椭圆各类题型分类汇总
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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2
1
=e ,求k 的值. 例3 已知方程
1352
2-=-+-k
y k x 表示椭圆,求k 的取值范围. 例4 已知1c o s s i n
2
2=-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()6432
2
=+-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
13
42
2=+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()0122
22>>=+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).
3.第二定义应用
例1 椭圆
112
162
2=+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1422
2
2=+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15
92
2=+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
22
3
PF 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14
92
2=+y x 的参数方程;(2)求椭圆内接矩形的最大面积. 例3 椭圆122
22=+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142
2
=+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
5
10
2,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
3
π
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0.25,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2
1
-=⋅OQ
OP k k ,
求线段PQ 中点M 的轨迹方程.
例4 已知椭圆13
42
2=+
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
19
362
2=+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:11
42
2=+y x ; (2)当()02,
A 为短轴端点时,2=b ,4=a , 椭圆的标准方程为:
116
42
2=+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2
1
=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2
1
=
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4
5-=k . ∴满足条件的4=k 或4
5
-=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
1352
2-=-+-k
y 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1c o s s i n
2
2=-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=+α
αy x .因为焦点在y 轴上,所以0sin 1
cos 1>>-αα. 因此0sin >α
且1tan -<α从而)4
3
,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 ,α
sin 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()6432
2
=+-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7342
2
=-=b 的椭圆的方程:
17
162
2=+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
13
42
2=+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 ,2
1
=
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 -=-=,11
22
1
2x ex a MF +=+=. ∵
2
12MF MF MN ⋅=,∴()⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝
⎛-=+112
12122124x x x . 整理得04832512
1=++x x .
解之得41-=x 或5
12
1
-
=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()0122
22>>=+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 2
1
=
∆
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:
2
21F F 2
22
1PF PF +=12PF -·2
24cos c PF
=α.① 由椭圆定义知: a PF PF 221=+ ②,则-①②2
得 α
c o s 122
21+=⋅b PF PF . 故αsin 21212
1PF PF S PF F ⋅=∆ ααsin cos 12212+=
b 2
tan 2α
b =. 3.第二定义应用
例1 椭圆
112
162
2=+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2
1
=
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 e
AM 1
+
均可用此法. 解:由已知:4=a ,2=c .所以2
1
=
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,2
1
=
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1422
2
2=+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.
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142
222=+b
y 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 =1
1,1d 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 =2
2,2d 为P 到右准线的距离,2
3==
a c e , ∴
b e
PF d 33222==
.又椭圆两准线的距离为b c a 3
3
822=⋅.
∴P 到左准线的距离为
b b b 323
3
2338=-. 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15
92
2=+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
22
3
PF 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 ,
2
2AF PF PA -≥,∴
2
6222211-=-=-+≥+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⎩⎨⎧=+=-+45
95,
022
2
y x y x 得两交点 )2141575,2141579(1+-P 、)214
15
75,2141579(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 ,∴3
2
=
e .由椭圆第二定义知
3
2
2=
=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2
9
=
x . ∴
A 到右准线距离为
2
7
.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)1,5
5
6(
. 说明:求
21
PF e
PA +
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13
22
=+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
2
63sin 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14
92
2=+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)
⎩⎨
⎧==θ
θ
sin 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,)2
0(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122
22=+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.
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⎩
⎨⎧==θθ
sin 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 -=-⋅a
a b a b θθθθ,
即0cos cos )(2
2
2
2
2
=+--b a b a θθ,解得1cos =θ或2
22
cos b a b -=θ,
∵1cos 1<<-θ ∴1cos =θ(舍去),112
2
2
<-<-b a b ,又222c a b -= ∴2022
<<c
a ,∴22>e ,又10<<e ,∴
122<<e . 说明:若已知椭圆离心率范围)1,2
2
(
,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142
2
=+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
5
10
2,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 ()142
2=++m x x ,
即012522
=-++m mx x
.()()020*********
≥+-=-⨯⨯-=∆m m m ,解得2
525≤≤-
m . (2)设直线与椭圆的两个交点的横坐标为1x ,2x ,由(1)得5
221m
x x -=+,51221-=m x x .
根据弦长公式得 :5102514521122
2
=-⨯-⎪⎭
⎫
⎝⎛-⋅+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
3
π
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
19
362
2=+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
13
37221-
=+x x ,
13
83621⨯=
x x ,
3
=k ,
从
而
13
48]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19
362
2=+y x ,设m AF =1,n BF =1,则m AF -=122,n BF -=122. 在21F AF ∆中,3
cos
22112
212122π
F F AF F F AF AF -+=,即2
1
362336)
12(22
⋅⋅⋅-⋅+=-m m m ;
所以346-=
m .同理在21F BF ∆中,用余弦定理得3
46+=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12
22=+y a
x ,
由⎪⎩⎪⎨⎧=+=-+1012
22y a
x y x ,得()021222=-+x a x a ,
∴222112a a x x x M +=+=,2
11
1a x y M M +=-=, 41
12===
a
x y k M M OM ,∴42=a , ∴14
22
=+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 ()()
02
3
21222122
2
2
=+-+--+k k x k k
x k .
由韦达定理得2
2212122k k
k x x +-=+.
∵P 是弦中点,∴121=+x x .故得2
1-=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:
2
12
1x 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
02
2
2212
221=-+-y y x x . ⑤ 将③、④代入⑤得
212121-=--x x y y ,即直线的斜率为2
1
-.
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2
1
-=⋅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
()()022
12
12121=-+++x x y y y y x x ,
将③④代入得022
12
1=--+x x y y y
x .⑤
(1)将21=
x ,2
1
=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222
2
=+y x 得041662
=-
-y y ,04
1
6436>⨯⨯-=∆符合题意,0342=-+y x 为所求.
(2)将
22
12
1=--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
2
12121--=--x y x x y y 代入⑤得所求轨迹方程为: 02222
2=--+y x y x .(椭圆内部分)
(4)由①+②得 :
()
22
2
2212
221=+++y y x x , ⑦, 将③④平方并整理得 212222124x x x x x -=+, ⑧, 2122
22124y y y y y -=+, ⑨
将⑧⑨代入⑦得:
()
2244
242122
12=-+-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 12
122
=+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13
42
2=+
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,
41
22y
x n x y 消去y 得
0481681322=-+-n nx x ①。
∴13821n x x =
+.于是1342210n x x x =+=,13
124100n
n x y =+-=, 即点M 的坐标为)1312,134(n n .∵点M 在直线m x y +=4上,∴m n n +⨯=1344.解得m n 4
13
-=. ②
将式②代入式①得04816926132
2
=-++m mx x ③
∵A ,B 是椭圆上的两点,∴0)48169(134)26(2
2>-⨯-=∆m m .解得13
13
213132<<-
m . (法2)同解法1得出m n 413-
=,∴m m x -=-=)4
13
(1340, m m m m x y 34
13
)(414134100-=--⨯-=--=,即M 点坐标为)3,(m m --.
∵A ,B 为椭圆上的两点,∴M 点在椭圆的内部,∴13
)3(4)(22<-+-m m .解得1313
213132<<-m . (法3)设),
(11y x A ,),(22y x B 是椭圆上关于l 对称的两点,直线AB 与l 的交点M 的坐标为),(00y x .
∵
A ,B
在椭圆上,∴
13
42
121=+y
x ,13
42
222=+y
x .两式相减得0))((4))((321212121=-++-+y y y y x x x x ,
即0)(24)(23210210=-⋅+-⋅y y y x x x .∴
)(43210
0212
1x x y x x x y y ≠-=--.
又∵直线l AB ⊥,∴1-=⋅l AB k k ,∴14430
-=⋅-
y x ,即003x y = ①。
又M 点在直线l 上,∴m x y +=004 ②。
由①,②得M 点的坐标为)3,(m m --.以下同解法2. 说明:涉及椭圆上两点A ,B 关于直线l 恒对称,求有关参数的取值范围问题,可以采用列参数满足的不等
式: (1)利用直线
AB 与椭圆恒有两个交点,通过直线方程与椭圆方程组成的方程组,消元后得到的一元二次方程的
判别式0>∆,建立参数方程.
(2)利用弦AB 的中点),(00y x M 在椭圆内部,满足12
02
0<+b
y
a x ,将0x ,0y 利用参数表示,建立参数不等
式.
例5 已知)2,4(P 是直线l 被椭圆
19
362
2=+y x 所截得的线段的中点,求直线l 的方程. 分析:本题考查直线与椭圆的位置关系问题.通常将直线方程与椭圆方程联立消去
y (或x ),得到关于x (或y )
的一元二次方程,再由根与系数的关系,直接求出21x x +,21x x (或21y y +,21y y )的值代入计算即得.
并不需要求出直线与椭圆的交点坐标,这种“设而不求”的方法,在解析几何中是经常采用的.
解:方法一:设所求直线方程为)4(2-=-x k y .代入椭圆方程,整理得
036)24(4)24(8)14(222=--+--+k x k k x k ①
设直线与椭圆的交点为),(11y x A ,),(22y x B ,则1x 、2x 是①的两根,∴1
4)
24(82
21+-=
+k k k x x ∵)2,4(P 为AB 中点,∴14)24(424221+-=+=
k k k x x ,2
1
-=k .∴所求直线方程为082=-+y x . 方法二:设直线与椭圆交点),(11y x A ,),(22y x B .∵)2,4(P 为AB 中点,∴821=+x x ,421=+y y . 又∵
A ,
B 在椭圆上,∴3642
12
1=+y x ,3642
22
2=+y x 两式相减得0)(4)(2
2212221=-+-y y x x ,
即
0))((4))((21212121=-++-+y y y y x x x x .∴
2
1
)(4)(21212121-=++-=--y y x x x x y y .∴直线方程为
082=-+y x .
方法三:设所求直线与椭圆的一个交点为),(y x A ,另一个交点)4,8(y x B --.
∵A 、B 在椭圆上,∴3642
2
=+y x ①。
36)4(4)8(2
2
=-+-y x ② 从而
A ,
B 在方程①-②的图形082=-+y x 上,而过A 、B 的直线只有一条,∴直线方程为
082=-+y x .
说明:直线与圆锥曲线的位置关系是重点考查的解析几何问题,“设而不求”的方法是处理此类问题的有效方法.
若已知焦点是)0,33(、)0,33(-的椭圆截直线082=-+y x 所得弦中点的横坐标是4,则如何求椭圆方程?。