高中数学圆锥曲线详解 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/28 11:14:17星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

解圆锥曲线问题常用方法+椭圆与双曲线的经典

结论+椭圆与双曲线的对偶性质总结

解圆锥曲线问题常用以下方法:

1、定义法

(1)椭圆有两种定义。第一定义中,r1+r2=2a。第二定义中,r1=ed1 r2=ed2。

(2)双曲线有两种定义。第一定义中,r1?r2?2a,当r1>r2时,注意r2的最小值为c-a:第二定义中,r1=ed1,r2=ed2,尤其应注意第二定义的应用,常常将 半径与“点到准线距离”互相转化。

(3)抛物线只有一种定义,而此定义的作用较椭圆、双曲线更大,很多抛物线问题用定义解决更直接简明。

2、韦达定理法

因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要忽视判别式的作用。

3、解析几何的运算中,常设一些量而并不解解出这些量,利用这些量过渡使问题得以解决,这种方法称为“设而不求法”。设而不求法对于直线与圆锥曲线相交而产生的弦中点问题,常用“点差法”,即设弦的两个端点A(x1,y1),B(x2,y2),弦AB中点为M(x0,y0),将点A、B坐标代入圆锥曲线方程,作差后,产生弦中点与弦斜率的关系,这是一种常见的“设而不求”法,具体有:

xy0x2y2?k?0。 (1)2?2?1(a?b?0)与直线相交于A、B,设弦AB中点为M(x0,y0),则有0aba2b2xy0x2y2?k?0 (2)2?2?1(a?0,b?0)与直线l相交于A、B,设弦AB中点为M(x0,y0)则有022abab(3)y2=2px(p>0)与直线l相交于A、B设弦AB中点为M(x0,y0),则有2y0k=2p,即y0k=p.

【典型例题】

例1、(1)抛物线C:y2=4x上一点P到点A(3,42)与到准线的距离和最小,则点 P的坐标为______________ (2)抛物线C: y2=4x上一点Q到点B(4,1)与到焦点F的距离和最小,则点Q的坐标为 。 分析:(1)A在抛物线外,如图,连PF,则PH?PF,因而易发现,P、F三点共线时,距离和最小。

HPFAQB当A、

(2)B在抛物线内,如图,作QR⊥l交于R,则当B、Q、R三点共线时,距离和最小。 解:(1)(2,2)

连PF,当A、P、F三点共线时,AP?PH?AP?PF最小,此时AF的方程为y?y=22(x-1),代入y2=4x得P(2,22),(注:另一交点为(

(2)(

42?0(x?1) 即

3?11,?2),它为直线AF与抛物线的另一交点,舍去) 21,1) 4过Q作QR⊥l交于R,当B、Q、R三点共线时,BQ?QF?BQ?QR最小,此时Q点的纵坐标为1,代入y2=4x得x=

11,∴Q(,1) 44点评:这是利用定义将“点点距离”与“点线距离”互相转化的一个典型例题,请仔细体会。

x2y2??1的右焦点,A(1,1)为椭圆内一定点,P为椭圆上一动点。 例2、F是椭圆43(1)PA?PF的最小值为 (2)PA?2PF的最小值为

分析:PF为椭圆的一个焦半径,常需将另一焦半径PF?或准线作出来考题。

解:(1)4-5

设另一焦点为F?,则F?(-1,0)连AF?,PF?

PA?PF?PA?2a?PF??2a?(PF??PA)?2a?AF??4?5

当P是F?A的延长线与椭圆的交点时, PA?PF取得最小值为4-5。 (2)3

作出右准线l,作PH⊥l交于H,因a2=4,b2=3,c2=1, a=2,c=1,e=∴PF?F0′yAFPHx虑问1, 21PH,即2PF?PH 2∴PA?2PF?PA?PH

a2?xA?4?1?3 当A、P、H三点共线时,其和最小,最小值为c

例3、动圆M与圆C1:(x+1)2+y2=36内切,与圆C2:(x-1)2+y2=4外切,求圆心M的轨迹方程。 分析:作图时,要注意相切时的“图形特征”:两个圆心与切点这三点(如图中的A、M、C共线,B、D、M共线)。列式的主要途径是动圆的yMDC5x共线“半径A0B

等于半径”(如图中的MC?MD)。

解:如图,MC?MD,

∴AC?MA?MB?DB即6?MA?MB?2 ∴MA?MB?8 (*)

22xy??1 ∴点M的轨迹为椭圆,2a=8,a=4,c=1,b2=15轨迹方程为

1615点评:得到方程(*)后,应直接利用椭圆的定义写出方程,而无需再用距离公式列式求解,即列出

(x?1)2?y2?(x?1)2?y2?4,再移项,平方,…相当于将椭圆标准方程推导了一遍,较繁琐!

例4、△ABC中,B(-5,0),C(5,0),且sinC-sinB=

3sinA,求点A的轨迹方程。 5分析:由于sinA、sinB、sinC的关系为一次齐次式,两边乘以2R(R为外接圆半径),可转化为边长的关系。 解:sinC-sinB=

33sinA 2RsinC-2RsinB=·2RsinA 553BC 5∴AB?AC?即AB?AC?6 (*)

∴点A的轨迹为双曲线的右支(去掉顶点) ∵2a=6,2c=10 ∴a=3, c=5, b=4

x2y2??1 (x>3) 所求轨迹方程为

916点评:要注意利用定义直接解题,这里由(*)式直接用定义说明了轨迹(双曲线右支)

例5、定长为3的线段AB的两个端点在y=x2上移动,AB中点为M,求点M到x轴的最短距离。 分析:(1)可直接利用抛物线设点,如设A(x1,x12),B(x2,X22),又设AB中点为M(x0y0)用弦长公式及中点公式得出y0关于x0的函数表达式,再用函数思想求出最短距离。

(2)M到x轴的距离是一种“点线距离”,可先考虑M到准线的距离,想到用定义法。 解法一:设A(x1,x12),B(x2,x22),AB中点M(x0,y0)

22?(x1?x2)2?(x12?x2)?9① 则? ② ?x1?x2?2x0③ ?22x?x?2y20?1由①得(x1-x2)2[1+(x1+x2)2]=9