江西省金溪縣第一中學(xué) 鄭蔚文
圓錐曲線的定義揭示了它們各自存在的條件、基本性質(zhì)及幾何特征。橢圓、拋物線、雙曲線的定義既有相異的一面(第一定義),又有相同的一面(第二定義),定義就成了了解和研究圓錐曲線最重要的工具,下面不妨舉例說明。
例1 動點P為橢圓上運動,且保持AB∥x軸,則△AMB的周長l的取值范圍是( )。上異于頂點(±a,0)的一點,F(xiàn)1、F2為橢圓的左、右焦點,動圓I與線段F1P、F1F2的延長線及線段PF2相切,則圓心I的軌跡為除去坐標(biāo)軸上的點是( )。
A.拋物線 B.一條直線 C.雙曲線右支 D.橢圓
例2 已知點M(1,0),動點A,B分別在圖2中拋物線y2=4x及橢圓的實線部分
圖1
圖2
分析:易知點M為拋物線和橢圓的公共焦點,設(shè)A(x1,y1)、B(x2,y2),則根據(jù)橢圓和拋物線的定義可得|BM|=|AM|=x+1,1又|AB|=x2-x1,所以解<4,選C。
例3 如圖3,已知拋物線x2=4y上的動點P在x軸上的射影為M,點A(3,2),則|PA|+|PM|的最小值為____________。
分析:延長PM交拋物線準(zhǔn)線y=-1于點N,由拋物線定義知 |PN|=|PF|,則 |PA|+|PM|=|PA|+|PN|- 1=|PA|+|PF|- 1,要使|PA|+|PF|取最小值,點F、P、A三點必共線,此時|PA|+|PM|的最小值為|AF|-1=
圖3
例4 已知拋物線y2=4x,直線l的方程為x-y+4=0,在拋物線上有一動點P,P到y(tǒng)軸的距離為d1,P到直線l的距離為d2,則d1+d2的最小值為( )。
分析:如圖4,設(shè)PM⊥y軸于M點,延長PM交拋物線準(zhǔn)線x=-1于N點,根據(jù)拋物線的定義有|PN|=|PF|, 所 以d1+d2=|PF|+d2-1。 而 要|PF|+d2的值最小,只需過F作FH⊥l于點H,那么最小值為|FH|=選D也就很自然了。
例5 已知定點F1(-2,0)、F2(2,0),N是圓O:x2+y2=1上任意一點,點F1關(guān)于點N的對稱點為M,線段F1M的中垂線與直線F2M相交于點P,則點P的軌跡是( )
A.橢圓 B.雙曲線 C.拋物線 D.圓
分析:如圖5,當(dāng)N取圓O的右半側(cè)時,因為直線NP為線段F1M的中垂線,所以|PF1|=|PM|,則 |PF1|- |PF2|=|PM|- |PF2|=|MF2|。連接ON,則ON為△MF1F2的中位線,所以|MF2|=2|ON|=2,即|PF1|-|PF2|=2。同理,當(dāng)N取圓O的左半側(cè)時,有|PF2|-|PF1|=2,由雙曲線的定義知選B。
圖4
圖5
A.|OB|=e|OA| B.|OA|=e|OB|
C.|OB|=|OA| D.|OA|與|OB|關(guān)系不確定
分析:如圖6,設(shè)△PF1F2的內(nèi)切圓I分別與 邊 PF2、PF1切于 點 C、D,延 長 F2B交 PF1于點E。由雙曲線定義可知|PF1|-|PF2|=2a,又所以|PF1|-|PF2|=|F1A|-|F2A|=2a,顯然點A為雙曲線的右頂點。又因為F2B⊥PI且PI為∠F1PF2的平分線,所以點B為F2E的中點,這樣,OB為△EF1F2的中位線,即兩次使用雙曲線的定義,可知|OA|=|OB|=a,選C。
圖6
因此,在求解圓錐曲線,特別是涉及焦點、焦半徑或準(zhǔn)線等內(nèi)容時,使用定義求解,往往能避免煩瑣的推理與運算,進(jìn)而快速、準(zhǔn)確地解決問題。