拋物線的定義在解題中的應用

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高二 來源: 高中學習網(wǎng)
拋物線的定義是圓錐曲線部分的重要概念,在解題中有著重要的應用,本文將拋物線的第一定義在解題中的應用作以介紹,供同學們學習時參考.
一、利用拋物線定義求軌跡方程
例1求與圓C: 外切,且與直線 相切的動圓圓心M的軌跡方程.
分析:由題知動圓圓心M到到圓C的圓心(-2,0)的距離與到直線 距離相等,根據(jù)拋物線的定義知,動圓圓心M的軌跡是以(-2,0)為焦點、以直線 為準線的拋物線,焦點到準線的距離為4.
解析:設動圓半徑為 ,點M到直線 的距離為 ,
由動圓M與圓C外切知,MC= ,
由動圓M與直線 相切知, = ,
∴點M到直線 =2的距離為 ,
∴動圓圓心M到點C(-2,0)的距離與到直線 =2的距離相等,
根據(jù)拋物線的定義知,動圓圓心M的軌跡是以(-2,0)為焦點、以直線 為準線的拋物線,焦點到準線的距離為4
∴. 動圓圓心M的軌跡方程為
點評:本題考查了直線與圓的位置關系、圓與圓的位置關系、拋物線的定義與標準方程,定義法是求軌跡問題的重要方法之一.
二、利用拋物線定義求最值
例2已知F是拋物線 的焦點,點Q(2,2),在拋物線上找一點P使PQ+PF最小,求點P的坐標.
分析:涉及到拋物線上一點到焦點的距離問題,可用拋物線的定義去處理.
解析:拋物線的準線 方程為 ,P是拋物線上一點,過P作PH⊥ ,垂足為H,根據(jù)拋物線定義知,PH=PF,
∴PQ+PF=PQ+PH,
當H、P、Q共線時,此時P (1,2),PQ+PH值最小,最小值為3.
點評:拋物線的定義是圓錐曲線的重要概念,是將拋物線上一點到焦點的距離(即焦半徑)轉(zhuǎn)化為它到準線距離的重要工具,利用它,可以在本題中構(gòu)造出“點到直線的垂線段最短”,應熟練掌握這種轉(zhuǎn)化思路.
例3定長為4的線段AB的端點A、B在拋物線 上移動,求線段AB的中點M到 軸的距離的最小值,并求出此時AB的中點M坐標.
解析:設F是拋物線 的焦點,過A、B、M分別作準線 的垂線AC、BD、MN,垂足分別為C、D、N,則
MN= (AC+BD),
由拋物線的定義知,AC=AF,BD=BF,
∴MN= (AF+BF) =2,
設M的橫坐標為 ,則MN= ,則 2,∴ ,
當AB過F點時等號成立,此時點M到 軸的距離最短為 .
點評:解本題的關鍵在于利用拋物線的定義將焦半徑轉(zhuǎn)化為到準線的距離.
三、解與焦半徑有關的問題
例4已知拋物線 上一點M到焦點F的距離為2,求點M的坐標.
分析:本題是拋物線上一點到焦點的距離問題可利用拋物線的定義轉(zhuǎn)化為到準線的距離問題處理.
解析:設M ,由 得, ,∴準線方程為 ,
∴點M到準線的距離為 ,
由拋物線的定義知 =2,解得 ,代入 解得 ,
∴點M的坐標為 .
點評:本題也可以設出M點坐標,求出焦點坐標,利用兩點距離公式構(gòu)造方程組求解,但過程復雜,拋物線定義是解決拋物線上一點到焦點距離的有效工具.
例5已知拋物線 ,過拋物線的焦點斜率為2的直線交拋物線于A、B兩點,求線段AB的長.
分析:過焦點的弦長問題可以利用拋物線的定義結(jié)合根與系數(shù)關系解決,也可利用弦長公式處理.
解析:設點A、B的橫坐標分別為 , ,
拋物線 的焦點為F(1,0),準線為 ,
∴點A、B到準線的距離分別為 , ,
根據(jù)拋物線的定義知,AF= ,BF= ,
∴AB=AF+BF= + =
直線AB的方程為: ,代入 化簡整理得, ,
∴ =3,∴AB=3+2=5.

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