椭圆的解题方法和技巧
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椭圆的解题方法和技巧
省市褚兰中学海平
一、椭圆的定义的应用
椭圆的定义是用椭圆上的点到焦点的距离来描述的,因此在解题中凡涉及曲线上的点到焦点的距离时,应先想到用定义求解,常会有事半功倍之效。
例1 的三边、、成等差数列且满足,、两点的坐标分别是、。
求顶点的轨迹。
分析:数列与解析几何相联系,往往构成综合性较大的题目,历来是高考考查的热点之一。
解析:∵、、成等差数列,∴,即,又,∴。
根据椭圆的定义,易得点的轨迹方程为。
又∵,∴,即,
∴,∴。
故点的轨迹是椭圆的一半,方程为()。
又当
时,点、、在同一条直线上,不能构成三角形,∴。
∴点的轨迹方程为。
评注:该例是先由条件找到动点所满足的几何关系,寻找出满足椭圆定义的条件,然后确定椭圆的方程。
解题时,易忽略这一条件,
因此易漏掉这一限制;由于、、三点构成三角形,故应剔
除使
、
、
共线的点。
例2 、椭圆上一点到两焦点、的距离之差为2,
试判断
的形状。
分析:由椭圆定义知,的和为定值,且二者之差为题设
条件,故可求出的两边。
解析:由,解得。
又,故满足。
∴
为直角三角形。
评注:由椭圆上一点与两个焦点构成的三角形,称作焦点三角形。
利用焦点三角形能有意识地考查定义、三角形正(余)弦定理、角和定理及面积公式能否灵活运用。
二、利用待定系数法确定椭圆的标准方程。
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
1(6,1)P ,2(3,2)P ,求椭圆的方程.
【解析】设椭圆方程为22mx ny 1+=(m >0,n >0且m≠n). ∵椭圆经过1P ,2P 点,∴1P ,2P 点坐标适合椭圆方程, 则①6m+n=1,② 3m+2n=1,①②两式联立,解得m= 1
9, n= 13
.
∴所求椭圆方程为22
x y 193
+=
评注:运用待定系数法求椭圆标准方程,即设法建立关于a ,b 的方程组,先定型、再定量,若位置不确定时,考虑是否两解,有时为了
解题需要,椭圆方程可设为mx2+ny2=1(m >0,n >0,m≠n),由题目所给条件求出m ,n 即可. 三、 利用向量解决椭圆问题
几何中突出向量的工具作用成为高考命题的新亮点,向量本身具有“数”与“形”的双重身份,常把向量的代数式转化为坐标表示或利用其几何关系求解.
()()()22
410,14111
()()222
12||y x M l A B O P OP OA OB N l M P NP +==+例、最值问题
设椭圆方程为,过点的直线交椭圆于、两点,是坐标原点,
点满足,点的坐标为,.当绕点旋转时,
求:动点的轨迹方程;
的最大值与最小值.
()()11222222122
122121222
0,1 1.()()1(4)2301424.
8414
()()()212244l M k l y kx A x y B x y y kx k x kx y x k x x k y y k x x y y k OP OA OB k k =+=+⎧⎪
++-=⎨+=⎪⎩⎧
+=-⎪⎪+⎨⎪+=
⎪+⎩
++-=+==++直线过点,
当斜率存在时,设其斜率为,则的方程为记,,,,
由,得,
所以解,:,析则.
()(
)222222222()40.
0,0111
.
1644
1117
||()()3(40.
1||6611||.
4).
226124
2
P x P x y k x y y AB P x x NP x y y y x NP x x NP +-=≤-≤≤=-+-=-+-=++=-=点的轨迹方程为当时,取得设点的坐标为,,则,消去得当斜率不存在时,的中点为原点,也满足上述方程.所以由点的轨迹方程知,即所以故当时,取得最小值为
评注:由向量作为载体的解析几何问题一要利用向量的几何意义,二要熟悉向量的坐标运算.而与椭圆有关的求最值问题则常与求函数的值域相联系. 例5、参数围问题
()()()(01)0,1||()12||G ABC A B x M MA MC GM AB R C k l C P Q AP AQ k λλ∆-==∈=已知点是的重心,,,,在轴上有一点,满足,.求点的轨迹方程;
若斜率为的直线与点的轨迹交于不同的两点
、,且满足,试求的取值
()22
2()()33
()(0)
3
||1(0)3
13
1(0)
x y
C x y G ABC G GM AB R GM AB x
M x M MA MC y x x C y x λλ∆=∈==+=≠+=≠设,,为的重心,则,.
因为,所以,
而点在轴上,则,.,得
整理得.
所点的轨迹方析:程为以解
()()()2
22222222211220||.
013
(13)63(1)0*(6)4(13)3(1)0130**()()2k l C P Q AP AQ k l y kx m x y k x kmx m l km k m k m P x y Q x y ==≠=++=+++-=∆=-+⋅->+->①当时,与椭圆有两个不同的交点、,
由椭圆的对称性知②当时,可设的方程为,代入,整理得,
,因为直线与椭圆交于不同的两点,所以,即,设,,,,
11222121222
1200000222
2()()63(1)
1313()2
31313||11313-13AN P x y Q x y km m x x x x k k
x x
PQ N x y x km m y kx m k k AP AQ AN PQ m
k k k k km k -+=-=+++==
-=+=++=⊥++⋅=⋅=-+设,,,,
则,,则中点,的坐标为,,又,所以,
所以,
()()()()2
213**12
1,00,1,11k m k k k -+=<∈-得,代入得,
所以.的取值范围得,是综合①②.
. 评注:解决参数的取值围问题常用的方法有两种:①不等式(组)求解法:根据题意结合图形列出所讨论的参数适合的不等式(组),通过解不等式(组)得出参数的取值围;②函数值域求解法:把所讨论的参数表示为有关某个变量的函数,通过讨论函数的值域求参数的变化围.。