3.要正确理解和灵活运用参数a,b,c,,e的几何意义与相互关系;
2.求椭圆方程,常用待定系数法,定义法,首先确定曲线类型和方程的形式,再由题设条件确定参数值,应“特别”掌握;
(1)当焦点位置不确定时,方程可能有两种形式,应防止遗漏;
(2)两种标准方程中,总有a>b>0,c2=a2-b2并且椭圆的焦点总在长轴上;
1.椭圆定义是解决问题的出发点,一般地,涉及a、b、c的问题先考虑第一定义,涉及e、d及焦半径的问题行急需处理 虑第二定义;
[例1]若椭圆ax2+by2=1与直线x+y=1交于A、B两点,M为AB的中点,直线OM(O为原点)的斜率为,且OA⊥OB,求椭圆的方程.
分析:欲求椭圆方程,需求a、b,为此需要得到关于a、b的两个方程,由OM的斜率为.OA⊥OB,易得a、b的两个方程.
解法1:设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).
∴所求方程为2(-1)x2+2(-1)y2=1.
法2:(点差法)由ax1+by1=1, ax2+by2=1相减得
,即…下同法1.
提炼方法:1.设而不求,即设出A(x1,y1),B(x2,y2),借助韦达定理推出b=a..再由OA⊥OB得x1x2+y1y2=0,转换出a,b的又一关系式,
2.点差法得b=a.…
[例2](2005湖南) 已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左.右焦点为F1、F2,离心率为e. 直线,l:y=ex+a与x轴.y轴分别交于点A、B,M是直线l与椭圆C的一个公共点,P是点F1关于直线l的对称点,设=λ.
(Ⅰ)证明:λ=1-e2;
(Ⅱ)若,△MF1F2的周长为6;写出椭圆C的方程;(理科无此问)
(Ⅲ)确定λ的值,使得△PF1F2是等腰三角形.
(Ⅰ)证法一:因为A、B分别是直线l:与x轴、y轴的交点,所以A、B的坐标分别是.
所以点M的坐标是(). 由
即.
证法二:因为A、B分别是直线l:与x轴、y轴的交点,所以A、B的坐标分别是设M的坐标是
所以 因为点M在椭圆上,所以
即
解得
(Ⅱ)当时,,所以 由△MF1F2的周长为6,得
所以 椭圆方程为
(Ⅲ)解法一:因为PF1⊥l,所以∠PF1F2=90°+∠BAF1为钝角,要使△PF1F2为等腰三角形,必有|PF1|=|F1F2|,即
设点F1到l的距离为d,由
得 所以
即当△PF1F2为等腰三角形.
解法二:因为PF1⊥l,所以∠PF1F2=90°+∠BAF1为钝角,要使△PF1F2为等腰三角形,必有|PF1|=|F1F2|,
设点P的坐标是,
则
由|PF1|=|F1F2|得
两边同时除以4a2,化简得 从而
于是. 即当时,△PF1F2为等腰三角形.
[例3](2005春上海)(1)求右焦点坐标是,且经过点的椭圆的标准方程;
(2)已知椭圆的方程是. 设斜率为的直线,交椭圆于两点,的中点为. 证明:当直线平行移动时,动点在一条过原点的定直线上;
(3)利用(2)所揭示的椭圆几何性质,用作图方法找出下面给定椭圆的中心,简要写出作图步骤,并在图中标出椭圆的中心.
解:(1)设椭圆的标准方程为,,
∴ ,即椭圆的方程为,
∵ 点()在椭圆上,∴ ,
解得 或(舍),
由此得,即椭圆的标准方程为.
(2)设直线的方程为,
与椭圆的交点()、(),
则有,
解得 ,
∵ ,∴ ,即 .
则 ,
∴ 中点的坐标为.
∴ 线段的中点在过原点的直线 上.
(3)如图,作两条平行直线分别交椭圆于、和,并分别取、的中点,连接直线;又作两条平行直线(与前两条直线不平行)分别交椭圆于、和,并分别取、的中点,连接直线,那么直线和的交点即为椭圆中心.
[例4] (2006江西)如图,椭圆的右焦点为,过点的一动直线绕点 转动,并且交椭圆于、两点, 为线段的中点.
(1) 求点的轨迹的方程;
(2) 若在的方程中,令确定的值,使原点距椭圆的右准线最远.此时设与轴交点为,当直线绕点转动到什么位置时,三角形的面积最大?
解:如图
(1)设椭圆上的点、,又设点坐标为,则
|
当不垂直轴时,
由①-②得
当 垂直于轴时,点即为点,满足方程(*).
故所求点的轨迹的方程为: .
(2)因为,椭圆右准线方程是,原点距椭圆的右准线的距离为,
时,上式达到最大值,所以当时,原点距椭圆的右准线最远.
此时.
设椭圆 上的点、,
△的面积
设直线的方程为,代入中,得
由韦达定理得
令,得,当取等号.
因此,当直线绕点转动到垂直轴位置时, 三角形的面积最大.
特别提醒:注意这种直线方程的设法,适用于 “含斜率不存在,而无斜率为零的情况”.
[研讨.欣赏](1)已知点P的坐标是(-1,-3),F是椭圆的右焦点,点Q在椭圆上移动,当取最小值时,求点Q的坐标,并求出其最小值。
(2)设椭圆的中心是坐标原点,长轴在x轴上,离心率为,已知点P到这个椭圆上的点的最远距离是,求这个椭圆的方程,并求椭圆上到点P的距离是的点的坐标。
解(1)由椭圆方程可知a=4,b=,则c=2,,
椭圆的右准线方程为x=8 过点Q作QQ’于点Q’,
过点P作PP’于点P’,则据椭圆的第二定义知,
,
易知当P、Q、Q’在同一条线上时,即当Q’与P’点重合时,才能取得最小值,最小值为8-(-1)=9,此时点Q的纵坐标为-3,代入椭圆方程得。
因此,当Q点运动到(2,-3)处时, 取最小值9.
(2)设所求的椭圆的直角坐标方程是.
由,解得,设椭圆上的点(x,y)到点P的距离为d.
则
其中,如果, 则当y=-b时,d2取得最大值
解得b=与矛盾, 故必有 当时d2取得最大值, 解得b=1,a=2 所求椭圆方程为.
由可得椭圆上到点P的距离等于的点为,.
6.根据椭圆的对称性知,,同理其余两对的和也是,
又,∴ =35
5. +=1或+=1;
4.易知圆F2的半径为c,(2a-c)2+c2=4c2,()2+2()-2=0,=-1.
6.(2006四川15)如图把椭圆的长轴AB分成8份,过每个分点作x轴的垂线交椭圆的上半部分于,,……七个点,F是椭圆的一个焦点,则____________.
简答提示:1-4.CBBA;
5.椭圆对称轴在坐标轴上,短轴的一个端点与两个焦点构成一个正三角形,焦点到椭圆上的点的最短距离是,则这个椭圆方程为__________________.
4.设F1、F2为椭圆的两个焦点,以F2为圆心作圆F2,已知圆F2经过椭圆的中心,且与椭圆相交于M点,若直线MF1恰与圆F2相切,则该椭圆的离心率e为 ( )
A. -1 B.2- C. D.
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