吉大附中高中数学老师-高中数学课时分层作业必修三
圆锥曲线解题方法技巧
第一、知识储备:
1.
直线方程的形式
(1)直线方程的形式有五件:点斜式、两点式、斜截式、截距式、一般式。
(2)与直线相关的重要内容
①倾斜角与斜率
k?tan
?
,?
?[0,
?
)
k?
y
2
?y
1
x
2
?x1
②点
P(x
0
,y
0
)
到直线
Ax
?By?C?0
的距离
d?
Ax
0
?By
0<
br>?C
A?B
22
③夹角公式:直线
(3)弦长公式
l
1
:y?k
1
x?b
1
l
2
:
y?k
2
x?b
2
夹角为
?
,
则
tan
?
?
k
2
?k
1
1?
k
2
k
1
直线
y?kx?b
上两点
A(x
1
,y
1
),B(x
2
,y
2
)
间的距离
①
AB?(x
2
?x
1
)?(y
2
?y<
br>1
)
②
AB?1?k
③
AB?1?
222
x
1
?x
2
?(1?k
2
)[(x
1
?x<
br>2
)
2
?4x
1
x
2
]
1
y
1
?y
2
k
2
(4)两条直线的位置关系
(Ⅰ)
l
1
:
y?k
1
x?b
1
l
2
:y?k
2
x?b
2
①
l
1
?l
2
?k
1
k
2
=-1 ②
l
1
l
2
?k
1
?k
2
且b
1
?b
2
(Ⅱ)
l
1
:A
1
x?B
1
y?C
1
?0
l
2
:A
2
x?B
2
y?C
2
?0
①
l
1
?l
2
?A
1
A
2
?B
1
B
2
?0
②
l
1<
br>l
2
?A
1
B
2
-A
2
B
1
=0且AC
12
-A
2
C
1
?0
或两平行线距离公式
A
1
B
1
C
1
??
者(
A
2
B
2
C
2
?0
)
A
2
B
2
C
2
?
l
1
:y?kx?
b
1
|b
1
?b
2
|
d?
距离
?
2
1?k
?
l
2
:y?kx?b<
br>2
二、椭圆、双曲线、抛物线:
?
l
1
:Ax?By?C
1
?0
|C
1
?C
2
|
d?
距离
?
22
A?B
?
l
2
:
Ax?By?C
2
?0
椭圆 双曲线 抛物线
1
.到两定点F
1
,F
2
的距离之
和为定值2a(2a>|F
1
F
2
|)的
点的轨迹
2.与定点和直线的距离之
比为定值e的点的轨迹.
(0
1
+|MF
2
|
=2a,|F
1
F
2
|<2a}.
1.到两定点F
1
,F
2
的距离之差的
绝对值为定值2a(0<2a<|F
1F
2
|)
的点的轨迹
2.与定点和直线的距离之比为
定值e的点的轨迹.(e>1)
点集:{M||MF
1
|-|MF
2
|.
=±2a,|F
2
F
2
|>2a}.
与定点和直线的距离相等的
点的轨迹.
定义
轨迹条件
点集{M| |MF|=点M到直
线l的距离}.
图形
标准
方
方程
程
x
2
y
2
?
2
?1
(
a?b
>0)
2
ab
x
2
y
2
?
2
?1
(a>0,b>0)
2
ab
y
2
?2px
参数
方程
?
x?acos
?
?
y?bsin
?
?
(参数
?
为离心角)
─a?x?a,─b?y?b
原点O(0,0)
(a,0), (─a,0),
(0,b) ,
(0,─b)
x轴,y轴;
长轴长2a,短轴长2b
?
x?asec
?
?
y?btan
?
?
(参数
?
为离心角)
|x| ? a,y?R
原点O(0,0)
?
x?2pt
2
?
y?2pt
(t为参数)
?
x?0
范围
中心
顶点 (a,0),
(─a,0)
x轴,y轴;
实轴长2a, 虚轴长2b.
(0,0)
对称轴 x轴
焦点 F
1
(c,0),
F
2
(─c,0) F
1
(c,0), F
2
(─c,0)
p
F(,0)
2
准 线
a
2
x=±
c
准线垂直于长轴,且在椭圆
外.
a
2
x=±
c
准线垂直于实轴,且在两顶点的
内侧.
2c
(c=
a?b
)
22
x=-
p
2
准线与焦点位于顶点两侧,
且到顶点的距离相等.
焦距
2c (c=
a?b
)
22
离心率
e?
c
(0?e?1)
a
e?
c
(e?1)
a
e=1
P(x
0
,y
0
)为圆锥曲线上一点,F
1
、F
2
分别为左、右焦点
焦半径
|PF
1
|=a+ex
0
|PF
2
|=a-ex
0
【备注1】双曲线:
⑶等轴双曲线:双
曲线
x
2
?y
2
??a
2
称为等轴双曲线,其渐近
线方程为
y??x
,离心率
e?2
.
x
2
y2
⑷共轭双曲线:以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线,叫做已知双曲线的共轭双曲线
.
2
?
2
?
?
与
ab
x
2
y
2
x
2
y
2
?
2
??
?互为共轭双曲线,它们具有共同的渐近线:
2
?
2
?0
.
2
ab
ab
p
2
P在右支时:
P在左支时:
|PF
1
|=a+ex
0
|PF
1
|=-a-ex
0
|PF
2
|=-a+ex
0
|PF
2
|=a-ex
0
|PF|=x
0
+⑸共渐近线的双曲线系方程:
它的双曲线方程可设为
【备注2】抛物线:
x2
a
2
?
x
2
a
2
?
y2
b
2
?
?
(
?
?0)
的渐近线方程
为
x
2
a
2
?
y
2
b
2
?0
如果双曲线的渐近线为
x
y
??0
时,
ab
y
2
b
2
?
?
(
?
?0)
.
pp
2
,0),准线方程x=- ,开口向右;抛物线
y
=-2px
(p>0)的焦点坐
22
pppp
2
标是(-,0),准线方程x=,开口向
左;抛物线
x
=2py(p>0)的焦点坐标是(0,),准线方程y=- ,开
22
22
(1)抛物线
y
=2px(p>0)的焦点坐标是(
2
口向上;
pp
),准线方程y=,开口向下.
22
p
22
(2)抛
物线
y
=2px(p>0)上的点M(x0,y0)与焦点F的距离
MF?x
0
?
;抛物线
y
=-2px(p>0)上的点M(x0,y0)
2<
br>p
与焦点F的距离
MF??x
0
2
pp
2
(3)设抛物线的标准方程为
y
=2px(p>0),则抛物线的焦点到其顶点的距离
为,顶点到准线的距离,焦点
22
抛物线
x
=-2py(p>0)的焦点坐标
是(0,-
2
到准线的距离为p.
(4)已知过抛物线
y
=2px
(p>0)焦点的直线交抛物线于A、B两点,则线段AB称为焦点弦,设A(x1,y1),B(x2,y2)
,
2
p
2
p
2p
2
yy??p
xx?,A
F?x?
则弦长
AB
=
x
1
?x
2
+p或
AB?
(α为直线AB的倾斜角),,(
AF
12
121
2
42
sin
?
叫做焦半径).
椭圆典型例题
一、已知椭圆焦点的位置,求椭圆的标准方程。
例1:已知椭圆的焦点是F
1
(0,-1)、F
2
(0,1),P是椭圆上一点,并且PF
1
+PF2
=2F
1
F
2
,求椭圆的标准方程。
解:由PF<
br>1
+PF
2
=2F
1
F
2
=2×2=4,得
2a=4.又c=1,所以b
2
=3.
y
2
x
2
所以椭圆的标准方程是+=1.
43
2.已知椭圆的两个焦点为F
1
(-1,0),F
2
(1,0),且2a=1
0,求椭圆的标准方程.
解:由椭圆定义知
c
=1,∴
b
=5-1
=24.∴椭圆的标准方程为+=1.
2524
二、未知椭圆焦点的位置,求椭圆的标准方程。
2
x
2
y
2
0
?
,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程. 例:1. 椭圆的一个顶点为
A
?
2,
分析:题目没有指出焦点的位置,要考虑两种位置.
0
?
为长轴端点时,
a?2
,
b?1
, 解:(1
)当
A
?
2,
x
2
y
2
??1
;
椭圆的标准方程为:
41
0
?
为短轴端点时,
b?2
,a?4
, (2)当
A
?
2,
x
2
y
2
??1
;
椭圆的标准方程为:
416
三、椭圆的焦点位置由其它方程间接给出,求椭圆的标准方程。 <
br>x
2
y
2
例.求过点(-3,2)且与椭圆+=1有相同焦点的椭圆的
标准方程.
94
x
2
y
2
9
解:因为
c
=9-4=5,所以设所求椭圆的标准方程为
2
+
2
=1.由点(-
3,2)在椭圆上知
2
+
aa
-5
a
4
x
2
y
2
2
=1,所以
a
=15.所以所求椭圆的标准方程
为+=1.
a
2
-51510
2
四、与直线相结合的问题,求椭圆的标准方程。
例: 已知中心在原点,焦点在
x
轴上的椭圆与直线
x?y?1?0
交于
A
、
B
两点,
M
为
AB
中点,
OM
的斜率为0.25,椭圆的短轴长为2,求椭圆的方程.
x
2
2
解:由题意,设椭圆方程为
2
?y?1
,
a
?
x?y?1?0
?
2
22
??
1?a
x?2ax?0
, 由
?
x
2
,得
2
?
2
?y?1
?
a
x
1
?x
2
1?a
2
1
?
2
,
y
M
?1?x
M
?<
br>∴
x
M
?
,
2
2a
1?a
?k<
br>OM
y
M
x
2
11
2
??
2
?
,∴
a?4
, ∴
?y
2
?1
为所求.
4
x
M
a
4
五、求椭圆的离心率问题。
x
2
y
2
1
??1
的离心率
e?
,求
k<
br>的值. 例 已知椭圆
k?89
2
解:当椭圆的焦点在
x
轴上时,
a?k?8
,
b?9
,得
c?k?1
.由
e?
当椭圆的焦点在
y
轴上时,
a?9
,
b?k?8
,得
c?1?k
.
由
e?
222
222
1
,得
k?4
.
2
1
1?k15
?
,即
k??
.
,得
2
944
5
∴满足条件的
k?4
或
k??
.
4
六、由椭圆内的三角形周长、面积有关的问题
例:1.若△ABC的两个顶点坐标A
(-4,0),B(4,0),△ABC的周长为18,求顶点C的轨迹方程。
解:顶点C到两个定点
A,B的距离之和为定值10,且大于两定点间的距离,因此顶点C的轨迹为椭圆,并
且2a=10,所
以a=5,2c=8,所以c=4,所以b
2
=a
2
-c
2
=9,故顶点C的轨迹
x
2
y
2
方程为+=1.又A、B、C三点构
成三角形,所以y≠0.所以顶点C的轨迹方程
259
x
2
y
2x
2
y
2
为+=1(y≠0)答案:+=1(y≠0)
259259
x
2
y
2
2.已知椭圆
的标准方程是
2
+=1(a>5),它的两焦点分别是F
1
,F
2<
br>,且F
1
F
2
=8,弦AB过点F
1
,求△ABF<
br>2
a25
的周长.
因为F
1
F
2
=8,即
即所以2c=8,即c=4,所以a
2
=25+16=41,即a=41,所以△ABF
2
的周长为4a=441.
x
2
y
2
3.设
F
1
、F
2
是椭圆+=1的两个焦点,P是椭圆上的点,且PF
1<
br>:PF
2
=2:1,求△PF
1
F
2
的面积. 94
解析:由椭圆方程,得a=3,b=2,c=5,∴PF
1
+PF
2
=2a=6.又PF
1
∶PF
2
=2∶1,∴PF
1
=4,PF
2
=2,由
11
2
2
+4
2
=(25)
2
可知△PF
1
F
2
是直角三角形,故△PF<
br>1
F
2
的面积为PF
1
·PF
2
=×2×4
=4.
22
七、直线与椭圆的位置问题
x
2
?
11?
?y
2
?1
,求过点
P
?
,
?且被
P
平分的弦所在的直线方程. 例 已知椭圆
2
?
22?
分析一:已知一点求直线,关键是求斜率,故设斜率为
k
,利用条件求
k
.
解法一:设所求直线的斜率为
k
,则直线方程为
y?
11
??
?k
?
x?
?
.代入椭圆方程,并整理得
22
??
?
1?2k
?
x?
?
2k
22
2
13
?2kx?k
2
?k??0
.
22
?2k
2
?2k
由韦达定理得
x
1
?x
2
?
.
1?2k
2
∵
P
是弦中点,∴
x
1
?x
2
?1
.故得
k??
所以所求直线方程为
2
x?4y?3?0
.
解法二:设过
P
?
,
?
的直
线与椭圆交于
A
?
x
1
,y
1
?
、
B
?
x
2
,y
2
?
,则由题意得
1
.
2
?
11
?
?
22
??
x
1
2
2
?y,
1
?1
?
?
2
2
?
x
2
2
?
?y
2
?1,
?
2
?
x
1
?x
2
?1,
?
?
y
1
?y
2
?1.
①
②
③
④
x?x
2
?y
1
2
?y
2
?0
.
⑤
2
y
1
?y
2
11
??
,即直线的斜
率为
?
.
x
1
?x
2
2
2
2<
br>1
2
2
①-②得
将③、④代入⑤得
所求直线方程为
2x?4y?3?0
.
双曲线典型例题
一、根据方程的特点判断圆锥曲线的类型。
x
2
y
2
??1
表示何种圆锥曲线,它们有何共同特征.
例1 讨论
25?k9?k
分析:由于
k?9
,
k?25
,
则
k
的取值范围为
k?9
,
9?k?25
,
k?2
5
,分别进行讨论.
解:(1)当
k?9
时,
25?k?0
,
9?k?0
,所给方程表示椭圆,此时
a?25?k
,
b?9?
k
,
22
c
2
?a
2
?b
2
?1
6
,这些椭圆有共同的焦点(-4,0),(4,0).
(2)当
9?k?25时,
25?k?0
,
9?k?0
,所给方程表示双曲线,此时,
a?25?k
,
b?9?k
,
22
c
2
?a
2
?b
2
?16
,这些双曲线也有共同的焦点(-4,0),)(4,0)
.
(3)
k?25
,
k?9
,
k?25
时,所给
方程没有轨迹.
说明:将具有共同焦点的一系列圆锥曲线,称为同焦点圆锥曲线系,不妨取一些
k
值,画出其图形,体会一
下几何图形所带给人们的美感.
二、根据已知条件,求双曲线的标准方程。
例2
根据下列条件,求双曲线的标准方程.
(1)过点
P
?
3,
?,
Q
?
?
?
15
?
?
4
?<
br>?
16
?
,5
?
且焦点在坐标轴上.
?
3
?
(2)
c?6
,经过点(-5,2),焦点在
x
轴上.
x
2
y
2
2
??1
有相同焦点,且经过
点
32,
(3)与双曲线
164
??
x
2
y
2
??1
解:(1)设双曲线方程为
mn
∵
P
、
Q
两点在双曲线上,
?
9225
??1?
?
m??16
?
m16n
∴
?
解得
?
?
n?9
?
256
?
25
?1
?
?
9mn
?xy
??1
169
22
∴所求双曲线方程为
说明:采取以上“巧设”可以避免分两种情况讨论,得“巧求”的目的.
(2)∵焦点在
x
轴上,
c?6
,
y
2
??1
(其中
0?
?
?6
) ∴设所
求双曲线方程为:
?
6?
?
∵双曲线经过点(-5,2),∴
∴?
?5
或
?
?30
(舍去)
x
2
25
?
?
4
?1
6?
?
x
2
?y
2
?1
∴所求双曲线方程是
5
说明:以上简单易行的方法给我们以明快、简捷的感觉.
x<
br>2
y
2
??1
?
0?
?
?16
?<
br> (3)设所求双曲线方程为:
16?
?
4?
?
2
,
∴∵双曲线过点
32,
??
184
??1
16?
?
4?
?
∴
?
?4
或
?
??14
(舍)
x
2
y
2
??1
∴所求双曲线方程为
1
28
x
2
y
2
x
2
y
2
??1<
br>有公共焦点的双曲线系方程为
??1
后,便有了以上说明:(1)注意到了与双曲线164
16?
?
4?
?
巧妙的设法.
(2)寻找一种
简捷的方法,须有牢固的基础和一定的变通能力,这也是在我们教学中应该注重的一个重要
方面.
三、求与双曲线有关的角度问题。
x
2
y
2
??1
的右焦点分别为
F
1
、
F
2
,点
P
在双
曲线上的左支上且
PF
例3 已知双曲线
1
PF
2
?32<
br>,求
916
?F
1
PF
2
的大小.
分析:一般地,求一个角的大小,通常要解这个角所在的三角形.
解:∵点
P
在双曲线的左支上
∴
PF
1
?PF
2
?6
∴
PF
1
?PF
2
?2PF
1
PF
2
?36
∴
PF
1
?PF
2
∵
F
1
F
2
2
22
22
?100
?4c
2
?4a
2
?b
12
?100
??
∴
?F
1
PF
2
?90
?
说明:(1)巧妙地将双曲线的定义应用于解题当中,使问题得以简单化.
(2)题目的“点
P
在双曲线的左支上”这个条件非常关键,应引起我们的重视,若将这一条件改为“点
P
在
双曲线上”结论如何改变呢?请读者试探索.
四、求与双曲线有关的三角形的面积问题。
x
2
?y
2
?
1
的两个焦点,点
P
在双曲线上且满足
?F
1
PF
2
?90
?
,求
?F
1
PF
2
的例4
已知
F
1
、
F
2
是双曲线
4
面积. 分析:利用双曲线的定义及
?F
1
PF
2
中的勾股定理可求?F
1
PF
2
的面积.
x
2
?y
2
?1
上的一个点且
F
1
、
F
2
为焦点.
解:∵
P
为双曲线
4
∴
PF
1
?PF
2<
br>?2a?4
,
F
1
F
2
?2c?25
∵
?F
1
PF
2
?90
∴在
R
t?PF
1
F
2
中,
PF
1
?PF
2∵
PF
1
?PF
2
22
?
?F
1F
2
?20
2
??
2
?PF
1?PF
2
?2PF
1
PF
2
?16
22
∴
20?2PF
1
PF
2
?16
∴
PF
1
?PF
2
?2
∴
S<
br>?F
1
PF
2
?
1
PF
1
?PF<
br>2
?1
2
说明:双曲线定义的应用在解题中起了关键性的作用.
五、根据双曲线的定义求其标准方程。
0
?
、
F
2
?
5,0
?
,求与它们的距离差的绝对值是6的点的轨迹. 例5 已知两点
F
1
?
?5,
分析:问题的条件符合双曲线的定义,可利用双曲线定义直接
求出动点轨迹.
解:根据双曲线定义,可知所求点的轨迹是双曲线.
∵
c?5
,
a?3
∴
b?c?a?5?3?4?16
222222
x
2y
2
??1
为动点的轨迹方程,且轨迹是双曲线. ∴所求方程
916<
br>x
2
y
2
??1
上一点,
F
1
、<
br>F
2
是双曲线的两个焦点,且
PF
例:
P
是双曲线<
br>2
的值.
1
?17
,求
PF
6436
分析:利用双曲线的定义求解.
x
2
y
2
??1
中,
a?8
,
b
?6
,故
c?10
. 解:在双曲线
6436
由
P
是双曲线上一点,得
PF
1
?PF
2
?16
.
∴
PF
2
?1
或
PF
2
?33
.
又
PF
2
?c?a?2
,得
PF
2
?33
.
说明:本题容易忽视
PF
2
?c?a
这一条件,而得出
错误的结论
PF
2
?1
或
PF
2
?33
.
六、求与圆有关的双曲线方程。
例6
求下列动圆圆心
M
的轨迹方程:
?
x?2
?
?
y
2
?2
内切,且过点
A
?
2,0
?
(
1)与⊙
C:
2
22
(2)与⊙
C
1
:x?
?
y?1
?
?1
和⊙
C
2
:x?
?y?1
?
?4
都外切.
22
?
x?3
??y
2
?9
外切,且与⊙
C
2
:
?
x
?3
?
?y
2
?1
内切. (3)与⊙
C
1
:
22
分析:这是圆与圆相切的问题,解题时要抓住关键点,即圆心与切点和关键线段,即半
径与圆心距离.如果
r
2
且
r
1
?r
2
,
相切的⊙
C
1
、⊙
C
2
的半径为
r
1、则当它们外切时,
O
1
O
2
?r
1
?r2
;当它们内切时,
O
1
O
2
?r
1
?r
2
.解
题中要注意灵活运用双曲线的定义求出轨迹方程.
解:设动圆
M
的半径为
r
(1)∵⊙
C
1
与⊙
M
内切,点
A
在⊙
C
外
∴
MC?r?2
,
MA?r
,
MA?MC?2
<
br>∴点
M
的轨迹是以
C
、
A
为焦点的双曲线的左支,且
有:
a?
2
7
222
,
c?2
,
b?c
?a?
2
2
2
2y
2
?1x??2
∴
双曲线方程为
2x?
7
??
(2)∵⊙
M
与⊙
C<
br>1
、⊙
C
2
都外切
∴
MC
1
?r
?1
,
MC
2
?r?2
,
MC
2
?MC
1
?1
∴点
M
的
轨迹是以
C
2
、
C
1
为焦点的双曲线的上支,且有: a?
1
3
222
,
c?1
,
b?c?a?
2
4
∴所求的双曲线的方程为:
4x
2
?
3
?
4y??1
?
y?
?
34
??
2
(3)∵⊙
M与⊙
C
1
外切,且与⊙
C
2
内切
∴
MC
1
?r?3
,
MC
2
?r?1
,
MC
1
?MC
2
?4
∴点
M
的轨迹是以C
1
、
C
2
为焦点的双曲线的右支,且有:
a?2
,
c?3
,
b
2
?c
2
?a2
?5
∴所求双曲线方程为:
x
2
y
2
??1
?
x?2
?
45
说明:(1)“定义法”求动点轨迹是解析几何中解决点轨迹问题常用而重要的方法.
(2)巧妙地应用“定义法”可使运算量大大减小,提高了解题的速度与质量.
(3)通过以
上题目的分析,我们体会到了,灵活准确地选择适当的方法解决问题是我们无休止的追求目标.
抛物线典型例题
一、求抛物线的标准方程。
例1
指出抛物线的焦点坐标、准线方程.
(1)
x?4y
(2)
x?ay(a?0)
分析:(1)先根据抛物线方程确定抛物线是四种中哪一种,求出p,再写出焦点坐标和准线方程.
(2)先把方程化为标准方程形式,再对a进行讨论,确定是哪一种后,求p及焦点坐标与准线方程.
解:(1)
?p?2
,∴焦点坐标是(0,1),准线方程是:
y??1
(2)原抛物线方程为:
y?
2
22
1
1
x
,
?2p?
a
a
p1
?
,抛物线开口向右,
24a
1
1
,0)
,准线方程是:
x??
∴焦点坐标是
(
. 4a
4a
p1
②当
a?0
时,
??
,抛物线开
口向左,
24a
1
1
,0)
,准线方程是:
x??
∴焦点坐标是
(
.
4a
4a
①当
a?0
时,<
br>综合上述,当
a?0
时,抛物线
x?ay
的焦点坐标为
(
二、求直线与抛物线相结合的问题
例2 若直线
y?kx?2
与抛物
线
y?8x
交于A
、
B两点,且AB中点的横坐标为2,求此直线方程. <
br>分析:由直线与抛物线相交利用韦达定理列出k的方程求解.另由于已知与直线斜率及弦中点坐标有关,故
也可利用“作差法”求k.
2
2
1
1
,0)
,准线方程是:
x??
.
4a
4a
?
y?kx?2
22
解法一:设
A(x<
br>1
,y
1
)
、
B(x
2
,y
2)
,则由:
?
2
可得:
kx?(4k?8)x?4?0
.
?
y?8x
∵直线与抛物线相交,
?k?0
且
??0
,则
k??1
.
∵AB中点横坐标为:
?
x
1
?x
2
4k?8
??2
,
2k
2
解得:
k?2
或
k??1
(舍去).
故所求直线方程为:
y?2x?2
.
解法二:设
A(x
1
,y
1
)
、
B(x
2
,y
2
)<
br>,则有
y
1
?8x
1
两式作差解:
(y
1<
br>?y
2
)(y
1
?y
2
)?8(x
1
?x
2
)
,即
2
y
2
?8x
2
.
2
y
1
?y
2
8
?
.
x<
br>1
?x
2
y
1
?y
2
?x
1
?x
2
?4
?y
1
?y
2
?kx
1?2?kx
2
?2?k(x
1
?x
2
)?4?4k?4
,
?k?
8
故
k?2
或
k??1
(舍去).
4k?4
则所求直线方程为:
y?2x?2
.
三、求直线中的参数问题
2
例3(1)设抛物线
y?4x
被直线<
br>y?2x?k
截得的弦长为
35
,求k值.
(2)以(1)中的弦为底边,以x轴上的点P为顶点作三角形,当三角形的面积为9时,求P点坐标.
分析:(1)题可利用弦长公式求k,(2)题可利用面积求高,再用点到直线距离求P点坐标. ?
y
2
?4x
22
解:(1)由
?
得:
4x?(4k?4)x?k?0
?
y?2x?k
k
2
设
直线与抛物线交于
A(x
1
,y
1
)
与
B(x2
,y
2
)
两点.则有:
x
1
?x
2
?1?k,x
1
?x
2
?
4
?AB?(
1?2
2
)(x
1
?x
2
)
2
?5(x<
br>1
?x
2
)
2
?4x
1
x
2
?5(1?k)
2
?k
2
?5(1?2k)
????
?AB?35,?5(1?2k)?35
,即
k??4
(2)?S
?
?9
,底边长为
35
,∴三角形高
h?
∵点P在x轴上,∴设P点坐标是
(x
0
,0)
则点P到直线
y?2x?4
的距离就等于h,即
2?965
?
5
35
2x
0
?0?4
2
2
?12
?
65
5
?x
0
??1
或
x
0
?5
,即所求P点坐标是(-1,0)或(5,0).
四、与抛物线有关的最值问题
例4 定长为3的线段
AB
的端点
A
、
B
在抛物线
y?x
上移动,求
AB
的中点到y
轴的距离的最小值,并
2
求出此时
AB
中点的坐标.
2
解:如图,设
F
是
y?x
的焦点,
A
、
B
两点到准线的垂线分别是
AC
、
BD
,又
M
到准线的垂线为
MN
,
C
、
D
和
N
是垂足,则
1113
MN?(AC?BD)?(AF?BF)?AB?
.
22221315
设
M
点的横坐标为
x
,纵坐标为
y
,
MN?x?
,则
x???
.
4244
等式成立的条件是
AB
过点
F
.
51
2
当
x?
时,
y
1
y
2
?
?P??
,故
4
4
1
22
(y
1
?y<
br>2
)
2
?y
1
?y
2
?2y
1y
2
?2x??2
,
2
y
1
?y
2
??2
,
y??
2
.
2
所以
M(
52
5
,?)
,此时
M
到
y
轴的距离的最小值为
.
42
4
2
例 已知点
M(3,2)
,
F
为抛物线
y?2x
的焦点,点
P
在该抛物线上移动,当
PM?PF
取最小值时,
点
P
的坐标为__________.
分析:本题若
建立目标函数来求
PM?PF
的最小值是困难的,若巧妙地利用抛物线定义,结合图形则问题不难解决.
解:如图,
由定义知
PF?PE
,故
PM?PF?PF?PM?ME?MN?3
.
取等号时,
M
、
P
、
E
三点共线,∴
P
点纵坐标为2,代入方程,求出其横坐标为2,
所以
P
点坐标为
(2,2)
.
1
2
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