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高中数学圆锥曲线知识点汇总

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2020-09-15 08:16
tags:高中数学知识点

高中数学包含多少本教材-高中数学简单题 三角函数


. .
高中数学知识点—圆锥曲线部分
一、平面解析几何的知识结构:


二、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。
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. .
用集合表示为:


e越小,椭圆越圆;e越大,椭圆越扁
(2)标准方程和性质:
x
2
y
2
①范围:由标准方程
2
?
2
?1

|x|?a

|y|?b
,说明椭圆位于直线
x??a

ab
y??b
所围成的矩形里;
②对称性:在曲线方程里,若以
? y
代替
y
方程不变,所以若点
(x,y)
在曲线上时,点
( x,?y)
也在曲线上,所以曲线关于
x
轴对称,同理,以
?x
代替
x
方程不变,则曲线关于
y
轴对称。若同时以
?x
代替x

?y
代替
y
方程也不变,则曲线关于原点对称。
所以,椭圆关于
x
轴、
y
轴和原点对称。这时,坐标轴是椭圆的对称轴,原点 是对称中
心,椭圆的对称中心叫椭圆的中心;
③顶点:确定曲线在坐标系中的位置,常需要求 出曲线与
x
轴、
y
轴的交点坐标。在椭
圆的标准方程中,令
x?0
,得
y??b
,则
B
1
(0,?b)
B
2
(0,b)
是椭圆与
y
轴的两个交点。
同理令y?0

x??a
,即
A
1
(?a,0)
,< br>A
2
(a,0)
是椭圆与
x
轴的两个交点。
所以,椭圆与坐标轴的交点有四个,这四个交点叫做椭圆的顶点。
同时,线段
A1
A
2

B
1
B
2
分别叫做椭圆的长 轴和短轴,它们的长分别为
2a

2b

a

b< br>分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
由椭圆的对称性知:椭圆的短轴端点到焦点的距离为a
;在
Rt?OB
2
F
2
中,
|OB
2
|?b

|OF
2
|?c

|B
2F
2
|?a
,且
|OF
2
|
2
?|B
2
F
2
|
2
?|OB
2
|
2,即
c
2
?a
2
?b
2

④离心率 :椭圆的焦距与长轴的比
e?
c
叫椭圆的离心率。∵
a?c?0
,∴
0?e?1

a
椭圆形状与e的关系:当e→0,c→0,椭圆→圆,直至成 为极限位置的圆,则认为圆是椭
圆在e=0时的特例。当e→1,c→a椭圆变扁,直至成为极限位置的 线段
为是椭圆在e=1时的特例。
,此时也可认
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. .

⑤、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< br>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
圆的各性质(除切线 外)均可在这个图中找到。

。则椭

⑥利用焦半径公式计算焦点弦长:若斜率为k的直线被圆锥曲线所截得的弦为AB,A、
B两点的坐标分 别为,则弦长

这里体现了解析几何“设而不求”的解题思想。


⑦若过椭圆左(或右)焦点的焦点弦为

AB,则


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. .


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);
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. .
2、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:

e
越大,双曲线的开口越阔

(2)标准方程和性质:


x
2
y
2
①范围:从标准方程
2
?
2?1
,看出曲线在坐标系中的范围:双曲线在两条直线
ab
x??a
的外 侧。即
x
2
?a
2

x?a
即双曲线在两条直线< br>x??a
的外侧。
x
2
y
2
②对称性:双曲线2
?
2
?1
关于每个坐标轴和原点都是对称的,这时,坐标轴是双
ab
x
2
y
2
曲线的对称轴,原点是双曲线
2
?
2
?1
的对称中心,双曲线的对称中心叫做双曲线的中
ab
心。 < br>x
2
y
2
③顶点:双曲线和对称轴的交点叫做双曲线的顶点。在双曲线
2
?
2
?1
的方程里,
ab
对称轴是
x, y
轴,所以令
y?0

x??a
,因此双曲线和
x
轴有两个交点
x
2
y
2
A(?a,0)A
2
(a, 0)
,他们是双曲线
2
?
2
?1
的顶点。
ab

x?0
,没有实根,因此双曲线和y轴没有交点。
1)注意 :双曲线的顶点只有两个,这是与椭圆不同的(椭圆有四个顶点),双曲线的顶
点分别是实轴的两个端点 。
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. .
2)实轴:线段
AA
2
叫做双曲线的实轴,它的长等于
2a,a
叫做双曲线的实半轴 长。虚
轴:线段
BB
2
叫做双曲线的虚轴,它的长等于
2b,b叫做双曲线的虚半轴长。
④渐近线:注意到开课之初所画的矩形,矩形确定了两条对角线,这两条 直线即称为
x
2
y
2
双曲线的渐近线。从图上看,双曲线
2
?
2
?1
的各支向外延伸时,与这两条直线逐渐接
ab
近。
⑤等轴双曲线:
1)定义:实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线。定义式:
a?b

2)等轴双曲线的性质:(1)渐近线方程为:
y??x
;(2)渐近线互相垂直 ⑶离心率
e?2
.。
注意以上几个性质与定义式彼此等价。亦即若题目中出现上述其 一,即可推知双曲线为
等轴双曲线,同时其他几个亦成立。
3)注意到等轴双曲线的特征a?b
,则等轴双曲线可以设为:
x?y?
?
(
?
?0 )


?
?0
时交点在
x
轴,当
??0
时焦点在
y
轴上。
22
x
2
y
2
y
2
x
2
??1

??1
的区别:三个 量
a,b,c

a,b
不同(互换)
c
相同,⑥注意
169916
还有焦点所在的坐标轴也变了。
4)共轭双曲线:以已知双曲线的虚轴为实轴 ,实轴为虚轴的双曲线,叫做已知双曲线
x
2
y
2
x
2y
2
?
2
?
?
?
2
??
?< br>2
2
ab
ab
的共轭双曲线.与互为共轭双曲线,它们具有共同的渐近 线:
x
2
a
2
?
y
2
b
2
?0
. 区别:三常数a、b、c中a、b不同(互换)c相同,它们共用一对渐近线。双
曲 线和它的共轭双曲线的焦点在同一圆上。确定双曲线的共轭双曲线的方法:将1变为-1。

x
2
?
y
2
b
2
5)共渐近线的双曲线系方程:< br>a
2
?
?
(
?
?0)
x
2
的渐近线方程为
a
2
?
y
2
b
2
?0如果双曲
x
2
y
2
x
y
?
2
?
?
(
?
?0)
??0
2
ab
ab
线的渐近线为时,它的双曲线方程可设为.
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. .
6、结合下图熟记双曲线的:“四点八线,一个三角形”,即:四点:顶点和焦点;八线:
实 轴、虚轴、准线、渐进线、焦点弦、垂线PQ。三角形:焦点三角形。



7、双曲线形状与e的关系:,e越大,即渐近
线的斜率的绝对值就 越大,这时双曲线的形状就从扁狭逐渐变得开阔。由此可知,双曲线的
离心率越大,它的开口就越阔。
8、双曲线的焦点到渐近线的距离为b。
10、过双曲线
一个公共点的情况如下:
外一点P(x,y)的直线与双曲线只有
(1)P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;
(2)P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;
(3)P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;
(4)P为原点时不存在这样的直线;

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. .



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。

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. .

3、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:


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. .

注意;
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;
说明:
(1)通径:过抛物线的焦点且垂直于对称轴的弦称为通径;
(2)抛物线的几何性质的特点 :有一个顶点,一个焦点,一条准线,一条对称轴,无对称
中心,没有渐近线;
注意强调
p
的几何意义:是焦点到准线的距离。
p
⑶设抛物线的标 准方程为
y
=2px(p>0),则抛物线的焦点到其顶点的距离为
2
,顶点 到准
2
p
线的距离
2
,焦点到准线的距离为p.
⑷抛物线
y
=2px(p>0)上的点M(x0,y0)与焦点F的距离
2
MF?x< br>0
?
p
2
y
2
;抛物线=-2px(p>0)
MF?
上的点M(x0,y0)与焦点F的距离
p
?x
0
2

⑸、抛物线
则有如下结论:
的焦点弦(过焦点的弦)为AB,且 ,

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. .
⑹、结合图形熟 记抛物线:“两点两线,一个直角梯形”,即:两点:顶点和焦点;两线:
准线、焦点弦;梯形:直角梯 形ABCD。

⑺、对于抛物线上的点的坐标可设为,以简化计算;
⑻、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;
4、圆

⑴、定义:点集{M||OM|=r},其中定点O为圆

,定长r为半径.
⑵、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=r2
圆心在坐标原点,半径为r的圆方程是x2+y2=r2 ②一般方程:①当D2+E2-4F>0时,一元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方 程,
(?
圆心为
DE
,?)
22
半径是
D
2
?E
2
?4F
2
。配方,将方程x2+y2+Dx+Ey+F=0 化为
D
E
D
2
(x+
2
)2+(y+
2< br>)2=
?E
2
-4F
4

D
E
②当 D2+E2-4F=0时,方程表示一个点(-
2
,-
2
);
③当D2+E2-4F<0时,方程不表示任何图形.
⑶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(x0,y0),则|MC|<r
?

M在圆C内 ,|MC|=r
?
点M在圆C上,|MC|>r
?
点M在圆C内,其中|MC |
=
(x
0
-a)
2
?(y
0
-b)2

⑷直线和圆的位置关系:①直线和圆有相交、相切、相离三种位置关系:直线与圆相 交
?
有两个公共点;直线与圆相切
?
有一个公共点;直线与圆相离
?
没有公共点。
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. . ⑸直线和圆的位置关系的判定:(i)判别式法;(ii)利用圆心C(a,b)到直线Ax+By+C=0 的距离
d?
Aa?Bb?C
A
2
?B
2
与半径r的 大小关系来判定。
三、圆锥曲线的统一定义:
统一定义,三种圆锥曲线均可看成是这样的点集:
为点P到定直线的l 距离,
,其中F为定点,d
, e为常数,其中定点F称为焦点,定直线l称为准线,
正常数e称为离心率。(平面内的动点P(x,y)到一个定点F(c,0)的距离与到不通过这个定点
的一条定直线l的距离之 比是一个常数e(e>0),则动点的轨迹叫做圆锥曲线。)如图。

当0<e<1时,点P的轨迹是椭圆;当e>1时,点P的轨迹是双曲线;当e=1时,点P的
轨迹是抛物线。


四、椭圆、双曲线、抛物线
椭圆
1. 到两定点F
1
,F
2
的距离之
和为定值2a(2a>|F
1
F
2
|)的
点的轨迹
2.与定点和直线的距离之
比为定值e的点的轨迹.
(0双曲线
1.到两定点F
1
,F
2
的距离之差的
绝对值为定值2a( 0<2a<|F
1
F
2
|)
的点的轨迹
2.与定点和直线的距离之比为
定值e的点的轨迹.(e>1)
抛物线
定义
与定点和直线的距离相等的
点的轨迹.
轨迹条件
点集:({M||MF
1
+|MF
2

=2a,|F
1
F
2
|<2a}.
点集:{M||MF
1
|-|MF
2
|.
=±2a,|F
2
F
2
|>2a}.
点集{M| |MF|=点M到直
线l的距离}.
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. .

图形


标准

方程


x
2
y
2
??1
(
a?b
>0)
a
2
b
2
x
2
y
2
??1
(a >0,b>0)
a
2
b
2
y
2
?2px


参数
方程
?
x?acos
?
?
y?bsin
?

?
(参数
?
为离心角)
?
x?asec
?
?
y?btan
?

?
(参数
?
为离心角)
?
x?2pt
2
?
y?2pt
(t为参数)
?
范围
中心
─a?x?a,─b?y?b
原点O(0,0)
(a,0), (─a,0),
(0,b) , (0,─b)
x轴,y轴;
长轴长2a,短轴长2b
|x| ? a,y?R
原点O(0,0)
x?0

顶点 (a,0), (─a,0)
x轴,y轴;
实轴长2a, 虚轴长2b.
(0,0)
对称轴 x轴
焦点 F
1
(c,0), F
2
(─c,0) F
1
(c,0), F
2
(─c,0)
p
F(,0)

2
准 线
a
2
x=±
c
准线垂直于长轴,且在椭圆
外.
a
2
x=±
c
准线垂直于实轴,且在两顶点的
内侧.
2c (c=
a?b

22
x=-
p

2
准线与焦点位于顶点两侧,
且到顶点的距离相等.

焦距
2c (c=
a?b

22
离心率
e?
c
(0?e?1)

a
e?
c
(e?1)

a
e=1
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. .


五、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
ⅰ椭圆及双曲线:中心为两焦点中点,两准线关于中心对称;
ⅱ椭圆及双曲线关于长轴、短轴或实轴、虚轴为轴对称,关于中心为中心对称;
ⅲ抛物线的对称轴是坐标轴,对称中心是原点。
②定量:


六、圆锥曲线的标准方程及解析量(随坐标改变而变)
以焦点在x轴上的方程为例:
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. .


七、问题处理
Ⅰ 中点弦:处理椭圆、双曲线、抛物线的弦中点问题常用代点相减法:即设
为曲线上不同的两点,
间关系:
是的中点,则可得到弦中点与两点

当涉及到弦的中点时,通常有两种处理方法:一是韦达定理,即把直线方程代入曲线方
程, 消元后,用韦达定理求相关参数(即设而不求);二是点差法,即设出交点坐标,然后
把交点坐标代入曲 线方程,两式相减后,再求相关参数。在利用点差法时,必须检验条件△
>0是否成立。
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. .
Ⅱ直线与圆锥曲线的位置关系
?
?
几何角度(主要适用于直线与圆的位置关 系)
关系
?
?
直线与圆锥曲线的位置
直线与圆锥曲线位置关系)??
代数角度(适用于所有
1.直线与圆锥曲线
?
?
利用一般弦 长公式(容易)
?
直线与圆锥曲线相交的弦长问题
?
?
繁琐)
?
利用两点间距离公式(
?
2.直线与圆锥曲线的位置关系:
⑴.从几何 角度看:(特别注意)要特别注意当直线与双曲线的渐进线平行时,直线与双曲线
只有一个交点;当直线 与抛物线的对称轴平行或重合时,直线与抛物线也只有一个交点。
⑵.从代数角度看:设直线L的方程 与圆锥曲线的方程联立得到
ax
2
?bx?c?0

①. 若
a
=0,当圆锥曲线是双曲线时,直线L与双曲线的渐进线平行或重合;
当圆锥曲线是抛物线时,直线L与抛物线的对称轴平行或重合。
②.若
a?0
,设。
a
.
??0
时,直线和圆锥曲线相交于不同两点,相交。
b.
??0
时,直线和圆锥曲线相切于一点,相切。c.
??0
时,直线和圆 锥曲线没有公共点,
相离。
Ⅲ弦长问题:
??b
2
?4ac

直线与圆锥曲线相交时的 弦长问题是一个难点,化解这个难点的方法是:设而不求,根
据根与系数的关系,进行整体代入。即当直 线
斜率为k
与圆锥曲线交于点
A
?
x
1
,y
1
?

??
B
?
x
2
,y
2< br>?
时,则
AB
=
1?k
2
x
1
? x
2
=
1?k
2
1?
=

















?
x
1
?x
2
?
2
?4x
1
x
2


11
1?
k
2
y
1
?y
2
=
k
2
?
y
1
?y
2
?
2
?4y
1
y< br>2
6、曲线与方程:
(1)轨迹法求曲线方程的程序:
①建立适当的坐标系;
②设曲线上任一点(动点)M的坐标为(x,y);
③列出符合条件p(M)的方程f(x,y)=0;
④化简方程f(x,y)=0为最简形式;
⑤证明化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上;
(2)曲线的交点:
由方程组确定,方程组有几组不同的实数解,两条曲线就有
几个公共点;方程组没有实数解,两条曲线就 没有公共点。
欢迎您的光临,Word文档下载后可修改编辑双击可删除页眉页脚谢谢!希望您提出您 宝贵的意见,你的意见是我进步的动力。赠语;、如果我们做与不做都会有人笑,如果做不好与做得好还会有人笑 ,那么我们索性就做得更好,来给人笑吧!、现在你不玩命的学,以后命玩你。、我不知道年少轻狂,我只知道胜 者为王。、不要做金钱、权利的奴隶;应学会做“金钱、权利”的主人。、什么时候离光明最近?那就是你觉得黑 暗太黑的时候。、最值得欣赏的风景,是自己奋斗的足迹。 7、压力不是有人比你努力,而是那些比你牛×几倍的人依然比你努力。
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. .


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