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圆锥曲线的经典结论

有关解析几何的经典结论一、椭 圆1. 点P 处的切线PT 平分12PF F ∆在点P 处的外角. (椭圆的光学性质)2. PT 平分12PF F ∆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. (中位线)3. 以焦点弦PQ 为直径的圆必与对应准线相离. (第二定义)4. 以焦点半径1PF 为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切. (第二定义)5. 若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b +=上,则过0P 的椭圆的切线方程是00221x x y y a b+=.(求导或用联立方程组法)6. 若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b+=外 ,则过0P 作椭圆的两条切线切点为12,P P ,则切点弦12PP 的直线方程是00221x x y ya b +=7. 椭圆22221x y a b+= (0a b >>)的左右焦点分别为12,F F ,点P 为椭圆上任意一点12F PF γ∠=,则椭圆的焦点角形的面积为122tan2F PF S b γ∆=.(余弦定理+面积公式+半角公式)8. 椭圆22221x y a b+=(0a b >>)的焦半径公式:10||MF a ex =+,20||MF a ex =-(1(,0)F c - , 2(,0)F c ,00(,)M x y ).(第二定义)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 ⊥. 证明:x ky c =+,()2222222222222120x y a b k y b cky b c a b a b +=⇒++++=222222222222,P O P O b c a b b cky y y y y a b k a b k --=+=++, 2222222222222,P O P O a c a b k a cx x x x a b k a b k -=+=++,22,N M P P Q Qa a a ay y c c y a x y a x ++==++,()()00M N M N MF NF MF NF x c x c y y ⊥⇒=⇒--+=, 易得:()()42M N b x c x c c--=-10. 过椭圆一个焦点F 的直线与椭圆交于两点, P Q ,且12,A A 为椭圆长轴上的顶点,1A P 和2A Q 交于点M ,2A P 和1A Q 交于点N ,则MF NF ⊥.(MN 其实就在准线上,下面证明他在准线上) 证明:首先证明准线,1A P 和2PA 公共点, 设(),P P P x y ,(),Q Q Q x y ,不妨设P Q x x >,1PP y k x a =-,2Q Q y k x a=-,由()()12y k x a y k x a =-⎧⎪⎨=+⎪⎩, 得交点()()()1212P Q Q P P Q P Q Q P P Q x y x y a y y a k k x a k k x y x y a y y ++-+==--+++,由()22221y k x c x y ab ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩,得()2222222222220b a k x a k cx a c k a b +++-=,令22222222M b a k N b a k c k =+=+-,,22222P Q a c k a b x x M -=,222P Q a k c x x M -+=,22P Q b ck y y M +=,2P Q abkNy y M-=,222P Q Q P a b k x y x y M -+=,2P Q Q P abckN x y x y M--+=,则222222222a b k a bkNa M M x a abckN ab ckc M M-+==--+, 再根据上一条性质可得结论。

11. AB 是椭圆22221x y a b+=的不平行于对称轴的弦, 00(,)M x y 为AB 的中点,则22OM AB b k k a ⋅=-,即0202y a x b K AB -=。

(点差法)12. 若000(,)P x y 在椭圆22221x y a b+=内,则被0P 所平分的中点弦的方程是2200002222x x y y x y a b a b +=+.(点差法)13. 若在椭圆22221x y a b+=内,则过0P 的弦中点的轨迹方程是22002222x x y y x y a b a b +=+.(点差法)二、双曲线1. 点P 处的切线PT 平分△12PF F 在点P 处的内角. (同上)2. PT 平分△12PF F 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. (同上)3. 以焦点弦PQ 为直径的圆必与对应准线相交. (同上)4. 以焦点半径1PF 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) (同上)5. 若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)上,则过0P 的双曲线的切线方程是:00221x x y ya b-=.(同上) 6. 若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)外 ,则过0P 作双曲线的两条切线切点为12,P P ,则切点弦12P P 的直线方程是00221x x y ya b-=.(同上) 7. 双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)的左右焦点分别为2,F F ,点P 为双曲线上任意一点:12F PF γ∠=,则双曲线的焦点角形的面积为122t2F PF S b co γ∆=.(同上)8. 双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)的焦半径公式: 1(,0)F c - , 2(,0)F c当00(,)M x y 在右支上时,10||MF ex a =+,20||MF ex a =-.当00(,)M x y 在左支上时,10||MF ex a =-+,20||MF ex a =--(同上)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 ⊥.(同上)10. 过双曲线一个焦点F 的直线与双曲线交于两点P 、Q ,且12,A A 为双曲线实轴上的顶点,1A P 和2A Q 交于点M ,2A P 和1A Q 交于点N ,则MF NF ⊥.(同上)11. AB 是双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)的不平行于对称轴的弦,M ),(00y x 为AB 的中点,则0202y a x b K K AB OM =⋅,即0202y a x b K AB =。

(同上)12. 若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)内,则被0P 所平分的中点弦的方程是:2200002222x x y y x y a b a b-=-.(同上) 13. 若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)内,则过0P 的弦中点的轨迹方程是:22002222x x y yx y a b a b-=-.(同上)椭圆与双曲线的对偶性质--(会推导的经典结论)椭 圆1. 椭圆()222210x y a b a b+=>>的两个顶点为1(,0)A a -,2(,0)A a ,与y 轴平行的直线交椭圆于12,P P 时,11A P 与22A P 交点的轨迹方程是22221x y a b-=.证明:()111,P x y ,()111,P x y ,交点()00,P x y ,由()()1122y y x a x a y y x a x a ⎧=+⎪+⎪⎨-⎪=+⎪+⎩,得()2222100221y y x a x a -=--, 又2211221x y a b+=,则2200221x y a b -=2. 过椭圆()222210x y a b a b+=>>上任一点00(,)A x y 任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于,B C 两点,则直线BC 有定向且2020BC b x k a y =(常数).证明:3. 若P 为椭圆()222210x y a b a b+=>>上异于长轴端点的任一点,1F 、2F 是焦点, 12PF F α∠=,21PF F β∠=,则tan t 22a c co a c αβ-=+. 证法1(代数)证法二(几何)4. 设椭圆()222210x y a b a b+=>>的两个焦点为1F 、2F , P (异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△12PF F 中,记12F PF α∠=, 12PF F β∠=,12F F P γ∠=,则有sin sin sin ce aαβγ==+.(上条已证)5. 若椭圆()222210x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F 、2F ,左准线为l ,则当021e <≤-时,可在椭圆上求一点P ,使得1PF 是P 到对应准线距离d 与2PF 的比例中项.6. P 为椭圆()222210x y a b a b+=>>上任一点,1F 、2F 是焦点,A 为椭圆内一定点,则2112||||||2||a AF PA PF a AF -≤+≤+,当且仅当2,,A F P 三点共线时,等号成立.7. 椭圆220022()()1x x y y a b--+=与直线0Ax By C ++=有公共点的充要条件是2222200()A a B b Ax By C +≥++.8. 已知椭圆()222210x y a b a b +=>>,O 为坐标原点,P 、Q 为椭圆上两动点,且OP OQ ⊥.(1)22221111||||OP OQ a b +=+; (2)|OP|2+|OQ|2的最大值为22224a b a b +;(3)OPQ S ∆的最小值是2222a b a b+. 证明9. 过椭圆()222210x y a b a b+=>>的右焦点F 作直线交该椭圆右支于,M N 两点,弦MN 的垂直平分线交x 轴于P ,则||||2PF eMN =. 证明10. 已知椭圆()222210x y a b a b+=>>,,A B 是椭圆上的两点,线段AB 的垂直平分线与x 轴相交于点0(,0)P x , 则22220a b a b x a a ---<<.11. 设P 点是椭圆()222210x y a b a b+=>>上异于长轴端点的任一点, 1F 、2F 是焦点,记12F PF θ∠=,则(1) 2122||||1cos b PF PF θ=+. (2) 122tan 2PF F S b γ∆=.12. 设,A B 是椭圆()222210x y a b a b+=>>的长轴两端点,P 是椭圆上的一点,PAB α∠=,PBA β∠=,BPA γ∠=,,c e 分别是椭圆的半焦距离心率,则有:(1)22222|cos |||s ab PA a c co αγ=-. (2) 2tan tan 1e αβ=-.(3) 22222cot PABa b S b aγ∆=-. 13. 已知椭圆()222210x y a b a b+=>>的右准线l 与x 轴相交于点E ,过椭圆右焦点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.证明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. 证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.) (角分线定理+合比公式)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 .(角分线定理) 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. (角分线定理)双曲线1. 双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)的两个顶点为1(,0)A a -,2(,0)A a ,与y 轴平行的直线交双曲线于12,P P 时,11AP 与22A P 交点的轨迹方程是22221x y a b+=. 2. 过双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)上任一点00(,)A x y 任意作两条倾斜角互补的直线交双曲线于,B C 两点,则直线BC 有定向且2020BC b x k a y =-(常数).3. 若P 为双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)右(或左)支上除顶点外的任一点, 1F 、2F 是焦点,12PF F α∠=, 21PF F β∠=,则tan t 22c a co c a αβ-=+(或tan t 22c a co c a βα-=+). 4. 设双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)的两个焦点为1F 、2F , P (异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△12PF F 中,记12F PF α∠=, 12PF F β∠=,12F F P γ∠=,则有:sin (sin sin )ce aαγβ==±-.5. 若双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)的左、右焦点分别为1F 、2F ,左准线为l ,则当11e <≤时,可在双曲线上求一点P ,使得1PF 是P 到对应准线距离d 与2PF 的比例中项.6. P 为双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)上任一点, 1F 、2F 是焦点,A 为双曲线内一定点,则21||2||||AF a PA PF -≤+,当且仅当2,,A F P 三点共线且P 和2,A F 在y 轴同侧时,等号成立.7. 双曲线22221x y a b -=(0,0a b >>)与直线0Ax By C ++=有公共点的充要条件是:22222A a B b C -≤.8. 已知双曲线22221x y a b-=(b >a >0),O 为坐标原点,P 、Q 为双曲线上两动点,且OP OQ ⊥.(1)22221111||||OP OQ a b +=-; (2)22OP OQ +的最小值为22224a b b a -; (3)OPQ S ∆的最小值是2222a b b a -.9. 过双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)的右焦点F 作直线交该双曲线的右支于,M N 两点,弦MN的垂直平分线交x 轴于P ,则||||2PF eMN =. 10. 已知双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>),,A B 是双曲线上的两点,线段AB 的垂直平分线与x 轴相交于点0(,0)P x , 则220a b x a+≥或220a b x a +≤-.11. 设P 点是双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)上异于实轴端点的任一点, 1F 、2F 是焦点,记12F PF θ∠=,则:(1)2122||||1cos b PF PF θ=-.(2) 122cot2PF F S b γ∆=.12. 设,A B 是双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)的长轴两端点,P 是双曲线上的一点,PAB α∠=,PBA β∠=,BPA γ∠=,,c e 分别是双曲线的半焦距离心率,则有:(1)22222|cos ||||s |ab PA a c co αγ=-.(2) 2tan tan 1e αβ=-.(3)22222cotPABa bSb aγ∆=+.13.已知双曲线22221x ya b-=(0,0a b>>)的右准线l与x轴相交于点E,过双曲线右焦点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.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).(同上)(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).(同上)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.19. 已知椭圆22221x ya b+=上一点()000,P x y,以直线与椭圆交于,M N两点,恒有00P M P N⊥,则直线横过2222 002222,a b b a x ya b a b ⎛⎫--⎪++⎝⎭证明19. 已知椭圆22221x y a b+=,不再椭圆上的一点P ,过P 做倾斜角互补的两直线,与椭圆交于,,,A B C D 四点,则,,,A B C D 四点共圆证明其他常用公式:1、连结圆锥曲线上两个点的线段称为圆锥曲线的弦,利用方程的根与系数关系来计算弦长,常用的弦长公式:212122111AB kx y y k =+-=+- 2、直线的一般式方程:任何直线均可写成0Ax By C ++= (,A B 不同时为0)的形式。

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