典例剖析。
知识点一椭圆定义的应用。
如图所示,已知椭圆+=1(a>b>0)内一点a,f1为左焦点,在椭圆上求一点p,使|pf1|+|pa|取得最值.
解设f2为椭圆的右焦点,且直线af2与椭圆相交于p1、p2两点,点m是不同于点p1、p2的椭圆上的任意一点.
根据椭圆的定义知:|p1f1|+|p1f2|=2a,所以| p1f1|+|p1a|=|p1f1|+|p1f2|+|f2a|
2a+|f2a|.①
在△amf2中 ,|ma|<|mf2|+|f2a|.
所以|mf1|+|ma|<|mf1|+|mf2|+|f2a|.
因为m是椭圆上任意一点,所以|mf1|+|mf2|=2a,所以|mf1|+|ma|<2a+|f2a|.②
由式①、②知|mf1|+|ma|<|p1f1|+|p1a|.
p2f1|+|p2a|=|p2f1|+|p2f2|-|af2|
2a-|f2a|.
而在△amf2中,|ma|>|mf2|-|f2a|,所以|mf1|+|ma|>|mf1|+|mf2|-|f2a|
2a-|f2a|,所以|mf1|+|ma|>|p2f1|+|p2a|.
由以上可知,点p1是使|pf1|+|pa|取得最大值的点,而点p2是使|pf1|+|pa|取得最小值的点.
知识点二求椭圆的标准方程。
求适合下列条件的椭圆的标准方程:
1)两个焦点的坐标分别是(-4,0)和(4,0),且椭圆经过点(5,0).
2)经过点a(,)b(0,-)
1)解方法一椭圆的焦点在x轴上,设其标准方程为+=1(a>b>0).
由椭圆定义知:2a=+=10,所以a=5.
又c=4,所以b2=a2-c2=25-16=9.
故椭圆标准方程为+=1.
方法二设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),因为c=4,所以a2-b2=c2=16.又椭圆经过点(5,0),所以+=1,所以a2=25,所以b2=25-16=9,所以椭圆的标准方程为+=1.
2)方法一 ①当椭圆焦点在x轴上时,设标准方程为+=1(a>b>0),依题意有。
解得又因为a>b,所以该方程组无解.
当椭圆焦点在y轴上时,设标准方程为+=1(a>b>0).
依题意有解得。
所以方程为+=1.
综上知,所求椭圆的标准方程为:+=1.
方法二设所求椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),依题意有。
解得所以所求椭圆的方程为5x2+4y2=1,即其标准方程为+=1.
知识点三根据方程研究几何性质。
求椭圆25x2+16y2=400的长轴、短轴、离心率、焦点坐标和顶点坐标.
解将方程变形为+=1,得a=5,b=4,所以c=3.故椭圆的长轴和短轴的长分别为2a=10,2b=8,离心率e==,焦点坐标为(0,-3),(0,3),顶点坐标为(0,-5),(0,5),(4,0),(4,0).
知识点四根据几何性质求方程。
求适合下列条件的椭圆的标准方程:
1)长轴长是6,离心率是。
2)在x轴上的一个焦点,与短轴两个端点的连线互相垂直,且焦距为6.
解 (1)设椭圆的方程为。
=1(a>b>0)或+=1(a>b>0).
由已知得2a=6,a=
b2=a2-c2=9-4=5.
椭圆方程为+=1或+=1.
2)设椭圆方程为(a>b>0).
如图所示,△a1fa2为一等腰直角三角形,of为斜边a1a2的中线(高),且|of|=c,|a1a2|=2b,c=b=3,∴a2=b2+c2=18,故所求椭圆的方程为,知识点五求椭圆的离心率。
如图所示,f1,f2分别为椭圆的左、右焦点,椭圆上点m的横坐标等于右焦点的横坐标,其纵坐标等于短半轴长的,求椭圆的离心率.
解方法一设椭圆的长半轴、短半轴、半焦距长分别为a,b,c.则焦点为f1 (c,0),f2 (c,0),m点的坐标为(c, b),则△mf1f2为直角三角形.在rt△m f1f2中:
f1f2|2+|mf2|2=|mf1|2,即4c2+b2=|mf1|2.
而|mf1|+|mf2|=
整理得3c2=3a2 2 ab.
又c2=a2 b2,所以3b=2a.
所以,所以所以e=
知识点六直线与椭圆的位置关系问题。
当m取何值时,直线l:y=x+m与椭圆9x2+16y2=144相切、相交、相离.
解由题意,得。
代入②,得9x2+16(x+m)2=144,化简,整理,得25x2+32mx+16m2-144=0,=(32m)2-4×25×(16m2-144)=-576m2+14 400.
当δ=0时,得m=±5,直线l与椭圆相切.
>0时,得-5当δ<0时,得m<-5,或m>5,直线l与椭圆相离.
知识点七中点弦问题。
已知点p(4,2)是直线l被椭圆+=1所截得的线段的中点,求l的方程.
解设l与椭圆的交点为a(x1,y1),b(x2,y2),则有。
两式相减,得kab=
l的方程为:y-2=-(x-4),即x+2y-8=0.
考题赏析。1.(江西高考)设椭圆+=1(a>b>0)的离心率为e=,右焦点为f(c,0),方程ax2+bx-c=0的两个实根分别为x1和x2,则点p(x1,x2)(
a.必在圆x2+y2=2内。
b.必在圆x2+y2=2上。
c.必在圆x2+y2=2外。
d.以上三种情形都有可能。
解析 ∵x1+x2=-,x1x2=-.
x+x=(x1+x2)2-2x1x2=+=
e==,c=a,b2=a2-c2=a2-2=a2.
x+x==<2.
p(x1,x2)在圆x2+y2=2内.
答案 a2.(浙江高考)如图所示,ab是平面α的斜线段,a为斜足.若点p在平面α内运动,使得△abp的面积为定值,则动点p的轨迹是( )
a.圆b.椭圆。
c.一条直线d.两条平行直线。
解析由题意可知p点在空间中的轨迹应是以ab为旋转轴的圆柱面,又p点在平面α内,所以p点的轨迹应是该圆柱面被平面α所截出的椭圆答案 b
1.设f1,f2是椭圆+=1的焦点,p为椭圆上一点,则△pf1f2的周长为( )
a.16b.18
c.20d.不确定。
答案 b解析 △pf1f2的周长为|pf1|+|pf2|+|f1f2|=2a+2c.因2a=10,c==4,周长为10+8=18.
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