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甘肃张掖高台第一中学734300
摘要:本文介绍了解决圆锥曲线参数取值范围问题的基本思路及常用方法.
关键词:方程;定义;判别式;根的分布;图象;函数;平面区域
解决圆锥曲线参数取值范围问题的基本思路:根据已知条件,建立关于参数的函数关系式或不等式(组),然后求参数的取值范围.
[⇩]根据圆锥曲线的标准方程求范围
由圆锥曲线标准方程中的特征参数(a,b,c)的范围建立不等式,求参数范围.
例1已知方程x2+ky2=2表示焦点在y轴上的椭圆,求实数k的取值范围.
解析由x2+ky2=2 得+=1. 因方程x2+ky2=2表示焦点在y轴上的椭圆,则>2 ,故0
[⇩]根据圆锥曲线的定义求范围
由圆锥曲线的第一、第二定义对曲线各量范围的限定建立不等式(组),求参数范围.
例2在平面直角坐标系中,若方程m(x2+y2+2y+1)=(x-2y+3)2表示的曲线为双曲线,求实数m的取值范围.
解析已知方程可变形为=,它表示动点(x,y)到定点(0,-1)的距离与到定直线x-2y+3=0的距离之比为常数,则e=>1,故0
[⇩]根据一元二次方程根的判别式求范围
例3(2007海南、宁夏)在平面直角坐标系xOy中,经过点(0,)且斜率为k的直线l与椭圆+y2=1有两个不同的交点P和Q.
(1)求k的取值范围.
(2)略.
解析(1)由已知条件,直线l的方程为y=kx+,代入椭圆方程得+(kx+)2=1,整理得
+k2x2+2kx+1=0.
而直线l与椭圆有两个不同的交点P和Q等价于Δ=8k2-4・
+k2=4k2-2>0,解得k.
故k的取值范围为-∞,
-∪
,+∞.
(2)略.
[⇩]根据方程根的分布求范围
若含参方程的两根分布在两个区间或某一个区间上,则根据一元二次方程根的分布建立不等式组,求参数范围.
例4(2008湖南)已知椭圆的中心在原点,一个焦点是F(2,0),且两条准线间的距离为λ(λ>4).
(1)求椭圆的方程.
(2)若存在过点A(1,0)的直线l,使点F关于直线l的对称点在椭圆上,求λ的取值范围.
解析(1)略.
(2)由(1)知,椭圆的方程是+=1(λ>4).
依题意,直线l的斜率存在且不为0,记为k,则直线l的方程是y=k(x-1).
设点F(2,0)关于直线l的对称点为F′(x0,y0),则
=k
-1,
・k=-1,解得 x0=
,
y0=
.
因为点F′(x0,y0)在椭圆上,所以+=1,
即λ(λ-4)k4+2λ(λ-6)k2+(λ-4)2=0.
设k2=t,则λ(λ-4)t2+2λ(λ-6)t+(λ-4)2=0.
因为λ>4,所以>0. 于是,
当且仅当Δ=[2λ(λ-6)]2-4λ(λ-4)3≥0,
->0,
上述方程存在正实根,即直线l存在.
解不等式组得λ
≤,
4
所以4
即λ的取值范围是4
[⇩]根据方程的图象求范围
例5若曲线y=1+与直线y=k(x-2)+4有两个公共点,求实数k的取值范围.
解析由y=1+,得x2+(y-1)2=4(y≥1),
方程对应的图象是以(0,1)为圆心,2为半径的上半圆(如图1).
[A][O][x][y][B][P]
图1
因kPA=,kPB=,
故
[⇩]根据目标函数的值域求范围
建立参数关于另一变量的函数关系式,则此函数的值域即为参数的范围.
例6(2008上海)已知双曲线C:-y2=1.
(1)略.
(2)已知点M的坐标为(0,1),设P是双曲线C上的点,Q是点P关于原点的对称点,记λ=・,求λ的取值范围.
解析(1)略.
(2)设P的坐标为(x0,y0),则Q的坐标为(-x0,-y0).
λ=・=(x0,y0-1)・(-x0,-y0-1)=-x-y+1=-x+2.
因x0≥,
故λ的取值范围是(-∞,-1].
[⇩]根据平面区域求范围
若平面上一点在曲线的内部(或曲线上),则点与曲线有以下结论:
点P(x0,y0)在圆x2+y2=r2的内部区域,则x+y
点P(x0,y0)在椭圆+=1的内部区域,则+
点P(x0,y0)在双曲线-=1的内部区域(含焦点区域),则->1.
点P(x0,y0)在抛物线y2=2px的内部区域(含焦点区域),则y< 2px0 .
例7若直线y=kx+1与椭圆+=1恒有公共点,求实数m的取值范围.
解析因直线y=kx+1恒过定点(0,1),则当定点(0,1)在椭圆内或其上时,直线与椭圆恒有公共点. 由+≤1得m≥1(m≠5),故m的取值范围为[1,5)∪(5,+∞).
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