3.要正確理解和靈活運(yùn)用參數(shù)a,b,c,,e的幾何意義與相互關(guān)系;
2.求橢圓方程,常用待定系數(shù)法,定義法,首先確定曲線類型和方程的形式,再由題設(shè)條件確定參數(shù)值,應(yīng)“特別”掌握;
(1)當(dāng)焦點(diǎn)位置不確定時(shí),方程可能有兩種形式,應(yīng)防止遺漏;
(2)兩種標(biāo)準(zhǔn)方程中,總有a>b>0,c2=a2-b2并且橢圓的焦點(diǎn)總在長(zhǎng)軸上;
1.橢圓定義是解決問題的出發(fā)點(diǎn),一般地,涉及a、b、c的問題先考慮第一定義,涉及e、d及焦半徑的問題行急需處理 慮第二定義;
[例1]若橢圓ax2+by2=1與直線x+y=1交于A、B兩點(diǎn),M為AB的中點(diǎn),直線OM(O為原點(diǎn))的斜率為,且OA⊥OB,求橢圓的方程.
分析:欲求橢圓方程,需求a、b,為此需要得到關(guān)于a、b的兩個(gè)方程,由OM的斜率為.OA⊥OB,易得a、b的兩個(gè)方程.
解法1:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0).
|
|
ax2+by2=1,
∴x0==,y0==1-=.
∴M(,).
∵kOM=,∴b=a. ①
∵OA⊥OB,∴·=-1.
∴x1x2+y1y2=0.
∵x1x2=,y1y2=(1-x1)(1-x2),
∴y1y2=1-(x1+x2)+x1x2
=1-+=.
∴+=0.
∴a+b=2. ②
由①②得a=2(-1),b=2(-1).
∴所求方程為2(-1)x2+2(-1)y2=1.
法2:(點(diǎn)差法)由ax1+by1=1, ax2+by2=1相減得
,即…下同法1.
提煉方法:1.設(shè)而不求,即設(shè)出A(x1,y1),B(x2,y2),借助韋達(dá)定理推出b=a..再由OA⊥OB得x1x2+y1y2=0,轉(zhuǎn)換出a,b的又一關(guān)系式,
2.點(diǎn)差法得b=a.…
[例2](2005湖南) 已知橢圓C:+=1(a>b>0)的左.右焦點(diǎn)為F1、F2,離心率為e. 直線,l:y=ex+a與x軸.y軸分別交于點(diǎn)A、B,M是直線l與橢圓C的一個(gè)公共點(diǎn),P是點(diǎn)F1關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn),設(shè)=λ.
(Ⅰ)證明:λ=1-e2;
(Ⅱ)若,△MF1F2的周長(zhǎng)為6;寫出橢圓C的方程;(理科無此問)
(Ⅲ)確定λ的值,使得△PF1F2是等腰三角形.
(Ⅰ)證法一:因?yàn)?i>A、B分別是直線l:與x軸、y軸的交點(diǎn),所以A、B的坐標(biāo)分別是.
所以點(diǎn)M的坐標(biāo)是(). 由
即.
證法二:因?yàn)?i>A、B分別是直線l:與x軸、y軸的交點(diǎn),所以A、B的坐標(biāo)分別是設(shè)M的坐標(biāo)是
所以 因?yàn)辄c(diǎn)M在橢圓上,所以
即
解得
(Ⅱ)當(dāng)時(shí),,所以 由△MF1F2的周長(zhǎng)為6,得
所以 橢圓方程為
(Ⅲ)解法一:因?yàn)?i>PF1⊥l,所以∠PF1F2=90°+∠BAF1為鈍角,要使△PF1F2為等腰三角形,必有|PF1|=|F1F2|,即
設(shè)點(diǎn)F1到l的距離為d,由
得 所以
即當(dāng)△PF1F2為等腰三角形.
解法二:因?yàn)?i>PF1⊥l,所以∠PF1F2=90°+∠BAF1為鈍角,要使△PF1F2為等腰三角形,必有|PF1|=|F1F2|,
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)是,
則
由|PF1|=|F1F2|得
兩邊同時(shí)除以4a2,化簡(jiǎn)得 從而
于是. 即當(dāng)時(shí),△PF1F2為等腰三角形.
[例3](2005春上海)(1)求右焦點(diǎn)坐標(biāo)是,且經(jīng)過點(diǎn)的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知橢圓的方程是. 設(shè)斜率為的直線,交橢圓于兩點(diǎn),的中點(diǎn)為. 證明:當(dāng)直線平行移動(dòng)時(shí),動(dòng)點(diǎn)在一條過原點(diǎn)的定直線上;
(3)利用(2)所揭示的橢圓幾何性質(zhì),用作圖方法找出下面給定橢圓的中心,簡(jiǎn)要寫出作圖步驟,并在圖中標(biāo)出橢圓的中心.
解:(1)設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,,
∴ ,即橢圓的方程為,
∵ 點(diǎn)()在橢圓上,∴ ,
解得 或(舍),
由此得,即橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)設(shè)直線的方程為,
與橢圓的交點(diǎn)()、(),
則有,
解得 ,
∵ ,∴ ,即 .
則 ,
∴ 中點(diǎn)的坐標(biāo)為.
∴ 線段的中點(diǎn)在過原點(diǎn)的直線 上.
(3)如圖,作兩條平行直線分別交橢圓于、和,并分別取、的中點(diǎn),連接直線;又作兩條平行直線(與前兩條直線不平行)分別交橢圓于、和,并分別取、的中點(diǎn),連接直線,那么直線和的交點(diǎn)即為橢圓中心.
[例4] (2006江西)如圖,橢圓的右焦點(diǎn)為,過點(diǎn)的一動(dòng)直線繞點(diǎn) 轉(zhuǎn)動(dòng),并且交橢圓于、兩點(diǎn), 為線段的中點(diǎn).
(1) 求點(diǎn)的軌跡的方程;
(2) 若在的方程中,令確定的值,使原點(diǎn)距橢圓的右準(zhǔn)線最遠(yuǎn).此時(shí)設(shè)與軸交點(diǎn)為,當(dāng)直線繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到什么位置時(shí),三角形的面積最大?
解:如圖
(1)設(shè)橢圓上的點(diǎn)、,又設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,則
|
當(dāng)不垂直軸時(shí),
由①-②得
當(dāng) 垂直于軸時(shí),點(diǎn)即為點(diǎn),滿足方程(*).
故所求點(diǎn)的軌跡的方程為: .
(2)因?yàn)?橢圓右準(zhǔn)線方程是,原點(diǎn)距橢圓的右準(zhǔn)線的距離為,
時(shí),上式達(dá)到最大值,所以當(dāng)時(shí),原點(diǎn)距橢圓的右準(zhǔn)線最遠(yuǎn).
此時(shí).
設(shè)橢圓 上的點(diǎn)、,
△的面積
設(shè)直線的方程為,代入中,得
由韋達(dá)定理得
令,得,當(dāng)取等號(hào).
因此,當(dāng)直線繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到垂直軸位置時(shí), 三角形的面積最大.
特別提醒:注意這種直線方程的設(shè)法,適用于 “含斜率不存在,而無斜率為零的情況”.
[研討.欣賞](1)已知點(diǎn)P的坐標(biāo)是(-1,-3),F是橢圓的右焦點(diǎn),點(diǎn)Q在橢圓上移動(dòng),當(dāng)取最小值時(shí),求點(diǎn)Q的坐標(biāo),并求出其最小值。
(2)設(shè)橢圓的中心是坐標(biāo)原點(diǎn),長(zhǎng)軸在x軸上,離心率為,已知點(diǎn)P到這個(gè)橢圓上的點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離是,求這個(gè)橢圓的方程,并求橢圓上到點(diǎn)P的距離是的點(diǎn)的坐標(biāo)。
解(1)由橢圓方程可知a=4,b=,則c=2,,
橢圓的右準(zhǔn)線方程為x=8 過點(diǎn)Q作QQ’于點(diǎn)Q’,
過點(diǎn)P作PP’于點(diǎn)P’,則據(jù)橢圓的第二定義知,
,
易知當(dāng)P、Q、Q’在同一條線上時(shí),即當(dāng)Q’與P’點(diǎn)重合時(shí),才能取得最小值,最小值為8-(-1)=9,此時(shí)點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)為-3,代入橢圓方程得。
因此,當(dāng)Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到(2,-3)處時(shí), 取最小值9.
(2)設(shè)所求的橢圓的直角坐標(biāo)方程是.
由,解得,設(shè)橢圓上的點(diǎn)(x,y)到點(diǎn)P的距離為d.
則
其中,如果, 則當(dāng)y=-b時(shí),d2取得最大值
解得b=與矛盾, 故必有 當(dāng)時(shí)d2取得最大值, 解得b=1,a=2 所求橢圓方程為.
由可得橢圓上到點(diǎn)P的距離等于的點(diǎn)為,.
6.根據(jù)橢圓的對(duì)稱性知,,同理其余兩對(duì)的和也是,
又,∴ =35
5. +=1或+=1;
4.易知圓F2的半徑為c,(2a-c)2+c2=4c2,()2+2()-2=0,=-1.
6.(2006四川15)如圖把橢圓的長(zhǎng)軸AB分成8份,過每個(gè)分點(diǎn)作x軸的垂線交橢圓的上半部分于,,……七個(gè)點(diǎn),F是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),則____________.
簡(jiǎn)答提示:1-4.CBBA;
5.橢圓對(duì)稱軸在坐標(biāo)軸上,短軸的一個(gè)端點(diǎn)與兩個(gè)焦點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)正三角形,焦點(diǎn)到橢圓上的點(diǎn)的最短距離是,則這個(gè)橢圓方程為__________________.
4.設(shè)F1、F2為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),以F2為圓心作圓F2,已知圓F2經(jīng)過橢圓的中心,且與橢圓相交于M點(diǎn),若直線MF1恰與圓F2相切,則該橢圓的離心率e為 ( )
A. -1 B.2- C. D.
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