高中圆锥曲线

总章

高中圆锥曲线主要分为了四大部分,圆,椭圆,双曲线,抛物线,因为圆在初中和高中学习中单独学习过且较为简单,本篇就以后三者为核心进行论述展开,从基础知识到题型方法.


基础知识–椭圆

一.定义

<1>动点M到两定点F1和F2距离之和为常数(大于|F1F2|)的点轨迹

<2>动点M与定点F1或F2的值与到准线的值的比值为定值,如MF1/d=e,M的轨迹即为椭圆

<3>已知A(a,0),B(-a,0),平面一动点M,且KMA*KMB=-b²/a²,M的轨迹即为椭圆

————————————————————————————————————

二.基础推论

(以焦点在x轴为例,P(x0,y0))

<1>焦半径

f=a+e*x0                g=a-e*x0

<2>准线方程

x=+(-)a²/c

<3>中点弦定理

设AB为椭圆的一条弦,中点为M,则KOM*KAB=-b²/a²

<4>通径

AB为过焦点且垂直于x轴的弦,此弦的长度即是通径2*b²/a

<5>焦点三角形

(1)PF1+PF2=2a,三角形周长为2a+2c

(2)三角形F1F2P的面积为S=b²*tan(θ/2)

(3)离心率e=sin(α+β)/sinα+sinβ

(4)当p在短半轴时θ张角最大,θ≥1-2*e²

<6>4a体(又称为焦长焦比体系)

若∠AF1F2=α,三角形ABF2的周长为4a,所以被叫做4a体。

AF1=b²/(a-cosα*c)

BF1=b²/(a+cosα*c)

AB=2a*b²/(a²-c²*cos²α)

若AF1=λBF1

e*cosα=(λ-1)/(λ+1)

AF1=(λ+1)*b²/2a

e=√(1+k²)*|(λ-1)/(λ+1)|

<7>简单的面积结论

椭圆中内接三角形最大面积为3*√3*ab/4

椭圆中,原点与弦构成的三角形的最大面积为ab/2


基础知识–双曲线

一.定义

<1>动点M到两定点F1和F2距离之差为常数(大于|F1F2|)的点轨迹

<2>动点M与定点F1或F2的值与到准线的值的比值为定值,如MF1/d=e,M的轨迹即为双曲线

<3>已知A(a,0),B(-a,0),平面一动点M,且KMA*KMB=b²/a²,M的轨迹即为双曲线

————————————————————————————————————

二.基础推论

(以焦点在x轴为例,P(x0,y0))         

<1>焦半径

f=a+e*x0                g=-a+e*x0

<2>准线方程

x=+(-)a²/c

<3>中点弦定理

设AB为椭圆的一条弦,中点为M,则KOM*KAB=b²/a²

<4>通径

AB为过焦点且垂直于x轴的弦,此弦的长度即是通径2*b²/a

<5>焦点三角形

(1)|PF1-PF2|=2a

(2)三角形F1F2P的面积为S=b²/tan(θ/2)

(3)离心率e=F1F2/|PF1-PF2|=sin(α+β)/|sinα-sinβ|

<6>小结论

AF2//另一条渐近线,PM=ab/(a+b),AB=a/2

AB=DE

<7>焦长焦比体系

(1)当AB在同一支时,与椭圆的结论一样

(2)当AB在不同支时

AF1=b²/(a+cosα*c)

BF1=b²/(c*cosα-a)

AB=2a*b²/(c²*cos²α-a²)

若BF1=λAF1

e*cosα=(1+λ)/(λ-1)

BF1=(λ-1)b²/(2*a)


基础知识–抛物线

一.定义

平面内一点与定点F和一条定直线l的距离相等的轨迹就是抛物线

————————————————————————————————————

二.基础推论

<1>通径

过焦点且垂直于对称轴的弦叫做通径,长度为2p

<2>焦长焦比体系

AF=p/(1-cosα)

BF=p/(1+cosα)

AB=2p/sin²α

SAOB=p²/2sinα

设AF=λBF

则cosα=(λ-1)/(λ+1),AF=(1+λ)*p/2

cosα=AF/AP=BF/BP


参数方程

一.圆

若圆心为(x0,y0)          (0≤θ≤2π)

则  x=x0+r*cosθ

y=y0+r*sinθ

二.椭圆

(0≤θ≤2π)

x=a*cosθ

y=b*sinθ

三.双曲线

x=a*secθ

y=b*tanθ

四.抛物线

x=2pt²

y=2pt


解题通法

直线与曲线联立,得到一个式子,然后通过韦达定理,得出想要的东西,然后再通过转化求出答案

优点:什么题目都可以用,而且只要每一步算对都有步骤分.

缺点:计算十分复杂,容易算错,且浪费时间,在考场上容易浪费时间.


引申做法

一.齐次化

方法

<1>把坐标原点O(0,0)平移到P(x0,yo),则P成为了新的坐标原点

<2>构造:写出新的椭圆方程C′,LAB直线设为mx+ny=1

<3>联立:将LAB与C′联立构造齐次方程

<4>求值:求出k1*k2和k1+k2,根据题目进行下一步求解

(简单类题目直接一次齐次化就可以求出答案,通常是让求斜率关系,较难的通过斜率关系再进行下一步求解)

以下是证明方法

————————————————————————————————————

二.共轭中心弦

定理

设A(x1,y1),B(x2,y2)在椭圆x²/a²+y²/b²=1上

<1>当且仅当KAO*KBO=-b²/a²时,三角形OAB面积最大为ab/2

<2>此时满足x1²+x2²=a²,y1²+y2²=b²,OA²+OB²=a²+b²

<3>动点P满足OP(向量)=λOA(向量)+μOB(向量),且动点P在椭圆上,λ²+μ²=1

(通常用来针对λ和μ同时出现且有关向量的题目,用结论之前要进行证明,也可以用联立后直接写答案)

————————————————————————————————————

三.共焦点问题

注:此类题目只会出现于小题之中,所以直接背结论即可,并且特指椭圆和双曲线共焦点

结论:sin²(α/2)/e²(椭圆)+cos²(α/2)/e²(双曲线)=1

————————————————————————————————————

四.极点极线

设点M(x0,y0),若M在圆锥曲线上,则做出的极线即为切线,若在圆锥曲线外部,则做出的直线为两条切线与圆锥曲线的交点的连线,若一个为A,另一个为B,即为AB.

:若圆的方程为(x-a)²+(y-b)²=R²,则极线方程为(x0-a)(x-a)+(y0-a)(y-a)=R²

椭圆:若椭圆的方程为x²/a²+y²/b²=1,则极线方程为x*x0/a²+y*y0/b²=1

双曲线:若双曲线的方程为x²/a²-y²/b²=1,则极线方程为x*x0/a²-y*y0/b²=1

抛物线:若抛物线的方程为x²=2py,则极线方程为x*x0=p(y+y0)

二级结论

<1>M是椭圆外一点,N是M所对应的极线上的一点,直线MN交椭圆于EF两点,则XM*XN=XE²=XF²,且ME/MF=NE/NF

<2>

P所对应的极线为MN,M所对应的极线为NP,N所对应的极线为MP,我们把PMN成为自极三点形,也叫做调和点.+

PH/PG=MH/MG

<3>若无P,即只有MN,则M和N互为所对应极线上的点,且k相等,若M或N为(x0,y0),则k可以直接求出.

若为椭圆,k=-b²x0/a²y0

若为双曲线,k=b²x0/a²y0

若为抛物线,k=p/y0

若k不存在,则OM*ON=a²

————————————————————————————————————

五.定比点差

什么时候使用?

<1>向量之积为定值
<2>求λ+μ,或者求λ(μ)范围
<3>蝴蝶模型

存在AP(向量)=λPB(向量),则存在一点Q,使AQ(向量)=-λQB(向量)

XP=(XA+λXB)/(1+λ)                       XQ=(XA-λXB)/(1+λ)

YP=(YA+λYB)/(1+λ)                        YQ=(YA-λYB)/(1+λ)

然后再用极点极线求出XQ或YQ,然后反求出AB对应的坐标

XA=(XP+XQ)/2+λ*(XP-XQ)/2

XB=(XP+XQ)/2+(XP-XQ)/2λ

————————————————————————————————————

六.三角代换

一般应用于双动点或多动点问题

椭圆x²/a²+y²/b²=1,设A(acosθ1,bsinθ1),B(acosθ2,bsinθ2)  [利用参数方程设点]

设t=tan(θ/2)

则利用半角公式可以得出cosθ=(1-t²)/(1+t²),sinθ=2t/(1+t²)

则可以表达出来AB的坐标,得出直线AB的两点式

b(1-t1t2)x+a(t1+t2)y=ab(1+t1t2)

 

双曲线x²/a²-y²/b²=1,设A(a/cosθ1,btanθ1),B(a/cosθ2,btanθ2)  [利用参数方程设点]

设t=tan(θ/2)

则利用半角公式可以得出cosθ=(1-t²)/(1+t²),tanθ=2t/(1-t²)

则可以表达出来AB的坐标,得出直线AB的两点式

b(1+t1t2)x-a(t1+t2)y=ab(1-t1t2)

————————————————————————————————————

七.仿射

一般常用于椭圆转化成圆,双曲线转化成反比例函数(比较少)

椭圆x²/a²+y²/b²=1,

令x=x′ ,  y=by′/a  ,  则可以把椭圆方程转化为x′²+y′²=a²

性质

<1>若再原椭圆中K1*K2=-b²/a²,则在圆中K1′*K2′=-1

<2>S=bS′/a

<3>注意:线段的乘积不能使用


这是大部分知识的总结帖子,如果有其他的欢迎补充,qq2924465428

画图工具GeoGebra

如果想看更多的花里胡哨的二级结论,可以去进行自我推导

心如草木,向阳而生
暂无评论

发送评论 编辑评论


				
|´・ω・)ノ
ヾ(≧∇≦*)ゝ
(☆ω☆)
(╯‵□′)╯︵┴─┴
 ̄﹃ ̄
(/ω\)
∠( ᐛ 」∠)_
(๑•̀ㅁ•́ฅ)
→_→
୧(๑•̀⌄•́๑)૭
٩(ˊᗜˋ*)و
(ノ°ο°)ノ
(´இ皿இ`)
⌇●﹏●⌇
(ฅ´ω`ฅ)
(╯°A°)╯︵○○○
φ( ̄∇ ̄o)
ヾ(´・ ・`。)ノ"
( ง ᵒ̌皿ᵒ̌)ง⁼³₌₃
(ó﹏ò。)
Σ(っ °Д °;)っ
( ,,´・ω・)ノ"(´っω・`。)
╮(╯▽╰)╭
o(*////▽////*)q
>﹏<
( ๑´•ω•) "(ㆆᴗㆆ)
😂
😀
😅
😊
🙂
🙃
😌
😍
😘
😜
😝
😏
😒
🙄
😳
😡
😔
😫
😱
😭
💩
👻
🙌
🖕
👍
👫
👬
👭
🌚
🌝
🙈
💊
😶
🙏
🍦
🍉
😣
Source: github.com/k4yt3x/flowerhd
颜文字
Emoji
小恐龙
花!
上一篇
下一篇