圆锥曲线是历年高考的重点内容,常作为高考数学卷的压轴题。 1. 从命题形式上看,以解答题为主,难度较大。
2. 从命题内容上看,主要考查求圆锥曲线的标准方程、求动点的轨迹方程、根据方程求最值、求参数的取
值范围、证明定点、定值、探索存在性等。
3. 从能力要求上看,主要考查数学思想方法(如数形结合、分类讨论等)的运用能力。分析问题和解决问题的能力及运算能力。 一、圆锥曲线的常用性质
x2y21. 关于椭圆2?2?1(a?b?0)的补充性质(常在解题中遇到):
ab2b2① 经过焦点F1或F2的椭圆的弦AB,当AB?x轴时,AB最短,且AB ?mina
② 过焦点的直线交椭圆于P,Q两点,点M是x轴上一定点,则当PQ?x轴时,?MPQ的面积最大。 ③ 设右(左)准线与x轴交于点E,过E点的直线与椭圆交于P,Q两点,点P?与点P关于x轴对称,则直线P?Q一定过椭圆的右(左)焦点F。
一般地,设P,Q是椭圆上两动点,直线PQ交x轴于点E(x1,0),点P?与点P关于x轴对称,直线P?Q交x轴于点F(x2,0),则x1x2?a2为定值。
④ 设点P是椭圆右(左)准线上任一点(不在x轴上),A1,A2是椭圆的左、右顶点,直线A1P,A2P,与椭圆分
别交于M,N两点,则直线MN一定过椭圆的右(左)焦点。 反之,过椭圆右(左)焦点F的直线交椭圆于M,N两点,则直线A1M,A2N的交点P在椭圆的右(左)准线上。。
⑤ 设A1,A2是椭圆的左、右顶点,B1,B2是椭圆的上、下顶点,P是椭圆上异于顶点的任一点,则
b2kPA1?kPA2?kPB1?kPB2??2为定值。
a 一般地,设过椭圆中心的直线交椭圆于M,N两点,P是椭圆上异于M,N的任一点,则b2kPM?kPN??2为定值。
a⑥ 存在以坐标原点O为圆心的圆,使得圆的任一切线与椭圆交于P,Q两点,满足OP?OQ,且圆的方程为
ba2b2ab;反之,若OP?OQ,则O点到直线PQ的距离为定值. 当kPQ??时,x?y?2aa?b2a2?b222|PQ|取得最大值a2?b2;当kPQ?0或PQ?x轴时,|PQ|取得最小值⑦ 设ABCD是椭圆的内接矩形,则矩形ABCD的最大面积为2ab.
⑧已知点P在椭圆上,设?F1PF2??,则焦点三角形?PF1F2的面积S?b2tan2aba?b22。.
?2。
x2y22. 双曲线2?2?1(a?0,b?0)的补充性质(在解双曲线问题时常遇到):
abb① 平行于渐近线(斜率为?)的任一条直线与双曲线有唯一交点.
abb②若斜率为k的直线与双曲线的两支各交于一点,则??k?,若直线只与双曲线的同一支相交于两点,
aabb则k??或k?(在??0的前提下,反之也成立).
aaa2b2③双曲线上任一点到两条渐近线的距离的乘积为定值
22a?b.
1
2b2④ 当焦点弦AB?x轴时,AB?,是同一支上所有焦点弦中的最短者。
2a⑤在焦点三角形?PF1F2中,设?F1PF2??,则焦点三角形?PF1F2的面积S?b2cot 2⑥设P是双曲线右(左)支上任一点,则?PF1F2的内切圆与x轴的切点为双曲线的右(左)顶点。
?y2x2x2y2⑦双曲线??1(a?0,b?0)和2?2?1(a?0,b?0)称为共轭双曲线
a2b2ba共轭双曲线的性质:⑴渐近线相同 ; ⑵1?1?12e12e2
3. 抛物线的常用性质(常在解题中遇到):
p1)抛物线的焦点性质:已知抛物线C:y2?2px(p?0),过焦点F(,0)的直线交C于两点A(x1,y1),B(x2,y2),分
2别过A,B作准线l的垂线,垂足分别为A1,B1,设直线AB的倾斜角为?,则:
p2①x1x2?,y1y2??p2
.4②AB?x1?x2?p .③AB?2p?,当??时,AB的最小值为2p
。sin?2④1?1?2
AFBFp.
⑤A,O,B1三点共线;A1,O,B三点共线。 ⑥ 以AB为直径的圆与直线l相切。 ⑦ 以A1B1为直径的圆过焦点F。
(2)抛物线的补充性质:
⑴ 设A,B是抛物线C:y2?2px(p?0)上两动点,且满足OA?OB,(O为坐标原点),则直线AB经
过x轴上的定点M(2p,0)。反之,也成立。
⑵ 设抛物线C:y2?2px(p?0)的准线l交x轴于点E,过E点的直线交抛物线于A,B两点,A?是点A关
于x轴的对称点,则直线A?B过抛物线的焦点F.
⑶ 过x轴上的定点M(m,0)的直线l与抛物线y2?2px(p?0)) 交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),则
x1x2?m2,y1y2??2pm(定值)。
⑷(抛物线的切线) 设A(x1,y1),B(x2,y2)(x1x2?0)是抛物线x2?2py(p?0)上两动点,分别过A,B两
点作抛物线的切线相交于点M(x0,y0),则有:
2x1x12x2x2 ① 切线AM,BM的方程分别为:y?,y?。 x?x?p2pp2p ② 切线的交点坐标为M(
x1?x2x1x2,)。 22p2
③ 直线AB的斜率为:kAB?x0 。 p ④ 若直线AB与y轴交于点P(0,a),则M(x0,?a)。
二、圆锥曲线常见题型及解题思路方法。 1. 求圆锥曲线的标准方程
先判断焦点的位置,设出相应圆锥曲线的方程,再根据已知条件和圆锥曲线的性质列方程(组)(如求椭圆方程,就是根据条件和性质列出关于a,b,c的方程组),求出待定参数。在解方程(组)求a,b时,要注意考题中经常出现的几种方程的形式,对于复杂的方程(组),常常是观察——猜想——验证,得出a,b的值。
2. 求椭圆(或双曲线)的离心率或离心率的取值范围
c 求离心率就是根据条件和圆锥曲线的性质,寻找a,b,c之间的等量关系,求出的值。在椭圆中,有:
ae?bcbcb?1?()2;在双曲线中,有:e??1?()2。能求出,也就求得了离心率。在双曲线中,
aaaaa还要注意渐近线与离心率的关系。
求离心率的取值范围就是根据条件和圆锥曲线的性质寻找a,b,c之间的不等关系。关于不等式的来源,通常是依据已知不等式,同时还要注意圆锥曲线
中 几个常用的不等关系:①圆锥曲线上点的坐标的范围;②在椭圆中,有?F1BF2??F1PF2,(其中B为短轴的端点,P为椭圆上任一点)a?c?PFi?a?c(i?1,2);③在双曲线中,有PF?AF(其中F为焦点,P为双曲线上任一点,A是同一支双曲线的顶点)。
解这类问题时,要尽可能地结合图形,依据定义,多从几何角度思考问题。如果涉及直线与圆锥曲线位置关系问题,还要联立方程,用坐标法找关系。 3. 在圆锥曲线中判断点与圆的位置关系
除常规方法外(比较点到圆心的距离与半径的大小),通常用向量法。例如,已知直线与圆锥曲线交于A,B两点,要判断点P与以AB为直径的圆的位置关系,只需确定?APB的大小,通过计算PA?PB,确定其符号。 4. 证明定点,定值,定直线问题
可先取参数的特殊值(或图形的特殊位置),对定点,定值,定直线进行探求,然后证明当参数变化时,结论成立。
证明直线过定点,有两种思路:①求出满足条件的动直线方程(只含一个参数),再根据方程求出定点;② 先探求定点,再设出要证明的定点的坐标(如设动直线与x轴交于点(m,0),把坐标表示出来,表示式中,往往会含有x1?x2,x1x2(或y1?y2,y1y2),用所求得的结果代入,就可得出坐标为定值。 证明定点、定值、定直线问题,还可利用圆锥曲线中定点、定值、定直线的性质,将问题进行转化。 5. 直线与圆锥曲线的位置关系问题
这类问题是平面解析几何中的重点问题,常涉及直线和圆锥曲线交点的判断,弦长,面积,对称,共线等问题
处理问题的基本方法有两种:
(1)联立方程法:解题步骤是:先设交点A(x1,y1),B(x2,y2),再设直线方程,联立直线方程与圆锥曲线方程构成方程组,消元,求x1?x2,x1x2,(或y1?y2,y1y2),令??0(如果直线经过曲线内的点,可以省去这一步),再根据问题的要求或求距离,或求弦长,或求点的坐标,或求面积等。
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(2)点差法:设交点为A(x1,y1),B(x2,y2)及AB的中点M(x0,y0),将A、B两点的坐标代人圆锥曲
y?y2线方程,作差变形,可得:1即kAB?f(x0,y0),再由题设条件,求中点坐标M(x0,y0),?f(x0,y0),
x1?x2根据问题的条件和要求列式。
值得注意的是,用联立方程法,设直线方程时,为简化运算,可采用这种的策略,若直线过x轴上的定点P(a,0),则直线方程可设为ky?x?a(此直线不包括x轴),联立方程,消去x,得到关于y的方程,求出y1?y2,y1y2备用。有时,还要根据y1?y2,y1y2,求出x1?x2,x1x2。若直线过y轴上的定点Q(0,b),则直线方程可设为y?kx?b(此直线不包括y轴),联立方程,消去y。
对于直线y?kx?m,无特殊交代时,通常注意分两种情况:①直线的斜率存在,消元后,注意??0;②直线的斜率不存在,即直线为x?t(t?R)。
在涉及到弦的中点及斜率时,求参数(如直线的斜率k)的取值范围,通常采用点差法。 6. 最值问题
这类问题是从动态角度研究解析几何中的有关问题,往往涉及求弦长(或距离)、面积、坐标(或
截距)、向量的模(或数量积)、参数等的最大(小)值。
其解法是:设变量,建立目标函数。处理的方法有: (1)利用基本不等式; (2)考察函数的单调性; (3)利用导数法; (4)利用判别式法。
在目标函数的变形上有一定的技巧,关于弦长,面积表达式的变形,常用到移入根号,分离常数,换元等方法,把目标函数转化为双勾函数的形式,或用基本不等式,或利用函数的单调性求最值。求坐标的最值时,可构造一个一元二次方程,利用??0。 7. 求参数的取值范围问题
这类问题主要是根据条件建立关于参变量的不等式,或者把所求参数转化关于某个变量的函数,
通过解不等式或求函数的值域来求参数的取值范围。
具体解法如下:
(1)结合定义利用图形中几何量之间的大小关系。
(2)不等式(组)求解法:利用题意结合图形列出所讨论的参数适合的不等式(组),通过解不等式组得出参数的变化范围。不等式的来源常有以下途径:①已知不等式(含基本不等式);②直线与圆锥曲线相交时,有??0;③点与圆锥曲线(以椭圆最为多见)的位置关系;④圆锥曲线(特别是椭圆)上点的坐标的范围。
(3)函数值域求解法:把所讨论的参数作为一个函数,用一个适当的参数作为自变量来表示这个函数,通过讨论函数的值域来求参数的变化范围。
(4)利用基本不等式:基本不等式的应用,往往需要创造条件,并进行巧妙的构思。
(5)结合参数方程,利用三角函数的有界性。圆、椭圆的参数方程,它们的一个共同特点是均含有三角式。因此,它们的应用价值在于:① 通过参数θ简明地表示曲线上点的坐标;② 利用三角函数的有界性及其变形公式来帮助求解诸如最值、范围等问题。 (6)构造一个二次方程,利用判别式??0。 8. 求动点的轨迹方程
求动点的轨迹方程是解析几何中两类基本问题之一,即根据动点所满足的条件,求动点的坐标之间的关系式。最基本的方法是直接法,步骤是:建系设点
条件立式
坐标代换
化简方程
查漏除杂。此外还有
定义法(主要是利用圆锥曲线的定义),相关点法,参数法,几何法等。在涉及直线、圆的轨迹问题时,常从几何角度去探求动点满足的关系,选用几何法;如果题目没有直接给出动点所满足的条件,而是给出了与
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