高中數學圓錐曲線總結版

2021-03-04 09:38:36 字數 4577 閱讀 4630

解圓錐曲線問題常用方法+橢圓與雙曲線的經典結論+橢圓與雙曲線的對偶性質總結

解圓錐曲線問題常用以下方法:

1、定義法

(1)橢圓有兩種定義。第一定義中,r1+r2=2a。第二定義中,r1=ed1 r2=ed2。

(2)雙曲線有兩種定義。第一定義中,,當r1>r2時,注意r2的最小值為c-a:第二定義中,r1=ed1,r2=ed2,尤其應注意第二定義的應用,常常將半徑與「點到準線距離」互相轉化。

(3)拋物線只有一種定義,而此定義的作用較橢圓、雙曲線更大,很多拋物線問題用定**決更直接簡明。

2、韋達定理法

因直線的方程是一次的,圓錐曲線的方程是二次的,故直線與圓錐曲線的問題常轉化為方程組關係問題,最終轉化為一元二次方程問題,故用韋達定理及判別式是解決圓錐曲線問題的重點方法之一,尤其是弦中點問題,弦長問題,可用韋達定理直接解決,但應注意不要忽視判別式的作用。

3、解析幾何的運算中,常設一些量而並不解解出這些量,利用這些量過渡使問題得以解決,這種方法稱為「設而不求法」。設而不求法對於直線與圓錐曲線相交而產生的弦中點問題,常用「點差法」,即設弦的兩個端點a(x1,y1),b(x2,y2),弦ab中點為m(x0,y0),將點a、b座標代入圓錐曲線方程,作差後,產生弦中點與弦斜率的關係,這是一種常見的「設而不求」法,具體有:

(1)與直線相交於a、b,設弦ab中點為m(x0,y0),則有。

(2)與直線l相交於a、b,設弦ab中點為m(x0,y0)則有

(3)y2=2px(p>0)與直線l相交於a、b設弦ab中點為m(x0,y0),則有2y0k=2p,即y0k=p.

【典型例題】

例1、(1)拋物線c:y2=4x上一點p到點a(3,4)與到準線的距離和最小,則點 p的座標為

(2)拋物線c: y2=4x上一點q到點b(4,1)與到焦點f的距離和最小,則點q的座標為

分析:(1)a在拋物線外,如圖,連pf,則,因而易發現,當a、p、f三點共線時,距離和最小。

(2)b在拋物線內,如圖,作qr⊥l交於r,則當b、q、r三點共線時,距離和最小。

解:(1)(2,)

連pf,當a、p、f三點共線時,最小,此時af的方程為即 y=2 (x-1),代入y2=4x得p(2,2),(注:另一交點為(),它為直線af與拋物線的另一交點,捨去)

(2)()

過q作qr⊥l交於r,當b、q、r三點共線時,最小,此時q點的縱座標為1,代入y2=4x得x=,∴q()

點評:這是利用定義將「點點距離」與「點線距離」互相轉化的乙個典型例題,請仔細體會。

例2、f是橢圓的右焦點,a(1,1)為橢圓內一定點,p為橢圓上一動點。

(1)的最小值為

(2)的最小值為

分析:pf為橢圓的乙個焦半徑,常需將另一焦半徑或準線作出來考慮問題。

解:(1)4-

設另一焦點為,則(-1,0)連a,p

當p是a的延長線與橢圓的交點時,取得最小值為4-。

(2)3

作出右準線l,作ph⊥l交於h,因a2=4,b2=3,c2=1, a=2,c=1,e=,∴∴

當a、p、h三點共線時,其和最小,最小值為

例3、動圓m與圓c1:(x+1)2+y2=36內切,與圓c2:(x-1)2+y2=4外切,求圓心m的軌跡方程。

分析:作圖時,要注意相切時的「圖形特徵」:兩個圓心與切點這三點共線(如圖中的a、m、c共線,b、d、m共線)。列式的主要途徑是動圓的「半徑等於半徑」(如圖中的)。

解:如圖,,

∴∴ (*)

∴點m的軌跡為橢圓,2a=8,a=4,c=1,b2=15軌跡方程為

點評:得到方程(*)後,應直接利用橢圓的定義寫出方程,而無需再用距離公式列式求解,即列出,再移項,平方,…相當於將橢圓標準方程推導了一遍,較繁瑣!

例4、△abc中,b(-5,0),c(5,0),且sinc-sinb=sina,求點a的軌跡方程。

分析:由於sina、sinb、sinc的關係為一次齊次式,兩邊乘以2r(r為外接圓半徑),可轉化為邊長的關係。

解:sinc-sinb=sina 2rsinc-2rsinb=·2rsina

∴即 (*)

∴點a的軌跡為雙曲線的右支(去掉頂點)

∵2a=6,2c=10

∴a=3, c=5, b=4

所求軌跡方程為(x>3)

點評:要注意利用定義直接解題,這裡由(*)式直接用定義說明了軌跡(雙曲線右支)

例5、定長為3的線段ab的兩個端點在y=x2上移動,ab中點為m,求點m到x軸的最短距離。

分析:(1)可直接利用拋物線設點,如設a(x1,x12),b(x2,x22),又設ab中點為m(x0y0)用弦長公式及中點公式得出y0關於x0的函式表示式,再用函式思想求出最短距離。

(2)m到x軸的距離是一種「點線距離」,可先考慮m到準線的距離,想到用定義法。

解法一:設a(x1,x12),b(x2,x22),ab中點m(x0,y0)

則由①得(x1-x2)2[1+(x1+x2)2]=9

即[(x1+x2)2-4x1x2]·[1+(x1+x2)2]=9 ④

由②、③得2x1x2=(2x0)2-2y0=4x02-2y0

代入④得 [(2x0)2-(8x02-4y0)]·[1+(2x0)2]=9

∴, ≥

當4x02+1=3 即時,此時

法二:如圖,

∴, 即,

∴, 當ab經過焦點f時取得最小值。

∴m到x軸的最短距離為

點評:解法一是列出方程組,利用整體消元思想消x1,x2,從而形成y0關於x0的函式,這是一種「設而不求」的方法。而解法二充分利用了拋物線的定義,巧妙地將中點m到x軸的距離轉化為它到準線的距離,再利用梯形的中位線,轉化為a、b到準線的距離和,結合定義與三角形中兩邊之和大於第三邊(當三角形「壓扁」時,兩邊之和等於第三邊)的屬性,簡捷地求解出結果的,但此解法中有缺點,即沒有驗證ab是否能經過焦點f,而且點m的座標也不能直接得出。

例6、已知橢圓過其左焦點且斜率為1的直線與橢圓及準線從左到右依次變於a、b、c、d、設f(m)=,(1)求f(m),(2)求f(m)的最值。

分析:此題初看很複雜,對f(m)的結構不知如何運算,因a、b**於「不同系統」,a在準線上,b在橢圓上,同樣c在橢圓上,d在準線上,可見直接求解較繁,將這些線段「投影」到x軸上,立即可得防

此時問題已明朗化,只需用韋達定理即可。

解:(1)橢圓中,a2=m,b2=m-1,c2=1,左焦點f1(-1,0)

則bc:y=x+1,代入橢圓方程即(m-1)x2+my2-m(m-1)=0

得(m-1)x2+m(x+1)2-m2+m=0

∴(2m-1)x2+2mx+2m-m2=0

設b(x1,y1),c(x2,y2),則x1+x2=-

(2)∴當m=5時,

當m=2時,

點評:此題因最終需求,而bc斜率已知為1,故可也用「點差法」設bc中點為m(x0,y0),通過將b、c座標代入作差,得,將y0=x0+1,k=1代入得,∴,可見

當然,解本題的關鍵在於對的認識,通過線段在x軸的「投影」發現是解此題的要點。

【同步練習】

1、已知:f1,f2是雙曲線的左、右焦點,過f1作直線交雙曲線左支於點a、b,若,△abf2的周長為( )

a、4ab、4a+mc、4a+2md、4a-m

2、若點p到點f(4,0)的距離比它到直線x+5=0的距離小1,則p點的軌跡方程是

a、y2=-16x b、y2=-32x c、y2=16x d、y2=32x

3、已知△abc的三邊ab、bc、ac的長依次成等差數列,且,點b、c的座標分別為(-1,0),(1,0),則頂點a的軌跡方程是( )

ab、cd、4、過原點的橢圓的乙個焦點為f(1,0),其長軸長為4,則橢圓中心的軌跡方程是

a、 b、

c、 d、

5、已知雙曲線上一點m的橫座標為4,則點m到左焦點的距離是

6、拋物線y=2x2截一組斜率為2的平行直線,所得弦中點的軌跡方程是

7、已知拋物線y2=2x的弦ab所在直線過定點p(-2,0),則弦ab中點的軌跡方程是

8、過雙曲線x2-y2=4的焦點且平行於虛軸的弦長為

9、直線y=kx+1與雙曲線x2-y2=1的交點個數只有乙個,則k

10、設點p是橢圓上的動點,f1,f2是橢圓的兩個焦點,求sin∠f1pf2的最大值。

11、已知橢圓的中心在原點,焦點在x軸上,左焦點到座標原點、右焦點、右準線的距離依次成等差數列,若直線l與此橢圓相交於a、b兩點,且ab中點m為(-2,1),,求直線l的方程和橢圓方程。

12、已知直線l和雙曲線及其漸近線的交點從左到右依次為a、b、c、d。求證:。

【參***】

1、c,∴選c

2、c點p到f與到x+4=0等距離,p點軌跡為拋物線 p=8開口向右,則方程為y2=16x,選c

3、d∵,且

∵點a的軌跡為橢圓在y軸右方的部分、又a、b、c三點不共線,即y≠0,故選d。

4、a設中心為(x,y),則另一焦點為(2x-1,2y),則原點到兩焦點距離和為4得,∴

①又c∴(x-1)2+y2<4 ②,由①,②得x≠-1,選a

5、左準線為x=-,m到左準線距離為則m到左焦點的距離為

6、設弦為ab,a(x1,y1),b(x2,y2)ab中點為(x,y),則y1=2x12,y2=2x22,y1-y2=2(x12-x22)

高中數學圓錐曲線小結論

橢圓1.點p處的切線pt平分 pf1f2在點p處的外角.2.pt平分 pf1f2在點p處的外角,則焦點在直線pt上的射影h點的軌跡是以長軸為直徑的圓,除去長軸的兩個端點.3.以焦點弦pq為直徑的圓必與對應準線相離.4.以焦點半徑pf1為直徑的圓必與以長軸為直徑的圓內切.5.若在橢圓上,則過的橢圓的切...

高中數學圓錐曲線知識點總結

一 考點 限考 概要 1 橢圓 1 軌跡定義 定義一 在平面內到兩定點的距離之和等於定長的點的軌跡是橢圓,兩定點是焦點,兩定點間距離是焦距,且定長2a大於焦距2c。用集合表示為 定義二 在平面內到定點的距離和它到一條定直線的距離之比是個常數e,那麼這個點的軌跡叫做橢圓。其中定點叫焦點,定直線叫準線,...

高中數學圓錐曲線知識點總結

一 考點 限考 概要 1 橢圓 1 軌跡定義 定義一 在平面內到兩定點的距離之和等於定長的點的軌跡是橢圓,兩定點是焦點,兩定點間距離是焦距,且定長2a大於焦距2c。用集合表示為 定義二 在平面內到定點的距離和它到一條定直線的距離之比是個常數e,那麼這個點的軌跡叫做橢圓。其中定點叫焦點,定直線叫準線,...