2011年圆锥曲线方程知识点总结
1.圆锥曲线的两个定义:
(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F 1,F 2的距离的和等于常数2a ,且此常数2a 一定要大于21F F ,当常数等于21F F 时,轨迹是线段F 1F 2,当常数小于21F F 时,无轨迹;双曲线中,与两定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数2a ,且此常数2a 一定要小于|F 1F 2|,定义中的“绝对值”与2a <|F 1F 2|不可忽视。若2a =|F 1F 2|,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线,若2a ﹥|F 1F 2|,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。
如(1)已知定点)0,3(),0,3(21F F -,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是 A .421=+PF PF B .6
21=+PF PF C .1021=+PF PF D .122
2
2
1=+PF PF (答:C );
(2)方程2222(6)(6)8x y x y -+-++=表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)
(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”,其商即是离心率e 。圆锥曲线的第二定义,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。如 (08宣武一模) 已知P 为抛物线221x y =
上的动点,点P 在x 轴上的射影为M ,点A 的坐标是)2
17
,6(,则PM PA +的最小值是 _____ (答:2
19
)
2.圆锥曲线的标准方程(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12222=+b
y a x (0a b >>)?
{
cos sin x a y b ??==(参数方程,其中?为参数),焦
点在y 轴上时2222b
x a y +=1(0a b >>)。方程22
1Ax By +=表示椭圆的充要条件是什么?(A ,B ,同正,A
≠B )。如(1)已知方程1232
2=-++k y k x 表示椭圆,则k 的取值范围为____(答:11
(3,)
(,2)22
---);
(2)若R y x ∈,,且62322=+y x ,则y x +的最大值是____,2
2y x +的最小值是___(答:5,2)
(2)双曲线:焦点在x 轴上:2222b y a x - =1,焦点在y 轴上:2222b x a y -=1(0,0a b >>)。方程22
1
Ax By +=表示双曲线的充要条件是什么?(A ,B 异号)。如(1)双曲线的离心率等于25
,且与椭圆14
922=+y x 有公共
焦点,则该双曲线的方程_______(答:2
214
x y -=);
(2)设中心在坐标原点O ,焦点1F 、2F 在坐标轴上,离心率2=
e 的双曲线C 过点)10,4(-P ,则C
的方程为_______(答:226x y -=)
(3)抛物线:开口向右时2
2(0)y px p =>,开口向左时2
2(0)y px p =->,开口向上时2
2(0)x py p =>,开口向下时2
2(0)x py p =->。
3.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断)如:2
2y x =焦点10,8?
? ???
(1)椭圆:由x 2
,y 2
分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。如已知方程1212
2=-+-m
y m x 表示焦
点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是__(答:)2
3,1()1,( --∞)
(2)双曲线:由x
2
,y 2
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F 1,F 2的位置,是椭圆、双曲线的定位条件,它决定椭圆、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,是椭圆、双曲线的定形条件;在求解抛物线问题时,首先要判断开口方向;
(2)在椭圆中,a 最大,2
2
2
a b c =+,在双曲线中,c 最大,2
2
2
c a b =+。
(3)不要思维定势认为圆锥曲线方程都是标准方程
4.圆锥曲线的几何性质:
(1)椭圆(以122
22=+b
y a x (0a b >>)为例):①范围:,a x a b y b -≤≤-≤≤;②焦点:两个焦点(,0)c ±;
③对称性:两条对称轴0,0x y ==,一个对称中心(0,0),四个顶点(,0),(0,)a b ±±,其中长轴长为
2a ,短轴长为2b ;④准线:两条准线2a x c =±; ⑤离心率:c
e a
=,椭圆?01e <<,e 越小,椭圆越圆;
e 越大,椭圆越扁。如(1)若椭圆1522=+m
y x 的离心率510
=
e ,则m 的值是__(答:3或325); (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1时,则椭圆长轴的最小值为__(答:22)
(2)双曲线(以
22
22
1x y a b -=(0,0a b >>)为例):①范围:x a ≤-或,x a y R ≥∈; ②焦点:两个焦点(,0)c ±;③对称性:两条对称轴0,0x y ==,一个对称中心(0,0),两个顶点(,0)a ±,
其中实轴长为2a ,虚轴长为2b ,特别地,当实轴和虚轴的长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为
22,0x y k k -=≠;④准线:两条准线2
a x c =±; ⑤离心率:c
e a
=,双曲线?1e >,等轴双曲线?2e =,
e 越小,开口越小,e 越大,开口越大;⑥两条渐近线:b
y x a
=±
。⑤双曲线焦点到渐近线的距离是b ,垂足恰好在准线上
如(1)双曲线的渐近线方程是023=±y x ,则该双曲线的离心率等于______(答:
132或133
);(2)双曲线22
1ax by -=的离心率为5,则:a b =
(答:4或
1
4
); (3)设双曲线122
22=-b
y a x (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
ππ
); (3)抛物线(以2
2(0)y px p =>为例):①范围:0,x y R ≥∈;②焦点:一个焦点(
,0)2
p
,其中p 的几何意义是:焦点到准线的距离;③对称性:一条对称轴0y =,没有对称中心,只有一个顶点(0,0);④准线:一条准线2p x =-
;⑤离心率:c e a
=,抛物线?1e =。如设R a a ∈≠,0,则抛物线2
4ax y =的焦点坐标为________(答:)161
,
0(a
); 5、点00(,)P x y 和椭圆122
22=+b
y a x (0a b >>)的关系:
(1)点00(,)P x y 在椭圆外?22
00
221x y a b +>;(2)点00(,)P x y 在椭圆上?220220b y a x +=1;
(3)点00(,)P x y 在椭圆内?2200
221x y a b
+<
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0?>,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故0?>是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;0?>?直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有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0?>也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。 如(1)若直线y=kx+2与双曲线x 2-y 2=6的右支有两个不同的交点,则k 的取值范围是_______(答:(-
3
15
,-1)); (2)直线y ―kx ―1=0与椭圆22
15x y m +=恒有公共点,则m 的取值范围是_______(答:[1,5)∪(5,+∞));(3)过双曲线12
12
2=-y x 的右焦点直线交双曲线于A 、B 两点,若│AB ︱=4,则这样的直线有___条(答:3)
(2)相切:0?=?直线与椭圆相切;0?=?直线与双曲线相切;0?=?直线与抛物线相切;
(3)相离:0?
(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22
22b
y a x -=1外一点00(,)P x y 的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:
①P 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;
②P 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与双曲线一支相切
的两条切线,共四条;
③P 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; ④P 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。
如(1)过点)4,2(作直线与抛物线x y 82
=只有一个公共点,这样的直线有______(答:2);
(2)过点(0,2)与双曲线11692
2=-y x 有且仅有一个公共点的直线的斜率的取值范围为___(答:445,33????±±??????);
(3)过双曲线12
2
2
=-y x 的右焦点作直线l 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 :x y 42
=,我们称满足02
04x y <的点),(00y x M 在抛物线的内部,若点),(00y x M 在抛物线的内部,则直线l :)(200x x y y +=与抛物线C 的位置关系是_______(答:相离);
(5)过抛物线x y 42
=的焦点F 作一直线交抛物线于P 、Q 两点,若线段PF 与FQ 的长分别是p 、q ,则
=+q
p 1
1_______(答:1); (6)设双曲线19
162
2=-y x 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R Q P ,,,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284722=+y x 上的点到直线01623=--y x 的最短距离(答:
813
13
); (8)直线1+=ax y 与双曲线132
2
=-y x 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a 为何值时,以AB 为直径的圆过坐标原点?(答:①()
3,3-;②1a =±);
7、焦半径(圆锥曲线上的点P 到焦点F 的距离)的计算方法:利用圆锥曲线的第二定义,转化到相应准线的距离,即焦半径r ed =,其中d 表示P 到与F 所对应的准线的距离。
如(1)已知椭圆116252
2=+y x 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x y 82
=,若抛物线上一点到y 轴的距离等于5,则它到抛物线的焦点的距离等于____; (3)若该抛物线上的点M 到焦点的距离是4,则点M 的坐标为_____(答:7,(2,4)±);
(4)点P 在椭圆19252
2=+y x 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:2512
); (5)抛物线x y 22
=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13
42
2=+y x 内有一点)1,1(-P ,F 为右焦点,在椭圆上有一点M ,使MF MP 2+ 之值最小,则点
M 的坐标为_______(答:)1,3
6
2(
-); 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)问题:常利用第一定义和正弦、余弦定理求解。设椭圆或双曲线上的一点00(,)P x y 到两焦点12,F F 的距离分别为12,r r ,焦点12F PF ?的面积为S ,则在椭圆
122
22=+b
y a x 中, ①θ=)12arccos(2
12
-r r b ,且当12r r =即P 为短轴端点时,θ最大为θ
m ax =2
2
2arccos a
c b -; ②2
0tan
||2
S b c y θ
==,当0||y b =即P 为短轴端点时,m ax S 的最大值为bc ;
对于双曲线22
221x y a b
-=的焦点三角形有:
①???? ?
?-=21221arccos r r b θ;②2cot sin 212
21θθb r r S ==。 如(1)短轴长为5,离心率3
2
=e 的椭圆的两焦点为1F 、2F ,过1F 作直线交椭圆于A 、B 两点,则2ABF ?的周长为________(答:6);
(2)设P 是等轴双曲线)0(222>=-a a y x 右支上一点,F 1、F 2是左右焦点,若0212=?F F PF ,|PF 1|=6,
则该双曲线的方程为 (答:224x y -=);
(3)椭圆22194
x y +=的焦点为F 1、F 2,点P 为椭圆上的动点,当PF 2→ ·PF 1→ <0时,点P 的横坐标的取值范围是
(答:3535
(,)55
-
); (4)双曲线的虚轴长为4,离心率e =
2
6
,F 1、F 2是它的左右焦点,若过F 1的直线与双曲线的左支
交于A 、B 两点,且AB 是2AF 与2BF 等差中项,则AB =__________(答:82);
(5)已知双曲线的离心率为2,F 1、F 2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且
6021=∠PF F ,
3122
1=?F PF S .求该双曲线的标准方程(答:22
1412
x y -=);
9、圆锥曲线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质:
(1)抛物线以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;椭圆以过焦点的弦为直径的圆和相应准线相离,双曲线以过焦点的弦为直径的圆和相应准线相交
(2)设AB 为焦点弦, M 为与相应准线与x 轴的交点,则∠AMF =∠BMF ;
(3)抛物线设AB 为焦点弦,A 、B 在准线上的射影分别为A 1,B 1,若P 为A 1B 1的中点,则PA ⊥PB ; (4)抛物线(椭圆,双曲线)设AB 为焦点弦若AO 的延长线交准线于C ,则BC 平行于x 轴,反之,若过B 点平行于x 轴的直线交准线于C 点,则A ,O ,C 三点共线。
10、弦长公式:若直线y kx b =+与圆锥曲线相交于两点A 、B ,且12,x x 分别为A 、B 的横坐标,则AB =
2121k x x +-,若12,y y 分别为A 、B 的纵坐标,则AB =2121
1y y k
-+
,若弦AB 所在直线方程设为x ky b =+,则AB =2121k y y +-。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,利用第二定义求解。
如(1)过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,若x 1+x 2=6,那么|AB|等于_______(答:8);
(2)过抛物线x y 22
=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);
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122
22=+b
y a x 中,
以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=-0202y a x b ;在双曲线22
221x y a b -=中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直
线的斜率k=0
202y a x b ;在抛物线2
2(0)y px p =>中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0p y 。
如(1)如果椭圆
22
1369
x y +=弦被点A (4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是 (答:280x y +-=);
(2)已知直线y=-x+1与椭圆22
221(0)x y a b a b
+=>>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:
2
2
);