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圆锥曲线的定义反映了圆锥曲线的本质属性,也是建立各自方程的依据.然而在教学中发现,学生往往过多依赖方程而忽略定义在解题中的灵活应用.事实上,圆锥曲线的定义对于很多数学问题具有明显的导向作用,利用定义解题,是解决有关问题的重要策略.以下举例说明圆锥曲线定义在解题中的应用.
一、定义法求动点轨迹方程
例1已知A-7,0,B7,0,C2,-12,椭圆过A,B两点且以C为其一个焦点,求椭圆另一焦点的轨迹方程.
解析:设椭圆的另一焦点Fx,y),由题意得|AC|+|AF|=|BC|+|BF|,所以|AF|-|BF|=|BC|-|AC|.而|BC|=13,|AC|=15,于是|FB|-|FA|=2,根据双曲线定义可知,F在以A,B为焦点的双曲线的左支上. 这里2a=2,所以a=1,又c=7,所以b2=c2-a2=48,故椭圆的另一焦点F的轨迹方程为x2-y2/48=1(x<0).
点评:本题首先根据椭圆的定义A、B是椭圆上的点得出等式,|FB|-|FA|=2.
这样根据定义先判断出动点F轨迹的类型,再用待定系数法求出轨迹方程.
二、利用定义解决圆锥曲线的简单几何性质
例2已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),若椭圆上存在点P使asin∠PF1F2=csin∠PF2F1,则该椭圆的离心率的取值范围为.
点评:椭圆和双曲线中但凡涉及到曲线上的点到焦点的距离,通常要联系定义解题.
变式训练2:已知点P在双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右支上,双曲线两焦点为F1、F2,|PF1|2|PF2|最小值是8a,求双曲线离心率的取值范围.
三、利用定义求最值
例3已知点P是抛物线y2=4x上的动点,点P在y轴上的射影是M,点A的坐标是4,a,则当|a|>4时,|PA|+|PM|的最小值是.
解析:抛物线焦点F1,0,设点P到准线:x=-1的距离为d,由抛物线的定义,d=|PF|.
点评:抛物线上的点到其焦点的距离和到准线距离相等,利用抛物线定义将二者互化,是解决抛物线中最值问题的重要策略.这里根据题意,将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离,从而构造出两点间线段最短,使问题迎刃而解.
变式训练3:已知点P是抛物线y2=4x上的动点,F为其焦点,若B(3,2),|PB|+|PF|的最小值是
答案:4
总之,有关圆锥曲线的问题往往运算量大,求解过程比较复杂,但若能正确、灵活地运用圆锥曲线的相关定义去分析解题,往往会使问题化繁为简,提高解题思路的精确率.
[湖北省十堰市第一中学(442000)]
一、定义法求动点轨迹方程
例1已知A-7,0,B7,0,C2,-12,椭圆过A,B两点且以C为其一个焦点,求椭圆另一焦点的轨迹方程.
解析:设椭圆的另一焦点Fx,y),由题意得|AC|+|AF|=|BC|+|BF|,所以|AF|-|BF|=|BC|-|AC|.而|BC|=13,|AC|=15,于是|FB|-|FA|=2,根据双曲线定义可知,F在以A,B为焦点的双曲线的左支上. 这里2a=2,所以a=1,又c=7,所以b2=c2-a2=48,故椭圆的另一焦点F的轨迹方程为x2-y2/48=1(x<0).
点评:本题首先根据椭圆的定义A、B是椭圆上的点得出等式,|FB|-|FA|=2.
这样根据定义先判断出动点F轨迹的类型,再用待定系数法求出轨迹方程.
二、利用定义解决圆锥曲线的简单几何性质
例2已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),若椭圆上存在点P使asin∠PF1F2=csin∠PF2F1,则该椭圆的离心率的取值范围为.
点评:椭圆和双曲线中但凡涉及到曲线上的点到焦点的距离,通常要联系定义解题.
变式训练2:已知点P在双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右支上,双曲线两焦点为F1、F2,|PF1|2|PF2|最小值是8a,求双曲线离心率的取值范围.
三、利用定义求最值
例3已知点P是抛物线y2=4x上的动点,点P在y轴上的射影是M,点A的坐标是4,a,则当|a|>4时,|PA|+|PM|的最小值是.
解析:抛物线焦点F1,0,设点P到准线:x=-1的距离为d,由抛物线的定义,d=|PF|.
点评:抛物线上的点到其焦点的距离和到准线距离相等,利用抛物线定义将二者互化,是解决抛物线中最值问题的重要策略.这里根据题意,将抛物线上的点到准线的距离转化为该点到焦点的距离,从而构造出两点间线段最短,使问题迎刃而解.
变式训练3:已知点P是抛物线y2=4x上的动点,F为其焦点,若B(3,2),|PB|+|PF|的最小值是
答案:4
总之,有关圆锥曲线的问题往往运算量大,求解过程比较复杂,但若能正确、灵活地运用圆锥曲线的相关定义去分析解题,往往会使问题化繁为简,提高解题思路的精确率.
[湖北省十堰市第一中学(442000)]