,则过0P作椭圆的两条切
12、线切点为P1、P2,则切点弦 P1P2的直线方程是00221x xy yab.7.椭圆22221xyab(ab0)的左右焦点分别为 F1,F 2,点 P 为椭圆上任意一点12F PF,则椭圆的焦点角形的面积为122tan2F PFSb.8.椭圆22221xyab(ab0)的焦半径公式10|MFaex,20|MFaex(1(,0)Fc,2(,0)F c00(,)M xy).9.设过椭圆焦点 F 作直线与椭圆相交 P、Q 两点,A 为椭圆长轴上一个顶点,连结 AP 和 AQ 分别交相应于焦点 F 的椭圆准线于 M、N 两点,则 MFNF.10.过椭圆一个焦点 F 的直线与椭圆交于两点P、Q,A1、
13、A2为椭圆长轴上的顶点,A1P 和 A2Q 交于点 M,A2P 和 A1Q 交于点 N,则 MFNF.11.AB 是椭圆22221xyab的不平行于对称轴的弦,M),(00yx为 AB 的中点,则22OMABbkka,即0202yaxbKAB。12.若000(,)P xy在椭圆22221xyab内,则被 Po 所平分的中点弦的方程是2200002222x xy yxyabab;【推论】:1、若000(,)P xy在椭圆22221xyab内,则过 Po 的弦中点的轨迹方程是22002222x xy yxyabab。椭圆22221xyab(abo)的两个顶点为1(,0)Aa,2(,0)A a,与y
14、 轴平行的直线交椭圆于 P1、P2时 A1P1与 A2P2交点的轨迹方程是22221xyab.2、过椭圆22221xyab(a0,b0)上任一点00(,)A xy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2020BCb xka y(常数).3、若 P 为椭圆22221xyab(ab0)上异于长轴端点的任一点,F1,F 2是焦点,12PF F,21PF F,则tant22accoac.4、设椭圆22221xyab(ab0)的两个焦点为 F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在PF1F2中,记12FPF,12PF F,12F F P,则有sinsinsinc
15、ea.5、若椭圆22221xyab(ab0)的左、右焦点分别为 F1、F2,左准线为 L,则当 0e21时,可在椭圆上求一点 P,使得 PF1是 P 到对应准线距离 d 与 PF2的比例中项.6、P 为椭圆22221xyab(ab0)上任一点,F1,F2为二焦点,A 为椭圆内一定点,则2112|2|aAFPAPFaAF,当且仅当2,A F P三点共线时,等号成立.7、椭圆220022()()1xxyyab与直线0AxByC有公共点的充要条件是2222200()A aB bAxByC.8、已知椭圆22221xyab(ab0),O 为坐标原点,P、Q 为椭圆上两动点,且OPOQ.(1)222211
16、11|OPOQab;(2)|OP|2+|OQ|2的最大值为22224a bab;(3)OPQS的最小值是2222a bab.9、过椭圆22221xyab(ab0)的右焦点 F 作直线交该椭圆右支于 M,N 两点,弦 MN 的垂直平分线交 x 轴于 P,则|2PFeMN.10、已知椭圆22221xyab(ab0),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22220ababxaa.11、设 P 点是椭圆22221xyab(ab0)上异于长轴端点的任一点,F1、F2为其焦点记12FPF,则(1)2122|1cosbPFPF.(2)1 22tan2PF FS
17、b.12、设 A、B 是椭圆22221xyab(ab0)的长轴两端点,P 是椭圆上的一点,PAB,PBA,BPA,c、e 分别是椭圆的半焦距离心率,则有(1)22222|cos|sabPAac co.(2)2tantan1e.(3)22222cotPABa bSba.13、已知椭圆22221xyab(ab0)的右准线l与 x 轴相交于点E,过椭圆右焦点F的直线与椭圆相交于 A、B 两点,点C在右准线l上,且BCx轴,则直线 AC 经过线段 EF 的中点.14、过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直.15、过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线交相
18、应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直.16、椭圆焦三角形中,内点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率).(注:在椭圆焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点.)17、椭圆焦三角形中,内心将内点与非焦顶点连线段分成定比e.18、椭圆焦三角形中,半焦距必为内、外点到椭圆中心的比例中项.七、双曲线的常用结论:1、点 P 处的切线 PT 平分PF1F2在点 P 处的内角.2、PT 平分PF1F2在点 P 处的内角,则焦点在直线 PT 上的射影 H 点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点.3、以焦点弦 PQ 为直径的圆必与对应准线相交.4
19、、以焦点半径 PF1为直径的圆必与以实轴为直径的圆相切.(内切:P 在右支;外切:P 在左支)5、若000(,)P xy在双曲线22221xyab(a0,b0)上,则过0P的双曲线的切线方程是00221x xy yab.6、若000(,)P xy在双曲线22221xyab(a0,b0)外,则过 Po 作双曲线的两条切线切点为 P1、P2,则切点弦 P1P2的直线方程是00221x xy yab.7、双曲线22221xyab(a0,bo)的左右焦点分别为 F1,F 2,点 P 为双曲线上任意一点12F PF,则双曲线的焦点角形的面积为122t2F PFSb co.8、双曲线22221xyab(a
20、0,bo)的焦半径公式:(1(,0)Fc,2(,0)F c)当00(,)M xy在右支上时,10|MFexa,20|MFexa;当00(,)M xy在左支上时,10|MFexa,20|MFexa。9、设过双曲线焦点 F 作直线与双曲线相交 P、Q 两点,A 为双曲线长轴上一个顶点,连结 AP 和 AQ 分别交相应于焦点 F 的双曲线准线于 M、N 两点,则 MFNF.10、过双曲线一个焦点 F 的直线与双曲线交于两点P、Q,A1、A2为双曲线实轴上的顶点,A1P 和 A2Q 交于点 M,A2P 和 A1Q 交于点 N,则 MFNF.11、AB 是双曲线22221xyab(a0,b0)的不平行于
21、对称轴的弦,M),(00yx为 AB 的中点,则0202yaxbKKABOM,即0202yaxbKAB。12、若000(,)P xy在双曲线22221xyab(a0,b0)内,则被 Po 所平分的中点弦的方程是2200002222x xy yxyabab.13、若000(,)P xy在双曲线22221xyab(a0,b0)内,则过 Po 的弦中点的轨迹方程是22002222x xy yxyabab.【推论】:1、双曲线22221xyab(a0,b0)的两个顶点为1(,0)Aa,2(,0)A a,与y 轴平行的直线交双曲线于 P1、P2时 A1P1与 A2P2交点的轨迹方程是22221xyab.
22、2、过双曲线22221xyab(a0,bo)上任一点00(,)A xy任意作两条倾斜角互补的直线交双曲线于 B,C 两点,则直线 BC 有定向且2020BCb xka y(常数).3、若 P 为双曲线22221xyab(a0,b0)右(或左)支上除顶点外的任一点,F1,F 2是焦点,12PF F,21PF F,则tant22cacoca(或tant22cacoca).4、设双曲线22221xyab(a0,b0)的两个焦点为 F1、F2,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在PF1F2中,记12FPF,12PF F,12F F P,则有sin(sinsin)cea.5、若双曲线22221xya
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