圆锥曲线:椭圆、双曲线与抛物线

圆锥曲线的统一定义

椭圆、双曲线、抛物线都由“平面截圆锥”而来,可统一为:到定点(焦点)的距离与到定直线(准线)的距离之比为常数 (离心率)的点的轨迹。

椭圆

定义:到两定点 、 的距离之和为常数 (, 为焦距)的点的轨迹。

标准方程(焦点在 轴):

公式 (1)

其中 。焦点坐标 ,离心率:

公式 (2)

记忆:椭圆里“长轴 、短轴 、焦距 “, 最大、(像直角三角形的斜边)。离心率越大,椭圆越扁;越接近 越接近圆。

双曲线

定义:到两定点 、 的距离之差的绝对值为常数 ()的点的轨迹。

标准方程(焦点在 轴):

公式 (3)

其中 。焦点坐标 ,离心率:

公式 (4)

渐近线:双曲线无限逼近的两条直线:

公式 (5)

记忆:双曲线里“ 最大,”(与椭圆相反,椭圆 )。渐近线是双曲线的“招牌”,写标准方程时 、 就在渐近线斜率里。

等轴双曲线

时,方程为 ,渐近线 (互相垂直),离心率 。

抛物线

定义:到定点 (焦点)与到定直线(准线)距离相等的点的轨迹。标准方程(开口向右):

公式 (6)

焦点 ,准线 。四个开口方向对应四种标准方程:

开口 方程 焦点 准线
向右
向左
向上
向下

记忆:抛物线“一次项定轴、符号定开口”。方程中哪一项是一次,焦点就在哪条轴上;一次项系数为正,开口朝正方向。焦半径(抛物线上点到焦点的距离)等于该点到准线的距离,这是抛物线最重要的几何性质。

直线与圆锥曲线的位置关系

设直线 ,与圆锥曲线联立消元,得关于 (或 )的一元二次方程,判别式 判定:

弦长公式:。韦达定理(、)是联立后的标准动作,“设而不求”是圆锥曲线大题的灵魂。

解题套路

  1. 由条件定标准方程(先定位焦点在哪个轴,再求 、、);
  2. 联立直线与曲线,消元得一元二次方程;
  3. 用韦达定理表达 、;
  4. 把题目条件(垂直、中点、定值、面积)翻译成 、 的式子,代韦达结论求解。

易错点:双曲线与直线联立时可能消元后二次项系数为零(直线与渐近线平行),此时只有一个交点,要单独讨论;椭圆、双曲线都要检验“判别式与定义域”。