高中几何定理 直线 圆 椭圆 双曲线 抛物线有关的定理

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  • 1)椭圆(ellipise)

    文字语言定义:平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个小于1的正常数e.定点是椭圆的焦点,定直线是椭圆的准线,常数e是椭圆的离心率. 标准方程: 1.中心在原点,焦点在x轴上的椭圆标准方程: (x^2/a^2)+(y^2/b^2)=1 其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2. 2.中心在原点,焦点在y轴上的椭圆标准方程: (x^2/b^2)+(y^2/a^2)=1 其中a>b>0,c>0,c^2=a^2-b^2. 参数方程:X=acosθ Y=bsinθ (θ为参数 ,设横坐标为acosθ,是由于圆锥曲线的考虑,椭圆伸缩变换后可为圆 此时c=0,圆的acosθ=r)

    2)双曲线(hyperbola)

    文字语言定义:平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个大于1的常数e.定点是双曲线的焦点,定直线是双曲线的准线,常数e是双曲线的离心率. 标准方程: 1.中心在原点,焦点在x轴上的双曲线标准方程: (x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1 其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2. 2.中心在原点,焦点在y轴上的双曲线标准方程: (y^2/a^2)-(x^2/b^2)=1. 其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2. 参数方程:x=asecθ y=btanθ (θ为参数 ) 直角坐标(中心为原点):x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1 (开口方向为x轴) y^2/a^2 - x^2/b^2 = 1 (开口方向为y轴)

    3)抛物线(parabola)

    参数方程 x=2pt^2 y=2pt (t为参数) t=1/tanθ(tanθ为曲线上点与坐标原点确定直线的斜率)特别地,t可等于0 直角坐标 y=ax^2+bx+c (开口方向为y轴, a0 ) x=ay^2+by+c (开口方向为x轴, a0 ) 圆锥曲线(二次非圆曲线)的统一极坐标方程为 ρ=ep/(1-e×cosθ) 其中e表示离心率,p为焦点到准线的距离. 焦点到最近的准线的距离等于ex±a 圆锥曲线的焦半径(焦点在x轴上,F1 F2为左右焦点,P(x,y),长半轴长为a)

    焦半径

    圆锥曲线上任意一点到焦点的距离称为焦半径. 圆锥曲线左右焦点为F1、F2,其上任意一点为P(x,y),则焦半径为: 椭圆 |PF1|=a+ex |PF2|=a-ex 双曲线 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 抛物线 |PF|=x+p/2 圆锥曲线的切线方程 圆锥曲线上一点P(x0,y0)的切线方程以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 即椭圆:x0x/a^2+y0y/b^2=1;双曲线:x0x/a^2-y0y/b^2=1;抛物线:y0y=p(x0+x)

    焦准距

    圆锥曲线的焦点到准线的距离p叫圆锥曲线的焦准距,或焦参数. 椭圆的焦准距:p=(b^2)/c 双曲线的焦准距:p=(b^2)/c 抛物线的准焦距:p

    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

    通径

    圆锥曲线中,过焦点并垂直于轴的弦称为通径. 椭圆的通径:(2b^2)/a 双曲线的通径:(2b^2)/a 抛物线的通径:2p

    圆锥曲线的性质对比

    圆锥曲线 椭圆 双曲线 抛物线

    标准方程 (x^2/a^2)+(y^2/b^2)=1 a>b>0 (x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1 a>0,b>0 y^2=2px p>0

    范围 x∈[-a,a] y∈[-b,b] x∈(-∞,-a]∪[a,+∞) y∈R x∈[0,+∞) y∈R

    对称性 关于x轴,y轴,原点对称 关于x轴,y轴,原点对称 关于x轴对称

    顶点 (a,0),(-a,0),(0,b),(0,-b) (a,0),(-a,0) (0,0)

    焦点 (c,0),(-c,0) 【其中c^2=a^2-b^2】 (c,0),(-c,0) 【其中c^2=a^2+b^2】 (p/2,0)

    准线 x=±(a^2)/c x=±(a^2)/c x=-p/2

    渐近线 —————————— y=±(b/a)x —————

    离心率 e=c/a,e∈(0,1) e=c/a,e∈(1,+∞) e=1

    焦半径 ∣PF1∣=a+ex ∣PF2∣=a-ex ∣PF1∣=∣ex+a∣ ∣PF2∣=∣ex-a∣ ∣PF∣=x+p/2

    焦准距 p=(b^2)/c p=(b^2)/c p

    通径 (2b^2)/a (2b^2)/a 2p

    参数方程 x=a·cosθ y=b·sinθ,θ为参数 x=a·secθ y=b·tanθ,θ为参数 x=2pt^2 y=2pt,t为参数

    过圆锥曲线上一点 (x0,y0)的切线方程 (x0·x/a^2)+(y0·y/b^2)=1 (x0x/a^2)-(y0·y/b^2)=1 y0·y=p(x+x0)

    斜率为k的切线方程 y=kx±√[(a^2)·(k^2)+b^2] y=kx±√[(a^2)·(k^2)-b^2] y=kx+p/2k

    圆锥曲线的中点弦问题

    已知圆锥曲线内一点为圆锥曲线的一弦中点,求该弦的方程 ⒈联立方程法. 用点斜式设出该弦的方程(斜率不存在的情况需要另外考虑),与圆锥曲线方程联立求得关于x的一元二次方程和关于y的一元二次方程,由韦达定理得到两根之和的表达式,在由中点坐标公式的两根之和的具体数值,求出该弦的方程. 2.点差法,或称代点相减法. 设出弦的两端点坐标(x1,y1)和(x2,y2),代入圆锥曲线的方程,将得到的两个方程相减,运用平方差公式得[(x1+x2)·(x1-x2)]/(a^2)+[(y1+y2)·(y1-y2)/(b^2]=0 由斜率为(y1-y2)/(x1-x2)可以得到斜率的取值.(使用时注意判别式的问题)

    圆锥曲线中求点的轨迹方程

    在求曲线的轨迹方程时,如果能够将题设条件转化为具有某种动感的直观图形,通过观察图形的变化过程,发现其内在联系,找出哪些是变化的量(或关系)、哪些是始终保持不变的量(或关系),那么我们就可以从找出的不变量(或关系)出发,打开解题思路,确定解题方法. 圆锥曲线的曲率(见右图)曲率半径的作图.第二条垂线与法线的交点

    Z就是曲率的中心他到P点的距离便是曲率半径.