高中数学——圆锥曲线

数学定义

几何学基本概念:从平面解析几何的角度来看,平面上的直线就是由平面直角坐标系中的一个二元一次方程所表示的图形.求两条直线的交点,只需把这两个二元一次方程联立求解,当这个联立方程组无解时,二直线平行;有无穷多解时,二直线重合;只有一解时,二直线相交于一点。常用直线与 X 轴正向的夹角(叫直线的倾斜角)或该角的正切(称直线的斜率)来表示平面上直线(对于X轴)的倾斜程度。可以通过斜率来判断两条直线是否互相平行或互相垂直,也可计算它们的交角.直线与某个坐标轴的交点在该坐标轴上的坐标,称为直线在该坐标轴上的截距.直线在平面上的位置,由它的斜率和一个截距完全确定。在空间,两个平面相交时,交线为一条直线.因此,在空间直角坐标系中,用两个表示平面的三元一次方程联立,作为它们相交所得直线的方程。

空间直线的方向

空间直线的方向用一个与该直线平行的非零向量来表示,该向量称为这条直线的一个方向向量.直线在空间中的位置, 由它经过的空间一点及

它的一个方向向量完全确定.在欧几里得几何学中,直线只是一个直观的几何对象。在建立欧几里得几何学的公理体系时,直线与点、平面等都是不加定义的,它们之间的关系则由所给公理刻画。

关系式

◆直线的斜率:k=(y2—y1)/(x2—x1) (x1≠x2)

(1)一般式:适用于所有直线

Ax+By+C=0 (其中A、B不同时为0)

两直线平行时:A1/A2=B1/B2≠C1/C2

两直线垂直时:A1A2+B1B2=0

两直线重合时:A1/A2=B1/B2=C1/C2

两直线相交时:A1/A2≠B1/B2

(2)点斜式:知道直线上一点(x0,y0),并且直线的斜率k存在,则直线可表示为

y-y0=k(x—x0)

当k不存在时,直线可表示为

x=x0

(3)截距式:不适用于和任意坐标轴垂直的直线和过原点的直线

知道直线与x轴交于(a,0),与y轴交于(0,b),则直线可表示为

x/a+y/b=1

(4)斜截式:Y=KX+B (K≠0)当k>0时,y随x的增大而增大;当k 〈0时,y随x的增大而减小。

两直线平行时 K1=K2

两直线垂直时 K1 X K2 = —1

(5)两点式

x1不等于x2 y1不等于y2

(y—y1)/(y2-y1)=(x-x1)/(x2-x1)

(6)法线式x·cosα+ysinα-p=0

(7)点到直线方程

注意:各种不同形式的直线方程的局限性:

①点斜式和斜截式都不能表示斜率不存在的直线;

②两点式不能表示与坐标轴平行的直线;

③截距式不能表示与坐标轴平行或过原点的直线;

④直线方程的一般式中系数A、B不能同时为零.

(8)两平行直线间的距离

IC1-C2I / 根号下A的平方加上B的平方

椭圆

椭圆作图范例

椭圆是平面上到两定点的距离之和为常值的点之轨迹,也可定义为到定点距离与到定直线间距离之比为常值的点之轨迹。它是圆锥曲线的一种,即圆锥与平面的截线。椭圆在方程上可以写为标准式x^2/a^2+y^2/b^2=1,它还有其他一些表达形式,如参数方程表示等等.椭圆在开普勒行星运行三定律中扮演了重要角色,即行星轨道是椭圆,以恒星为焦点.

椭圆的第一定义

tuǒyuán

平面内与两定点F、F'的距离的和等于常数2a(2a〉|FF’|)的动点P的轨迹叫做椭圆。

即:│PF│+│PF’│=2a

其中两定点F、F'叫做椭圆的焦点,两焦点的距离│FF'│叫做椭圆的焦距。

椭圆的第二定义

平面上到定点F距离与到定直线间距离之比为常数e(即椭圆的偏心率,e=c/a)

的点的集合(定点F不在定直线上,该常数为小于1的正数)

其中定点F为椭圆的焦点,定直线称为椭圆的准线(该定直线的方程是x=±a^2/c或者y=±a^2/c)。

椭圆的其他定义根据椭圆的一条重要性质也就是椭圆上的点与椭圆短轴两端点连线的斜率之积是定值可以得出:平面内与两定点的连线的斜率之积是常数k的动点的轨迹是椭圆,此时k应满足一定的条件,也就是排除斜率不存在的情况

切线与法线的几何性质

定理1:设F1、F2为椭圆C的两个焦点,P为C上任意一点。若直线AB切椭圆C于点P,则∠APF1=∠BPF2。

定理2:设F1、F2为椭圆C的两个焦点,P为C上任意一点.若直线AB为C在P 点的法线,则AB平分∠F1PF2。

上述两定理的证明可以查看参考资料[1]。

计算机图形学约束

椭圆必须一条直径与X轴平行,另一条直径Y轴平行.不满足此条件的几何学椭圆在计算机图形学上视作一般封闭曲线。

标准方程

高中课本在平面直角坐标系中,用方程描述了椭圆,椭圆的标准方程中的“标准"指的是中心在原点,对称轴为坐标轴。

椭圆的标准方程有两种,取决于焦点所在的坐标轴:

1)焦点在X轴时,标准方程为:x^2/a^2+y^2/b^2=1 (a>b>0)

2)焦点在Y轴时,标准方程为:x^2/b^2+y^2/a^2=1 (a〉b>0)

其中a>0,b〉0。a、b中较大者为椭圆长半轴长,较短者为短半轴长(椭圆有两条对称轴,对称

F点在Y轴

轴被椭圆所截,有两条线段,它们的一半分别叫椭圆的长半轴和短半轴或半长轴和半短轴)当a>b时,焦点在x轴上,焦距为2*(a^2-b^2)^0。5,焦距与长。短半轴的关系:b^2=a^2-c^2 ,准线方程是x=a^2/c和x=-a^2/c ,c为椭圆的半焦距.

又及:如果中心在原点,但焦点的位置不明确在X轴或Y轴时,方程可设为mx^2+ny^2=1(m>0,n>0,m≠n)。既标准方程的统一形式。

椭圆的面积是πab.椭圆可以看作圆在某方向上的拉伸,它的参数方程是:x=acosθ ,y=bsinθ

标准形式的椭圆在(x0,y0)点的切线就是: xx0/a^2+yy0/b^2=1

lk一般方程

Ax^2;+Bxy+Cy^2;+Dx+Ey+F=0 (A。C不为0)

公式

椭圆的面积公式

S=π(圆周率)×a×b(其中a,b分别是椭圆的长半轴,短半轴的长)。

或S=π(圆周率)×A×B/4(其中A,B分别是椭圆的长轴,短轴的长).

椭圆的周长公式

椭圆周长没有公式,有积分式或无限项展开式。

椭圆周长(L)的精确计算要用到积分或无穷级数的求和。如

L = ∫[0,π/2]4a * sqrt(1-(e*cost)²)dt≈2π√((a²+b²)/2) [椭圆近似周长],其中a为椭圆长半轴,e为离心率

椭圆离心率的定义为椭圆上的点到某焦点的距离和该点到该焦点对应的准线的距离之比,设椭圆上点P到某焦点距离为PF,到对应准线距离为PL,则e=PF/PL

椭圆的准线方程

x=±a^2/c

椭圆的离心率公式

e=c/a(0

椭圆的焦准距:椭圆的焦点与其相应准线(如焦点(c,0)与准线x=+a²/C)的距离,数值=b²/c

椭圆焦半径公式

焦点在x轴上:|PF1|=a+ex0 |PF2|=a—ex0

椭圆过右焦点的半径r=a—ex

过左焦点的半径r=a+ex

焦点在y轴上:|PF1|=a—ey0 |PF2|=a+ey0

椭圆的通径:过焦点的垂直于x轴(或y轴)的直线与椭圆的两交点A,B之间的距离,数值=2b^2/a

点与椭圆位置关系

点M(x0,y0)椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1

点在圆内: x0^2/a^2+y0^2/b^2<1

点在圆上: x0^2/a^2+y0^2/b^2=1

点在圆外:x0^2/a^2+y0^2/b^2〉1

直线与椭圆位置关系

y=kx+m ①

x^2/a^2+y^2/b^2=1 ②

由①②可推出x^2/a^2+(kx+m)^2/b^2=1

相切△=0

相离△〈0无交点

相交△>0 可利用弦长公式:A(x1,y1) B(x2,y2)

|AB|=d = √(1+k^2)|x1—x2| = √(1+k^2)(x1-x2)^2 = √(1+1/k^2)|y1-y2|= √(1+1/k^2)(y1-y2)^2

椭圆的斜率公式

过椭圆上x^2/a^2+y^2/b^2=1上一点(x,y)的切线斜率为-(b^2)X/(a^2)y 椭圆焦点三角形面积公式

若∠F1PF2=θ, 则S=b^2tanθ/2

椭圆参数方程的应用

求解椭圆上点到定点或到定直线距离的最值时,用参数坐标可将问题转化为三角函数问题求解

x=a×cosβ,y=b×sinβ a为长轴长的一半

相关性质

由于平面截圆锥(或圆柱)得到的图形有可能是椭圆,所以它属于一种圆锥截线。

例如:有一个圆柱,被截得到一个截面,下面证明它是一个椭圆(用上面的第一定义):

将两个半径与圆柱半径相等的半球从圆柱两端向中间挤压,它们碰到截面的时候停止,那么会得到两个公共点,显然他们是截面与球的切点。

设两点为F1、F2

对于截面上任意一点P,过P做圆柱的母线Q1、Q2,与球、圆柱相切的大圆分别交于Q1、Q2

则PF1=PQ1、PF2=PQ2,所以PF1+PF2=Q1Q2

由定义1知:截面是一个椭圆,且以F1、F2为焦点

用同样的方法,也可以证明圆锥的斜截面(不通过底面)为一个椭圆

例:已知椭圆C:x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b〉0)的离心率为√6/3,短轴一个端点到右焦点的距离为√3。

(1)求椭圆C的方程.

(2)直线l:y=x+1与椭圆交于A,B两点,P为椭圆上一点,求△PAB面积的最大值。

(3)在(2)的基础上求△AOB的面积.

一分析短轴的端点到左右焦点的距离和为2a,端点到左右焦点的距离相等(椭圆的定义),可知a=√3,又c/a=√6/3,代入得c=√2,b=√(a^2-c^2)=1,方程是x^2/3+y^2/1=1,二要求面积,显然以ab作为三角形的底边,联立x^2/3+y^2/1=1,y=x+1解得x1=0,y1=1,x2=—1.5,y2=-0。5。利用弦长公式有√(1+k^2))[x2-x1](中括号表示绝对值)弦长=3√2/2,对于p点面积最大,它到弦的距离应最大,假设已经找到p到弦的距离最大,过p做弦的平行线,可以发现这个平行线是椭圆的切线是才会最大,这个切线和弦平行故斜率和弦的斜率=,设y=x+m,利用判别式等于0,求得m=2,-2.结合图形得m=-2。x=1.5,y=—0.5,p(1.5,-0.5),

三直线方程x—y+1=0,利用点到直线的距离公式求的√2/2,面积1/2*

√2/2*3√2/2=3/4,

双曲线

双曲线(Hyperbola)是指与平面上两个定点的距离之差的绝对值为定值的点的轨迹,也可以定义为到定点与定直线的距离之比是一个大于1的常数的点之轨迹。双曲线是圆锥曲线的一种,即圆锥面与平面的交截线. 双曲线在一定的仿射变换下,也可以看成反比例函数.

定义:我们把平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于一个常数的轨迹称为双曲线定义1:

平面内,到两个定点的距离之差的绝对值为常数(小于这两个定点间的距离[1])的点的轨迹称为双曲线.

定义2:平面内,到给定一点及一直线的距离之比大于1且为常数的点的轨迹称为双曲线。

定义3:一平面截一圆锥面,当截面与圆锥面的母线不平行,且与圆锥面的两个圆锥都相交时,交线称为双曲线.

定义4:在平面直角坐标系中,二元二次方程h(x,y)=ax^2+bxy+cy^2+dx+ey+f=0满足以下条件时,其图像为双曲线。

1. a,b,c不都是0。

2. b^2 - 4ac 〉0。

在高中的解析几何中,学到的是双曲线的中心在原点,图像关于x,y轴对称的情形。这时双曲线的方程退化为:x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1.

上述的四个定义是等价的。

重要概念和性质

以下从纯几何的角度给出一些双曲线的相关概念和性质。

双曲线有两个分支。

在定义1中提到的两给定点称为该双曲线的焦点,定义2中提到的一给定点也是双曲线的焦点。双曲线有两个焦点。在定义2中提到的给定直线称为该双曲线的准线。在定义2中提到的到给定点与给定直线的距离之比,称为该双曲线的离心率。双曲线有两个焦点,两条准线。(注意:尽管定义2中只提到了一个焦点和一条准线。但是给定同侧的一个焦点,一条准线以及离心率可以根据定义2同时得到双曲线的两支,而两侧的焦点,准线和相同离心率得到的双曲线是相同的。)

双曲线与两焦点连线的交点,称为双曲线的顶点.

双曲线有两条渐近线。

双曲线的简单几何性质

1、轨迹上一点的取值范围:x≥a,x≤-a(焦点在x轴上)或者y≥a,y≤-a(焦点在y轴上)。

2、对称性:关于坐标轴和原点对称。

3、顶点:A(—a,0),A'(a,0)。同时AA’叫做双曲线的实轴且∣AA'│=2a.

B(0,—b),B’(0,b).同时BB’叫做双曲线的虚轴且│BB'│=2b。

4、渐近线:

焦点在x轴:y=±(b/a)x。

焦点在y轴:y=±(a/b)x. 圆锥曲线ρ=ep/1—ecosθ当e>1时,表示双曲线.其中p 为焦点到准线距离,θ为弦与X轴夹角

令1—ecosθ=0可以求出θ,这个就是渐近线的倾角。θ=arccos(1/e)

令θ=0,得出ρ=ep/1-e, x=ρcosθ=ep/1-e

令θ=PI,得出ρ=ep/1+e ,x=ρcosθ=—ep/1+e

这两个x是双曲线定点的横坐标.

求出他们的中点的横坐标(双曲线中心横坐标)

x=[(ep/1—e)+(-ep/1+e)]/2

(注意化简一下)

直线ρcosθ=[(ep/1—e)+(—ep/1+e)]/2

是双曲线一条对称轴,注意是不与曲线相交的对称轴。

将这条直线顺时针旋转PI/2—arccos(1/e)角度后就得到渐近线方程,设旋转后的角度是θ’

则θ’=θ-[PI/2—arccos(1/e)]

则θ=θ’+[PI/2-arccos(1/e)]

代入上式:

ρcos{θ’+[PI/2—arccos(1/e)]}=[(ep/1—e)+(—ep/1+e)]/2

即:ρsin[arccos(1/e)-θ’]=[(ep/1—e)+(—ep/1+e)]/2

现在可以用θ取代式中的θ’了

得到方程:ρsin[arccos(1/e)—θ]=[(ep/1—e)+(-ep/1+e)]/2

现证明双曲线x^2/a^2-y^/b^2=1 上的点在渐近线中

设M(x,y)是双曲线在第一象限的点,则

y=(b/a)√(x^2-a^2) (x〉a)

因为x^2—a^2

即y

所以,双曲线在第一象限内的点都在直线y=bx/a下方

根据对称性第二、三、四象限亦如此

5、离心率:

第一定义:e=c/a 且e∈(1,+∞)。

第二定义:双曲线上的一点P到定点F的距离│PF│ 与点P到定直线(相应准线)的距离d 的比等于双曲线的离心率e.

d点│PF│/d线(点P到定直线(相应准线)的距离)=e

6、双曲线焦半径公式(圆锥曲线上任意一点P(x,y)到焦点距离)

左焦半径:r=│ex+a│

右焦半径:r=│ex-a│

7、等轴双曲线

一双曲线的实轴与虚轴长相等即:2a=2b 且e=√2

这时渐近线方程为:y=±x(无论焦点在x轴还是y轴)

8、共轭双曲线

双曲线S'的实轴是双曲线S的虚轴且双曲线S'的虚轴是双曲线S的实轴时,称双曲线S'与双曲线S为共轭双曲线。

几何表达:S:(x^2/a^2)—(y^2/b^2)=1 S’:(y^2/b^2)-(x^2/a^2)=1

特点:(1)共渐近线

(2)焦距相等

(3)两双曲线的离心率平方后的倒数相加等于1

9、准线:焦点在x轴上:x=±a^2/c

焦点在y轴上:y=±a^2/c

10、通径长:(圆锥曲线(除圆外)中,过焦点并垂直于轴的弦)

d=2b^2/a

11、过焦点的弦长公式:

d=2pe/(1-e^2cos^2θ)

12、弦长公式:

d = √(1+k^2)|x1-x2| = √(1+k^2)(x1—x2)^2 = √(1+1/k^2)|y1-y2|= √(1+1/k^2)(y1—y2)^2 推导如下:

由直线的斜率公式:k = (y1 — y2)/ (x1 — x2)

得y1 - y2 = k(x1 - x2)或x1 — x2 = (y1 - y2)/k

分别代入两点间的距离公式:|AB|= √[(x1 - x2)&sup2;+ (y1 - y2)&sup2;] 稍加整理即得:

|AB| = |x1 - x2|√(1 + k&sup2;)或|AB|= |y1 - y2|√(1 + 1/k²;)

·双曲线的标准公式与反比例函数

X^2/a^2 - Y^2/b^2 = 1(a>0,b>0)

而反比例函数的标准型是xy = c (c ≠ 0)

但是反比例函数确实是双曲线函数经过旋转得到的

因为xy = c的对称轴是y=x, y=—x 而X^2/a^2 — Y^2/b^2 = 1的对称轴是x轴,y轴

所以应该旋转45度

设旋转的角度为 a (a≠0,顺时针)

(a为双曲线渐进线的倾斜角)

则有

X = xcosa + ysina

Y = - xsina + ycosa

取 a = π/4

X^2 — Y^2 = (xcos(π/4) + ysin(π/4))^2 —(xsin(π/4) —ycos(π/4))^2

= (√2/2 x + √2/2 y)^2 —(√2/2 x - √2/2 y)^2

= 4 (√2/2 x)(√2/2 y)

= 2xy。

而xy=c

所以

X^2/(2c) - Y^2/(2c)= 1 (c>0)

Y^2/(—2c) - X^2/(-2c) = 1 (c〈0)

由此证得,反比例函数其实就是双曲线函数。只不过是双曲线在平面直角坐标系内的另一种摆放形式.

双曲线焦点三角形面积公式

若∠F1PF2=θ,

则S△F1PF2=b^2;·cot(θ/2)

·例:已知F1、F2为双曲线C:x^2;-y^;=1的左右焦点,点P在C上,∠F1PF2=60°,则P到x轴的距离为多

少?

解:由双曲线焦点三角形面积公式得S△F1PF2=b^2;·cot(θ/2)=1×cot30°,设P到x轴的距离为h,则S△F1PF2=&frac12;×F1F2×h=&frac12;2√2×h=√3, h=√6/2

抛物线

抛物线

抛物线是指平面内到一个定点和一条定直线l距离相等的点的轨迹.他有许多表示方法,比如参数表示,标准方程表示等等。它在几何光学和力学中有重要的用处。抛物线也是圆锥曲线的一种,即圆锥面与平行于某条母线的平面相截而得的曲线.抛物线在合适的坐标变换下,也可看成二次函数图像。

抛物线

定义

平面内,到一个定点F和不过F的一条定直线l距离相等的点的轨迹(或集合)称之为抛物线.且定点F不在直线上另外, F 称为"抛物线的焦点",l 称为"抛物线的准线”。

定义焦点到抛物线的准线的距离为"焦准距”,用p表示p〉0。

以平行于地面的方向将切割平面插入一个圆锥,可得一个圆,如果倾斜这个平面直至与其一边平行,就可以做一条抛物线.

标准方程

抛物线的标准方程有四个:

抛物线

右开口抛物线:y^2=2px

左开口抛物线:y^2= —2px

上开口抛物线:x^2=2py

下开口抛物线:x^2= -2py

p为焦准距(p〉0)

在抛物线y^2=2px中,焦点是(p/2,0),准线l的方程是x= -p/2; 在抛物线y^2= -2px 中,焦点是( —p/2,0),准线l的方程是x=p/2; 在抛物线x^2=2py 中,焦点是(0,p/2),准线l的方程是y= -p/2;在抛物线x^2= —2py中,焦点是(0,—p/2),准线l 的方程是y=p/2;

相关参数

(对于向右开口的抛物线)

离心率:e=1

焦点:(p/2,0)

准线方程l:x=—p/2

顶点:(0,0)

通径:2P ;定义:圆锥曲线(除圆外)中,过焦点并垂直于轴的弦定义域(X≥0)值域(Y∈R)

解析式求法

以焦点在X轴上为例

知道P(x0,y0)

令所求为y^2=2px

则有y0^2=2px0

∴2p=y0^2/x0

∴抛物线为y^2=(y0^2/x0)x

光学性质

经焦点的光线经抛物线反射后的光线平行抛物线的对称轴.

面积和弧长公式

抛物线

面积Area=2ab/3

弧长Arc length ABC

=√(b^2+16a^2 )/2+b^2/8a ln((4a+√(b^2+16a^2 ))/b)

其他

抛物线:y = ax^2 + bx + c (a≠0)

就是y等于ax 的平方加上bx再加上 c

a > 0时开口向上

a 〈0时开口向下

c = 0时抛物线经过原点

b = 0时抛物线对称轴为y轴

还有顶点式y = a(x—h)^2 + k

就是y等于a乘以(x—h)的平方+k

h是顶点坐标的x

k是顶点坐标的y

一般用于求最大值与最小值

抛物线标准方程:y^2=2px

它表示抛物线的焦点在x的正半轴上,焦点坐标为(p/2,0)准线方程为x=-p/2 由于抛物线的焦点可在任意半轴,故共有标准方程y^2=2px y^2=-2px x^2=2py x^2=-2py

对称性解题

我们知道,抛物线y = ax^2 + bx + c ( a ≠0 )是轴对称图形,它的对称轴是直线x = - b/ 2a ,它的顶点在对称轴上.解决有关抛物线的问题时,若能巧用抛物线的对称性,则常可以给出简捷的解法。

例1已知抛物线的对称轴是x =1,抛物线与y轴交于点(0,3),与x轴两交点间的距离为4,求此抛物线的解析式.

分析设抛物线的解析式为y = ax^2 + bx + c 。若按常规解法,则需要解关于a、

b、c的三元一次方程组,变形过程比较繁杂;若巧用抛物线的对称性,解法就简捷了。因为抛物线的对称轴为x =1,与x轴两交点间的距离为4,由抛物线的对称性可知,它与x轴交于A(-1,0)、B(3,0)两点。于是可设抛物线的解析式为y = a(x+1)(x—3)。又因为抛物线与y轴交于点(0,3),所以3 = -3a。故a =-1。

∴y = —(x+1)(x—3),即

y = - x^2 + 2x +3.

例2已知抛物线经过A(—1,2)、B(3,2)两点,其顶点的纵坐标为6,求当x =0时y的值。

分析要求当x =0时y的值,只要求出抛物线的解析式即可。

由抛物线的对称性可知,A(—1,2)、B(3,2)两点是抛物线上的对称点。由此可知,抛物线的对称轴是x = 1。故抛物线的顶点是(1,6)。于是可设抛物线的解析式为y = a(x-1)2+ 6。因为点(—1,2)在抛物线上,所以4a + 6 = 2。故a = -1。

∴y = -(x-1)^2+ 6,即

y = — x^2 + 2x +5。

∴当x =0时,y = 5。

例3已知抛物线与x轴两交点A、B间的距离为4,与y轴交于点C,其顶点为(-1,4),求△ABC的面积。

分析要求△ABC的面积,只要求出点C的坐标即可。为此,需求出抛物线的解析式。由题设可知,抛物线的对称轴是x = —1.由抛物线的对称性可知,A、B两点的坐标分别为(—3,0)、(1,0)。故可设抛物线的解析式为y = a(x+1)^2+ 4[或y = a(x+3)(x-1)].

∵点(1,0)在抛物线上,

∴4a + 4 = 0。∴a = -1.

∴y = —(x+1)2+ 4,即

y = — x2 - 2x +3。

∴点C的坐标为(0,3).

∴S△ABC = 1/2×(4×3)= 6.

例4已知抛物线y = ax2 + bx + c的顶点A的纵坐标是4,与y轴交于点B,与x轴交于C、D两点,且-1和3是方程ax2 + bx + c =0的两个根,求四边形ABCD的面积。

分析要求四边形ABCD的面积,求出A、B两点的坐标即可。为此,要求出抛物线的解析式。由题设可知,C、D两点的坐标分别为(-1,0)、(3,0)。由抛物线的对称性可知,抛物线的对称轴是x = 1.故顶点A的坐标是(1,4)。从而可设抛物线的解析式为y = a(x-1)2+ 4[或y = a(x+1)(x—3)].

∵点(-1,0)在抛物线上,

∴4a + 4 = 0。故a = -1。

∴y = —(x—1)^2+ 4,即

y = — x^2 + 2x +3。

∴点B的坐标为(0,3)。

连结OA ,则S四边形ABCD = S△BOC + S△AOB + S△AOD = 1/2×1×3+1/2×3×1+1/2×3×4=9

相关结论

过抛物线y^2=2px(p〉0)焦点F作倾斜角为θ的直线L,L与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2),有

①x1*x2 = p^2/4 ,y1*y2 = —P^2,要在直线过焦点时才能成立

②焦点弦长:|AB|= x1+x2+P = 2P/[(sinθ)^2]

③(1/|FA|)+(1/|FB|)= 2/P

④若OA垂直OB则AB过定点M(2P,0)

⑤焦半径:|FP|=x+p/2 (抛物线上一点P到焦点F距离等于到准线L距离)

⑥弦长公式:AB=√(1+k^2)*│x2—x1│

⑦△=b^2-4ac

⑴△=b^2-4ac>0有两个实数根

⑵△=b^2-4ac=0有两个一样的实数根

⑶△=b^2—4ac<0没实数根

⑧由抛物线焦点到其切线的垂线,是焦点到切点的距离,与到顶点距离的比例中项。

⑨标准形式的抛物线在x0,y0点的切线就是:yy0=p(x+x0)

定义解题

例:已知F是抛物线y^2=4x的焦点,A(3,2)是一个定点,P是抛物线上的动点,求|PA|+|PF|的最小值和此时P的坐标。

解:设抛物线的准线为L,过P作PH⊥L,垂足为H,再过A点作AH’⊥L,垂足为H’,并交抛物线于P’。连结P'F。则:

|PA|+|PF|=|PA|+|PH|≥|AH’|=|P’A|+|P’H|=|P'A|+|P’F|

所以,|PA|+|PF|的最小值是|AH’|,而准线方程x=—1

故|PA|+|PF|的最小值是4,此时,P'的坐标是(1,2)

高中数学圆锥曲线知识点总结5篇

高中数学圆锥曲线知识点总结5篇 高中数学圆锥曲线知识点总结5篇 教育的现代化和大众化是推进知识普及和人才培养的重要策略。科学科研的公正性和透明度是科研活动的重要保障。下面就让小编给大家带来高中数学圆锥曲线知识点总结,希望大家喜欢! 高中数学圆锥曲线知识点总结1 1、向量的加法 向量的加法满足平行四边形法则和三角形法则。 AB+BC=AC。 a+b=(x+x ,y+y )。 a+0=0+a=a。 向量加法的运算律: 交换律:a+b=b+a; 结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。 2、向量的减法 如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0. 0的反向量为0 AB-AC=CB. 即“共同起点,指向被减” a=(x,y) b=(x ,y ) 则 a-b=(x-x ,y-y ). 3、数乘向量 实数λ和向量a的乘积是一个向量,记作λa,且 ∣λa∣=∣λ∣·∣a∣。 当λ 0时,λa与a同方向; 当λ 0时,λa与a反方向; 当λ=0时,λa=0,方向任意。 当a=0时,对于任意实数λ,都有λa=0。 注:按定义知,如果λa=0,那么λ=0或a=0。 实数λ叫做向量a的系数,乘数向量λa的几何意义就是将表示向量a的有

向线段伸长或压缩。 当∣λ∣ 1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ 0)或反方向(λ 0)上伸长为原来的∣λ∣倍; 当∣λ∣ 1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ 0)或反方向(λ 0)上缩短为原来的∣λ∣倍。 数与向量的乘法满足下面的运算律 结合律:(λa)·b=λ(a·b)=(a·λb)。 向量对于数的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa. 数对于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb. 数乘向量的消去律:① 如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b。② 如果 a≠0且λa=μa,那么λ=μ。 4、向量的的数量积 定义:两个非零向量的夹角记为〈a,b〉,且〈a,b〉∈[0,π]。 定义:两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量,记作a·b。若a、b不共线,则a·b=|a|·|b|·cos〈a,b〉;若a、b共线,则a·b=+- ∣a∣∣b∣。 向量的数量积的坐标表示:a·b=x·x +y·y 。 向量的数量积的运算率 a·b=b·a(交换率); (a+b)·c=a·c+b·c(分配率); 向量的数量积的性质 a·a=|a|的平方。 a⊥b 〈=〉a·b=0。 |a·b|≤|a|·|b|。 高中数学圆锥曲线知识点总结2 直线的倾斜角: 定义:x轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地,当直线与x轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0度。因此,倾斜角的取值

高考数学中的圆锥曲线

高考数学中的圆锥曲线 圆锥曲线是代数几何中的重要概念,也是高中数学中比较难的 一部分。它包含了直线、双曲线、抛物线和椭圆四种曲线类型。 在高考数学中,圆锥曲线是一个难点,但是掌握了这个知识点, 不仅有助于理解高数中其他知识点,也有助于应对高考成绩。 一、圆锥曲线的定义和概念 圆锥曲线是在平面直角坐标系中的解析几何概念,它是二次方 程x²+y²+Dx+Ey+F=0(D,E,F均为常数,且D²+E²≠0)的图形。其中的四种曲线类型如下: 1. 直线:当圆锥曲线的系数D=E=0时,圆锥曲线变成直线。 直线可以看成是一个不确定的椭圆,它有两个焦点(即两个充电 电荷)、两个半轴(即极值)。 2. 双曲线:当圆锥曲线的系数D²-E²>0时,圆锥曲线变成双曲线。双曲线有两个焦点和两个渐近线。

3. 抛物线:当圆锥曲线的系数D=0,E≠0时,圆锥曲线变成抛物线。抛物线有一个焦点和一个顶点。 4. 椭圆:当圆锥曲线的系数D²-E²<0时,圆锥曲线变成椭圆。椭圆有两个焦点和两个半轴。 二、实例探究:直线与圆锥曲线 我们以直线为例,来看一下圆锥曲线与直线的关系。 首先,我们知道当圆锥曲线系数D=E=0时,可以变成一个直线。而对于直线y=kx+b(k和b均为常数),可以加入一个令 y=mx,那么k和b就是D和E,即圆锥曲线的系数。 例如,圆锥曲线x²-6x+y²+4y+9=0,我们可以将它转换为(x-3)²+(y+2)²=4。这是一个半径为2,圆心在(3,-2)处的圆。我们可以绘制它的图像,然后再绘制直线y=x-1的图像。 从图像来看,直线y=x-1穿过了圆心,因此它一定与这个圆有交点。我们可以通过解方程,求出直线y=x-1与圆的交点:

高中数学中的圆锥曲线知识点总结

高中数学中的圆锥曲线知识点总结圆锥曲线是高中数学中重要的几何概念之一,包括椭圆、双曲线和 抛物线。在本文中,我们将对这些圆锥曲线的基本概念、性质和相关 公式进行总结。 一、椭圆 1. 概念:椭圆是平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a 的点的轨迹。 2. 基本性质: - 长轴和短轴:椭圆的两个焦点F1和F2之间的距离为2c,椭圆 的长轴为2a,短轴为2b,有关系式c^2 = a^2 - b^2。 - 离心率:离心率e定义为离焦距离2c与长轴2a之比,即e = c/a。椭圆的离心率小于1。 - 焦点与定点关系:椭圆上的任意一点P到两个焦点F1和F2的 距离之和等于常数2a,即PF1 + PF2 = 2a。 - 弦与切线性质:椭圆上任意一条弦与该点处的切线垂直。 3. 相关公式: - 椭圆标准方程:(x^2)/(a^2) + (y^2)/(b^2) = 1 或 (y^2)/(a^2) + (x^2)/(b^2) = 1(其中a > b)。 - 焦点坐标公式:F1(-c,0),F2(c,0)。

- 离心率公式:e = c/a。 - 曲率半径:任意一点P在椭圆上的曲率半径为a^2/b。 二、双曲线 1. 概念:双曲线是平面上到两个定点F1和F2的距离之差等于常数 2a的点的轨迹。 2. 基本性质: - 长轴和短轴:双曲线的两个焦点F1和F2之间的距离为2c,双 曲线的长轴为2a,短轴为2b,有关系式c^2 = a^2 + b^2。 - 离心率:离心率e定义为离焦距离2c与长轴2a之比,即e = c/a。双曲线的离心率大于1。 - 焦点与定点关系:双曲线上的任意一点P到两个焦点F1和F2 的距离之差等于常数2a,即|PF1 - PF2| = 2a。 - 弦与切线性质:双曲线上任意一条弦与该点处的切线垂直。 3. 相关公式: - 双曲线标准方程:(x^2)/(a^2) - (y^2)/(b^2) = 1 或 (y^2)/(a^2) - (x^2)/(b^2) = 1(其中a > b)。 - 焦点坐标公式:F1(-c,0),F2(c,0)。 - 离心率公式:e = c/a。 - 曲率半径:任意一点P在双曲线上的曲率半径为|a^2/b|。

高中数学圆锥曲线知识点整理

高三数学圆锥曲线知识整理 知识整理 解析几何的基本问题之一:如何求曲线(点的轨迹)方程.它一般分为两类基本题型:一是已知轨迹类型求其方程,常用待定系数法,如求直线及圆的方程就是典型例题;二是未知轨迹类型,此时除了用代入法、交轨法、参数法等求轨迹的方法外,通常设法利用已知轨迹的定义解题,化归为求已知轨迹类型的轨迹方程。因此在求动点轨迹方程的过程中,一是寻找与动点坐标有关的方程(等量关系),侧重于数的运算,一是寻找与动点有关的几何条件,侧重于形,重视图形几何性质的运用。 在基本轨迹中,除了直线、圆外,还有三种圆锥曲线:椭圆、双曲线、抛物线。 1、 三种圆锥曲线的研究 (1)统一定义,三种圆锥曲线均可看成是这样 的 点集:⎭ ⎬⎫ ⎩ ⎨⎧>=0e ,e d |PF ||P ,其中F 为定点,d 为P 到定直线的距离,F ∉,如图. 因为三者有统一定义,所以,它们的一些性质,研究它们的一些方法都具有规律性。 当0

(2)椭圆及双曲线几何定义:椭圆:{P||PF1|+|PF2|=2a,2a〉|F1F2|>0,F1、F2为定点},双曲线{P|||PF1|—|PF2||=2a,|F1F2|〉2a〉0,F1,F2为定点}. (3)圆锥曲线的几何性质:几何性质是圆锥曲线内在的,固有的性质,不因为位置的改变而改变。 ①定性:焦点在与准线垂直的对称轴上 椭圆及双曲线中:中心为两焦点中点,两准线关于中心对称;椭圆及双曲线关于长轴、短轴或实轴、虚轴成轴对称,关于中心成中心对称. ②定量:

高中数学圆锥曲线

数学圆锥曲线总结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,且此常数一定要大于F 1F 2 ,当常数等于F 1 F 2 时,轨迹是线段F F,当常数小 于时,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,且此常 数一定要小于|F F|,定义中的“绝对值”与<|F F|不可忽视。若=|F F|, 则轨迹是以F,F为端点的两条射线,若﹥|F F|,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。 (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。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。 Attention:(1)在求解椭圆、双曲线问题时,首先要判断焦点位置,焦点F,F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,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,最大,,在双曲线中,最大,。 4.圆锥曲线的几何性质: (1)椭圆(以()为例):①范围:;②焦点: 两个焦点;③对称性:两条对称轴,一个对称中心(0,0),四个顶点,其中长轴长为2,短轴长为2;④准线:两条准线; ⑤离心率:,椭圆,越小,椭圆越圆;越大,椭圆越扁。 (2)(2)双曲线(以()为例):①范围:或; ②焦点:两个焦点;③对称性:两条对称轴,一个对称中心(0,0), 两个顶点,其中实轴长为2,虚轴长为2,特别地,当实轴和虚轴的长相

高中数学——圆锥曲线

数学定义 几何学基本概念:从平面解析几何的角度来看,平面上的直线就是由平面直角坐标系中的一个二元一次方程所表示的图形.求两条直线的交点,只需把这两个二元一次方程联立求解,当这个联立方程组无解时,二直线平行;有无穷多解时,二直线重合;只有一解时,二直线相交于一点。常用直线与 X 轴正向的夹角(叫直线的倾斜角)或该角的正切(称直线的斜率)来表示平面上直线(对于X轴)的倾斜程度。可以通过斜率来判断两条直线是否互相平行或互相垂直,也可计算它们的交角.直线与某个坐标轴的交点在该坐标轴上的坐标,称为直线在该坐标轴上的截距.直线在平面上的位置,由它的斜率和一个截距完全确定。在空间,两个平面相交时,交线为一条直线.因此,在空间直角坐标系中,用两个表示平面的三元一次方程联立,作为它们相交所得直线的方程。 空间直线的方向 空间直线的方向用一个与该直线平行的非零向量来表示,该向量称为这条直线的一个方向向量.直线在空间中的位置, 由它经过的空间一点及 它的一个方向向量完全确定.在欧几里得几何学中,直线只是一个直观的几何对象。在建立欧几里得几何学的公理体系时,直线与点、平面等都是不加定义的,它们之间的关系则由所给公理刻画。 关系式 ◆直线的斜率:k=(y2—y1)/(x2—x1) (x1≠x2) (1)一般式:适用于所有直线 Ax+By+C=0 (其中A、B不同时为0) 两直线平行时:A1/A2=B1/B2≠C1/C2 两直线垂直时:A1A2+B1B2=0 两直线重合时:A1/A2=B1/B2=C1/C2 两直线相交时:A1/A2≠B1/B2 (2)点斜式:知道直线上一点(x0,y0),并且直线的斜率k存在,则直线可表示为 y-y0=k(x—x0) 当k不存在时,直线可表示为 x=x0 (3)截距式:不适用于和任意坐标轴垂直的直线和过原点的直线 知道直线与x轴交于(a,0),与y轴交于(0,b),则直线可表示为 x/a+y/b=1

数学高二上知识点圆锥曲线

数学高二上知识点圆锥曲线 圆锥曲线是数学高二上的重要知识点,包括抛物线、椭圆和双 曲线。它们在几何学、物理学和工程学中都有广泛的应用。本文 将深入讨论这些知识点,帮助读者更好地理解圆锥曲线的特性和 应用。 1. 抛物线 抛物线是一种经典的圆锥曲线,它的定义可以通过焦点和直线 来描述。具体而言,抛物线的定义是:到焦点距离与到准线距离 相等的点的轨迹。我们可以将其表达为数学方程:y = ax^2 + bx + c。其中,a、b、c分别代表抛物线的形状、位置和开口方向。 抛物线在现实中有广泛的应用。例如,在物理学中,抛物线的 轨迹可用于描述自由落体运动、投掷物体的运动轨迹等。在工程 学中,抛物线的形状常出现在天桥的设计、反射镜的制造等领域。因此,了解抛物线的性质和方程是十分重要的。 2. 椭圆 椭圆也是一种常见的圆锥曲线,它的定义和性质与抛物线有所 不同。椭圆的定义是:到两个焦点的距离之和恒定的点的轨迹。

用数学方程表示为:(x/a)^2 + (y/b)^2 = 1。其中,a和b分别代表 椭圆的半长轴和半短轴。 椭圆的特性使其在几何学和天文学中有广泛的应用。在几何学中,椭圆常用于描述轨道、行星运动等现象。在天文学中,行星 和彗星的轨道通常也服从椭圆形状。因此,对椭圆的了解对于理 解这些自然现象非常重要。 3. 双曲线 双曲线是圆锥曲线中的另一种类型,它的定义与抛物线和椭圆 也不相同。双曲线的定义是:到焦点距离之差恒定的点的轨迹。 数学方程表示为:(x/a)^2 - (y/b)^2 = 1。与椭圆相比,双曲线的性 质更为特殊。 双曲线在物理学和工程学中也有广泛的应用。它常被用于描述 声波、光线的传播规律等现象。在工程学中,双曲线形状常出现 在抛物面天线的设计、声学反射器等领域。 综上所述,圆锥曲线是高二数学中的重要知识点,包括抛物线、椭圆和双曲线。了解这些曲线的性质和应用对于学习几何学、物

高中数学中的圆锥曲线

高中数学中的圆锥曲线 圆锥曲线是数学中重要的一部分,并且在高中数学课程中占据着重 要的位置。它包括椭圆、双曲线和抛物线三种形式,每种形式都有其 独特的特点和性质。在本文中,我们将深入探讨高中数学中的圆锥曲线,包括定义、基本方程以及应用。 一. 椭圆 椭圆是圆锥曲线中最简单的形式之一,可以通过一个平面与一个圆 锥相交而得到。它的定义是所有到两个焦点距离之和等于常数的点的 轨迹。椭圆的方程可以表示为(x-h)²/a² + (y-k)²/b² = 1(a>b)。 椭圆具有许多有趣的性质。首先,它有两个对称轴,即长轴和短轴。椭圆的中心位于坐标轴原点(h,k),长轴的长度为2a,短轴的长度为2b。其次,椭圆可以用来表示行星的运动轨迹、地球的椭球形等现象。此外,椭圆还具有焦点反射性质,意味着光线从一个焦点射入,会反射 到另一个焦点。 二. 双曲线 双曲线也是由一个平面与圆锥相交而得到,但其定义是所有到两个 焦点距离之差等于常数的点的轨迹。双曲线的方程可以表示为(x-h)²/a²- (y-k)²/b² = 1(a>b)。 双曲线的性质相对复杂一些。首先,双曲线也有两个对称轴,分别 是横轴和纵轴。其次,双曲线具有渐进线,即曲线与两条直线无限靠 近但永远不相交。另外,双曲线也可以用于描述光的折射现象、天体

运动等。值得注意的是,双曲线还有一种特殊情况,即双曲线退化为两条直线的情况,这也是我们所熟知的直线。 三. 抛物线 抛物线是圆锥曲线中最常见的形式,可以通过一个平面与一个圆锥平行于其侧面切割而得到。它的定义是所有到焦点距离等于直线到焦点的距离的点的轨迹。抛物线的方程可以表示为y² = 4ax。 抛物线的性质非常有趣。首先,抛物线有一个对称轴,即与其平行的坐标轴。其次,抛物线具有焦点和准线的性质,即焦点到准线的距离等于焦距。另外,抛物线还可以用来描述抛射运动、橋梁设计等现象。 总结:圆锥曲线是高中数学中的重要内容,包括椭圆、双曲线和抛物线。每种曲线都有其独特的性质和应用领域。椭圆具有对称轴、焦点反射等特点,而双曲线具有渐进线、折射等特点,抛物线则具有对称轴、焦点准线等特点。通过学习圆锥曲线,我们可以更好地理解数学的美妙和应用领域的广泛性。

高中数学圆锥曲线知识点总结

高中数学圆锥曲线知识点总结 高中数学圆锥曲线知识点总结 一、圆锥曲线的基本概念 1、圆锥曲线:平面内以圆为母线的曲线,又称为圆锥线,是数学上的一类曲线。 2、离心率:圆锥曲线的离心率是有两个参数确定的:它们是焦距a和准线焦距c。 3、双曲线:双曲线是一类特殊的圆锥曲线,a>0, c>0时,它概括了圆锥曲线的一般情况,称为双曲线。 二、圆锥曲线的性质 1、改变离心率可以改变圆锥曲线的形状,当离心率大于1时,曲线呈双曲线,当离心率小于1时,曲线呈凹凸线; 2、圆锥曲线的焦点与顶点之间的距离是两个焦距的和,a+c; 3、圆锥曲线的切线方程的斜率是1/(a+c); 4、圆锥曲线的半矢量的方向是以焦点为圆心,从焦距a出发的方向; 5、圆锥曲线的曲率半径是2a+c; 6、圆锥曲线的弧长是一定积分的表达式,是确定的; 7、圆锥曲线的曲线方程是确定的,但极坐标表示法有两种形式,要根据离心率来确定; 三、圆锥曲线的应用 1、圆锥曲线的应用着重于机械设计领域,如齿轮的设计和制造;

2、圆锥曲线的半径可以用于圆弧的求解和曲线的精度检验; 3、圆锥曲线的弧长可以用于求解同轴运动的轮毂的周长; 4、圆锥曲线的曲线方程可以用于二维图形的绘制; 5、圆锥曲线的曲线方程可以用于求解曲面曲线的面积和表面积; 6、圆锥曲线的曲线方程可以用于求解椭圆锥曲线的主曲线参数,以求解椭球面的曲线参数; 7、圆锥曲线的曲率半径可以用于求解圆的曲率半径参数; 8、圆锥曲线的切线可以用于求解圆弧的切线参数; 9、圆锥曲线的球面可以用于求解曲面的曲率方向; 10、圆锥曲线的曲线可以用于运动学分析和机器学习算法中的运动路径规划。

高中数学圆锥曲线知识点总结

高中数学知识点大全—圆锥曲线 一、考点(限考)概要: 1、椭圆: (1)轨迹定义: ①定义一:在平面内到两定点的距离之和等于定长的点的轨迹是椭圆,两定点是焦点,两定点间距离是焦距,且定长2a大于焦距2c。用集合表示为: ; ②定义二:在平面内到定点的距离和它到一条定直线的距离之比是个常数e,那么这个点的轨迹叫做椭圆。其中定点叫焦点,定直线叫准线,常数e是离心率。 用集合表示为:; (2)标准方程和性质:

注意:当没有明确焦点在个坐标轴上时,所求的标准方程应有两个。 (3)参数方程:(θ为参数); 3、双曲线: (1)轨迹定义: ①定义一:在平面内到两定点的距离之差的绝对值等于定长的点的轨迹是双曲线,两定点是焦点,两定点间距离是焦距。用集合表示为: ②定义二:到定点的距离和它到一条定直线的距离之比是个常数e,那么这个点的轨迹叫做双曲线。其中定点叫焦点,定直线叫准线,常数e是离心率。 用集合表示为:

(2)标准方程和性质: 注意:当没有明确焦点在个坐标轴上时,所求的标准方程应有两个。

4、抛物线: (1)轨迹定义:在平面内到定点和定直线的距离相等的点的轨迹是抛物线,定点是焦点,定直线是准线,定点与定直线间的距离叫焦参数p。用集合表示为 : (2)标准方程和性质: ①焦点坐标的符号与方程符号一致,与准线方程的符号相反; ②标准方程中一次项的字母与对称轴和准线方程的字母一致; ③标准方程的顶点在原点,对称轴是坐标轴,有别于一元二次函数的图像;

二、复习点睛: 1、平面解析几何的知识结构: 2、椭圆各参数间的关系请记熟“六点六线,一个三角形”,即六点:四个顶点,两个焦点;六线:两条准线,长轴短轴,焦点线和垂线PQ;三角形:焦点三角形。则椭圆的各性质(除切线外)均可在这个图中找到。

高中数学几何圆锥曲线方程推导

高中数学几何圆锥曲线方程推导 在高中数学中,圆锥曲线是一个重要的内容,其中包括椭圆、双曲线和抛物线。本文将以推导圆锥曲线方程为主题,通过具体的题目举例,解析各种圆锥曲线的方程推导过程,并给出一些解题技巧和指导性建议。 一、椭圆的方程推导 椭圆是一个平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a的点的轨迹。 设椭圆的焦点为F1(-c, 0)和F2(c, 0),离心率为e,则椭圆的方程可以表示为: (x + c)² + y² = (x - c)² + y² = 2a 其中,a为椭圆的长半轴长度。通过这个方程,我们可以推导出椭圆的一些性 质和特点。 例如,已知一个椭圆的焦点为F1(-3, 0)和F2(3, 0),离心率为2/3,长半轴长度 为6。我们可以根据上述方程,得到椭圆的方程为: (x + 3)² + y² = (x - 3)² + y² = 12 通过这个方程,我们可以计算出椭圆上任意一点的坐标,进而研究椭圆的性质。 二、双曲线的方程推导 双曲线是一个平面上到两个定点F1和F2的距离之差的绝对值等于常数2a的 点的轨迹。设双曲线的焦点为F1(-c, 0)和F2(c, 0),离心率为e,则双曲线的方程可以表示为: (x + c)² - y² = (x - c)² - y² = 2a 其中,a为双曲线的距离焦点的距离。通过这个方程,我们可以推导出双曲线 的一些性质和特点。

例如,已知一个双曲线的焦点为F1(-2, 0)和F2(2, 0),离心率为3/2,距离焦点 的距离为4。我们可以根据上述方程,得到双曲线的方程为: (x + 2)² - y² = (x - 2)² - y² = 8 通过这个方程,我们可以计算出双曲线上任意一点的坐标,进而研究双曲线的 性质。 三、抛物线的方程推导 抛物线是一个平面上到一个定点F的距离等于到一条直线l的距离的点的轨迹。设抛物线的焦点为F(p, 0),直线l的方程为y = mx + n,则抛物线的方程可以表示为: (x - p)² = 2m(y - n) 其中,p为抛物线的焦点横坐标,m为直线的斜率,n为直线的截距。通过这 个方程,我们可以推导出抛物线的一些性质和特点。 例如,已知一个抛物线的焦点为F(2, 0),直线l的方程为y = 2x + 1。我们可以 根据上述方程,得到抛物线的方程为: (x - 2)² = 8(y - 1) 通过这个方程,我们可以计算出抛物线上任意一点的坐标,进而研究抛物线的 性质。 综上所述,通过对椭圆、双曲线和抛物线的方程推导,我们可以深入了解这些 圆锥曲线的性质和特点。在解题过程中,我们可以根据已知条件和问题要求,灵活运用这些方程,解决各种与圆锥曲线相关的问题。 对于高中学生和他们的父母来说,掌握圆锥曲线的方程推导是非常重要的。它 不仅能够帮助他们更好地理解数学知识,而且在解题过程中也能提高解题的准确性

高中数学圆锥曲线知识点总结

高中数学圆锥曲线知识 点总结 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-

高考数学圆锥曲线部分知识点梳理 一、方程的曲线: 在平面直角坐标系中,如果某曲线C(看作适合某种条件的点的集合或轨迹 )上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点,那么这个方程叫做曲线的方程;这条曲线叫做方程的曲线。 点与曲线的关系:若曲线C 的方程是f(x,y)=0,则点P 0(x 0,y 0)在曲线C 上⇔f(x 0,y 0)=0;点P 0(x 0,y 0)不在曲线C 上⇔f(x 0,y 0)≠0。 两条曲线的交点:若曲线C 1,C 2的方程分别为f 1(x,y)=0,f 2(x,y)=0,则点P 0(x 0,y 0)是C 1,C 2的交点⇔{ ),(0),(002001==y x f y x f 方程组有n 个不同的实数解,两 条曲线就有n 个不同的交点;方程组没有实数解,曲线就没有交点。 二、圆: 1、定义:点集{M ||OM |=r },其中定点O 为圆心,定长r 为半径. 2、方程:(1)标准方程:圆心在c(a,b),半径为r 的圆方程是(x-a)2+(y-b)2=r 2 圆心在坐标原点,半径为r 的圆方程是x 2+y 2=r 2 (2)一般方程:①当D 2+E 2-4F >0时,一元二次方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程,圆心为)2 ,2 (E D --半径是2 422F E D -+。配方,将方程 x 2+y 2+Dx+Ey+F=0化为(x+ 2D )2+(y+2 E )2=4 4F -E D 22+ ②当D 2+E 2-4F=0时,方程表示一个点(- 2D ,-2 E ); ③当D 2+E 2-4F <0时,方程不表示任何图形. (3)点与圆的位置关系 已知圆心C(a,b),半径为r,点M 的坐标为

高三数学圆锥曲线知识点

高三数学圆锥曲线知识点 在高中数学中,圆锥曲线是一个重要的概念。它由圆、椭圆、双曲线和抛物线四种曲线构成。掌握圆锥曲线的知识对于解决各种数学问题和应用是至关重要的。本文将介绍高三数学圆锥曲线的知识点。 一、圆锥曲线的定义和性质 圆锥曲线是一个平面上到一个定点和一个定直线的距离之比保持不变的点的轨迹。圆锥曲线分为四种类型:圆、椭圆、双曲线和抛物线。 1. 圆:圆是所有到一个点的距离相等的点的轨迹。圆的特点是中心坐标为(h, k),半径为r。 2. 椭圆:椭圆是所有到两个定点之和的距离之比为定值的点的轨迹。椭圆的特点是有两个焦点F1和F2,两个焦点之间的距离为2a,离心率为e,长轴的长度为2a,短轴的长度为2b。

3. 双曲线:双曲线是所有到两个定点之差的距离之差为定值的 点的轨迹。双曲线的特点是有两个焦点F1和F2,两个焦点之间 的距离为2a,离心率为e,离心率小于1。 4. 抛物线:抛物线是所有到一个定直线的距离与到一个定点的 距离相等的点的轨迹。抛物线的特点是焦点为F,准线为L,焦距 为p,焦点到准线的距离为x,焦点到点P的距离为y。 二、圆锥曲线的方程 1. 圆的方程:$(x-h)^2 + (y-k)^2 = r^2$,其中(h, k)为圆心的坐标,r为半径。 2. 椭圆的方程:$\frac{(x-h)^2}{a^2} + \frac{(y-k)^2}{b^2} = 1$,其中(h, k)为椭圆中心的坐标,a和b分别为椭圆长半轴和短半轴的长度。 3. 双曲线的方程:$\frac{(x-h)^2}{a^2} - \frac{(y-k)^2}{b^2} = 1$,其中(h, k)为双曲线中心的坐标,a和b分别为双曲线长半轴和短半轴的长度。

数学高二圆锥曲线知识点

数学高二圆锥曲线知识点 在高中数学中,圆锥曲线是一个重要的数学概念,它在几何图形和代数方程中都有广泛的应用。在高二数学学习过程中,我们会接触到圆锥曲线的基本知识和性质。本文将详细介绍高二数学中的圆锥曲线知识点,帮助你更好地理解和掌握这一概念。 一、圆锥曲线的定义和分类 圆锥曲线是在平面直角坐标系中描述的一类曲线,它们由一个平面和一个与其不重合的点(称为焦点)以及到这个点的距离之比(称为离心率)所确定。根据离心率的不同取值,圆锥曲线可分为以下三类: 1. 椭圆:离心率小于1的圆锥曲线。在平面上的图形是一个闭合曲线,它以两个焦点为中心,轨迹上的所有点到两个焦点的距离之和等于一个常数。 2. 抛物线:离心率等于1的圆锥曲线。在平面上的图形是一个开放曲线,它以一个焦点为中心,轨迹上的所有点到焦点的距离等于到其直角坐标轴的距离。

3. 双曲线:离心率大于1的圆锥曲线。在平面上的图形是一个 开放曲线,它以两个焦点为中心,轨迹上的所有点到两个焦点的 距离之差等于一个常数。 二、椭圆的性质和方程表示 椭圆是一种常见的圆锥曲线,在几何问题和工程应用中经常遇到。以下是椭圆的一些基本性质和方程表示: 1. 长轴和短轴:椭圆的长轴是连接两个焦点并通过中心的线段,短轴是与长轴垂直并通过中心的线段。 2. 焦距和离心率:椭圆的焦距是指两个焦点之间的距离,离心 率则是焦距与椭圆长轴之间的比值。 3. 方程表示:椭圆的一般方程形式为(x-h)²/a² + (y-k)²/b² = 1,其中(h,k)是椭圆的中心坐标,a和b分别是椭圆长半轴和短半轴的长度。

三、抛物线的性质和方程表示 抛物线是另一种常见的圆锥曲线,其形状和特性与开口朝上或 朝下的碗形相似。以下是抛物线的一些基本性质和方程表示: 1. 焦点和准线:抛物线的焦点是与准线的距离相等的点,准线 是与焦点之间距离相等的直线。 2. 抛物线开口方向:抛物线开口朝上时,其准线在抛物线的上方;开口朝下时,准线在抛物线的下方。 3. 方程表示:抛物线的一般方程形式为y = ax² + bx + c,其中a、 b、c为常数,a决定了抛物线的开口方向。 四、双曲线的性质和方程表示 双曲线是圆锥曲线中最特殊的一类,其形状像两个相交的开口 朝外的叶子。以下是双曲线的一些基本性质和方程表示:

高考数学中的圆锥曲线分类及其基本性质

高考数学中的圆锥曲线分类及其基本性质 在高中数学中,圆锥曲线是一个非常重要的概念。在高考数学中,一般都会涉及到圆锥曲线相关的考点。本文将详细讲解高考 数学中的圆锥曲线分类及其基本性质,希望对广大高中生有所帮助。 圆锥曲线的定义 圆锥曲线是由一个固定的点 F(称为焦点)和一条固定的直线 L(称为准线)所确定的点 P 的集合。P 到 F 的距离与 P 到 L 的距离之比为常数 e(e > 0)。当 e = 1 时,圆锥曲线为双曲线;当 e = 0 时,圆锥曲线为抛物线;当 0 < e < 1 时,圆锥曲线为椭圆;当 e > 1 时,圆锥曲线为双曲线。因此,圆锥曲线分为椭圆、抛物线、双曲线三种。下面我们将分别介绍它们的基本性质。 椭圆 椭圆是圆锥曲线中的一种,它的焦点在椭圆内部,离准线距离 小于它的长轴长度的一半。椭圆的主要性质如下:

1. 长短轴:椭圆有两个长轴和两个短轴,其中长轴长度为 2a,短轴长度为 2b。 2. 焦距与半轴:椭圆的焦距长度为 c = (a^2 - b^2)^(1/2),半轴长度为 ae 和 be,其中 e = c/a。 3. 离心率:椭圆的离心率为 e,满足 0 < e < 1。 4. 对称性:椭圆有关于两条相交的对称轴的对称性。 5. 焦点性质:椭圆上的任意一点到两个焦点的距离之和等于椭圆的长轴长度。 抛物线 抛物线也是圆锥曲线中的一种,它的焦点在无穷远处,离准线距离等于它的焦距。抛物线的主要性质如下: 1. 对称性:抛物线有关于焦点的对称性。

2. 焦点和准线:抛物线的焦点在无穷远处,离准线距离为 p。 3. 方程:抛物线的标准方程为 y = ax^2。 4. 焦点性质:对于抛物线上的任意一点 P,它到焦点 F 的距离等于它到准线的距离。 双曲线 双曲线是圆锥曲线中最为特殊的一种,它的焦点在双曲线的两侧,离准线距离大于它的焦距。双曲线的主要性质如下: 1. 对称性:双曲线有关于两条相交的对称轴的对称性。 2. 焦点和准线:双曲线有两个焦点 F1、F2,它们离准线距离为c,焦距长度为 c = (a^2 + b^2)^(1/2)。 3. 极点和渐近线:双曲线有两条渐近线,它们与双曲线相交于其两个极点 P1、P2。

高中数学圆锥曲线知识点总结

高中数学中,圆锥曲线是重要的内容之一。以下是对圆锥曲线的知识点进行总结: 1. 圆锥曲线的定义: 圆锥曲线是在平面上由一个固定点(焦点)和一个到该点的固定距离之比(离心率)确定的曲线。 2. 椭圆: -定义:椭圆是所有到两个焦点的距离之和等于常数的点的集合。 -基本方程:$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$,其中$a$和$b$分别代表椭圆的半长轴和半短轴。 -离心率:$e=\frac{\sqrt{a^2-b^2}}{a}$,离心率满足$01$。 4. 抛物线: -定义:抛物线是所有到一个焦点的距离等于到直线(准线)的距离的点的集合。 -基本方程:$y^2=4ax$,其中$a$为抛物线的焦点到准线的距离的一半。 5. 圆: -定义:圆是到一个固定点的距离等于常数的点的集合。 -基本方程:$(x-h)^2+(y-k)^2=r^2$,其中$(h,k)$为圆心的坐标,$r$为半径的长度。 6. 圆锥曲线的性质:

-焦点和准线:椭圆和双曲线有两个焦点和一条准线,抛物线有一个焦点和一条准线,圆只有一个焦点和没有准线。 -对称性:椭圆和双曲线关于$x$轴、$y$轴对称,抛物线关于$y$轴对称。 -焦点与离心率的关系:椭圆和双曲线的离心率小于1,抛物线的离心率等于1,圆的离心率为0。 -焦点与直径的关系:椭圆和双曲线的焦点在直径上,抛物线的焦点在对称轴上。 7. 焦点和准线的性质: -椭圆和双曲线:对于椭圆和双曲线,焦点到准线的距离等于焦点到曲线上任意点的距离之差的一半。同时,准线也是曲线的对称轴。 -抛物线:对于抛物线,焦点到准线的距离等于焦点到曲线上任意点的距离。 8. 离心率与准线之间的关系: -离心率是描述圆锥曲线形状的一个重要参数。 -对于椭圆和双曲线,离心率是焦点到准线的距离与焦点到曲线上任意点的距离之比。离心率越大,曲线形状越扁平;离心率越小,曲线形状越接近圆形。 -对于抛物线,离心率为1,焦点到准线的距离等于焦点到曲线上任意点的距离。 9. 焦点、准线与直角关系: -对于椭圆和双曲线,焦点和准线之间的连线与曲线上的切线之间构成直角。 -对于抛物线,焦点到曲线上任意点的距离与焦点到准线的距离之差为常数,且该差值等于焦点到曲线上该点处切线的斜率。 10. 参数方程与极坐标方程: -除了基本方程,圆锥曲线还可以使用参数方程和极坐标方程来表示。 -参数方程使用参数$t$来表示曲线上的点的坐标,通过给定参数$t$的取值范围,可以遍历整个曲线。

相关主题
相关文档
最新文档