对两定点距离关系的探究

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  〔关键词〕 数学教学;两定点;距离
  〔中图分类号〕 G633.6 〔文献标识码〕 C
  〔文章编号〕 1004—0463(2014)03—0090—01
  在平面解析几何的学习过程中,我们已经知道椭圆和双曲线的定义,即都是研究关于平面内一动点与两个定点的距离关系的.课本中这样定义:“平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹”叫椭圆,“平面内与两个定点F1,F2的距离差的绝对值等于常数(小于|F1F2|)的点的轨迹”叫双曲线.下面,我们进一步来探究其他一些与两定点距离有关系的点的轨迹问题(仍引用教科书建立的坐标).
  探究一:到两定点的距离积为定值的点的轨迹(d1×d2=m(m>0)).
  探析:由■·■=m,两边平方,化简得:x4+y4+2x2y2-2c2y2+c4-m2=0,整理后得y= ±■
  (1)由曲线方程的特征可知曲线是关于x轴、y轴成轴对称图形,且关于原点成中心对称图形;
  (2)在方程中令x=0,得y4+2c2y2+c4-m2=0,(y2+c2-m)(y2+c2+m)=0
  则y2=m-c2 或 y2=-c2-m (y2<0,不合理舍去).
  当m>c2时,方程所表示的曲线与y轴交于两点(0,±■);
  当m=c2时,方程所表示的曲线与y轴交于一点(0,0);
  当m  (3)令y=0,得:x4-2c2x2+c4-m2=0,(x2-c2+m)(x2-c2-m)=0
  则x2=c2-m或 x2=c2+m,
  ∴当m>c2时,方程所表示的曲线与x轴交于两点(±■,0);
  当m=c2时,方程所表示的曲线与x轴交于三点 (0,0),(±■,0);
  当m  由以上(1)、(2)、(3)综合分析可得:
  当m>c2时,方程所表示的图形为图1,我们可以称其为“花生型”;当m=c2时,方程所表示的图形为图2,我们可称其为“倒8字型”;当m  探究二:到两定点的距离之比为定值的点得轨迹(■=a(a>0)).
  探析:由■ =a,两边平方化简得(x-■c)2+y2=(■)2.可以看出,当a≠1时其轨迹是以(■,0)为圆心,■为半径的圆;
  当a=1时,参看d1=d2时的情况.这其实也是圆的另外一种定义,它是“阿波罗尼奥斯”圆,简称“阿氏”圆.
  探究三:到两定点距离的平方和为定值的点的轨迹(d12+d22=a).
  探析:由(x+c)2+y2+(x-c)2+y2=a,化简得:x2+y2=■-c2 .
  当2c2a时,轨迹不存在(2c2>a);当2c2=a时,点的轨迹就是原点.
  探究四:到两定点距离的平方差为定值的点的轨迹,即d12-d22=a的情形.
  探析:由(x+c)2+y2-(x-c)2-y2=a,化简得x=■.因此,点的轨迹是垂直于x轴的直线.
  编辑:谢颖丽
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