圆锥曲线定义的应用。
一、基本知识概要1、知识精讲:
涉及圆锥曲线上的点与两个焦点构成的三角形,常用第一定义结合正余弦定理;
涉及焦点、准线、圆锥曲线上的点,常用统一的定义。椭圆的定义:点集=;双曲线的定义:点集=的点的轨迹。抛物线的定义:到一个定点f的距离与到一条得直线l的距离相等的点的轨迹.
统一定义:=0<e<1为椭圆,e>1为双曲线,e=1为抛物线。
重点、难点:培养运用定**题的意识2、思维方式:等价转换思想,数形结合特别注意:圆锥曲线各自定义的区别与联系。
二、例题选讲。
例1、已知两个定圆1和2,它们的半径分别为1和2,且|12|=4,动圆与圆1内切,又与圆2外切,建立适当的坐标系,求动圆心的轨迹方程,并说明轨迹是何种曲线。
解:以12的中点为原点,12所在直线为轴建立平面直角坐标系。由|12|=4有1(-2,0),2(2,0)。
设动圆的半径为r。由动圆与圆1内切有|1|=|r-1|由动圆与圆2内切有|2|=r+2。∴|1|+|2|=3或|1|-|2|=-3,∵|12|=4∴|1|-|2|= 3∴的轨迹是以为焦点,长轴为3的双曲线的左支。
所以的轨迹方程为(x<0)
思维点拔]利用圆锥曲线定义求轨迹是一种常用的方法。
变式练习:f1、f2是椭圆(a>b>0)的两焦点,p是椭圆上任一点,从任一焦点引∠f1pf2的外角平分线的垂线,垂足为q的轨迹为()
a.圆b.椭圆.双曲线d.抛物线延长垂线f1q交f2p的延长线于点a等腰三角形apf1中,选a
例2:已知双曲线(a>0,b>0)为双曲线上任一点,∠f1pf2=θ,求δf1pf2的面积.
解:在δf1pf2中,由三角形面积公式和余弦定理得sδf1pf2=|psinθ①(2)2=|p2+|p2-2|pfsθ②由双曲线的定义可得2a,即|pf2+|p2-2|pf4a2③由②③得|pf将④①代入得sδf1pf2=b2 =b2t ,所以双曲线的焦点三角形的面积为b2t.
思维点拔]焦点三角形中,通常用定义和正余弦定理。
例3:已知a(,为一定点,f为双曲线的右焦点,m在双曲线右支上移动,当|am最小时,求m点的坐标.解:∵过m作mp准线于点p,则当且公当a、m三点共线时最小。
此时m(,思维点拔]距离和差最值问题,常利用三角形两边之和差与第三边之间的关系12数量关系用定义进行转换。
变式:设p(x,)是椭圆(a>b>0)上一点,f1为椭圆的两焦点,求|pf的最大值和最小值。解:
由椭圆第二定义知|pfa+ex,|p2|=a-ex,则|pfa2-e2x2,而0≤x2≤a2,所以|pf的最大值为a2,最小值为b2。
例4.过抛物线2=2px的焦点f任作一条直线,交这抛物线于p1、p2两点,求证:以p1p2为直径的圆和这抛物线的准线相切.分析:运用抛物线的定义和平面几何知识证比较简捷.
证明:如图2-17.设p1p2的中点为p0,过p1、p0、p2分别向准线l引垂线p1q1,p0q0,p2q2,垂足为q1、q0、q2,则|p1f|=|p1q1|,|p2f|=|p2q2|∴|p1p2|=|p1f|+|p2f|=|p1q1|+|p2q2|=2|p0q0|
所以p0q0是以p1p2为直径的圆p0的半径,且p0q0⊥l,因而圆p0
和准线l相切.
思维点拔]以抛物线焦点弦为直径的圆与准线相切.类似有:以椭圆焦点弦为直径的圆与相对应的准线相离;以双曲线焦点弦为直径的圆与相应的准线相交.以上结论均可用第二定义证明之.
变式:求证:以双曲线的任意焦半径为直径的圆,与以实轴为直径的圆相切.
取f1p的中点为1,连结1,只须证明:以f1p为直径的圆与实轴a1a2为直径的圆内切.在△pf1f2中,1为△pf1f2的中位线故以双曲线的任意焦半径为直径的圆,与以实轴为直径的圆内切.
例、求过定点(1,2),以x轴为准线,离心率为0的椭圆的下顶点的轨迹方程。
解:设下顶点为a(x,),由题意知x轴为椭圆的下准线,设下焦点为f(x0,0)
则。由椭圆定义。
将代入即可得椭圆方程为:三、堂小结。
1、圆锥曲线的定义是根本,对于某些问题利用圆锥曲线的定义求解比较简捷。
涉及圆锥曲线上的点与两个焦点构成的三角形,常用第一定义结合正余弦定理;涉及焦点、准线、圆锥曲线上的点,常用统一的定义。
四、作业布置:优化训练。
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