圆锥曲线―概念、方法、题型、及应试技巧总结
1.圆锥曲线的定义:
(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F1,F2的距离的和等于常数2a,且此常数2a一定要大于F1F2,当常数等于F1F2时,轨迹是线段F1F2,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2a,且此常数2a一定要小于|F1F2|,定义中的“绝对值”与2a<|F1F2|不可忽视。若2a=|F1F2|,则轨迹是以F1,F2为端点的两条射线,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。
如方程(x?6)2?y2?(x?6)2?y2?8表示的曲线是_____(答:双曲线的左支) 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):
x2y2y2x2(1)椭圆:焦点在x轴上时2?2?1(a?b?0),焦点在y轴上时2?2=
abab221(a?b?0)。方程Ax?By?C表示椭圆的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B,
C同号,A≠B)。
x2y2如(1)已知方程??1表示椭圆,则k的取值范围为____(答:
3?k2?k11(?3,?)?(?,2));
22(2)若x,y?R,且3x2?2y2?6,则x?y的最大值是____,x2?y2的最小值是
___(答:5,2)
x2y2y2x2(2)双曲线:焦点在x轴上:2?2 =1,焦点在y轴上:2?2=1
abab22(a?0,b?0)。方程Ax?By?C表示双曲线的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,
B异号)。
如设中心在坐标原点O,焦点F1、F2在坐标轴上,离心率e?2的双曲线C过点
P(4,?10),则C的方程为_______(答:x2?y2?6)
22(3)抛物线:开口向右时y?2px(p?0),开口向左时y??2px(p?0),开口
22向上时x?2py(p?0),开口向下时x??2py(p?0)。
如定长为3的线段AB的两个端点在y=x2上移动,AB中点为M,求点M到x轴的最短距离。
5 4223.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断): (1)椭圆:由x,y分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。
x2y2如已知方程则m的取值范围是__(答:??1表示焦点在y轴上的椭圆,
m?12?m
1
3(??,?1)?(1,))
2(2)双曲线:由x,y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、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,a?b?c,在双曲线中,c最大,c?a?b。
4.圆锥曲线的几何性质:
22222222x2y2(1)椭圆(以2?2?1(a?b?0)为例):①范围:?a?x?a,?b?y?b;
ab②焦点:两个焦点(?c,0);③对称性:两条对称轴x?0,y?0,一个对称中心(0,0),
c四个顶点(?a,0),(0,?b),其中长轴长为2a,短轴长为2b; ⑤离心率:e?,椭圆
a?0?e?1,e越小,椭圆越圆;e越大,椭圆越扁。
25x2y210如(1)若椭圆,则m的值是__(答:3或); ??1的离心率e?35m5(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)
x2y2??1(a?0,b?0)(2)双曲线(以为例):①范围:x??a或x?a,y?R;a2b2②焦点:两个焦点(?c,0);③对称性:两条对称轴x?0,y?0,一个对称中心(0,0),两个顶点(?a,0),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,
c称为等轴双曲线,其方程可设为x2?y2?k,k?0; ⑤离心率:e?,双曲线?e?1,
ab等轴双曲线?e?2,e越小,开口越小,e越大,开口越大;⑥两条渐近线:y??x。
a13如 (1)双曲线的渐近线方程是3x?2y?0,则该双曲线的离心率等于______(答:213或);
3122(2)双曲线ax?by?1的离心率为5,则a:b= (答:4或);
4x2y2 (3)设双曲线2?2?1(a>0,b>0)中,离心率e∈[2,2],则两条渐近线夹角
ab(锐角或直角)θ的取值范围是________(答:[??,]);
322
x2y2(4) 已知F1、F2为双曲线??1的左焦点,顶点为A1、A2, P是双曲线上任意
20102009一点,则分别以线段PF1、A1A2为直径的两圆一定( ) A.相交 B.相切 C.相离 D.以上情况均有可能
(3)抛物线(以y2?2px(p?0)为例):①范围:x?0,y?R;②焦点:一个焦点
p(,0),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y?0,没有2pc对称中心,只有一个顶点(0,0);④准线:一条准线x??; ⑤离心率:e?,抛物
2a线?e?1。
如设a?0,a?R,则抛物线y?4ax2的焦点坐标为________(答:(0,1; ))16ax2y25、点P(x0,y0)和椭圆2?2?1(a?b?0)的关系:(1)点P(x0,y0)在椭圆
ab2222x0y0x0y0外?2?2?1;(2)点P(x0,y0)在椭圆上?2?2=1;(3)点P(x0,y0)在椭圆
abab22x0y0内?2?2?1
ab6.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。
22
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k的取值范围是_______(答:(-
15,-1)); 3x2y2??1恒有公共点,则m的取值范围是_______(2)直线y―kx―1=0与椭圆
5m(答:[1,5)∪(5,+∞));
x2y2??1的右焦点直线交双曲线于A、B两点,若│AB︱=4,则(3)过双曲线12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?直线与椭圆相离;??0?直线与双曲线相离;??0?直
3
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
x2y2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2?2=1
ab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: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(2,4)作直线与抛物线y2?8x只有一个公共点,这样的直线有______(答:
x2y22); (2)过点(0,2)与双曲线??1有且仅有一个公共点的直线的斜率的取值范围为
916?445???______(答:??,?; ?)
33????y22(3)过双曲线x??1的右焦点作直线l交双曲线于A、B两点,若AB?4,则
2满足条件的直线l有____条(答:3);
(4)对于抛物线C:y2?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l:y0y?2(x?x0)与抛物线C的位置关系是_______(答:相离);
(5)过抛物线y?4x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
2211; ??_______(答:1)
pqx2y2??1的右焦点为F,右准线为l,设某直线m交其左支、右(6)设双曲线
169支和右准线分别于P,Q,R,则?PFR和?QFR的大小关系为___________(填大于、小于
或等于) (答:等于);
813); 1322(8)直线y?ax?1与双曲线3x?y?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a为何值时,以AB为直径的圆过坐标原点?(答:①?3,3;②a??1);
(7)求椭圆7x2?4y2?28上的点到直线3x?2y?16?0的最短距离(答:??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:
S?b2tan
?2?c|y0|,当|y0|?b即P为短轴端点时,Smax的最大值为bc;对于双曲线
4
S?b2tan?2。 如 (1)短轴长为5,离心率e?2的椭圆的两焦点为F1、F2,过F1作3直线交椭圆于A、B两点,则?ABF2的周长为________(答:6);
(2)设P是等轴双曲线x2?y2?a2(a?0)右支上一点,F1、F2是左右焦点,若; PF2?F1F2?0,|PF1|=6,则该双曲线的方程为 (答:x2?y2?4)
x2y2→→??1的焦点为F1、F2,点P为椭圆上的动点,当PF(3)椭圆2 ·PF1 <0时,943535点P的横坐标的取值范围是 (答:(?; ,))
556(4)双曲线的虚轴长为4,离心率e=,F1、F2是它的左右焦点,若过F1的直线
2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,F1、F2是左右焦点,P为双曲线上一点,且
?F1PF2?60,S?PF1F2?x2y2; ?123.求该双曲线的标准方程(答:??1)
4129、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质:(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A1,B1,若P为A1B1的中点,则PA⊥PB;(4)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x1,x2分别为A、B的横坐标,则AB=1?k2x1?x2,若y1,y2分别为A、B的纵坐标,则AB=
1?121?ky1?y2。x?ky?b,若弦AB所在直线方程设为,则=y?yAB122k2如(1)过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,若x1+x2=6,那么|AB|等于_______(答:8); (2)过抛物线y?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); (3)已知抛物线y?2px(p?0)的焦点恰为双曲线12x?4y?3的右焦点,且倾斜角为
2223?的直线交抛物线于P,Q两点,则|y1?y2|的值为( ) 4A. 2
B. 4
C. 42
D. 8
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。
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