10.(2005上海) 如图,点A、B分别是椭圆
长轴的左、右端点,点F是椭圆的右焦点,点P在椭圆上,且位于
轴上方,
.
(1)求点P的坐标;
(2)设M是椭圆长轴AB上的一点,M到直线AP的距离等于
,求椭圆上的点到点M的距离
的最小值.
解:(1)由已知可得点A(-6,0),F(4,0)
设点P的坐标是
,由已知得
![]()
则2x2+9x-18=0,![]()
, ∴P点的坐标是![]()
(2)直线AP的方程是![]()
设点M的坐标是(m,0),则M到直线AP的距离是
,
于是![]()
椭圆上的点
到点M的距离d有
![]()
由于![]()
[探索题](2006湖北)设A、B分别为椭圆
(
)的左、右顶点,椭圆长半轴的长等于焦距,且
为它的右准线。
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设P为右准线上不同于点(4,0)的任意一点,若直线AP、BP分别与椭圆相交于异于A、B的点M、N,证明点B在以MN为直径的圆内。
解(Ⅰ)依题意得
解得
从而![]()
故椭圆方程为![]()
(Ⅱ)解法1:由(Ⅰ)得
设![]()
M点在椭圆上,
①
又M点异于顶点A、B,![]()
由P、A、M三点共线可得
从而![]()
∴
②
将①式代入②式化简得![]()
于是
为锐角,从而
为钝角,
故点B在以MN为直径的圆内。
解法二:由(Ⅰ)得
.设
,
则直线AP的方程为
,直线BP的方程为
.
点M、N分别在直线AP、BP上,
.从而
③
联立
消去
得
=0
是方程的两根,
,即
④
又
⑤
于是由③、④式代入⑤式化简可得![]()
N点在椭圆上,且异于顶点A、B,
又
,
从而![]()
故
为钝角,即点B在以MN为直径的圆内。
解法3:由(Ⅰ)得
,设![]()
则
.又MN的中点Q的坐标为
,
![]()
化简得
⑥
直线AP的方程为
,直线BP的方程为![]()
点P在准线
上,
,即
⑦
又M点在椭圆上,
,即
⑧
于是将⑦、⑧式代入⑥式化简可得![]()
从而B在以MN为直径的圆内。
9. 如下图,已知△OFQ的面积为S,且
·
=1.
![]()
(1)若
<S<2,求向量
与
的夹角θ的取值范围;
(2)设|
|=c(c≥2),S=
c,若以O为中心,F为一个焦点的椭圆经过点Q,当|
|取最小值时,求椭圆的方程.
解:(1)由已知,得
![]()
|
||
|sin(π-θ)=S,
|
||
|cosθ=1.
∴tanθ=2S.
∵
<S<2,∴1<tanθ<4.
则
<θ<arctan4.
(2)以O为原点,
所在直线为x轴建立平面直角坐标系.
设椭圆方程为
+
=1(a>b>0),Q(x,y).
=(c,0),则
=(x-c,y).
∵
|
|·y=
c,∴y=
.
又∵
·
=c(x-c)=1,∴x=c+
.
则|
|=
=
(c≥2).
可以证明:当c≥2时,函数t=c+
为增函数,
∴当c=2时,
|
|min=
=
,
此时Q(
,
).将Q的坐标代入椭圆方程,
|
|
a2-b2=4. b2=6.
∴椭圆方程为
+
=1.
8. 如下图,设E:
+
=1(a>b>0)的焦点为F1与F2,且P∈E,∠F1PF2=2θ.
求证:△PF1F2的面积S=b2tanθ.
剖析:有些圆锥曲线问题用定义去解决比较方便.如本题,设|PF1|=r1,|PF2|=r2,则S=
r1r2sin2θ.若能消去r1r2,问题即获解决.
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证明:设|PF1|=r1,|PF2|=r2,
则S=
r1r2sin2θ,又|F1F2|=2c,
由余弦定理有
(2c)2=r12+r22-2r1r2cos2θ=(r1+r2)2-2r1r2-2r1r2cos2θ=(2a)2-2r1r2(1+cos2θ),
于是2r1r2(1+cos2θ)=4a2-4c2=4b2.
所以r1r2=
.
这样即有S=
·
sin2θ=b2
=b2tanθ.
评述:解与△PF1F2(P为椭圆上的点)有关的问题,常用正弦定理或余弦定理,并结合|PF1|+|PF2|=2a来解决.
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