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利用圆锥曲线定义解决解析几何问题,是同学们必须掌握的解题技巧,由于圆锥曲线的定义常常与几何问题联系在一起,因此其难度较大,需要对定义深入理解后才能够全面掌握。
一、应用圆锥曲线定义解答离心率问题
例1如圖1,双曲线x2[]a2-y2[]b2=1(a>0,b>0)的两个焦点分别为F1,F2,其中O为圆心,A和B是以O为圆心,以|OF1|为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,而△F2AB是等边三角形,则双曲线的离心率为()。
A.3B.5
C.5[]2D.1+3
解析:连接AF1,由△F2AB是等边三角形且圆与双曲线的对称性可以推断∠AF2F1=30°。
因为圆O的直径是F1F2,因此∠F1AF2=90°,|F1F2|=2c,
由此可知|AF1|=c,|AF2|=3c。因为点A在双曲线的左半边上,
所以|AF2|-|AF1|=2a,即(3-1)c=2ac[]a=2[]3-1=3+1e=1+3。
答案为D。
二、应用圆锥曲线定义求最值问题
例2如图2,可知F1,F2为椭圆x2[]16+y2[]12=1的左、右焦点,且椭圆内有点M(-2,1.5),椭圆上有一动点Q,|QF2|+12|QM|的值最小,求点Q。
解析:由椭圆定义可得|QF2|[]d=12(其中Q点与焦点F2的距离为d),所以|QF2|+12|QM|=12d+12|QM|=12(d+|QM|),因此只要(d+|QM|)的数值最小,那么|QF2|+12|QM|的结果就是最小值。所以,过点M向焦点F2的对应准线引一条垂线,垂线与椭圆的焦点就是Q点,其坐标为(13,1.5)。
三、应用圆锥曲线定义解答轨迹问题
例3如图3,圆O的方程为x2+y2=16,圆内两点A、B的坐标为(-2,0)、B(2,0),直线l与圆O相切。如果有一条过A、B点的抛物线以l为准线,求此抛物线焦点F的轨迹方程。
解析:设抛物线的焦点为F,作AA1⊥l,BB1⊥l,其中A1、B1分别是对应垂足,连接OM、AF、BF,根据抛物线定义可推出:|AF|=|AA1|,|BF|=|BB1|。因为AA1⊥l,OM⊥l,BB1⊥l,所以AA1∥BB1∥OM,AB的中点就是O,所以|AF|+|BF|=|AA1|+|BB1|=2|OM|=8>|AB|。由此可推得F点的轨迹就是以A、B为焦点的椭圆。又因为a=4、c=2,所以b2=a2-c2=16-4=2,故其抛物线的焦点轨迹方程是x2[]16+y2[]12=1(y≠0)。
结语:总之,圆锥曲线的定义应用范围广泛,凡是与曲线、焦点等有关的问题,均可应用该定义进行解题。
作者单位:广西贵港市平南县龚州中学
一、应用圆锥曲线定义解答离心率问题
例1如圖1,双曲线x2[]a2-y2[]b2=1(a>0,b>0)的两个焦点分别为F1,F2,其中O为圆心,A和B是以O为圆心,以|OF1|为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,而△F2AB是等边三角形,则双曲线的离心率为()。
A.3B.5
C.5[]2D.1+3
解析:连接AF1,由△F2AB是等边三角形且圆与双曲线的对称性可以推断∠AF2F1=30°。
因为圆O的直径是F1F2,因此∠F1AF2=90°,|F1F2|=2c,
由此可知|AF1|=c,|AF2|=3c。因为点A在双曲线的左半边上,
所以|AF2|-|AF1|=2a,即(3-1)c=2ac[]a=2[]3-1=3+1e=1+3。
答案为D。
二、应用圆锥曲线定义求最值问题
例2如图2,可知F1,F2为椭圆x2[]16+y2[]12=1的左、右焦点,且椭圆内有点M(-2,1.5),椭圆上有一动点Q,|QF2|+12|QM|的值最小,求点Q。
解析:由椭圆定义可得|QF2|[]d=12(其中Q点与焦点F2的距离为d),所以|QF2|+12|QM|=12d+12|QM|=12(d+|QM|),因此只要(d+|QM|)的数值最小,那么|QF2|+12|QM|的结果就是最小值。所以,过点M向焦点F2的对应准线引一条垂线,垂线与椭圆的焦点就是Q点,其坐标为(13,1.5)。
三、应用圆锥曲线定义解答轨迹问题
例3如图3,圆O的方程为x2+y2=16,圆内两点A、B的坐标为(-2,0)、B(2,0),直线l与圆O相切。如果有一条过A、B点的抛物线以l为准线,求此抛物线焦点F的轨迹方程。
解析:设抛物线的焦点为F,作AA1⊥l,BB1⊥l,其中A1、B1分别是对应垂足,连接OM、AF、BF,根据抛物线定义可推出:|AF|=|AA1|,|BF|=|BB1|。因为AA1⊥l,OM⊥l,BB1⊥l,所以AA1∥BB1∥OM,AB的中点就是O,所以|AF|+|BF|=|AA1|+|BB1|=2|OM|=8>|AB|。由此可推得F点的轨迹就是以A、B为焦点的椭圆。又因为a=4、c=2,所以b2=a2-c2=16-4=2,故其抛物线的焦点轨迹方程是x2[]16+y2[]12=1(y≠0)。
结语:总之,圆锥曲线的定义应用范围广泛,凡是与曲线、焦点等有关的问题,均可应用该定义进行解题。
作者单位:广西贵港市平南县龚州中学