3.圓錐曲線的統(tǒng)一定義
平面內(nèi)的動點P(x,y)到一個定點F(c,0)的距離與到不通過這個定點的一條定直線l的距離之比是一個常數(shù)e(e>0),則動點的軌跡叫做圓錐曲線.
其中定點F(c,0)稱為焦點,定直線l稱為準(zhǔn)線,正常數(shù)e稱為離心率.
當(dāng)0<e<1時,軌跡為橢圓
當(dāng)e=1時,軌跡為拋物線
當(dāng)e>1時,軌跡為雙曲線
2.點與曲線的關(guān)系 若曲線C的方程是f(x,y)=0,則點P0(x0,y0)在曲線C上f(x0,y0)=0;
點P0(x0,y0)不在曲線C上f(x0,y0)≠0兩條曲線的交點 若曲線C1,C2的方程分別為f1(x,y)=0,f2(x,y)=0,則點P0(x0,y0)是C1,C2的交點
方程組有n個不同的實數(shù)解,兩條曲線就有n個不同的交點;方程組沒有實數(shù)解,曲線就沒有交點.
1.方程的曲線
在平面直角坐標(biāo)系中,如果某曲線C(看作適合某種條件的點的集合或軌跡 )上的點與一個二元方程f(x,y)=0的實數(shù)解建立了如下的關(guān)系:
(1)曲線上的點的坐標(biāo)都是這個方程的解;
(2)以這個方程的解為坐標(biāo)的點都是曲線上的點.那么這個方程叫做曲線的方程;這條曲線叫做方程的曲線.
9.設(shè)曲線C的方程是y=x3-x,將C沿x軸、y軸正向分別平行移動t,s單 位長度后得曲線C1.
(1)寫出曲線C1的方程;
(2)證明曲線C與C1關(guān)于點A()對稱;
(3)如果曲線C與C1有且僅有一個公共點,證明s=且t≠0.
§7.4軌跡問題
5. 如圖,過拋物線y2=4x的頂點O作任意兩條互相垂直的弦OM、ON,求(1)MN與x軸交點的坐標(biāo);(2)求MN中點的軌跡方程.
4. 設(shè)過原點的直線l與拋物線y2=4(x-1)交于A、B兩點,且以AB為直徑的圓恰好過拋物線的焦點F,
(1)求直線l的方程;
(2)求|AB|的長.
3.
試求m的取值范圍.
2.直線m:y=kx+1和雙曲線x2-y2=1的左支交于A、B兩點,直線l過點P(-2,0)和線段AB的中點,則直線l在y軸上的截距b的取值范圍為
1.頂點在原點,焦點在x軸上的拋物線被直線l:y=2x+1截得的弦長為,則拋物線方程為
[例1]求過點的直線,使它與拋物線僅有一個交點.
錯解: 設(shè)所求的過點的直線為,則它與拋物線的交點為
,消去得整理得
直線與拋物線僅有一個交點,解得所求直線為
正解: 、佼(dāng)所求直線斜率不存在時,即直線垂直軸,因為過點,所以即軸,它正好與拋物線相切.②當(dāng)所求直線斜率為零時,直線為y = 1平行軸,它正好與拋物線只有一個交點.③一般地,設(shè)所求的過點的直線為,則,
令解得k = ,∴ 所求直線為
綜上,滿足條件的直線為:
[例2]已知曲線C:與直線L:僅有一個公共點,求m的范圍.
錯解:曲線C:可化為①,聯(lián)立,得:
,由Δ=0,得.
錯因:方程①與原方程并不等價,應(yīng)加上.
正解:原方程的對應(yīng)曲線應(yīng)為橢圓的上半部分.(如圖),結(jié)合圖形易求得m的范圍為.
注意:在將方程變形時應(yīng)時時注意范圍的變化,這樣才不會出錯.
[例3]已知雙曲線,過P(1,1)能否作一條直線L與雙曲線交于A、B兩點,且P為AB中點.
錯解:(1)過點P且與x軸垂直的直線顯然不符合要求.
(2)設(shè)過P的直線方程為,代入并整理得:
∴,又∵ ∴
解之得:k=2,故直線方程為:y=2x-1,即直線是存在的.
正解:接以上過程,考慮隱含條件“Δ>0”,當(dāng)k=2時代入方程可知Δ<0,故這樣的直線不存在.
[例4]已知A、B是圓與x軸的兩個交點,CD是垂直于AB的動弦,直線AC和DB相交于點P,問是否存在兩個定點E、F, 使 | | PE |-| PF | | 為定值?若存在,求出E、F的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
解:由已知得 A (-1, 0 )、B ( 1, 0 ),
設(shè) P ( x, y ), C ( ) , 則 D (),
由A、C、P三點共線得 、
由D、B、P三點共線得 ②
①×② 得 、
又 , ∴, 代入③得 ,
即點P在雙曲線上, 故由雙曲線定義知,存在兩個定點E (-, 0 )、
F (, 0 )(即此雙曲線的焦點),使 | | PE |-| PF | | = 2 (即此雙曲線的實軸長為定值).
[例5]已知橢圓的中心在坐標(biāo)原點O,焦點在坐標(biāo)軸上,直線y=x+1 與該橢圓相交于P和Q,且OP⊥OQ,|PQ|=,求橢圓的方程.
解:設(shè)所求橢圓的方程為=1.
依題意知,點P、Q的坐標(biāo)滿足方程組:
將②代入①,整理得
, ③
設(shè)方程③的兩個根分別為、,則直線y=x+1和橢圓的交點為
P(,+1),Q(,+1)
由題設(shè)OP⊥OQ,|OP|=,可得
整理得
解這個方程組,得
或
根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系,由③式得
(1) 或 (2)
解方程組(1)、(2)得
或
故所求橢圓方程為
=1 , 或 =1.
[例6]已知橢圓C1:=1,拋物線C2:,且C1、C2的公共弦AB過橢圓C1的右焦點。(1)當(dāng)AB⊥軸時,求、的值,并判斷拋物線C2的焦點是否在直線AB上;(2)若=,且拋物線C2的焦點在直線AB上,求的值及直線AB的方程.
解:(1)當(dāng)AB⊥軸時,點A、B關(guān)于軸對稱,所以=0,直線AB的方程為=1,
從而點A的坐標(biāo)為(1,)或(1,-),
因為點A在拋物線上,所以,=.
此時,拋物線C2的焦點坐標(biāo)為(,0),該焦點不在直線AB上.
(2)當(dāng)拋物線C2的焦點在直線AB上時,由(1)知直線AB的斜率存在,設(shè)直線AB的方程為 .
由消去得 、
設(shè)A、B的坐標(biāo)分別為 ()、().
則,是方程①的兩根,+=.
因為AB既是過C1的右焦點的弦,又是C2的焦點的弦,
所以|AB|=(2-)+(2-)=4-,且
|AB|=()+()==.
從而=4-
所以,即
解得.
因為C2的焦點F、()在直線上,所以,
即
當(dāng)時直線AB的方程為;
當(dāng)時直線AB的方程為.
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