圓錐曲線包括橢圓,雙曲線,拋物線。其統(tǒng)一定義:到定點(diǎn)的距離與到定直線的距離的比e是常數(shù)的點(diǎn)的軌跡叫做圓錐曲線。當(dāng)0<><1時(shí)為橢圓:當(dāng)e=1時(shí)為拋物線;當(dāng)e>1時(shí)為雙曲線。1時(shí)為橢圓:當(dāng)e=1時(shí)為拋物線;當(dāng)e>
一、圓錐曲線的方程和性質(zhì):
1)橢圓
文字語言定義:平面內(nèi)一個(gè)動點(diǎn)到一個(gè)定點(diǎn)與一條定直線的距離之比是一個(gè)小于1的正常數(shù)e。定點(diǎn)是橢圓的焦點(diǎn),定直線是橢圓的準(zhǔn)線,常數(shù)e是橢圓的離心率。
標(biāo)準(zhǔn)方程:
1.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上的橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程:(x^2/a^2)+(y^2/b^2)=1
其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2.
2.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上的橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程:(x^2/b^2)+(y^2/a^2)=1
其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2.
參數(shù)方程:
X=acosθY=bsinθ(θ為參數(shù),設(shè)橫坐標(biāo)為acosθ,是由于圓錐曲線的考慮,橢圓伸縮變換后可為圓此時(shí)c=0,圓的acosθ=r)
2)雙曲線
文字語言定義:平面內(nèi)一個(gè)動點(diǎn)到一個(gè)定點(diǎn)與一條定直線的距離之比是一個(gè)大于1的常數(shù)e。定點(diǎn)是雙曲線的焦點(diǎn),定直線是雙曲線的準(zhǔn)線,常數(shù)e是雙曲線的離心率。
標(biāo)準(zhǔn)方程:
1.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程:(x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1
其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.
2.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程:(y^2/a^2)-(x^2/b^2)=1.
其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.
參數(shù)方程:
x=asecθy=btanθ(θ為參數(shù))
3)拋物線
標(biāo)準(zhǔn)方程:
1.頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上開口向右的拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程:y^2=2px其中p>0
2.頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上開口向左的拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程:y^2=-2px其中p>0
3.頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上開口向上的拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程:x^2=2py其中p>0
4.頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上開口向下的拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程:x^2=-2py其中p>0
參數(shù)方程
x=2pt^2y=2pt(t為參數(shù))t=1/tanθ(tanθ為曲線上點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)確定直線的斜率)特別地,t可等于0
直角坐標(biāo)
y=ax^2+bx+c(開口方向?yàn)閥軸,a<>0)x=ay^2+by+c(開口方向?yàn)閤軸,a<>0)
圓錐曲線(二次非圓曲線)的統(tǒng)一極坐標(biāo)方程為
ρ=ep/(1-e×cosθ)其中e表示離心率,p為焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離。
二、焦半徑
圓錐曲線上任意一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離稱為焦半徑。
圓錐曲線左右焦點(diǎn)為F1、F2,其上任意一點(diǎn)為P(x,y),則焦半徑為:
橢圓|PF1|=a+ex|PF2|=a-ex
雙曲線P在左支,|PF1|=-a-ex|PF2|=a-ex
P在右支,|PF1|=a+ex|PF2|=-a+ex
P在下支,|PF1|=-a-ey|PF2|=a-ey
P在上支,|PF1|=a+ey|PF2|=-a+ey
拋物線|PF|=x+p/2
三、圓錐曲線的切線方程
圓錐曲線上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線方程
以x0x代替x^2,以y0y代替y^2;以(x0+x)/2代替x,以(y0+y)/2代替y
即橢圓:x0x/a^2+y0y/b^2=1;
雙曲線:x0x/a^2-y0y/b^2=1;
拋物線:y0y=p(x0+x)
四、焦準(zhǔn)距
圓錐曲線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離p叫圓錐曲線的焦準(zhǔn)距,或焦參數(shù)。
橢圓的焦準(zhǔn)距:p=(b^2)/c
雙曲線的焦準(zhǔn)距:p=(b^2)/c
拋物線的準(zhǔn)焦距:p
五、通徑
圓錐曲線中,過焦點(diǎn)并垂直于軸的弦成為通徑。
橢圓的通徑:(2b^2)/a
雙曲線的通徑:(2b^2)/a
拋物線的通徑:2p
六、圓錐曲線的性質(zhì)對比
七、圓錐曲線的中點(diǎn)弦問題
已知圓錐曲線內(nèi)一點(diǎn)為圓錐曲線的一弦中點(diǎn),求該弦的方程
⒈聯(lián)立方程法。
用點(diǎn)斜式設(shè)出該弦的方程(斜率不存在的情況需要另外考慮),與圓錐曲線方程聯(lián)立求得關(guān)于x的一元二次方程和關(guān)于y的一元二次方程,由韋達(dá)定理得到兩根之和的表達(dá)式,在由中點(diǎn)坐標(biāo)公式的兩根之和的具體數(shù)值,求出該弦的方程。
2.點(diǎn)差法,或稱代點(diǎn)相減法。
設(shè)出弦的兩端點(diǎn)坐標(biāo)(x1,y1)和(x2,y2),代入圓錐曲線的方程,將得到的兩個(gè)方程相減,運(yùn)用平方差公式得[(x1+x2)·(x1-x2)]/(a^2)+[(y1+y2)·(y1-y2)/(b^2]=0由斜率為(y1-y2)/(x1-x2)可以得到斜率的取值。(使用時(shí)注意判別式的問題)
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