完美版圆锥曲线知识点总结(3).pdf
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1、圆锥曲线的方程与性质圆锥曲线的方程与性质1椭圆椭圆(1)椭圆概念平面内与两个定点、的距离的和等于常数 2(大于)的点的轨迹叫做椭圆。这两个定点叫1F2Fa21|FF做椭圆的焦点,两焦点的距离 2c 叫椭圆的焦距。若为椭圆上任意一点,则有。M21|2MFMFa椭圆的标准方程为:()(焦点在 x 轴上)或()(焦22221xyab0ab12222bxay0ab点在 y 轴上)。注:以上方程中的大小,其中;,a b0ab222bac在和两个方程中都有的条件,要分清焦点的位置,只要看和22221xyab22221yxab0ab2x的分母的大小。例如椭圆(,)当时表示焦点在轴上的椭2y221xymn0m
2、 0n mnmnx圆;当时表示焦点在轴上的椭圆。mny(2)椭圆的性质范围:由标准方程知,说明椭圆位于直线,所围成的22221xyab|xa|ybxa yb 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,点也在yy(,)x y(,)xy曲线上,所以曲线关于轴对称,同理,以代替方程不变,则曲线关于轴对称。若同时以代xxxyx替,代替方程也不变,则曲线关于原点对称。xyy所以,椭圆关于轴、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xy对称中心叫椭圆的中心;顶点:确定曲线在坐标系中的位置,常需要求出曲线与轴、轴的交点坐标。在椭圆的标准方xy程中,令,得,则
3、,是椭圆与轴的两个交点。同理令得,0 x yb 1(0,)Bb2(0,)Bby0y xa 即,是椭圆与轴的两个交点。1(,0)Aa2(,0)A ax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、分别叫做椭圆的长轴和短轴,它们的长分别为和,和分别叫做椭21A A21B B2a2bab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;在中,a22Rt OB F2|OBb2|OFc,且,即;22|B Fa2222222|OFB FOB222cab离心率:椭圆的焦距与长轴的比叫椭圆的离心率。,且越接近,cea0ac01ee1就越接近,从而就越小,对应的椭圆
4、越扁;反之,越接近于,就越接近于,从而越接近cabe0c0b于,这时椭圆越接近于圆。当且仅当时,两焦点重合,图形变为圆,方程为aab0c。222xya2双曲线双曲线(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,在条件下;时为双曲线的一支;1202|aFF12|2PFPFa时为双曲线的另一支(含的一支);当时,表示21|2PFPFa1F122|aFF12|2PFPFa两条射线;当时,不表示任何图形;两定点叫做双曲线的焦122|aFF12|2PFPFa12,F F点,叫做焦距。12|FF(2)双曲线的性质范围:从标准方程,
5、看出曲线在坐标系中的范围:双曲线在两条直线的外侧。12222byaxax即,即双曲线在两条直线的外侧。22ax ax ax对称性:双曲线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,12222byax原点是双曲线的对称中心,双曲线的对称中心叫做双曲线的中心。12222byax顶点:双曲线和对称轴的交点叫做双曲线的顶点。在双曲线的方程里,对称轴是12222byax轴,所以令得,因此双曲线和轴有两个交点,他们是双曲线,x y0yaxx)0,()0,(2aAaA 的顶点。12222byax令,没有实根,因此双曲线和 y 轴没有交点。0 x1)注意:双曲线的顶点只有两个,这是与椭圆不同
6、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:线段叫做双曲线的实轴,它的长等于叫做双曲线的实半轴长。虚轴:线段12A A2,a a叫做双曲线的虚轴,它的长等于叫做双曲线的虚半轴长。12B B2,b b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,双曲线的各支向外延伸时,与这两条直线逐渐接近。12222byax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:;ab2)等轴双曲线的性质:(1)渐近线方程为:;(2)渐近线互相垂直。xy注意以上几个性质与定义式彼此等价。亦即若题目中出现上述其一,即可推知双曲线
7、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,则等轴双曲线可以设为:,当时交ab)0(22yx0点在轴,当时焦点在轴上。x0y注意与的区别:三个量中不同(互换)相同,还有焦点所在191622yx221916yx,a b c,a bc的坐标轴也变了。3抛物线抛物线(1)抛物线的概念平面内与一定点 F 和一条定直线 l 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。方程叫做抛物线的标准方程。022ppxy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(,0),它的准线方程是 2p2px ;(2
8、)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:,.这四种抛物线的图形、标准方程、焦点坐pxy22pyx22pyx22标以及准线方程如下表:标准方程22(0)ypxp22(0)ypxp 22(0)xpyp22(0)xpyp 图形焦点坐标(,0)2p(,0)2p(0,)2p(0,)2p准线方程2px 2px 2py 2py 范围0 x 0 x 0y 0y 对称性轴x轴x轴y轴y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
9、何性质的特点:有一个顶点,一个焦点,一条准线,一条对称轴,无对称中心,没有渐近线;(3)注意强调的几何意p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高考数学圆锥曲线部分知识点梳理1 1、方程的曲线: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(x
10、0,y0)=0;点 P0(x0,y0)不在曲线 C 上f(x0,y0)0。oFxyloxyFlxyoFl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(x0,y0)是 C1,C2的交点方程组有 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0),(0),(002001yxfyxf没有交点。二、圆:二、圆:1 1、定义:、定义:点集MOM=r,其中定点 O 为圆心,定长 r 为半径.2 2、方程:、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
11、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,圆心为半径是。配方,将方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0 化为(x+)2+(y+)2=)2,2(ED2422FED2D2E44F-ED22当 D2+E2-4F=0 时,方程表示一个点(-,-);2D2E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)
12、-(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 Ax+By+C=0 的距离与半径 r 的大小关系来判定。22BACBbAad三、圆锥曲线的统一定义: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 0e
13、1 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: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,b0)p
14、xy22参数方程为离心角)参数(sincosbyax为离心角)参数(tansecbyaxptyptx222(t 为参数)范围axa,byb|x|a,yRx0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 2bx 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2
15、c (c=22ba)2c (c=22ba)离心率)10(eace)1(eacee=1【备注备注 1】1】双曲线: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.【备注备注 2】2】抛物线:抛物线:(1)抛物线=2px(p0)的焦
16、点坐标是(,0),准线方程 x=-,开口向右;抛物线=-2px(p0)的焦2y2p2p2y点坐标是(-,0),准线方程 x=,开口向左;抛物线=2py(p0)的焦点坐标是(0,),准线方程 y=-2p2p2x2p,开口向上;抛物线=-2py(p0)的焦点坐标是(0,-),准线方程 y=,开口向下.2p2x2p2p(2)抛物线=2px(p0)上的点 M(x0,y0)与焦点 F 的距离;抛物线=-2px(p0)上的点2y20pxMF2yM(x0,y0)与焦点 F 的距离02xpMF(3)设抛物线的标准方程为=2px(p0),则抛物线的焦点到其顶点的距离为,顶点到准线的距离,2y2p2p焦点到准线的
17、距离为 p.(4)已知过抛物线=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),2yB(x2,y2),则弦长=+p 或(为直线 AB 的倾斜角),AB21xx 2sin2pAB 221pyy(叫做焦半径).2,41221pxAFpxxAF五、坐标的变换: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
18、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xOy中的坐标是.设新坐标系的原点 O在原坐标系 xOy 中的坐标是(h,k),则),(yx或叫做平移(或移轴)公式.xxhyykxxhyyk(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+=122()xha22()ykb(c+h,k)x=+hca2x=hy=k+=122()xhb22()yka(h,c+k)y=+kca2x=hy=k-=122()xha22()ykb(c+h,k)x=+kca2x=hy=k双曲线-=122()yka22()xhb
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