3.要正確理解和靈活運(yùn)用參數(shù)a,b,c,,e的幾何意義與相互關(guān)系;
2.求橢圓方程,常用待定系數(shù)法,定義法,首先確定曲線類型和方程的形式,再由題設(shè)條件確定參數(shù)值,應(yīng)“特別”掌握;
(1)當(dāng)焦點(diǎn)位置不確定時,方程可能有兩種形式,應(yīng)防止遺漏;
(2)兩種標(biāo)準(zhǔn)方程中,總有a>b>0,c2=a2-b2并且橢圓的焦點(diǎn)總在長軸上;
1.橢圓定義是解決問題的出發(fā)點(diǎn),一般地,涉及a、b、c的問題先考慮第一定義,涉及e、d及焦半徑的問題行急需處理 慮第二定義;
[例1]若橢圓ax2+by2=1與直線x+y=1交于A、B兩點(diǎn),M為AB的中點(diǎn),直線OM(O為原點(diǎn))的斜率為
,且OA⊥OB,求橢圓的方程.
分析:欲求橢圓方程,需求a、b,為此需要得到關(guān)于a、b的兩個方程,由OM的斜率為
.OA⊥OB,易得a、b的兩個方程.
解法1:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0).
|
|
ax2+by2=1,
∴x0=
=
,y0=
=1-
=
.
∴M(
,
).
∵kOM=
,∴b=
a. ①
∵OA⊥OB,∴
·
=-1.
∴x1x2+y1y2=0.
∵x1x2=
,y1y2=(1-x1)(1-x2),
∴y1y2=1-(x1+x2)+x1x2
=1-
+
=
.
∴
+
=0.
∴a+b=2. ②
由①②得a=2(
-1),b=2
(
-1).
∴所求方程為2(
-1)x2+2
(
-1)y2=1.
法2:(點(diǎn)差法)由ax1+by1=1, ax2+by2=1相減得
,即
…下同法1.
提煉方法:1.設(shè)而不求,即設(shè)出A(x1,y1),B(x2,y2),借助韋達(dá)定理推出b=
a..再由OA⊥OB得x1x2+y1y2=0,轉(zhuǎn)換出a,b的又一關(guān)系式,
2.點(diǎn)差法得b=
a.…
[例2](2005湖南) 已知橢圓C:
+
=1(a>b>0)的左.右焦點(diǎn)為F1、F2,離心率為e. 直線,l:y=ex+a與x軸.y軸分別交于點(diǎn)A、B,M是直線l與橢圓C的一個公共點(diǎn),P是點(diǎn)F1關(guān)于直線l的對稱點(diǎn),設(shè)
=λ
.
(Ⅰ)證明:λ=1-e2;
(Ⅱ)若
,△MF1F2的周長為6;寫出橢圓C的方程;(理科無此問)
(Ⅲ)確定λ的值,使得△PF1F2是等腰三角形.
(Ⅰ)證法一:因?yàn)?i>A、B分別是直線l:
與x軸、y軸的交點(diǎn),所以A、B的坐標(biāo)分別是
.
所以點(diǎn)M的坐標(biāo)是(
). 由![]()
即
.
證法二:因?yàn)?i>A、B分別是直線l:
與x軸、y軸的交點(diǎn),所以A、B的坐標(biāo)分別是
設(shè)M的坐標(biāo)是![]()
所以
因?yàn)辄c(diǎn)M在橢圓上,所以 ![]()
即![]()
解得![]()
(Ⅱ)當(dāng)
時,
,所以
由△MF1F2的周長為6,得![]()
所以
橢圓方程為![]()
(Ⅲ)解法一:因?yàn)?i>PF1⊥l,所以∠PF1F2=90°+∠BAF1為鈍角,要使△PF1F2為等腰三角形,必有|PF1|=|F1F2|,即![]()
設(shè)點(diǎn)F1到l的距離為d,由![]()
得
所以![]()
即當(dāng)
△PF1F2為等腰三角形.
解法二:因?yàn)?i>PF1⊥l,所以∠PF1F2=90°+∠BAF1為鈍角,要使△PF1F2為等腰三角形,必有|PF1|=|F1F2|,
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)是
,
則![]()
由|PF1|=|F1F2|得![]()
兩邊同時除以4a2,化簡得
從而![]()
于是
. 即當(dāng)
時,△PF1F2為等腰三角形.
[例3](2005春上海)(1)求右焦點(diǎn)坐標(biāo)是
,且經(jīng)過點(diǎn)
的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知橢圓
的方程是![]()
. 設(shè)斜率為
的直線
,交橢圓
于![]()
兩點(diǎn),
的中點(diǎn)為
. 證明:當(dāng)直線
平行移動時,動點(diǎn)
在一條過原點(diǎn)的定直線上;
(3)利用(2)所揭示的橢圓幾何性質(zhì),用作圖方法找出下面給定橢圓的中心,簡要寫出作圖步驟,并在圖中標(biāo)出橢圓的中心.
![]()
![]()
解:(1)設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為
,
,
∴
,即橢圓的方程為
,
∵ 點(diǎn)(
)在橢圓上,∴
,
解得
或
(舍),
由此得
,即橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為
.
(2)設(shè)直線
的方程為
,
與橢圓
的交點(diǎn)
(
)、
(
),
則有
,
解得
,
∵
,∴
,即
.
則
,
∴
中點(diǎn)
的坐標(biāo)為
.
∴ 線段
的中點(diǎn)
在過原點(diǎn)的直線
上.
(3)如圖,作兩條平行直線分別交橢圓于
、
和
,并分別取
、
的中點(diǎn)
,連接直線
;又作兩條平行直線(與前兩條直線不平行)分別交橢圓于
、
和
,并分別取
、
的中點(diǎn)
,連接直線
,那么直線
和
的交點(diǎn)
即為橢圓中心.
![]()
![]()
[例4] (2006江西)如圖,橢圓
的右焦點(diǎn)為
,過點(diǎn)
的一動直線
繞點(diǎn)
轉(zhuǎn)動,并且交橢圓于
、
兩點(diǎn),
為線段
的中點(diǎn).
(1)
求點(diǎn)
的軌跡
的方程;
(2)
若在
的方程中,令
確定
的值,使原點(diǎn)距橢圓
的右準(zhǔn)線
最遠(yuǎn).此時設(shè)
與
軸交點(diǎn)為
,當(dāng)直線
繞點(diǎn)
轉(zhuǎn)動到什么位置時,三角形
的面積最大?
解:如圖
(1)設(shè)橢圓
上的點(diǎn)
、
,又設(shè)
點(diǎn)坐標(biāo)為
,則
|
當(dāng)
不垂直
軸時,![]()
由①-②得
當(dāng)
垂直于
軸時,點(diǎn)
即為點(diǎn)
,滿足方程(*).
故所求點(diǎn)
的軌跡
的方程為:
.
(2)因?yàn)?橢圓
右準(zhǔn)線
方程是
,原點(diǎn)距橢圓
的右準(zhǔn)線
的距離為
,
![]()
時,上式達(dá)到最大值,所以當(dāng)
時,原點(diǎn)距橢圓
的右準(zhǔn)線
最遠(yuǎn).
此時
.
設(shè)橢圓
上的點(diǎn)
、
,
△
的面積![]()
設(shè)直線
的方程為
,代入
中,得![]()
由韋達(dá)定理得![]()
![]()
令
,得
,當(dāng)
取等號.
因此,當(dāng)直線
繞點(diǎn)
轉(zhuǎn)動到垂直
軸位置時, 三角形
的面積最大.
特別提醒:注意這種直線方程的設(shè)法,適用于 “含斜率不存在,而無斜率為零的情況”.
[研討.欣賞](1)已知點(diǎn)P的坐標(biāo)是(-1,-3),F是橢圓
的右焦點(diǎn),點(diǎn)Q在橢圓上移動,當(dāng)
取最小值時,求點(diǎn)Q的坐標(biāo),并求出其最小值。
(2)設(shè)橢圓的中心是坐標(biāo)原點(diǎn),長軸在x軸上,離心率為
,已知點(diǎn)P
到這個橢圓上的點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離是
,求這個橢圓的方程,并求橢圓上到點(diǎn)P的距離是
的點(diǎn)的坐標(biāo)。
![]()
解(1)由橢圓方程可知a=4,b=
,則c=2,
,
橢圓的右準(zhǔn)線方程為x=8 過點(diǎn)Q作QQ’
于點(diǎn)Q’,
過點(diǎn)P作PP’
于點(diǎn)P’,則據(jù)橢圓的第二定義知,![]()
,![]()
易知當(dāng)P、Q、Q’在同一條線上時,即當(dāng)Q’與P’點(diǎn)重合時,
才能取得最小值,最小值為8-(-1)=9,此時點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)為-3,代入橢圓方程得
。
因此,當(dāng)Q點(diǎn)運(yùn)動到(2,-3)處時,
取最小值9.
(2)設(shè)所求的橢圓的直角坐標(biāo)方程是
.
由
,解得
,設(shè)橢圓上的點(diǎn)(x,y)到點(diǎn)P的距離為d.
則![]()
其中
,如果
, 則當(dāng)y=-b時,d2取得最大值![]()
解得b=
與
矛盾, 故必有
當(dāng)
時d2取得最大值,
解得b=1,a=2 所求橢圓方程為
.
由
可得橢圓上到點(diǎn)P的距離等于
的點(diǎn)為
,
.
6.根據(jù)橢圓的對稱性知,
,同理其余兩對的和也是
,
又
,∴ ![]()
=35
5.
+
=1或
+
=1;
4.易知圓F2的半徑為c,(2a-c)2+c2=4c2,(
)2+2(
)-2=0,
=
-1.
6.(2006四川15)如圖把橢圓
的長軸AB分成8份,過每個分點(diǎn)作x軸的垂線交橢圓的上半部分于
,
,……
七個點(diǎn),F是橢圓的一個焦點(diǎn),則
____________.
![]()
簡答提示:1-4.CBBA;
5.橢圓對稱軸在坐標(biāo)軸上,短軸的一個端點(diǎn)與兩個焦點(diǎn)構(gòu)成一個正三角形,焦點(diǎn)到橢圓上的點(diǎn)的最短距離是
,則這個橢圓方程為__________________.
4.設(shè)F1、F2為橢圓的兩個焦點(diǎn),以F2為圓心作圓F2,已知圓F2經(jīng)過橢圓的中心,且與橢圓相交于M點(diǎn),若直線MF1恰與圓F2相切,則該橢圓的離心率e為 ( )
A.
-1
B.2-
C.
D.![]()
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