首页 -> 2008年第8期
巧用圆锥曲线第二定义解题
作者:姚忠安
[关键词]圆锥曲线 第二定义 轨迹 离心率 最值
圆锥曲线第二定义:平面内动点M ( x,y ) 到定点 F的距离与它到定直线 l 的距离的比是常数e(e > 0)的点的轨迹,当0
(一)求圆锥曲线的轨迹方程
例1.求经过点M(-1, 2 ) ,以y轴为准线,离心率e = 的点 P ( x,y) 的轨迹方程。
解:依题意,所求的点 P 的轨迹方程是以 y 轴为右准线的椭圆方程,设椭圆的右焦点F(x0, y0)因为P点在椭圆上且过椭圆的右顶点,由第二定义知
,即,y0 = y,所以椭圆右焦点为 F ( ,y ) ,又∵ M (-1, 2)在椭圆上,由定义,有,即 ,化简得 P 的轨迹方程为:
例2.求以 F (5, 0) 为右焦点,x = 2 为右准线,离心率 e = 2 的圆锥曲线的轨迹方程。
解:依题意,所求曲线的轨迹方程为双曲线,设 M (x, y) 为曲线上任一点,由圆锥曲线第二定义, 有,即 ,化简得
例3.已知圆锥曲线过点 A (-4, -8) ,它的一个焦点为 F (-4, 0) ,对应于这个焦点的准线方程为 x = 4,求这条曲线的轨迹方程。
解:设圆锥曲线上的任意点 M (x, y),由第二定义知:
即化简得所求曲线的轨迹方程为:y2=-16x
由以上几例可知,在求圆锥曲线的轨迹方程时,涉及到焦点、准线、离心率和曲线上的点四个条件中的三个,用圆锥曲线定义来解决比较简单。
(二)求圆锥曲线的离心率
例4.过椭圆的左焦点F 作直线与椭圆交于A、B 两点,| AF | : |BF | = 5 : 3 ,且直线与长轴的夹角为60°,求椭圆的离心率。
解:如图,作椭圆的左准线l过A、B两点分别作左准线的垂线,垂足分别为 C、D,由圆锥曲线的定义知:
即,椭圆的离心率为e =
例5.已知一抛物线以椭圆 的左焦点 F(-c, 0)为顶点,以椭圆的右焦点F2( c, 0)为焦点,P为抛物线与椭圆的一个交点,如果椭圆的离心率满足 ,求e的值。
解:如图,设椭圆的左准线与抛物线的准线分别为l1、l2,过点 P 作l1、l2的垂线,垂足分别为 A、B,由圆锥曲线第二定义可知,
即 = e ①
又∵F2是抛物线的焦点,∴=②
将①、②代入条件得= 即椭圆的左准线与抛物线的准线重合,易求得准线方程为x = -3 c,
即 =故椭圆的离心率为e=
(三)求有关圆锥曲线的一类最值
例6.已知点 A (-2, 2) ,点F是椭圆的右焦点,P 是椭圆上一动点,求|PA | +| PF | 的最小值。
解:由已知条件,易求得椭圆的离心率e = ,右准线方程为x= ,如图,分别过P、A点作l的垂线,垂足分别为 P'、A' , 显然| AA' |=+ 2 =,由圆锥曲线第二定义,知 , 得 | PF |=e| PP' | =| PP' |
∴|PA|+|PF|=|PA|+ ×|PP'|=|PA|+|PP'|≥|AA'|=
∴|PA| + |PF|的最小值为
例7.已知双曲线的右焦点为F,点A(2, 1),P点为双曲线右支上一动点,求|PA|+ |PF |的最小值以及此时 P 点的坐标。
解:由已知,双曲线的离心率e= ,右准线l的方程为x=1,分别过 P、A 两点作 l 的垂线,垂足分别为P'、A'
显然| AA'|=2-1=1,由圆锥曲线第二定义知
即|PF|=e|PP'|=|PP'|
∴|PA|+ |PF|=|PA|+ × |PP'|=|PA|+|PP'|≥|AA'|=1
故|PA|+|PF| 的最小值为 1
此时,P点为AA'与双曲线右支的交点,易求得P点的坐标为P( ,1 )。
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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