椭圆各类题型分类汇总

发布 2021-04-29 16:06:28 阅读 9858

椭圆经典例题分类汇总。

1. 椭圆第一定义的应用。

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.

例2 已知椭圆的离心率,求的值.

例3 已知方程表示椭圆,求的取值范围.

例4 已知表示焦点在轴上的椭圆,求的取值范围.

例5 已知动圆过定点,且在定圆的内部与其相内切,求动圆圆心的轨迹方程.

2.焦半径及焦三角的应用。

例1 已知椭圆,、为两焦点,问能否在椭圆上找一点,使到左准线的距离是与的等比中项?若存在,则求出点的坐标;若不存在,请说明理由.

例2 已知椭圆方程,长轴端点为,,焦点为,,是椭圆上一点,,.求:的面积(用、、表示).

3.第二定义应用。

例1 椭圆的右焦点为,过点,点在椭圆上,当为最小值时,求点的坐标.

例2 已知椭圆上一点到右焦点的距离为,求到左准线的距离.

例3 已知椭圆内有一点,、分别是椭圆的左、右焦点,点是椭圆上一点.

1) 求的最大值、最小值及对应的点坐标;

2) 求的最小值及对应的点的坐标.

4.参数方程应用。

例1 求椭圆上的点到直线的距离的最小值.

例2 (1)写出椭圆的参数方程;(2)求椭圆内接矩形的最大面积.

例3 椭圆与轴正向交于点,若这个椭圆上总存在点,使(为坐标原点),求其离心率的取值范围.

5.相交情况下--弦长公式的应用。

例1 已知椭圆及直线.

1)当为何值时,直线与椭圆有公共点?

2)若直线被椭圆截得的弦长为,求直线的方程.

例2 已知长轴为12,短轴长为6,焦点在轴上的椭圆,过它对的左焦点作倾斜解为的直线交椭圆于,两点,求弦的长.

6.相交情况下—点差法的应用。

例1 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,的斜率为0.25,椭圆的短轴长为2,求椭圆的方程.

例2 已知椭圆,求过点且被平分的弦所在的直线方程.

例3 已知椭圆,(1)求过点且被平分的弦所在直线的方程;

2)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;

3)过引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程;

4)椭圆上有两点、,为原点,且有直线、斜率满足,求线段中点的轨迹方程.

例4 已知椭圆,试确定的取值范围,使得对于直线,椭圆上有不同的两点关于该直线对称.

例5 已知是直线被椭圆所截得的线段的中点,求直线的方程.

椭圆经典例题分类汇总。

1.椭圆第一定义的应用。

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.

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,椭圆的标准方程为:;

2)当为短轴端点时,椭圆的标准方程为:;

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.

例2 已知椭圆的离心率,求的值.

分析:分两种情况进行讨论.

解:当椭圆的焦点在轴上时,,,得.由,得.

当椭圆的焦点在轴上时,,,得.

由,得,即.

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,所以椭圆的焦点可能在轴上,也可能在轴上.故必须进行讨论.

例5 已知方程表示椭圆,求的取值范围.

解:由得,且.

满足条件的的取值范围是,且.

说明:本题易出现如下错解:由得,故的取值范围是.

出错的原因是没有注意椭圆的标准方程中这个条件,当时,并不表示椭圆.

例6 已知表示焦点在轴上的椭圆,求的取值范围.

分析:依据已知条件确定的三角函数的大小关系.再根据三角函数的单调性,求出的取值范围.

解:方程可化为.因为焦点在轴上,所以.

因此且从而.

说明:(1)由椭圆的标准方程知,,这是容易忽视的地方.

2)由焦点在轴上,知,. 3)求的取值范围时,应注意题目中的条件。

例5 已知动圆过定点,且在定圆的内部与其相内切,求动圆圆心的轨迹方程.

分析:关键是根据题意,列出点p满足的关系式.

解:如图所示,设动圆和定圆内切于点.动点到两定点,即定点和定圆圆心距离之和恰好等于定圆半径,即.∴点的轨迹是以,为两焦点,半长轴为4,半短轴长为的椭圆的方程:.

说明:本题是先根据椭圆的定义,判定轨迹是椭圆,然后根据椭圆的标准方程,求轨迹的方程.这是求轨迹方程的一种重要思想方法.

2.焦半径及焦三角的应用。

例1 已知椭圆,、为两焦点,问能否在椭圆上找一点,使到左准线的距离是与的等比中项?若存在,则求出点的坐标;若不存在,请说明理由.

解:假设存在,设,由已知条件得,∴,

左准线的方程是,.

又由焦半径公式知:

整理得.解之得或。

另一方面。则①与②矛盾,所以满足条件的点不存在.

例2 已知椭圆方程,长轴端点为,,焦点为,,是椭圆上一点,,.求:的面积(用、、表示).

分析:求面积要结合余弦定理及定义求角的两邻边,从而利用求面积.

解:如图,设,由椭圆的对称性,不妨设,由椭圆的对称性,不妨设在第一象限.由余弦定理知: ·

由椭圆定义知: ②则得 .

故.3.第二定义应用。

例1 椭圆的右焦点为,过点,点在椭圆上,当为最小值时,求点的坐标.

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.一般地,求均可用此法.

解:由已知:,.所以,右准线.

过作,垂足为,交椭圆于,故.显然的最小值为,即为所求点,因此,且在椭圆上.故.所以.

说明:本题关键在于未知式中的“2”的处理.事实上,如图,,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,使到的距离与到右准线距离之和取最小值.

例2 已知椭圆上一点到右焦点的距离为,求到左准线的距离.

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,,.

由椭圆定义,,得。

由椭圆第二定义,,为到左准线的距离,即到左准线的距离为.

解法二:∵,为到右准线的距离,.又椭圆两准线的距离为.

到左准线的距离为.

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.

例3 已知椭圆内有一点,、分别是椭圆的左、右焦点,点是椭圆上一点.

1) 求的最大值、最小值及对应的点坐标;

2) 求的最小值及对应的点的坐标.

分析:本题考查椭圆中的最值问题,通常探求变量的最值有两种方法:一是目标函数当,即代数方法.二是数形结合,即几何方法.本题若按先建立目标函数,再求最值,则不易解决;若抓住椭圆的定义,转化目标,运用数形结合,就能简捷求解.

解:1)如上图,,,设是椭圆上任一点,由,,∴等号仅当时成立,此时、、共线.

由,∴,等号仅当时成立,此时、、共线.

建立、的直线方程,解方程组得两交点。

综上所述,点与重合时,取最小值,点与重合时,取最大值.

2)如下图,设是椭圆上任一点,作垂直椭圆右准线,为垂足,由,,∴由椭圆第二定义知,∴,要使其和最小需有、、共线,即求到右准线距离.右准线方程为.

到右准线距离为.此时点纵坐标与点纵坐标相同为1,代入椭圆得满足条件的点坐标.

说明:求的最小值,就是用第二定义转化后,过向相应准线作垂线段.巧用焦点半径与点准距互化是解决有关问题的重要手段.

4.参数方程应用。

例1 求椭圆上的点到直线的距离的最小值.

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,则点到直线的距离为。

当时,.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.

例2 (1)写出椭圆的参数方程;(2)求椭圆内接矩形的最大面积.

分析:本题考查椭圆的参数方程及其应用.为简化运算和减少未知数的个数,常用椭圆的参数方程表示曲线上一点坐标,所求问题便化归为三角问题.

解:(1) .

2)设椭圆内接矩形面积为,由对称性知,矩形的邻边分别平行于轴和轴,设为矩形在第一象限的顶点,则。

故椭圆内接矩形的最大面积为12.

说明:通过椭圆参数方程,转化为三角函数的最值问题,一般地,与圆锥曲线有关的最值问题,用参数方程形式较简便.

例3 椭圆与轴正向交于点,若这个椭圆上总存在点,使(为坐标原点),求其离心率的取值范围.

分析:∵、为定点,为动点,可以点坐标作为参数,把,转化为点坐标的一个等量关系,再利用坐标的范围建立关于、、的一个不等式,转化为关于的不等式.为减少参数,易考虑运用椭圆参数方程.

解:设椭圆的参数方程是,则椭圆上的点,,,即,解得或, ∴舍去),,又,∴,又,∴.

说明:若已知椭圆离心率范围,求证在椭圆上总存在点使.如何证明?

5.相交情况下--弦长公式的应用。

例1 已知椭圆及直线.

1)当为何值时,直线与椭圆有公共点?

2)若直线被椭圆截得的弦长为,求直线的方程.

解:(1)把直线方程代入椭圆方程得 ,即.,解得.

2)设直线与椭圆的两个交点的横坐标为,,由(1)得,.

根据弦长公式得 :.解得.方程为.

说明:处理有关直线与椭圆的位置关系问题及有关弦长问题,采用的方法与处理直线和圆的有所区别.

这里解决直线与椭圆的交点问题,一般考虑判别式;解决弦长问题,一般应用弦长公式.

用弦长公式,若能合理运用韦达定理(即根与系数的关系),可大大简化运算过程.

例2 已知长轴为12,短轴长为6,焦点在轴上的椭圆,过它对的左焦点作倾斜解为的直线交椭圆于,两点,求弦的长.

分析:可以利用弦长公式求得,也可以利用椭圆定义及余弦定理,还可以利用焦点半径来求.

解:(法1)利用直线与椭圆相交的弦长公式求解.

因为,,所以.因为焦点在轴上,所以椭圆方程为,左焦点,从而直线方程为.

由直线方程与椭圆方程联立得:.设,为方程两根,所以,,,从而.

法2)利用椭圆的定义及余弦定理求解.

由题意可知椭圆方程为,设,,则,.

在中,,即;

所以.同理在中,用余弦定理得,所以.

法3)利用焦半径求解.

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