1高三文科数学专题复习之圆锥曲线 知识归纳: 名 称 椭圆双曲线图 象xOyxOy定 义平面内到两定点21,F F 的距离的和为常数(大于21F F )的动点的轨迹叫椭圆即a MF MF 221=+当2a ﹥2c 时,轨迹是椭圆,当2a =2c 时,轨迹是一条线段21F F当2a ﹤2c 时,轨迹不存在平面内到两定点21,F F 的距离的差的绝对值为常数(小于21F F )的动点的轨迹叫双曲线即122MF MF a -=当2a ﹤2c 时,轨迹是双曲线 当2a =2c 时,轨迹是两条射线 当2a ﹥2c 时,轨迹不存在标准方 程 焦点在x 轴上时: 12222=+by a x焦点在y 轴上时:12222=+bx a y注:根据分母的大小来判断焦点在哪一坐标轴上焦点在x 轴上时:12222=-by a x焦点在y 轴上时:12222=-b x a y常数cb a ,,的关 系 222b c a +=,0>>b a ,a 最大,bc b c b c ><=,,222b a c +=,0>>a cc 最大,可以b a b a b a ><=,,渐近线焦点在x 轴上时:0x ya b ±= 焦点在y 轴上时:0y xa b±=抛物线:2图形xyO FlxyO Fl方程)0(22>=p px y )0(22>-=p px y)0(22>=p py x )0(22>-=p py x焦点 )0,2(p )0,2(p -)2,0(p)2,0(p -准线 2p x -= 2p x =2p y -=2p y =(一)椭圆1. 椭圆的性质:由椭圆方程)0(12222>>=+b a by a x(1)范围:a x b -a ,x a ≤≤≤≤-,椭圆落在b y ±=±=a ,x 组成的矩形中。
(2)对称性:图象关于y 轴对称。
图象关于x 轴对称。
图象关于原点对称。
原点叫椭圆的对称中心,简称中心。
x 轴、y 轴叫椭圆的对称轴。
从椭圆的方程中直接可以看出它的范围,对称的截距。
(3)顶点:椭圆和对称轴的交点叫做椭圆的顶点椭圆共有四个顶点:)0,(),0,(2a A a A -,),0(),,0(2b B b B -。
加两焦点)0,(),0,(21c F c F -共有六个特殊点。
21A A 叫椭圆的长轴,21B B 叫椭圆的短轴。
长分别为b a 2,2。
b a ,分别为椭圆的长半轴长和短半轴长。
椭圆的顶点即为椭圆与对称轴的交点。
(4)离心率:椭圆焦距与长轴长之比。
a ce =⇒2)(1ab e -=。
10<<e 。
椭圆形状与e 的关系:0,0→→c e ,椭圆变圆,直至成为极限位置圆,此时也可认为圆为椭圆在0=e 时的特例。
,,1a c e →→椭圆变扁,直至成为极限位置线段21F F ,此时也可认为是椭圆在1=e 时的特例。
2. 椭圆的第二定义:一动点到定点的距离和它到一条定直线的距离的比是一个)1,0(内常数e ,那么这个点的轨迹叫做椭圆。
其中定点叫做焦点,定直线叫做准线,常数e 就是离心率。
椭圆的第二定义与第一定义是等价的,它是椭圆两种不同的定义方式 3. 椭圆的准线方程对于12222=+b y a x ,左准线c a x l 21:-=;右准线c a x l 22:=对于12222=+bx a y ,下准线c a y l 21:-=;上准线c a y l 22:=3焦点到准线的距离cb c c a c c a p 2222=-=-=(焦参数)(二)双曲线的几何性质: 1. (1)范围、对称性由标准方程12222=-by a x ,从横的方向来看,直线x =-a,x =a 之间没有图象,从纵的方向来看,随着x的增大,y 的绝对值也无限增大,所以曲线在纵方向上可无限伸展,不像椭圆那样是封闭曲线。
双曲线不封闭,但仍称其对称中心为双曲线的中心。
(2)顶点顶点:()0,),0,(21a A a A -,特殊点:()b B b B -,0),,0(21实轴:21A A 长为2a,a 叫做实半轴长。
虚轴:21B B 长为2b ,b 叫做虚半轴长。
双曲线只有两个顶点,而椭圆则有四个顶点,这是两者的又一差异。
(3)渐近线过双曲线12222=-by a x 的渐近线x a b y ±=(0=±b ya x )(4)离心率双曲线的焦距与实轴长的比aca c e ==22,叫做双曲线的离心率 范围:e>1 双曲线形状与e 的关系:1122222-=-=-==e ac a a c a b k ,e 越大,即渐近线的斜率的绝对值就越大,这时双曲线的形状就从扁狭逐渐变得开阔。
由此可知,双曲线的离心率越大,它的开口就越阔。
2. 等轴双曲线定义:实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线。
等轴双曲线的性质:(1)渐近线方程为:x y ±=;(2)渐近线互相垂直;(3)离心率2=e 。
3. 共渐近线的双曲线系如果已知一双曲线的渐近线方程为x a b y ±=)0(>±=k x kakb,那么此双曲线方程就一定是:)0(1)()(2222>±=-k kb y ka x 或写成λ=-2222b y a x 。
4. 共轭双曲线以已知双曲线的实轴为虚轴,虚轴为实轴,这样得到的双曲线称为原双曲线的共轭双曲线。
区别:三量a,b,c 中a,b 不同(互换)c 相同。
共用一对渐近线。
双曲线和它的共轭双曲线的焦点在同一圆上。
确定双曲线的共轭双曲线的方法:将1变为-1。
5. 双曲线的第二定义:到定点F 的距离与到定直线l 的距离之比为常数)0(>>=a c ace 的点的轨迹是双曲线。
其中,定点叫做双曲线的焦点,定直线叫做双曲线的准线。
常数e 是双曲线的离心率。
46. 双曲线的准线方程:对于12222=-b y a x 来说,相对于左焦点)0,(1c F -对应着左准线c a x l 21:-=,相对于右焦点)0,(2c F 对应着右准线ca x l 22:=;焦点到准线的距离cb p 2=(也叫焦参数)。
对于12222=-b x a y 来说,相对于下焦点),0(1c F -对应着下准线c a y l 21:-=;相对于上焦点),0(2c F 对应着上准线ca y l 22:=。
(三)抛物线的几何性质 (1)范围因为p >0,由方程()022>=p px y 可知,这条抛物线上的点M 的坐标(x ,y )满足不等式x ≥0,所以这条抛物线在y 轴的右侧;当x 的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸。
(2)对称性以-y 代y ,方程()022>=p px y 不变,所以这条抛物线关于x 轴对称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴。
(3)顶点抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.在方程()022>=p px y 中,当y =0时,x =0,因此抛物线()022>=p px y 的顶点就是坐标原点。
(4)离心率抛物线上的点M 与焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率,用e 表示。
由抛物线的定义可知,e =1。
【典型例题】例1. 根据下列条件,写出椭圆方程(1)中心在原点、以对称轴为坐标轴、离心率为1/2、长轴长为8; (2)和椭圆9x2+4y2=36有相同的焦点,且经过点(2,-3);(3)中心在原点,焦点在x 轴上,从一个焦点看短轴两端的视角为直角,焦点到长轴上较近顶点的距离是510-。
分析:求椭圆的标准方程,首先要根据焦点位置确定方程形式,其次是根据a2=b2+c2及已知条件确定a2、b2的值进而写出标准方程。
解:(1)焦点位置可在x 轴上,也可在y 轴上5因此有两解:112x 16y 112y 16x 2222=+=+或(2)焦点位置确定,且为(0,5±),设原方程为22221y x a b+=,(a>b>0),由已知条件有⎪⎩⎪⎨⎧=+=-14952222b ab a 10,1522==⇒b a ,故方程为110x 15y 22=+。
(3)设椭圆方程为12222=+by a x ,(a>b>0)由题设条件有⎩⎨⎧-=-=510c a cb 及a2=b2+c2,解得b =10,5=a故所求椭圆的方程是15y 10x 22=+。
例2. 直线1+=kx y 与双曲线1322=-y x 相交于A 、B 两点,当a 为何值时,A 、B 在双曲线的同一支上?当a 为何值时,A 、B 分别在双曲线的两支上? 解:把1+=kx y 代入1322=-y x整理得:022)3(22=---ax x a ……(1) 当3±≠a 时,2424a -=∆由∆>0得6a 6<<-且3±≠a 时,方程组有两解,直线与双曲线有两个交点若A 、B 在双曲线的同一支,须32221-=a x x >0,所以3〈-a 或3>a 。
故当36-<<-a 或63<<a 时,A 、B 两点在同一支上;当33<<-a 时,A 、B 两点在双曲线的两支上。
例3. 已知抛物线方程为)1x (p 2y 2+=(p>0),直线m y x l =+:过抛物线的焦点F 且被抛物线截得的弦长为3,求p 的值。
解:设l 与抛物线交于1122(,),(,),|| 3.A x y B x y AB =则 由距离公式|AB|=|y y |2|y y |k11)y y ()x -(x 21212221221-=-+=-+6则有2129().2y y -=由02y x ,)1(221222=-+⎪⎩⎪⎨⎧+=+-=+p py ,x p y p y x 得消去.,2.04)2(2212122p y y p y y p p -=-=+∴>+=∆从而212212214)()(y y y y y y -+=-即294)2(22=+-p p 由于p>0,解得43=p例4. 过点(1,0)的直线l 与中心在原点,焦点在x 轴上且离心率为22的椭圆C 相交于A 、B 两点,直线y=21x 过线段AB 的中点,同时椭圆C 上存在一点与右焦点关于直线l 对称,试求直线l 与椭圆C 的方程.解法一:由e=22=a c ,得21222=-ab a ,从而a2=2b2,c=b. 设椭圆方程为x2+2y2=2b2,A(x1,y1),B(x2,y2)在椭圆上. 则x12+2y12=2b2,x22+2y22=2b2,两式相减得, (x12-x22)+2(y12-y22)=0,.)(221212121y y x x x x y y ++-=--设AB 中点为(x0,y0),则kAB=-2y x , 又(x0,y0)在直线y=21x 上,y0=21x0,于是-2y x =-1,kAB=-1, 设l 的方程为y=-x+1.右焦点(b,0)关于l 的对称点设为(x ′,y ′), ⎩⎨⎧-='='⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++'-='=-''b y x b x y bx y 11 1221解得则 由点(1,1-b)在椭圆上,得1+2(1-b)2=2b2,b2=89,1692=a . ∴所求椭圆C 的方程为2291698y x + =1,l 的方程为y=-x+1. 解法二:由e=21,22222=-=a b a a c 得,从而a2=2b2,c=b. 设椭圆C 的方程为x2+2y2=2b2,l 的方程为y=k(x -1),BAy=12xoy xF 2F 17将l 的方程代入C 的方程,得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2b2=0, 则x1+x2=22214k k +,y1+y2=k(x1-1)+k(x2-1)=k(x1+x2)-2k=-2212kk +.直线l :y=21x 过AB 的中点(2,22121y y x x ++),则2222122121k k k k +⋅=+-, 解得k=0,或k=-1.若k=0,则l 的方程为y=0,焦点F(c,0)关于直线l 的对称点就是F 点本身,不能在椭圆C 上,所以k=0舍去,从而k=-1,直线l 的方程为y=-(x -1),即y=-x+1,以下同解法一. 解法3:设椭圆方程为)1()0(12222>>=+b a b y a x直线l 不平行于y 轴,否则AB 中点在x 轴上与直线AB x y 过21=中点矛盾。