椭圆题型归纳大全
椭圆题型总结
椭圆题型总结一、 椭圆的定义和方程问题 (一) 定义:PA+PB=2a>2c1. 命题甲:动点P 到两点B A ,的距离之和);,0(2常数>=+a a PB PA 命题乙: P 的轨迹是以A 、B 为焦点的椭圆,则命题甲是命题乙的 ( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件2. 已知1F 、2F 是两个定点,且421=F F ,若动点P 满足421=+PF PF 则动点P 的轨迹是( )A.椭圆B.圆C.直线D.线段3. 已知1F 、2F 是椭圆的两个焦点, P 是椭圆上的一个动点,如果延长P F 1到Q,使得2PF PQ =,那么动点Q 的轨迹是( )A.椭圆B.圆C.直线D.点4. 已知1F 、2F 是平面α内的定点,并且)0(221>=c c F F ,M 是α内的动点,且a MF MF 221=+,判断动点M 的轨迹.5. 椭圆192522=+y x 上一点M 到焦点1F 的距离为2,N 为1MF 的中点,O 是椭圆的中心,则ON 的值是 。
(二) 标准方程求参数范围1. 若方程13522=-+-k y k x 表示椭圆,求k 的范围.(3,4)U (4,5)2.轴上的椭圆”的表示焦点在”是“方程“y ny mx n m 1022=+>>( )A.充分而不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件3. 已知方程112522=-+-m y m x 表示焦点在Y 轴上的椭圆,则实数m 的范围是 .4. 已知方程222=+ky x 表示焦点在Y 轴上的椭圆,则实数k 的范围是 .5. 方程231y x -=所表示的曲线是 .6. 如果方程222=+ky x 表示焦点在y 轴上的椭圆,求实数k 的取值范围。
7. 已知椭圆06322=-+m y mx 的一个焦点为)2,0(,求m 的值。
8. 已知方程222=+ky x 表示焦点在X 轴上的椭圆,则实数k 的范围是 .(三) 待定系数法求椭圆的标准方程1. 根据下列条件求椭圆的标准方程:(1)两个焦点的坐标分别为(0,5)和(0,-5),椭圆上一点P 到两焦点的距离之和为26;(2)长轴是短轴的2倍,且过点(2,-6);(3)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点)2,3(),1,6(21--P P ,求椭圆方程.2. 以)0,2(1-F 和)0,2(2F 为焦点的椭圆经过点)2,0(A 点,则该椭圆的方程为 。
椭圆题型及方法总结
椭圆题型及方法总结
椭圆题型及方法总结:
1. 求椭圆的标准方程:通过给定的信息,如焦点、顶点、直径长度等,使用定义式以及椭圆的性质,将椭圆的方程转化为标准方程:$(x-h)^2/a^2 + (y-k)^2/b^2 = 1$,其中$(h,k)$为椭圆的中心坐标。
2. 求椭圆的焦点坐标:已知椭圆的方程,可以通过标准方程得到椭圆的中心坐标$(h,k)$,然后使用椭圆的性质,计算出焦点的坐标。
3. 求椭圆的顶点坐标:已知椭圆的方程,可以通过标准方程得到椭圆的中心坐标$(h,k)$,然后使用椭圆的性质,计算出顶点的坐标。
4. 求椭圆的参数方程:已知椭圆的方程,可以通过给定的信息,如焦点、顶点、直径长度等,使用定义式以及椭圆的性质,将椭圆的方程转化为参数方程:$x = h + a \cos t$,$y = k + b \sin t$,其中$(h,k)$为椭圆的中心坐标,$a$和$b$分别为椭圆的半
长轴和半短轴长度。
5. 求椭圆的离心率:已知椭圆的方程,可以通过标准方程得到椭圆的半长轴长度$a$和半短轴长度$b$,然后使用离心率的定义式计算出椭圆的离心率:$e = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}}$。
6. 求椭圆的面积和周长:已知椭圆的方程,可以通过给定的信
息,如半长轴长度$a$和半短轴长度$b$,使用椭圆的性质计算出椭圆的面积和周长。
以上是常见的椭圆题型及解题方法的总结,具体问题具体分析,有时需要结合其他几何知识来解决问题。
椭圆各类题型分类汇总
椭圆经典例题分类汇总1. 椭圆第一定义的应用例1椭圆的一个顶点为()02,A ,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程.例2 椭圆19822=++y k x 的离心率21=e ,求k 的值.例3 方程13522-=-+-ky k x 表示椭圆,求k 的取值围.例4 1cos sin 22=-ααy x )0(πα≤≤表示焦点在y 轴上的椭圆,求α的取值围.例5 动圆P 过定点()03,-A ,且在定圆()64322=+-y x B :的部与其相切,求动圆圆心P 的轨迹方程.2.焦半径及焦三角的应用例1 椭圆13422=+y x ,1F 、2F 为两焦点,问能否在椭圆上找一点M ,使M 到左准线l 的距离MN 是1MF 与2MF 的等比中项?假设存在,那么求出点M 的坐标;假设不存在,请说明理由.例2椭圆方程()012222>>=+b a by a x ,长轴端点为1A ,2A ,焦点为1F ,2F ,P 是椭圆上一点,θ=∠21PA A ,α=∠21PF F .求:21PF F ∆的面积〔用a 、b 、α表示〕.3.第二定义应用例1椭圆1121622=+y x 的右焦点为F ,过点()31,A ,点M 在椭圆上,当MF AM 2+为最小值时,求点M 的坐标.例2椭圆142222=+by b x 上一点P 到右焦点2F 的距离为b )1(>b ,求P 到左准线的距离.例3椭圆15922=+y x 有一点)1,1(A ,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,点P 是椭圆上一点.(1) 求1PF PA +的最大值、最小值及对应的点P 坐标; (2) 求223PF PA +的最小值及对应的点P 的坐标.4.参数方程应用例1求椭圆1322=+y x 上的点到直线06=+-y x 的距离的最小值.例2 (1)写出椭圆14922=+y x 的参数方程;(2)求椭圆接矩形的最大面积.例3椭圆12222=+by a x )0(>>b a 与x 轴正向交于点A ,假设这个椭圆上总存在点P ,使AP OP ⊥(O 为坐标原点),求其离心率e 的取值围.5.相交情况下--弦长公式的应用例1椭圆1422=+y x 及直线m x y +=.〔1〕当m 为何值时,直线与椭圆有公共点?〔2〕假设直线被椭圆截得的弦长为5102,求直线的方程.例2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1F 作倾斜解为3π的直线交椭圆于A ,B 两点,求弦AB 的长.6.相交情况下—点差法的应用例1中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆与直线01=-+y x 交于A 、B 两点,M 为AB 中点,OM 的斜率为0.25,椭圆的短轴长为2,求椭圆的方程.例2椭圆1222=+y x ,求过点⎪⎭⎫ ⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在的直线方程.例3椭圆1222=+y x ,〔1〕求过点⎪⎭⎫ ⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在直线的方程; 〔2〕求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;〔3〕过()12,A 引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程;〔4〕椭圆上有两点P 、Q ,O 为原点,且有直线OP 、OQ 斜率满足21-=⋅OQ OP k k , 求线段PQ 中点M 的轨迹方程.例4椭圆13422=+y x C :,试确定m 的取值围,使得对于直线m x y l +=4:,椭圆C 上有不同的两点关于该直线对称.例5)2,4(P 是直线l 被椭圆193622=+y x 所截得的线段的中点,求直线l 的方程.椭圆经典例题分类汇总1.椭圆第一定义的应用例1椭圆的一个顶点为()02,A ,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程. 分析:题目没有指出焦点的位置,要考虑两种位置.解:〔1〕当()02,A 为长轴端点时,2=a ,1=b , 椭圆的标准方程为:11422=+y x ; 〔2〕当()02,A 为短轴端点时,2=b ,4=a , 椭圆的标准方程为:116422=+y x ; 说明:椭圆的标准方程有两个,给出一个顶点的坐标和对称轴的位置,是不能确定椭圆的横竖的,因而要考虑两种情况.例2椭圆19822=++y k x 的离心率21=e ,求k 的值. 分析:分两种情况进展讨论.解:当椭圆的焦点在x 轴上时,82+=k a ,92=b ,得12-=k c .由21=e ,得4=k . 当椭圆的焦点在y 轴上时,92=a ,82+=k b ,得k c -=12. 由21=e ,得4191=-k ,即45-=k . ∴满足条件的4=k 或45-=k . 说明:此题易出现漏解.排除错误的方法是:因为8+k 与9的大小关系不定,所以椭圆的焦点可能在x 轴上,也可能在y 轴上.故必须进展讨论.例5 方程13522-=-+-ky k x 表示椭圆,求k 的取值围. 解:由⎪⎩⎪⎨⎧-≠-<-<-,35,03,05k k k k 得53<<k ,且4≠k .∴满足条件的k 的取值围是53<<k ,且4≠k .说明:此题易出现如下错解:由⎩⎨⎧<-<-,03,05k k 得53<<k ,故k 的取值围是53<<k . 出错的原因是没有注意椭圆的标准方程中0>>b a 这个条件,当b a =时,并不表示椭圆.例6 1cos sin 22=-ααy x )0(πα≤≤表示焦点在y 轴上的椭圆,求α的取值围.分析:依据条件确定α的三角函数的大小关系.再根据三角函数的单调性,求出α的取值围.解:方程可化为1cos 1sin 122=+ααy x .因为焦点在y 轴上,所以0sin 1cos 1>>-αα. 因此0sin >α且1tan -<α从而)43,2(ππα∈. 说明:(1)由椭圆的标准方程知0sin 1>α,0cos 1>-α,这是容易无视的地方. (2)由焦点在y 轴上,知αcos 12-=a ,αsin 12=b . (3)求α的取值围时,应注意题目中的条件πα<≤0 例5动圆P 过定点()03,-A ,且在定圆()64322=+-y x B :的部与其相切,求动圆圆心P 的轨迹方程.分析:关键是根据题意,列出点P 满足的关系式.解:如下图,设动圆P 和定圆B 切于点M .动点P 到两定点,即定点()03,-A 和定圆圆心()03,B 距离之和恰好等于定圆半径,即8==+=+BM PB PM PB PA .∴点P 的轨迹是以A ,B 为两焦点,半长轴为4,半短轴长为73422=-=b 的椭圆的方程:171622=+y x . 说明:此题是先根据椭圆的定义,判定轨迹是椭圆,然后根据椭圆的标准方程,求轨迹的方程.这是求轨迹方程的一种重要思想方法.2.焦半径及焦三角的应用例1 椭圆13422=+y x ,1F 、2F 为两焦点,问能否在椭圆上找一点M ,使M 到左准线l 的距离MN 是1MF 与2MF 的等比中项?假设存在,那么求出点M 的坐标;假设不存在,请说明理由.解:假设M 存在,设()11y x M ,,由条件得2=a ,3=b ,∴1=c ,21=e . ∵左准线l 的方程是4-=x ,∴14x MN +=.又由焦半径公式知: 111212x ex a MF -=-=,112212x ex a MF +=+=. ∵212MF MF MN ⋅=,∴()⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+11212122124x x x . 整理得048325121=++x x .解之得41-=x 或5121-=x .① 另一方面221≤≤-x .②那么①与②矛盾,所以满足条件的点M 不存在.例2椭圆方程()012222>>=+b a by a x ,长轴端点为1A ,2A ,焦点为1F ,2F ,P 是椭圆上一点,θ=∠21PA A ,α=∠21PF F .求:21PF F ∆的面积〔用a 、b 、α表示〕. 分析:求面积要结合余弦定理及定义求角α的两邻边,从而利用C ab S sin 21=∆求面积. 解:如图,设()y x P ,,由椭圆的对称性,不妨设()y x P ,,由椭圆的对称性,不妨设P 在第一象限.由余弦定理知: 221F F 2221PF PF +=12PF -·224cos c PF =α.① 由椭圆定义知: a PF PF 221=+②,那么-①②2得 αcos 12221+=⋅b PF PF . 故αsin 212121PF PF S PF F ⋅=∆ααsin cos 12212+=b 2tan 2αb =. 3.第二定义应用例1椭圆1121622=+y x 的右焦点为F ,过点()31,A ,点M 在椭圆上,当MF AM 2+为最小值时,求点M 的坐标.分析:此题的关键是求出离心率21=e ,把MF 2转化为M 到右准线的距离,从而得最小值.一般地,求MF eAM 1+均可用此法. 解:由:4=a ,2=c .所以21=e ,右准线8=x l :. 过A 作l AQ ⊥,垂足为Q ,交椭圆于M ,故MF MQ 2=.显然MF AM 2+的最小值为AQ ,即M 为所求点,因此3=M y ,且M 在椭圆上.故32=M x .所以()332,M .说明:此题关键在于未知式MF AM 2+中的“2〞的处理.事实上,如图,21=e ,即MF 是M 到右准线的距离的一半,即图中的MQ ,问题转化为求椭圆上一点M ,使M 到A 的距离与到右准线距离之和取最小值.例2 椭圆142222=+by b x 上一点P 到右焦点2F 的距离为b )1(>b ,求P 到左准线的距离. 分析:利用椭圆的两个定义,或利用第二定义和椭圆两准线的距离求解.解法一:由142222=+by b x ,得b a 2=,b c 3=,23=e . 由椭圆定义,b a PF PF 4221==+,得b b b PF b PF 34421=-=-=.由椭圆第二定义,e d PF =11,1d 为P 到左准线的距离,∴b e PF d 3211==,即P 到左准线的距离为b 32.解法二:∵e d PF =22,2d 为P 到右准线的距离,23==a c e , ∴b e PF d 33222==.又椭圆两准线的距离为b c a 33822=⋅. ∴P 到左准线的距离为b b b 32332338=-.说明:运用椭圆的第二定义时,要注意焦点和准线的同侧性.否那么就会产生误解. 椭圆有两个定义,是从不同的角度反映椭圆的特征,解题时要灵活选择,运用自如.一般地,如遇到动点到两个定点的问题,用椭圆第一定义;如果遇到动点到定直线的距离问题,那么用椭圆的第二定义.例3椭圆15922=+y x 有一点)1,1(A ,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,点P 是椭圆上一点.(1) 求1PF PA +的最大值、最小值及对应的点P 坐标; (2) 求223PF PA +的最小值及对应的点P 的坐标. 分析:此题考察椭圆中的最值问题,通常探求变量的最值有两种方法:一是目标函数当,即代数方法.二是数形结合,即几何方法.此题假设按先建立目标函数,再求最值,那么不易解决;假设抓住椭圆的定义,转化目标,运用数形结合,就能简捷求解.解:(1)如上图,62=a ,)0,2(2F ,22=AF ,设P 是椭圆上任一点,由6221==+a PF PF ,22AF PF PA -≥,∴26222211-=-=-+≥+AF a AF PF PF PF PA ,等号仅当22AF PF PA -=时成立,此时P 、A 、2F 共线.由22AF PF PA +≤,∴26222211+=+=++≤+AF a AF PF PF PF PA ,等号仅当22AF PF PA +=时成立,此时P 、A 、2F 共线. 建立A 、2F 的直线方程02=-+y x ,解方程组⎩⎨⎧=+=-+4595,0222y x y x 得两交点 )2141575,2141579(1+-P 、)2141575,2141579(2-+P . 综上所述,P 点与1P 重合时,1PF PA +取最小值26-,P 点与2P 重合时,2PF PA +取最大值26+.(2)如下列图,设P 是椭圆上任一点,作PQ 垂直椭圆右准线,Q 为垂足,由3=a ,2=c ,∴32=e .由椭圆第二定义知322==e PQ PF ,∴223PF PQ =,∴PQ PA PF PA +=+223,要使其和最小需有A 、P 、Q 共线,即求A 到右准线距离.右准线方程为29=x .∴A 到右准线距离为27.此时P 点纵坐标与A 点纵坐标一样为1,代入椭圆得满足条件的点P 坐标)1,556(. 说明:求21PF ePA +的最小值,就是用第二定义转化后,过A 向相应准线作垂线段.巧用焦点半径2PF 与点准距PQ 互化是解决有关问题的重要手段.4.参数方程应用例1 求椭圆1322=+y x 上的点到直线06=+-y x 的距离的最小值. 分析:先写出椭圆的参数方程,由点到直线的距离建立三角函数关系式,求出距离的最小值.解:椭圆的参数方程为⎩⎨⎧==.sin cos 3θθy x ,设椭圆上的点的坐标为()θθsin cos 3,,那么点到直线的距离为263sin 226sin cos 3+⎪⎭⎫⎝⎛-=+-=θπθθd .当13sin -=⎪⎭⎫⎝⎛-θπ时,22=最小值d . 说明:当直接设点的坐标不易解决问题时,可建立曲线的参数方程.例2 (1)写出椭圆14922=+y x 的参数方程;(2)求椭圆接矩形的最大面积. 分析:此题考察椭圆的参数方程及其应用.为简化运算和减少未知数的个数,常用椭圆的参数方程表示曲线上一点坐标,所求问题便化归为三角问题.解:(1)⎩⎨⎧==θθsin 2cos 3y x )(R ∈θ.(2)设椭圆接矩形面积为S ,由对称性知,矩形的邻边分别平行于x 轴和y 轴,设)sin 2,cos 3(θθ为矩形在第一象限的顶点,)20(π<θ<,那么122sin 12sin 2cos 34≤=⨯⨯=θθθS故椭圆接矩形的最大面积为12.说明:通过椭圆参数方程,转化为三角函数的最值问题,一般地,与圆锥曲线有关的最值问题,用参数方程形式较简便.例3椭圆12222=+b y a x )0(>>b a 与x 轴正向交于点A ,假设这个椭圆上总存在点P ,使AP OP ⊥(O 为坐标原点),求其离心率e 的取值围.分析:∵O 、A 为定点,P 为动点,可以P 点坐标作为参数,把AP OP ⊥,转化为P 点坐标的一个等量关系,再利用坐标的围建立关于a 、b 、c 的一个不等式,转化为关于e的不等式.为减少参数,易考虑运用椭圆参数方程.解:设椭圆的参数方程是⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x )0(>>b a ,那么椭圆上的点)sin ,cos (θθb a P ,)0,(a A , ∵AP OP ⊥,∴1cos sin cos sin -=-⋅aa b a b θθθθ,即0cos cos )(22222=+--b a b a θθ,解得1cos =θ或222cos b a b -=θ,∵1cos 1<<-θ∴1cos =θ〔舍去〕,11222<-<-b a b ,又222c a b -= ∴2022<<c a ,∴22>e ,又10<<e ,∴122<<e .说明:假设椭圆离心率围)1,22(,求证在椭圆上总存在点P 使AP OP ⊥.如何证明?5.相交情况下--弦长公式的应用例1椭圆1422=+y x 及直线m x y +=. 〔1〕当m 为何值时,直线与椭圆有公共点? 〔2〕假设直线被椭圆截得的弦长为5102,求直线的方程. 解:〔1〕把直线方程m x y +=代入椭圆方程1422=+y x 得 ()1422=++m x x , 即012522=-++m mx x .()()020*********≥+-=-⨯⨯-=∆m m m ,解得2525≤≤-m . 〔2〕设直线与椭圆的两个交点的横坐标为1x ,2x ,由〔1〕得5221m x x -=+,51221-=m x x .根据弦长公式得 :51025145211222=-⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅+m m .解得0=m .方程为x y =.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,假设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. 例2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1F 作倾斜解为3π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]4))[(1(1212212212x x x x k x x k AB -++=-+=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.2121x x k AB -+=]4))[(1(212212x x x x k -++=.因为6=a ,3=b ,所以33=c .因为焦点在x 轴上,所以椭圆方程为193622=+y x ,左焦点)0,33(-F ,从而直线方程为93+=x y . 由直线方程与椭圆方程联立得:0836372132=⨯++x x .设1x ,2x 为方程两根,所以1337221-=+x x ,1383621⨯=x x ,3=k , 从而1348]4))[(1(1212212212=-++=-+=x x x x k x x k AB .(法2)利用椭圆的定义及余弦定理求解.由题意可知椭圆方程为193622=+y x ,设m AF =1,n BF =1,那么m AF -=122,n BF -=122.在21F AF ∆中,3cos22112212122πF F AF F F AF AF -+=,即21362336)12(22⋅⋅⋅-⋅+=-m m m ;所以346-=m .同理在21F BF ∆中,用余弦定理得346+=n ,所以1348=+=n m AB .(法3)利用焦半径求解.先根据直线与椭圆联立的方程0836372132=⨯++x x 求出方程的两根1x ,2x ,它们分别是A ,B 的横坐标.再根据焦半径11ex a AF +=,21ex a BF +=,从而求出11BF AF AB +=6.相交情况下—点差法的应用例1 中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆与直线01=-+y x 交于A 、B 两点,M 为AB 中点,OM 的斜率为0.25,椭圆的短轴长为2,求椭圆的方程.解:由题意,设椭圆方程为1222=+y ax ,由⎪⎩⎪⎨⎧=+=-+101222y ax y x ,得()021222=-+x a x a , ∴222112aa x x x M +=+=,2111a x y M M +=-=, 4112===a x y k M M OM ,∴42=a , ∴1422=+y x 为所求. 说明:〔1〕此题求椭圆方程采用的是待定系数法;〔2〕直线与曲线的综合问题,经常要借用根与系数的关系,来解决弦长、弦中点、弦斜率问题.例2 椭圆1222=+y x ,求过点⎪⎭⎫⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在的直线方程. 分析一:一点求直线,关键是求斜率,故设斜率为k ,利用条件求k . 解法一:设所求直线的斜率为k ,那么直线方程为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-2121x k y .代入椭圆方程,并整理得()()0232122212222=+-+--+k k x k kx k .由韦达定理得22212122kkk x x +-=+. ∵P 是弦中点,∴121=+x x .故得21-=k . 所以所求直线方程为0342=-+y x .分析二:设弦两端坐标为()11y x ,、()22y x ,,列关于1x 、2x 、1y 、2y 的方程组,从而求斜率:2121x x y y --.解法二:设过⎪⎭⎫ ⎝⎛2121,P 的直线与椭圆交于()11y x A ,、()22y x B ,,那么由题意得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=+=+=+④1.③1②12①12212122222121y y x x y x y x ,,, ①-②得0222212221=-+-y y x x .⑤ 将③、④代入⑤得212121-=--x x y y ,即直线的斜率为21-.所求直线方程为0342=-+y x .说明:〔1〕有关弦中点的问题,主要有三种类型:过定点且被定点平分的弦;平行弦的中点轨迹;过定点的弦中点轨迹.〔2〕解法二是“点差法〞,解决有关弦中点问题的题较方便,要点是巧代斜率. 〔3〕有关弦及弦中点问题常用的方法是:“韦达定理应用〞及“点差法〞.有关二次曲线问题也适用.例3 椭圆1222=+y x ,〔1〕求过点⎪⎭⎫ ⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在直线的方程; 〔2〕求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;〔3〕过()12,A 引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程;〔4〕椭圆上有两点P 、Q ,O 为原点,且有直线OP 、OQ 斜率满足21-=⋅OQ OP k k , 求线段PQ 中点M 的轨迹方程.分析:此题中四问都跟弦中点有关,因此可考虑设弦端坐标的方法.解:设弦两端点分别为()11y x M ,,()22y x N ,,线段MN 的中点()y x R ,,那么⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+=+=+④,③,②,①,y y y x x x y x y x 222222212122222121 ①-②得()()()()022*******=-++-+y y y y x x x x .由题意知21x x ≠,那么上式两端同除以21x x -,有()()0221212121=-+++x x y y y y x x ,将③④代入得022121=--+x x y y yx .⑤〔1〕将21=x ,21=y 代入⑤,得212121-=--x x y y ,故所求直线方程为: 0342=-+y x . ⑥ 将⑥代入椭圆方程2222=+y x 得041662=--y y ,0416436>⨯⨯-=∆符合题意,0342=-+y x 为所求.〔2〕将22121=--x x y y 代入⑤得所求轨迹方程为: 04=+y x .〔椭圆局部〕 〔3〕将212121--=--x y x x y y 代入⑤得所求轨迹方程为: 022222=--+y x y x .〔椭圆局部〕〔4〕由①+②得 :()2222212221=+++y y x x , ⑦, 将③④平方并整理得 212222124x x x x x -=+, ⑧, 212222124y y y y y -=+, ⑨将⑧⑨代入⑦得:()224424212212=-+-y y y x x x , ⑩ 再将212121x x y y -=代入⑩式得: 221242212212=⎪⎭⎫⎝⎛--+-x x y x x x , 即 12122=+y x .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.例4椭圆13422=+y x C :,试确定m 的取值围,使得对于直线m x y l +=4:,椭圆C 上有不同的两点关于该直线对称.分析:假设设椭圆上A ,B 两点关于直线l 对称,那么条件等价于:(1)直线l AB ⊥;(2)弦AB 的中点M 在l 上.利用上述条件建立m 的不等式即可求得m 的取值围. 解:(法1)设椭圆上),(11y x A ,),(22y x B 两点关于直线l 对称,直线AB 与l 交于),(00y x M 点.∵l 的斜率4=l k ,∴设直线AB 的方程为n x y +-=41.由方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++-=,134,4122y x n x y 消去y 得 0481681322=-+-n nx x ①。
椭圆典型题型归纳(学生版)
椭圆典型题型归纳题型一. 定义及其应用例1.已知一个动圆与圆22:(4)100C x y ++=相内切,且过点(4,0)A ,求这个动圆圆心M 的轨迹方程;例2.在ABC ∆中,,,A B C 所对的三边分别为,,a b c ,且(1,0),(1,0)B C-,求满足b a c>>且,,b a c 成等差数列时顶点A 的轨迹;练习:1.6=对应的图形是( ) A.直线 B. 线段 C. 椭圆 D. 圆2.10=对应的图形是( )A.直线B. 线段C. 椭圆D. 圆题型二. 椭圆的方程 (注:轨迹问题作专题讲解)(一)由方程研究曲线例1.方程2211625x y +=的曲线是到定点 和 的距离之和等于 的点的轨迹;(二)分情况求椭圆的方程例2.已知椭圆以坐标轴为对称轴,且长轴是短轴的3倍,并且过点(3,0)P ,求椭圆的方程;(三)用待定系数法求方程例3.已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点1P 、2(P ,求椭圆的方程;例4.求经过点(2,3)-且与椭圆229436x y +=有共同焦点的椭圆方程;注:一般地,与椭圆22221x y a b+=共焦点的椭圆可设其方程为222221()x y k b a k b k +=>-++;(四)列方程组求方程例5.中心在原点,一焦点为F 的椭圆被直线32y x =-截得的弦的中点的横坐标为12,求此椭圆的方程;题型三.椭圆的几何性质与离心率例1.椭圆22221x y a b+=(0)a b >>的四个顶点为,,,A B C D ,若四边形ABCD 的内切圆恰好过焦点,则椭圆的离心率为 ;例2.若椭圆22114x y k +=+的离心率为12,则k = ; 例3.若P 为椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上一点,1F 、2F 为其两个焦点,且01215PF F ∠=,02175PF F ∠=,则椭圆的离心率为例4. 椭圆22221x y a b+=(0)a b >>的左焦点为1(,0)F c -,(,0)A a -,(0,)B b 是两个顶点,如果1F 到直线AB ,则椭圆的离心率e =例 5. 1F 、2F 为椭圆的两个焦点,过2F 的直线交椭圆于,P Q 两点,1PF PQ ⊥,且1PF PQ =,则椭圆的离心率为 ;题型四.椭圆参数方程的应用例1. 椭圆22143x y +=上的点P 到直线270x y -+=的距离最大时,点P 的坐标题型五.直线与椭圆的关系(1)直线与椭圆的位置关系例1. 当m 为何值时,直线:l y x m =+与椭圆22916144x y +=相切、相交、相离?例2.过点)0 ,3(-P 作直线l 与椭圆223412x y +=相交于,A B 两点,O 为坐标原点,求OAB ∆面积的最大值及此时直线倾斜角的正切值。
(完整版)椭圆大题题型汇总例题+练习
椭圆大题题型解决直线和圆锥曲线的位置关系的解题步骤是:(1)直线的斜率不存在,直线的斜率存,(2)联立直线和曲线的方程组;(3)讨论类一元二次方程(4)一元二次方程的判别式(5)韦达定理,同类坐标变换(6)同点纵横坐标变换(7)x,y,k(斜率)的取值范围(8)目标:弦长,中点,垂直,角度,向量,面积,范围等等运用的知识:x?xy?y1212A(x,y),B(x,y)?,y x?yx,的中点坐,其中1、中点坐标公式:是点221122标。
)(),Bx,yxA(,y0)k??b(y?kx在直线上,2、弦长公式:若点2112b?kx??y?kxb,y则,这是同点纵横坐标变换,是两大坐标变换技巧之一,2121222222)?kx)(kx?kx)x?))?(y?y(1?(x?x)??(?AB(x?x212121122122?4x)x?k])[(x?x?(1211211122222)yy??(1?)((x?x)??(yAB?y)(x?xy?(y?))?或者22211212112kkk12)[(y?y)?4?(1?yy]。
12122kl:y?kx?b,l:y?kx?bkk??1、两条直线垂直:则321121122rrg v0v?两条直线垂直,则直线所在的向量1220)0(a??axbx?c?x,x则:,同的根不次元若一二方程有两个理达、4韦定21bcx?x??,xx?。
2211aa常见的一些题型:题型一:数形结合确定直线和圆锥曲线的位置关系题型二:弦的垂直平分线问题弦的垂直平分线问题和对称问题是一种解题思维,首先弄清楚哪个是弦,哪个是对称轴,。
用到的知识是:垂直(两直线的斜率之积为-1)和平分(中点坐标公式)2xy?l轴上是否存在一点两点,在x交于A、例题1、过点T(-1,0)作直线与曲线N :B xx ABE?,使得是等边三角形,若存在,求出;若不存在,请说明理由。
E(,0)002x21?y?OF已知椭圆例题2的左焦点为,、为坐标原点。
高中数学椭圆题型归类(全)
高中数学椭圆题型归类目录曲线与方程题型1:曲线的方程的判断题型2:直接法求曲线的方程题型3:定义法求曲线的方程题型4:相关点法求曲线的方程题型5:参数法求曲线的方程题型6:交轨法求曲线的方程椭圆题型1:求轨迹(椭圆)方程题型1.1:定义法求轨迹(椭圆)方程题型1.2:直接法求轨迹(椭圆)方程题型1.3:相关点法求轨迹(椭圆)方程题型1.4:参数法求轨迹(椭圆)方程题型2:求椭圆标准方程题型2.1:已知椭圆上一点及焦点,定义法求椭圆标准方程题型2.2:已知椭圆上两点,待定系数法求椭圆标准方程题型2.3:已知a,b,c关系,方程组法求椭圆标准方程题型3:椭圆的定义题型4:椭圆的对称性题型5:椭圆的离心率题型5.1:求椭圆的离心率题型5.2:求椭圆的离心率取值范围题型6:椭圆的弦中点题型7:椭圆的焦点三角形题型8:椭圆的弦长题型9:椭圆中的三角形面积题型10:直线与椭圆的位置关系题型10.1:直线与椭圆的位置关系题型10.2:椭圆的切线方程题型11:椭圆的求值问题题型12:椭圆中求取值范围问题题型13:椭圆中最值问题题型14:椭圆的定值问题方法是先猜后证。
猜法:取特殊情况或极端情况,此不赘述。
题型14.1:和差相消为定值题型14.2:乘除相约为定值题型14.3:消参数为定值题型15:椭圆的定点问题方法是先猜后证。
猜法:取两种特殊情况或极端情况的交点,或利用对称性判断定点在某直线上,此不赘述。
题型15.1:直线恒过定点题型15.2:曲线恒过定点题型16:证明、探究问题题型1:曲线的方程的判断1.已知曲线C 1,C 2的方程分别为f 1(x,y)=0,f 2(x,y)=0,则“f 1(x 0,y 0)=f 2(x 0,y 0)”是“点M(x 0,y 0)是曲线C 1与C 2的交点”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件 2.方程|y|-1=表示的曲线是()A.两个半圆B.两个圆C.抛物线D.一个圆 3.方程(x+y-1)=0所表示的曲线是()A.B.C.D.题型2:直接法求曲线的方程1.到(0,2)和(4,-2)距离相等的点的轨迹方程___________2.设动点P 到点F(-1,0)的距离是到直线y=1的距离相等,求点P 的轨迹方程,并判定此轨迹是什么图形.3.动点P (x,y )到两定点A (-3,0)和B (3,0)的距离的比等于2(即2||||=PB PA ),求动点P 的轨迹方程?题型3:定义法求曲线的方程1.由动点P 向圆221x y +=引两条切线,PA PB ,切点分别为0,,60A B APB ∠=,则动点P 的轨迹方程为.2.过点(-2,0)的直线与圆221x y +=相交于A,B,求弦AB 中点M 的轨迹方程。
高三数学椭圆常考题型
高三数学椭圆常考题型一、椭圆的基本性质椭圆是一种常见的二次曲线,具有以下基本性质:1. 椭圆的标准方程为:x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1 (a > b > 0)。
2. 椭圆的焦点距离为:c = sqrt(a^2 - b^2)。
3. 椭圆的离心率e = c/a,离心率的取值范围是[0,1]。
4. 椭圆的准线方程为:x = ±a^2/c。
二、常考题型及解析1. 椭圆的定义与标准方程【例1】已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为1/2,且椭圆C上一点到两焦点的距离之和为4。
(1) 求椭圆C的标准方程;(2) 若AB是过椭圆C中心的弦,M是AB的中点,且|AB| = 4√5,求线段AB 的长。
【解析】(1) 根据题意,设椭圆C的标准方程为:x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1 (a > b > 0)。
由离心率的定义,我们有e = c/a = 1/2。
再根据椭圆的定义,到两焦点的距离之和为4,所以2a = 4,即a = 2。
由离心率的定义和已知条件,我们可以得到b = sqrt(a^2 - c^2) = sqrt(4 - 1) = sqrt3。
所以椭圆C的标准方程为:x^2/4 + y^2/3 = 1。
(2) 设AB的方程为y = kx + t。
代入椭圆方程得到二次方程(3 + 4k^2)x^2 +8ktx + 4t^2 - 12 = 0。
设A(x1,y1),B(x2,y2),则有x1 + x2 = -8kt/(3 + 4k^2),x1x2 = (4t^2 - 12)/(3 + 4k^2)。
由弦长公式得|AB| = sqrt((x1 - x2)^2 + (y1 - y2)^2) = sqrt((1 + k^2)(x1 - x2)^2) = sqrt((1 + k^2)[(x1 + x2)^2 - 4x1x2])。
将已知条件代入得到k 和t 的关系,进一步求出线段AB的长为8sqrt(3-k^2)。
高中数学-椭圆常考题型汇总及练习
高中数学-椭圆常考题型汇总及练习高中数学-椭圆常考题型汇总及练第一部分:复运用的知识一)椭圆几何性质椭圆的第一定义是:平面内与两定点F1、F2距离和等于常数(大于F1F2)的点的轨迹叫做椭圆。
两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距(2c)。
椭圆的几何性质以x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1为例:范围由标准方程可知,椭圆上点的坐标(x,y)都适合不等式2≤x^2/a^2 + y^2/b^2 ≤1,即abx≤a,y≤b。
这说明椭圆位于直线x=±a和y=±b所围成的矩形里(封闭曲线)。
该性质主要用于求最值、轨迹检验等问题。
椭圆还有以下对称性:关于原点、x轴、y轴对称,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是椭圆的对称中心。
椭圆的顶点(椭圆和它的对称轴的交点)有四个:A1(-a,0)、A2(a,0)、B1(0,-b)、B2(0,b)。
长轴为A1A2,长度为2a;短轴为B1B2,长度为2b。
椭圆的离心率e有以下几个性质:(1)椭圆焦距与长轴的比e=c/a,其中c为焦距;(2)a^2=b^2+c^2,即a是长半轴长,b是短半轴长;(3)椭圆的圆扁程度由离心率的大小确定,与焦点所在的坐标轴无关。
当e接近于1时,椭圆越扁;当e接近于0时,椭圆越接近圆。
椭圆还有通径(过椭圆的焦点且垂直于长轴的弦)和焦点三角形等性质。
二)运用的知识点及公式在解题过程中,我们需要掌握以下知识点和公式:1、两条直线.2、XXX定理:若一元二次方程ax^2+bx+c=0(a≠0)有两个不同的根x1,x2,则2bc/(a(x1+x2))=-1,x1+x2=-b/a。
1.中点坐标公式:对于点A(x1,y1)和点B(x2,y2),它们的中点坐标为(x,y),其中x=(x1+x2)/2,y=(y1+y2)/2.2.弦长公式:如果点A(x1,y1)和点B(x2,y2)在直线y=kx+b(k≠0)上,则y1=kx1+b,y2=kx2+b。
椭圆各类题型分类汇总
椭圆经典例题分类汇总1. 椭圆第一定义的应用例1 椭圆的一个顶点为()02,A ,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程. 例2 已知椭圆19822=++y k x 的离心率21=e ,求k 的值. 例3 已知方程13522-=-+-ky k x 表示椭圆,求k 的取值范围. 例4 已知1cos sin 22=-ααy x )0(πα≤≤表示焦点在y 轴上的椭圆,求α的取值范围.例 5 已知动圆P 过定点()03,-A ,且在定圆()64322=+-y x B :的内部与其相内切,求动圆圆心P 的轨迹方程.2.焦半径及焦三角的应用例1 已知椭圆13422=+yx ,1F 、2F 为两焦点,问能否在椭圆上找一点M ,使M 到左准线l 的距离MN 是1MF 与2MF 的等比中项?若存在,则求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.例2 已知椭圆方程()012222>>=+b a by a x ,长轴端点为1A ,2A ,焦点为1F ,2F ,P 是椭圆上一点,θ=∠21PA A ,α=∠21PF F .求:21PF F ∆的面积(用a 、b 、α表示).3.第二定义应用例1 椭圆1121622=+y x 的右焦点为F ,过点()31,A ,点M 在椭圆上,当MF AM 2+为最小值时,求点M 的坐标.例2 已知椭圆142222=+by b x 上一点P 到右焦点2F 的距离为b )1(>b ,求P 到左准线的距离.例3 已知椭圆15922=+y x 内有一点)1,1(A ,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,点P是椭圆上一点.(1) 求1PF PA +的最大值、最小值及对应的点P 坐标; (2) 求223PF PA +的最小值及对应的点P 的坐标. 4.参数方程应用例1 求椭圆1322=+y x 上的点到直线06=+-y x 的距离的最小值.例2 (1)写出椭圆14922=+y x 的参数方程;(2)求椭圆内接矩形的最大面积.例3 椭圆12222=+by a x )0(>>b a 与x 轴正向交于点A ,若这个椭圆上总存在点P ,使AP OP ⊥(O 为坐标原点),求其离心率e 的取值范围.5.相交情况下--弦长公式的应用例1 已知椭圆1422=+y x 及直线m x y +=. (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5102,求直线的方程. 例2 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1F 作倾斜解为3π的直线交椭圆于A ,B 两点,求弦AB 的长. 6.相交情况下—点差法的应用例1 已知中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆与直线01=-+y x 交于A 、B 两点,M 为AB 中点,OM 的斜率为,椭圆的短轴长为2,求椭圆的方程.例2 已知椭圆1222=+y x ,求过点⎪⎭⎫⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在的直线方程.例3 已知椭圆1222=+y x ,(1)求过点⎪⎭⎫⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在直线的方程;(2)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;(3)过()12,A 引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程; (4)椭圆上有两点P 、Q ,O 为原点,且有直线OP 、OQ 斜率满足21-=⋅OQ OP k k ,求线段PQ 中点M 的轨迹方程.例4 已知椭圆13422=+y x C :,试确定m 的取值范围,使得对于直线m x y l +=4:,椭圆C 上有不同的两点关于该直线对称.例5 已知)2,4(P 是直线l 被椭圆193622=+y x 所截得的线段的中点,求直线l 的方程.椭圆经典例题分类汇总1.椭圆第一定义的应用例1 椭圆的一个顶点为()02,A ,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程.分析:题目没有指出焦点的位置,要考虑两种位置.解:(1)当()02,A 为长轴端点时,2=a ,1=b , 椭圆的标准方程为:11422=+y x ;(2)当()02,A 为短轴端点时,2=b ,4=a , 椭圆的标准方程为:116422=+y x ;说明:椭圆的标准方程有两个,给出一个顶点的坐标和对称轴的位置,是不能确定椭圆的横竖的,因而要考虑两种情况.例2 已知椭圆19822=++y k x 的离心率21=e ,求k 的值. 分析:分两种情况进行讨论.解:当椭圆的焦点在x 轴上时,82+=k a ,92=b ,得12-=k c .由21=e ,得4=k . 当椭圆的焦点在y 轴上时,92=a ,82+=k b ,得k c -=12.由21=e ,得4191=-k ,即45-=k . ∴满足条件的4=k 或45-=k .说明:本题易出现漏解.排除错误的办法是:因为8+k 与9的大小关系不定,所以椭圆的焦点可能在x 轴上,也可能在y 轴上.故必须进行讨论.例5 已知方程13522-=-+-ky k x 表示椭圆,求k 的取值范围. 解:由⎪⎩⎪⎨⎧-≠-<-<-,35,03,05k k k k 得53<<k ,且4≠k .∴满足条件的k 的取值范围是53<<k ,且4≠k .说明:本题易出现如下错解:由⎩⎨⎧<-<-,03,05k k 得53<<k ,故k 的取值范围是53<<k .出错的原因是没有注意椭圆的标准方程中0>>b a 这个条件,当b a =时,并不表示椭圆.例6 已知1cos sin 22=-ααy x )0(πα≤≤表示焦点在y 轴上的椭圆,求α的取值范围.分析:依据已知条件确定α的三角函数的大小关系.再根据三角函数的单调性,求出α的取值范围.解:方程可化为1cos 1sin 122=+ααy x .因为焦点在y 轴上,所以0sin 1cos 1>>-αα.因此0sin >α且1tan -<α从而)43,2(ππα∈.说明:(1)由椭圆的标准方程知0sin 1>α,0cos 1>-α,这是容易忽视的地方. (2)由焦点在y 轴上,知αcos 12-=a ,αsin 12=b . (3)求α的取值范围时,应注意题目中的条件πα<≤0例 5 已知动圆P 过定点()03,-A ,且在定圆()64322=+-y x B :的内部与其相内切,求动圆圆心P 的轨迹方程.分析:关键是根据题意,列出点P 满足的关系式.解:如图所示,设动圆P 和定圆B 内切于点M .动点P 到两定点,即定点()03,-A 和定圆圆心()03,B 距离之和恰好等于定圆半径, 即8==+=+BM PB PM PB PA .∴点P 的轨迹是以A ,B 为两焦点,半长轴为4,半短轴长为73422=-=b 的椭圆的方程:171622=+y x .说明:本题是先根据椭圆的定义,判定轨迹是椭圆,然后根据椭圆的标准方程,求轨迹的方程.这是求轨迹方程的一种重要思想方法.2.焦半径及焦三角的应用例1 已知椭圆13422=+yx ,1F 、2F 为两焦点,问能否在椭圆上找一点M ,使M 到左准线l 的距离MN 是1MF 与2MF 的等比中项?若存在,则求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.条件得解:假设M 存在,设()11y x M ,,由已知2=a ,3=b ,∴1=c ,21=e . ∵左准线l 的方程是4-=x , ∴14x MN +=.又由焦半径公式知:111212x ex a MF -=-=,112212x ex a MF +=+=. ∵212MF MF MN ⋅=,∴()⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+11212122124x x x .整理得048325121=++x x . 解之得41-=x 或5121-=x . ① 另一方面221≤≤-x . ② 则①与②矛盾,所以满足条件的点M 不存在.例2 已知椭圆方程()012222>>=+b a b y a x ,长轴端点为1A ,2A ,焦点为1F ,2F ,P 是椭圆上一点,θ=∠21PA A ,α=∠21PF F .求:21PF F ∆的面积(用a 、b 、α表示).分析:求面积要结合余弦定理及定义求角α的两邻边,从而利用C ab S sin 21=∆求面积. 解:如图,设()y x P ,,由椭圆的对称性,不妨设()y x P ,,由椭圆的对称性,不妨设P 在第一象限.由余弦定理知:221F F 2221PF PF +=12PF -·224cos c PF=α.① 由椭圆定义知: a PF PF 221=+ ②,则-①②2得 αcos 12221+=⋅b PF PF . 故αsin 212121PF PF S PFF ⋅=∆ ααsin cos 12212+=b 2tan 2αb =. 3.第二定义应用例1 椭圆1121622=+y x 的右焦点为F ,过点()31,A ,点M 在椭圆上,当MF AM 2+为最小值时,求点M 的坐标.分析:本题的关键是求出离心率21=e ,把MF 2转化为M 到右准线的距离,从法. 而得最小值.一般地,求MF eAM 1+均可用此线解:由已知:4=a ,2=c .所以21=e ,右准8=x l :.过A 作l AQ ⊥,垂足为Q ,交椭圆于M ,故MF MQ 2=.显然MF AM 2+的最小值为AQ ,即M 为所求点,因此3=M y ,且M 在椭圆上.故32=M x .所以()332,M .说明:本题关键在于未知式MF AM 2+中的“2”的处理.事实上,如图,21=e ,即MF 是M 到右准线的距离的一半,即图中的MQ ,问题转化为求椭圆上一点M ,使M 到A 的距离与到右准线距离之和取最小值.例2 已知椭圆142222=+by b x 上一点P 到右焦点2F 的距离为b )1(>b ,求P 到左准线的距离.分析:利用椭圆的两个定义,或利用第二定义和椭圆两准线的距离求解.解法一:由142222=+by b x ,得b a 2=,b c 3=,23=e .由椭圆定义,b a PF PF 4221==+,得b b b PF b PF 34421=-=-=.由椭圆第二定义,e d PF =11,1d 为P 到左准线的距离,∴b ePF d 3211==,即P 到左准线的距离为b 32. 解法二:∵e d PF =22,2d 为P 到右准线的距离,23==a c e ,∴b e PF d 33222==.又椭圆两准线的距离为b c a 33822=⋅. ∴P 到左准线的距离为b b b 32332338=-. 说明:运用椭圆的第二定义时,要注意焦点和准线的同侧性.否则就会产生误解.椭圆有两个定义,是从不同的角度反映椭圆的特征,解题时要灵活选择,运用自如.一般地,如遇到动点到两个定点的问题,用椭圆第一定义;如果遇到动点到定直线的距离问题,则用椭圆的第二定义.例3 已知椭圆15922=+y x 内有一点)1,1(A ,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,点P是椭圆上一点.(1) 求1PF PA +的最大值、最小值及对应的点P 坐标; (2) 求223PF PA +的最小值及对应的点P 的坐标. 分析:本题考查椭圆中的最值问题,通常探求变量的最值有两种方法:一是目标函数当,即代数方法.二是数形结合,即几何方法.本题若按先建立目标函数,再求最值,则不易解决;若抓住椭圆的定义,转化目标,运用数形结合,就能简捷求解.解:(1)如上图,62=a ,)0,2(2F ,22=AF ,设P 是椭圆上任一点,由6221==+a PF PF ,22AF PF PA -≥,∴26222211-=-=-+≥+AF a AF PF PF PF PA ,等号仅当22AF PF PA -=时成立,此时P 、A 、2F 共线.由22AF PF PA +≤,∴26222211+=+=++≤+AF a AF PF PF PF PA ,等号仅当22AF PF PA +=时成立,此时P 、A 、2F 共线.建立A 、2F 的直线方程02=-+y x ,解方程组⎩⎨⎧=+=-+4595,0222y x y x 得两交点 )2141575,2141579(1+-P 、)2141575,2141579(2-+P . 综上所述,P 点与1P 重合时,1PF PA +取最小值26-,P 点与2P 重合时,2PF PA +取最大值26+.(2)如下图,设P 是椭圆上任一点,作PQ 垂直椭圆右准线,Q 为垂足,由3=a ,2=c ,∴32=e .由椭圆第二定义知322==e PQ PF ,∴223PF PQ =,∴PQ PA PF PA +=+223,要使其和最小需有A 、P 、Q 共线,即求A 到右准线距离.右准线方程为29=x .∴A 到右准线距离为27.此时P 点纵坐标与A 点纵坐标相同为1,代入椭圆得满足条件的点P 坐标)1,556(. 说明:求21PF ePA +的最小值,就是用第二定义转化后,过A 向相应准线作垂线段.巧用焦点半径2PF 与点准距PQ 互化是解决有关问题的重要手段.4.参数方程应用例1 求椭圆1322=+y x 上的点到直线06=+-y x 的距离的最小值.分析:先写出椭圆的参数方程,由点到直线的距离建立三角函数关系式,求出距离的最小值.解:椭圆的参数方程为⎩⎨⎧==.sin cos 3θθy x ,设椭圆上的点的坐标为()θθsin cos 3,,则点到直线的距离为263sin 226sin cos 3+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+-=θπθθd . 当13sin -=⎪⎭⎫⎝⎛-θπ时,22=最小值d .说明:当直接设点的坐标不易解决问题时,可建立曲线的参数方程.例2 (1)写出椭圆14922=+y x 的参数方程;(2)求椭圆内接矩形的最大面积.分析:本题考查椭圆的参数方程及其应用.为简化运算和减少未知数的个数,常用椭圆的参数方程表示曲线上一点坐标,所求问题便化归为三角问题.解:(1) ⎩⎨⎧==θθsin 2cos 3y x )(R ∈θ.(2)设椭圆内接矩形面积为S ,由对称性知,矩形的邻边分别平行于x 轴和y 轴,设)sin 2,cos 3(θθ为矩形在第一象限的顶点,)20(π<θ<, 则122sin 12sin 2cos 34≤=⨯⨯=θθθS 故椭圆内接矩形的最大面积为12.说明:通过椭圆参数方程,转化为三角函数的最值问题,一般地,与圆锥曲线有关的最值问题,用参数方程形式较简便.例3 椭圆12222=+by a x )0(>>b a 与x 轴正向交于点A ,若这个椭圆上总存在点P ,使AP OP ⊥(O 为坐标原点),求其离心率e 的取值范围.分析:∵O 、A 为定点,P 为动点,可以P 点坐标作为参数,把AP OP ⊥,转化为P 点坐标的一个等量关系,再利用坐标的范围建立关于a 、b 、c 的一个不等式,转化为关于e 的不等式.为减少参数,易考虑运用椭圆参数方程.解:设椭圆的参数方程是⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x )0(>>b a ,则椭圆上的点)sin ,cos (θθb a P ,)0,(a A , ∵AP OP ⊥,∴1cos sin cos sin -=-⋅aa b a b θθθθ, 即0cos cos )(22222=+--b a b a θθ,解得1cos =θ或222cos ba b -=θ,∵1cos 1<<-θ ∴1cos =θ(舍去),11222<-<-b a b ,又222c a b -=∴2022<<ca ,∴22>e ,又10<<e ,∴122<<e . 说明:若已知椭圆离心率范围)1,22(,求证在椭圆上总存在点P 使AP OP ⊥.如何证明? 5.相交情况下--弦长公式的应用例1 已知椭圆1422=+y x 及直线m x y +=. (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5102,求直线的方程. 解:(1)把直线方程m x y +=代入椭圆方程1422=+y x 得 ()1422=++m x x ,即012522=-++m mx x .()()020*********≥+-=-⨯⨯-=∆m m m ,解得2525≤≤-m . (2)设直线与椭圆的两个交点的横坐标为1x ,2x ,由(1)得5221mx x -=+,51221-=m x x .根据弦长公式得 :51025145211222=-⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅+m m .解得0=m .方程为x y =.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.例2 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1F 作倾斜解为3π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]4))[(1(1212212212x x x x k x x k AB -++=-+=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.2121x x k AB -+=]4))[(1(212212x x x x k -++=.因为6=a ,3=b ,所以33=c .因为焦点在x 轴上,所以椭圆方程为193622=+y x ,左焦点)0,33(-F ,从而直线方程为93+=x y .由直线方程与椭圆方程联立得:0836372132=⨯++x x .设1x ,2x 为方程两根,所以1337221-=+x x ,1383621⨯=x x ,3=k , 从而1348]4))[(1(1212212212=-++=-+=x x x x k x x k AB . (法2)利用椭圆的定义及余弦定理求解.由题意可知椭圆方程为193622=+y x ,设m AF =1,n BF =1,则m AF -=122,n BF -=122.在21F AF ∆中,3cos22112212122πF F AF F F AF AF -+=,即21362336)12(22⋅⋅⋅-⋅+=-m m m ;所以346-=m .同理在21F BF ∆中,用余弦定理得346+=n ,所以1348=+=n m AB .(法3)利用焦半径求解.先根据直线与椭圆联立的方程0836372132=⨯++x x 求出方程的两根1x ,2x ,它们分别是A ,B 的横坐标.再根据焦半径11ex a AF +=,21ex a BF+=,从而求出11BF AF AB += 6.相交情况下—点差法的应用例1 已知中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆与直线01=-+y x 交于A 、B 两点,M 为AB 中点,OM 的斜率为,椭圆的短轴长为2,求椭圆的方程.解:由题意,设椭圆方程为1222=+y ax ,由⎪⎩⎪⎨⎧=+=-+101222y ax y x ,得()021222=-+x a x a , ∴222112a a x x x M +=+=,2111a x y M M +=-=, 4112===ax y k M M OM Θ,∴42=a , ∴1422=+y x 为所求. 说明:(1)此题求椭圆方程采用的是待定系数法;(2)直线与曲线的综合问题,经常要借用根与系数的关系,来解决弦长、弦中点、弦斜率问题.例2 已知椭圆1222=+y x ,求过点⎪⎭⎫⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在的直线方程.分析一:已知一点求直线,关键是求斜率,故设斜率为k ,利用条件求k . 解法一:设所求直线的斜率为k ,则直线方程为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-2121x k y .代入椭圆方程,并整理得()()0232122212222=+-+--+k k x k kx k .由韦达定理得22212122k kk x x +-=+.∵P 是弦中点,∴121=+x x .故得21-=k . 所以所求直线方程为0342=-+y x .分析二:设弦两端坐标为()11y x ,、()22y x ,,列关于1x 、2x 、1y 、2y 的方程组,从而求斜率:2121x x y y --. 解法二:设过⎪⎭⎫ ⎝⎛2121,P 的直线与椭圆交于()11y x A ,、()22y x B ,,则由题意得①-②得0222212221=-+-y y x x . ⑤ 将③、④代入⑤得212121-=--x x y y ,即直线的斜率为21-. 所求直线方程为0342=-+y x . 说明:(1)有关弦中点的问题,主要有三种类型:过定点且被定点平分的弦;平行弦的中点轨迹;过定点的弦中点轨迹.(2)解法二是“点差法”,解决有关弦中点问题的题较方便,要点是巧代斜率.(3)有关弦及弦中点问题常用的方法是:“韦达定理应用”及“点差法”.有关二次曲线问题也适用.例3 已知椭圆1222=+y x ,(1)求过点⎪⎭⎫⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在直线的方程;(2)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;(3)过()12,A 引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程; (4)椭圆上有两点P 、Q ,O 为原点,且有直线OP 、OQ 斜率满足21-=⋅OQ OP k k ,求线段PQ 中点M 的轨迹方程.分析:此题中四问都跟弦中点有关,因此可考虑设弦端坐标的方法. 解:设弦两端点分别为()11y x M ,,()22y x N ,,线段MN 的中点()y x R ,,则①-②得()()()()022*******=-++-+y y y y x x x x .由题意知21x x ≠,则上式两端同除以21x x -,有()()0221212121=-+++x x y y y y x x ,将③④代入得022121=--+x x y y yx .⑤ (1)将21=x ,21=y 代入⑤,得212121-=--x x y y ,故所求直线方程为:0342=-+y x . ⑥将⑥代入椭圆方程2222=+y x 得041662=--y y ,0416436>⨯⨯-=∆符合题意,0342=-+y x 为所求.(2)将22121=--x x y y 代入⑤得所求轨迹方程为: 04=+y x .(椭圆内部分) (3)将212121--=--x y x x y y 代入⑤得所求轨迹方程为: 022222=--+y x y x .(椭圆内部分)(4)由①+②得 : ()2222212221=+++y y x x , ⑦, 将③④平方并整理得 212222124x x x x x -=+, ⑧, 212222124y y y y y -=+, ⑨将⑧⑨代入⑦得:()224424212212=-+-y y y x x x , ⑩ 再将212121x x y y -=代入⑩式得: 221242212212=⎪⎭⎫ ⎝⎛--+-x x y x x x , 即12122=+y x .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.例4 已知椭圆13422=+y x C :,试确定m 的取值范围,使得对于直线m x y l +=4:,椭圆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l AB ⊥;(2)弦AB 的中点M 在l 上.利用上述条件建立m 的不等式即可求得m 的取值范围.解:(法1)设椭圆上),(11y x A ,),(22y x B 两点关于直线l 对称,直线AB 与l 交于),(00y x M 点.∵l 的斜率4=l k ,∴设直线AB 的方程为n x y +-=41.由方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++-=,134,4122yx n x y 消去y得0481681322=-+-n nx x①。
椭圆题型大全
椭圆题型总结题型一 椭圆的定义应用例1:评析: 点P 在椭圆上这个条件的转化常有两种方法:一是点P 椭圆的定义,二是点P 满足椭圆的方程,应该认真领会椭圆定义 题型二 椭圆标准方程的求法例2:已知椭圆的两个焦点为(-2,0),(2,0)且过点53(,)22-,求椭圆的标准方程解法1 因为椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为22221(0)x y a b a b+=>>, 由椭圆的定义可知:2a ==a ∴=2222,6cb ac =∴=-=所以所求的标准方程为221106x y += 解法2 22222,4c b a c a =∴=-=- ,所以可设所求的方程为222214x y a a +=-,将点53(,)22-代人解得:a = 所以所求的标准方程为221106x y += 评析 求椭圆的标准方程总结有两种方法:其一是由定义 求出长轴与短轴长,根据条件写出方程;其二是先确定标准 方程的类型,并将其用有关参数,a b 表示出来然后结合条件建立,a b 所满足的等式,求得,a b 的值,再代人方程例3:设点P 是圆224x y +=上的任一点,定点D 的坐标为(8,0),若点M 满足2PM MD =.当点P 在圆上运动时,求点M 的轨迹方程.解 设点M 的坐标为(),x y ,点P 的坐标为()00,x y ,由2PM MD =, 得()()00,28,x x y y x y --=--,即0316x x =-,03y y =. 因为点P ()00,x y 在圆224x y +=上,所以22004x y +=. 即()()2231634x y -+=,即2216439x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭,这就是动点M 的轨迹方程.评析 本题中的点M 与点P 相关,我们得到0316x x =-,03y y =是关键,利用点P 在224x y +=上的条件,进而 便求得点M 的轨迹方程,此法称为代人法.题型三 直线与椭圆交点问题例1 已知椭圆C 的焦点F 1(-22,0)和F 2(22,0),长轴长6,设直线2+=x y 交椭圆C 于A 、B 两点,求线段AB 的中点坐标.解:由已知条件得椭圆的焦点在x 轴上,其中c=22,a=3,从而b=1,所以其标准方程是:2219x y +=.联立方程组22192x y y x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,消去y 得, 21036270x x ++=. 设A(11,x y ),B(22,x y ),AB 线段的中点为M(00,x y )那么:12185x x +=-,0x =12925x x +=所以0y =0x +2=15.也就是说线段AB 中点坐标为(-95,15).评析 直线与椭圆的公共点、弦长、弦的中点问题常转化为对应方程联立的方程组的解得问题,进而转化为一元二次方程的问题.题型四 求椭圆弦长、中点、垂直、最值等问题例2评析 “点差法”的要点是巧代斜率,与弦中点有关的问题有三类:平行弦的中点轨迹,过定点的弦中点轨迹,过定点且被定点平分的弦的所在的直线方程13.直线y kx =2213x y +=交于不同两点A 和B ,且1OA OB ⋅= (其中O 为坐标原点),求k 的值.解:将y kx =2213x y +=,得22(13)30k x +++=.由直线与椭圆交于不同的两点,得2222130,)12(13)12(31)0.k k k ⎧+≠⎪⎨∆=-+=->⎪⎩即213k >. 设),(),,(B B A A y x B y x A ,则.由1OA OB ⋅=,得1A B A B x x y y +=.而2)(2)1()2)(2(2++++=+++=+B A B A B A B A B A B A x x k x x k kx kx x x y y x x2222353(1)231k k k k -=+=+.于是2253131k k -=+.解得k =k 的值为±。
(完整版)椭圆的经典题型
(完整版)椭圆的经典题型引言椭圆是一种重要的几何图形,具有许多应用。
本文将介绍椭圆的经典题型,以帮助读者更好地理解和应用椭圆的相关知识。
弧长公式椭圆的弧长公式是椭圆的基本题型之一。
假设我们有一个椭圆,其中长轴的长度为2a,短轴的长度为2b。
如果我们要计算椭圆上一段弧的长度,可以使用如下的公式:s = a∫(1 - e^2·sin^2(θ))^(1/2) dθ其中,s表示弧的长度,e是椭圆的离心率,θ是弧所对应的角度。
离心率与焦点椭圆的离心率和焦点之间有一定的关系。
离心率(e)是描述椭圆形状的一个参数,它的计算公式如下:e = (a^2 - b^2)^(1/2) / a椭圆的长轴上有两个焦点A和B,它们与椭圆上的任意一点C 的距离之和等于长轴的长度(2a)。
这一性质可以表示为:|CA| + |CB| = 2a椭圆的方程椭圆的方程是解决椭圆相关问题的基础。
一般来说,椭圆的标准方程可以表示为:(x^2 / a^2) + (y^2 / b^2) = 1其中,(x, y)是椭圆上的任意一点,a是椭圆的长半轴,b是椭圆的短半轴。
椭圆的面积计算椭圆的面积也是椭圆题型中常见的一种问题。
椭圆的面积可以使用如下公式计算:S = πab其中,S表示椭圆的面积,a是椭圆的长半轴,b是椭圆的短半轴,π是一个常数,近似等于3.。
结论椭圆的经典题型包括弧长、离心率与焦点、椭圆的方程和面积等。
通过掌握这些基本概念和公式,读者可以更好地理解和解决与椭圆相关的问题。
注意:以上内容为对椭圆经典题型的简要介绍,更详细的内容和例题请参考相关教材或高等数学课程资料。
椭圆各类题型分类汇总
椭圆各类题型分类汇总文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]椭圆经典例题分类汇总 1. 椭圆第一定义的应用 例1 椭圆的一个顶点为()02,A ,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程. 例2 已知椭圆19822=++y k x 的离心率21=e ,求k 的值. 例3 已知方程13522-=-+-ky k x 表示椭圆,求k 的取值范围. 例4 已知1cos sin 22=-ααy x )0(πα≤≤表示焦点在y 轴上的椭圆,求α的取值范围.例5 已知动圆P 过定点()03,-A ,且在定圆()64322=+-y x B :的内部与其相内切,求动圆圆心P 的轨迹方程.2.焦半径及焦三角的应用例1 已知椭圆13422=+y x ,1F 、2F 为两焦点,问能否在椭圆上找一点M ,使M 到左准线l 的距离MN 是1MF 与2MF 的等比中项若存在,则求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.例2 已知椭圆方程()012222>>=+b a by a x ,长轴端点为1A ,2A ,焦点为1F ,2F ,P 是椭圆上一点,θ=∠21PA A ,α=∠21PF F .求:21PF F ∆的面积(用a 、b 、α表示).3.第二定义应用例1 椭圆1121622=+y x 的右焦点为F ,过点()31,A ,点M 在椭圆上,当MF AM 2+为最小值时,求点M 的坐标.例2 已知椭圆142222=+b y b x 上一点P 到右焦点2F 的距离为b )1(>b ,求P 到左准线的距离.例3 已知椭圆15922=+y x 内有一点)1,1(A ,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,点P 是椭圆上一点.(1) 求1PF PA +的最大值、最小值及对应的点P 坐标;(2) 求223PF PA +的最小值及对应的点P 的坐标. 4.参数方程应用例1 求椭圆1322=+y x 上的点到直线06=+-y x 的距离的最小值. 例2 (1)写出椭圆14922=+y x 的参数方程;(2)求椭圆内接矩形的最大面积. 例3 椭圆12222=+b y a x )0(>>b a 与x 轴正向交于点A ,若这个椭圆上总存在点P ,使AP OP ⊥(O 为坐标原点),求其离心率e 的取值范围.5.相交情况下--弦长公式的应用例1 已知椭圆1422=+y x 及直线m x y +=.(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5102,求直线的方程. 例2 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1F 作倾斜解为3π的直线交椭圆于A ,B 两点,求弦AB 的长. 6.相交情况下—点差法的应用例1 已知中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆与直线01=-+y x 交于A 、B 两点,M 为AB 中点,OM 的斜率为,椭圆的短轴长为2,求椭圆的方程.例2 已知椭圆1222=+y x ,求过点⎪⎭⎫ ⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在的直线方程. 例3 已知椭圆1222=+y x ,(1)求过点⎪⎭⎫ ⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在直线的方程; (2)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;(3)过()12,A 引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程; (4)椭圆上有两点P 、Q ,O 为原点,且有直线OP 、OQ 斜率满足21-=⋅OQ OP k k , 求线段PQ 中点M 的轨迹方程.例4 已知椭圆13422=+y x C :,试确定m 的取值范围,使得对于直线m x y l +=4:,椭圆C 上有不同的两点关于该直线对称.例5 已知)2,4(P 是直线l 被椭圆193622=+y x 所截得的线段的中点,求直线l 的方程. 椭圆经典例题分类汇总1.椭圆第一定义的应用例1 椭圆的一个顶点为()02,A ,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程. 分析:题目没有指出焦点的位置,要考虑两种位置.解:(1)当()02,A 为长轴端点时,2=a ,1=b , 椭圆的标准方程为:11422=+y x ; (2)当()02,A 为短轴端点时,2=b ,4=a , 椭圆的标准方程为:116422=+y x ;说明:椭圆的标准方程有两个,给出一个顶点的坐标和对称轴的位置,是不能确定椭圆的横竖的,因而要考虑两种情况.例2 已知椭圆19822=++y k x 的离心率21=e ,求k 的值. 分析:分两种情况进行讨论.解:当椭圆的焦点在x 轴上时,82+=k a ,92=b ,得12-=k c .由21=e ,得4=k .当椭圆的焦点在y 轴上时,92=a ,82+=k b ,得k c -=12. 由21=e ,得4191=-k ,即45-=k . ∴满足条件的4=k 或45-=k . 说明:本题易出现漏解.排除错误的办法是:因为8+k 与9的大小关系不定,所以椭圆的焦点可能在x 轴上,也可能在y 轴上.故必须进行讨论.例5 已知方程13522-=-+-ky k x 表示椭圆,求k 的取值范围. 解:由⎪⎩⎪⎨⎧-≠-<-<-,35,03,05k k k k 得53<<k ,且4≠k .∴满足条件的k 的取值范围是53<<k ,且4≠k .说明:本题易出现如下错解:由⎩⎨⎧<-<-,03,05k k 得53<<k ,故k 的取值范围是53<<k . 出错的原因是没有注意椭圆的标准方程中0>>b a 这个条件,当b a =时,并不表示椭圆.例6 已知1cos sin 22=-ααy x )0(πα≤≤表示焦点在y 轴上的椭圆,求α的取值范围. 分析:依据已知条件确定α的三角函数的大小关系.再根据三角函数的单调性,求出α的取值范围.解:方程可化为1cos 1sin 122=+ααy x .因为焦点在y 轴上,所以0sin 1cos 1>>-αα. 因此0sin >α且1tan -<α从而)43,2(ππα∈. 说明:(1)由椭圆的标准方程知0sin 1>α,0cos 1>-α,这是容易忽视的地方. (2)由焦点在y 轴上,知αcos 12-=a ,αsin 12=b . (3)求α的取值范围时,应注意题目中的条件πα<≤0 例5 已知动圆P 过定点()03,-A ,且在定圆()64322=+-y x B :的内部与其相内切,求动圆圆心P 的轨迹方程.分析:关键是根据题意,列出点P 满足的关系式.解:如图所示,设动圆P 和定圆B 内切于点M .动点P 到两定点,即定点()03,-A 和定圆圆心()03,B 距离之和恰好等于定圆半径, 即8==+=+BM PB PM PB PA .∴点P 的轨迹是以A ,B 为两焦点,半长轴为4,半短轴长为73422=-=b 的椭圆的方程:171622=+y x . 说明:本题是先根据椭圆的定义,判定轨迹是椭圆,然后根据椭圆的标准方程,求轨迹的方程.这是求轨迹方程的一种重要思想方法.2.焦半径及焦三角的应用例1 已知椭圆13422=+y x ,1F 、2F 为两焦点,问能否在椭圆上找一点M ,使M 到左准线l 的距离MN 是1MF 与2MF 的等比中项若存在,则求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.解:假设M 存在,设()11y x M ,,由已知条件得 2=a ,3=b ,∴1=c ,21=e .∵左准线l 的方程是4-=x , ∴14x MN +=. 又由焦半径公式知: 111212x ex a MF -=-=,112212x ex a MF +=+=. ∵212MF MF MN ⋅=,∴()⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+11212122124x x x . 整理得048325121=++x x .解之得41-=x 或5121-=x . ① 另一方面221≤≤-x . ②则①与②矛盾,所以满足条件的点M 不存在.例2 已知椭圆方程()012222>>=+b a by a x ,长轴端点为1A ,2A ,焦点为1F ,2F ,P 是椭圆上一点,θ=∠21PA A ,α=∠21PF F .求:21PF F ∆的面积(用a 、b 、α表示).分析:求面积要结合余弦定理及定义求角α的两邻边,从而利用C ab S sin 21=∆求面积. 解:如图,设()y x P ,,由椭圆的对称性,不妨设()y x P ,,由椭圆的对称性,不妨设P 在第一象限.由余弦定理知: 221F F 2221PF PF +=12PF -·224cos c PF =α.① 由椭圆定义知: a PF PF 221=+ ②,则-①②2得 αcos 12221+=⋅b PF PF . 故αsin 212121PF PF S PF F ⋅=∆ ααsin cos 12212+=b 2tan 2αb =. 3.第二定义应用例1 椭圆1121622=+y x 的右焦点为F ,过点()31,A ,点M 在椭圆上,当MF AM 2+为最小值时,求点M 的坐标. 分析:本题的关键是求出离心率21=e ,把MF 2转化为M 到右准线的距离,从而得最小值.一般地,求MF eAM 1+均可用此法. 解:由已知:4=a ,2=c .所以21=e ,右准线8=x l :.过A 作l AQ ⊥,垂足为Q ,交椭圆于M ,故MF MQ 2=.显然MF AM 2+的最小值为AQ ,即M 为所求点,因此3=M y ,且M 在椭圆上.故32=M x .所以()332,M .说明:本题关键在于未知式MF AM 2+中的“2”的处理.事实上,如图,21=e ,即MF 是M 到右准线的距离的一半,即图中的MQ ,问题转化为求椭圆上一点M ,使M 到A 的距离与到右准线距离之和取最小值.例2 已知椭圆142222=+by b x 上一点P 到右焦点2F 的距离为b )1(>b ,求P 到左准线的距离.分析:利用椭圆的两个定义,或利用第二定义和椭圆两准线的距离求解.解法一:由142222=+by b x ,得b a 2=,b c 3=,23=e . 由椭圆定义,b a PF PF 4221==+,得b b b PF b PF 34421=-=-=.由椭圆第二定义,e d PF =11,1d 为P 到左准线的距离, ∴b e PF d 3211==,即P 到左准线的距离为b 32.解法二:∵e d PF =22,2d 为P 到右准线的距离,23==a c e , ∴b e PF d 33222==.又椭圆两准线的距离为b c a 33822=⋅. ∴P 到左准线的距离为b b b 32332338=-. 说明:运用椭圆的第二定义时,要注意焦点和准线的同侧性.否则就会产生误解. 椭圆有两个定义,是从不同的角度反映椭圆的特征,解题时要灵活选择,运用自如.一般地,如遇到动点到两个定点的问题,用椭圆第一定义;如果遇到动点到定直线的距离问题,则用椭圆的第二定义.例3 已知椭圆15922=+y x 内有一点)1,1(A ,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,点P 是椭圆上一点.(1) 求1PF PA +的最大值、最小值及对应的点P 坐标;(2) 求223PF PA +的最小值及对应的点P 的坐标. 分析:本题考查椭圆中的最值问题,通常探求变量的最值有两种方法:一是目标函数当,即代数方法.二是数形结合,即几何方法.本题若按先建立目标函数,再求最值,则不易解决;若抓住椭圆的定义,转化目标,运用数形结合,就能简捷求解.解:(1)如上图,62=a ,)0,2(2F ,22=AF ,设P 是椭圆上任一点,由6221==+a PF PF ,22AF PF PA -≥,∴26222211-=-=-+≥+AF a AF PF PF PF PA ,等号仅当22AF PF PA -=时成立,此时P 、A 、2F 共线.由22AF PF PA +≤,∴26222211+=+=++≤+AF a AF PF PF PF PA ,等号仅当22AF PF PA +=时成立,此时P 、A 、2F 共线.建立A 、2F 的直线方程02=-+y x ,解方程组⎩⎨⎧=+=-+4595,0222y x y x 得两交点 )2141575,2141579(1+-P 、)2141575,2141579(2-+P . 综上所述,P 点与1P 重合时,1PF PA +取最小值26-,P 点与2P 重合时,2PF PA +取最大值26+.(2)如下图,设P 是椭圆上任一点,作PQ 垂直椭圆右准线,Q 为垂足,由3=a ,2=c ,∴32=e .由椭圆第二定义知322==e PQ PF ,∴223PF PQ =,∴PQ PA PF PA +=+223,要使其和最小需有A 、P 、Q 共线,即求A 到右准线距离.右准线方程为29=x . ∴A 到右准线距离为27.此时P 点纵坐标与A 点纵坐标相同为1,代入椭圆得满足条件的点P 坐标)1,556(. 说明:求21PF ePA +的最小值,就是用第二定义转化后,过A 向相应准线作垂线段.巧用焦点半径2PF 与点准距PQ 互化是解决有关问题的重要手段.4.参数方程应用例1 求椭圆1322=+y x 上的点到直线06=+-y x 的距离的最小值. 分析:先写出椭圆的参数方程,由点到直线的距离建立三角函数关系式,求出距离的最小值.解:椭圆的参数方程为⎩⎨⎧==.sin cos 3θθy x ,设椭圆上的点的坐标为()θθsin cos 3,,则点到直线的距离为263sin 226sin cos 3+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+-=θπθθd . 当13sin -=⎪⎭⎫⎝⎛-θπ时,22=最小值d .说明:当直接设点的坐标不易解决问题时,可建立曲线的参数方程.例2 (1)写出椭圆14922=+y x 的参数方程;(2)求椭圆内接矩形的最大面积. 分析:本题考查椭圆的参数方程及其应用.为简化运算和减少未知数的个数,常用椭圆的参数方程表示曲线上一点坐标,所求问题便化归为三角问题.解:(1) ⎩⎨⎧==θθsin 2cos 3y x )(R ∈θ.(2)设椭圆内接矩形面积为S ,由对称性知,矩形的邻边分别平行于x 轴和y 轴,设)sin 2,cos 3(θθ为矩形在第一象限的顶点,)20(π<θ<,则122sin 12sin 2cos 34≤=⨯⨯=θθθS 故椭圆内接矩形的最大面积为12.说明:通过椭圆参数方程,转化为三角函数的最值问题,一般地,与圆锥曲线有关的最值问题,用参数方程形式较简便.例3 椭圆12222=+by a x )0(>>b a 与x 轴正向交于点A ,若这个椭圆上总存在点P ,使AP OP ⊥(O 为坐标原点),求其离心率e 的取值范围.分析:∵O 、A 为定点,P 为动点,可以P 点坐标作为参数,把AP OP ⊥,转化为P 点坐标的一个等量关系,再利用坐标的范围建立关于a 、b 、c 的一个不等式,转化为关于e 的不等式.为减少参数,易考虑运用椭圆参数方程.解:设椭圆的参数方程是⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x )0(>>b a ,则椭圆上的点)sin ,cos (θθb a P ,)0,(a A , ∵AP OP ⊥,∴1cos sin cos sin -=-⋅aa b a b θθθθ,即0cos cos )(22222=+--b a b a θθ,解得1cos =θ或222cos b a b -=θ,∵1cos 1<<-θ ∴1cos =θ(舍去),11222<-<-b a b ,又222c a b -= ∴2022<<ca ,∴22>e ,又10<<e ,∴122<<e . 说明:若已知椭圆离心率范围)1,22(,求证在椭圆上总存在点P 使AP OP ⊥.如何证明5.相交情况下--弦长公式的应用例1 已知椭圆1422=+y x 及直线m x y +=. (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5102,求直线的方程. 解:(1)把直线方程m x y +=代入椭圆方程1422=+y x 得 ()1422=++m x x , 即012522=-++m mx x .()()020*********≥+-=-⨯⨯-=∆m m m ,解得2525≤≤-m . (2)设直线与椭圆的两个交点的横坐标为1x ,2x ,由(1)得5221mx x -=+,51221-=m x x .根据弦长公式得 :51025145211222=-⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅+m m .解得0=m .方程为x y =.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.例2 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1F 作倾斜解为3π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]4))[(1(1212212212x x x x k x x k AB -++=-+=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.2121x x k AB -+=]4))[(1(212212x x x x k -++=.因为6=a ,3=b ,所以33=c .因为焦点在x 轴上,所以椭圆方程为193622=+y x ,左焦点)0,33(-F ,从而直线方程为93+=x y . 由直线方程与椭圆方程联立得:0836372132=⨯++x x .设1x ,2x 为方程两根,所以1337221-=+x x ,1383621⨯=x x ,3=k , 从而1348]4))[(1(1212212212=-++=-+=x x x x k x x k AB . (法2)利用椭圆的定义及余弦定理求解.由题意可知椭圆方程为193622=+y x ,设m AF =1,n BF =1,则m AF -=122,n BF -=122.在21F AF ∆中,3cos22112212122πF F AF F F AF AF -+=,即21362336)12(22⋅⋅⋅-⋅+=-m m m ;所以346-=m .同理在21F BF ∆中,用余弦定理得346+=n ,所以1348=+=n m AB .(法3)利用焦半径求解.先根据直线与椭圆联立的方程0836372132=⨯++x x 求出方程的两根1x ,2x ,它们分别是A ,B 的横坐标.再根据焦半径11ex a AF +=,21ex a BF +=,从而求出11BF AF AB += 6.相交情况下—点差法的应用例1 已知中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆与直线01=-+y x 交于A 、B 两点,M 为AB 中点,OM 的斜率为,椭圆的短轴长为2,求椭圆的方程.解:由题意,设椭圆方程为1222=+y ax ,由⎪⎩⎪⎨⎧=+=-+101222y ax y x ,得()021222=-+x a x a , ∴222112a a x x x M +=+=,2111a x y M M +=-=, 4112===ax y k M M OM ,∴42=a , ∴1422=+y x 为所求. 说明:(1)此题求椭圆方程采用的是待定系数法;(2)直线与曲线的综合问题,经常要借用根与系数的关系,来解决弦长、弦中点、弦斜率问题.例2 已知椭圆1222=+y x ,求过点⎪⎭⎫⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在的直线方程.分析一:已知一点求直线,关键是求斜率,故设斜率为k ,利用条件求k . 解法一:设所求直线的斜率为k ,则直线方程为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-2121x k y .代入椭圆方程,并整理得()()0232122212222=+-+--+k k x k kx k .由韦达定理得22212122k kk x x +-=+.∵P 是弦中点,∴121=+x x .故得21-=k .所以所求直线方程为0342=-+y x .分析二:设弦两端坐标为()11y x ,、()22y x ,,列关于1x 、2x 、1y 、2y 的方程组,从而求斜率:2121x x y y --. 解法二:设过⎪⎭⎫⎝⎛2121,P 的直线与椭圆交于()11y x A ,、()22y x B ,,则由题意得①-②得0222212221=-+-y y x x . ⑤ 将③、④代入⑤得212121-=--x x y y ,即直线的斜率为21-. 所求直线方程为0342=-+y x . 说明:(1)有关弦中点的问题,主要有三种类型:过定点且被定点平分的弦;平行弦的中点轨迹;过定点的弦中点轨迹.(2)解法二是“点差法”,解决有关弦中点问题的题较方便,要点是巧代斜率. (3)有关弦及弦中点问题常用的方法是:“韦达定理应用”及“点差法”.有关二次曲线问题也适用.例3 已知椭圆1222=+y x ,(1)求过点⎪⎭⎫⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在直线的方程;(2)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;(3)过()12,A 引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程; (4)椭圆上有两点P 、Q ,O 为原点,且有直线OP 、OQ 斜率满足21-=⋅OQ OP k k ,求线段PQ 中点M 的轨迹方程.分析:此题中四问都跟弦中点有关,因此可考虑设弦端坐标的方法. 解:设弦两端点分别为()11y x M ,,()22y x N ,,线段MN 的中点()y x R ,,则①-②得()()()()022*******=-++-+y y y y x x x x .由题意知21x x ≠,则上式两端同除以21x x -,有()()0221212121=-+++x x y y y y x x ,将③④代入得022121=--+x x y y y x .⑤ (1)将21=x ,21=y 代入⑤,得212121-=--x x y y ,故所求直线方程为:0342=-+y x . ⑥将⑥代入椭圆方程2222=+y x 得041662=--y y ,0416436>⨯⨯-=∆符合题意,0342=-+y x 为所求.(2)将22121=--x x y y 代入⑤得所求轨迹方程为: 04=+y x .(椭圆内部分) (3)将212121--=--x y x x y y 代入⑤得所求轨迹方程为: 022222=--+y x y x .(椭圆内部分)(4)由①+②得 : ()2222212221=+++y y x x , ⑦, 将③④平方并整理得 212222124x x x x x -=+, ⑧, 212222124y y y y y -=+, ⑨将⑧⑨代入⑦得:()224424212212=-+-y y y x x x , ⑩ 再将212121x x y y -=代入⑩式得: 221242212212=⎪⎭⎫⎝⎛--+-x x y x x x , 即12122=+y x .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.例4 已知椭圆13422=+y x C :,试确定m 的取值范围,使得对于直线m x y l +=4:,椭圆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l AB ⊥;(2)弦AB 的中点M 在l 上.利用上述条件建立m 的不等式即可求得m 的取值范围.解:(法1)设椭圆上),(11y x A ,),(22y x B 两点关于直线l 对称,直线AB 与l 交于),(00y x M 点.∵l 的斜率4=l k ,∴设直线AB 的方程为n x y +-=41.由方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++-=,134,4122yx n x y 消去y 得0481681322=-+-n nx x ①。
椭圆典型题型归纳22222222222
椭圆典型题型归纳题型一. 定义及其应用例1.已知一个动圆与圆22:(4)100C x y ++=相内切,且过点(4,0)A ,求这个动圆圆心M 的轨迹方程;例2. 方程2x =+所表示的曲线是练习:1.6=对应的图形是( )A.直线B. 线段C. 椭圆D. 圆2.10=对应的图形是( )A.直线B. 线段C. 椭圆D. 圆3.10=成立的充要条件是( )A. 2212516x y +=B.221259x y +=C. 2211625x y +=D. 221925x y +=5.过椭圆22941x y +=的一个焦点1F 的直线与椭圆相交于,A B 两点,则,A B 两点与椭圆的另一个焦点2F 构成的2ABF ∆的周长等于 ;6.设圆22(1)25x y ++=的圆心为C ,(1,0)A 是圆内一定点,Q 为圆周上任意一点,线段AQ 的垂直平分线与CQ 的连线交于点M ,则点M 的轨迹方程为 ;1.注意定义中“陷阱”问题1:已知12(5,0),(5,0)F F -,一曲线上的动点P 到21,F F 距离之差为6,则双曲线的方程为点拨:一要注意是否满足122||a F F <,二要注意是一支还是两支12||||610PF PF -=< ,P 的轨迹是双曲线的右支.其方程为)0(116922>=-x y x 2.注意焦点的位置问题2:双曲线的渐近线为x y 23±=,则离心率为 点拨:当焦点在x 轴上时,23=a b ,213=e ;当焦点在y 轴上时,23=b a ,313=e为12,求此椭圆的方程;[例4]若双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的焦点到渐近线的距离等于实轴长,则双曲线的离心率为 ( )A.2B.3C.5D.2【解题思路】通过渐近线、离心率等几何元素,沟通c b a ,,的关系[解析] 焦点到渐近线的距离等于实轴长,故a b 2=,5122222=+==ab ac e ,所以5=e10.焦点为(0,6),且与双曲线1222=-y x 有相同的渐近线的双曲线方程是 ( )A .1241222=-y x B .1241222=-x y C .1122422=-x y D .1122422=-y x[解析]从焦点位置和具有相同的渐近线的双曲线系两方面考虑,选B3.已知12F F 、为椭圆的两个焦点,A 为它的短轴的一个端点,若该椭圆的长轴长为4,则△12AF F 面积的最大值为 . 4.过点(-6,3)且和双曲线x 2-2y 2=2有相同的渐近线的双曲线方程为 。
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椭圆题型归纳大全椭圆典型题型归纳题型一. 定义及其应用 例1.已知一个动圆与圆22:(4)100C x y ++=相内切,且过点(4,0)A ,求这个动圆圆心M 的轨迹方程;例2. 方程2x =++所表示的曲线是练习: 1.方程6=对应的图形是( )A.直线B. 线段C. 椭圆D. 圆2.10=对应的图形是( )A.直线B. 线段C. 椭圆D. 圆 3.方程10=成立的充要条件是( )A. 2212516x y += B.221259x y += C.2211625x y +=D.221925x y +=4.1m =+表示椭圆,则m的取值范围是5.过椭圆22941xy +=的一个焦点1F 的直线与椭圆相交于,A B 两点,则,A B 两点与椭圆的另一个焦点2F 构成的2ABF ∆的周长等于 ;6.设圆22(1)25x y ++=的圆心为C ,(1,0)A 是圆内一定点,Q 为圆周上任意一点,线段AQ 的垂直平分线与CQ的连线交于点M,则点M 的轨迹方程为 ;题型二. 椭圆的方程 (一)由方程研究曲线 例 1.方程2211625x y +=的曲线是到定点 和的距离之和等于 的点的轨迹; (二)分情况求椭圆的方程例 2.已知椭圆以坐标轴为对称轴,且长轴是短轴的3倍,并且过点(3,0)P ,求椭圆的方程; (三)用待定系数法求方程例 3.已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点1P 、2(P ,求椭圆的方程;例4.求经过点(2,3)-且与椭圆229436x y +=有共同焦点的椭圆方程;注:一般地,与椭圆22221x y a b+=共焦点的椭圆可设其方程为222221()x y k b a k b k+=>-++;(四)定义法求轨迹方程;例 5.在ABC ∆中,,,A B C 所对的三边分别为,,a b c ,且(1,0),(1,0)B C -,求满足b a c >>且,,b a c 成等差数列时顶点A的轨迹;(五)相关点法求轨迹方程; 例6.已知x 轴上一定点(1,0)A ,Q 为椭圆2214x y +=上任一点,求AQ 的中点M 的轨迹方程;(六)直接法求轨迹方程;例7.设动直线l 垂直于x 轴,且与椭圆2224xy +=交于,A B 两点,点P 是直线l 上满足1PA PB =g 的点,求点P的轨迹方程;(七)列方程组求方程 例8.中心在原点,一焦点为F 的椭圆被直线32y x =-截得的弦的中点的横坐标为12,求此椭圆的方程;题型三.焦点三角形问题 例 1.已知椭圆2211625x y +=上一点P 的纵坐标为53,椭圆的上下两个焦点分别为2F 、1F ,求1PF 、2PF 及12cos F PF ∠;题型四.椭圆的几何性质 例1.已知P 是椭圆22221x y a b+=上的点,的纵坐标为53,1F 、2F 分别为椭圆的两个焦点,椭圆的半焦距为c ,则12PF PF g 的最大值与最小值之差为例 2.椭圆22221x y a b +=(0)a b >>的四个顶点为,,,A B C D ,若四边形ABCD 的内切圆恰好过焦点,则椭圆的离心率为 ;例 3.若椭圆22114x y k +=+的离心率为12,则k =;例4.若P 为椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上一点,1F 、2F 为其两个焦点,且01215PF F ∠=,02175PF F ∠=,则椭圆的离心率为题型五.求范围 例1.方程22221(1)x y m m +=-表示准线平行于x 轴的椭圆,求实数m 的取值范围;题型六.椭圆的第二定义的应用 例1. 方程2x y =++所表示的曲线是例2.求经过点(1,2)M ,以y 轴为准线,离心率为12的椭圆的左顶点的轨迹方程; 例3.椭圆221259x y +=上有一点P ,它到左准线的距离等于52,那么P 到右焦点的距离为 例4.已知椭圆13422=+y x ,能否在此椭圆位于y 轴左侧的部分上找到一点M ,使它到左准线的距离为它到两焦点12,F F 距离的等比中项,若能找到,求出该点的坐标,若不能找到,请说明理由。
例5.已知椭圆15922=+y x 内有一点)1,1(A ,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,点P 是椭圆上一点.求223PF PA +的最小值及对应的点P 的坐标.题型七.求离心率 例1. 椭圆22221x y a b+=(0)a b >>的左焦点为1(,0)F c -,(,0)A a -,(0,)B b 是两个顶点,如果1F 到直线AB 的距离为,则椭圆的离心率e = 例2.若P 为椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上一点,1F 、2F 为其两个焦点,且12PF F α∠=,212PF F α∠=,则椭圆的离心率为例3. 1F 、2F 为椭圆的两个焦点,过2F 的直线交椭圆于,P Q 两点,1PF PQ ⊥,且1PFPQ=,则椭圆的离心率为 ;题型八.椭圆参数方程的应用 例1. 椭圆22143x y +=上的点P 到直线270x y -+=的距离最大时,点P 的坐标例2.方程22sin cos 1x y αα-=(0απ<<)表示焦点在y 轴上的椭圆,求α的取值范围;题型九.直线与椭圆的关系 (1)直线与椭圆的位置关系 例 1. 当m为何值时,直线:l y x m =+与椭圆22916144x y +=相切、相交、相离?例2.曲线22222xy a +=(0a >)与连结(1,1)A -,(2,3)B 的线段没有公共点,求a的取值范围。
例 3.为(ky0+=-x不存在,免讨论,我们可以设直线l的方程为3x,这-=my样就包含了斜率不存在时的情形了,从而简化了运算。
解:设1122(,),(,)A x y B x y ,l :3-=my x)(3|)||(|3||||21||||21212121y y y y y OP y OP S AOB -=+=⋅+⋅=∆把3-=my x 代入椭圆方程得:124)332(3222=-++-y my y m ,即336)43(22=--+my y m ,4336221+=+m my y,433221+-=m yy481444314312)43(108||22222221++=+++=-x m m m m y y3)13(133443133443394222222+++⋅=++⋅=++=m m m m m m 23234133133422=≤+++=m m m∴3223=⨯≤S ,此时1331322+=+m m 36±=m令直线的倾角为α,则tan 2α==±即OAB ∆面积的最大值为3,此时直线倾斜角的正切值为26±。
例 4.求直线cos sin 2x y θθ+=和椭圆2236x y +=有公共点时,θ的取值范围(0)θπ≤≤。
(二)弦长问题 例1.已知椭圆22212xy +=,A 是x 轴正方向上的一定点,若过点A ,斜率为1的直线被椭圆截得的弦长为3134,求点A 的坐标。
分析:若直线y kx b =+与圆锥曲线(,)0f x y =相交于两点11(,)P x y 、22(,)Q x y ,则弦PQ的长度的计算公式为||11||1||212212y y k x x k PQ -+=-+=,而21221214)(||x x x x x x-+=-,因此只要把直线y kx b =+的方程代入圆锥曲线(,)0f x y =方程,消去y (或x ),结合一元二次方程根与系数的关系即可求出弦长。
解:设0(,0)A x (0x>),则直线l 的方程为0y x x =-,设直线l 与椭圆相交于11(,)P x y 、22(,)Q x y ,由022212y x x x y =-⎧⎨+=⎩,可得2200342120xx x x -+-=, 34021xx x =+,3122221-=⋅x x x ,则2202021221212363234889164)(||x x x x x x x x x -=--=-+=-∴||13144212x x x -⋅+=,即202363223144x -⋅⋅=∴204x=,又00x>,∴02x=,∴(2,0)A ;例2.椭圆221axby +=与直线1x y +=相交于,A B 两点,C是AB 的中点,若22||=AB ,O 为坐标原点,OC 的斜率为22,求,a b 的值。
例3.椭圆1204522=+y x 的焦点分别是1F 和2F ,过中心O 作直线与椭圆交于,A B 两点,若2ABF ∆的面积是20,求直线方程。
(三)弦所在直线方程 例 1.已知椭圆221164x y +=,过点(2,0)P 能否作直线l 与椭圆相交所成弦的中点恰好是P ;例2.已知一直线与椭圆224936xy +=相交于,A B 两点,弦AB 的中点坐标为(1,1)M ,求直线AB 的方程;例3. 椭圆E 中心在原点O ,焦点在x 轴上,其离心率32=e ,过点(1,0)C -的直线l 与椭圆E 相交于,A B两点,且C 分有向线段AB 的比为2. (1)用直线l 的斜率(0)k k ≠表示OAB ∆的面积;(2)当OAB ∆的面积最大时,求椭圆E 的方程.解:(1)设椭圆E 的方程为12222=+b y a x ,由23c e a ==,∴a 2=3b 2故椭圆方程22233xy b +=;设1122(,),(,)A x y B x y ,由于点(1,0)C -分有向线段AB 的比为2.∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+0321322121y y x x ,即⎩⎨⎧-=+-=+21212)1(21yy xx由⎩⎨⎧+==+)1(33222x k y b y x 消去y 整理并化简得(3k 2+1)x 2+6k 2x+3k 2-3b 2=0由直线l 与椭圆E 相交于1122(,),(,)A x y B x y 两点⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+-=+-=+>-+-=13331360)23)(13(4362222122212224k b k x x k k x x b k k k Δ 而122222211333|||2||||(1)||||1|22222OAB S y y y y y k x k x ∆=-=--==+=+⑥由①④得:222131x k +=-+,代入⑥得:23||(0)31OAB k S k k ∆=≠+.(2)因23||313123||||OABk Sk k k ∆==≤=++当且仅当,33±=k OAB S ∆取得最大值.此时121x x+=-,又∵12213x x+=-,∴121,2xx =-=-;将12,x x 及213k=代入⑤得3b 2=5,∴椭圆方程2235x y +=.例 4.已知1122(,),(1,),(,)A x y B y C x y 是椭圆22143x y +=上的三点,F 为椭圆的左焦点,且,,AF BF CF 成等差数列,则AC 的垂直平分线是否过定点?请证明你的结论。