当且仅当即时取“=”.所以的最小值是.
二、在双曲线中的应用
例2(2006年高考安徽卷22题)如图5,F为双曲线C: 的右焦点、P为双曲线C右支上一点,且位于轴上方,M为左准线上一点,为坐标原点,已知四边形为平行四边形,.
(Ⅰ)写出双曲线C的离心率与的关系式;
(Ⅱ)当时,经过焦点F且平行于OP的直线交双曲线于A、B点,
若,求此时的双曲线方程.
解:(Ⅰ)∵,,
设右准线交PM于H,则,
又,∴.
(Ⅱ)当时,由得,即.由得,
由此得双曲线为.
∵时,, ,.
在中,.
P点的坐标为,则,.即.
令AB与的夹角为,由AB∥OP得,.
∵,∴,解得,即.
由,可以解得.故所求双曲线的方程为 .
三、在抛物线中的应用
例3 (2006年高考全国Ⅱ卷第21题)已知抛物线的焦点为F,A、B是抛物线上的两动点,且.过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M.
(Ⅰ)证明为定值;
(Ⅱ)设△ABM的面积为S,写出的表达式,并求S的最小值.
解:(Ⅰ)可设,,AB的倾斜角为,则AB的斜率.由知AB过焦点.所以AB的方程为.将此式代入 得.则.
∵,∴过A、B两点的切线方程分为,.
由此解得:,.即点M为.
所以 , .
∴为定值.
(Ⅱ)∵抛物线的焦准距,过焦点F的弦AB与对称轴夹角为.
∴.
又,由知.
∴△ABM的面积为.
当,即AB与轴平行时,F点是AB的中点,,△ABM的面积S有最小值4.
求的表达式的方法如下:∵,
∴.设,则可以解得
.又,.
∴.
四、综合应用
(2009湖南卷理)(本小题满分13分)
在平面直角坐标系xOy中,点P到点F(3,0)的距离的4倍与它到直线x=2的距离的3倍之和记为d,当P点运动时,d恒等于点P的横坐标与18之和 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(Ⅰ)求点P的轨迹C;
(Ⅱ)设过点F的直线I与轨迹C相交于M,N两点,求线段MN长度的最大值。
解(Ⅰ)设点P的坐标为(x,y),则 ①
当xkeyimg1662时,由①化简得 w..u.c.o.m 当时,由①化简得 .
故点P的轨迹C是椭圆在直线x=2的右侧部分与抛物线在直线x=2的左侧部分(包括它与直线x=2的交点)所组成的曲线,参见图1
(Ⅱ)如图2所示,易知直线x=2与,的交点都是A(2,),B(2,),直线AF,BF的斜率分别为=,=.
设直线l直线l与x轴的夹角时,或时,此时有 .因为,
所以.由焦点弦公式得
.
当且仅当即时,等号成立。
(2)当时,可设点在上,点上,
则由焦半径公式得 .
设直线AF与椭圆的另一交点,则,.
所以 。而点A,E都在上,且
有(1)知
综上所述,线段MN长度的最大值为
巩固练习
1、设过椭圆焦点F的弦为AB,中心为O.求面积的最大值.
2、过双曲线的焦点作倾角为的弦AB.求AB的长.
3、(2009福建卷理)过抛物线的焦点F作倾斜角为的直线交抛物线于A、B两点,若线段AB的长为8,则________________
4、(2006年高考江西卷第21题)如图6,椭圆Q:的右焦点为,过点F的一动直线绕点F转动,并交椭圆与A、B两点,P为线段的AB的中点.
⑴求点P的轨迹H的方程;
⑵若在Q的方程中,令.确定的值,使原点距椭圆Q的右准线最远.此时,设与轴交点为D,当直线绕点F转动到什么位置时,三角形ABD的面积最大?
参考答案
1、.(提示∵∴ ,.
则.
∴.)
2、.(提示 ,..)
3、【答案】:2
(提示∴.∴).
4、⑴.⑵.(提示∵,
∴.当时,原点到右准线的距离取最大值2.此时 ,,椭圆Q的方程为.
设线段AB与椭圆长轴的夹角为,由于,则
,点D到线段AB的距离为..
当且仅当,即轴时,的最大值为).
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