10.(2005上海) 如圖,點A、B分別是橢圓
長軸的左、右端點,點F是橢圓的右焦點,點P在橢圓上,且位于
軸上方,
.
(1)求點P的坐標;
(2)設M是橢圓長軸AB上的一點,M到直線AP的距離等于
,求橢圓上的點到點M的距離
的最小值.
解:(1)由已知可得點A(-6,0),F(4,0)
設點P的坐標是
,由已知得
![]()
則2x2+9x-18=0,![]()
, ∴P點的坐標是![]()
(2)直線AP的方程是![]()
設點M的坐標是(m,0),則M到直線AP的距離是
,
于是![]()
橢圓上的點
到點M的距離d有
![]()
由于![]()
[探索題](2006湖北)設A、B分別為橢圓
(
)的左、右頂點,橢圓長半軸的長等于焦距,且
為它的右準線。
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)設P為右準線上不同于點(4,0)的任意一點,若直線AP、BP分別與橢圓相交于異于A、B的點M、N,證明點B在以MN為直徑的圓內。
解(Ⅰ)依題意得
解得
從而![]()
故橢圓方程為![]()
(Ⅱ)解法1:由(Ⅰ)得
設![]()
M點在橢圓上,
①
又M點異于頂點A、B,![]()
由P、A、M三點共線可得
從而![]()
∴
②
將①式代入②式化簡得![]()
于是
為銳角,從而
為鈍角,
故點B在以MN為直徑的圓內。
解法二:由(Ⅰ)得
.設
,
則直線AP的方程為
,直線BP的方程為
.
點M、N分別在直線AP、BP上,
.從而
③
聯立
消去
得
=0
是方程的兩根,
,即
④
又
⑤
于是由③、④式代入⑤式化簡可得![]()
N點在橢圓上,且異于頂點A、B,
又
,
從而![]()
故
為鈍角,即點B在以MN為直徑的圓內。
解法3:由(Ⅰ)得
,設![]()
則
.又MN的中點Q的坐標為
,
![]()
化簡得
⑥
直線AP的方程為
,直線BP的方程為![]()
點P在準線
上,
,即
⑦
又M點在橢圓上,
,即
⑧
于是將⑦、⑧式代入⑥式化簡可得![]()
從而B在以MN為直徑的圓內。
9. 如下圖,已知△OFQ的面積為S,且
·
=1.
![]()
(1)若
<S<2,求向量
與
的夾角θ的取值范圍;
(2)設|
|=c(c≥2),S=
c,若以O為中心,F為一個焦點的橢圓經過點Q,當|
|取最小值時,求橢圓的方程.
解:(1)由已知,得
![]()
|
||
|sin(π-θ)=S,
|
||
|cosθ=1.
∴tanθ=2S.
∵
<S<2,∴1<tanθ<4.
則
<θ<arctan4.
(2)以O為原點,
所在直線為x軸建立平面直角坐標系.
設橢圓方程為
+
=1(a>b>0),Q(x,y).
=(c,0),則
=(x-c,y).
∵
|
|·y=
c,∴y=
.
又∵
·
=c(x-c)=1,∴x=c+
.
則|
|=
=
(c≥2).
可以證明:當c≥2時,函數t=c+
為增函數,
∴當c=2時,
|
|min=
=
,
此時Q(
,
).將Q的坐標代入橢圓方程,
|
|
a2-b2=4. b2=6.
∴橢圓方程為
+
=1.
8. 如下圖,設E:
+
=1(a>b>0)的焦點為F1與F2,且P∈E,∠F1PF2=2θ.
求證:△PF1F2的面積S=b2tanθ.
剖析:有些圓錐曲線問題用定義去解決比較方便.如本題,設|PF1|=r1,|PF2|=r2,則S=
r1r2sin2θ.若能消去r1r2,問題即獲解決.
![]()
證明:設|PF1|=r1,|PF2|=r2,
則S=
r1r2sin2θ,又|F1F2|=2c,
由余弦定理有
(2c)2=r12+r22-2r1r2cos2θ=(r1+r2)2-2r1r2-2r1r2cos2θ=(2a)2-2r1r2(1+cos2θ),
于是2r1r2(1+cos2θ)=4a2-4c2=4b2.
所以r1r2=
.
這樣即有S=
·
sin2θ=b2
=b2tanθ.
評述:解與△PF1F2(P為橢圓上的點)有關的問題,常用正弦定理或余弦定理,并結合|PF1|+|PF2|=2a來解決.
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