高中数学椭圆的标准方程典型例题选修1.doc

2018-12-19 22:53

典型例题一

例1 已知椭圆mx2?3y2?6m?0的一个焦点为(0,2)求m的值.

分析:把椭圆的方程化为标准方程,由c?2,根据关系a?b?c可求出m的值.

222x2y2??1. 解:方程变形为

62m因为焦点在y轴上,所以2m?6,解得m?3. 又c?2,所以2m?6?2,m?5适合.故m?5.

2典型例题二

例2 已知椭圆的中心在原点,且经过点P?3,0?,a?3b,求椭圆的标准方程. 分析:因椭圆的中心在原点,故其标准方程有两种情况.根据题设条件,运用待定系数法,求出参数a和b(或a和b)的值,即可求得椭圆的标准方程.

22x2y2解:当焦点在x轴上时,设其方程为2?2?1?a?b?0?.

ab由椭圆过点P?3,0?,知

90??1.又a?3b,代入得b2?1,a2?9,故椭圆的方22abx2?y2?1. 程为9y2x2当焦点在y轴上时,设其方程为2?2?1?a?b?0?.

ab由椭圆过点P?3,0?,知

90??1.又a?3b,联立解得a2?81,b2?9,故椭圆22aby2x2??1. 的方程为

819

典型例题三

例3 ?ABC的底边BC?16,AC和AB两边上中线长之和为30,求此三角形重心G用心 爱心 专心

的轨迹和顶点A的轨迹.

分析:(1)由已知可得GC?GB?20,再利用椭圆定义求解.(2)由G的轨迹方程

G、A坐标的关系,利用代入法求A的轨迹方程.

解: (1)以BC所在的直线为x轴,BC中点为原点建立直角坐标系.设G点坐标为

由GC?GB?20,知G点的轨迹是以B、C为焦点的椭圆,且除去轴上两点.因?x,y?,

x2y2a?10,c?8,有b?6,故其方程为??1?y?0?.

10036x?2y?2??1?y??0?. ① (2)设A?x,y?,G?x?,y??,则

10036x??x?,?x2y2?3??1?y?0?,由题意有?代入①,得A的轨迹方程为其轨迹是椭圆(除900324?y??y?3?去x轴上两点).

典型例题四

例4 已知P点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P到两焦点的距离分别为

45和325,过P点作焦点所在轴的垂线,它恰好过椭圆的一个焦点,求椭圆方程. 3分析:讨论椭圆方程的类型,根据题设求出a和b(或a和b)的值.从而求得椭圆方程.

解:设两焦点为F1、F2,且PF1?224525,PF2?. 33从椭圆定义知2a?PF1?PF2?25.即a?5. 从PF1?PF2知PF2垂直焦点所在的对称轴, 所以在Rt?PF2F1中,sin?PF1F2?PF21?, PF12用心 爱心 专心

可求出?PF1F2??6,2c?PF1?cos?6?1025222,从而b?a?c?.

33x23y23x2y2??1或??1. ∴所求椭圆方程为

510105

典型例题五

x2y2例5 已知椭圆方程2?2?1?a?b?0?,长轴端点为A1,A2,焦点为F1,F2,Pab是椭圆上一点,?A1PA2??,?F1PF2??.求:?F1PF2的面积(用a、b、?表示).

分析:求面积要结合余弦定理及定义求角?的两邻边,从而利用S??积.

解:如图,设P?x,y?,由椭圆的对称性,不妨设P?x,y?, 由椭圆的对称性,不妨设P在第一象限.由余弦定理知: F1F221absinC求面22?PF1?PF2?2PF1·PF2cos??4c.①

22由椭圆定义知: PF1?PF2?2a ② 则②-①得

22b2 PF. 1?PF2?1?co?s故S?F1PF2?1PF1?PF2sin? 212b2sin? ?21?cos? ?btan2?2.

典型例题六

x2?y2?1, 例6 已知椭圆2用心 爱心 专心

(1)求过点P?,?且被P平分的弦所在直线的方程; (2)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;

(3)过A?2,1?引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程;

(4)椭圆上有两点P、Q,O为原点,且有直线OP、OQ斜率满足kOP?kOQ??求线段PQ中点M的轨迹方程.

分析:此题中四问都跟弦中点有关,因此可考虑设弦端坐标的方法.

解:设弦两端点分别为M?x1,y1?,N?x2,y2?,线段MN的中点R?x,y?,则

?11??22?1,2?x12?2y12?2,?22?x2?2y2?2, ??x1?x2?2x,?y?y?2y,2?1①-②得

①②③④

?x1?x2??x1?x2??2?y1?y2??y1?y2??0.

由题意知x1?x2,则上式两端同除以x1?x2,有?x1?x2?2?y1?y2?将③④代入得

x?2yy1?y2?0,

x1?x2y1?y2?0. ⑤

x1?x2(1)将x?11y?y21,y?代入⑤,得1??,故所求直线方程为 22x1?x22 2x?4y?3?0. ⑥

22将⑥代入椭圆方程x?2y?2得6y?6y?211?0,??36?4?6??0符合题意, 44故2x?4y?3?0即为所求.

(2)将

y1?y2?2代入⑤得所求轨迹方程为:

x1?x2 x?4y?0.(椭圆内部分)

用心 爱心 专心

(3)将

y1?y2y?1代入⑤得所求轨迹方程为 ?x1?x2x?2 x2?2y2?2x?2y?0.(椭圆内部分) (4)由①+②得

2x12?x22?y12?y2?2, ⑦

2??将③④平方并整理得

22 x1?x2?4x2?2x1x2, ⑧ 22 y1?y2?4y2?2y1y2, ⑨

将⑧⑨代入⑦得

4x2?2x1x2?4y2?2y1y2?2, ⑩

4??再将y1y2??1x1x2代入⑩式得 222 2x?x1x2?4y?2???1?x1x2??2, ?2?y2?1. 即 x?122此即为所求轨迹方程.当然,此题除了设弦端坐标的方法,还可用其它方法解决.

典型例题七

例7 已知动圆P过定点A??3,并且在定圆B:0?,?x?3??y2?64的内部与其相内切,

2求动圆圆心P的轨迹方程.

分析:关键是根据题意,列出点P满足的关系式. 解:如图所示,设动圆P和定圆B内切于点M.动点P0?和定圆圆心B?3,0?距离之和恰好等到两定点,即定点A??3,于定圆半径,即PA?PB?PM?PB?BM?8.

∴点P的轨迹是以A,B为两焦点,半长轴为4,半短

用心 爱心 专心


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