13 4直线与椭圆 答案

发布 2022-09-03 12:02:28 阅读 9066

[松江二中2010届高三数学第一轮复习资料]

13.4 直线与椭圆。

复习要求】1、进一步巩固和熟练运用椭圆的定义、标准方程和几何性质;

2、判断直线与椭圆的位置关系,求解与椭圆有关的弦长问题;

3、能够运用“点差法”等方法较为灵活地解决有关问题。

知识要点】1、直线与椭圆的位置关系判断方法。

当时,直线与椭圆相交;

当时,直线与椭圆相切;

当时,直线与椭圆相离。

2、直线被椭圆截得的弦长公式。

基础训练】1、若直线和椭圆相交于两个不同点,则的取值范围是。

提示】联立方程组,由可得。

2、设且满足,则的取值范围为。

方法一:设,和椭圆联立消去可得。

由可解得。方法二:,即。

设,,所以。

所以。3、已知直线交椭圆于m、n,椭圆与y轴正半轴交点为b,若的重心与右焦点重合,则直线的方程为。

提示】因为是的重心,且,由。

可得线段的中点。

设,代入椭圆方程得。

两式相减得。

显然,所以。

又,代入可得,即。

4、直线3x + 4y – 12 = 0与椭圆相交于a , b两点,椭圆上的点p使△pab的面积等于12,这样的点p有 2 个。

提示】设点到直线的距离为,由得。

设与平行的直线方程为,由可得。

当时,:与椭圆交于两点;

当时,:,与椭圆无公共点。

典型例题】例1、已知椭圆及直线。

为何值时,直线与椭圆有公共点?

求直线被椭圆截得的最长弦所在的直线方程,并求弦长的最大值。

解:⑴由得。

由得 ⑵设直线与椭圆的公共点为。

则。因为,所以当时,此时直线。

变式:已知,若线段ab与椭圆有且只有一个公共点,求正数的取值范围。

解:据题意得点在椭圆内,点再椭圆外或上,或者线段与椭圆相切。所以或。

解得。例2、设椭圆c:。

设,若点p在椭圆c上,求的最小值;

若点p在椭圆c上,求点p到直线的距离的最大值。

解:(1)设p(x,y),则。

2)方法一:设平行直线,联立方程组,利用,再结合图。

方法二:设椭圆上任意一点,答案:

例3、已知椭圆。

1)过椭圆的左焦点f引椭圆的割线,求截得的弦的中点p的轨迹方程;

2)求斜率为2的平行弦的中点q的轨迹方程;

3)求过点且被m平分的弦所在直线的方程。

解:设弦与椭圆两交点坐标分别为。

设。1)当时,p(-1,0);

当时, 两式相减得。

将,代入上式并化简得。

所以,点p的轨迹方程为。

2)设,在(1)中式子。

里,将,代入上式并化简得。

点的轨迹方程为(在椭圆内部分)。

3) 在(1)中式子。

里,将,代入上式可求得。

所求直线方程为,即。

代入椭圆方程检验,满足。

例4、设椭圆中心在原点,焦点在x轴上,短轴的一个端点与椭圆的两个焦点f1、f2连线的所成的角为。若此椭圆与圆相交于a、b两点,且ab恰好是此圆的直径。

求:(1)直线ab的斜率;(2)椭圆的方程;(3)已知点和()是此椭圆上的两点,则线段pq的垂直平分线是否经过点?并说明理由。

解:(1)由,设椭圆方程为。

即,设,所以。

相减得。因为的中点,所以,,代入得,所以。

2)将直线的方程即。

代入椭圆得。

由弦长公式得。

所以,所以椭圆方程为。

3)设,代入椭圆方程。

由点差法得。

设的中点为,则,代入得。

所以的中垂线斜率,由,解得。

所以不成立。

例5、设椭圆,其右焦点,椭圆经过点。

求椭圆的方程;

已知经过点倾斜角为的直线交椭圆于两点,求证:;

过点作两互相垂直的直线分别交椭圆于和,求的最小值。

解:⑴ 当时,由得。

利用弦长公式可得。

当,也成立,所以。

因为且,则。

所以,时,最小值是。

学后反思】巩固训练】

1、若直线与焦点在轴上的椭圆总有公共点,则的取值范围是。

提示】直线过定点,由题意得。

点在椭圆上或椭圆内,所以。

2、已知椭圆,内接于椭圆的正方形面积为,内接于椭圆且有最大面积的矩形的面积为,则=

提示】在图(1)中由可得。

所以;在图(2)中,设为椭圆上在第一象限内任意一点,。

所以(时取等号)

3、斜率为1的直线与椭圆交于两点a、b,o是坐标原点,当面积最大时,求直线的方程。

解:设,代入椭圆整理得。

由得。由弦长公式可得,原点到直线的距离,所以面积。

当,即时面积取最大值。所以所求直线的方程为。

4、已知椭圆方程为,点在椭圆内,问是否存在直线经过点且所截得的弦被点平分?若存在,求出直线方程;若不存在,请说明理由。

提示】点差法,参照例3的解法。

答案:存在为。

能力提升】已知椭圆和直线,在上取一点m,经过点m且以椭圆的焦点为焦点作另一个椭圆。问点m在何处所作椭圆的长轴最短?并求出此椭圆的方程。

解:设椭圆方程为。

由题意则得。

舍)经检验所求方程为。

方法二:设是关于直线的对称点,则。

当这三点共线时取等号。

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