圆锥曲线讲课资料.doc

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1、17一,椭圆重要内容1. 椭圆的标准方程: (焦点在x轴上), (焦点在y轴上),2. 点与椭圆的位置关系.点点点3. 椭圆的参数方程:椭圆上任意一点P(x,y),则(二)椭圆的几何性质:焦点在x轴上焦点在y轴上图形性质范围|x|a,|y|b|x|b,|y|a对称性关于x轴、y轴、坐标原点对称顶点A1(a,0) A2(a,0)B1(0,b) B2(0,b)A1(0,a) A2(0,a)B1(b,0) B2(b,0)离心率离心率e=,0eb0) 3. 椭圆上任意一点P到焦点F的距离的最大值是|PF|=a+c,最小值是|PF|=ac .4. 椭圆上任意一点P到两焦点的距离之积的最大值是a2,此时P

2、点与椭圆的短轴的两端点重合5. 注意利用平面几何知识解决椭圆问题.题型一,确定椭圆标准方程例1. (1)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点,求椭圆的标准方程.(2) 已知中心在原点,以坐标轴为对称轴,椭圆过点Q(2,1)且与椭圆有公共的焦点,求椭圆的标准方程.题型二利用椭圆的定义确定动点的轨迹方程例2. (1)已知一动圆与圆O1:外切,与圆内切,求动圆圆心的轨迹方程.(2)求经过点M(1,2),以y轴为准线,离心率为的椭圆左顶点的轨迹方程.【思路分析】(1)设动圆的圆心是M,由已知得:且 即M点的轨迹是以O1,O2为焦点的椭圆.由此根据椭圆的第一定义求出椭圆的标准方程.(2)设

3、左顶点A(x,y),左焦点F(先根据椭圆的第二定义求出A(x,y)与F()的关系.再根据椭圆的第二定义可求出x,y的方程. 解:(1)由已知O1(3,0),半径r1=1,O2(3,0),r2=9设动圆的圆心是M(x,y),半径是R,则由已知:,故即M点的轨迹是以为焦点的椭圆.且c=3,a=5,故b=4即所求的动圆圆心(M)的轨迹方程是 (2)设左顶点A(x,y),左焦点F(x0,y0),由椭圆的第二定义及几何意义知:,又M(1,2)点在椭圆上M点到左准线y轴的距离是d=1,到左焦点F的距离是|MF|=由椭圆的第二定义知:,代入整理得:.题型三,椭圆中的最值问题例5. 已知实数x,y满足:【思路

4、分析】由已知得:实数x,y满足的条件是椭圆的方程,故可用椭圆的参数方程把2x+y化成关于参数的三角函数求其最值.或利用数与形结合的思想把直线t=2x+y平移到与椭圆相切时,从而可求t的最值.解法一:由已知设(其中tan)故解法二:设t=2x+y,平移此直线到和椭圆相切时,由直线在y轴上的截距取得最值.消去y得:(*)由(*)有等根得:故.双曲线重要内容1. 双曲线几何性质图形对称性关于x轴、y轴、原点对称范围或或顶点A1(a,0)A2(a,0)实轴:2a,虚轴:2bA1(0,a)A2(0,a),实轴: 2a,虚轴:2b离心率(e:确定双曲线的开口程度)渐近线焦点半径(1)P(点在右支上,则,(

5、2)P点在左支上,则(1)点在上支上(2)P点在下支上2求双曲线标准方程常见的类型及方法:(1)定义法(已知条件满足双曲线定义)(2)待定系数法(定位:确定双曲线的焦点位置,设方程:根据焦点位置设方程,定值:确定系数)(3)已知渐进线方程,可设双曲线方程是,确定值即可.(4)不能确定双曲线的焦点位置时.可设方程为:(5)与双曲线共焦点的双曲线方程设为: 5. 几种特殊的双曲线(1)等轴双曲线:,(等轴双曲线离心率是)(2)共扼双曲线:互为共轭双曲线.(性质:(1)互为共轭双曲线的四个焦点共圆,(2)离心率倒数平方和等于1,(3)有相同的渐近线)3. 双曲线中的基本三角形:(1)如图3:(2)

6、焦点三角形的面积:,()题型一双曲线的定义例1:设上的两个焦点,点P在双曲线上,且满足:,求.思路分析:利用双曲线的第一定义及勾股定理求解:由双曲线的方程知:a=2, b=1,且双曲线的焦点在x轴上,利用定义:又故.题型二:双曲线的标准方程例2. (1)在三角形ABC中:设求顶点C的轨迹方程.(2)求中心在原点,两条对称轴都是坐标轴.并且过,两点的双曲线方程.(3)求与双曲线有相同的渐近线,且过点M(3,2)的双曲线的方程思路分析:(1)利用双曲线的定义求.(2)设双曲线的方程为(3)设所求的双曲线方程为,确定的值.解:(1)设C(x,y),由正弦定理得:即即C点与B,A两点的距离之差是4,且

7、小于两定点A,B的距离.故C点的轨迹是以A,B为焦点的双曲线的左支(去掉顶点).从而C点轨迹方程是(2)由已知不能确定双曲线的焦点的位置,故可设双曲线的标准方程是,由P,Q两点在双曲线上得:故所求的双曲线方程为(3)设所求的双曲线方程是,把M(3,2)代入求得.可求方程.双曲线的应用题型三,双曲线应用例3. 已知动点P与双曲线的两个焦点的距离之和是定值,且的最小值是(1)求动点P的轨迹方程.(2)若已知点D(0,3),M,N在动点P的轨迹上,且,求的取值范围.思路分析:(1)利用双曲线第一定义及余弦定理表示出,然后根据不等式的性质求出最小值,(2)由知:D,M,N三点共线.从而寻求三点坐标之间

8、的关系利用M,N在P点轨迹上,由P点轨迹允许取值范围的限制,从而求出的取值范围.解:(1):由已知,设|在中,由余弦定理得:=当且仅当时取得最小值故由椭圆的定义知:P点的轨迹是以双曲线的两个焦点为焦点的椭圆且a=3,c=,即P点轨迹方程是(2)设M(x,y),N (s,t),则由得:(x,y3)=即又M,N点在P点的轨迹上,故有:(1)(2)由(1)(2)消去s得:,又,故的取值范围是抛物线重要内容1. 抛物线定义:平面内与一个定点F和一条定直线L(L不过F点)的距离相等的点的集合叫抛物线.定点F叫做抛物线的焦点,定直线L叫做抛物线的准线. 2. 抛物线的标准方程形式: (p0) (p0) (

9、p0) (p0)P:称为焦准距(焦点到准线的距离)3. 抛物线的几何性质:对称性,范围,顶点,离心率,(以为例)4. 抛物线的通径:过抛物线焦点F且垂直于对称轴的直线,与抛物线相交于P1、P2两点,则两交点之间的距离就是抛物线的通径,长度是2p.5. 有关的重要结论:设过抛物线的焦点的直线的倾斜角是,与抛物线交于A(.则有下列结论:(1)|AB|=,|AB|=,(显然当时,|AB|最小.最小值是2p,此时|AB|是抛物线的通径.)(2).(3).(4)(定值).(5)以|AB|为直径的圆与准线相切.题型一,求抛物线的标准方程例1. 已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上一点M(m,3)

10、到焦点F的距离是5,求抛物线的方程、m的值、准线方程.【思路分析】因顶点在原点,对称轴是y轴,点M(m,3)位于第三、四象限.故可设抛物线方程是设所求的抛物线方程为,则焦点F在抛物线上,且|MF|=5,故抛物线的方程为,准线方程为y=2.题型二考查抛物线定义的应用例3. 已知抛物线的焦点是F,过焦点F的直线与抛物线交于A,B两点,|FA|=m,|FB|=n,求证:【思路分析】设,由抛物线定义得:,由AB的直线方程与抛物线方程组成方程组利用根与系数关系可证.证明:(1)当AB垂直于x轴时,此时m=n=p,结论成立.(2)当AB不垂直于x轴时,设直线AB的斜率是k,则AB:=0故由抛物线定义得:,

11、故.参数方程1) 四类曲线的参数方程(2)圆的参数方程:对于圆的参数方程是为参数)(3)圆锥曲线的参数方程:(i)椭圆的参数方程为:为参数)(ii)双曲线,(a0,b0)的参数方程为:为参数)(iii)抛物线的参数方程是:,(t为参数)题型一 参数方程与普通方程互化例1:已知曲线的参数方程是,则曲线的普通方程是( )A. B. C. D. 【题意分析】本题考查参数方程化为普通方程的方法.【思路分析】把x=两边平方消去参数,但要注意x的取值范围.【解题过程】,将(1)两边平方得:再把(2)代入得:.由,故曲线的普通方程是,选(C).【解题后的思考】把参数方程化为普通方程的过程中,要注意选择合理的

12、消参方法.同时要注意因参数的取值范围而导致的变量x或y的取值范围.本题易错点:忽视x的取值范围,误选(D).例2:已知直线L1的参数方程是:,求直线L1与直线L2:x+y+1=0的交点P的坐标,及点P与A(1,2)的距离.【题意分析】本题考查利用将直线的参数方程化为普通方程解决问题的方法.【思路分析】把直线L1的参数方程:化为普通方程,然后解方程组求交点P的坐标.【解题过程】,由(1)得:t=22x代入(2)得:由解得:P(,另解:可把代入直线L2的方程解得:.然后再求x,y从而得到点P的坐标.【解题后的思考】对于含有参数的方程的问题可首先把参数方程化为普通方程,再解决有关问题.题型2参数方程

13、的简单应用例1:已知圆上任意一点P(x,y),都使恒成立,则m的取值范围是【题意分析】本题考查圆的参数方程的应用.【思路分析】圆的参数方程是,则P(,根据恒成立得到:对任意的都成立.从而确定m的取值范围.【解题过程】圆的参数方程是,故P(.对任意的都成立故.【解题后的思考】利用圆的参数方程解决问题,关键是要能求出圆的参数方程.例2:已知点M是椭圆上的动点,点M与短轴端点的连线分别与x轴交于P,Q两点.求的值.【题意分析】本题考查椭圆的参数方程的应用【思路分析】椭圆的参数方程是则,分别写出点M与两短轴连线的直线方程,然后求两直线MA,MB在x轴上的截距即可.【解题过程】设椭圆上的动点M(,A(0

14、,b)B(0,b),MA的直线方程是:,则Q(,即,MB的直线方程是:,则P(,即,.【解题后的思考】本题利用了椭圆的参数方程表示M点的坐标,为解题带来了很大的方便.直线与圆锥曲线的位置关系重要内容1. 直线与圆锥曲线的位置关系的判断,(直线与圆锥曲线的位置关系有相交、相切、相离)设直线L的方程是:,圆锥曲线的方程是,则由消去得:(*)设方程(*)的判别式(1)若圆锥曲线是椭圆,若方程(*)有两个不等实根直线L与椭圆相交直线与椭圆有两个不同的公共点.若方程(*)有两个相等的实根直线L与椭圆相切直线与椭圆只有一个公共点.若方程(*)无实根直线L与椭圆相离直线与椭圆无公共点.(2)若圆锥曲线是双曲

15、线.若方程(*)有两个不等实根直线L与双曲线相交直线与双曲线有两个不同的公共点.若方程(*)有两个相等的实根直线L与双曲线相切直线与双曲线只有一个公共点.若方程(*)无实根直线L与双曲线相离直线与双曲线无公共点.注:当直线L与渐近线平行,直线L也与双曲线是相交的,此时直线L与双曲线只有一个公共点.故直线L与双曲线只有一个公共点时,直线L与双曲线可能相交也可能相切.(3)若圆锥曲线是抛物线若方程(*)有两个不等实根直线L与抛物线相交直线与抛物线有两个不同的公共点.若方程(*)有两个相等的实根直线L与抛物线相切直线与抛物线只有一个公共点.若方程(*)无实根直线L与抛物线相离直线与抛物线无公共点.注

16、:当直线L与抛物线的对称轴平行时,直线L与抛物线只有一个公共点,此时直线L与抛物线相交,故直线L与抛物线只有一个公共点时可能相交也可能相切.2. 直线L与圆锥曲线相交时的弦长.设直线L与圆锥曲线交于,直线L的斜率为k,则=例题例1:设抛物线的准线与x轴交于点Q,过点Q的直线L与抛物线有公共点,求直线L的斜率k的取值范围.【思路分析】由已知抛物线方程可求Q,写出过Q点的直线方程与抛物线方程组成方程组.消去y利用求k的范围.解:由得Q(2,0),过Q点的直线L的斜率为k,(显然k存在,当k不存在时直线L与抛物线无公共点)则直线L的方程是,故消去y得:(*)由直线L与抛物线有公共点知:方程(*)有解

17、,即解得,故所求k的范围是1,1考点二:弦长及中点弦的问题的研究例2:过点P(1 ,1)的直线与椭圆交于A,B两点,若线段AB的中点恰为P点,求AB所在的直线方程及弦长|AB|【思路分析】设A,把A,B两点的坐标代入椭圆方程相减(点差法)现结合中点坐标公式求出直线AB的斜率,从而可求直线AB所在直线的方程.再根据弦长公式求|AB|.解:设A,由A,B两点在椭圆上得:,两式相减得:(1)显然,故由(1)得:因为P是AB的中点,所以有:(2)把(2)代入(1)得:,故AB的直线方程是即x2y+3=0消去y得:,例3:过椭圆内一定点M(1,0)引弦,求弦的中点轨迹方程【思路分析】用“点差法”及中点坐

18、标公式表示出弦的斜率,然后利用点斜式求出中点轨迹方程解:设弦的两端点,弦中点是P(x,y) 两式相减得:(*)由P是P1P2的中点得:代入(*)得:即弦的斜率k=,故弦的中点轨迹方程是y0=整理得:【说明】由于M(1,0)在椭圆的内部,过M的直线必与椭圆有两个交点.考点三:范围与最值问题例4:若在抛物线上存在相异两点关于直线L:对称,求m的范围.【思路分析】由直线L:y=m(x2)知:当m=0时,直线L恰好是抛物线的对称轴.显然抛物线上存在两点关于直线L对称.当m时,设P是抛物线上关于直线L对称的两点.PQ中点是M,设直线PQ的方程是把直线方程代入抛物线方程得到关于y的一元二次方程,由判别式大于零得到m与b的不等关系式,再由M点在直线L上得到关于m,b的等式.然后消去b得到关于m的不等式.解:当m=0时,直线L:y=0恰好是抛物线的对称轴.满足题设条件.当m时,设P是抛物线上关于直线L对称的两点.PQ中点是M,设直线PQ方程是消去x得:(*)方程(*)有两个不等实根 (m与b的不等关系),由M点在直线L上得:(2)(m与b的等量关系)把(2)代入(1)得:综合上述知:所求m的范围是17

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