第5课 圆锥曲线的统一定义
【考点导读】
了解圆锥曲线的第二定义.
能用第二定义解决简单的圆锥曲线问题.
【基础练习】
1.抛物线的焦点的坐标是, 准线方程是
2..如果双曲线的两个焦点分别为、,一条渐近线方程为,那么它的两条准线间的距离是2
3.若双曲线上的点到左准线的距离是到左焦点距离的,则=
4.点M与点F的距离比它到直线:的距离小1,则点的轨迹方程是
5.如图,把椭圆的长轴分成等份,过每个分点作轴的垂线交椭圆的上半部
分于七个点,是椭圆的一个焦点,则
【范例导析】
例1.(1)已知双曲线的渐近线方程为,两条准线间的距离为,求双曲线标准方程.(2)点是椭圆的短轴端点,椭圆的右焦点为F,为等边三角形,点F到椭圆右准线l的距离为1,求椭圆方程.
分析:(1)可根据双曲线方程与渐近线方程的关系,设出双曲线方程,进而求出双曲线标准方程.(2)利用几何图形与椭圆性质求基本量.
解:(1)∵双曲线渐近线方程为,∴设双曲线方程为
①若,则,
∴准线方程为:,∴,∴
②若,则,
∴准线方程为:,∴,∴
∴所求双曲线方程为:或
(2),
.
准线l的方程:,
所以 解之得于是.
故椭圆方程为.
点拨:求圆锥曲线方程时,一般先由条件设出所求方程,然后再根据条件列出基本的方程组解方程组得出结果.
例2. 已知长轴为12,短轴长为6,焦点在轴上的椭圆,过它对的左焦点作倾斜角为的直线交椭圆于,两点,求弦的长.
分析:此类题目是求弦长问题,这种题目方法很多,可以利用弦长公式求得,也可以利用椭圆定义及余弦定理,还可以利用焦点半径来求.
解:(法1)利用直线与椭圆相交的弦长公式求解.
.
因为,,所以.
又因为焦点在轴上,
所以椭圆方程为,左焦点,从而直线方程为
.
由直线方程与椭圆方程联立得
.
设,为方程两根,
所以,,,
从而.
(法2)利用椭圆的定义及余弦定理求解.
由题意可知椭圆方程为,设,,则
,.
在中,,
即;
所以.同理在中,用余弦定理得,所以
.
(法3)利用焦半径求解.
先根据直线与椭圆联立的方程求出方程的两根,,它们分别是,的横坐标.
再根据焦半径,,从而求出.
点拨:对于直线与椭圆的位置关系有相交、相切、相离,判断直线与椭圆的位置关系,可以利用直线方程与椭圆方程联立,看联立后方程解的个数:,无解则相离;,一解则相切;,两解则相交,在解决过焦点的弦长问题,则可从以上三种思路考虑.
【例3】已知双曲线的离心率,左,右焦点分别的为,左准线为,能否在双曲线的左支上找到一点P,使得是P到的距离与的等比中项。
【解】:设在左半支上存在点P,使,由双曲线的第二定义知,即 ①
再由双曲线的第一定义,得 ②
由①②,解得:
由在Δ中有 , ③
利用,从③式得 解得
,与已知矛盾。
∴符合条件的点P不存在。
点拨:利用定义及假设求出离心率的取值是关键。
反馈练习:
1.若双曲线上的点到左准线的距离是到左焦点距离的,则
2.设是坐标原点,是抛物线的焦点,是抛物线上的一点,
与轴正向的夹角为,则为
3.在给定椭圆中,过焦点且垂直于长轴的弦长为,焦点到相应准线的距离为1,则该椭圆的离心率为
4.已知双曲线的一条准线为,则该双曲线的离心率为
5.已知点P是抛物线y2=4x上一点,设P到此抛物线的准线的距离为d1,到直线x+2y+10=0的距离为d2,则d1+d2的最小值为
6 双曲线右支点上的一点P到右焦点的距离为2,则P点到左准线的距离为 8
7 过抛物线(a>0)的焦点F作一直线交抛物线于P Q两点,若线段PF与FQ的长分别为p ( http: / / www. / ) q,则等于
8.设椭圆上有一点到左准线的距离为,是该椭圆的左焦点,若点满足则 2
9.已知双曲线的左右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线的右支上,且,则此双曲线的离心率的最大值是
10.已知点,,在双曲线上求一点,使的值最小.
解:∵,,∴,∴
设点到与焦点相应准线的距离为则
∴,∴
至此,将问题转化成在双曲线上求一点,
使到定点的距离与到准线距离和最小.
即到定点的距离与准线距离和最小为直线垂直于准线时,
解之得,点.
点拨:灵活巧妙地运用双曲线的比值定义于解题中,将会带给我们意想不到的方便和简单.教学中应着重培养学生灵活运用知识的能力.
11.已知椭圆的对称中心在坐标原点,对称轴为坐标轴,其中一个焦点的坐标为。椭圆与y轴交于A、B两点,其中点A的坐标为
(1)、求此椭圆的方程; (2)、若点C在该椭圆上,且|CF1|=4,请求此时△ABC的面积。
解:(1)由已知,可设椭圆方程为,
则可知,,得
∴该椭圆方程为:;
(2)由(1),椭圆的左准线为,离心率
如图,设点C到左准线的距离为|CE|、到y轴的距离为|CD|,则
又|CF1|=4,得 |CE|=
又|DE|=,得 |CD|=
∴
12.已知,是椭圆的两个焦点,是椭圆上一点,且.
(1)求椭圆离心率的取值范围;
(2)求证的面积与椭圆短轴长有关.
分析:不失一般性,可以设椭圆方程为
(),().
思路一:利用焦半径公式,,在中运用余弦定理,求,再利用,可以确定离心率的取值范围,将代入椭圆方程中求,便可求出的面积.
思路二:利用正弦定理、余弦定理,结合求解.
解:(法1)设椭圆方程为(),,,,,
则,.
在中,由余弦定理得
,
解得.
(1)∵,
∴,即.
∴.
故椭圆离心率的取范围是.
(2)将代入得
,即.
∴.
即的面积只与椭圆的短轴长有关.
(法2)设,,,,
则.
(1)在中,由正弦定理得
.
∴
∵,
∴,
∴
.
当且仅当时等号成立.
故椭圆离心率的取值范围是.
(2)在中,由余弦定理得:
∵,
∴,即.
∴.
即的面积与椭圆短轴长有关.
点拨:椭圆上的一点与两个焦点,构成的三角形为椭圆的焦点三角形,涉及有关焦点三角形问题,通常运用三角形的边角关系定理.解题中通过变形,使之出现的结构,这样就可以应用椭圆的定义,从而可得到有关,的关系式,使问题找到解决思路.
第5题
O
F
x
y
l
B1
B2
例1
第11题