圆锥曲线
1.圆锥曲线的两个定义
:
2
(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,F当常数等于
的距离的和等于常数
且此常数2a一定要大于FF2a,12
,
F1F2
时,轨迹是线段F1F
2
,当常数小于
F1F2
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
。若
2a,
且此常数
2a一定要小于
|FF|,定义中的“绝对值”与
12
2a<|F1F2|不可忽视2a=|F1F2|,则轨迹是以
如(1)已知定点
F,F为端点的两条
1
2
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。
A.
F1(3,0),F2(3,0),在满
足下列条件的平面上动点P的轨迹中是椭圆的是
2
22
PF1
2
PF2(x6)
2
4B.PF1y
2
PF2
6C.PF1PF210
D.PF1PF;(2)方程12(答:C)(x6)
2
y8表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)
”,其商即是离心率
(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
e。圆锥曲线的第
。如已知点
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
Q(22,0)及抛物线y
2.圆锥曲线的标准方程
x
2
4
上一动点P(x,y),则y+|PQ|的最小值是_____(答:2)
:
(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
xa
22
yb
2
22
(a1b0)
x
yacosbsin
(参数方程,其中为参数),焦点在
y轴上时
ya
22
xb
22
=1(
2
aby
2
2
。方程Ax0)
ByC表示椭圆的充要条件是什么?(
____(答:
ABC≠0,且A,B,C同号,A≠B)。如(1)已知方程
x3
k2k
1表示椭圆,则
2
2
k的取值范围为
(3,
12
)(
12
;(2)若x,y,2))R,且3x
2
2y
2
6,则x
y
的最大值是____,
xy
的最小值是___(答:
22
22
5,2)
y
ya
22
(2)双曲线:焦点在
x轴上:
xa
yb
=1,焦点在轴上:
xb
22
=1(
a0,b0
2
)。方程
Ax
2
By
2
C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
5,且与椭圆x2
y
2
94
1有公共焦点,则该双曲线的方
程_______(答:
x
2
4
y
2
;(2)设中心在坐标原点O,焦点F1、F2在坐标轴上,离心率e1)
2的双曲线
C过点
P(4,10),
则C的方程为_______(答:
x
2
y
2
6)
(3)抛物线:开口向右时
2
y
2
2px(p0),开口向左时y
2
2px(p0),开口向上时x
2
2py(p0),开口向下时
x2py(p0)。
(首先化成标准方程,然后再判断)
:
3.圆锥曲线焦点位置的判断
2
2
(1)椭圆:由
x
,
y
分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。如已知方程
x
m1
2
y
2
2m
1表示焦点在
y轴上的椭圆,
则m的取值范围是__(答:
2
(y
2
,1)
(1,))
2
3
(2)双曲线:由
x
,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、
是椭圆、双曲线的定形条件;在求解抛物线问题时,
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,
2
首先要判断开口方向;(2)在椭圆中,
4.圆锥曲线的几何性质
:
a最大,a
b
2
c
2
,在双曲线中,
c最大,
c
2
a
2
b
2
。
(1)椭圆(以
xa
22
yb
22
1(ab0)为例):①范围:axa,byb;②焦点:两个焦点(c,0)
2a,短轴长为
;③对称性:
两条对称轴
x0,y0,一个对称中心(
ca
0,0),四个顶点
(a,0),(0,b),其中长轴长为2b;④准线:两条准线
x
a
2
c
105
;⑤离心率:
e
,椭圆
0
e1,e越小,椭圆越圆;e越大,椭圆越扁。
如(1)若椭圆
x
2
y
2
5m
1的离心率
e
,则
25
);(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m的值是__(答:3或3
1时,则椭圆长轴的最小值
为__(答:
22)
x2a
2
(2)双曲线(以
y2b
2
1(a0,b
0)为例):①范围:x
0,0),两个顶点
a或x
a,yR;②焦点:两个焦点(c,0)
;③对称
性:两条对称轴
x0,y0,一个对称中心((a,0)
,其中实轴长为
2a,虚轴长为2b,特别地,当实轴和虚轴的
2
长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为
x
2
y
2
k,k0;④准线:两条准线x
y
ba
a
c
;⑤离心率:
e
ca
,双曲线
e1,
等轴双曲线
e2,e越小,开口越小,e越大,开口越大;⑥两条渐近线:
133
2
2
x。如(1)双曲线的渐近线方程是3x2y0,
则该双曲线的离心率等于______(答:
132
或);(2)双曲线
axby1的离心率为5,则a:b=
(答:4
或
14
);(3)设双曲线
xa
22
yb
22
1(a>0,b>0)中,离心率
e∈[
2,2],
则两条渐近线夹角θ的取值范围是________(答:
[
32
,]);
(3)抛物线(以
y
2
2px(p
y
0)为例):①范围:x0,yR;②焦点:一个焦点(
p2
,0)
,其中
p的几何意义是:焦点到p2
;⑤离心率:
准线的距离;③对称性:一条对称轴
0,没有对称中心,只有一个顶点(
0,0);④准线:一条准线
xe
ca
,
抛物线
e1。如设a0,axa
22
R,则抛物线yyb
22
4ax
2
的焦点坐标为________(答:
(0,
1)
);16a
5、点
P(x0,y0)和椭圆
1(
ab(1)点0)的关系:
P(x0,y0)在椭圆外
xa
2
02
yb
202
(2)点P(x0,y0)1;
在椭圆上
xa
202
yb
202
=1;(3)点
:
P(x0,y0)在椭圆内
xa
2
02
yb
202
1
6.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
渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故线相交,但直线与抛物线相交不一定有
0是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;
2
2
0,当直线与双曲线的
0直线与抛物
0也仅是
k的取值范围是
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
如(1)若直线y=kx+2与双曲线x-y=6的右支有两个不同的交点,则
直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。
_______(答:(-
153
,-1));(2)直线y―kx―1=0与椭圆
x
2
y
2
5
x
2
m
1恒有公共点,则
m的取值范围是_______(答:[1,5)∪(5,
+∞));(3)过双曲线
y
2
100
2
1的右焦点直线交双曲线于
00
A、B两点,若│AB︱=4,则这样的直线有_____条(答:3);
(2)相切:(3)相离:
直线与椭圆相切;直线与椭圆相离;
直线与双曲线相切;直线与双曲线相离;
0
0
直线与抛物线相切;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
xa
22
yb
22
=1外
一点
P(x0,y0)的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:①
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;②与双曲线一支相切的两条切线,共四条;③
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
P如
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;④
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。
(1)过点
(2,4)作直线与抛物线y2
8x只有一个公共点,这样的直线有
43
453
______(答:2);(2)过点(0,2)与双曲线
x
2
y
2
916
1有且仅有
一个公共点的直线的斜率的取值范围为______(答:
,
);(3)过双曲线
x
2
y
2
2
1的右焦点作直线l
2
交双曲线于A、B
两点,若
AB
4,则满足条件的直线
l
有____条(答:3);(4)对于抛物线C:
y
2
4x,我们称满足y0
4x0的点M(x0,y0)在
抛物线的内部,若点
M(x0,y0)在抛物线的内部,则直线
作一直线交抛物线于
l
:
y0y
2(x
(5)过抛x0)与抛物线C的位置关系是_______(答:相离);
物线
y
2
4x的焦点F
2
P、Q两点,若线段PF与FQ的长分别是
p、q,则
1p
1q
_______(答:1);(6)设双
曲线
x
2
y
169
1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
7x2
4y2
P,Q,R,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
28上的点到直线3x2y160的最短距离(答:
81313
);(8)直线
y
ax1与双曲线3x
2
y
2
1交于A、B两点。①当a为何值时,A、B分别在双曲线的两支上?②当
3,3
;②
a为
何值时,以AB为直径的圆过坐标原点?(答:①
7、焦半径(圆锥曲线上的点
a1);
转化到相应准线的距离,
即焦半径
P到焦点F的距离)的计算方法:利用圆锥曲线的第二定义,
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
2
x
2
y
2
2516
1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
y8x,若抛物线上一点到y轴的距离等于
M
7,(2,
5,则它到抛物线的焦点的距离等于
2
2
____;(3)若
该抛物线上的点
M
到焦点的距离是4,则点的坐标为_____(答:
4));(4)点
2
P在椭圆
x
25y9
1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:
2
2
2512
);(5)抛物线
y2x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
xy
43
1内有一点P(1,1),F为右焦点,在椭圆上有一点
M,使
MP2MF
之值最小,则点M的坐标为_______(答:
(
263
;,1))
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
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)
上的一点
P(x0,y0)到两焦点F1,F2
2
的距离分别为
r1,r2,焦点F1PF2的面积为S,则在椭圆
b
2
xa
22
yb
22
1中,
①=
2b
arccos(
r1r2
P
1),且当
r1r2即P为短轴端点时,
最大为
max
=
arccos
22
ca
2
2
;②
Sbtan
2
2
c|y0|,当|y0|b即
为短轴端点时,
Smax的最大
bcot
2
值为bc;对于双曲线
xa
22
yb
1
的焦点三角形有:①
arccos1
2b
2
r1r2
;
②
S
12
r1r2sin
2
。如(1)短轴长为
5,离心率e
y
2
2
的椭圆的两焦点为F1、F2,过F1作直线交椭圆于A、B两点,3a(a
2
则
2
(答:6);(2)设P是等轴双曲线xABF2的周长为________
0)右支上一点,F1、F2是左右焦点,若PF2F1F2
0,
|PF1|=6,则该双曲线的方程为(答:
x
2
y
2
;(3)椭圆4)
x
2
y
2
94
→→
、F,点P为椭圆上的动点,当PF2·PF1
1的焦点为F12
<0时,点P的横坐标的取值范围是(答:
3535
;(4)双曲线的虚轴长为(,))
55
4,离心率e=
62
,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
AF2
与
BF2
等差中项,则
AB
=__________(答:
;82)
(5)已知双曲线的离心率为
2
2
2,F1、F2是左右焦点,P为双曲线上一点,且
F1PF260
,
S
PF1F2
123.求该双曲线的标准方
程(答:
xy
412
;1)
:(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
9、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质
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延长线交准线于
C,则BC平行于x轴,反之,若过
A1,B1,若P为A1B1的中点,则PA⊥PB;(4)若AO的
C点,则A,O,C三点共线。
B点平行于x轴的直线交准线于
A、B,且
10、弦长公式:若直线
ykxb与圆锥曲线相交于两点
x1,x2分别为A、B的横坐标,则
AB
=
1k
2
x1x2
,
若
y1,y2分别为
A、B的纵坐标,则
AB
=
1
1k
2
y1y2
,若弦AB所在直线方程设为
xky则ABb,
=
1k
2
y1y2
。
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
,B(x2,y2)两点,若x1+x2=6,那么|AB|等于_______(答:8)A(x1,y1);(2)
求解。如(1)过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于过抛物线
y
2
2x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ΔABC重心的横坐标为_______(答:3);
22
22
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
xa
yb
1中,以P(x0,y0)为中点
的弦所在直线的斜率k=-
bx0ay0
2
2
;在双曲线
xa
22
yb
2
2
1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率
2
2
k=
bx0ay0
2
2
;在抛物线
y
2
2px(p0)中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率
k=
py0
。如(1)如果椭圆
xy
36
22
9yb
22
1弦被点
A(4,2)平分,那么
这条弦所在的直线方程是(答:
x2y8;(2)已知直线0)
y=-x+1与椭圆
xa
1(ab0)相交于
A、B两点,
且线段AB的中点在直线L:x-2y=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
x
2
y
2
43
1
上有不同的两点关于直线
y4xm对称(答:
213213
,1313
);
特别提醒:因为12.你了解下列结论吗(1)双曲线x
2a(2)以
2
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!
yb
22
1的渐近线方程为
xaxa
2222
ybyb
2222
0;
1共渐近线)的双曲线方程为
xa
2
22
y
ba
x为渐近线(即与双曲线
yb
2
22
(为参数,
≠0)。如与双曲线
x9
2
y16
2
1有共同的渐近线,且过点
(3,23)的双曲线方程为
_______(答:
4x9
y
4
1)
(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为
mx
2ba
2
2
ny
2
1;
b
2
(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为焦准距为
,焦准距(焦点到相应准线的距离)为
c
,抛物线的通径为
2p,
p;
(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;
2
(6)若抛物线
y2px(p
y
2
0)的焦点弦为2px(p
AB,A(x1,y1),B(x2,y2),则①|AB|x1x2p;②x1x2
(2p,0)
p
2
4
,y1y2
p
2
(7)若OA、OB是过抛物线13.动点轨迹方程:
0)顶点
O的两条互相垂直的弦,则直线AB恒经过定点
(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: