高考数学概念方法题型易误点技巧总结
圆锥曲线
1.圆锥曲线的两个定义 :
(1) 第一定义 中要 重视“括号”内的限制条件 : 椭圆中 ,与两个定点F
,F
的距离的和等于常数
,且此 常数
一定要大于
,当常数等于
时,轨迹是线段F
F
,当常数小于
时,无轨迹; 双曲线中 ,与两定点F
,F
的距离的差的绝对值等于常数
,且此常数
一定要小于 | F
F
| , 定义中的 “绝对值”与
<|F
F
|不可忽视 。若
=| F
F
|,则轨迹是以 F
,F
为端点的两条射线,若
﹥ | F
F
|,则轨迹不存在。若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。 如(1) 已知定点
,在满足下列条件的平面上动点P的轨迹中是椭圆的是 A.
B.
C.
D.
(答:C); (2) 方程
表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)
(2) 第二定义 中要 注意定点和定直线是相应的焦点和准线 ,且 “ 点点距为分子、点线距为分母 ”,其商即是离心率
。圆锥曲线的第二定义,给出了圆锥曲线上的点到焦点距离与此点到相应准线距离间的关系,要善于 运用第二定义对它们进行相互转化 。 如 已知点
及抛物线
上一动点P( x ,y ) , 则 y+|PQ| 的最小值是_____(答:2)
2.圆锥曲线的标准方程 ( 标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程) :
(1) 椭圆 : 焦点在
轴上时
(
)
(参数方程,其中
为参数),焦点在
轴上时
=1(
)。方程
表示椭圆的充要条件是什么?(ABC≠0,且A,B,C同号,A≠B)。 如(1) 已知方程
表示椭圆,则
的取值范围为____(答:); (2) 若
,且
,则
的最大值是____,
的最小值是___(答:
)
(2) 双曲线 : 焦点在
轴上:
=1 ,焦点在
轴上:
=1(
)。 方程
表示双曲线的充要条件是什么? ( ABC≠0,且A,B异号 )。 如(1) 双曲线的离心率等于
,且与椭圆
有公共焦点,则该双曲线的方程_______(答:
); (2) 设中心在坐标原点
,焦点
、
在坐标轴上,离心率
的双曲线C过点
,则 C的方程为 _______(答:
)
(3) 抛物线 :开口向右时
,开口向左时
,开口向上时
,开口向下时
。
3.圆锥曲线焦点位置的判断 (首先化成标准方程,然后再判断) :
(1) 椭圆 :由
,
分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。 如 已知方程
表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是 _ _(答: )
(2) 双曲线 : 由
,
项系数的正负决定, 焦点在系数为正的坐标轴上;
(3) 抛物线 : 焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。
特别提醒 : (1) 在求解椭圆、双曲线问题时,首先要判断焦点位置,焦点F
,F
的位置,是椭圆、双曲线的定位条件,它决定椭圆、双曲线标准方程的类型,而方程中的两个参数
,确定椭圆、双曲线的形状和大小,是椭圆、双曲线的定形条件;在求解抛物线问题时,首先要判断开口方向;(2)在椭圆中,
最大,
,在双曲线中,
最大,
。
4.圆锥曲线的几何性质 :
(1) 椭圆 (以
(
)为例): ① 范围: ; ② 焦点: 两个焦点
; ③ 对称性: 两条对称轴
,一个对称中心(0,0), 四个顶点
,其中长轴长为2
,短轴长为2
; ④ 准线: 两条准线
; ⑤ 离心率:
,椭圆
,
越小,椭圆越圆;
越大,椭圆越扁。 如(1) 若椭圆
的离心率
,则
的值是 __ (答: 3或
); (2) 以椭圆上一点和椭圆两焦点为顶点的三角形的面积最大值为1时,则椭圆长轴的最小值为 __ (答:
)
(2) 双曲线 (以
(
)为例): ① 范围:
或
; ② 焦点: 两个焦点
; ③ 对称性: 两条对称轴
,一个对称中心(0,0), 两个顶点
,其中实轴长为2
,虚轴长为2
, 特别地,当实轴和虚轴的长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为
; ④ 准线: 两条准线
; ⑤ 离心率:
, 双曲线
, 等轴双曲线
,
越小,开口越小,
越大,开口越大; ⑥ 两条渐近线:
。 如(1) 双曲线的渐近线方程是
,则该双曲线的离心率等于______(答:
或
); (2) 双曲线
的离心率为
,则
= (答: 4或
); (3) 设双曲线
(a>0,b>0)中,离心率e ∈[
,2],则两条渐近线夹角θ的取值范围是 ________ (答:
);
(3) 抛物线 (以
为例): ① 范围:
; ② 焦点: 一个焦点
,其中
的几何意义是:焦点到准线的距离; ③ 对称性: 一条对称轴
,没有对称中心,只有 一个顶点(0,0) ; ④ 准线: 一条准线
; ⑤ 离心率:
,抛物线
。 如 设
,则抛物线
的焦点坐标为 ________ (答:
);
5、点
和椭圆
(
)的关系 :(1)点
在椭圆外
;(2)点
在椭圆上
=1;(3)点
在椭圆内
6. 直线与圆锥曲线的位置关系 :
(1)相交:
直线与椭圆相交;
直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有
,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故
是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;
直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有
,当直线与抛物线的对称轴平行时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故
也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。 如(1) 若直线y=kx+2与双曲线x 2 -y 2 =6的右支有两个不同的交点,则k的取值范围是 _______(答: (-
,-1) ); (2) 直线y―kx―1=0与椭圆
恒有公共点,则m的取值范围是_______(答:[1,5)∪(5,+∞)); (3) 过双曲线
的右焦点直线交双曲线于A、B两点,若 │AB︱=4,则这样的直线有_____条 (答: 3 );
(2)相切:
直线与椭圆相切;
直线与双曲线相切;
直线与抛物线相切;
(3)相离:
直线与椭圆相离;
直线与双曲线相离;
直线与抛物线相离。
特别提醒 : (1) 直线与双曲线、抛物线只有一个公共点时的位置关系有两种情形:相切和相交。如果直线与双曲线的渐近线平行时 ,直线与双曲线 相交 , 但 只有一个交点;如果直线与抛物线的轴平行时,直线与抛物线 相交 , 也 只有一个交点 ; (2) 过 双曲线
=1外一点
的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下: 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; (3) 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。 如(1) 过点
作直线与抛物线
只有一个公共点,这样的直线有______(答:2); (2) 过点(0,2)与双曲线
有且仅有一个公共点的直线的斜率的取值范围为______(答:
); (3) 过双曲线
的右焦点作直线
交双曲线于A、B两点,若
4,则满足条件的直线
有____条(答:3); (4) 对于抛物线C:
,我们称满足
的点
在抛物线的内部,若点
在抛物线的内部,则直线
:
与抛物线C的位置关系是_______(答:相离); (5) 过抛物线
的焦点
作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与FQ的长分别是
、
,则
_______(答:1); (6) 设双曲线
的右焦点为
,右准线为
,设某直线
交其左支、右支和右准线分别于
,则
和
的大小关系为___________(填大于、小于或等于) (答:等于); (7) 求椭圆
上的点到直线
的最短距离(答:
); (8) 直线
与双曲线
交于
、
两点。 ① 当
为何值时,
、
分别在双曲线的两支上? ② 当
为何值时,以AB为直径的圆过坐标原点?(答: ①
; ②
);
7、焦半径 (圆锥曲线上的点P到焦点F的距离) 的计算方法 :利用圆锥曲线的第二定义,转化到相应准线的距离,即焦半径
,其中
表示P到与F所对应的准线的距离。 如(1) 已知椭圆
上一点P到椭圆左焦点的距离为3,则点P到右准线的距离为____(答:
); (2) 已知抛物线方程为
,若抛物线上一点到
轴的距离等于5,则它到抛物线的焦点的距离等于____; (3) 若该抛物线上的点
到焦点的距离是4,则点
的坐标为_____(答:
); (4) 点P在椭圆
上,它到左焦点的距离是它到右焦点距离的两倍,则点P的横坐标为_______(答:
); (5) 抛物线
上的两点A、B到焦点的距离和是5,则线段AB的中点到
轴的距离为______(答:2); (6) 椭圆
内有一点
,F为右焦点,在椭圆上有一点M,使
之值最小,则点M的坐标为_______(答:
);
8、焦点三角形 (椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形) 问题 :常利用第一定义和正弦、余弦定理求解。设椭圆或双曲线上的一点
到两焦点
的距离分别为
,焦点
的面积为
,则在椭圆
中, ①
=
,且当
即
为短轴端点时,
最大为
=
; ②
,当
即
为短轴端点 时,
的最大值为 bc ; 对于双曲线
的焦点三角形有: ①
; ②
。 如(1) 短轴长为
,离心率
的椭圆的两焦点为
、
,过
作直线交椭圆于A、B两点,则
的周长为________(答:6); (2) 设P是等轴双曲线
右支上一点,F 1 、F 2 是左右焦点,若
,|PF 1 |=6,则该双曲线的方程为 (答:
) ;(3) 椭圆
的焦点为F 1 、F 2 ,点P为椭圆上的动点,当 → · → <0 时,点P的横坐标的取值范围是 (答:
); (4) 双曲线的虚轴长为4,离心率e=
,F 1 、F 2 是它的左右焦点,若过F 1 的直线与双曲线的左支交于A、B两点,且
是
与
等差中项,则
=__________ (答:
); (5) 已知双曲线的离心率为2, F 1 、F 2 是左右焦点,P为双曲线上一点,且
,
.求该双曲线的标准方程(答:
);
9、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质 :(1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;(2)设AB为焦点弦, M为准线与 x 轴的交点,则∠AMF=∠BMF;(3)设AB为焦点弦,A、B在准线上的射影分别为A
,B
,若P为A
B
的中点,则PA⊥PB;(4)若AO的延长线交准线于C,则BC平行于 x 轴,反之,若过B,点平行于 x 轴的直线交准线于C点,则A,O,C三点共线。
10、弦长公式 :若直线
与圆锥曲线相交于两点A、B,且
分别为A、B的横坐标,则
=
,若
分别为A、B的纵坐标,则
=
,若弦AB所在直线方程设为
,则
=
。特别地, 焦点弦(过焦点的弦):焦点弦的弦长的计算,一般不用弦长公式计算,而是将焦点弦转化为两条焦半径之和后,利用第二定义求解。 如(1) 过抛物线y 2 =4x的焦点作直线交抛物线于A(x 1 ,y 1 ),B(x 2 ,y 2 )两点,若x 1 +x 2 =6,那么|AB|等于_______(答:8); (2) 过抛物线
焦点的直线交抛物线于A、B两点,已知|AB|=10,O为坐标原点,则 ΔABC重心的横坐标为 _______(答:3);
11、圆锥曲线的中点弦问题: 遇到 中点弦 问题常用 “韦达定理”或“点差法” 求解。在 椭圆
中,以
为中点的弦所在直线的斜率 k= -
;在 双曲线
中,以
为中点的弦所在直线的斜率 k=
;在抛物线
中,以
为中点的弦所在直线的斜率 k=
。 如(1) 如果椭圆
弦被点A(4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是 (答:
); (2) 已知直线y=-x+1与椭圆
相交于A、B两点,且线段AB的中点在直线L:x-2y=0上,则此椭圆的离心率为_______(答:
); (3) 试确定m的取值范围,使得椭圆
上有不同的两点关于直线
对称(答:
);
特别提醒 :因为
是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件, 故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验
!
12.你了解下列结论吗 ?
(1)双曲线
的渐近线方程为
;
(2)以
为渐近线(即与双曲线
共渐近线)的双曲线方程为
为参数,
≠0)。 如 与双曲线
有共同的渐近线,且过点
的双曲线方程为_______(答:
)
(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为
;
(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为
,焦准距(焦点到相应准线的距离)为
,抛物线的通径为
,焦准距为
;
(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;
(6)若抛物线
的焦点弦为AB,
,则 ①
; ②
(7)若OA、OB是过抛物线
顶点O的两条互相垂直的弦,则直线AB恒经过定点
13.动点轨迹方程 :
(1)求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围;
(2)求轨迹方程的常用方法:
① 直接法:直接利用条件建立
之间的关系
; 如 已知动点P到定点F(1,0)和直线
的距离之和等于4,求P的轨迹方程.(答:
或
);
② 待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程――先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数。 如 线段AB过x轴正半轴上一点M(m,0)
,端点A、B到x轴距离之积为2m,以x轴为对称轴,过A、O、B三点作抛物线,则此抛物线方程为 (答:
);
③ 定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程; 如(1) 由动点P向圆
作两条切线PA、PB,切点分别为A、B,∠APB=60 0 ,则动点P的轨迹方程为 (答:
); (2) 点M与点F(4,0)的距离比它到直线
的距离小于1,则点M的轨迹方程是_______ (答:
); (3) 一动圆与两圆⊙M:
和⊙N:
都外切,则动圆圆心的轨迹为 (答:双曲线的一支);
④ 代入转移法:动点
依赖于另一动点
的变化而变化,并且
又在某已知曲线上,则可先用
的代数式表示
,再将
代入已知曲线得要求的轨迹方程; 如 动点P是抛物线
上任一点,定点为
,点M分
所成的比为2,则M的轨迹方程为__________(答:
);
⑤ 参数法:当动点
坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将
均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程)。 如(1) AB是圆O的直径,且|AB|=2 a ,M为圆上一动点,作MN ⊥ AB,垂足为N,在OM上取点
,使
,求点
的轨迹。(答:
); (2) 若点
在圆
上运动,则点
的轨迹方程是____(答:
); (3) 过抛物线
的焦点F作直线
交抛物线于A、B两点,则弦AB的中点M的轨迹方程是________(答:
);
注意 : ① 如果问题中 涉及到平面向量知识 ,那么应从已知向量的特点出发,考虑选择向量的几何形式进行“摘帽子或脱靴子”转化,还是选择向量的代数形式进行“摘帽子或脱靴子”转化。 如 已知椭圆
的左、右焦点分别是 F 1 (- c , 0 )、 F 2 ( c , 0 ), Q 是椭圆外的动点,满足
点 P 是线段 F 1 Q 与该椭圆的交点,点 T 在线段 F 2 Q 上,并且满足
(1)设
为点 P 的横坐标,证明
;(2)求点 T 的轨迹 C 的方程;(3)试问:在点 T 的轨迹 C 上,是否存在点 M ,使△ F 1 MF 2 的面积 S=
若存在,求∠ F 1 MF 2 的正切值;若不存在,请说明理由 . (答:(1)略;(2)
;(3)当
时不存在;当
时存在,此时∠ F 1 MF 2 =2)
②曲线与曲线方程、轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,寻求轨迹或轨迹方程时应注意轨迹上 特殊点 对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.
③在与圆锥曲线相关的综合题中, 常借助于 “平面几何性质”数形结合(如角平分线的双重身份――对称性、利用到角公式)、“方程与函数性质”化解析几何问题为代数问题、“分类讨论思想”化整为零分化处理、“求值构造等式、求变量范围构造不等关系”等等.
④如果在一条直线上 出现“三个或三个以上的点 ”,那么 可选择应用“斜率或向量”为桥梁 转化.
14、解析几何 与向量综合时可能出现的向量内容 :
(1) 给出直线的方向向量
或
;
(2) 给出
与
相交,等于已知
过
的中点;
(3) 给出
,等于已知
是
的中点;
(4) 给出
,等于已知
与
的中点三点共线;
(5) 给出以下情形之一: ①
;②存在实数
;③若存在实数
,等于已知
三点共线.
(6) 给出
,等于已知
是
的定比分点,
为定比,即
(7) 给出
,等于已知
,即
是直角,给出
,等于已知
是钝角, 给出
,等于已知
是锐角,
(8) 给出
,等于已知
是
的平分线/
(9) 在平行四边形
中,给出
,等于已知
是菱形;
(10) 在平行四边形
中,给出
,等于已知
是矩形;
(11) 在
中,给出
,等于已知
是
的外心( 三角形外接圆的圆心,三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点 );
(12) 在
中,给出
,等于已知
是
的重心( 三角形的重心是三角形三条中线的交点 );
(13) 在
中,给出
,等于已知
是
的垂心( 三角形的 垂 心是 三角形三条高的交点 );
(14) 在
中,给出
等于已知
通过
的内心;
(15) 在
中,给出
等于已知
是
的内心( 三角形内切圆的圆心,三角形的内心是 三角形三条角平分线的交点 );
(16) 在
中,给出
,等于已知
是
中
边的中线;