2023年完美版圆锥曲线知识点总结归纳全面汇总归纳模板.pdf
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1、学习必备 精品知识点 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|2MFMFa。椭圆的标准方程为:22221xyab(0ab)(焦点在 x 轴上)或12222bxay(0ab)(焦点在 y 轴上)。注:以 上 方 程 中,a b的 大 小0ab,其 中222bac;在22221xyab和22221yxab两 个 方 程 中 都 有0ab 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221xymn(
2、0m,0n,mn)当mn时表示焦点在x轴上的椭圆;当mn时表示焦点在y轴上的椭圆。(2)椭圆的性质 范围:由标准方程22221xyab知|xa,|yb,说明椭圆位于直线xa,yb 所围成的矩形里;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(,)xy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;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。
3、在椭圆的标准方程中,令0 x,得yb,则1(0,)Bb,2(0,)Bb是椭圆与y轴的两个交点。同理令0y 得xa,即1(,0)Aa,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21AA、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|OBb,2|OFc,22|B Fa,且2222222|OFB FOB,即222cab;离心率:椭圆的焦距与长轴的比cea叫椭圆的离心率。0ac,01e,且e越接近1,c就
4、越接近a,从学习必备 精品知识点 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ab时,0c,两焦点重合,图形变为圆,方程为222xya。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|2PFPFa)。注意:式中是差的绝对值,在1202|aF F条件下;12|2PFPFa时为双曲线的一支;21|2PFPFa时为双曲线的另一支(含1F的一支);当122|aF F时,12|2PFPFa表示两条射线;当122|aF F时,12|2PFPFa不表示任何图形;两定点12,F F叫做双曲线的焦点,
5、12|F F叫做焦距。(2)双曲线的性质 范围:从标准方程12222byax,看出曲线在坐标系中的范围:双曲线在两条直线ax的外侧。即22ax,ax 即双曲线在两条直线ax的外侧。对称性:双曲线12222byax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12222byax的对称中心,双曲线的对称中心叫做双曲线的中心。顶点:双曲线和对称轴的交点叫做双曲线的顶点。在双曲线12222byax的方程里,对称轴是,x y轴,所以令0y得ax,因 此 双 曲 线 和x轴 有 两 个 交 点)0,()0,(2aAaA,他们是双曲线12222byax的顶点。令0 x,没有实根,
6、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2AA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2BB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。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12222byax的各支向外延伸时,与这两条直线逐渐接近。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:ab;2)等轴双曲线的性质:(1)渐近线方程为:xy;(2)渐近线互相垂直。注意以上
7、几个性质与定义式彼此等价。亦即若题目中出现轴上或焦点在轴上注以上方程中的大小其中在和两个方程中都有的条件成的矩形里对称性在曲线方程里若以代替方程不变所以若点在曲线上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顶学习必备 精品知识点 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ab,则等轴双曲线可以设为:)0(22yx,当0时交点在x轴,当0时焦点在y轴上。注意191622yx与221916yx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
8、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022ppxy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:pxy22,pyx22,pyx22.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)ypxp 22(0)ypxp 22(0)xpyp 22(0)xpyp 图形 焦点坐标(,0)2p(,0)2p(
9、0,)2p(0,)2p 准线方程 2px 2px 2py 2py 范围 0 x 0 x 0y 0y 对称性 x轴 x轴 y轴 y轴 o F x y l o x yF l x y o F l 轴上或焦点在轴上注以上方程中的大小其中在和两个方程中都有的条件成的矩形里对称性在曲线方程里若以代替方程不变所以若点在曲线上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顶学习必备 精品知识点 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
10、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 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
11、,C2的方程分别为 f1(x,y)=0,f2(x,y)=0,则点 P0(x0,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: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
12、半径是2422FED。配方,将方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0化为(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)-(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
13、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(e轴上或焦点在轴上注以上方程中的大小其中在和两个方程中都有的条件成的矩形里对称性在曲线方程里若以代替方程不变所以若点在曲线上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顶学习必备 精品知识点 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。
14、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.(0e1)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,b
15、0)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 a x a,b y b|x|a,y R x 0 中心 原点 O(0,0)原点 O(0,0)顶点(a,0),(a,0),(0,b),(0,b)(a,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 轴上或焦点在轴上注以上方程中的大小其中在和两个方程中都有的条件成的矩形里对称性在曲线方程里若以代替方程不变所以若点在曲线上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
16、顶学习必备 精品知识点 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
17、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
18、)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(AF叫做焦半径).轴上或焦点在轴上注以上方程中的大小其中在和两个方程中都有的条件成的矩形里对称性在曲线方程里若
19、以代替方程不变所以若点在曲线上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顶学习必备 精品知识点 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(x,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 xO
20、y 中的坐标是(h,k),则 kyyhxx或 kyyhxx 叫做平移(或移轴)公式.(4)中心或顶点在(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
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