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,