圓錐曲線求值問題中的奇思妙解

時間 2021-09-13 06:08:33

1樓:善良的允琳

圓錐曲線的兩個定義:

(1)第一定義中要重視「括號」內的限制條件:橢圓中,與兩個定點f ,f 的距離的和等於常數 ,且此常數 一定要大於 ,當常數等於 時,軌跡是線段f f ,當常數小於 時,無軌跡;雙曲線中,與兩定點f ,f 的距離的差的絕對值等於常數 ,且此常數 一定要小於|f f |,定義中的「絕對值」與 <|f f |不可忽視。若 =|f f |,則軌跡是以f ,f 為端點的兩條射線,若 ﹥|f f |,則軌跡不存在。

若去掉定義中的絕對值則軌跡僅表示雙曲線的一支。

如方程 表示的曲線是_____(雙曲線的左支)

(2)第二定義中要注意定點和定直線是相應的焦點和準線,且「點點距為分子、點線距為分母」,其商即是離心率 。圓錐曲線的第二定義,給出了圓錐曲線上的點到焦點距離與此點到相應準線距離間的關係,要善於運用第二定義對它們進行相互轉化。

如已知點 及拋物線 上一動點p(x,y),則y+|pq|的最小值是_____(答2)

2.圓錐曲線的標準方程(標準方程是指中心(頂點)在原點,座標軸為對稱軸時的標準位置的方程):

(1)橢圓:焦點在 軸上時 ( ),焦點在 軸上時 =1( )。方程 表示橢圓的充要條件是什麼?(abc≠0,且a,b,c同號,a≠b)。

如(1)已知方程 表示橢圓,則 的取值範圍為____( );

(2)若 ,且 ,則 的最大值是____, 的最小值是___( )

(2)雙曲線:焦點在 軸上:  =1,焦點在 軸上: =1( )。方程 表示雙曲線的充要條件是什麼?(abc≠0,且a,b異號)。

如設中心在座標原點 ,焦點 、 在座標軸上,離心率 的雙曲線c過點 ,則c的方程為_______( )

(3)拋物線:開口向右時 ,開口向左時 ,開口向上時 ,開口向下時 。

如定長為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。

3.圓錐曲線焦點位置的判斷(首先化成標準方程,然後再判斷):

(1)橢圓:由 , 分母的大小決定,焦點在分母大的座標軸上。

如已知方程 表示焦點在y軸上的橢圓,則m的取值範圍是__( )

(2)雙曲線:由 , 項係數的正負決定,焦點在係數為正的座標軸上;

(3)拋物線:焦點在一次項的座標軸上,一次項的符號決定開口方向。

4.圓錐曲線的幾何性質:

(1)橢圓(以 ( )為例):①範圍: ;②焦點:

兩個焦點 ;③對稱性:兩條對稱軸 ,乙個對稱中心(0,0),四個頂點 ,其中長軸長為2 ,短軸長為2 ;④準線:兩條準線 ; ⑤離心率:

,橢圓 , 越小,橢圓越圓; 越大,橢圓越扁。

如(1)若橢圓 的離心率 ,則 的值是__(3或 );

(2)以橢圓上一點和橢圓兩焦點為頂點的三角形的面積最大值為1時,則橢圓長軸的最小值為__( )

(2)雙曲線(以 ( )為例):①範圍: 或 ;②焦點:

兩個焦點 ;③對稱性:兩條對稱軸 ,乙個對稱中心(0,0),兩個頂點 ,其中實軸長為2 ,虛軸長為2 ,特別地,當實軸和虛軸的長相等時,稱為等軸雙曲線,其方程可設為 ;④準線:兩條準線 ; ⑤離心率:

,雙曲線 ,等軸雙曲線 , 越小,開口越小, 越大,開口越大;⑥兩條漸近線: 。

如 (1)雙曲線的漸近線方程是 ,則該雙曲線的離心率等於______( 或 );

(2)雙曲線 的離心率為 ,則 =               (4或 );

(3)設雙曲線 (a>0,b>0)中,離心率e∈[ ,2],則兩條漸近線夾角(銳角或直角)θ的取值範圍是________( );

(4) 已知f1、f2為雙曲線 的左焦點,頂點為a1、a2, 是雙曲線上任意一點,則分別以線段pf1、a1a2為直徑的兩圓一定(   )

a.相交                        b.相切

c.相離                        d.以上情況均有可能

(3)拋物線(以 為例):①範圍: ;②焦點:

乙個焦點 ,其中 的幾何意義是:焦點到準線的距離;③對稱性:一條對稱軸 ,沒有對稱中心,只有乙個頂點(0,0);④準線:

一條準線 ; ⑤離心率: ,拋物線 。

如設 ,則拋物線 的焦點座標為________( );

5、點 和橢圓 ( )的關係:(1)點 在橢圓外 ;(2)點 在橢圓上 =1;(3)點 在橢圓內

6.直線與圓錐曲線的位置關係:

(1)相交: 直線與橢圓相交; 直線與雙曲線相交,但直線與雙曲線相交不一定有 ,當直線與雙曲線的漸近線平行時,直線與雙曲線相交且只有乙個交點,故 是直線與雙曲線相交的充分條件,但不是必要條件; 直線與拋物線相交,但直線與拋物線相交不一定有 ,當直線與拋物線的對稱軸平行時,直線與拋物線相交且只有乙個交點,故 也僅是直線與拋物線相交的充分條件,但不是必要條件。

如(1)若直線y=kx+2與雙曲線x2-y2=6的右支有兩個不同的交點,則k的取值範圍是_______((- ,-1));

(2)直線y―kx―1=0與橢圓 恒有公共點,則m的取值範圍是_______([1,5)∪(5,+∞));

(3)過雙曲線 的右焦點直線交雙曲線於a、b兩點,若│ab︱=4,則這樣的直線有_____條(3);

(2)相切: 直線與橢圓相切; 直線與雙曲線相切; 直線與拋物線相切;

(3)相離: 直線與橢圓相離; 直線與雙曲線相離; 直線與拋物線相離。

如(1)過點 作直線與拋物線 只有乙個公共點,這樣的直線有______(2); (2)過點(0,2)與雙曲線 有且僅有乙個公共點的直線的斜率的取值範圍為______( );

(3)過雙曲線 的右焦點作直線 交雙曲線於a、b兩點,若 4,則滿足條件的直線 有____條(3);

(4)對於拋物線c: ,我們稱滿足 的點 在拋物線的內部,若點 在拋物線的內部,則直線 : 與拋物線c的位置關係是_______(相離);

(5)過拋物線 的焦點 作一直線交拋物線於p、q兩點,若線段pf與fq的長分別是 、 ,則 _______(1);

(6)設雙曲線 的右焦點為 ,右準線為 ,設某直線 交其左支、右支和右準線分別於 ,則 和 的大小關係為___________(填大於、小於或等於) (等於);

(7)求橢圓 上的點到直線 的最短距離( );

(8)直線 與雙曲線 交於 、 兩點。①當 為何值時, 、 分別在雙曲線的兩支上?②當 為何值時,以ab為直徑的圓過座標原點?(① ;② );

7、焦半徑(圓錐曲線上的點p到焦點f的距離)的計算方法:利用圓錐曲線的第二定義,轉化到相應準線的距離,即焦半徑 ,其中 表示p到與f所對應的準線的距離。

如(1)已知橢圓 上一點p到橢圓左焦點的距離為3,則點p到右準線的距離為____( );

(2)已知拋物線方程為 ,若拋物線上一點到 軸的距離等於5,則它到拋物線的焦點的距離等於____;

(3)若該拋物線上的點 到焦點的距離是4,則點 的座標為_____( );

(4)點p在橢圓 上,它到左焦點的距離是它到右焦點距離的兩倍,則點p的橫座標為_______( );

(5)拋物線 上的兩點a、b到焦點的距離和是5,則線段ab的中點到 軸的距離為______(2);

(6)橢圓 內有一點 ,f為右焦點,在橢圓上有一點m,使  之值最小,則點m的座標為_______( );

8、焦點三角形(橢圓或雙曲線上的一點與兩焦點所構成的三角形)問題: ,當 即 為短軸端點時, 的最大值為bc;對於雙曲線 。 如  (1)短軸長為 ,離心率 的橢圓的兩焦點為 、 ,過 作直線交橢圓於a、b兩點,則 的周長為________(6);

(2)設p是等軸雙曲線 右支上一點,f1、f2是左右焦點,若 ,|pf1|=6,則該雙曲線的方程為           ( );

(3)橢圓 的焦點為f1、f2,點p為橢圓上的動點,當·<0時,點p的橫座標的取值範圍是                                       ( );

(4)雙曲線的虛軸長為4,離心率e= ,f1、f2是它的左右焦點,若過f1的直線與雙曲線的左支交於a、b兩點,且 是 與 等差中項,則 =__________( );

(5)已知雙曲線的離心率為2,f1、f2是左右焦點,p為雙曲線上一點,且 , .求該雙曲線的標準方程( );

9、拋物線中與焦點弦有關的一些幾何圖形的性質:(1)以過焦點的弦為直徑的圓和準線相切;(2)設ab為焦點弦, m為準線與x軸的交點,則∠amf=∠bmf;(3)設ab為焦點弦,a、b在準線上的射影分別為a ,b ,若p為a b 的中點,則pa⊥pb;(4)若ao的延長線交準線於c,則bc平行於x軸,反之,若過b點平行於x軸的直線交準線於c點,則a,o,c三點共線。

10、弦長公式:若直線 與圓錐曲線相交於兩點a、b,且 分別為a、b的橫座標,則 = ,若 分別為a、b的縱座標,則 = ,若弦ab所在直線方程設為 ,則 = 。特別地,焦點弦(過焦點的弦):

焦點弦的弦長的計算,一般不用弦長公式計算,而是將焦點弦轉化為兩條焦半徑之和後,利用第二定義求解。

如(1)過拋物線y2=4x的焦點作直線交拋物線於a(x1,y1),b(x2,y2)兩點,若x1+x2=6,那麼|ab|等於_______(8);

(2)過拋物線 焦點的直線交拋物線於a、b兩點,已知|ab|=10,o為座標原點,則δabc重心的橫座標為_______(3);

(3)已知拋物線 的焦點恰為雙曲線 的右焦點,且傾斜角為 的直線交拋物線於 , 兩點,則 的值為(    )

a.                        b.                       c.                    d.

11、圓錐曲線的中點弦問題:遇到中點弦問題常用「韋達定理」或「點差法」求解。在橢圓 中,以 為中點的弦所在直線的斜率k=- ;在雙曲線 中,以 為中點的弦所在直線的斜率k= ;在拋物線 中,以 為中點的弦所在直線的斜率k= 。

如(1)如果橢圓 弦被點a(4,2)平分,那麼這條弦所在的直線方程是        ( );

(2)已知直線y=-x+1與橢圓 相交於a、b兩點,且線段ab的中點在直線l:x-2y=0上,則此橢圓的離心率為_______( );

(3)試確定m的取值範圍,使得橢圓 上有不同的兩點關於直線 對稱( );

(4)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

12.你了解下列結論嗎?

(1)雙曲線 的漸近線方程為 ;

(2)以 為漸近線(即與雙曲線 共漸近線)的雙曲線方程為 為引數, ≠0)。

如與雙曲線 有共同的漸近線,且過點 的雙曲線方程為_______( )

(3)中心在原點,座標軸為對稱軸的橢圓、雙曲線方程可設為 ;

(4)橢圓、雙曲線的通徑(過焦點且垂直於對稱軸的弦)為 ,焦準距(焦點到相應準線的距離)為 ,拋物線的通徑為 ,焦準距為 ;

(5)通徑是所有焦點弦(過焦點的弦)中最短的弦;

(6)若拋物線 的焦點弦為ab, ,則① ;②

(7)若oa、ob是過拋物線 頂點o的兩條互相垂直的弦,則直線ab恆經過定點

13.動點軌跡方程:

(1)求軌跡方程的步驟:建系、設點、列式、化簡、確定點的範圍;

(2)求軌跡方程的常用方法:

①直接法:直接利用條件建立 之間的關係 ;

如已知動點p到定點f(1,0)和直線 的距離之和等於4,求p的軌跡方程.( 或 );

②待定係數法:已知所求曲線的型別,求曲線方程――先根據條件設出所求曲線的方程,再由條件確定其待定係數。

如線段ab過x軸正半軸上一點m(m,0) ,端點a、b到x軸距離之積為2m,以x軸為對稱軸,過a、o、b三點作拋物線,則此拋物線方程為                             ( );

③定義法:先根據條件得出動點的軌跡是某種已知曲線,再由曲線的定義直接寫出動點的軌跡方程;

如(1)由動點p向圓 作兩條切線pa、pb,切點分別為a、b,∠apb=600,則動點p的軌跡方程為                   ( );

(2)點m與點f(4,0)的距離比它到直線 的距離小於1,則點m的軌跡方程是_______ ( );

(3) 一動圓與兩圓⊙m: 和⊙n: 都外切,則動圓圓心的軌跡為       (雙曲線的一支);

④代入轉移法:動點 依賴於另一動點 的變化而變化,並且 又在某已知曲線上,則可先用 的代數式表示 ,再將 代入已知曲線得要求的軌跡方程;

如動點p是拋物線 上任一點,定點為 ,點m分 所成的比為2,則m的軌跡方程為__________( );

如(1)ab是圓o的直徑,且|ab|=2a,m為圓上一動點,作mn⊥ab,垂足為n,在om上取點 ,使 ,求點 的軌跡。( );

(2)若點 在圓 上運動,則點 的軌跡方程是____( );

(3)過拋物線 的焦點f作直線 交拋物線於a、b兩點,則弦ab的中點m的軌跡方程是________( );

注意:①如果問題中涉及到平面向量知識,那麼應從已知向量的特點出發,考慮選擇向量的幾何形式進行「摘帽子或脫靴子」轉化,還是選擇向量的代數形式進行「摘帽子或脫靴子」轉化。

②曲線與曲線方程、軌跡與軌跡方程是兩個不同的概念,尋求軌跡或軌跡方程時應注意軌跡上特殊點對軌跡的「完備性與純粹性」的影響.

③在與圓錐曲線相關的綜合題中,常借助於「平面幾何性質」數形結合(如角平分線的雙重身份――對稱性、利用到角公式)、「方程與函式性質」化解析幾何問題為代數問題、「分類討論思想」化整為零分化處理、「求值構造等式、求變數範圍構造不等關係」等等.

④如果在一條直線上出現「三個或三個以上的點」,那麼可選擇應用「斜率或向量」為橋梁轉化.

圓錐曲線問題

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