轨迹方程或轨迹.
解:设点M的坐标为(x,y),点P的坐标为(x0,y0), 则x?x0,y?y0. 2因为P(x0,y0)在圆x2?y2?1上, 所以x02?y02?1.
将x0?2x,y0?y代入方程x02?y02?1得
4x2?y2?1.
所以点M的轨迹是一个椭圆4x2?y2?1.
说明:此题是利用相关点法求轨迹方程的方法,这种方法具体做法如下:首先设动点的坐标为(x,y),设已知轨迹上的点的坐标为(x0,y0),然后根据题目要求,使x,y与x0,从而由这些等式关系求出x0和y0代入已知的轨迹方程,就可以求出关于y0建立等式关系,
x,y的方程,化简后即我们所求的方程.这种方法是求轨迹方程的最基本的方法,必须掌
握.
这种题目还要注意题目的问法,是求“轨迹”还是求“轨迹方程”.若求轨迹方程,只要求出关于x,y的关系化简即可;若求轨迹,当求出轨迹方程后,还要说明由这种方程所确定的轨迹是什么.这在审题时要注意.
典型例题十五
x2y2??1上的点M到焦点F1的距离为2,N为MF1的中点,则ON例15 椭圆
259(O为坐标原点)的值为( )
A.4 B.2 C.8 D.
3 2解:如图所示,设椭圆的另一个焦点为F2,由椭圆第一定义得MF1?MF2?2a?10,所以MF2?10?MF1F2的中位线,所以1?10?2?8,又因为ON为?MFON?1MF2?4,故答案为A. 2用心 爱心 专心
说明:
(1)椭圆定义:平面内与两定点的距离之和等于常数(大于F1F2)的点的轨迹叫做椭圆. (2)椭圆上的点必定适合椭圆的这一定义,即MF1?MF2?2a,利用这个等式可以解决椭圆上的点与焦点的有关距离.
典型例题十六
x2y2?1,试确定m的取值范围,使得对于直线l:y?4x?m,例16 已知椭圆C:?43椭圆C上有不同的两点关于该直线对称.
分析:若设椭圆上A,B两点关于直线l对称,则已知条件等价于:(1)直线AB?l;(2)弦AB的中点M在l上.利用上述条件建立m的不等式即可求得m的取值范围.
解:(法1)设椭圆上A(x1,y1),B(x2,y2)两点关于直线l对称,直线AB与l交于
M(x0,y0)点.
∵l的斜率kl?4, ∴设直线AB的方程为y??1x?n. 41?y??x?n,??4由方程组?2消去y得 2xy???1,?3?413x2?8nx?16n2?48?0 ①
8n. 13x?x24n112n?于是x0?1,y0??x0?n?, 2134134n12n,). 即点M的坐标为(1313∴x1?x2?用心 爱心 专心
∵点M在直线y?4x?m上,∴n?4?解得n??4n?m. 1313m. ② 422将式②代入式①得13x?26mx?169m?48?0 ③
∵A,B是椭圆上的两点,∴??(26m)2?4?13(169m2?48)?0.
解得?213213. ?m?131313413m,∴x0?(?m)??m, 4134113113y0??x0?m???(?m)?m??3m,即M点坐标为(?m,?3m).
4444∵A,B为椭圆上的两点,∴M点在椭圆的内部,
(法2)同解法1得出n??(?m)2(?3m)2??1. ∴43解得?213213. ?m?1313(法3)设A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆上关于l对称的两点,直线AB与l的交点M的坐标为(x0,y0).
xyxy∵A,B在椭圆上,∴1?1?1,2?2?1.
4343两式相减得3(x1?x2)(x1?x2)?4(y1?y2)(y1?y2)?0, 即3?2x0(x1?x2)?4?2y0(y1?y2)?0. ∴
22223xy1?y2??0(x1?x2).
x1?x24y03x0?4??1, 4y0又∵直线AB?l,∴kAB?kl??1,∴?即y0?3x0 ①
又M点在直线l上,∴y0?4x0?m ② 由①,②得M点的坐标为(?m,?3m).
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以下同解法2.
说明:涉及椭圆上两点A,B关于直线l恒对称,求有关参数的取值范围问题,可以采用以下方法列参数满足的不等式:
(1)利用直线AB与椭圆恒有两个交点,通过直线方程与椭圆方程组成的方程组,消元后得到的一元二次方程的判别式??0,建立参数方程.
xy(2)利用弦AB的中点M(x0,y0)在椭圆内部,x0,y0满足不等式0?0?1,将x0,
ab22y0利用参数表示,建立参数不等式.
典型例题十七
例17 在面积为1的?PMN中,tanM?以M、N为焦点且过P点的椭圆方程.
1,tanN??2,建立适当的坐标系,求出2
分析:本题考查用待定系数法求椭圆方程及适当坐标系的建立.通过适当坐标系的建立,选择相应椭圆方程,再待定系数.适当坐标系的建立能达到简化问题的目的.
解:以MN的中点为原点,MN所在直线为x轴建立直角坐标系,设P(x,y).
?y?x?c??2,5?x???13c?y??, ∴?则?
?x?c2?y?4c且c?3??cy?1.32???4?25??1,?21522?52?12a3b?a?,,),∴?即P(得?4 233?a2?b2?3,?b2?3.??4?4x2y2??1. ∴所求椭圆方程为153说明:适当坐标系的建立是处理好椭圆应用问题的关键.建立适当坐标系,需对题设所
给图形进行观察、分析,做好数与形的结合,本题也可以以MN的中点为原点,MN所在直线为y轴建立直角坐标系,再求椭圆方程.
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典型例题十八
x2y2??1所截得的线段的中点,例18 已知P(4,2)是直线l被椭圆求直线l的方程. 369分析:本题考查直线与椭圆的位置关系问题.通常将直线方程与椭圆方程联立消去y(或
x),得到关于x(或y)的一元二次方程,再由根与系数的关系,直接求出x1?x2,x1x2(或
并不需要求出直线与椭圆的交点坐标,这种“设而不求”y1?y2,y1y2)的值代入计算即得.
的方法,在解析几何中是经常采用的.本题涉及到直线被椭圆截得弦的中点问题,也可采用点差法或中点坐标公式,运算会更为简便.
解:
方法一:设所求直线方程为y?2?k(x?4). 代入椭圆方程,整理得
(4k2?1)x2?8k(4k?2)x?4(4k?2)2?36?0 ①
设直线与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1、x2是①的两根,∴
x1?x2?8k(4k?2)
4k2?1x1?x24k(4k?2)1?k??,. 224k?12∵P(4,2)为AB中点,∴4?∴所求直线方程为x?2y?8?0.
方法二:设直线与椭圆交点A(x1,y1),B(x2,y2).∵P(4,2)为AB中点,∴
x1?x2?8,y1?y2?4.又∵A,B在椭圆上,∴x1?4y1?36,x2?4y2?36两
式相减得(x1?x2)?4(y1?y2)?0,
即(x1?x2)(x1?x2)?4(y1?y2)(y1?y2)?0. ∴
22222222y1?y2?(x1?x2)1???.
x1?x24(y1?y2)2∴所求直线方程为x?2y?8?0.
方法三:设所求直线与椭圆的一个交点为A(x,y),另一个交点B(8?x,4?y). ∵A、B在椭圆上,∴x?4y?36 ①
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(8?x)2?4(4?y)2?36 ②
从而A,B在方程①-②的图形x?2y?8?0上,而过A、B的直线只有一条, ∴所求直线方程为x?2y?8?0.
说明:直线与圆锥曲线的位置关系是高考重点考查的解析几何问题,“设而不求”的方法是处理此类问题的有效方法.若已知焦点是(33,0)、(?33,0)的椭圆截直线
x?2y?8?0所得弦中点的横坐标是4,则如何求椭圆方程?
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