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圆锥曲线第三定义及扩展

圆锥曲线第三定义
令狐采学
在椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x 中,A ,B
两点关于原点对称,P
是椭圆上异于A ,B 两点的任意一点,若PB PA k k ,存在,则
2
2
a
b k k PB
PA -=•。

(反之亦成立)
在双曲线)0,0(122
22>>=-b a b
y a x 中,A ,B
两点关于原点对称,P
是椭圆上异于A ,B 两点的任意一点,若PB PA k k ,存在,则
22
a
b k k PB
PA =•。

(反之亦成立)
★焦点在Y 轴上时,椭圆满足2
2
b
a k k PB
PA -=•,双曲线满足
22b
a k k PB
PA =• 例、已知椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x 的长轴长为
4,若点P 是椭圆上
任意一点,过原点的直线l 与椭圆相交与M 、N 两点,记直线PM 、PN 的斜率分别为k1、k2。

若k1⨯k2=4
1
-,则椭圆的方程为。

变式:
1、设点
A ,
B 的坐标为(-2,0),(2,0),点P 是曲线
C 上任
意一点,且直线PA 与PB 的斜率之积为4
1
-,则曲线C 的方程为。

2、设点
P 是曲线C 上任意一点,坐标原点是O ,曲线C 与X 轴
相交于两点M (-2,0),
N (2,0),直线PM ,PN 的斜率之积为4
3
-,则OP 的最小值是。

3、已知ABC ∆的两个顶点坐标分别是(-8,0),(8,0),且AC ,BC 所在直线斜率之积为m (0≠m ),求顶点C 的轨迹。

4、P
是双曲线)0,0(122
22>>=-b a b
y a x 上一点,M ,N
分别是双曲线的
左右顶点,直线PM ,PN 的斜率之积为5
1
,则双曲线离心率为。

5、已知椭圆12
322=+y x 的左右顶点分别是A 、B ,M 是椭圆上异于
A 、
B 的动点,求证:MB MA k k •为定值。

6、平面内与两定点1(,0)A a -,2(,0)A a (0)a >连续的斜率之积等于非零常数m 的点的轨迹,加上1A 、2A 两点所成的曲线C 可以是圆、椭圆成双曲线.求曲线C 的方程,并讨论C 的形状与m 值得关系; 第三定义的应用
例、椭圆14
22
=+y x 的左右顶点分别是
A ,
B ,点S 是椭圆上位于
X 轴上方的动点,直线AS ,BS 与直线3
10
:=
x l 分别交于点M 、N ,
求线段MN 长度的最小值。

变式:已知A,B 分别为曲线C :
22
x a +2y =1(y ≥0,a>0)与x 轴
的左、右两个交点,直线l 过点B,且与x 轴垂直,S 为l 上异于点B 的一点,连结AS 交曲线C 于点T.
(1)若曲线C 为半圆,点T 为圆弧AB 的三等分点,试求出点S 的坐标;
(II )如图,点M 是以SB 为直径的圆与线段TB 的交点,试问:是否存在a ,使得O,M,S 三点共线?若存在,求出a 的值,若不存在,请说明理由。

第三定义的变形
22
a
b k k OB
OA -=• 框架一:已知椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x ,A ,B
是椭圆上的两动点,
M 为平面上一动点且满足OB u OA OM +=λ。

则有如图框架。

(已知任意两个,可以推导第三个)。

相应的双曲线中有220a
b k k B
OA =•,当焦点在Y 轴上时,椭圆满足
2
2
0b
a k k B
OA -=•,双曲线满足220b
a k k B
OA =•。

例、已知椭圆的中心为坐标原点O ,焦点在x 轴上,斜率为1
且过椭圆右焦点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,
OB OA +与(3,1)a =-
共线
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)设M 为椭圆上任意一点,且),( R OB OA OM ∈+=μλμλ,证明22μλ+为定值
变式:已知在椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x ,A ,B
是椭圆上的两动点,
M 为椭圆上一动点满足OB u OA OM +=λ且22μλ+=1,证明:
22
0a
b k k B
OA -=•
框架二:已知椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x ,A ,B
是椭圆上的两动点,
M 为平面上一动点且满足OB u OA OM +=λ。

则有如下框架:
220a b k k B
OA -=•⇔2222
22u b
y a x +=+λ。

例、设动点P 满足ON OM OP 2+=,其中,M ,N
是椭圆1
2
42
2=+y x 上的点,直线OM 、ON 的斜率之积为2
1
-,求动点P 的轨迹方程。

变式:设动点M 满足OB u OA OM +=λ,其中A 、B 是椭圆
)0(12222>>=+b a b y a x 上的点,且22
0a b k k B OA -=•。

证明:P 的轨迹方程
为2222
22u b
y a x +=+λ。

框架三:已知动直线l 与椭圆
)0(122
22>>=+b a b
y a x 交于
),(),,(2221y x Q x x P 两个不同的两点,且OPQ S OPQ ∆∆的面积为,其中
O
为坐标原点。

有如下框图。

例、已知直线l 与椭圆C : 22
132
x y +=交于()11,P x y ,()22Q x y ⋅两不同
点,且OPQ ∆的面积S=
2
,其中O 为坐标原点。

(Ⅰ)证明2212x x +和2212y y +均为定值
(Ⅱ)设线段PQ 的中点为M ,求OM PQ 的最大值; (Ⅲ)椭圆C 上是否存在点D , E , G ,使得
2
ODE ODG OEG S S S ∆∆∆===
?若存在,判断DEG ∆的形状;若不存在,请说明理由.
变式:已知l 与椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x 交于),(),,(2221y x B x x A 两个不
同的两点,已知),(),,(2211by ax by ax ==,若0=•n m ,且椭圆离心率为
23,又椭圆经过点)1,2
3
(,O 为坐标原点。

(1)求椭圆标准方程。

(2)若直线l 过椭圆的焦点
F (0,c ),求直线l 的斜率k 。

(3)证明:AOB ∆的面积为定值。

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