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椭圆 双曲线 抛物线的性质知识总结 基础必看

来源:个人技术集锦
椭圆的定义、性质及标准方程

1. 椭圆的定义:

⑴第一定义:平面内与两个定点F1、F2的距离之和等于常数(大于F1F2)的点的轨迹叫做椭圆。这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距。

⑵第二定义:动点M到定点F的距离和它到定直线l的距离之比等于常数e(0定点F是椭圆的焦点,定直线l叫做椭圆的准线,常数e叫做椭圆的离心率。

说明:①若常数2a等于2c,则动点轨迹是线段F1F2。 ②若常数2a小于2c,则动点轨迹不存在。 2. 椭圆的标准方程、图形及几何性质: 标准方程 x2y2+2=1(a>b>0)中2ab心在原点,焦点在x轴上 y2x2+=1(a>b>0) a2b2中心在原点,焦点在y轴上 图形 范围 顶点 x≤a,y≤b A1(−a,0)、A2(a,0)B1(0,−b)、B2(0,b)x轴、y轴; 长轴长2a,短轴长2b; 焦点在长轴上 x≤b,y≤a A1(0,−a)、A2(0,a)B1(−b,0)、B2(b,0)x轴、y轴; 长轴长2a,短轴长2b; 焦点在长轴上 对称轴 焦点 焦距 离心率 准线 F1(−c,0)、F2(c,0) F1(0,−c)、F2(0,c) F1F2=2c(c>0) F1F2=2c(c>0) e=c(03. 焦半径公式:

椭圆上的任一点和焦点连结的线段长称为焦半径。

焦半径公式:椭圆焦点在x轴上时,设F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,P(x0,y0)是椭圆上任一点,则PF1=a+ex0,PF2=a−ex0。

PF1

推导过程:由第二定义得, =e(d1为点P到左准线的距离)

d1

a2则PF1=ed1=ex0+=ex0+a=a+ex0;同理得PF2=a−ex0。

c简记为:左“+”右“-”。

由此可见,过焦点的弦的弦长是一个仅与它的中点的横坐标有关的数。

x2y2y2x2

+=1;若焦点在y轴上,则为2+2=1。有时为了运算方便,设a2b2abmx2+ny2=1(m>0,m≠n)。

双曲线的定义、方程和性质

知识要点:

1. 定义

(1)第一定义:平面内到两定点F1、F2的距离之差的绝对值等于定长2a(小于|F1F2|)的点的轨迹叫双曲线。 说明:

①||PF1|-|PF2||=2a(2a<|F1F2|)是双曲线;

若2a=|F1F2|,轨迹是以F1、F2为端点的射线;2a>|F1F2|时无轨迹。

|MF1|-|MF2|=2a;②设M是双曲线上任意一点,若M点在双曲线右边一支上,则|MF1|>|MF2|,

若M在双曲线的左支上,则|MF1|<|MF2|,|MF1|-|MF2|=-2a,故|MF1|-|MF2|=±2a,这是与椭圆不同的地方。

(2)第二定义:平面内动点到定点F的距离与到定直线L的距离之比是常数e(e>1)的点的轨迹叫双曲线,定点叫焦点,定直线L叫相应的准线。

2. 双曲线的方程及几何性质 标准方程 x2a2−y2b2=1(a>0,b>0) y2a2−x2b2=1(a>0,b>0) 图形 焦点 顶点 对称轴 离心率 F1(-c,0),F2(c,0) A1(a,0),A2(-a,0) 实轴2a,虚轴2b,实轴在x轴上,c2=a2+b2 F1(0,-c),F2(0,c) A1(0,a),A2(0,-a) 实轴2a,虚轴2b,实轴在y轴上,c2=a2+b2 e=c|MF2|= a|MD| 2e=c|MF2|= a|MD| 2准线方程 a2a2l1:x=,l:x=−c2cca2a2l1:y=,l:y=−c2cc准线间距离为2a 准线间距离为2a 渐近线方程 xyxy+=0,−=0 ababxyxy+=0,−=0 baba3. 几个概念 (1) (2)

等轴双曲线:实、虚轴相等的双曲线。等轴双曲线的渐近线为y=±x,离心率为2。 共轴双曲线:以已知双曲线的实轴为虚轴,虚轴为实轴的双曲线叫原双曲线的共轴

x2y2x2y2

双曲线,例:2−2=1的共轴双曲线是2−2=−1。

abab

① 双曲线及其共轴双曲线有共同的渐近线。但有共同的渐近线的两双曲线,不一定是共

轴双曲线;②双曲线和它的共轴双曲线的四个焦点在同一个圆周上。

抛物线标准方程与几何性质

一、抛物线定义的理解

平面内与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点F为抛物线的焦点,定直线l为抛物线的准线。

注:① 定义可归结为“一动三定”:一个动点设为M;一定点F(即焦点);一定直线l(即准线);一定值1(即动点M到定点F的距离与它到定直线l的距离之比1)

② 定义中的隐含条件:焦点F不在准线l上。若F在l上,抛物线退化为过F且垂直于l的一条直线

③ 圆锥曲线的统一定义:平面内与一定点F和定直线l的距离之比为常数e的点的轨迹,当01时,表示双曲线;当e=1时,表示抛物线。

④ 抛物线定义建立了抛物线上的点、焦点、准线三者之间的距离关系,在解题中常将抛物线上的动点到焦点距离(称焦半径)与动点到准线距离互化,与抛物线的定义联系起来,通过这种转化使问题简单化。

二、抛物线标准方程

1.抛物线标准方程建系特点:以抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为一条坐标轴建立直角坐标系,这样使标准方程不仅具有对称性,而且曲线过原点,方程不含常数项,形式更为简单,便于应用。

2.四种标准方程的联系与区别:由于选取坐标系时,该坐标轴有四种不同的方向,因此抛物线的标准方程有四种不同的形式。抛物线标准方程的四种形式为:y=±2px(p>0),

2

x2=±2py(p>0),其中:

① 参数p的几何意义:焦参数p是焦点到准线的距离,所以p恒为正值;p值越大,

p张口越大;等于焦点到抛物线顶点的距离。

2②标准方程的特点:方程的左边是某变量的平方项,右边是另一变量的一次项,方程右边一次项的变量与焦点所在坐标轴的名称相同,一次项系数的符号决定抛物线的开口方向,即对

若x的一次项前符号为正,则开口向右,若x的称轴为x轴时,方程中的一次项变量就是x,

一次项前符号为负,则开口向左;若对称轴为y轴时,方程中的一次项变量就是y, 当y的一次项前符号为正,则开口向上,若y的一次项前符号为负,则开口向下。

三、求抛物线标准方程

求抛物线方程时,要依据题设条件,弄清抛物线的对称轴和开口方向,正确地选择抛物线标准方程.

① 待定系数法:因抛物线标准方程有四种形式,若能确定抛物线的形式,需一个条件就能解出待定系数p,因此要做到“先定位,再定值”。

注:当求顶点在原点,对称轴为坐标轴的抛物线时,若不知开口方向,可设为y=ax或

2x2=ay,这样可避免讨论。

② 抛物线轨迹法:若由已知得抛物线是标准形式,可直接设其标准式;若不确定是否是标准式,由已知条件可知曲线的动点的规律,一般用轨迹法求之。

四、抛物线的简单几何性质 方程 性质 设抛物线y=2px(p>0) 2焦点 范围 对称性 顶点 原点 离心率 准线 通径 p关于xF,0 x≥0 轴对称 2e=1 x=−p 22p 注:① 焦点的非零坐标是一次项系数的

1; 4

② 对于不同形式的抛物线,位置不同,其性质也有所不同,应弄清它们的异同点,

数形结合,掌握方程与有关特征量,有关性质间的对应关系,从整体上认识抛物线及其性质。

五、直线与抛物线有关问题

1.直线与抛物线的位置关系的判断:直线与抛物线方程联立方程组,消去x或y化得形如ax+bx+c=0(*)的式子:

① 当a=0时,(*)式方程只有一解,即直线与抛物线只有一个交点,此时直线与抛物线不是相切,而是与抛物线对称轴平行或重合;

② 当a≠0时,若△>0⇔(*)式方程有两组不同的实数解⇔ 直线与抛物线相交; 若△=0 ⇔(*)式方程有两组相同的实数解⇔ 直线与抛物线相切;

若△<0⇔(*)式方程无实数解⇔ 直线与抛物线相离.

2.直线与抛物线相交的弦长问题

① 弦长公式:设直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2),则AB=1+kAB⋅xA−xB

2

2

或AB=1+

1

⋅yA−yB. k2

2

② 若直线与抛物线相交所得弦为焦点弦时,借助于焦半径公式处理: 抛物线y=±2px(p>0)上一点M(x0,y0)的焦半径长是MF=±x0+p,抛物线2x2=±2py(p>0)上一点M(x0,y0)的焦半径长是MF=±y0+

六、抛物线焦点弦的几个常用结论

p 2

设AB为过抛物线y=±2px(p>0)焦点的弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的倾斜

2

角为θ,则

p2

① x1x2=,y1y2=−p2;

42p

② AB==x1+x2+p;

sin2θ③以AB为直径的圆与准线相切;

④弦两端点与顶点所成三角形的面积S∆AOB⑤

p2

; =

2sinθ112+= ; FAFBp⑥ 焦点F对A、B在准线上射影的张角为900;

七、抛物线有关注意事项

1.凡涉及抛物线的弦长、弦的中点、弦的斜率问题时要注意利用韦达定理,采用“设而不求”或“点差法”等方法,能避免求交点坐标的复杂运算.同时在解决直线与抛物线相交问题时不能忽视∆>0这个条件。

2.解决与抛物线的焦半径、焦点弦有关问题时,多从抛物线的定义出发,实现抛物线上

任一点到焦点的距离和这点到准线的距离之间的相互转化,并应注意焦点弦的几何性质.

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