(完整word版)圆锥曲线解题技巧方法总结(教师版)
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圆锥曲线解题技巧方法总结
1。
圆锥曲线的两定义:
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.
例:
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):
(1)椭圆:焦点在x 轴上时12222=+b y a x (0a b >>),焦点在y 轴上时22
22b
x a y +=1(0a b >>)。
方程22Ax By C +=表示椭圆的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B ,C 同号,A≠B)。
例: 若R y x ∈,,且
62322=+y x ,则y x +的最大值是____,22y x +的最小值是___(2)
(2)双曲线:焦点在x 轴上:2222b y a x - =1,焦点在y 轴上:22
22b
x a y -=1(0,0a b >>).方程
22Ax By C +=表示双曲线的充要条件是什么?(ABC≠0,且A ,B 异号)。
例: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22(0)y px p =>,开口向左时22(0)y px p =->,开口向上时
22(0)x py p =>,开口向下时22(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):
(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。
提醒:在椭圆中,a 最大,222a b c =+,在双曲线中,c 最大,222c a b =+.
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2
a 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.
例(1)若椭圆1522=+m y x 的离心率510
=
e ,则m 的值是__(答:3或3
25); (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
221x 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⇔e =e 越小,开口越小,e 越大,开口越大;
⑥两条渐近线:b
y x a
=±.
(3)抛物线(以22(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2
p
x =-
; ⑤离心率:c
e a
=,抛物线⇔1e =.
例:设R a a ∈≠,0,则抛物线24ax 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⇔2200
221x y a b
+>;
(2)点00(,)P x y 在椭圆上⇔220
220b 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。
(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∆<⇔直线与抛物线相离。
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.
7、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: 20tan ||2
S b c y θ
==,
当0||y b =即P 为短轴端点时,max S 的最大值为bc ;对于双曲线2
tan
2θ
b S =。
练习:点P 是双曲线上112
2
2
=-y x 上一点,21,F F 为双曲线的两个焦点,且21PF PF =24,求21F PF ∆的周长。
8、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A 1,B 1,若P 为A 1B 1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。
9、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
=12x -,若12,y y 分别为A 、B 的纵坐标,则AB =212
1
1y y k -+,若弦AB 所在直线方程设为x ky b =+,则AB
12y -。
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。
10、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=-0
202y a x b ;
弦所在直线的方程: 垂直平分线的方程:
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22(0)y px p =>中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0
p
y .
提醒:因为0∆>是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验0∆>!
11.了解下列结论
(1)双曲线12222
=-b
y a x 的渐近线方程为0=±b y a x ;
(2)以x a b y ±=为渐近线(即与双曲线12222=-b y a x 共渐近线)的双曲线方程为λλ(2222
=-b
y a x 为参数,λ≠0).
(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为221mx ny +=;
(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为2
2b a
,焦准距(焦点到相应准线
的距离)为2
b c
,抛物线的通径为2p ,焦准距为p ;
(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;
(6)若抛物线22(0)y px p =>的焦点弦为AB ,1122(,),(,)A x y B x y ,则①12||AB x x p =++;②
2
21212,4
p x x y y p ==-
(7)若OA 、OB 是过抛物线22(0)y px p =>顶点O 的两条互相垂直的弦,则直线AB 恒经过定点(2,0)p
12。
圆锥曲线中线段的最值问题:
例1、(1)抛物线C:y 2=4x 上一点P 到点A (3,42)与到准线的距离和最小,则点 P 的坐标为______________
(2)抛物线C: y 2=4x 上一点Q 到点B (4,1)为 .
分析:(1)A 在抛物线外,如图,连PF ,则PF PH =A 、P 、F 三点共线时,距离和最小.
(2)B 在抛物线内,如图,作QR ⊥l 交于R ,则当B 、时,距离和最小。
解:(1)(2,2)(2)(1,4
1
)
练习题
1、已知椭圆C 1的方程为14
22
=+y x ,双曲线C 2的左、右焦点分别为C 1的左、右顶点,而C 2
的左、右顶点分别是C 1的左、右焦点。
(1) 求双曲线C 2的方程;
(2) 若直线l :2+=kx y 与椭圆C 1及双曲线C 2恒有两个不同的交点,且l 与C 2的两个交点A 和B 满足6<⋅OB OA (其中O 为原点),求k 的取值范围。
解:(Ⅰ)设双曲线
C 2的方程为122
22=-b
y a x ,则.1,31422222==+=-=b c b a a 得再由 故C 2的方程为2
2 1.3
x y -=
(II )将.0428)41(14
22222
=+++=++=kx x k y x kx y 得代入
由直线l 与椭圆C 1恒有两个不同的交点得
,0)14(16)41(16)28(22221>-=+-=∆k k k 即 21
.4
k > ①
0926)31(13
22222
=---=-+=kx x k y x kx y 得代入将.由直线l 与双曲线C 2恒有两个不同的交
点A ,B
得2
22
222
2130,1 1.3()36(13)36(1)0.
k k k k k ⎧-≠⎪≠<⎨∆=-+-=->⎪⎩即且
22
9
(,),(,),,131366,(A A B B A B A B
A B A B A B A B A B A B A x y B x y x x x x k k OA OB x x y y x x y y x x kx kx -+=⋅=--⋅<+<+=++设则由得而
2222
22(1)()2
9(1)2131337
.31
A B A B k x x x x k k k
k k =++++-=+⋅
+⋅+--+=- 2222
3715136,0.3131
k k k k +-<>--于是即解此不等式得22
131.153k k ><或 ③ 由①、②、③得.115
13
3141
22<<<<k k 或 故k
的取值范围为311313(1,(,)(,)(,1)322315
---
2、在平面直角坐标系xOy 中,已知点A(0,-1),B 点在直线y = —3上,M 点满足MB//OA ,
MA•AB = MB•BA,M 点的轨迹为曲线C 。
(Ⅰ)求C 的方程;
(Ⅱ)P 为C 上的动点,l 为C 在P 点处得切线,求O 点到l 距离的最小值.
解:(Ⅰ)设M(x ,y ),由已知得B (x,-3),A(0,—1)。
所以MA =(—x,-1-y ), MB =(0,-3-y ),
AB =(x,—2)。
再由愿意得知(MA +MB )• AB =0,即(-x ,—4—2y )• (x ,-2)=0。
所以曲线C 的方程式为y=14x 2-2. (Ⅱ)设P(x 0,y 0)为曲线C :y=14x 2—2上一点,因为y '=12
x ,所以l 的斜率为12x 0因此直线l 的方程为0001()2
y y x x x -=-,即
200220x x y y x -+-=。
则O 点到l 的距离2
d =
又200
124y x =-,所以2
01412,2x d +==≥
当20x =0时取等号,所以O 点到l 距离的最小值为2.
3、设双曲线22
221x y a b
-=(a >0,b >0)的渐近线与抛物线y=x 2 +1相切,则该双曲线的离心率等
于
4、过椭圆22
221x y a b
+=(0a b >>)的左焦点1F 作x 轴的垂线交椭圆于点P ,2F 为右焦点,若
1260F PF ∠=,则椭圆的离心率为:
5、已知双曲线)0(1222
2>=-b b
y x 的左、右焦点分别是1F 、2F ,其一条渐近线方程为x y =,点
),3(0y P 在双曲线上。
则1PF ·2PF =
6、已知直线()()20y k x k =+>与抛物线2:8C y x =相交于A B 、两点,F 为C 的焦点,若
||2||FA FB =,则k =
7、已知直线1:4360l x y -+=和直线2:1l x =-,抛物线24y x =上一动点P 到直线1l 和直线2l 的距离之和的最小值是
8、设已知抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点为F (1,0),直线l 与抛物线C 相交于A ,B 两点。
若AB 的中点为(2,2),则直线l 的方程为_____________.
9、椭圆22
192
x y +=的焦点为12,F F ,点P 在椭圆上,若1||4PF =,则2||PF = ;12F PF ∠的大
小为 .
10、过抛物线22(0)y px p =>的焦点F 作倾斜角为45的直线交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 的长为8,则p =________________ 【解析】设切点00(,)P x y ,则切线的斜率为0'0|2x x y x ==.由题意有
00
2y x x =又2001y x =+解得:
201,2,b x e a =∴===
双曲线12222=-b y a x 的一条渐近线为x a b y =,由方程组21b y x a y x ⎧
=⎪⎨⎪=+⎩,消去y,得2
10b x x a -+=有唯一解,所
以△=2()40b a -=,所以2b
a =,2221()5
c a b b e a a a +===+=
由渐近线方程为x y =知双曲线是等轴双曲线,∴双曲线方程是222=-y x ,于是两焦点坐标分别是(-2,0)和(2,0),且)1,3(P 或)1,3(-P 。
不妨
去)1,3(P ,则
)1,32(1---=PF ,)1,32(2--=PF .
∴
1
PF ·
2
PF =
,32)(1,32(-
----【解析】设抛物线2:8C y x =的准线为:2l x =-直线
分 别作
()()20y k x k =+>恒过定点P ()2,0- 。
如图过A B
、AM l ⊥于M ,BN l ⊥于N , 由||2||FA FB =,则
||2||AM BN =,
点B 为AP 的中点.连结OB ,则1
||||2
OB AF =, ||||OB BF ∴= 点B 的横坐标为1, 故点B 的坐标为
22022
(1,22)1(2)3
k -∴=
=
--, 故选D ()()()211
1122122
22
22
1212121212
4,,,,4441y x A x y B x y x x y x y y y y x x x x y y ⎧=⎪≠⎨=⎪⎩--=-∴==-+∴则有,两式相减得,,直线l 的方程为y-2=x-2,即y=x
课后作业:
1。
若动点(x ,y )在曲线1422
2=+b y x (b 〉0)上变化,则x 2+2y 的最大值为(A )
(A ) ⎪⎩⎪
⎨⎧≥<<+)4(2)40(442b b
b b ; (B)
⎪⎩⎪⎨⎧≥<<+)2(2)
20(44
2
b b
b b ; (C ) 442+b ;(D ) 2b ;
2. 函数y =ax 2+1的图象与直线y =x 相切,则a =( B ) (A)
18 (B)41 (C) 2
1
(D)1 3. 设双曲线以椭圆19
252
2=+
y x 长轴的两个端点为焦点,其准线过椭圆的焦点,则双曲线的渐近线的斜率为 ( C )
A .2±
B .3
4±
C .2
1±
D .4
3±
4.从集合{1,2,3…,11}中任选两个元素作为椭圆方程122
22=+n
y m x 中的m 和n,则能组成落在矩
形区域B={(x ,y )| |x |〈11且|y |〈9}内的椭圆个数为(B )
A .43
B . 72
C . 86
D . 90
5。
过抛物线x y 42=的焦点作一条直线与抛物线相交于A 、B 两点,它们的横坐标之和等于5,
则这样的直线( B )
A .有且仅有一条
B .有且仅有两条
C .有无穷多条
D .不存在
6. 设直线:220l x y ++=关于原点对称的直线为l ',若l '与椭圆2
2
14
y x +=的交点为A 、B 、,点P 为
椭圆上的动点,则使PAB ∆的面积为1
2
的点P 的个数为( B ) (A )1 (B )2 (C )3 (D)4
7 。
已知双曲线)0( 1222>=-a y a
x 的一条准线为23
=x ,则该双曲线的离心率为(A )
(A )
2
3 (B )2
3
(C )
2
6 (D )
3
3
2 8。
双曲线22
149
x y -=的渐近线方程是( C )
(A) 23y x =± (B) 49y x =± (C ) 32y x =± (D ) 94
y x =±
9。
已知双曲线22
163
x y -=的焦点为1F 、2F ,点M 在双曲线上且1MF x ⊥轴,则1F 到直线2F M
的距离为
(C )
(A)
(B)
(C ) 65
(D) 56
10. 抛物线24x y =上一点A 的纵坐标为4,则点A 与抛物线焦点的距离为(D )
(A ) 2
(B) 3
(C ) 4
(D ) 5
11. 设椭圆的两个焦点分别为F 1、、F 2,过F 2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△F 1PF 2为等腰
直角三角形,则椭圆的离心率是(D )
(
(B (C)2 (D 1
12.已知双曲线的中心在原点,离心率为3。
若它的一条准线与抛物线x y 42=的准线重合,则
该双曲线与抛物线x y 42=的交点到原点的距离是 ( B )
A .23+6
B .21
C .21218+
D .21
13。
抛物线y=42x 上的一点M 到焦点的距离为1,则点M 的纵坐标是( B) ( A )
1617 ( B ) 16
15 ( C ) 87
( D ) 0 14.点P (-3,1)在椭圆22
221(0)x y a b a b
+=>>的左准线上.过点P 且方向为a =(2,-5)的光线,经
直线y =—2反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为(A ) ( A )
33 ( B ) 31 ( C ) 2
2
( D ) 21
15.已知双曲线22a x -22
b
y =1(a >0,b >0)的右焦点为F ,右准线与一条渐近线交于点A ,△OAF
的面积为2
2
a (O 为原点),则两条渐近线的夹角为
(D )
A .30º
B .45º
C .60º
D .90º
16. 已知双曲线22a x -22
b
y =1(a >0,b >0)的右焦点为F ,右准线与一条渐近线交于点A,△OAF
的面积为2
2
a (O 为原点),则两条渐近线的夹角为 ( D )
A .30º
B .45º
C .60º
D .90º
17。
双曲线)0(12
2≠=-
mn n
y m x 离心率为2,有一个焦点与抛物线x y 42=的焦点重合,则mn 的值为:。