垂线,垂足为N,由题意知:MF?MN即动点M到定点F与定直线x??相等,由抛物线的定义知,点M的轨迹为抛物线,其中F?线,所以轨迹方程为y2?2px(P?0);
p的距离2p?p?,0?为焦点,x??为准
2?2?(II)如图,设A?x1,y1?,B?x2,y2?,由题意得x1?x2(否则?????)且x1,x2?02y12y2xb?所以直线AB的斜率存在,设其方程为y?kx?b,显然x1?,将y?k,x2?2p2p2与y2?2px(P?0)联立消去x,得ky?2p?y2由韦达定理知p?b0y1?y2?2p2pb,y1?y2?① kk(1)当???2时,即?????2tan??tan??1所以时,
y1y2??1,x1x2?y1y2?0,x1x222pby12y222?4p所以由①知:所以。因此直线AB的方程可表示?yy?0yy?4p12122k4p为y?kx?2Pk,即k(x?2P)?y?0,所以直线AB恒过定点??2p,0?。
(2)当???2时,由?????,
得tan??tan(???)=
tan??tan?2p(y1?y2)=, 21?tan?tan?y1y2?4p2p2p?2pk, ,所以b?tan?b?2pk2p?2pk即ta?n将①式代入上式整理化简可得:tan??此时,直线
AB的方程可表示为y?k?x2p?2p???AB,所以直线恒过定点k(x?2p)??y??0?2p,???。
tan??tan????所以由(1)(2)知,当??
?2时,直线AB恒过定点??2p,0?,当???2时直线AB
恒过定点??2p,??2p??。 tan??点评:该题是圆与圆锥曲线交汇题目,考察了轨迹问题,属于难度较大的综合题目。
O1O2?4. 例12.如图,圆O1与圆O2的半径都是1,
NPN(M,过动点P分别作圆O2、圆O2的切线PM,分别为切点),使得PM?2PN. 试建立适当的坐标系,并求动点P的轨迹方程
解析:以O1O2的中点O为原点,O1O2所在直线为x轴,建立如图所示的平面直角坐标系,则O1(?2,0),O2(2,0)。
由已知PM?2PN,得PM2?2PN2。
2因为两圆半径均为1,所以PO12?1?2(PO2?1)。
y),则(x?2)2?y2?1?2[(x?2)2?y2?1], 设P(x,即(x?6)2?y2?33(或x2?y2?12x?3?0)。
点评:本小题主要考查求轨迹方程的方法及基本运算能力 题型7:课标创新题
例13.已知实数x、y满足(x?2)2?(y?1)2?1,求z?y?1的最大值与最小值。 xy?1表示过点A(0,-1)和圆x (x?2)2?(y?1)2?1上的动点(x,y)的直线的斜率。
解析:
如下图,当且仅当直线与圆相切时,直线的斜率分
别取得最大值和最小值
设切线方程为y?kx?1,即kx?y?1?0,则
|2k?2|k2?1?1,解得k?4?7。 3因此,zmax?4?74?7,zmin? 33点评:直线知识是解析几何的基础知识,灵活运用直线知识解题具有构思巧妙、直观性
强等特点,对启迪思维大有裨益。下面举例说明其在最值问题中的巧妙运用
例14.设双曲线的两支分别为,正三角形PQR的三
顶点位于此双曲线上。若求顶点Q、R的坐标
在上,Q、R在上,
分析:正三角形PQR中,有, 则以为圆心,
为半径的圆与双曲线交于R、Q两点。
根据两曲线方程可求出交点Q、R坐标
解析:设以P为圆心,为半径的圆的方程为:,
由得:。 (其中,可令进行换元解之)
设Q、R两点的坐标分别为,则。
即,
同理可得:, 且因为△PQR是正三角形,则PQ2?QR?r2,
2 即,得。
代入方程,即。
由方程组,得:或,
所以,所求Q、R的坐标分别为 点评:圆是最简单的二次曲线,它在解析几何及其它数学分支中都有广泛的应用。对一些数学问题,若能作一个辅助圆,可以沟通题设与结论之间的关系,从而使问题得解,起到铺路搭桥的作用
五.【思维总结】
1.关于直线对称问题:
(1)关于l :Ax +By +C =0对称问题:不论点,直线与曲线关于l 对称问题总可以转化为点关于l 对称问题,因为对称是由平分与垂直两部分组成,如求P(x0 ,y0)关于l :Ax +By +C =0对称点Q(x1 ,y1).有
x?x1Ay0?y1=-(1)与A·0+
2Bx0?x1B·
y0?y1+C =0。 2(2)解出x1 与y1 ;若求C1 :曲线f(x ,y)=0(包括直线)关于l :Ax +By +
C1 =0对称的曲线C2 ,由上面的(1)、(2)中求出x0 =g1(x1 ,y1)与y0 =g2(x1 ,y1),然后代入C1 :f [g1(x1 ,y1),g2(x2 ,y2)]=0,就得到关于l 对称的曲线C2 方程:f [g1(x ,y),g2(x ,y)]=0。
(3)若l :Ax +By +C =0中的x ,y 项系数|A|=1,|B |=1.就可以用直接代入解之,尤其是选择填空题。如曲线C1 :y2 =4 x -2关于l :x -y -4=0对称的曲线l2 的方程为:(x -4) 2 =4(y +4)-2.即y 用x -4代,x 用y +4代,这样就比较简单了
(4)解有关入射光线与反射光线问题就可以用对称问题来解决 点与圆位置关系:P(x0 ,y0)和圆C :(x -a) 2 +(y -b) 2 =r2。 ①点P 在圆C 外有(x0 -a) 2 +(y0 -b) 2 >r2;
②点P 在圆上:(x0 -a) 2 +(y0 -b) 2 =r2; ③点P 在圆内:(x0 -a) 2 +(y0 -b) 2 <r2 。
3.直线与圆的位置关系:l :f1(x ,y)=0.圆C :f2(x ,y)=0消y 得F(x2)=0。
(1)直线与圆相交:F(x ,y)=0中? >0;或圆心到直线距离d <r 。 直线与圆相交的相关问题:①弦长|AB|=
1?k2·|x1 -x2|=
x1?x2y1?y2,);22或|AB|=2r2?d2;②弦中点坐标(1?k2·(x1?x2)2?4x1x2,③弦中点轨迹方程。
(2)直线与圆相切:F(x)=0中? =0,或d =r .其相关问题是切线方程.如P(x0 ,y0)是圆x2 +y2 =r2 上的点,过P 的切线方程为x0x +y0y =r2 ,其二是圆外
2点P(x0 ,y0)向圆到两条切线的切线长为(x0?a)?(y0?b)?r或x0?y0?r;
22222其三是P(x0 ,y0)为圆x2 +y2 =r2 外一点引两条切线,有两个切点A ,B ,过A ,B 的直线方程为x0x +y0y =r2 。
(3)直线与圆相离:F(x)=0中? <0;或d <r ;主要是圆上的点到直线距离d 的最大值与最小值,设Q 为圆C :(x -a) 2 +(y -b) 2 =r2 上任一点,|PQ|max =|PC|+r ;|PQ|min =|PQ|-r ,是利用图形的几何意义而不是列出距离的解析式求最值.
4.圆与圆的位置关系:依平面几何的圆心距|O1O2|与两半径r1 ,r2 的和差关系判定.
(1)设⊙O1 圆心O1 ,半径r1 ,⊙O2 圆心O2 ,半径r2 则:
①当r1 +r2 =|O1O2|时⊙O1 与⊙O2 外切;②当|r1 -r2|=|O1O2|时,两圆相切;③当|r1 -r2|<|O1O2|<r1 +r2 时两圆相交;④当|r1 -r2|>|O1O2|时两圆内含;⑤当r1 +r2 <|O1O2|时两圆外离
(2)设⊙O1 :x2 +y2 +D1x +E1y +F1 =0,⊙O2 :x2 +y2 +D2x +E2y +F2 =0。
①两圆相交A 、B 两点,其公共弦所在直线方程为(D1 -D2)x +(E1 -E2)y +