3.要正確理解和靈活運用參數(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并且橢圓的焦點總在長軸上;
1.橢圓定義是解決問題的出發(fā)點,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,M為AB的中點,直線OM(O為原點)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.點差法得b=a.…
[例2](2005湖南) 已知橢圓C:+
=1(a>b>0)的左.右焦點為F1、F2,離心率為e. 直線,l:y=ex+a與x軸.y軸分別交于點A、B,M是直線l與橢圓C的一個公共點,P是點F1關(guān)于直線l的對稱點,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:因為A、B分別是直線l:與x軸、y軸的交點,所以A、B的坐標(biāo)分別是
.
所以點M的坐標(biāo)是(). 由
即.
證法二:因為A、B分別是直線l:與x軸、y軸的交點,所以A、B的坐標(biāo)分別是
設(shè)M的坐標(biāo)是
所以
因為點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:因為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:因為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)求右焦點坐標(biāo)是,且經(jīng)過點
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,
的中點為
. 證明:當(dāng)直線
平行移動時,動點
在一條過原點的定直線上;
(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()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
(
)、
(
),
則有,
解得 ,
∵ ,∴
,即
.
則 ,
∴ 中點
的坐標(biāo)為
.
∴ 線段的中點
在過原點的直線
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
,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
,連接直線
,那么直線
和
的交點
即為橢圓中心.
[例4] (2006江西)如圖,橢圓的右焦點為
,過點
的一動直線
繞點
轉(zhuǎn)動,并且交橢圓于
、
兩點,
為線段
的中點.
(1)
求點的軌跡
的方程;
(2)
若在的方程中,令
確定
的值,使原點距橢圓
的右準(zhǔn)線
最遠.此時設(shè)
與
軸交點為
,當(dāng)直線
繞點
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
、
,又設(shè)
點坐標(biāo)為
,則
|
當(dāng)
不垂直
軸時,
由①-②得
當(dāng)
垂直于
軸時,點
即為點
,滿足方程(*).
故所求點的軌跡
的方程為:
.
(2)因為,橢圓右準(zhǔn)線
方程是
,原點距橢圓
的右準(zhǔn)線
的距離為
,
時,上式達到最大值,所以當(dāng)
時,原點距橢圓
的右準(zhǔn)線
最遠.
此時.
設(shè)橢圓 上的點
、
,
△的面積
設(shè)直線的方程為
,代入
中,得
由韋達定理得
令,得
,當(dāng)
取等號.
因此,當(dāng)直線繞點
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P的坐標(biāo)是(-1,-3),F是橢圓的右焦點,點Q在橢圓上移動,當(dāng)
取最小值時,求點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,長軸在x軸上,離心率為,已知點P
到這個橢圓上的點的最遠距離是
,求這個橢圓的方程,并求橢圓上到點P的距離是
的點的坐標(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Q作QQ’于點Q’,
過點P作PP’于點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’點重合時,才能取得最小值,最小值為8-(-1)=9,此時點Q的縱坐標(biāo)為-3,代入橢圓方程得
。
因此,當(dāng)Q點運動到(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(x,y)到點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P的距離等于
的點為
,
.
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,過每個分點作x軸的垂線交橢圓的上半部分于
,
,……
七個點,F是橢圓的一個焦點,則
____________.
簡答提示:1-4.CBBA;
5.橢圓對稱軸在坐標(biāo)軸上,短軸的一個端點與兩個焦點構(gòu)成一個正三角形,焦點到橢圓上的點的最短距離是,則這個橢圓方程為__________________.
4.設(shè)F1、F2為橢圓的兩個焦點,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,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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