椭圆的简单几何性质典型例题.doc

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1、 1 / 20典型例题一例 1 椭圆的一个顶点为 ,其长轴长是短轴长的 2 倍,求椭圆的标准方程02,A分析:题目没有指出焦点的位置,要考虑两种位置解:(1)当 为长轴端点时, , , a1b椭圆的标准方程为: ;142yx(2)当 为短轴端点时, , ,0,Ab4a椭圆的标准方程为: ;1642yx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典型例题二例 2 一个椭圆的焦点将其准线间的距离三等分,求椭圆的离心率解: ,312ca2ac e说明:求椭圆的离心率问题,通常有两种处理方法,一是求 ,求 ,再求比二是ac列含 和 的齐次方程

2、,再化含 的方程,解方程即可ace典型例题三例 3 已知中心在原点,焦点在 轴上的椭圆与直线 交于 、 两点,x01yxAB为 中点, 的斜率为 0.25,椭圆的短轴长为 2,求椭圆的方程MABO解:由题意,设椭圆方程为 ,2ya2 / 20由 ,得 ,102yax02xa , ,21aM 21ayM, ,42xykO2 为所求142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、弦斜率问题典型例题四例 4 椭圆 上不同三点 , , 与焦点 的1925yx1yxA, 594,B2yxC, 04,F距离成等差数列(1)求证

3、;821x(2)若线段 的垂直平分线与 轴的交点为 ,求直线 的斜率 ACxTBk证明:(1)由椭圆方程知 , , 5a3b4c由圆锥曲线的统一定义知: ,xcF12 154exaAF同理 2C ,且 ,B9F ,5184521x即 821x(2)因为线段 的中点为 ,所以它的垂直平分线方程为AC421y,3 / 2042211xyy又点 在 轴上,设其坐标为 ,代入上式,得Tx0,2104y又点 , 都在椭圆上,1xA, xB, 21259y22x 21115xy将此式代入,并利用 的结论得823640x 590xkBT典型例题五例 5 已知椭圆 , 、 为两焦点,问能否在椭圆上找一点 ,使

4、 到1342yxF2 M左准线 的距离 是 与 的等比中项?若存在,则求出点 的坐标;若不存lMN1在,请说明理由解:假设 存在,设 ,由已知条件1yx,得, , , 2a3bc2e左准线 的方程是 ,l4x 14MN又由焦半径公式知:4 / 20,1112xeaMF2 ,21FN 11214xx整理得 083512x解之得 或 4152另一方面 2x则与矛盾,所以满足条件的点 不存在M说明:(1)利用焦半径公式解常可简化解题过程(2)本例是存在性问题,解决存在性问题,一般用分析法,即假设存在,根据已知条件进行推理和运算进而根据推理得到的结果,再作判断(3)本例也可设 存在,推出矛盾结论(读者

5、自己完成) sin3co2,典型例题六例 6 已知椭圆 ,求过点 且被 平分的弦所在的直线方程12yx21,P分析一:已知一点求直线,关键是求斜率,故设斜率为 ,利用条件求 kk解法一:设所求直线的斜率为 ,则直线方程为 代入椭圆方程,k21xy并整理得0231221xkx由韦达定理得 21k 是弦中点, 故得 P21x21所以所求直线方程为 03y5 / 20分析二:设弦两端坐标为 、 ,列关于 、 、 、 的方程组,1yx, 2, 1x21y2从而求斜率: 21xy解法二:设过 的直线与椭圆交于 、 ,则由题意得,P1yxA, 2yxB,1.212121yxyx, ,得 0212y将、代入

6、得 ,即直线的斜率为 21x21所求直线方程为 034y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典型例题七例 7 求适合条件的椭圆的标准方程(1)长轴长是短轴长的 2 倍,且过点 ;62,(2)在 轴上的一个焦点与短轴两端点的联机互相垂直,且焦距为 6x分析:当方程有两种形式时,应分别求解,如(1)题中由 求出 ,12byax482a,在得方程 后,不能依此写出另一方程

7、 372b137482yx 37486 / 20解:(1)设椭圆的标准方程为 或 12byax12bxa由已知 ba2又过点 ,因此有6,或 12ba12ba由、,得 , 或 , 故所求的方程为4837252a13b或 137482yx152x(2)设方程为 由已知, , ,所以 故所求方程2bya3cb182a为 198yx说明:根据条件求椭圆的标准方程的思路是“选标准,定参数” 关键在于焦点的位置是否确定,若不能确定,应设方程 或 12byax12bxa典型例题八例 8 椭圆 的右焦点为 ,过点 ,点 在椭圆上,当126yxF31,AM为最小值时,求点 的坐标MFA2M分析:本题的关键是求

8、出离心率 ,把 转化为 到右准线的距离,从而得2e最小值一般地,求 均可用此法FA1解:由已知: , 所以 ,右准线4ac1e8xl:过 作 ,垂足为 ,交椭圆于 ,故lQM显然 的最小值为 ,即MF2FA2AQ7 / 20为所求点,因此 ,且 在椭圆上故 所以 M3My 32Mx32,说明:本题关键在于未知式 中的“2”的处理事实上,如图, ,FA 1e即 是 到右准线的距离的一半,即图中的 ,问题转化为求椭圆上一点 ,使FQM到 的距离与到右准线距离之和取最小值A典型例题九例 9 求椭圆 上的点到直线 的距离的最小值132yx06yx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

9、关系式,求出距离的最小值解:椭圆的参数方程为 设椭圆上的点的坐标为 ,则点.sinco3yx, sinco3,到直线的距离为263si26sico3d当 时, 13sin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典型例题十例 10 设椭圆的中心是坐标原点,长轴在 轴上,离心率 ,已知点 到x23e230,P这个椭圆上的点的最远距离是 ,求这个椭圆的方程,并求椭圆上的点 的距离等于7的点的坐标7分析:本题考查椭圆的性质、距离公式、最大值以及分析问题的能力,在求 的最大d值时,要注意讨论 的取值范围此题可以用椭圆的标准方程,也可用椭圆的参数方程,b要善于应用不等式、平面

10、几何、三角等知识解决一些综合性问题,从而加强等价转换、形8 / 20数结合的思想,提高逻辑推理能力解法一:设所求椭圆的直角坐标方程是 ,其中 待定12byax0ba由 可得2221bace,即 4312aba设椭圆上的点 到点 的距离是 ,则yx, Pd49312322 ybad4942yb其中 如果 ,则当 时, (从而 )有最大值21bby2d由题设得 ,由此得 ,与 矛盾372137b因此必有 成立,于是当 时, (从而 )有最大值21b21yd由题设得 ,可得 , 347ba所求椭圆方程是 12yx由 及求得的椭圆方程可得,椭圆上的点 ,点 到点21y 213, 213,的距离是 30

11、,P7解法二:根据题设条件,可取椭圆的参数方程是 ,其中 ,待定,sincobyax0ba, 为参数20由 可得221abace9 / 20,即 214312eabba设椭圆上的点 到点 的距离为 ,则yx, 0,Pd2222 3sinco3bad49isin422b31i322b如果 ,即 ,则当 时, (从而 )有最大值1b1sin2d由题设得 ,由此得 ,与 矛盾,因此必有223737b21b成立12b于是当 时 (从而 )有最大值b21sind由题设知 , , 34712a所求椭圆的参数方程是 sincoyx由 , ,可得椭圆上的是 , 21sin23cos213, ,典型例题十一例

12、11 设 , , ,求 的最大值和最小值xRyxyx6322xy22分析:本题的关键是利用形数结合,观察方程 与椭圆方程的结构一63致设 ,显然它表示一个圆,由此可以画出图形,考虑椭圆及圆的位置mxy2关系求得最值解:由 ,得63210 / 20123492yx可见它表示一个椭圆,其中心在 点,焦点在 轴上,且过(0,0)点和0, x(3,0)点设 ,则mxy2211它表示一个圆,其圆心为(1,0)半径为 1m在同一坐标系中作出椭圆及圆,如图所示观察图形可知,当圆过(0,0)点时,半径最小,即 ,此时 ;当圆过(3,0)点时,半径最大,即 ,1m 41m 15 的最小值为 0,最大值为 15xy22典型例题十二例 12 已知椭圆 , 、 是其长轴的两个端点012bayxC: AB(1)过一个焦点 作垂直于长轴的弦 ,求证:不论 、 如何变化,FPab20APB(2)如果椭圆上存在一个点 ,使 ,求 的离心率 的取值范围Q120ABCe

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