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(x0,y0)是C1,C2的交点?{
f1(x0,y0)?0f2(x0,y0)?0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:①当D2+E2-4F>0时,一元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程,圆心为(?,?)半径是化为(x+
2D2E)+(y+)2=D22D2E2D2?E2?4F2。配方,将方程x2+y2+Dx+Ey+F=0
?E2-4F4
DE,-); 22②当D2+E2-4F=0时,方程表示一个点(-
③当D2+E2-4F<0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|=(x0-a)2?(y0-b)2。
(4)直线和圆的位置关系:①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。
②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d?Aa?Bb?CA?B22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>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。当0<e<1时,轨迹为椭圆;当e=1时,轨迹为抛物线;当e>1时,轨迹为双曲线。 四、椭圆、双曲线、抛物线: 椭圆 双曲线 抛物线 1.到两定点F1,F2的1.到两定点F1,F2的距距离之和为定值2a(2a>|F1F2|)的点定义 的轨迹 2.与定点和直线的离之差的绝对值为定值2a(0<2a<|F1F2|)的点的与定点和直线的距离轨迹 相等的点的轨迹. 2.与定点和直线的距距离之比为定值e的离之比为定值e的点的点的轨迹.(0
⑶等轴双曲线:双曲线x2?y2??a2称为等轴双曲线,其渐近线方程为y??x,离心率e?2.
⑷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
x2y2x2y2双曲线的共轭双曲线.2?2??与2?2???互为共轭双曲线,它们具有共同的
abab渐近线:
x2a2?y2b2?0.
⑸共渐近线的双曲线系方程:
x2a2?y2b2??(??0)的渐近线方程为
x2a2?y2b2?0如果双曲
x2y2xy线的渐近线为??0时,它的双曲线方程可设为2?2??(??0).
abab【备注2】抛物线:
(1)抛物线y2=2px(p>0)的焦点坐标是(,0),准线方程x=- ,开口向右;抛物线y2=-2px(p>0)的焦点坐标是(-,0),准线方程x=,开口向左;抛物线x2=2py(p>0)的焦点坐标是(0,),准线方程y=- ,开口向上; 抛物线x2=-2py(p>0)的焦点坐标是(0,-),准线方程y=,开口向下. (2)抛物线y2=2px(p>0)上的点M(x0,y0)与焦点F的距离MF?x0?;抛物线
y2=-2px(p>0)上的点M(x0,y0)与焦点F的距离MF?p2p2p2p2p2p2p2p2p2p?x0 2(3)设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0),则抛物线的焦点到其顶点的距离为
pp,顶点到准线的距离,焦点到准线的距离为p. 22(4)已知过抛物线y2=2px(p>0)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=x1?x2+p或AB?22p(α为sin2?p2p直线AB的倾斜角),y1y2??p,x1x2?,AF?x1?(AF叫做焦半径).
42五、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 ′O′y′中的坐标是(x',y').设新坐标系的原点O′在原坐标系xOy中的坐标是(h,k),则 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 (x-h)2(y-k)2+2=1 2abx?x'?hy?y'?k或
x'?x?hy'?y?k
焦 点 (±c+h,k) 焦 线 a2x=±+h ca2y=±+k ca2x=±+k ca2y=±+k c对称轴 x=h y=k x=h y=k x=h y=k x=h y=k 椭圆 (x-h)2(y-k)2+2 =1 b2a(x-h)2(y-k)2-2=1 2ab(h,±c+k) (±c+h,k) 双曲线 (y-k)2(x-h)2-2=1 a2b(h,±c+h) (y-k)2=2p(x-h) (y-k)2=-2p(x-h) 抛物线 (x-h)=2p(y-k) (x-h)2=-2p(y-k) 六、椭圆的常用结论: 2(+h,k) (-+h,k) (h, +k) p2p2p2p2x=-+h x=+h y=-+k p2p2p2p2y=k y=k x=h (h,- +k) y=+k x=h 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.
xxyyx2y25. 若P0(x0,y0)在椭圆2?2?1上,则过P0的椭圆的切线方程是02?02?1.
ababx2y26. 若P0(x0,y0)在椭圆2?2?1外,则过P0作椭圆的两条切线切点为P1、P2,则
ab切点弦P1P2的直线方程是
x0xy0y?2?1. 2abx2y27. 椭圆2?2?1 (a>b>0)的左右焦点分别为F1,F 2,点P为椭圆上任意一
ab点?F1PF2??,则椭圆的焦点角形的面积为S?FPF?b2tan.
12?2x2y28. 椭圆2?2?1(a>b>0)的焦半径公式
ab|MF1|?a?ex0,|MF2|?a?ex0(F1(?c,0) ,F2(c,0)M(x0,y0)).
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MF⊥NF.
10.过椭圆一个焦点F的直线与椭圆交于两点P、Q, A1、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MF⊥NF.
x2y211.AB是椭圆2?2?1的不平行于对称轴的弦,M(x0,y0)为AB的中点,则
abkOM?kABb2x0b2??2,即KAB??2。 aay0x2y212.若P0(x0,y0)在椭圆2?2?1内,则被Po所平分的中点弦的方程是
abx0xy0yx02y02?2?2?2; 2abab【推论】:
x2y21、若P0(x0,y0)在椭圆2?2?1内,则过Po的弦中点的轨迹方程是
abx2y2x2y2x0xy0y??2?2。椭圆2?2?1(a>b>o)的两个顶点为A1(?a,0),A2(a,0),与
aba2b2abx2y2y轴平行的直线交椭圆于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是2?2?1.
abx2y22、过椭圆2?2?1 (a>0, b>0)上任一点A(x0,y0)任意作两条倾斜角互补的
ab直线交椭圆于B,C两点,则直线BC有定向且kBCb2x0?2(常数). ay0x2y23、若P为椭圆2?2?1(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1, F 2是焦点,
ab?PF1F2??, ?PF2F1??,则
a?c???tancot. a?c22x2y24、设椭圆2?2?1(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭
ab圆上任意一点,在△PF1F2中,记?F1PF2??, ?PF1F2??,?F1F2P??,则有
sin?c??e.
sin??sin?ax2y25、若椭圆2?2?1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则
ab当0<e≤2?1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.
x2y21a>b>0)6、P为椭圆2?2?(上任一点,F1,F2为二焦点,A为椭圆内一定点,
ab则2a?|AF2|?|PA|?|PF1|?2a?|AF1|,当且仅当A,F2,P三点共线时,等号成立.
(x?x0)2(y?y0)2??1与直线Ax?By?C?0有公共点的充要条件是7、椭圆a2b2A2a2?B2b2?(Ax0?By0?C)2.
x2y28、已知椭圆2?2?1(a>b>0),O为坐标原点,P、Q为椭圆上两动点,且
ab4a2b2111122
???;(2)|OP|+|OQ|的最大值为2;(3)OP?OQ.(1)
a?b2|OP|2|OQ|2a2b2a2b2S?OPQ的最小值是2.
a?b2x2y29、过椭圆2?2?1(a>b>0)的右焦点F作直线交该椭圆右支于M,N两点,
ab弦MN的垂直平分线交x轴于P,则
|PF|e?. |MN|2x2y210、已知椭圆2?2?1( a>b>0) ,A、B、是椭圆上的两点,线段AB的垂
aba2?b2a2?b2?x0?直平分线与x轴相交于点P(x0,0), 则?. aax2y211、设P点是椭圆2?2?1( a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1、F2为其
ab2b2?焦点记?F1PF2??,则(1)|PF1||PF2|?.(2) S?PF1F2?b2tan.
1?cos?2x2y212、设A、B是椭圆2?2?1( a>b>0)的长轴两端点,P是椭圆上的一点,
ab?PAB??, ?PBA??,?BPA??,c、e分别是椭圆的半焦距离心率,则有
2a2b22ab2|cos?|2(1)|PA|?222.(2) tan?tan??1?e.(3) S?PAB?22cot?.
b?aa?ccos?x2y213、已知椭圆2?2?1( a>b>0)的右准线l与x轴相交于点E,过椭圆右焦
ab点F的直线与椭圆相交于A、B两点,点C在右准线l上,且BC?x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、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)
x2y25、若P0(x0,y0)在双曲线2?2?1(a>0,b>0)上,则过P0的双曲线的切线方程
ab是
x0xy0y?2?1. 2abx2y26、若P0(x0,y0)在双曲线2?2?1(a>0,b>0)外 ,则过Po作双曲线的两条
ab切线切点为P1、P2,则切点弦P1P2的直线方程是
x0xy0y?2?1. 2abx2y27、双曲线2?2?1(a>0,b>o)的左右焦点分别为F1,F 2,点P为双曲线上
ab任意一点?F1PF2??,则双曲线的焦点角形的面积为S?FPF?b2cot.
12?2x2y28、双曲线2?2?1(a>0,b>o)的焦半径公式:(F1(?c,0) , F2(c,0))当
abM(x0,y0)在右支上时,|MF1|?ex0?a,|MF2|?ex0?a;当M(x0,y0)在左支上时,|MF1|??ex0?a,|MF2|??ex0?a。
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MF⊥NF.
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MF⊥NF.
x2y211、AB是双曲线2?2?1(a>0,b>0)的不平行于对称轴的弦,M(x0,y0)为AB
ab的中点,则KOM?KABb2x0b2x0?2,即KAB?2。 ay0ay0x2y212、若P0(x0,y0)在双曲线2?2?1(a>0,b>0)内,则被Po所平分的中点弦
abx0xy0yx02y02的方程是2?2?2?2.
ababx2y213、若P0(x0,y0)在双曲线2?2?1(a>0,b>0)内,则过Po的弦中点的轨迹
abx2y2x0xy0y方程是2?2?2?2.
abab【推论】:
x2y21、双曲线2?2?1(a>0,b>0)的两个顶点为A1(?a,0),A2(a,0),与y轴平行
abx2y2的直线交双曲线于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是2?2?1.
abx2y22、过双曲线2?2?1(a>0,b>o)上任一点A(x0,y0)任意作两条倾斜角互补的
ab直线交双曲线于B,C两点,则直线BC有定向且kBCb2x0??2(常数). ay0x2y23、若P为双曲线2?2?1(a>0,b>0)右(或左)支上除顶点外的任一点,F1,
abF 2是焦点, ?PF1F2??, ?PF2F1??,则
c?a??c?a???tancot(或?tancot). c?a22c?a22x2y24、设双曲线2?2?1(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)
ab为双曲线上任意一点,在△PF1F2中,记?F1PF2??, ?PF1F2??,?F1F2P??,则有
sin?c??e.
?(sin??sin?)ax2y25、若双曲线2?2?1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,
ab则当1<e≤2?1时,可在双曲线上求一点P,使得PF1是P到对应准线距离d与PF2的比例中项.
x2y26、P为双曲线2?2?1(a>0,b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为双曲线内
ab一定点,则|AF2|?2a?|PA|?|PF1|,当且仅当A,F2,P三点共线且P和A,F2在y轴同侧时,等号成立.
x2y27、双曲线2?2?1(a>0,b>0)与直线Ax?By?C?0有公共点的充要条件是
abA2a2?B2b2?C2.
x2y28、已知双曲线2?2?1(b>a >0),O为坐标原点,P、Q为双曲线上两动
ab点,且OP?OQ.
4a2b2111122
??2?2;(2)|OP|+|OQ|的最小值为2(1);(3)S?OPQ的最222b?a|OP||OQ|aba2b2小值是22.
b?ax2y29、过双曲线2?2?1(a>0,b>0)的右焦点F作直线交该双曲线的右支于M,N
ab两点,弦MN的垂直平分线交x轴于P,则
|PF|e?. |MN|2x2y210、已知双曲线2?2?1(a>0,b>0),A、B是双曲线上的两点,线段AB的
aba2?b2a2?b2垂直平分线与x轴相交于点P(x0,0), 则x0?或x0??.
aax2y211、设P点是双曲线2?2?1(a>0,b>0)上异于实轴端点的任一点,F1、F2
ab2b2?为其焦点记?F1PF2??,则(1)|PF1||PF2|?.(2) S?PF1F2?b2cot.
1?cos?2x2y212、设A、B是双曲线2?2?1(a>0,b>0)的长轴两端点,P是双曲线上的
ab一点,?PAB??, ?PBA??,?BPA??,c、e分别是双曲线的半焦距离心率,
2ab2|cos?|则有(1)|PA|?222.
|a?ccos?|(2) tan?tan??1?e.(3) S?PAB22a2b2?2cot?. b?a2x2y213、已知双曲线2?2?1(a>0,b>0)的右准线l与x轴相交于点E,过双曲
ab线右焦点F的直线与双曲线相交于A、B两点,点C在右准线l上,且BC?x轴,则直线AC经过线段EF 的中点.
14、过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线,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、过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直.
16、双曲线焦三角形中,外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:在双曲线焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点).
17、双曲线焦三角形中,其焦点所对的旁心将外点与非焦顶点连线段分成定比e.
18双曲线焦三角形中,半焦距必为内、外点到双曲线中心的比例中项. 八、抛物线的常用结论:
4ac?b2b①ay?by?c?x顶点(?).
4a2a2②y2?2px(p?0)则焦点半径PF?x?P;x2?2py(p?0)则焦点半径为PF?y?P.
22③通径为2p,这是过焦点的所有弦中最短的.
?x?2pt2④y?2px(或x?2py)的参数方程为??y?2pt22(或??x?2pt2?y?2pt)(t为参数).
图形 焦点 准线 范围 对称轴 顶点 离心率 焦点 x轴 y轴 (0,0) 圆锥曲线的性质对比
圆锥曲线 标准方程 范围 椭圆 双曲线 抛物线 (x^2/a^2)+(y^2/b^2)=1 a>b>0 x∈[-a,a] y∈[-b,b] (x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1 a>0,b>0 x∈(-∞,-a]∪[a,+∞) y∈R y^2=2px p>0 x∈[0,+∞) y∈R 对称性 顶点 关于x轴,y轴,原点对称 关于x轴,y轴,原点对称 关于x轴对称 (a,0),(-a,0),(0,b),(0,-b) (a,0),(-a,0) (0,0) 焦点 (c,0),(-c,0) (c,0),(-c,0) (p/2,0) 【其中c^2=a^2-b^2】 【其中c^2=a^2+b^2】 准线 渐近线 离心率 焦半∣PF1∣=a+ex ∣PF2∣=∣PF1∣=∣ex+a∣∣PF2∣PF∣=x+p/e=c/a,e∈(0,1) e=c/a,e∈(1,+∞) e=1 x=±(a^2)/c —————————— x=±(a^2)/c y=±(b/a)x x=-p/2 ————— 径 焦准距 通径 参数方程 a-ex p=(b^2)/c ∣=∣ex-a∣ p=(b^2)/c 2 p (2b^2)/a x=a·cosθ y=b·sinθ,θ为参数 (2b^2)/a x=a·secθ y=b·tanθ,θ为参数 2p x=2pt^2 y=2pt,t为参数 过圆锥曲线上一点 斜率为k的切线方程 (x0·x/a^2)+(y0·y/b^2)=1 (x0,y0)的切线方程 (x0x/a^2)-(y0·y/b^2)=1 y0·y=p(x+x0) y=kx±√[(a^2)·(k^2)+b^2] y=kx±√[(a^2)·(k^2)-b^2] y=kx+p/2k