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巧用定义解圆锥曲线客观题

2018-07-26江西省金溪县第一中学郑蔚文

数学大世界 2018年17期
关键词:准线位线动点

江西省金溪县第一中学 郑蔚文

圆锥曲线的定义揭示了它们各自存在的条件、基本性质及几何特征。椭圆、抛物线、双曲线的定义既有相异的一面(第一定义),又有相同的一面(第二定义),定义就成了了解和研究圆锥曲线最重要的工具,下面不妨举例说明。

例1 动点P为椭圆上运动,且保持AB∥x轴,则△AMB的周长l的取值范围是( )。上异于顶点(±a,0)的一点,F1、F2为椭圆的左、右焦点,动圆I与线段F1P、F1F2的延长线及线段PF2相切,则圆心I的轨迹为除去坐标轴上的点是( )。

A.抛物线 B.一条直线 C.双曲线右支 D.椭圆

例2 已知点M(1,0),动点A,B分别在图2中抛物线y2=4x及椭圆的实线部分

图1

图2

分析:易知点M为抛物线和椭圆的公共焦点,设A(x1,y1)、B(x2,y2),则根据椭圆和抛物线的定义可得|BM|=|AM|=x+1,1又|AB|=x2-x1,所以解<4,选C。

例3 如图3,已知抛物线x2=4y上的动点P在x轴上的射影为M,点A(3,2),则|PA|+|PM|的最小值为____________。

分析:延长PM交抛物线准线y=-1于点N,由抛物线定义知 |PN|=|PF|,则 |PA|+|PM|=|PA|+|PN|- 1=|PA|+|PF|- 1,要使|PA|+|PF|取最小值,点F、P、A三点必共线,此时|PA|+|PM|的最小值为|AF|-1=

图3

例4 已知抛物线y2=4x,直线l的方程为x-y+4=0,在抛物线上有一动点P,P到y轴的距离为d1,P到直线l的距离为d2,则d1+d2的最小值为( )。

分析:如图4,设PM⊥y轴于M点,延长PM交抛物线准线x=-1于N点,根据抛物线的定义有|PN|=|PF|, 所 以d1+d2=|PF|+d2-1。 而 要|PF|+d2的值最小,只需过F作FH⊥l于点H,那么最小值为|FH|=选D也就很自然了。

例5 已知定点F1(-2,0)、F2(2,0),N是圆O:x2+y2=1上任意一点,点F1关于点N的对称点为M,线段F1M的中垂线与直线F2M相交于点P,则点P的轨迹是( )

A.椭圆 B.双曲线 C.抛物线 D.圆

分析:如图5,当N取圆O的右半侧时,因为直线NP为线段F1M的中垂线,所以|PF1|=|PM|,则 |PF1|- |PF2|=|PM|- |PF2|=|MF2|。连接ON,则ON为△MF1F2的中位线,所以|MF2|=2|ON|=2,即|PF1|-|PF2|=2。同理,当N取圆O的左半侧时,有|PF2|-|PF1|=2,由双曲线的定义知选B。

图4

图5

A.|OB|=e|OA| B.|OA|=e|OB|

C.|OB|=|OA| D.|OA|与|OB|关系不确定

分析:如图6,设△PF1F2的内切圆I分别与 边 PF2、PF1切于 点 C、D,延 长 F2B交 PF1于点E。由双曲线定义可知|PF1|-|PF2|=2a,又所以|PF1|-|PF2|=|F1A|-|F2A|=2a,显然点A为双曲线的右顶点。又因为F2B⊥PI且PI为∠F1PF2的平分线,所以点B为F2E的中点,这样,OB为△EF1F2的中位线,即两次使用双曲线的定义,可知|OA|=|OB|=a,选C。

图6

因此,在求解圆锥曲线,特别是涉及焦点、焦半径或准线等内容时,使用定义求解,往往能避免烦琐的推理与运算,进而快速、准确地解决问题。

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