椭圆几条重要性质的应用

2018-12-22 21:49

椭圆几条重要性质的应用 椭圆的性质表述了椭圆的曲线特征,在解题中有重要的作用.如果在解题中能抓住问题的实质,利用椭圆的性质,常常能简化解题过程.下面就椭圆的几条重要性质的应用举例分析.

一﹑变量范围的应用

x2y2

椭圆方程2+2=1(a>b>0)中,|x|≤a,|y|≤b.

ab

x2

例1椭圆+y2=1与圆(x-1)2+y2=r2(r>0)有公共点,则r的最大值与最小值分别为

4( )

A.3,

6 3

2

B.3,

6 2

C.2,6 3

D.2,

6 2

?? x+y2=1 ①1342解:由? 4消去y得r2=(3x2-8x+8)=(x-)2+,

4433?? (x-1)2+y2=r2 ②

42

由于-2≤x≤2,则当x=-2时,r2的最大值为9,当x=时,r2的最大值为,

3346

所以r2的最大值为3,当x=时,r2的最大值为,故选A.

33

点评:本题涉及最值问题,此类问题一般需要建立目标函数,再求函数的最值.但要注

意函数的自变量的范围.上述解法中所涉及的函数的自变量是x,因此x的范围是-2≤x≤2.

二、通径的应用

2b2x2y2

过焦点垂直于坐标轴的直线交椭圆2+2=1(a>b>0)于P1P2,则|P1P2|=,

aba例2设椭圆的两个焦点分别为F1、F2,过F2作椭圆的垂线交椭圆于点P,若△F1PF2为

等腰三角形,则椭圆的离心率为_____________.

b2

解析:∵PF1⊥PF2,且△F1PF2为等腰三角形,∴|F1F2|=|PF2|,则2c=,

a

∴2ac=b2=a2-c2,∴e2+2e-1=0,解得e=2-1.

点评:本题运用了方程的思想求离心率.同时提醒我们,记住一些常用结论,有助于快速解题,如焦点三角形面积公式、定值结论等.这里用到椭圆的通径(即过焦点且垂直于对称轴的弦).

三、焦半径的应用

椭圆上任一点到焦点的距离为焦半径,当焦点在x轴上时,设椭圆上任一点P(x0,y0),则|PF1|=a+ex0,|PF2|=a-ex0.

x2y2

例3椭圆+=1的两个焦点为F1、F2,点P为其上的动点,当已知∠F1PF2为钝角,

94点P的横坐标的取值范围为____________.

解:由已知,a=3,b=2,∴c=5,e=

5, 3

5

x, 3P

设点P的横坐标为xP,则由椭圆焦半径公式|PF1|=3+

|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|25

|PF2|=3-xP,又cos∠F1PF2=<0,

2|PF1||PF2|3

935351022

所以|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|2<0,即xP-2<0,∴xP<,∴-<xP<得解.

9555点评:本题的靓点是以焦点三角形F1PF2为基础,紧紧抓住∠F1PF2是钝角,利用余弦

定理得到一个不等式,再结合焦半径就不难求出点P的横坐标了,真是太妙了.

四﹑中点弦的斜率公式的应用

x2y2

设A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆2+2=1(a>b>0)上不同的两点,M(x0,y0)是弦AB的中

abb2y2x2

点,O为坐标原点,则kAB·kOM=-2.若椭圆方程为2+2=1(a>b>0),则kAB·kOM=

aaba2

-2. b

例4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M横坐1

标为,求椭圆的方程.

2

x2y2

解:设椭圆的标准方程为2+2=1(a>b>0),由F1(50,0)得a2-b2=50

ab11

由直线的方程得点M(,-),则kOM=-1,

22

a2

又已经直线的斜率为3,由性质知3×(-1)=-2,即a2=3b2

b由①②解得a2=75,b2=25. x2y2

故所求椭圆的方程为:+=1.

7525

点评:本题解答如果利用常规法,需要结合一元二次方程根与系数的关系及中点坐标公式,其过程较为繁琐.同时启示我们:如果涉及到弦的中点及直线的斜率,那么利用此条性质则可以起到简化作用.

②.

①,


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