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解析几何经典例题
圆锥曲线的定义是“圆锥曲线方程”这一章的基础,对这些定义我们有必要深刻地理解与把握。这里就探讨一下圆锥曲线定义的深层及其综合运用。 一、椭圆定义的深层运用
例1. 如图1,P为椭圆上一动点,为其两焦点,从的外角的平分线作垂线,垂足为M,将F2P的延长线于N,求M的轨迹方程。
图1
解析:易知
故
在中,
。
则点M的轨迹方程为
二、双曲线定义的深层运用
例2. 如图2,为双曲线
的平分线作垂线,垂足为M,求M的轨迹方程。
的两焦点,P为其上一动点,从
图2
解析:不妨设P点在双曲线的右支上, 延长F1M交PF2的延长线于N, 则即
,
在
故点M的轨迹方程为
三、抛物线定义的深层运用 例3. 如图3,AB为抛物线短距离。
的一条弦,|AB|=4,F为其焦点,求AB的中点M到直线y=-1的最
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图3
解析:易知抛物线的准线l:,
作AA”⊥l,BB”⊥l,MM”⊥l,垂足分别为A”、B”、M”
则
即M到直线的最短距离为2
故M到直线y=-1的最短距离为。
评注:上述解法中,当且仅当A、B、F共线,即AB为抛物线的一条焦点弦时,距离才取到最小值。一般地,求抛物线的弦AB的中点到准线的最短距离,只有当四、圆与椭圆、圆与双曲线定义的综合运用 例4. ①已知圆为( )
(即通径长)时,才能用上述解法。
,M为圆上任一点,MP的垂直平分线交OM于Q,则Q的轨迹
图4
②已知圆,M为圆上任一点,MP的垂直平分线交OM于Q,则Q的轨迹为( ) A. 圆 B. 椭圆
C. 双曲线 D. 抛物线
解析:①如图4,由垂直平分线的性质,知|QM|=|QP|, 而|QM|=|OM|-|OQ|=2-|OQ| 即|OQ|+|QP|=2>|OP|=
故Q的轨迹是以O(0,0)、P为焦点 长轴长为2的椭圆。应选B。
②同理,利用垂直平分线的性质及双曲线的定义,可知点Q的轨迹为双曲线的一支,应选C。 五、椭圆与双曲线定义的综合运用
例5. 如图5,已知三点A(-7,0),B(7,0),C(2,-12)。①若椭圆过A、B两点,且C为其一焦点,求另一焦点P的轨迹方程;②若双曲线的两支分别过A、B两点,且C为其一焦点,求另一焦点Q的轨迹方程。
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图5
解析:①由椭圆定义知,|AP|+|AC|=|BP|+|BC|, 即 故P的轨迹为A(-7,0)、B(7,0)为焦点 实轴长为2的双曲线的一支,
其方程为;
②经讨论知,无论A在双曲线的哪一支上 总有|QA|+|QB|=|AC|+|BC|=28>|AB|=14
故点Q的轨迹为以A(-7,0)、B(7,0)为焦点
长轴长为28的椭圆,其方程为[练习]
。
为焦点,
为其顶点,若P为两曲线
1. 已知椭圆E的离心率为e,左、右焦点为F1、F2,抛物线C以的公共点,且
,则e=__________。
答案:
2. 已知⊙O:,一动抛物线过A(-1,0)、B(1,0)两点,且以圆的切线为准线,求动抛物线的焦点F的轨迹方程。
答案:
圆锥曲线中的方法与运算
1. (与名师对话第51练) 已知抛物线
y2?2x?1,点A(2,0), 问是否存在过点A的直线
l,
使抛物线上存在不同的两点关于直线l对称,如果存在, 求出直线l的斜率k的取值范围; 如果不存在,请说明理由.
分析: 这是一个求变量(斜率k)的取值范围问题, 我们必须给出与变量(斜率k)相关的变量(根据题设寻找)的关系式(组), 显然,这个关系式(组)应由按题设揭示出的几何条件转换得到.
我们由题设揭示出的几何条件是: 抛物线上关于直线l对称的不同的两点所在直线必须与抛物线有两个不同的交点,并且交点为端点的线段的中点在直线l上. 相应得到一个不等式和一个等式组成的变量关系式(组). 解这个关于式组即可得变量k的取值范围. 解: 设直线l的方程为
y?k(x?2),若k?0,则结论显然成立,即k?0可取.若k?0,
1?y??x?m,1?2则直线PQ的方程为y??x?m, 由方程组? 可得,y?2y?2kb?1?0. kk?y2?2x?1,?.