内容正文:
2.1 圆锥曲线
学习目标:1.通过用平面截圆锥面,经历从具体情境中抽象出椭圆、抛物线模型的过程,掌握它们的定义.(重点、难点)2.通过用平面截圆锥面,感受、了解双曲线的定义.(难点)
圆锥曲线
(1)用平面截圆锥面能得到的曲线图形是两条相交直线、圆、椭圆、双曲线、抛物线.
(2)设P为圆锥曲线上任意一点,常数为2a(a>0).
定义(自然语言)
数学语言
椭圆
平面内到两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于F1F2)的点的轨迹叫做椭圆.两个定点F1,F2叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距
PF1+PF2=2a>F1F2
双曲线
平面内到两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于F1F2的正数)的点的轨迹叫做双曲线,两个定点F1,F2叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距
|PF1-PF2|=2a<F1F2
抛物线
平面内到一个定点F和一条定直线l(F不在l上)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点F叫做抛物线的焦点,定直线l叫做抛物线的准线
PF=d,其中d为点P到l的距离
[基础自测]
思考辨析
(1)平面内到两定点F1(-5,0),F2(5,0)的距离之和为10的动点的轨迹是椭圆.
( )
(2)在双曲线定义中,若去掉“绝对值”,其轨迹不是双曲线.
( )
(3)在抛物线定义中,“F不在l上”可以省略.
( )
(4)在椭圆、双曲线、抛物线的定义中“平面内”这一条件都不能丢掉,否则动点的轨迹就是空间图形.
( )
[解析] (1)×.因为|F1F2|=10,所以动点轨迹是线段F1F2,不是椭圆,故不正确.
(2)√.双曲线定义中,若去掉“绝对值”,其轨迹是双曲线的一支,不是双曲线,故正确.
(3)×.抛物线定义中,“F不在l上”不能省略,因为F在l上时,轨迹是一条直线,故不正确.
(4)√.圆锥曲线是平面图形,因此是正确的.
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)√
椭圆的定义及应用
(1)已知△ABC中,A(0,-3),B(0,3),且△ABC的周长为16,试确定顶点C的轨迹;
(2)已知F1,F2为椭圆的两焦点,直线AB过点F1,交椭圆于A,B两点,若椭圆上任一点P满足PF1+PF2=5,求△ABF2的周长.
[思路探究] (1)由△ABC的周长为16,AB=6得CA+CB=10,根据椭圆的定义知,点C在椭圆上;(2)利用椭圆的定义,把△ABF2的周长分解为点A和点B到焦点的距离之和.
[解] (1)由A(0,-3),B(0,3)得AB=6,又△ABC的周长为16,所以CA+CB=16-6=10>6,
由椭圆的定义可知,
点C在以A、B为焦点的椭圆上,
又因为A、B、C为三角形的顶点,
所以A、B、C三点不共线,所以点C的轨迹是以A,B为焦点的椭圆(除去与A、B所在同一直线的两个点).
(2)由椭圆的定义可知,AF1+AF2=BF1+BF2=PF1+PF2=5,所以△ABF2的周长为AB+AF2+BF2=(AF1+AF2)+(BF1+BF2)=5+5=10.
[规律方法] 椭圆定义的应用方法
(1(判定动点P的轨迹为椭圆,关键分析两点:(1(点P到两定点的距离之和是否为常数,(2(该常数是否大于两定点之间的距离.
(2(判定点的轨迹时,应注意对个别点进行检验,如本例(1(中,因为△ABC三顶点不共线,所以应去掉直线AB与椭圆的两个交点.
(3(当条件中同时出现椭圆的两个焦点及椭圆上一点时,可考虑应用椭圆的定义进行求解.
[跟踪训练]
1.命题甲:动点P到两定点A,B的距离之和PA+PB=2a(a>0,a为常数);命题乙:P点轨迹是椭圆,则命题甲是命题乙的________条件.
[解析] 根据椭圆的定义,应填必要不充分.
[答案] 必要不充分
双曲线的定义及应用
已知点P(x,y)的坐标满足下列条件,试判断下列各条件下点P的轨迹是什么图形?
(1)||=6;-
(2)=6.-
[思路探究] 把代数方程转化为几何问题解决,严格扣准双曲线的定义.
[解] (1)∵||表示点P(x,y)到两定点F1(-5,0),F2(5,0)的距离之差的绝对值,|F1F2|=10,∴||PF1|-|PF2||=6<|F1F2|,-
故点P的轨迹是双曲线.
(2)∵表示点P(x,y)到两定点F1(-4,0),-
F2(4,0)的距离之差,|F1F2|=8,
∴|PF1|-|PF2|=6<|F1F2|,
故点P的轨迹是双曲线的右支.
[规律方法] 在双曲线的定义中,注意三个关键点:①在平面内;②差的绝对值;③定值且定值小于两定点间距.在这三个条件中,缺少一个条件,其动点轨迹也不是双曲线.
[跟踪训练]
2.已知A(0,-5),B(0,5),若|PA|