例谈两类圆锥曲线问题的解法

2022-05-31 13:20孙磊
语数外学习·高中版中旬 2022年8期
关键词:关系式动点双曲线

孙磊

圆锥曲线问题对同学们的思维能力和运算能力有较高的要求,常见的圆锥曲线问题有:求动点的轨迹方程、求圆锥曲线的方程、求直线的斜率、求参数的取值范围、中点弦问题等.本文主要探讨下列两类圆锥曲线问题的解法.

一、求动点的轨迹方程

求动点的轨迹方程问题侧重于考查圆锥曲线的方程,直线与圆锥曲线的位置关系.求动点的轨迹方程的重要方法之一是直接法,即先设出动点的坐标(x,y),必要时可多设几个变量,找出与动点有关的几何关系,根据题意建立关于动点的关系式,通过化简、消元得到x与y的关系式,即可得到动点的轨迹方程.

例1.已知直线l:ax-y-(a+5)=0与抛物线y=(x+1)2相交于A、B两点,求弦AB的中点M的轨迹方程.

解:设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点为M(x,y),

可知x1+x2=2x,

∵l:a(x-1)-(y+5)=0,

∵y1=(x1+1)2,y2=(x2+1)2

∴y1-y2=(x1+1)2-(x2+1)2=(x1-x2)(x1+x2+2),

∴弦中點的轨迹方程为y=2x2-7.

解答本题主要采用的是直接法,首先设出点M的坐标,便可根据中点公式建立A、B与M的坐标的关系式,再将A、B的坐标代入抛物线的方程中,通过作差,建立关于A、B与M的坐标的关系式,消去参数A、B的坐标,即可求得动点的轨迹方程.

求动点的轨迹方程的常用方法还有定义法,即根据圆锥曲线的定义来求得动点的轨迹方程的方法.若动点与定点、定线间的等量关系满足圆、椭圆、双曲线、抛物线的定义,则可直接根据其定义确定动点的轨迹的类型,再写出其方程.

∴Q为线段PN的中点且GQ⊥PN

运用定义法求动点的轨迹方程,关键在于理解解析几何中圆、椭圆、双曲线、抛物线的定义,根据其定义建立关系式.在运用定义法求得动点的轨迹方程后,还要看所求轨迹是否是完整的圆、椭圆、双曲线、抛物线,如果不是完整的曲线,则应对其中的变量x或y进行限制.

二、求圆锥曲线的方程

求圆锥曲的方程问题侧重于考查圆锥曲线的标准方程.解答此类问题,需首先根据圆锥曲线的类型,引入参数,设出椭圆、双曲线、抛物线的标准方程,再根据已知条件列出关于参数a、b、c的方程组,解方程组即可求得圆锥曲线的方程.

圆锥曲线问题的难度一般较大,且运算量较大.同学们在日常学习中,要熟悉并掌握一些圆锥曲线问题中的常见题型及其解法,加深对圆锥曲线问题的认识,以达到提升解题效率的目的.

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