?x12?2y12?2,?22?x2?2y2?2,??x1?x2?2x,?y?y?2y,?12
(1)将x?①②③④
①-②得
?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?y1?y2?0,
x1?x2y?y2将③④代入得x?2y1?0.⑤
x1?x211y?y21,y?代入⑤,得1故所求直线方程为: 2x?4y?3?0. ⑥ ??,22x1?x222将⑥代入椭圆方程x2?2y2?2得6y?6y?11?0,??36?4?6??0符合题意,442x?4y?3?0为所求.
(2)将
y1?y2(椭圆内部分) ?2代入⑤得所求轨迹方程为: x?4y?0.
x1?x2y1?y2y?1代入⑤得所求轨迹方程为: x2?2y2?2x?2y?0.(椭圆内?x1?x2x?2(3)将部分)
2x12?x22?y12?y2?2, ⑦, 将③④平方并整理得 (4)由①+②得 :
2??22x12?x2?4x2?2x1x2, ⑧, y12?y2?4y2?2y1y2, ⑨
4x2?2x1x2?4y2?2y1y2?2, ⑩ 将⑧⑨代入⑦得:
4??再将y1y2??1?1?x1x2代入⑩式得: 2x2?x1x2?4y2?2??x1x2??2, 即 2?2?y2?1. 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.
22例8 已知椭圆4x?y?1及直线y?x?m.
(1)当m为何值时,直线与椭圆有公共点? (2)若直线被椭圆截得的弦长为
210,求直线的方程. 5解:(1)把直线方程y?x?m代入椭圆方程4x2?y2?1得 4x2??x?m??1,
2即5x?2mx?m?1?0.???2m??4?5?m2?1??16m2?20?0,解得
222???55. ?m?222mm2?1(2)设直线与椭圆的两个交点的横坐标为x1,由(1)得x1?x2??,x1x2?. x2,
55m2?1210?2m?2?根据弦长公式得 :1?1???.解得m?0.方程为??4?555??y?x.
说明:处理有关直线与椭圆的位置关系问题及有关弦长问题,采用的方法与处理直线和圆的有所区别.
这里解决直线与椭圆的交点问题,一般考虑判别式?;解决弦长问题,一般应用弦长公式.
用弦长公式,若能合理运用韦达定理(即根与系数的关系),可大大简化运算过程.
2x2y2??1的焦点为焦点,过直线l:x?y?9?0上一点M作椭圆,要使所例9 以椭圆
123作椭圆的长轴最短,点M应在何处?并求出此时的椭圆方程.
分析:椭圆的焦点容易求出,按照椭圆的定义,本题实际上就是要在已知直线上找一点,使该点到直线同侧的两已知点(即两焦点)的距离之和最小,只须利用对称就可解决.
x2y2??1的焦点为F1??3,解:如图所示,椭圆0?,F2?3,0?. 123点F1关于直线l:x?y?9?0的对称点F的坐标为(-9,6),直线FF2的方程为
x?2y?3?0.
?x?2y?3?0解方程组?得交点M的坐标为(-5,4).此时MF1?MF2最小.
x?y?9?0?所求椭圆的长轴:2a?MF1?MF2?FF2?65,∴a?35,又c?3,
x2y2??1. ∴b?a?c?35?3?36.因此,所求椭圆的方程为
4536222??22x2y2???1表示椭圆,求k的取值范围. 例10 已知方程
k?53?k?k?5?0,?解:由?3?k?0,得3?k?5,且k?4.
?k?5?3?k,?∴满足条件的k的取值范围是3?k?5,且k?4.
?k?5?0,说明:本题易出现如下错解:由?得3?k?5,故k的取值范围是3?k?5.
3?k?0,?出错的原因是没有注意椭圆的标准方程中a?b?0这个条件,当a?b时,并不表示
椭圆.
例11 已知x2sin??y2cos??1(0????)表示焦点在y轴上的椭圆,求?的取值范
围.
分析:依据已知条件确定?的三角函数的大小关系.再根据三角函数的单调性,求出?的取值范围.
x2y211??0. ??1.因为焦点在y轴上,所以?解:方程可化为
11cos?sin?sin?cos?因此sin??0且tan???1从而??(
?3,?). 2411?0,??0,这是容易忽视的地方. sin?cos?1122(2)由焦点在y轴上,知a??,b?. (3)求?的取值范围时,应注意题目
cos?sin?中的条件0????.
说明:(1)由椭圆的标准方程知
例12 求中心在原点,对称轴为坐标轴,且经过A(3,?2)和B(?23,1)两点的椭圆方程
分析:由题设条件焦点在哪个轴上不明确,椭圆标准方程有两种情形,为了计算简便起见,
22可设其方程为mx?ny?1(m?0,n?0),且不必去考虑焦点在哪个坐标轴上,
直接可求出方程.
解:设所求椭圆方程为mx2?ny2?1(m?0,n?0).由A(3,?2)和B(?23,1)两点在椭圆上可得
22?11?m?(3)?n?(?2)?1,?3m?4n?1,即?所以m?,n?.故所求的椭圆方程为?2215512m?n?1,???m?(?23)?n?1?1,x2y2??1. 155
例13 已知长轴为12,短轴长为6,焦点在x轴上的椭圆,过它对的左焦点F1作倾斜解为的直线交椭圆于A,B两点,求弦AB的长.
分析:可以利用弦长公式AB?1?kx1?x2?2?3(1?k2)[(x1?x2)2?4x1x2]求得,
也可以利用椭圆定义及余弦定理,还可以利用焦点半径来求. 解:(法1)利用直线与椭圆相交的弦长公式求解.
b?3,AB?1?k2x1?x2?(1?k2)[(x1?x2)2?4x1x2].因为a?6,所以c?33.因
为焦点在x轴上,
x2y2??1,左焦点F(?33,0),从而直线方程为y?3x?9. 所以椭圆方程为
369由直线方程与椭圆方程联立得:13x?723x?36?8?0.设x1,x2为方程两根,所以
2x1?x2??72313,
x1x2?36?813,
k?3, 从而
AB?1?k2x1?x2?(1?k2)[(x1?x2)2?4x1x2]?
(法2)利用椭圆的定义及余弦定理求解.
48. 13x2y2??1,设AF由题意可知椭圆方程为1?m,BF1?n,则AF2?12?m,369BF2?12?n.
在
?AF1F2中,
AF2?AF1?F1F2?2AF1F1F2c222?o3s,
即
1(12?m)2?m2?36?3?2?m?63?;
2所以m?4866AB?m?n?.同理在?BF中,用余弦定理得,所以. n?F12134?34?3
(法3)利用焦半径求解.
先根据直线与椭圆联立的方程13x?723x?36?8?0求出方程的两根x1,x2,它们分别是A,B的横坐标.
再根据焦半径AF1?a?ex1,BF1?a?ex2,从而求出AB?AF1?BF1.
2x2y2??1上的点M到焦点F1的距离为2,N为MF1的中点,例14 椭圆则ON(O为259坐标原点)的值为A.4 B.2 C.8 D.
解:如图所示,设椭圆的另一个焦点为F2,由椭圆第一定义得3 2MF1?MF2?2a?10,所以 MF2?10?MF1?10?2?8, 又因为ON为?MF1F2的中位线,所以ON?
1MF2?4,故答案为A. 2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.
x2y2?1,试确定m的取值范围,使得对于直线l:y?4x?m,椭例15 已知椭圆C:?43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)