【高考真题、模拟题解析】
【例1】(2010 安徽)椭圆E经过点A(2,3),对称轴为坐标轴,焦点F1,F2在x轴
上,离心率e=12
(1)求椭圆E的方程;
(2)求DF1AF2的角平分线所在直线的方程。
x2y2【解】(1)设椭圆E的方程为2?2?1(a?b?0) ab由e?1c1,即?,a?2c,得:b2?a2?c2?3c2,: 2a2x2y2椭圆方程形式2?2?1 4c3c13将A(2 ,3)代入上式,得:2?2?1,解得:c?2, ccx2y2∴椭圆E的方程为.??1 1612(I2)由(I)知F1(?2,0),F2(2,0), ?设?F1AF2的角平分线所在直线的方向向量为a, ??????????????????AF1AF2?则a???????????????(??0)。易知AF1?(?4,?3),AF2?(0,?3), ?|AF1||AF2|?????????AF1?43?AF2所以????????,??,??????(0,?1), 5?|AF2||AF1|?5??????????AF1AF2??48????????????故a????????,???。 5??|AF1||AF2|??5所以?F1AF2的角平分线所在直线的斜率为k = 2, 故所求直线为:y?3?2(x?2),即2x?y?1?0。 ?????????????OAOB?【注】若OC平分?AOB,则OC????????????????0?
?OAOB?
【例2】(2010 北京)已知椭圆C的左、右焦点坐标分别是(-,离2,0),(2,0),
6心率是,直线y=t与椭圆C交于不同的两点M、N,以线段MN为直径
3作圆P,圆心为P。
(1)求椭圆C的方程;
(2)若圆P与x轴相切,求圆心P的坐标;
(3)设Q(x,y)是圆P上的动点,当t变化时,求y的最大值.
c6【解】(1)因为?,且c?2,所以a?3,b?a2?c2?1 a3 x2所以椭圆C的方程为?y2?1. 3?y?t(2)由题意知p(0,t)(?1?t?1).由? ?x22??y?1?3得:x??3(1?t2) 所以圆P的半径为3(1?t2)。 由已知得:3(1-t2)=t ?33?解得t??. 所以点P的坐标是(?0,??。 22??(3)由(Ⅱ)知,圆P的方程x2?(y?t)2?3(1?t2)。 因为点Q(x,y)在圆P上,所以y?t?3(1?t2)?x2?t?3(1?t2) 设t?cos?,??(0,),则t?3(1?t)?cos??3sin??2sin(???2?62) 当???3,即t?1,且x?0,y取最大值2. 2【注】对于形如y?x?m1?x2(0?x?1)的函数,可采用三角代换法求最值,令
2??msin??m?1si?n(??,)于是有:x?cos?(0???),则y?cos2?ymax?m2?1。
【例3】(2010 江西)如图,已知抛物线C1:x2+by=b2经过椭圆C2:
x2y2+2=1(a>b>0)的两个焦点. 2ab(1)求椭圆C2的离心率;
(2)设点Q(3,b),又M、N为C1与C2不在
y轴上的两个交点,若DQMN的重心在
抛物线C1上,求C1和C2的方程.
【解】(1)因为抛物线C1经过椭圆C2的两个焦点F1(-c,0),F2(c,0), 所以c2+b?0b2,即c2=b2, 2. 2由a2=b2+c2=2c2,所以椭圆C2的离心率e=22x2y2(2)由(1)可知:a=2b,所以椭圆C2的方程为:2+2=1 2bb22ì?x+by=b??222联立íx2得:2y-by-b=0 y?+2=1?2?b??2b6bx=?b, 解得:y=-,所以或y=b(舍去)22??66b?b?b,??,N?b,?? 即M???22??22?所以△QMN的重心坐标为(1,0), 因为重心在C1上,所以12+b?0b2,得:b=1,所以a2=2. 2x所以抛物线C1的方程为:x2+y=1,椭圆C2的方程为:+y2=1. 2【注】联立椭圆方程与其它方程时,为方便运算起见,通常要简化椭圆方程。如已知
离心率或者已知a、b、c中的一个,则椭圆方程可化为只含一个参数的方程。
x2y2【例4】(2010 辽宁)设F1,F2分别为椭圆C:2+2=1(a>b>0)的左、右焦点,
ab过F2的直线l与椭圆C相交于A,B两点,直线l的倾斜角为60°,F1到直线l的距离为23.
(1)求椭圆C的焦距;
uuuruuur(2)如果AF2=2F2B,求椭圆C的方程. 【解】(1)设焦距为2c,直线l的方程为y=由已知可得: F1到直线l的距离为d = 所以椭圆C的焦距为4. (2)设A(x1,y1),B(x2,y2), 3(-c-c)=23?2c2. 3(x-c) x2y2?2?1, 由(1)知:椭圆C的方程可化为2b?4b直线l的方程为y=3(x-2). ?y?3(x?2),?联立?x2y2?2?1?2, ?b?4b2224消去x,得:(4b?12)y?43by?3b?0 uuuruuur因为AF2=2F2B,所以-y1=2y2???③ ??3b2y1?y2?2???①??b?3 ?由韦达定理得:4?y?y??3b???②12?4b2?12?从①②③中消去y1、y2,求得:b2=5。 x2y2=1. 故椭圆C的方程为+95 【注】题目中的向量条件往往转化为坐标之间的关系。
【例5】已知直线x+ky-3=0所经过的定点F恰好是椭圆C的一个焦点,且椭圆C
上的点到点F的最大距离为8. (1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知圆O:x2+y2=1,直线l:m x+n y=1.试证明:当点P(m,n)在椭
圆C上运动时,直线l与圆O恒相交,并求直线l被圆O所截得的弦长L的取值范围.
【解】(1)由x+ky-3=0得,(x-3)+ky=0,所以直线过定点(3,0), x2y2即F(3,0).设椭圆C的方程为a2+b2=1(a>b>0), c=3??则?a+c=8??a2=b2+c2, a=5,??解得:?b=4,??c=3. x2y2故所求椭圆C的方程为25+16=1. m2n2(2)因为点P(m,n)在椭圆C上运动,所以25+16=1. 从而圆心O到直线l的距离 1d==m2+n21122m+16(1-25m)=19225m+16<1. 所以直线l与圆O恒相交.直线l被圆O截得的弦长为 L=2r2-d2=2 11-2=2m+n21-91, 2+16m25由于0 ≤ m 2 ≤ 25,而L关于m 2递增,所以15462 ≤ L ≤ 5, 1546即L∈[2,5],