江蘇省宜興第一中學(xué) 張郡麟
定義是揭示事物本質(zhì)屬性的思想形式,面對(duì)一個(gè)數(shù)學(xué)對(duì)象,回顧它的定義,常常是解決問題的銳利武器。圓錐曲線的第二定義體現(xiàn)了“形”的統(tǒng)一,第一定義則體現(xiàn)了“質(zhì)”的區(qū)別,兩種定義不僅在解題中應(yīng)用廣泛,而且具有很大的靈活性。第一種定義和第二種定義的靈活轉(zhuǎn)換常常是打開解析幾何問題思路的鑰匙,在題目中挖掘這些隱含信息有助于解題。下面我們一起來看看圓錐“定義”在求解圓錐曲線問題中有哪些常規(guī)應(yīng)用。
分析:本題的解題關(guān)鍵在于巧用橢圓的第一定義,首先解出橢圓的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)a,然后利用勾股定理求出半焦距c,從而構(gòu)建出橢圓方程。
【例題2】(1)一動(dòng)圓與圓x2+y2=1外切,而與圓x2+y2-6x+8=0內(nèi)切,那么動(dòng)圓的圓心軌跡是什么?(2)已知點(diǎn)M(-3,0),N(3,0),B(1,0),⊙O與MN相切于點(diǎn)B,過M,N與⊙O相切的兩直線相交于點(diǎn)P,則P點(diǎn)的軌跡方程為__________。
解答:(1)已知圓x2+y2=1的圓心為O(0,0),半徑為r1=1,
圓x2+y2-6x+8=0的圓心為A(3,0),半徑為r2=1。
設(shè)動(dòng)圓的圓心為P,半徑為r,則|PO|=1+r,|PA|=r-1,
則有|PO|-|PA|=2<|OA|=3,所以動(dòng)圓的圓心軌跡為雙曲線的一支。
(2)|PM|- |PN|=|PA|+|AM|- |PC|- |CN|=|MA|-|NC|=|MB|-|NB|=4- 2=2。
∴P點(diǎn)的軌跡是以M,N為焦點(diǎn)的雙曲線的右支,c=3,a=1,b2=8。
分析:這兩個(gè)小題主要考察的是雙曲線的第一定義,構(gòu)造出兩個(gè)相減后等于一個(gè)常數(shù)的點(diǎn)點(diǎn)距離,然后注意到與雙曲線定義的不同點(diǎn),得出所求軌跡只能是雙曲線的一支。
【例題3】設(shè)F1、F2是雙曲線x2-y2=4的左、右兩個(gè)焦點(diǎn),P是雙曲線上任意一點(diǎn),過F1作∠F1PF2的平分線的垂線,垂足為M,求點(diǎn)M的軌跡方程。
分析:一般情況下,距離之和有什么最值?距離之差有什么最值?現(xiàn)在要求PA+PF的最大值,那我們可以怎么轉(zhuǎn)化呢?首先利用橢圓的定義轉(zhuǎn)化為距離之差,PA+PF=PA+(2a-PF1),其中F1為橢圓左焦點(diǎn),然后將PA+(2a-PF1)寫成2a+(PA-PF1),最后利用數(shù)形結(jié)合法“三點(diǎn)共線”來確定所求P點(diǎn)即為AF1的延長(zhǎng)線與橢圓的交點(diǎn)。
我們?cè)诮庥嘘P(guān)圓錐曲線的問題時(shí),如果題目涉及焦點(diǎn)、準(zhǔn)線方程、離心率、圓錐曲線上的點(diǎn)這四個(gè)條件中的三個(gè),我們一般就要聯(lián)想到圓錐曲線定義,有時(shí)甚至只要知道其中的兩個(gè)條件,也可以聯(lián)想到圓錐曲線定義。靈活巧妙地運(yùn)用圓錐曲線的定義,將會(huì)帶給我們意想不到的方便和簡(jiǎn)單。圓錐曲線的定義反映了它們的基本特征,理解定義是掌握其性質(zhì)的基礎(chǔ)。因此,對(duì)于圓錐曲線的定義不僅要熟記,還要深入理解細(xì)節(jié)部分,比如橢圓的定義中要求|PF1|+|PF2|>|F1F2|,雙曲線的定義中要求||PF1|-|PF2||<|F1F2|。這樣,在解題過程中才不會(huì)步入歧途。