董暉
考查平面解析幾何的題目中,圓錐曲線的題目占重要位置,重點考查橢圓、雙曲線、拋物線的相關(guān)內(nèi)容.其中利用橢圓、雙曲線、拋物線的定義解題,能夠考查學生對基本知識、基本方法、基本技能的理解、掌握和應用情況,所以在高考中出現(xiàn)的可能性比較大,并且有些題目用定義解題,步驟也會簡化.
在學習圓錐曲線中,首先要抓住定義,只有真正理解和掌握了定義,才能找到解題思路,避免走入死胡同.
一、選擇題中定義的利用
例1 橢圓x26+y22=1和雙曲線x23-y2=1的公共焦點為F1,F(xiàn)2,P是兩曲線的一個交點,那么cos∠F1PF2的值是().
解 由條件知,|PF1|+|PF2|=26,|PF1|-|PF2|=23(不妨設(shè)|PF1|>|PF2|),
∴|PF1|=6+3,|PF2|=6-3.
又 |F1F2|=4,∴cos∠F1PF2=13.
答案 A.
分析 直接計算|PF1|,|PF2|,思路混亂,而且計算量較大.如果用橢圓和雙曲線的定義,解題過程會大大簡化.
例2 F1,F(xiàn)2為橢圓兩個焦點,Q為橢圓上任一點,以任一焦點作∠F1QF2的外角平分線的垂線,垂足為P,則P點軌跡為().
A痹
B蓖衷
C彼曲線
D迸孜鏘
解 延長F2P交F1Q的延長線于M,得|F1Q|+|F2Q|=2a,|F2Q|=|MQ|.而|F1Q|+|MQ|=|F1M|=2a,則點M(x0,y0)的軌跡方程為
(x0+c)2+y20=4a2.①
設(shè)P點坐標為(x,y),∵P為F2M中點,
∴x=c+x02,y=0+y02,x0=2x-c,y0=2y.
代入①,得(2x-c+c)2+(2y)2=4a2,∴x2+y2=a2.
分析 仔細作圖觀察,利用橢圓定義及角平分線,難題就不難了.
二、填空題中定義的利用
例3 拋物線y2=12x上與焦點的距離等于9的點的坐標.
解 設(shè)待求點的坐標為(x0,y0),由拋物線的定義,得x0+3=9,解得x0=6.代入拋物線方程得y0=±62,所以滿足條件的點為(6,-62),(6,62).
答案 (6,-62),(6,62).
分析 利用拋物線的定義,轉(zhuǎn)化條件,可以減少運算量.
例4 雙曲線的虛軸長為4,離心率e=62,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別是它的左、右焦點,若過F1的直線與雙曲線的左支交于A,B兩點,且|AB|是|AF2|與|BF2|的等差中項,則|AB|=.
解 ∵|AF2|-|AF1|=2a,|BF2|-|BF1|=2a,
∴|AF2|+|BF2|-(|AF1|+|BF1|)=4a.
又 ∵2|AB|=|AF2|+|BF2|,|AF1|+|BF1|=|AB|,
∴2|AB|-|AB|=4a,|AB|=4a,而2b=4,ca=62,c2=a2+b2,
∴|AB|=82.
分析 此題兩次應用雙曲線的定義,步驟清楚簡單,何樂而不為.
三、解答題中定義的利用
例5 設(shè)點F(2,0),動點P到y(tǒng)軸的距離為d,求滿足條件|PF|-d=2的點P的軌跡方程.
解 由題意,得|PF|=2+d.
當P在y軸右側(cè)時,為|PF|=x+2,
∴點P在拋物線y2=8x上.
當P在y軸左側(cè)時,|PF|=2-x,
有y=0(x<0),
所求軌跡方程為y2=8x(x≥0)和y=0(x<0).
變式 一動圓與圓x2+y2+6x+5=0外切,同時過點(3,0),求動圓圓心M的軌跡方程.
解 由已知,得(x+3)2+y2=4.
設(shè)圓心為A,A點坐標為(-3,0),B(3,0),動圓半徑為R,
得|MB|=R,|MA|=R+2.
因此|MA|-|MB|=2<|AB|=6.
故M點軌跡為雙曲線的右支,且2a=2,2c=6,
即a=1,c=3,b=22.
因此其方程為x2-y28=1(x≥1).
例5和變式題都是用定義得出軌跡方程的,從這兩道題可以深深體會到定義的重要性.
例6 設(shè)橢圓與雙曲線有共同的焦點F1(-4,0),F(xiàn)2(4,0),并且橢圓的長軸長是雙曲線實軸長的2倍,求橢圓與雙曲線交點的軌跡.
解 設(shè)橢圓與雙曲線的交點P(x,y),得
|PF1|+|PF2|=2||PF1|-|PF2||.
即|PF1|=3|PF2|或|PF2|=3|PF1|.
將點P(x,y)代入,得
(x+5)2+y2=9或(x-5)2+y2=9.
故所求軌跡為圓心在(5,0),半徑為3的圓,除去(2,0)和(8,0)兩點;或圓心在(-5,0),半徑為3的圓,除去(-2,0)和(-8,0)兩點.
分析 利用圓錐曲線的定義,充分挖掘幾何條件來列方程往往可以使過程變得簡潔.
總之,圓錐曲線的定義,始終是高考的重點,學生學習的要點,解題的依據(jù).