问一道圆锥曲线题?第12题,
来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/06 17:22:03
问一道圆锥曲线题?
第12题,
第12题,
第一个问题:
应补充说明双曲线的焦点位置,否则无法求出双曲线方程.从第二个问题的描述中可知,双曲线的焦点在x轴上.
∵a^2/c=√5/5,∴a/e=√5/5=1/√5,又e=√5,∴a=1,∴而c/a=e=√5,∴c=√5,
∴c^2=5,∴a^2+b^2=5,∴b^2=4.
∵双曲线的中心为原点,焦点在x轴上[补充条件],
∴满足条件的双曲线方程是:x^2-y^2/4=1.
第二个问题:
令双曲线x^2-y^2/4=1的右焦点为F,显然F的坐标为(√5,0).
容易知道点A(-√5,0)是双曲线x^2-y^2/4=1的左焦点,
∴由双曲线定义,有:|AM|-|MF|=2a=2,∴|AM|=2+|MF|.
∴|AM|+|MB|=2+|MF|+|MB|.
∴要使(|AM|+|MB|)最小,就需要(|MF|+|MB|)最小.
显然有:|MF|+|MB|≧|BF|.
∴当B、M、F共线时,|MF|+|MB|有最小值,且最小值=|BF|.
于是,问题就转化成在圆x^2+(y-√5)^2=1上求点B,使|BF|最小.
令圆x^2+(y-√5)^2=1的圆心为G,则点G的坐标为(0,√5).
当点B为GF与⊙G的交点时,|BF|=|GF|-|GB|=|GF|-1.
在⊙G上取点B外的任意一点为C,则有:|GC|+|CF|>|GF|=|GB|+|BF|,
自然有:|GC|=|GB|,∴|CF|>|BF|,∴点B就是满足要求的点.
∵|GF|=√[(0+√5)^2+(√5-0)^2]=√10,∴|BF|=√10-1.
∴(|AM|+|MB|)的最小值为(√10-1).
第三个问题:
GF的斜率=(0-√5)/(√5-0)=-1,∴GF的方程为:y=-x+√5.
联立:y=-x+√5、x^2-y^2/4=1,消去y,得:x^2-(x-√5)^2/4=1,
∴4x^2-(x^2-2√5x+5)=4,∴3x^2+2√5x-9=0,其判别式=20+4×3×9=128,
∴x=(-2√5+8√2)/6,或x=(-2√5-8√2)/6.
∵点M是线段GF与⊙G的交点,∴点M的横坐标大于0,
∴点M的横坐标=(-2√5+8√2)/6=(4√2-√5)/3,
点M的纵坐标=-(4√2-√5)/3+√5=(4√5-4√2)/3.
∴点M的坐标是((4√2-√5)/3,(4√5-4√2)/3).
应补充说明双曲线的焦点位置,否则无法求出双曲线方程.从第二个问题的描述中可知,双曲线的焦点在x轴上.
∵a^2/c=√5/5,∴a/e=√5/5=1/√5,又e=√5,∴a=1,∴而c/a=e=√5,∴c=√5,
∴c^2=5,∴a^2+b^2=5,∴b^2=4.
∵双曲线的中心为原点,焦点在x轴上[补充条件],
∴满足条件的双曲线方程是:x^2-y^2/4=1.
第二个问题:
令双曲线x^2-y^2/4=1的右焦点为F,显然F的坐标为(√5,0).
容易知道点A(-√5,0)是双曲线x^2-y^2/4=1的左焦点,
∴由双曲线定义,有:|AM|-|MF|=2a=2,∴|AM|=2+|MF|.
∴|AM|+|MB|=2+|MF|+|MB|.
∴要使(|AM|+|MB|)最小,就需要(|MF|+|MB|)最小.
显然有:|MF|+|MB|≧|BF|.
∴当B、M、F共线时,|MF|+|MB|有最小值,且最小值=|BF|.
于是,问题就转化成在圆x^2+(y-√5)^2=1上求点B,使|BF|最小.
令圆x^2+(y-√5)^2=1的圆心为G,则点G的坐标为(0,√5).
当点B为GF与⊙G的交点时,|BF|=|GF|-|GB|=|GF|-1.
在⊙G上取点B外的任意一点为C,则有:|GC|+|CF|>|GF|=|GB|+|BF|,
自然有:|GC|=|GB|,∴|CF|>|BF|,∴点B就是满足要求的点.
∵|GF|=√[(0+√5)^2+(√5-0)^2]=√10,∴|BF|=√10-1.
∴(|AM|+|MB|)的最小值为(√10-1).
第三个问题:
GF的斜率=(0-√5)/(√5-0)=-1,∴GF的方程为:y=-x+√5.
联立:y=-x+√5、x^2-y^2/4=1,消去y,得:x^2-(x-√5)^2/4=1,
∴4x^2-(x^2-2√5x+5)=4,∴3x^2+2√5x-9=0,其判别式=20+4×3×9=128,
∴x=(-2√5+8√2)/6,或x=(-2√5-8√2)/6.
∵点M是线段GF与⊙G的交点,∴点M的横坐标大于0,
∴点M的横坐标=(-2√5+8√2)/6=(4√2-√5)/3,
点M的纵坐标=-(4√2-√5)/3+√5=(4√5-4√2)/3.
∴点M的坐标是((4√2-√5)/3,(4√5-4√2)/3).