平面解析几何(8.3圆锥曲线)(教师版)(3)

2019-09-02 17:29

(3)找关系:根据已知条件,建立关于a、b、c或m、n的方程组。 (4)得方程:解方程组,将解代入所设方程,即为所求。

注:当椭圆的焦点位置不明确而无法确定其标准方程时,可设

x2y2??1(m?0,n?0,m?n),可以避免讨论和繁杂的计算,也可以设为mnAx2?By2?1(A?0,B?0且A?B),这种形式在解题时更简便。

〖例〗已知点P在以坐标轴为对称轴的椭圆上,且P到两焦点的距离分别为5、3,过P且长轴垂直的直线恰过椭圆的一个焦点,求椭圆的方程。

x2y2x2y2思路解析:设椭圆方程为2?2?1(a?b?0)或2?2?1(a?b?0)→根据题意

abba求a、b→得方程。

x2y2x2y2解答:设所求的椭圆方程为2?2?1(a?b?0)或2?2?1(a?b?0),

abba由已知条件得??2a?5?32,a?4,c?2,b?12 222?(2c)?5?3x2y2y2x2??1或??1 故所求方程为

16121612(二)椭圆的几何性质 ※相关链接※

x2y21.椭圆的几何性质涉及一些不等关系,例如对椭圆2?2?1,有

ab等,在求与椭圆有关的一些量的范围,或者求

这些量的最大值时,经常用到这些不等关系。

2.求解与椭圆几何性质有关的问题时要结合图形进行分析,即使不画出图形,思考时也要联想到图形。当涉及到顶点、焦点、准线、长轴、短轴等椭圆的基本量时,要理清它们之间的关系,挖掘出它们之间的内在联系。

3.求椭圆离心率问题,应先将e用有关的一些量表示出来,再利用其中的一些关系构造出关于e的等式或不等式,从而求出e的值或范围。离心率e与a、b的关系:

※例题解析※

x2y2〖例〗已知椭圆2?2?1(a?b?0)的长轴、短轴端点分别为A、B,从椭圆上一点

ab?????????M(在x轴上方)向x轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦点F1,向量AB与OM是共线向量。

(1) 求椭圆的离心率e;

(2) 设Q是椭圆上任意一点,F1、F2分别是左、右焦点,求∠F1QF2的取值范围。

?????????思路解析:由AB与OM是共线向量可知AB∥OM,从而可得关于a、b、c的等量关系,

从而求得离心率e;若求∠F1QF2的取值范围,即需求cos∠F1QF2的范围,用余弦定理即可。

b2b2,?kOM??. 解答:(1)设F1(-c,0),则xM??c,yM?aackAB???????b??????,OM与AB是共线向量,abb2??,?b?c故e?aca22

(2)设|F1Q|=r1,|F2Q|=r2,∠F1QF2=?,∴r1+r2=2a,|F1F2|=2c,

r12?r22?4c2(r1?r2)2?2r1r2?4c2a2cos?????12r1r22r1r2r1ra2??1?0,r1?r22()2当且仅当r1?r2时,cos??0,???[0,].2注:熟练掌握椭圆定义及性质并且其解决相应问题,在求离心率e时,除已知等式

外,还需一个关于a、b、c的等式,即可求得e。

(三)直线与椭圆的位置关系 ※相关链接※

1.直线与椭圆位置关系的判定

?x2y2把椭圆方程2?2?1(a?b?0)与直线方程y=kx+b联立消去y,整理成形如

ab的形式,对此一元二次方程有:

(1)⊿>0,直线与椭圆相交,有两个公共点; (2)⊿=0,直线与椭圆相切,有一个公共点; (3)⊿<0,直线与椭圆相离,无公共点。

2.直线被椭圆截得的张长公式,设直线与椭圆交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则

注:解决直线与椭圆的位置关系问题时常利用数形结合法、设而不求法、弦长公式及根与系数的关系去解决。

※例题解析※

〖例1〗中心在原点,一个焦点为F1(0,50)的椭圆截直线y?3x?2所得弦的中点横坐标为

1,求椭圆的方程 2思路解析:根据题意,可设椭圆的标准方程,与直线方程联立解方程组,利用韦达定理

22及中点坐标公式,求出中点的横坐标,再由F1(0,50)知,c=50,?a?b?50,

最后解关于a、b的方程组即可

x2y222解答:设椭圆的标准方程为2?2?1(a?b?0),由F(得?a?b?50 10,50)

ab把

线

y?3x?2代入椭圆方程整理得:

(a2?9b2)x2?12b2x?b2(4?a2)?0。

设弦的两个端点为A(x1,y1),B(x2,y2),则由根与系数的关系得:

12b21x1?x2?2,又AB的中点横坐标为, 22a?9b?a2?3b2,与方程a2?b2?50联立可解出a2?75,b2?25

x2y2??1。 故所求椭圆的方程为:

7525x2??y2?1,过左焦点F作倾斜角为的直线交椭圆于A、B两〖例2〗已知椭圆:

69点,求弦AB的长

解答:a=3,b=1,c=22,则F(-22,0)。

x2?y2?1联立消去y得:l:y?(x?22)与4x2?122x?15?0。由题意知: 931设A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1,x2是上面方程的二实根,由违达定理,

x1?x2??32,x1?x2?点,

x?x23215,xM?1又因为A、B、F都是直线l上的??422所以|AB|=1??|x1?x2|?1323?(x1?x2)2?4x1x2?2318?15?2

(四)与椭圆有关的综合问题 〖例〗如图,

已知椭圆C:经过椭圆C的右焦点F且斜率为k(k≠0)

有直线l交椭圆C于A、B两点,M为线段AB中点,设O为椭圆的中心,射线OM交椭圆于N点。

(1)是否存在k,使对任意m>0,总有

成立?若存在,求出所有k

的值;

(2)若,求实数k的取值范围。

思路解析:第(1)问为存在性问题,可先假设存在,然后由M点为ON中点,用坐标表示相关量可求。

第(2)问用坐标表示向量数量积,列式求解即可。

可知

解答:椭圆C:AB的方程为:y=k(x-m).

,直线

由消去y得

,则

若存在k,使∴

总成立,M为线段AB的中点,∴M为ON的中点,

即N点的坐标为。

由N点在椭圆上,则


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