圓錐曲線


寫在前面:

  高考復習筆記

  有原創內容(大概吧呃呃呃)

 

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目錄


  1. 橢圓

  2. 雙曲線

  3. 拋物線

  1. 橢圓

  2. 雙曲線

  3. 拋物線

定義

  圓錐曲線是由一平面截二次錐面得到的曲線,包括橢圓拋物線雙曲線(高中認為圓不是橢圓)

 

 

拋物線不是雙曲線的一支(下圖中仍然為雙曲線而不是拋物線)

 

 

 

橢圓:

  橢圓第一定義:平面內,到兩定點F1、F2的距離的和等於常數2a的點的集合。(2a>|F1F2|)

  橢圓第二定義:平面內,到定點F距離與到定直線l間距離之比為常數e的點的集合。(定點F不在定直線上,e為離心率,0<e<1,左准線配左焦點,右准線配右焦點)

  橢圓第三定義:平面內,到兩定點的斜率乘積等於常數 e2- 1的點的集合(再補上斜率不存在的直線對應的點)。(然后可以規定兩定點連線中點為原點)(e為離心率,0<e<1)

  表示方法:

    ①標准方程

      焦點在x軸上:

      焦點在y軸上:

      規律:a在誰下面,焦點就在誰上

    ②參數方程

      焦點在x軸上:  或  

      焦點在y軸上:  或  

      規律:a和誰在一起,焦點就在誰上

      原理:

        若取內切圓的y坐標為橢圓y坐標,取外接圓的x坐標為橢圓x坐標,焦點就在x軸上

        若取內切圓的x坐標為橢圓x坐標,取外接圓的y坐標為橢圓y坐標,焦點就在y軸上

    ③極坐標:略

  圖例:

雙曲線:

  雙曲線第一定義:平面內,到兩定點F1、F2的距離之差的絕對值為常數2a的點的集合。

  雙曲線第二定義:平面內,到定點F及直線l的距離之比為常數e的點的集合。(定點F不在定直線上,e為離心率,1<e,左准線配左焦點,右准線配右焦點)

  雙曲線第三定義:平面內,到兩定點的斜率乘積等於常數 e2- 1的點的集合(再補上斜率不存在的直線對應的點)。(然后可以規定兩定點連線中點為原點)(e為離心率,1<e)(因為順序問題,過兩定點的直線不可能是之后作出來的雙曲線的漸近線)

  表示方法:

    ①標准方程

      焦點在x軸上:

      焦點在y軸上:

      規律:誰是正的,焦點和實軸就在誰上

    ②參數方程

      焦點在x軸上:

      焦點在y軸上:

      規律:sec和誰在一起,焦點和實軸就在誰上

      原理:

    ③極坐標:略

  圖例:

拋物線:

  拋物線定義:到定點F及直線l的距離之比為1的點的集合。(定點F不在定直線上,e為離心率,e=1)

  表示方法:

    ①標准方程

      焦點在x軸正半軸:x = 2py2

      焦點在x軸負半軸:x = -2py2

      焦點在y軸正半軸:y = 2px2

      焦點在y軸負半軸:y = -2px2

      規律:帶“-”就在負半軸,誰是一次的焦點在誰上

    ②參數方程:略

    ③極坐標:略

  圖例:

 

 

歷史

  對於圓錐曲線的最早發現,眾說紛紜。

  有人說,古希臘數學家在求解“立方倍積”問題時,發現了圓錐曲線。

  又有人說,古希臘數學家在研究平面與圓錐面相截時發現了與“立方倍積”問題中一致的結果。

  還有認為,古代天文學家在制作日晷時發現了圓錐曲線(然而日晷在古代已失傳)。

  早期對圓錐曲線進行系統研究成就最突出的可以說是古希臘數學家Apollonius。他與Euclid是同時代人,其巨著《圓錐曲線》與Euclid的《幾何原本》同被譽為古代希臘幾何的登峰造極之作。

  在《圓錐曲線》中,Apollonius總結了前人的工作,尤其是Euclid的工作,並對前人的成果進行去粗存精、歸納提煉並使之系統化的工作,在此基礎上,又提出許多自己的創見。全書8篇,共487個命題,將圓錐曲線的性質網羅殆盡,以致后代學者幾乎沒有插足的余地達千余年。

 

常見性質

橢圓:

  1.橢圓第一定義

  2.橢圓第二定義

  3.橢圓第三定義

  4.焦半徑長公式:

    焦半徑:連結橢圓上一點與對應焦點的線段的長度,叫做橢圓焦半徑

    ①無論P(x0,y0)在橢圓上哪里,焦點在x軸上:r =a+ex0(左焦點)  r =a-ex0(右焦點)

    ②無論P(x0,y0)在橢圓上哪里,焦點在y軸上:r =a-ex0(上焦點)  r =a+ex0(下焦點)

  5.通經長公式:

    通徑:過圓錐曲線的焦點且與過焦點的軸垂直的弦稱為通徑

     (無論焦點在哪個軸)

  6.橢圓中的圓:

    ①以焦點弦為直徑的圓與其對應的准線相離

    ②以焦半徑為直徑的圓與以長軸為直徑的圓內切

  7.弦AB所在直線的斜率kAB與其中點M和原點O連線的斜率kOM乘積:

    ①焦點在x軸 

    ②焦點在y軸 

  8.過橢圓上一點P(x0,y0)的切線方程:

    ①焦點在x軸 

    ②焦點在y軸 

  9.過橢圓外一點P(x0,y0)的兩條切線,兩切點所在直線方程:

    ①焦點在x軸 

    ②焦點在y軸 

  10.弦長公式:

    已知橢圓上不重合兩點A(x1,y1),B(x2,y2)

      

雙曲線:

  1.雙曲線第一定義 

  2.雙曲線第二定義

  3.雙曲線第三定義

  4.漸近線斜率:

    ①焦點在x軸  k1=  k2=

    ②焦點在y軸  k1=  k2=

  5.共軛雙曲線:

    如果一雙曲線的實軸及虛軸分別為另一雙曲線的虛軸及實軸,則此二雙曲線互為共軛雙曲線

    ①共軛雙曲線的四個焦點共圓

    ②共軛雙曲線離心率的平方和等於離心率的平方積

  6.等軸雙曲線(直角雙曲線):

    實軸和虛軸相等的雙曲線叫作等軸雙曲線(直角雙曲線)

    ①

    ②半實軸長與半虛軸長相等

    ③兩條漸近線斜率為k1=1,k2=-1,兩條漸近線相互垂直

  7.焦半徑長公式:

    焦半徑:連結雙曲線上一點與對應焦點的線段的長度,叫做雙曲線焦半徑

    ①P(x0,y0)在雙曲線左支,焦點在x軸上:r = -a-ex0(左焦點)  r = a-ex0(右焦點)

    ②P(x0,y0)在雙曲線右支,焦點在x軸上:r = a-ex0(左焦點)  r = -a-ex0(右焦點)

    ③P(x0,y0)在雙曲線上支,焦點在y軸上:r = -a-ex0(上焦點)  r = a-ex0(下焦點)

    ④P(x0,y0)在雙曲線下支,焦點在y軸上:r = a-ex0(上焦點)  r = -a-ex0(下焦點)

  8.通經長公式:

    通徑:過圓錐曲線的焦點且與過焦點的軸垂直的弦稱為通徑

     (無論焦點在哪個軸)

  9.雙曲線中的圓:

    ①以焦點弦為直徑的圓與對應准線相交

    ②以焦半徑為直徑的圓與實軸為直徑的圓外切

  10.弦長公式: 

    已知雙曲線上不重合兩點A(x1,y1),B(x2,y2)

      

  11.弦AB所在直線的斜率kAB與其中點M和原點O連線的斜率kOM乘積:

    ①焦點在x軸 

    ②焦點在y軸 

 

  12.過雙曲線上一點P(x0,y0)的切線方程:

    ①焦點在x軸 

    ②焦點在y軸 

  13.過雙曲線外一點P(x0,y0)的兩條切線,兩切點所在直線方程:

    ①焦點在x軸 

    ②焦點在y軸 

拋物線:

  1.拋物線定義

  2.焦半徑公式:

    焦半徑:連結拋物線上一點與對應焦點的線段的長度,叫做拋物線焦半徑

    ①焦點在x軸上:P(x0,y0),

    ②焦點在y軸上:P(x0,y0),

  3.通經長公式: 

    通徑:過圓錐曲線的焦點且與過焦點的軸垂直的弦稱為通徑

     (無論焦點在哪個軸)

  4.弦長公式 :

    已知拋物線上不重合兩點A(x1,y1),B(x2,y2)

      

 


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