2008届高考数学概念方法题型易误点技巧总结(八)圆锥曲线
发布时间:2024-11-25
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2008届高考数学概念方法题型易误点技巧总结(八)圆锥曲线
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F1,F2的距离的和等于常数2a,且此常数2a一定要大于F1F2,当常数等于F1F2时,轨迹是线段F1F2,当常数小于F1F2时,无轨迹;
双曲线中,与两定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数2a,且此常数2a一定要小于|F1F2|,定义中的“绝对值”与2a<|F1F2|不可忽视。若2a=|F1F2|,则轨迹是以F1,F2为端点的两条射线,若2a﹥|F1F2|,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e。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。如
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):
x2y2x acos (1)椭圆:焦点在x轴上时2 2 1(a b 0) y bsin (参数方程,其中 为参数),
aby2x2
焦点在y轴上时2 2=1(a b 0)。方程Ax2 By2 C表示椭圆的充要条件是什么?(ABC≠0,
ab
且A,B,C同号,A≠B)。如
x2y2y2x2
(2)双曲线:焦点在x轴上:2 2 =1,焦点在y轴上:2 2=1(a 0,b 0)。方程
abab
。如
Ax2 By2 C表示双曲线的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B异号)
(3)抛物线:开口向右时y2 2px(p 0),开口向左时y2 2px(p 0),开口向上时
x2 2py(p 0),开口向下时x2 2py(p 0)。
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x2,y2分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。如
(2)双曲线:由x2,y2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。 特别提醒:
(1)在求解椭圆、双曲线问题时,首先要判断焦点位置,焦点F1,F2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a,b,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,a最大,a2 b2 c2,在双曲线中,c最大,c2 a2 b2。
4.圆锥曲线的几何性质:
x2y2
(1)椭圆(以2 2 1(a b 0)为例):
ab
①范围: a x a, b y b; ②焦点:两个焦点( c,0);
③对称性:两条对称轴x 0,y 0,一个对称中心(0,0),四个顶点( a,0),(0, b),其中长轴长为2a,短轴长为2b;
a2
④准线:两条准线x ;
c
⑤离心率:e
c
,椭圆 0 e 1,e越小,椭圆越圆;e越大,椭圆越扁。
a
x2y2
(2)双曲线(以2 2 1(a 0,b 0)为例):
ab
①范围:x a或x a,y R; ②焦点:两个焦点( c,0);
③对称性:两条对称轴x 0,y 0,一个对称中心(0,0),两个顶点( a,0),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x2 y2 k,k 0;
a2
④准线:两条准线x ;
c
⑤离心率:e 越大;
c
,双曲线 e 1 e e越小,开口越小,e越大,开口a
b
x。 a
⑥两条渐近线:y
(3)抛物线(以y2 2px(p 0)为例): ①范围:x 0,y R;
p
②焦点:一个焦点(,0),其中p的几何意义是:焦点到准线的距离;
2
③对称性:一条对称轴y 0,没有对称中心,只有一个顶点(0,0); ④准线:一条准线x ⑤离心率:e
p
; 2
c
,抛物线 e 1。 a
x2y2
5、点P(x0,y0)和椭圆2 2 1(a b 0)的关系:
ab
22
x0y0
(1)点P(x0,y0)在椭圆外 2 2 1;
ab
2222x0y0x0y0
(2)点P(x0,y0)在椭圆上 2 2=1;(3)点P(x0,y0)在椭圆内 2 2 1
abab
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。 特别提醒:
(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;
x2y2
(2)过双曲线2 2=1外一点P(x0,y0)的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:
ab
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。如
7、焦半径(圆锥曲线上的点P到焦点F的距离)的计算方法:利用圆锥曲线的第二定义,转化到相应准线的距离,即焦半径r ed,其中d表示P到与F所对应的准线的距离。如
8、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:常利用第一定义和正弦、余弦定理求解。设椭圆或双曲线上的一点P(x0,y0)到两焦点F1,F2的距离分别为r1,r2,焦点 F1PF2的面积为S,则
x2y22b2
在椭圆2 2 1中, ① = 1),且当r1 r2即P为短轴端点时, 最大为
abr1r2
max
=
b2 c22
S btan c|y0|,当|y0| b即P为短轴端点时,Smax的最大值为bc; ;②
2a2
2b2x2y2
对于双曲线2 2 1的焦点三角形有:① arccos 1 rrab12
1 2
S rrsin bcot;②。 12 22
9、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A1,B1,若P为A1B1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。
10、弦长公式:若直线y kx b与圆锥曲线相交于两点A、B,且x1,x2分别为A、B的横坐标,则AB1 x2,若y1,y2分别为A、B的纵坐标,则AB=
1
y1 y2,若弦AB所在2k
直线方程设为x ky b,则AB1 y2。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。
11、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。
b2x0x2y2
在椭圆2 2 1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=-2;
abay0b2x0x2y2
在双曲线2 2 1中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=2;
abay0在抛物线y2 2px(p 0)中,以P(x0,y0)为中点的弦所在直线的斜率k=
p
。
y0
特别提醒: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!
12.你了解下列结论吗?
2222
yyxx(1)双曲线2 2 1的渐近线方程为2 2 0; abab
2222byyxx(2)以y x为渐近线(即与双曲线2 2 1共渐近线)的双曲线方程为2 2 ( 为参aabab
数, ≠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mx2 ny2 1;
2b2
(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为,焦准距(焦点到相应准线的
ab2
距离)为,抛物线的通径为2p,焦准距为p;
c
(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;
(6)若抛物线y2 2px(p 0)的焦点弦为AB,A(x1,y1),B(x2,y2),则①|AB| x1 x2 p;
p2
,y1y2 p2 ②x1x2 4
(7)若OA、OB是过抛物线y2 2px(p 0)顶点O的两条互相垂直的弦,则直线AB恒经过定点
(2p,0)
13.动点轨迹方程:
(1)求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围; (2)求轨迹方程的常用方法:
①直接法:直接利用条件建立x,y之间的关系F(x,y) 0;
②待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程――先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数。
③定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程;如
④代入转移法:动点P(x,y)依赖于另一动点Q(x0,y0)的变化而变化,并且Q(x0,y0)又在某已知曲线上,则可先用x,y的代数式表示x0,y0,再将x0,y0代入已知曲线得要求的轨迹方程;如
⑤参数法:当动点P(x,y)坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将x,y均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程)。
注意:①如果问题中涉及到平面向量知识,那么应从已知向量的特点出发,考虑选择向量的几何形式进行“摘帽子或脱靴子”转化,还是选择向量的代数形式进行“摘帽子或脱靴子”转化。如
②曲线与曲线方程、轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,寻求轨迹或轨迹方程时应注意轨迹上特殊点对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.
③在与圆锥曲线相关的综合题中,常借助于“平面几何性质”数形结合(如角平分线的双重身份――对称性、利用到角公式)、“方程与函数性质”化解析几何问题为代数问题、“分类讨论思想”化整为零分化处理、“求值构造等式、求变量范围构造不等关系”等等.
④如果在一条直线上出现“三个或三个以上的点”,那么可选择应用“斜率或向量”为桥梁转化. 14、解析几何与向量综合时可能出现的向量内容:
(1) 给出直线的方向向量u 1,k 或u m,n ;
(2)给出 与AB相交,等于已知 过AB的中点;
(3)给出 0,等于已知P是MN的中点;
(4)给出AP AQ BP BQ,等于已知P,Q与AB的中点三点共线;
(5) 给出以下情形之一:①//;②存在实数 ,使 ;③若存在实数
, ,且 1,使OC OA OB,等于已知A,B,C三点共线.
(6) 给出
,等于已知P是AB的定比分点, 为定比,即
1
(7) 给出MA MB 0,等于已知MA MB,即 AMB是直角,给出MA MB m 0,等于已知
AMB是钝角, 给出MA MB m 0,等于已知 AMB是锐角,
(8)
给出 MP,等于已知MP是 AMB的平分线/
(9)在平行四边形ABCD中,给出(AB AD) (AB AD) 0,等于已知ABCD是菱形;
(10) 在平行四边形ABCD中,给出|AB AD| |AB AD|,等于已知ABCD是矩形;
(11)在 ABC中,给出 ,等于已知O是 ABC的外心(三角形外接圆的圆心,三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点);
(12) 在 ABC中,给出 ,等于已知O是 ABC的重心(三角形的重心是三角形三条中线的交点);
(13)在 ABC中,给出 ,等于已知O是 ABC的垂心(三角形的垂心是三角形三条高的交点);
2
2
2
ABAC )( R )等于已知通过 ABC的内心; (14)在 ABC中,给出 (|AB||AC|(15)在 ABC中,给出a b c 等于已知O是 ABC的内心(三角形内切圆的圆心,三角形的内心是三角形三条角平分线的交点);
1
(16) 在 ABC中,给出AD AB AC,等于已知AD是 ABC中BC边的中线;
2