x^2/a^2+y^2/b^2=1或y^2/a^2+x^2/b^2=1(橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程)
x^2/a^2-y^2/b^2=1或y^2/a^2-x^2/b^2=1(雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程)
以下是拋物線:
y^2=2px,在x軸正半軸上,焦點(diǎn)為(0,p/2),準(zhǔn)線方程為(x=-p/2)
y^2=-2px,在x軸負(fù)半軸上,焦點(diǎn)為(0,-p/2),準(zhǔn)線方程為(x=p/2)
x^2=2py,在y軸正半軸上,焦點(diǎn)為(p/2,0),準(zhǔn)線方程為(y=p/2)
x^2=-2py,在y軸正負(fù)軸上,焦點(diǎn)為(-p/2,0),準(zhǔn)線方程為(y=-p/2)
解題思路:把直線方程和圓錐曲線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理和一元二次方程的根的判別式和題目要求來做,這就是必須的。
解圓錐曲線問題常用以下方法:
1、定義法
(1)橢圓有兩種定義。第一定義中,r1+r2=2a。第二定義中,r1=ed1 r2=ed2。
(2)雙曲線有兩種定義。第一定義中,,當(dāng)r1>r2時(shí),注意r2的最小值為c-a:第二定義中,r1=ed1,r2=ed2,尤其應(yīng)注意第二定義的應(yīng)用,常常將 半徑與“點(diǎn)到準(zhǔn)線距離”互相轉(zhuǎn)化。
(3)拋物線只有一種定義,而此定義的作用較橢圓、雙曲線更大,很多拋物線問題用定義解決更直接簡(jiǎn)明。
2、韋達(dá)定理法
因直線的方程是一次的,圓錐曲線的方程是二次的,故直線與圓錐曲線的問題常轉(zhuǎn)化為方程組關(guān)系問題,最終轉(zhuǎn)化為一元二次方程問題,故用韋達(dá)定理及判別式是解決圓錐曲線問題的重點(diǎn)方法之一,尤其是弦中點(diǎn)問題,弦長問題,可用韋達(dá)定理直接解決,但應(yīng)注意不要忽視判別式的作用。
3、解析幾何的運(yùn)算中,常設(shè)一些量而并不解解出這些量,利用這些量過渡使問題得以解決,這種方法稱為“設(shè)而不求法”。設(shè)而不求法對(duì)于直線與圓錐曲線相交而產(chǎn)生的弦中點(diǎn)問題,常用“點(diǎn)差法”,即設(shè)弦的兩個(gè)端點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),弦AB中點(diǎn)為M(x0,y0),將點(diǎn)A、B坐標(biāo)代入圓錐曲線方程,作差后,產(chǎn)生弦中點(diǎn)與弦斜率的關(guān)系,這是一種常見的“設(shè)而不求”法,具體有:
(1)與直線相交于A、B,設(shè)弦AB中點(diǎn)為M(x0,y0),則有。
(2)與直線l相交于A、B,設(shè)弦AB中點(diǎn)為M(x0,y0)則有
(3)y2=2px(p>0)與直線l相交于A、B設(shè)弦AB中點(diǎn)為M(x0,y0),則有2y0k=2p,即y0k=p.
圓錐曲線年級(jí):高二 科目:數(shù)學(xué) 時(shí)間:12/12/2009 21:11:36 新 6046469 圓錐曲線中重要的知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一下,還有一些經(jīng)典例題。
Gif 解:同學(xué)你好,老師提供以下資料供你參考,希望對(duì)你有所幫助: 一、圓錐曲線的定義 1. 橢圓:到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和等于定長(定長大于兩個(gè)定點(diǎn)間的距離)的動(dòng)點(diǎn)的軌跡叫做橢圓。即:{P| |PF1|+|PF2|=2a, (2a>|F1F2|)}。
2. 雙曲線:到兩個(gè)定點(diǎn)的距離的差的絕對(duì)值為定值(定值小于兩個(gè)定點(diǎn)的距離)的動(dòng)點(diǎn)軌跡叫做雙曲線。即{P。
PF1|-|PF2||=2a, (2a<|F1F2|)}。
3. 圓錐曲線的統(tǒng)一定義:到定點(diǎn)的距離與到定直線的距離的比e是常數(shù)的點(diǎn)的軌跡叫做圓錐曲線。當(dāng)0<e1時(shí)為雙曲線。
二、圓錐曲線的方程。 1.橢圓:+=1(a>b>0)或+=1(a>b>0)(其中,a2=b2+c2) 2.雙曲線:-=1(a>0, b>0)或-=1(a>0, b>0)(其中,c2=a2+b2) 3.拋物線:y2=±2px(p>0),x2=±2py(p>0) 三、圓錐曲線的性質(zhì) 1.橢圓:+=1(a>b>0) (1)范圍:|x|≤a,|y|≤b (2)頂點(diǎn):(±a,0),(0,±b) (3)焦點(diǎn):(±c,0) (4)離心率:e=∈(0,1) (5)準(zhǔn)線:x=± 2.雙曲線:-=1(a>0, b>0) (1)范圍:|x|≥a, y∈R (2)頂點(diǎn):(±a,0) (3)焦點(diǎn):(±c,0) (4)離心率:e=∈(1,+∞) (5)準(zhǔn)線:x=± (6)漸近線:y=±x 3.拋物線:y2=2px(p>0) (1)范圍:x≥0, y∈R (2)頂點(diǎn):(0,0) (3)焦點(diǎn):(,0) (4)離心率:e=1 (5)準(zhǔn)線:x=- 四、例題選講: 例1.橢圓短軸長為2,長軸是短軸的2倍,則橢圓中心到準(zhǔn)線的距離是__________。
解:由題:2b=2,b=1,a=2,c==,則橢圓中心到準(zhǔn)線的距離:==。 注意:橢圓本身的性質(zhì)(如焦距,中心到準(zhǔn)線的距離,焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離等等)不受橢圓的位置的影響。
例2.橢圓+=1的離心率e=,則m=___________。 解:(1)橢圓的焦點(diǎn)在x軸上,a2=m,b2=4,c2=m-4,e2===m=8。
(2)橢圓的焦點(diǎn)在y軸上,a2=4,b2=m,c2=4-m,e2===m=2。 注意:橢圓方程的標(biāo)準(zhǔn)形式有兩個(gè),在沒有確定的情況下,兩種情況都要考慮,切不可憑主觀丟掉一解。
例3.如圖:橢圓+=1(a>b>0),F1為左焦點(diǎn),A、B是兩個(gè)頂點(diǎn),P為橢圓上一點(diǎn),PF1⊥x軸,且PO//AB,求橢圓的離心率e。 解:設(shè)橢圓的右焦點(diǎn)為F2,由第一定義:|PF1|+|PF2|=2a, ∵ PF1⊥x軸,∴ |PF1|2+|F1F2|2=|PF2|2, 即(|PF2|+|PF1|)(|PF2|-|PF1|)=4c2, ∴ |PF1|=。
∵ PO//AB,∴ ΔPF1O∽ΔBOA, ∴ = c=ba=c, ∴ e==。 又解,∵ PF1⊥x軸,∴ 設(shè)P(-c, y)。
由第二定義:=e|PF1|=e(x0+)=(-c+)=, 由上解中ΔPF1O∽ΔBOA,得到b=ce=。 例4.已知F1,F2為橢圓+=1的焦點(diǎn),P為橢圓上一點(diǎn),且∠F1PF2=,求ΔF1PF2的面積。
分析:要求三角形的面積,可以直接利用三角形的面積公式,注意到橢圓中一些量之間的關(guān)系,我們選用面積公式S=absinC。 解法一:SΔ=|PF1|·|PF2|·sin |PF1|+|PF2|=2a=20, 4*36=4c2=|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos, 即(|PF1|+|PF2|)2-3|PF1||PF2|=4*36, |PF1|·|PF2|= ∴ SΔ=**=。
解法二:SΔ=|F1F2|·|yP|=*12*yP=6|yP|, 由第二定義:=e|PF1|=a+exP=10+xP, 由第一定義:|PF2|=2a-|PF1|=10-xP, 4c2=|F1F2|2=(10+xP)2+(10-xP)2-2(10+xP)(10-xP)cos, 144=100+=, =64(1-)=64*, SΔ=6|yP|=6*=。 注意:兩個(gè)定義聯(lián)合運(yùn)用解決問題。
從三角形面積公式均可得到結(jié)果。初學(xué)時(shí)最好兩種辦法都試試。
例5.橢圓+=1 的焦點(diǎn)為F1和F2,點(diǎn)P在橢圓上,若線段PF1的中點(diǎn)在y軸上,求:|PF1|,|PF2|。 分析:先要根據(jù)題意畫出圖形,然后根據(jù)已知量,將關(guān)于|PF1|,|PF2|的表達(dá)式寫出來,再求解。
解:如圖,∵O為F1F2中點(diǎn),PF1中點(diǎn)在y軸上,∴PF2//y軸,∴PF2⊥x軸, 由第一定義:|PF1|+|PF2|=2a=4, |PF1|2-|PF2|2=|F1F2|2, (|PF1|-|PF2|)(|PF1|+|PF2|)=4*9=36, 。 例6.橢圓:+=1內(nèi)一點(diǎn)A(2,2),F1,F2為焦點(diǎn),P為橢圓上一點(diǎn),求|PA|+|PF1|的最值。
解:|PA|+|PF1|=|PA|+2a-|PF2|=10+|PA|-|PF2|≤|AF2|+10=2+10, |PA|+|PF1|=|PA|+10-|PF2|=10-(|PF2|-|PA|)≥10-|AF2|=10-2。 注意:利用幾何圖形的性質(zhì):三角形兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊。
例7.已知:P為雙曲線-=1(a>0, b>0)上一點(diǎn),F(xiàn)1,F2為焦點(diǎn),A1,A2為其頂點(diǎn)。求證:以PF1為直徑的圓與以A1,A2為直徑的圓相切。
證明:不妨設(shè)P在雙曲線的右支上,設(shè)PF1中點(diǎn)為O', A1A2中點(diǎn)為O, |OO'|=|PF2|,圓O半徑為|A1A2|,圓O'半徑為|PF1| 由雙曲線定義:|PF1|-|PF2|=|A1A2| |PF1|-|A1A2|=|PF2|=|OO'| ∴ 兩個(gè)圓相內(nèi)切。 注意:可以自己證出P在左支時(shí),兩圓相外切。
例8.已知:過拋物線y2=2px(p>0)焦點(diǎn)F的直線與拋物線交于P,Q兩點(diǎn)。求證:以線段PQ為直徑的圓與準(zhǔn)線相切。
證明:由定義知,如圖:|PP'|=|PF|, |QQ'|=|QF| |PQ|=|PP'|+|QQ'|,|PQ|=(|PP'|+|QQ'|), 故圓心到準(zhǔn)線的距離等于圓的半徑,即圓和準(zhǔn)線相切。
解析幾何的基本問題之一:如何求曲線(點(diǎn)的軌跡)方程。
它一般分為兩類基本題型:一是已知軌跡類型求其方程,常用待定系數(shù)法,如求直線及圓的方程就是典型例題;二是未知軌跡類型,此時(shí)除了用代入法、交軌法、參數(shù)法等求軌跡的方法外,通常設(shè)法利用已知軌跡的定義解題,化歸為求已知軌跡類型的軌跡方程。因此在求動(dòng)點(diǎn)軌跡方程的過程中,一是尋找與動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)有關(guān)的方程(等量關(guān)系),側(cè)重于數(shù)的運(yùn)算,一是尋找與動(dòng)點(diǎn)有關(guān)的幾何條件,側(cè)重于形,重視圖形幾何性質(zhì)的運(yùn)用。
在基本軌跡中,除了直線、圓外,還有三種圓錐曲線:橢圓、雙曲線、拋物線。1、三種圓錐曲線的研究 (1)統(tǒng)一定義,三種圓錐曲線均可看成是這樣的點(diǎn)集: ,其中F為定點(diǎn),d為P到定直線的l距離,F(xiàn) l,如圖。
因?yàn)槿哂薪y(tǒng)一定義,所以,它們的一些性質(zhì),研究它們的一些方法都具有規(guī)律性。當(dāng)0<e1時(shí),點(diǎn)P軌跡是雙曲線;當(dāng)e=1時(shí),點(diǎn)P軌跡是拋物線。
(2)橢圓及雙曲線幾何定義:橢圓:{P||PF1|+|PF2|=2a,2a>|F1F2|>0,F1、F2為定點(diǎn)},雙曲線{P。
PF1|-|PF2||=2a,|F1F2|>2a>0,F1,F2為定點(diǎn)}。
(3)圓錐曲線的幾何性質(zhì):幾何性質(zhì)是圓錐曲線內(nèi)在的,固有的性質(zhì),不因?yàn)槲恢玫母淖兌淖儭"俣ㄐ裕航裹c(diǎn)在與準(zhǔn)線垂直的對(duì)稱軸上 橢圓及雙曲線中:中心為兩焦點(diǎn)中點(diǎn),兩準(zhǔn)線關(guān)于中心對(duì)稱;橢圓及雙曲線關(guān)于長軸、短軸或?qū)嵼S、虛軸成軸對(duì)稱,關(guān)于中心成中心對(duì)稱。
②定量:橢 圓 雙 曲 線 拋 物 線 焦 距2c 長軸長2a —— 實(shí)軸長 ——2a 短軸長2b 焦點(diǎn)到對(duì)應(yīng) 準(zhǔn)線距離 P=2 p 通徑長2· 2p 離心率1 基本量關(guān)系 a2=b2+c2 C2=a2+b2 (4)圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及解析量(隨坐標(biāo)改變而變) 舉焦點(diǎn)在x軸上的方程如下:橢 圓 雙 曲 線 拋 物 線 標(biāo)準(zhǔn)方程 (a>b>0) (a>0,b>0) y2=2px(p>0) 頂 點(diǎn) (±a,0) (0,±b) (±a,0) (0,0) 焦 點(diǎn) (±c,0) ( ,0) 準(zhǔn) 線 X=± x= 中 心 (0,0) 有界性 |x|≤a |y|≤b |x|≥a x≥0 焦半徑 P(x0,y0)為圓錐曲線上一點(diǎn),F(xiàn)1、F2分別為左、右焦點(diǎn) |PF1|=a+ex0 |PF2|=a-ex0 P在右支時(shí): |PF1|=a+ex0 |PF2|=-a+ex0 P在左支時(shí): |PF1|=-a-ex0 |PF2|=a-ex0 |PF|=x0+ 總之研究圓錐曲線,一要重視定義,這是學(xué)好圓錐曲線最重要的思想方法,二要數(shù)形結(jié)合,既熟練掌握方程組理論,又關(guān)注圖形的幾何性質(zhì),以簡(jiǎn)化運(yùn)算。2、直線和圓錐曲線位置關(guān)系 (1)位置關(guān)系判斷:△法(△適用對(duì)象是二次方程,二次項(xiàng)系數(shù)不為0)。
其中直線和曲線只有一個(gè)公共點(diǎn),包括直線和雙曲線相切及直線與雙曲線漸近線平行兩種情形;后一種情形下,消元后關(guān)于x或y方程的二次項(xiàng)系數(shù)為0。直線和拋物線只有一個(gè)公共點(diǎn)包括直線和拋物線相切及直線與拋物線對(duì)稱軸平行等兩種情況;后一種情形下,消元后關(guān)于x或y方程的二次項(xiàng)系數(shù)為0。
(2)直線和圓錐曲線相交時(shí),交點(diǎn)坐標(biāo)就是方程組的解。 當(dāng)涉及到弦的中點(diǎn)時(shí),通常有兩種處理方法:一是韋達(dá)定理;二是點(diǎn)差法。
4、圓錐曲線中參數(shù)取值范圍問題通常從兩個(gè)途徑思考,一是建立函數(shù),用求值域的方法求范圍;二是建立不等式,通過解不等式求范圍。
難點(diǎn)25 圓錐曲線綜合題 圓錐曲線的綜合問題包括:解析法的應(yīng)用,與圓錐曲線有關(guān)的定值問題、最值問題、參數(shù)問題、應(yīng)用題和探索性問題,圓錐曲線知識(shí)的縱向聯(lián)系,圓錐曲線知識(shí)和三角、復(fù)數(shù)等代數(shù)知識(shí)的橫向聯(lián)系,解答這部分試題,需要較強(qiáng)的代數(shù)運(yùn)算能力和圖形認(rèn)識(shí)能力,要能準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)與形的語言轉(zhuǎn)換和運(yùn)算,推理轉(zhuǎn)換,并在運(yùn)算過程中注意思維的嚴(yán)密性,以保證結(jié)果的完整. ●難點(diǎn)磁場(chǎng) (★★★★)若橢圓 =1(a>b>0)與直線l:x+y=1在第一象限內(nèi)有兩個(gè)不同的交點(diǎn),求a、b所滿足的條件,并畫出點(diǎn)P(a,b)的存在區(qū)域. ●案例探究 〔例1〕已知圓k過定點(diǎn)A(a,0)(a>0),圓心k在拋物線C:y2=2ax上運(yùn)動(dòng),MN為圓k在y軸上截得的弦. (1)試問MN的長是否隨圓心k的運(yùn)動(dòng)而變化? (2)當(dāng)|OA|是|OM|與|ON|的等差中項(xiàng)時(shí),拋物線C的準(zhǔn)線與圓k有怎樣的位置關(guān)系? 命題意圖:本題考查圓錐曲線科內(nèi)綜合的知識(shí)及學(xué)生綜合、靈活處理問題的能力,屬 ★★★★★級(jí)題目. 知識(shí)依托:弦長公式,韋達(dá)定理,等差中項(xiàng),絕對(duì)值不等式,一元二次不等式等知識(shí). 錯(cuò)解分析:在判斷d與R的關(guān)系時(shí),x0的范圍是學(xué)生容易忽略的. 技巧與方法:對(duì)第(2)問,需將目標(biāo)轉(zhuǎn)化為判斷d=x0+ 與R= 的大小. 解:(1)設(shè)圓心k(x0,y0),且y02=2ax0, 圓k的半徑R=|AK|= ∴|MN|=2 =2a(定值) ∴弦MN的長不隨圓心k的運(yùn)動(dòng)而變化. (2)設(shè)M(0,y1)、N(0,y2)在圓k:(x-x0)2+(y-y0)2=x02+a2中, 令x=0,得y2-2y0y+y02-a2=0 ∴y1y2=y02-a2 ∵|OA|是|OM|與|ON|的等差中項(xiàng). ∴|OM|+|ON|=|y1|+|y2|=2|OA|=2a. 又|MN|=|y1-y2|=2a ∴|y1|+|y2|=|y1-y2| ∴y1y2≤0,因此y02-a2≤0,即2ax0-a2≤0. ∴0≤x0≤ . 圓心k到拋物線準(zhǔn)線距離d=x0+ ≤a,而圓k半徑R= ≥a. 且上兩式不能同時(shí)取等號(hào),故圓k必與準(zhǔn)線相交. 〔例2〕如圖,已知橢圓 =1(2≤m≤5),過其左焦點(diǎn)且斜率為1的直線與橢圓及其準(zhǔn)線的交點(diǎn)從左到右的順序?yàn)锳、B、C、D,設(shè)f(m)=||AB|-|CD|| (1)求f(m)的解析式; (2)求f(m)的最值. 命題意圖:本題主要考查利用解析幾何的知識(shí)建立函數(shù)關(guān)系式,并求其最值,體現(xiàn)了圓錐曲線與代數(shù)間的科間綜合.屬★★★★★級(jí)題目. 知識(shí)依托:直線與圓錐曲線的交點(diǎn),韋達(dá)定理,根的判別式,利用單調(diào)性求函數(shù)的最值. 錯(cuò)解分析:在第(1)問中,要注意驗(yàn)證當(dāng)2≤m≤5時(shí),直線與橢圓恒有交點(diǎn). 技巧與方法:第(1)問中,若注意到xA,xD為一對(duì)相反數(shù),則可迅速將||AB|-|CD||化簡(jiǎn).第(2)問,利用函數(shù)的單調(diào)性求最值是常用方法. 解:(1)設(shè)橢圓的半長軸、半短軸及半焦距依次為a、b、c,則a2=m,b2=m-1,c2=a2-b2=1 ∴橢圓的焦點(diǎn)為F1(-1,0),F2(1,0). 故直線的方程為y=x+1,又橢圓的準(zhǔn)線方程為x=± ,即x=±m(xù). ∴A(-m,-m+1),D(m,m+1) 考慮方程組 ,消去y得:(m-1)x2+m(x+1)2=m(m-1) 整理得:(2m-1)x2+2mx+2m-m2=0 Δ=4m2-4(2m-1)(2m-m2)=8m(m-1)2 ∵2≤m≤5,∴Δ>0恒成立,xB+xC= . 又∵A、B、C、D都在直線y=x+1上 ∴|AB|=|xB-xA|= =(xB-xA). ,|CD|= (xD-xC) ∴||AB|-|CD||= |xB-xA+xD-xC|= |(xB+xC)-(xA+xD)| 又∵xA=-m,xD=m,∴xA+xD=0 ∴||AB|-|CD||=|xB+xC|. =| |. = (2≤m≤5) 故f(m)= ,m∈〔2,5〕. (2)由f(m)= ,可知f(m)= 又2- ≤2- ≤2- ∴f(m)∈〔 〕 故f(m)的最大值為 ,此時(shí)m=2;f(m)的最小值為 ,此時(shí)m=5. 〔例3〕艦A在艦B的正東6千米處,艦C在艦B的北偏西30°且與B相距4千米,它們準(zhǔn)備捕海洋動(dòng)物,某時(shí)刻A發(fā)現(xiàn)動(dòng)物信號(hào),4秒后B、C同時(shí)發(fā)現(xiàn)這種信號(hào),A發(fā)射麻醉炮彈.設(shè)艦與動(dòng)物均為靜止的,動(dòng)物信號(hào)的傳播速度為1千米/秒,炮彈的速度是 千米/秒,其中g(shù)為重力加速度,若不計(jì)空氣阻力與艦高,問艦A發(fā)射炮彈的方位角和仰角應(yīng)是多少? 命題意圖:考查圓錐曲線在實(shí)際問題中的應(yīng)用,及將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題的能力,屬★★★★★級(jí)題目. 知識(shí)依托:線段垂直平分線的性質(zhì),雙曲線的定義,兩點(diǎn)間的距離公式,斜拋運(yùn)動(dòng)的曲線方程. 錯(cuò)解分析:答好本題,除要準(zhǔn)確地把握好點(diǎn)P的位置(既在線段BC的垂直平分線上,又在以A、B為焦點(diǎn)的拋物線上),還應(yīng)對(duì)方位角的概念掌握清楚. 技巧與方法:通過建立恰當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成解析幾何問題來求解.對(duì)空間物體的定位,一般可利用聲音傳播的時(shí)間差來建立方程. 解:取AB所在直線為x軸,以AB的中點(diǎn)為原點(diǎn),建立如圖所示的直角坐標(biāo)系.由題意可知,A、B、C艦的坐標(biāo)為(3,0)、(-3,0)、(-5,2 ). 由于B、C同時(shí)發(fā)現(xiàn)動(dòng)物信號(hào),記動(dòng)物所在位置為P,則|PB|=|PC|.于是P在線段BC的中垂線上,易求得其方程為 x-3y+7 =0. 又由A、B兩艦發(fā)現(xiàn)動(dòng)物信號(hào)的時(shí)間差為4秒,知|PB|-|PA|=4,故知P在雙曲線 =1的右支上. 直線與雙曲線的交點(diǎn)為(8,5 ),此即為動(dòng)物P的位置,利用兩點(diǎn)間距離公式,可得|PA|=10. 據(jù)已知兩點(diǎn)的斜率公式,得kPA= ,所以直線PA的傾斜角為60°,于是艦A發(fā)射炮彈的方位角應(yīng)是北偏東30°. 設(shè)發(fā)射炮彈的仰角是θ,初速度v0= ,則 , ∴sin2θ= ,∴仰角θ=30°. ●錦囊妙計(jì) 解決圓錐曲線綜合題,關(guān)鍵是熟練掌握每一種圓錐曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、圖形與幾何性質(zhì),注意挖掘知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系及其規(guī)律,通過對(duì)知識(shí)的重新組合,以達(dá)到鞏固知識(shí)、提高能力的目的. (1)對(duì)于求曲線方程中參數(shù)的取。
圓錐曲線包括橢圓,雙曲線,拋物線。
其統(tǒng)一定義:到定點(diǎn)的距離與到定直線的距離的比e是常數(shù)的點(diǎn)的軌跡叫做圓錐曲線。當(dāng)01時(shí)為雙曲線。
一、圓錐曲線的方程和性質(zhì):1)橢圓 文字語言定義:平面內(nèi)一個(gè)動(dòng)點(diǎn)到一個(gè)定點(diǎn)與一條定直線的距離之比是一個(gè)小于1的正常數(shù)e。定點(diǎn)是橢圓的焦點(diǎn),定直線是橢圓的準(zhǔn)線,常數(shù)e是橢圓的離心率。
標(biāo)準(zhǔn)方程: 1.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上的橢圓標(biāo)準(zhǔn)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.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上的橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程:(x^2/b^2)+(y^2/a^2)=1 其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2. 參數(shù)方程: X=acosθ Y=bsinθ (θ為參數(shù) ,設(shè)橫坐標(biāo)為acosθ,是由于圓錐曲線的考慮,橢圓伸縮變換后可為圓 此時(shí)c=0,圓的acosθ=r)2)雙曲線 文字語言定義:平面內(nèi)一個(gè)動(dòng)點(diǎn)到一個(gè)定點(diǎn)與一條定直線的距離之比是一個(gè)大于1的常數(shù)e。定點(diǎn)是雙曲線的焦點(diǎn),定直線是雙曲線的準(zhǔn)線,常數(shù)e是雙曲線的離心率。
標(biāo)準(zhǔn)方程: 1.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程:(x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1 其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2. 2.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程:(y^2/a^2)-(x^2/b^2)=1. 其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2. 參數(shù)方程: x=asecθ y=btanθ (θ為參數(shù) ) 3)拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程: 1.頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上開口向右的拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程:y^2=2px 其中 p>02.頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上開口向左的拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程:y^2=-2px 其中 p>03.頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上開口向上的拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程:x^2=2py 其中 p>0 4.頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上開口向下的拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程:x^2=-2py 其中 p>0 參數(shù)方程 x=2pt^2 y=2pt (t為參數(shù)) t=1/tanθ(tanθ為曲線上點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)確定直線的斜率)特別地,t可等于0 直角坐標(biāo) y=ax^2+bx+c (開口方向?yàn)閥軸, a0 ) x=ay^2+by+c (開口方向?yàn)閤軸, a0 ) 圓錐曲線(二次非圓曲線)的統(tǒng)一極坐標(biāo)方程為 ρ=ep/(1-e*cosθ) 其中e表示離心率,p為焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離。 二、焦半徑圓錐曲線上任意一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離稱為焦半徑。
圓錐曲線左右焦點(diǎn)為F1、F2,其上任意一點(diǎn)為P(x,y),則焦半徑為: 橢圓 |PF1|=a+ex |PF2|=a-ex 雙曲線 P在左支,|PF1|=-a-ex |PF2|=a-ex P在右支,|PF1|=a+ex |PF2|=-a+ex P在下支,|PF1|= -a-ey |PF2|=a-ey P在上支,|PF1|= a+ey |PF2|=-a+ey 拋物線 |PF|=x+p/2 三、圓錐曲線的切線方程 圓錐曲線上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線方程以x0x代替x^2,以y0y代替y^2;以(x0+x)/2代替x,以(y0+y)/2代替y 即橢圓:x0x/a^2+y0y/b^2=1;雙曲線:x0x/a^2-y0y/b^2=1;拋物線:y0y=p(x0+x)四、焦準(zhǔn)距圓錐曲線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離p叫圓錐曲線的焦準(zhǔn)距,或焦參數(shù)。 橢圓的焦準(zhǔn)距:p=(b^2)/c 雙曲線的焦準(zhǔn)距:p=(b^2)/c 拋物線的準(zhǔn)焦距:p五、通徑圓錐曲線中,過焦點(diǎn)并垂直于軸的弦成為通徑。
橢圓的通徑:(2b^2)/a 雙曲線的通徑:(2b^2)/a 拋物線的通徑:2p六、圓錐曲線的性質(zhì)對(duì)比見下圖:七、圓錐曲線的中點(diǎn)弦問題 已知圓錐曲線內(nèi)一點(diǎn)為圓錐曲線的一弦中點(diǎn),求該弦的方程 ⒈聯(lián)立方程法。 用點(diǎn)斜式設(shè)出該弦的方程(斜率不存在的情況需要另外考慮),與圓錐曲線方程聯(lián)立求得關(guān)于x的一元二次方程和關(guān)于y的一元二次方程,由韋達(dá)定理得到兩根之和的表達(dá)式,在由中點(diǎn)坐標(biāo)公式的兩根之和的具體數(shù)值,求出該弦的方程。
2.點(diǎn)差法,或稱代點(diǎn)相減法。 設(shè)出弦的兩端點(diǎn)坐標(biāo)(x1,y1)和(x2,y2),代入圓錐曲線的方程,將得到的兩個(gè)方程相減,運(yùn)用平方差公式得[(x1+x2)·(x1-x2)]/(a^2)+[(y1+y2)·(y1-y2)/(b^2]=0 由斜率為(y1-y2)/(x1-x2)可以得到斜率的取值。
(使用時(shí)注意判別式的問題)。
橢圓 一、知識(shí)表格 項(xiàng)目 內(nèi)容 第一定義 平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和等于常數(shù)(大于)的點(diǎn)的軌跡叫橢圓。
第二定義 平面內(nèi)到定點(diǎn)與到定直線的距離之比為常數(shù)的點(diǎn)的軌跡叫橢圓。 圖形 標(biāo)準(zhǔn)方程 幾 何 性 質(zhì) 范圍 頂點(diǎn)與長短軸的長 焦點(diǎn)焦距 準(zhǔn)線方程 焦半徑 左 下 焦準(zhǔn)距 離心率 (越小,橢圓越近似于圓) 準(zhǔn)線間距 對(duì)稱性 橢圓都是關(guān)于軸成軸對(duì)稱,關(guān)于原點(diǎn)成中心對(duì)稱 通徑 焦點(diǎn)三角形 橢圓上一點(diǎn)與橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)組成的三角形,其周長為,解題中常用余弦定理和勾股定理來進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算 焦點(diǎn)弦三角形 橢圓的一焦點(diǎn)與過另一焦點(diǎn)的弦組成的三角形,其周長為。
參數(shù)方程 為參數(shù)) 為參數(shù)) 注意: 1、橢圓按向量平移后的方程為:或,平移不改變點(diǎn)與點(diǎn)之間的相對(duì)位置關(guān)系(即橢圓的焦準(zhǔn)距等距離不變)和離心率。 2、弦長公式: 已知直線:與曲線交于兩點(diǎn),則 或 3、中點(diǎn)弦問題的方法:①方程組法,②代點(diǎn)作差法。
兩種方法總體都體現(xiàn)高而不求的數(shù)學(xué)思想。 雙曲線 項(xiàng)目 內(nèi)容 第一定義 平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)的距離之差等于常數(shù)(小于)的點(diǎn)的軌跡叫雙曲線。
第二定義 平面內(nèi)到定點(diǎn)與到定直線的距離之比為常數(shù)的點(diǎn)的軌跡叫雙曲線。 圖形 標(biāo)準(zhǔn)方程 幾 何 性 質(zhì) 范圍 頂點(diǎn)與實(shí)虛軸的長 焦點(diǎn)焦距 準(zhǔn)線方程 焦半徑 當(dāng)在右支上時(shí) 左 當(dāng)在左支上時(shí) 左 當(dāng)在上支上時(shí) 下 當(dāng)在下支上時(shí) 下 漸近線方程 焦準(zhǔn)距 離心率 (越小,雙曲線開口越?。?,等軸雙曲線的 準(zhǔn)線間距 對(duì)稱性 雙曲線都是關(guān)于軸成軸對(duì)稱,關(guān)于原點(diǎn)成中心對(duì)稱 通徑 焦點(diǎn)三角形 雙曲線上一點(diǎn)與雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn)組成的三角形,解題中常用余弦定理和勾股定理來進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算 焦點(diǎn)弦三角形 雙曲線的一焦點(diǎn)與過另一焦點(diǎn)的弦組成的三角形。
參數(shù)方程 為參數(shù)) 為參數(shù)) 項(xiàng)目 內(nèi)容 定義 平面內(nèi)到定點(diǎn)的距離等于到定直線距離的點(diǎn)的軌跡叫拋物線。 圖形 標(biāo)準(zhǔn)方程 幾 何 性 質(zhì) 范圍 開口方向 向右 向左 向上 向下 焦準(zhǔn)距 頂點(diǎn)坐標(biāo) 坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0) 焦點(diǎn)坐標(biāo) 準(zhǔn)線方程 對(duì)稱軸 軸 軸 軸 軸 離心率 通徑長 焦半徑 拋物線 一、焦點(diǎn)弦的結(jié)論:(針對(duì)拋物線:其中),為過焦點(diǎn)的弦,則 1、焦點(diǎn)弦長公式: 2、通徑是焦點(diǎn)弦中最短的弦其長為 3、,, 4、以焦點(diǎn)弦為直徑的圓與拋物線的準(zhǔn)線相切 5、已知、在準(zhǔn)線上的射影分別為、,則三點(diǎn)、、共線,同時(shí) 、、三點(diǎn)也共線 6、已知、在準(zhǔn)線上的射影分別為、,則 7、 二、頂點(diǎn)直角三角形:直角頂點(diǎn)在拋物線頂點(diǎn)的三角形與其對(duì)稱軸交于一個(gè)定點(diǎn) ,反之,過定點(diǎn)的弦所對(duì)的頂點(diǎn)角為直角。
三、從拋物線的焦點(diǎn)出發(fā)的光線經(jīng)拋物線反射后與拋物線的對(duì)稱軸平行。 橢圓基礎(chǔ)練習(xí)題 橢圓(一) 1.橢圓上一點(diǎn)P到一個(gè)焦點(diǎn)的距離為5,則P到另一個(gè)焦點(diǎn)的距離為( ) A.5 B.6 C.4 D.10 2.橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo)是( ) A.(±5,0) B.(0,±5) C.(0,±12) D.(±12,0) 3.已知橢圓的方程為,焦點(diǎn)在x軸上,則其焦距為( ) A.2 B.2 C.2 D. 4.,焦點(diǎn)在y軸上的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是 .5.方程表示橢圓,則α的取值范圍是( ) A. B. C.∈Z) D. ∈Z) 橢圓(二) 1.設(shè)F1、F2為定點(diǎn),|F1F2|=6,動(dòng)點(diǎn)M滿足|MF1|+|MF2|=6,則動(dòng)點(diǎn)M的軌跡是 ( ) A.橢圓 B.直線 C.圓 D.線段 2.橢圓的左右焦點(diǎn)為F1、F2,一直線過F1交橢圓于A、B兩點(diǎn),則△ABF2的周長為 ( ) A.32 B.16 C.8 D.4 3.設(shè)α∈(0,),方程表示焦點(diǎn)在x軸上的橢圓,則α∈ () A.(0, B.(,) C.(0,) D.〔,) 4.如果方程x2+ky2=2表示焦點(diǎn)在y軸上的橢圓,則k的取值范圍是______. 5.方程表示焦點(diǎn)在y軸上的橢圓,則m的取值范圍是______. 6.在△ABC中,BC=24,AC、AB的兩條中線之和為39,求△ABC的重心軌跡方程. 橢圓(三) 1.選擇題 (1)已知橢圓上一點(diǎn)P到橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)的距離為3,則P到另一個(gè)焦點(diǎn)的距離是 ( )A.2 B.3 C.5 D.7 (2)已知橢圓方程為,那么它的焦距是 ( ) A.6 B.3 C.3 D. (3)如果方程x2+ky2=2表示焦點(diǎn)在y軸上的橢圓,那么實(shí)數(shù)k的取值范圍是 ( ) A.(0,+∞) B.(0,2) C.(1,+∞) D.(0,1) (4)已知橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)坐標(biāo)是F1(-2,0),F2(2,0),并且經(jīng)過點(diǎn)P(),則橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程是______. (5)過點(diǎn)A(-1,-2)且與橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)相同的橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程是______. (6)過點(diǎn)P(,-2),Q(-2,1)兩點(diǎn)的橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程是______. 橢圓(四) 1.設(shè)0≤α A.(, ) B.(, ) C.(,) D.(,π) 2.方程(a>b>0,k>0且k≠1),與方程(a>b>0)表示的橢圓 ( ) A.有等長的短軸、長軸 B.有共同的焦點(diǎn) C.有公共的準(zhǔn)線 D.有相同的離心率 3.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,焦距等于6,離心率等于,則此橢圓的方程是( ) A. B. C. D. 4.若方程表示焦點(diǎn)在y軸上的橢圓,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是( ) A.-16。
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