Question

求数学椭圆，双曲线，抛物线所有性质的总结

Answer 1

椭圆的面积公式
　　S=π(圆周率)×a×b(其中a,b分别是椭圆的长半轴，短半轴的长). 　　或S=π(圆周率)×A×B/4(其中A,B分别是椭圆的长轴，短轴的长).
椭圆的周长公式
　　椭圆周长没有公式，有积分式或无限项展开式。 　　椭圆周长(L)的精确计算要用到积分或无穷级数的求和。如 　　L = ∫[0,π/2]4a * sqrt(1-(e*cost)²)dt≈2π√((a²+b²)/2) [椭圆近似周长],其中a为椭圆长半轴，e为离心率 　　椭圆离心率的定义为椭圆上的点到某焦点的距离和该点到该焦点对应的准线的距离之比，设椭圆上点P到某焦点距离为PF，到对应准线距离为PL，则 　　e=PF/PL
椭圆的准线方程
　　x=±a^2/c
椭圆的离心率公式
　　e=c/a(0<e<1,因为2a>2c。离心率越大，椭圆越扁平；离心率越小，椭圆越接近于圆形。 　　椭圆的焦准距：椭圆的焦点与其相应准线(如焦点（c,0）与准线x=+a^2/c) 的距离为b^2/c
椭圆焦半径公式
　　焦点在x轴上：|PF1|=a+ex |PF2|=a-ex(F1,F2分别为左右焦点) 　　椭圆过右焦点的半径r=a-ex 　　过左焦点的半径r=a+ex 　　焦点在y轴上：|PF1|=a-ey |PF2|=a+ey(F1,F2分别为上下焦点) 　　椭圆的通径：过焦点的垂直于x轴（或y轴）的直线与椭圆的两交点A,B之间的距离，数值=2b^2/a
点与椭圆位置关系
　　点M（x0，y0） 椭圆 x^2/a^2+y^2/b^2=1 　　点在圆内：x0^2/a^2+y0^2/b^2<1 　　点在圆上：x0^2/a^2+y0^2/b^2=1 　　点在圆外：x0^2/a^2+y0^2/b^2>1
直线与椭圆位置关系
　　y=kx+m ① 　　x^2/a^2+y^2/b^2=1 ② 　　由①②可推出x^2/a^2+（kx+m）^2/b^2=1 　　相切△=0 　　相离△<0无交点 　　相交△>0 可利用弦长公式：A(x1,y1) B(x2,y2) 　　|AB|=d = √(1+k^2)|x1-x2| = √(1+k^2)(x1-x2)^2 = √(1+1/k^2)|y1-y2| = √(1+1/k^2)(y1-y2)^2
椭圆的斜率公式
　　过椭圆上x^2/a^2+y^2/b^2=1上一点（x，y）的切线斜率为 -(b^2)X/(a^2)y 　　椭圆焦点三角形面积公式 　　若∠F1PF2=θ，则S=b^2tan（θ/2）
编辑本段椭圆参数方程的应用
　　求解椭圆上点到定点或到定直线距离的最值时，用参数坐标可将问题转化为三角函数问题求解 　　x=a×cosβ， y=b×sinβ a为长轴长的一半 　　相关性质 　　由于平面截圆锥（或圆柱）得到的图形有可能是椭圆，所以它属于一种圆锥截线。 　　例如：有一个圆柱，被截得到一个截面，下面证明它是一个椭圆（用上面的第一定义）： 　　将两个半径与圆柱半径相等的半球从圆柱两端向中间挤压，它们碰到截面的时候停止，那么会得到两个公共点，显然他们是截面与球的切点。 　　设两点为F1、F2 　　对于截面上任意一点P，过P做圆柱的母线Q1、Q2，与球、圆柱相切的大圆分别交于Q1、Q2 　　则PF1=PQ1、PF2=PQ2，所以PF1+PF2=Q1Q2 　　由定义1知：截面是一个椭圆，且以F1、F2为焦点 　　用同样的方法，也可以证明圆锥的斜截面（不通过底面）为一个椭圆 　　例：已知椭圆C：x^2/a^2+y^2/b^2=1（a>b>0）的离心率为√6/3，短轴一个端点到右焦点的距离为√3. 　　1．求椭圆C的方程. 　　2．直线l：y=x+1与椭圆交于A，B两点，P为椭圆上一点，求△PAB面积的最大值. 　　3．在（2）的基础上求△AOB的面积. 　　一 分析短轴的端点到左右焦点的距离和为2a，端点到左右焦点的距离相等(椭圆的定义），可知a=√3，又c/a=√6/3,代入得c=√2，b=√(a^2-c^2)=1,方程是x^2/3+y^2/1=1， 　　二 要求面积，显然以ab作为三角形的底边，联立x^2/3+y^2/1=1，y=x+1解得x1=0,y1=1,x2=-1.5,y2=-0.5.利用弦长公式有√(1+k^2))[x2-x1](中括号表示绝对值）弦长=3√2/2,对于p点面积最大，它到弦的距离应最大，假设已经找到p到弦的距离最大，过p做弦的平行线，可以 发现这个平行线是椭圆的切线是才会最大，这个切线和弦平行故斜率和弦的斜率=，设y=x+m,利用判别式等于0，求得m=2,-2.结合图形得m=-2.x=1.5,y=-0.5,p(1.5,-0.5), 　　三 直线方程x-y+1=0,利用点到直线的距离公式求的√2/2,面积1/2*√2/2*3√2/2=3/4,

双曲线
定义：我们把平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于一个常数的轨迹称为双曲线 。　 　　定义1：
平面内，到两个定点的距离之差的绝对值为常数（小于这两个定点间的距离[1]）的点的轨迹称为双曲线。 　　定义2：平面内，到给定一点及一直线的距离之比为大于1的常数的点的轨迹称为双曲线。 　　定义3：一平面截一圆锥面，当截面与圆锥面的母线不平行，且与圆锥面的两个圆锥都相交时，交线称为双曲线。 　　定义4：在平面直角坐标系中，二元二次方程f(x,y)=ax^2+bxy+cy^2+dx+ey+f=0满足以下条件时，其图像为双曲线。 　　1.a、b、c不都是零. 　　2. b^2 - 4ac > 0. 　　在高中的解析几何中，学到的是双曲线的中心在原点，图像关于x，y轴对称的情形。这时双曲线的方程退化为：x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1. 　　上述的四个定义是等价的。
双曲线的简单几何性质
　　1、轨迹上一点的取值范围：│x│≥a（焦点在x轴上）或者│y│≥a（焦点在y轴上）。 　　2、对称性：关于坐标轴和原点对称。 　　3、顶点：A(-a,0)， A'(a,0)。同时 AA'叫做双曲线的实轴且│AA'│=2a. 　　B(0,-b)， B'(0,b)。同时 BB'叫做双曲线的虚轴且│BB'│=2b. 　　4、渐近线： 　　　焦点在x轴：y=±(b/a)x. 　　焦点在y轴：y=±(a/b)x. 圆锥曲线ρ=ep/1-ecosθ当e>1时，表示双曲线。其中p为焦点到准线距离，θ为弦与x轴夹角。 　　令1-ecosθ=0可以求出θ，这个就是渐近线的倾角。θ=arccos(1/e) 　　令θ=0，得出ρ=ep/1-e, x=ρcosθ=ep/1-e 　　令θ=PI，得出ρ=ep/1+e ,x=ρcosθ=-ep/1+e 　　这两个x是双曲线定点的横坐标。 　　求出它们的中点的横坐标（双曲线中心横坐标） 　　x=[(ep/1-e)+(-ep/1+e)]/2 　　（注意化简一下） 　　直线ρcosθ=[(ep/1-e)+(-ep/1+e)]/2 　　是双曲线一条对称轴，注意是不与曲线相交的对称轴。 　　将这条直线顺时针旋转PI/2-arccos(1/e)角度后就得到渐近线方程，设旋转后的角度是θ’ 　　则θ’=θ-[PI/2-arccos(1/e)] 　　则θ=θ’+[PI/2-arccos(1/e)] 　　代入上式： 　　ρcos{θ’+[PI/2-arccos(1/e)]}=[(ep/1-e)+(-ep/1+e)]/2 　　即：ρsin[arccos(1/e)-θ’]=[(ep/1-e)+(-ep/1+e)]/2 　　现在可以用θ取代式中的θ’了 　　得到方程：ρsin[arccos(1/e)-θ]=[(ep/1-e)+(-ep/1+e)]/2 　　现证明双曲线x^2/a^2-y^/b^2=1 上的点在渐近线中 　　　设M(x,y)是双曲线在第一象限的点，则 　　y=(b/a)√(x^2-a^2) (x>a) 　　因为x^2-a^2<x^2,所以y=(b/a)√(x^2-a^2)<b/a√x^2=bx/a 　　即y<bx/a 　　所以，双曲线在第一象限内的点都在直线y=bx/a下方 　　根据对称性第二、三、四象限亦如此 　　5、离心率： 　　第一定义： e=c/a 且e∈(1，+∞). 　　第二定义：双曲线上的一点P到定点F的距离│PF│ 与 点P到定直线(相应准线)的距离d 的比等于双曲线的离心率e. 　　d点│PF│/d线（点P到定直线(相应准线)的距离）=e 　　6、双曲线焦半径公式（圆锥曲线上任意一点P(x,y)到焦点距离） 　　左焦半径：r=│ex+a│　 　　右焦半径：r=│ex-a│ 　　7、等轴双曲线 　　一双曲线的实轴与虚轴长相等 即：2a=2b 且 e=√2 　　这时渐近线方程为：y=±x（无论焦点在x轴还是y轴） 　　8、共轭双曲线 　　双曲线S'的实轴是双曲线S的虚轴 且 双曲线S'的虚轴是双曲线S的实轴时，称双曲线S'与双曲线S为共轭双曲线。 　　几何表达：S：(x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1 S'：(y^2/b^2)-(x^2/a^2)=1 　　特点：（1）共渐近线 　　（2）焦距相等 　　（3）两双曲线的离心率平方后的倒数相加等于1 　　9、准线： 焦点在x轴上：x=±a^2/c 　　焦点在y轴上：y=±a^2/c 　　10、通径长：（圆锥曲线（除圆外）中，过焦点并垂直于轴的弦） 　　d=2b^2/a　 　　11、过焦点的弦长公式： 　　d=2pe/(1-e^2cos^2θ) 　　12、弦长公式： 　　d = √(1+k^2)|x1-x2| = √(1+k^2)(x1-x2)^2 = √(1+1/k^2)|y1-y2| = √(1+1/k^2)(y1-y2)^2 推导如下： 　　由 直线的斜率公式：k = (y1 - y2) / (x1 - x2) 　　得 y1 - y2 = k(x1 - x2) 或 x1 - x2 = (y1 - y2)/k 　　分别代入两点间的距离公式：|AB| = √[(x1 - x2)² + (y1 - y2)² ] 　　稍加整理即得： 　　|AB| = |x1 - x2|√(1 + k²) 或 |AB| = |y1 - y2|√(1 + 1/k²) 　　·双曲线的标准公式与反比例函数 　　　X^2/a^2 - Y^2/b^2 = 1(a>0,b>0) 　　而反比例函数的标准型是 xy = c (c ≠ 0) 　　但是反比例函数图象确实是双曲线轨迹经过旋转得到的 　　因为xy = c的对称轴是 y=x, y=-x 而X^2/a^2 - Y^2/b^2 = 1的对称轴是x轴，y轴 　　所以应该旋转45度 　　设旋转的角度为 a （a≠0,顺时针） 　　(a为双曲线渐进线的倾斜角) 　　则有 　　X = xcosa + ysina 　　Y = - xsina + ycosa 　　取 a = π/4 　　则 　　X^2 - Y^2 = (xcos(π/4) + ysin(π/4))^2 -(xsin(π/4) - ycos(π/4))^2 　　= (√2/2 x + √2/2 y)^2 -(√2/2 x - √2/2 y)^2 　　= 4 (√2/2 x) (√2/2 y) 　　= 2xy. 　　而xy=c 　　所以 　　X^2/(2c) - Y^2/(2c) = 1 (c>0) 　　Y^2/(-2c) - X^2/(-2c) = 1 (c<0) 　　由此证得，反比例函数其实就是双曲线的一种形式，.只不过是双曲线在平面直角坐标系内的另一种摆放形式.
编辑本段·双曲线焦点三角形面积公式
　　若∠F1PF2=θ, 　　则S△F1PF2=b^2*cot（θ/2)或S△F1PF2=b^2*/tan(θ/2) 　　·例：已知F1、F2为双曲线C：x^2-y^2=1的左右焦点，点P在C上，∠F1PF2=60°，则P到x轴的距离为多 　　少？ 　　解：由双曲线焦点三角形面积公式得S△F1PF2=b^2*cot（θ/2) 　　=√3 　　设P到x轴的距离为h，则S△F1PF2=1/2*h*2√2; h=√6/2
编辑本段·双曲线参数方程
　　双曲线的参数方程:x=a*sec θ (正割) y=b*tan θ ( a为实半轴长， b为虚半轴长， θ为参数。)