解析几何经典例题文档格式.docx
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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
(即通径长)时,才能用上述解法。
四、圆与椭圆、圆与双曲线定义的综合运用
例4.①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()
图4
②已知圆
A.圆B.椭圆
C.双曲线D.抛物线
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。
图5
①由椭圆定义知,|AP|+|AC|=|BP|+|BC|,
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]
1.已知椭圆E的离心率为e,左、右焦点为F1、F2,抛物线C以
为焦点,
为其顶点,若P为两曲线的公共点,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。
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
点
问是否存在过点
的直线
使抛物线上存在不同的两点关于直线
对称,如果存在,求出直线
的斜率
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
)的取值范围问题,我们必须给出与变量(斜率
)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
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
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
的取值范围.
解:
设直线
的方程为
若
则结论显然成立,即
可取.若
则直线PQ的方程为
由方程组
可得,
.
∵直线PQ与抛物线有两个不同的交点,
∴
即
设线段PQ的中点为G(
),则
∴
∵点G(
)在直线
上,∴
=
由
可得,
(
),∴
或
综上所述,直线
的取值范围为
2.(与名师对话第51练)已知
直线
过点(1,0),且与抛物线
交于
两点,
为原点,点
轴的右侧且满足:
(1)求点
的轨迹C的方程;
(2)若曲线
的切线的斜率为
满足:
到
轴的
距离为
求
分析:
由
可知,点
的轨迹C就是弦AB的中点的轨迹.
解
(1)显然直线
的斜率存在,设为
则直线
的方程为:
由方程组
消去
整理得
设
消去
得点
的轨迹C的轨迹方程为:
∵
∴
∵点
轴的右侧,∴
故点
的轨迹C为抛物线
上的一段弧.
点
轴的距离为
就是点
的横坐标的绝对值.因为曲线
所以
由
知,
由此可知,我们必须建立点
的横坐标的绝对值关于
的关系.
解
(2):
设
则由
可知,
[
],
∴
方法
(一)
(
),
方法
(二)
且
3.(与名师对话第51练)已知抛物线的方程为
过点
且倾斜角
为
(0<
<
)的直线交抛物线于
两点,且
(1)求
的值;
(2)若点
分
所成的比为
关于
的函数关系式.
要求
的值,必须给出关于
的方程.
解
(1):
设过点
且倾斜角为
)的直线的方程为
由方程组
则
分析:
由
可知过点
)的直线为
.先建立关于
的函数关系式,再转换为关于
解
(2):
∵关于
的函数关系式,
由
(1)可知
可消去
得,
∵0<
∴
4.(与名师对话第51练)已知方向向量为
过点(0,-2)和椭圆C:
的焦点,且椭圆C的中心关于直线
的对称点在椭圆C的右准线上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在过点E(-2,0)的直线
交椭圆C于
为原点
?
若存在,求出直线
的方程;
若不存在,请说明理由.
6.(与名师对话第52练20)椭圆C的方程为
,F是它的左焦点,M是椭圆C上的一个动点,O为坐标原点.
(1)求
的重心
的轨迹方程;
(2)若
对原点和点P(-2,0)的张角
最大,求点
的坐标.
设点
(y
0),M(x1,y1)由题设可知,F(
)
的轨迹方程为
).
(2)由
(1)可知,原点和点P(-2,0)是椭圆
的两个焦点.下面证明当点M与椭圆
的短轴的端点重合时张角
最大.
方法
(一)用椭圆的定义
设椭圆C上的一个动点
到椭圆的两个焦点的距离为
、
,则由椭圆的定义可知
+
=2
中,
(当且仅当
时,等于号成立)
=0
∴当
即点M与短轴的端点重合时张角
最大,最大角为
这时点M的坐标为(-1,1)、(-1,-1).
方法
(二)用椭圆的焦半径公式
将椭圆
平移到中心在原点的位置,这时椭圆的方程为
原张角
就是在点P处的两条焦半径的夹角.设点P的坐标为(
),则
当
时,
当
时,
的最大值为
这时相应点P的坐标为(0,
1),在椭圆的原位置相应点P的坐标为(-1,
1).
7.
(与名师对话第52练21)已知动点
与双曲线
的两个焦点
的距
离之和为定值,且
的最小值为
(1)求动点
(2)若已知点
(0,3),点
在动点
的轨迹上,且
求实
数
(3)若已知点
(1,1),点
求直线
由题设可知,动点
的轨迹是以双曲线
为其焦点
的椭圆,因此动点
的轨迹方程可以用待定系数法求得.
的椭圆,设其方程为
可以证明(仿例6)当动点
在椭圆的短轴的端点时
的值最小,这时
.∴
∴动点
可知,点
共线,直线MN的变化可以用其斜率表示(直线的方程为
这时要k作讨论),也可以用
表44z示(直线的方程为
这时不需要对
作讨论).下面用直线方程
求解.
解法
(一):
共线.
若直线MN的斜率不存在,则
若直线MN的斜率存在,设直线MN的方程为
则由方程组
可得,
设
则
又由
综上所述,
用点
的坐标表示直线MN的变化.
解法
(二):
解得
8.抛物线C的方程为
过抛物线C上一点
)作斜率
的两条直线分别交抛物线C于
两点(
三点各不相同),且满足
(1)求抛物线C的焦点坐标和准线方程;
(2)设直线
上一点
满足:
证明线段
的中点在
轴上;
(3)当
时,若点
的坐标为(1,-1),求
为钝角时点A的纵坐标
将
看作常量.
抛物线C的方程为
故抛物线C的焦点坐标为(
),准线方程为
从形式上看,线段
的中点坐标与
相关,而实际上肯定横坐标可以消元为0.
由题设可知,直线
即
同理
∵
-
∴线段
的中点横坐标为0,即线段
轴上.
解(3):
由题设和题
(2)可知,抛物线C的方程为
又
故
为钝角,
三点各不相同,∴
即有
9.已知椭圆C的中心在原点,焦点在X轴上,一条经过点