内容正文:
类型1 圆锥曲线的定义及应用
“回归定义”解题的三点应用
应用1:求轨迹方程时,若所求轨迹符合某种圆锥曲线的定义,则根据圆锥曲线的定义,写出所求的轨迹方程;
应用2:涉及椭圆、双曲线的焦点三角形问题,常用定义结合解三角形的知识来解决;
应用3:求与抛物线有关的最值问题时,常利用定义把到焦点的距离转化为到准线的距离,结合几何图形,利用几何意义去解决.
提醒:应用定义解题时注意圆锥曲线定义中的限制条件.
【例1】 (1)已知动点M的坐标满足方程5=|3x+4y-12|,则动点M的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线
C.抛物线 D.以上都不对
(2)双曲线16x2-9y2=144的左、右两焦点分别为F1,F2,点P在双曲线上,且|PF1|·|PF2|=64,则∠F1PF2=________.
(1)C (2)60° [(1)把轨迹方程5=|3x+4y-12|写成=.
∴动点M到原点的距离与它到直线3x+4y-12=0的距离相等.∴点M的轨迹是以原点为焦点,直线3x+4y-12=0为准线的抛物线.
(2)双曲线方程16x2-9y2=144,化简为=1,
即a2=9,b2=16,所以c2=25,
解得a=3,c=5,所以F1(-5,0),F2(5,0).
设|PF1|=m,|PF2|=n,
由双曲线的定义知|m-n|=2a=6,又已知m·n=64,
在△PF1F2中,由余弦定理知
cos ∠F1PF2=
==
==.
又0°<∠F1PF2<180°,
所以∠F1PF2=60°.]
类型2 圆锥曲线的方程
求圆锥曲线方程的一般步骤
求曲线方程问题,可采用“先定形,后定式,再定量”的步骤.
(1)定形——指的是圆锥曲线的焦点位置与对称轴的位置.
(2)定式——根据“形”设方程的形式,注意曲线系方程的应用,如当椭圆的焦点不确定在哪条坐标轴上时,可设方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0).
(3)定量——由题设中的条件找到“式”中待定系数的等量关系,通过解方程得到量的大小.
【例2】 (1)已知双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线交双曲线于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为( )
A.=1 B.=1
C.=1 D.=1
(2)已知直线y=-x+2和椭圆=1(a>b>0)交于A,B两点,且a=2b.若|AB|=2,求椭圆的方程.
(1)C [法一:因为双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为2,所以解得所以双曲线的渐近线方程为y=±x=±x.依题意,不妨设A,B到直线y=x的距离分别为d1,d2,因为d1+d2=6,所以=6,所以=6,
解得a=,所以b=3,
所以双曲线的方程为=1,故选C.
法二:因为双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为2,所以
解得如图所示,由d1+d2=6,即|AD|+|BE|=6,可得|CF|=3,故
b=3,所以a=,所以双曲线的方程为=1.]
(2)[解] 由消去y得x2-4x+8-2b2=0.由Δ=16-4(8-2b2)>0,得b2>2.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由根与系数的关系得x1+x2=4,x1x2=8-2b2.
∵|AB|=2,∴·=2,
即·=2,解得b2=4,故a2=4b2=16.
∴所求椭圆的方程为=1.
类型3 圆锥曲线的性质及应用
求解离心率的三种方法
(1)定义法:由椭圆(双曲线)的标准方程可知,不论椭圆(双曲线)的焦点在x轴上还是y轴上都有关系式a2-b2=c2(a2+b2=c2)以及e=,已知其中的任意两个参数,可以求其他的参数,这是基本且常用的方法.
(2)方程法:建立参数a与c之间的齐次关系式,从而求出其离心率,这是求离心率的十分重要的思路及方法.
(3)几何法:与过焦点的三角形有关的离心率问题,根据平面几何性质以及椭圆(双曲线)的定义、几何性质,建立参数之间的关系,通过画出图形,观察线段之间的关系,使问题更形象、直观.
【例3】 (1)已知F1,F2是椭圆C:=1(a>b>0)的左、右焦点,A是椭圆C的左顶点,点P在过A且斜率为的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为( )
A. B.
C. D.
(2)若双曲线C:=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x-2)2+y2=4所截得的弦长为2,则C的离心率为( )
A.2 B.
C. D.
(1)D (2)A [(1)由题意易知直线AP的方程为y=(x+a),①
直线PF2的方程为y=(x-c).②
联立①②,得P点纵坐标y=(a+c),
如图,过P向x轴引垂线,垂足为H,则PH=(a+c).
因为∠PF2H=60°,PF2=F1F2=2c,
所以sin 60°===,
即a+c=5c,即a=4c,
所以e==.故选D.
(2)由题意可知圆的圆心为(2,0),半径为2.因为双曲线=1的渐近线方程为y=±x,即bx±ay=0,且双曲线的一条渐近线与圆相交所得的弦长为2,所以=,所以=.故离心率e==2.故选A.]
类型4 直线与圆锥曲线的位置关系
1.圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略
(1)证明代数式为定值.依题设条件得出与代数式参数有关的等式,代入所求代数式,化简得出定值.
(2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的表达式,再利用题设条件化简、变形.
(3)求某线段长度为定值.利用两点间距离公式求得表达式,再根据条件对其进行化简、变形即可.
2.圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)探索直线过定点时,可设出直线方程为y=kx+b,然后利用条件建立b,k间的等量关系进行消元,借助于直线系的思想找出定点.
(2)从特殊情况入手,先探求定点,再证明与变量无关.
【例4】 设椭圆C:=1(a>b>0),右顶点是A(2,0),离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l与椭圆交于两点M,N(M,N不同于点A),若·=0,求证:直线l过定点,并求出定点坐标.
[解] (1)右顶点是A(2,0),离心率为,
所以a=2,=,
∴c=1,则b=,
∴椭圆的标准方程为=1.
(2)证明:当直线MN斜率不存在时,
设lMN:x=m,-2<m<2,
与椭圆方程=1联立,得|y|=,|MN|=2,
设直线MN与x轴交于点B,|MB|=|AB|,
即=2-m,
∴m=或m=2(舍),∴直线lMN过定点;
当直线MN斜率存在时,设直线MN斜率为k,M(x1,y1),N(x2,y2),则直线lMN:y=kx+b(k≠0),与椭圆方程=1联立,得
(4k2+3)x2+8kbx+4b2-12=0,
Δ=(8kb)2-4(4k2+3)(4b2-12)>0,k∈R,
∴x1+x2=-,x1x2=,
y1y2=(kx1+b)(kx2+b)=k2x1x2+kb(x1+x2)+b2.
·=0,则(x1-2,y1)(x2-2,y2)=0,
即x1x2-2(x1+x2)+4+y1y2=0,
∴7b2+4k2+16kb=0,
∴b=-k或b=-2k,
∴直线lMN:y=k或y=k(x-2),
∴直线过定点或(2,0)(舍去).
综上,直线l过定点.
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