双曲线定义的应用
例1、已知双曲线的右焦点F,点A(9,2),试在这个双曲线上求一点M,使|MA|+|MF|的值最小,并求出这个最小值.
分析:
如何处置|MF|前的系数,注意到恰好是双曲线的离心率,|MF|是双曲线上的点到焦点的距离,考虑到双曲线第二定义,难点化解了.
解答:
如图所示,l为双曲线的右准线,M为双曲线上任意一点,作MN⊥l于N,作AB⊥l于B.
∵ 离心率e=,∴
由双曲线的第二定义,有.
∴ |MA|=|MF|,∴
|MA|+|MF|=|MA|+|MN|≥AB.
当且仅当M为AB与双曲线右支的交点时,|MA|+|MF|取得最小值,
此时,点M的坐标为,最小值为.
例2、已知双曲线的焦点为F1(-c,0),F2(c,0)(c>0),e为离心率,点P为左支上一点,d为P到左准线的距离.
(1)当|PF1|2=d·|PF2|时,求e的范围.
(2)当2|PF1|=d+|PF2|时,求e的范围.
分析:
依题设,明显d<|PF1|<|PF2|,d、|PF1|、|PF2|组成等比数列或等差数列的可能性是存在的.
解:
依定义,有.
(1)由|PF1|2=d·|PF2|得.
∴ |PF1|=,∵
P在右支上,∴ |PF1|≥c-a,
即 ≥c-a,
∴ ≥e-1,
即 (e-1)2≤2,∴ e-1≤.
又∵ e>1,∴ 1<e<+1,
即e的取值范围为(1,+1].
(2)由2|PF1|=d+|PF2|,得.
即e的取值范围为.
对于本单元,要进一步加强对双曲线的定义及有关概念的理解,熟练掌握其标准方程及几何性质.对于双曲线与其它曲线的关系问题,更要多加训练,对于一些实际问题,善于利用数形结合的方法去解决.
例如,已知a>0,a≠1,试求使方程有解的k的取值范围.这是一个解含参数的对数方程的问题,前面我们已利用对参数的讨论,找到原方程的等价条件是>0,下面利用数形结合的方法解答此题.
联系函数的图象考虑,原方程有解的充要条件是函数y=x-ak与(y>0)的图象有交点,由于(y>0),可知它的图象是等轴双曲线x2-y2=a2的两上半支(顶点除外).如图,直线y=x-ak与双曲线x2-y2=a2的左上半支有交点的充要条件是-ak>a,即k<-1,而与双曲线的右上半支有交点的充要条件是-a<-ak<0,即0<k<1.