高中理科椭圆的典型例题.doc

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1、 1 / 16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 ,再求比二是列含 和aca的齐次方程

2、,再化含 的方程,解方程即可ce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, 为 中点,x01yxABMAB的斜率为 0.25,椭圆的短轴长为 2,求椭圆的方程OM解:由题意,设椭圆方程为 ,1ya由 ,得 ,102yax02x , ,21aM 21ayM, ,42xykO22 / 16 为所求142yx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 的距离成等差数1925yx1yxA, 594,B2yxC, 04,F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: , xcAF12 1154xeaAF同理 ,且 ,254xCFBC29 ,即 1821 821x(2)因为线段 的中点为 ,所以它的垂直平分线方程为AC421y,2211xyy又点 在 轴上,设其坐标为 ,代入上式,得 Tx0, 2104xyx又点 , 都在椭圆上,1yA, 2yB, 22159x22y 21115xx将此式代入,并利用 的结论得 821253640x4509xkBT典型例题五3 / 16例 5 已知椭圆 , 、 为两焦点,

4、问能否在椭圆上找一点 ,使 到左准线 的距离1342yxF2 Ml是 与 的等比中项?若存在,则求出点 的坐标;若不存在,请说明理由MN1F2解:假设 存在,设 ,由已知条件得1yxM, , , a3bc2e左准线 的方程是 ,l4 14xN又由焦半径公式知:, 1112eaMF1122xeaMF , 12N1114x整理得 083512x解之得 或 4152另一方面 21x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

5、存在,推出矛盾结论(读者自己完成) 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,并整理得k21xy0231221xkxk由韦达定理得 21 是弦中点, 故得 P21x21k4 / 16所以所求直线方程为 0342yx分析二:设弦两端坐标为 、 ,列关于 、 、 、 的方程组,从而求斜率:1, 2yx, 1x21y221xy解法二:设过 的直线与椭圆交于 、 ,则由题意得21,P1yxA, 2yxB,1.22121yx

6、yx, ,得 0212y将、代入得 ,即直线的斜率为 所求直线方程为 21x210342yx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 , ,12byax48

7、2a372b在得方程 后,不能依此写出另一方程 137482yx 137482y解:(1)设椭圆的标准方程为 或 12bax2bxa由已知 ba2又过点 ,因此有6,5 / 16或 1622ba12ba由、,得 , 或 , 故所求的方程为48237252a13b或 137482yx15x(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 为最小值时,126yxF3,A

8、MMFA2求点 的坐标M分析:本题的关键是求出离心率 ,把 转化为 到右准线的距离,从而得最小值一21e般地,求 均可用此法FeA1解:由已知: , 所以 ,右准4ace 线 8xl:过 作 ,垂足为 ,交椭圆于 ,故lQM显MFQ2然 的最小值为 ,即 为所求点,M2A 因此 ,且3y在椭圆上故 所以 32x32,说明:本题关键在于未知式 中的F “2”的处理事实上,如图, ,即 是 到右准线的距离1eFM的一半,即图中的,问题转化为求椭圆上一点 ,使 到 的距离与到右准线距离之和取最小值QA典型例题九例 9 求椭圆 上的点到直线 的距离的最小值132yx 06yx分析:先写出椭圆的参数方程

9、,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 设椭圆上的点的坐标为 ,则点到直线的距离.sinco3yx, sinco3,为6 / 16263sin26sico3d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 到这个椭圆上x23e230,P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 的点的坐标7 P7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 的最大值时,要d注意讨论 的取值范围此题可以用椭圆的标准方

10、程,也可用椭圆的参数方程,要善于应用不等式、b平面几何、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2221abace,即 4312b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 , 347ba7 / 16所求椭圆方程是 142yx由 及求得的椭圆方程可得,椭圆上的点

11、,点 到点 的距离是 21y 213, 213, 230,P7解法二:根据题设条件,可取椭圆的参数方程是 ,其中 ,待定,sincobyaxba, 为参数20由 可得221abace,即 4312b设椭圆上的点 到点 的距离为 ,则yx, 230,Pd222 sinco3bad49isin422b31i322b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 成立223737b21b12b于是当 时 (从而 )有最大值b1sin2d由题设知 , , 347212a所求椭圆的参数方程是 sincoyx由 , ,可得椭圆上的是 , 21sin23

12、cos213, ,典型例题十一例 11 设 , , ,求 的最大值和最小值xRyxyx62xy2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致设6328 / 16,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关系求得最值mxy22解:由 ,得xy6321249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(3,0)点023, x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 , m 415m 的最小值

13、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, FPab120APB(2)如果椭圆上存在一个点 ,使 ,求 的离心率 的取值范围Q120Ce分析:本题从已知条件出发,两问都应从 和 的正切值出发做出估计,因此要从点ABQ的坐标、斜率入手本题的第(2)问中,其关键是根据什么去列出离心率 满足的不等式,只能是椭圆的固有性质: , ,根据 得到 ,将 代入,axby120322ayx 22ybax9 / 16消去 ,用 、 、 表示 ,以便利用 列出不等式这里要求思路清楚

14、,计算准确,一气呵xabcyby成解:(1)设 , , 0,F,aA0,BbcPyaxbc222,于是 , ckAPakBP 是 到 的角224221tncacabAB 故 2ca2tnAPB3taP10APB(2)设 ,则 , yxQ, xykQaxykQB由于对称性,不妨设 ,于是 是 到 的角0A 2221tanayxayxAB , 0Q322整理得 0322ayyx 22ybax0213ayb , , 0y23cbc2, ,23cab4a044a04324e 或 (舍) , 2e2 136e典型例题十三例 13 已知椭圆 的离心率 ,求 的值982ykx2ek分析:分两种情况进行讨论解

15、:当椭圆的焦点在 轴上时, , ,得 由 ,得 x82ka2b12kc2e4k10 / 16当椭圆的焦点在 轴上时, , ,得 y92a82kbkc12由 ,得 ,即 21e419k5满足条件的 或 说明:本题易出现漏解排除错误的办法是:因为 与 9 的大小关系不定,所以椭圆的焦点8k可能在 轴上,也可能在 轴上故必须进行讨论xy典型例题十四例 14 已知椭圆 上一点 到右焦点 的距离为 ,求 到左准线的距离142bxP2Fb)1(P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 ,得 , , 2yxabc32e由椭圆定义, ,得PF41bbPF3421由椭圆第二定义

16、, , 为 到左准线的距离,ed11 ,bePFd321即 到左准线的距离为 解法二: , 为 到右准线的距离, ,ed22P23ace 又椭圆两准线的距离为 bePF32 bc38 到左准线的距离为 b328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典型例题十五例 15 设椭圆 ( 为参数)上一点 与 轴正向所成角 ,求 点坐标.sin32,co4yxPx3POx分析:利用参数 与 之间的关系求解POx

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