椭圆问题。
一、焦点三角形的性质。
1.椭圆(a>b>0)左右两个焦点分别为f1、f2,p是椭圆上的一点。
1)已知c>b,当∠f1pf2为钝角时,求点p的横坐标的取值范围;
2)若∠f1 pf2=α,求△f1 pf2的面积; [
3)求∠f1 pf2的最大值在短轴端点处,]
4)设△f1 pf2的内心为i,pi交f1 f2于n,求的值。
2.设f1、f2是椭圆的两个焦点,p为椭圆上的任意一点,已知p、f1、f2是一个直角三角形的三个顶点,且,求的值。 [
二、焦半径。
1.椭圆(a>b>0)左右两个焦点f1、 f2,p(x,y)是椭圆上的一点。
1)求证;.
2)求的最小值和最大值; [max=a+c; min=a-c; ]
(3)求的最小值和最大值;[最大值为a2 ;最小值为b2]
4)若p f1⊥x轴,求。
2.如图,把椭圆的长轴分成等份,过每个分点作轴的垂线交椭圆的上半部分于七个点,是椭圆的一个焦点,则。
解:由题意, ,关于y轴对称。
7a=35 ;
3.设f是椭圆的右焦点,且椭圆上至少有21个不同的点pi(i=1,2,3,…)使|fp1|,|fp2|,|fp3|,…组成公差为d的等差数列,则d的取值范围为。
解:设, 当时,
4. 椭圆(a>b>0)的左右两个焦点f1、 f2,p是椭圆上的一点。以o为圆心,a为半径作圆o,以f2p为直径作圆o1,判断圆o与圆o1的位置关系。
证明:如图建立直角坐标系,设椭圆的左右焦点分别为、,焦半径的另一个端点为p,的中点为m,由题意可得即。
圆m与圆o相切。原命题得证。
三、动点的轨迹。
1.已知,b是圆f: (f为圆心)上一动点,线段ab的垂直平分线交bf于p,求动点p的轨迹方程。
解:,由椭圆的定义得。
所求的动点p的轨迹方程为:
2.设f1、 f2是椭圆的两焦点,q是椭圆上的任意一点,从f1引∠f1qf2的外角平分线的垂线,垂足为p,求点p的轨迹方程。 [
3.已知⊙c1:⊙c2:,动圆p与⊙c1外切,与⊙c2内切。求动点p的轨迹方程。 [
4.在⊙b:内有一点a(-3,0),过a作与⊙b内切的圆c,求其圆心的轨迹方程。
四、中点弦问题。
1.椭圆的弦ab的中点为m,则ab的斜率与om的斜率之积为;
2.已知椭圆。
1) 求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;[在椭圆内的部分]
2) 过点m(2,1)引椭圆的割线,求截得弦的中点轨迹方程;[在椭圆内的部分]
3) 求过点m()且被m点平分的弦所在的直线方程;
3.已知半椭圆与半椭圆。
组成的曲线称为“果圆”,其中,是对应的焦点。
1)若三角形是边长为1的等边三角形,求“果圆”的方程;
2)若,求的取值范围;
3)一条直线与果圆交于两点,两点的连线段称为果圆的弦。是否存在实数,使得斜率为的直线交果圆于两点,得到的弦的中点的轨迹方程落在某个椭圆上?若存在,求出所有的值;若不存在,说明理由。
解:(1),于是,所求“果圆”方程为 ,
2)由题意,得 ,即.得. 又。
(3)设“果圆”的方程为,.
记平行弦的斜率为.
当时,直线与半椭圆的交点是。
与半椭圆的交点是.
的中点满足得. ,
综上所述,当时,“果圆”平行弦的中点轨迹总是落在某个椭圆上.
当时,以为斜率过的直线与半椭圆。
的交点是.
由此,在直线右侧,以为斜率的平行弦的中点轨迹在直线上,即不在某一椭圆上.
当时,可类似讨论得到平行弦中点轨迹不都在某一椭圆上.
五、最值问题。
1.椭圆的左焦点为f,m为其上的动点, a(m,n)为椭圆内的定点,求的最大值和最小值。
解:,利用求最值的方法求得当点m与点p重合时,的最大值为,的最小值为。
2.已知在平面直角坐标系中的一个椭圆,它的中心在原点,左焦点为,右顶点为,设点。
1)求该椭圆的标准方程;
2)若是椭圆上的动点,求线段中点的轨迹方程;
3)过原点的直线交椭圆于点,求面积的最大值。
解(1)由已知得椭圆的半长轴a=2,半焦距c=,则半短轴b=1.
又椭圆的焦点在x轴上, ∴椭圆的标准方程为。
2)设线段pa的中点为m(x,y) ,点p的坐标是(x0,y0),由,点p在椭圆上,得,
线段pa中点m的轨迹方程是。
3)当直线bc垂直于x轴时,bc=2,因此△abc的面积s△abc=1.
当直线bc不垂直于x轴时,说该直线方程为y=kx,代入,解得b(,)c(-,则,又点a到直线bc的距离d=,△abc的面积s△abc=
于是s△abc=
由≥-1,得s△abc≤,其中,当k=-时,等号成立。
s△abc的最大值是。
3.如图,直线y=kx+b与椭圆交于a、b两点,记△aob的面积为s.
1)求在k=0,0<b<1的条件下,s的最大值;
2)当|ab|=2,s=1时,求直线ab的方程.
1)解:设点a的坐标为(,点b的坐标为,由,解得。
所以。当且仅当时,.s取到最大值1.
2)解:由得。
ab又因为o到ab的距离所以 ③
代入②并整理,得。
解得,,代入①式检验,△>0
故直线ab的方程是
或或或.4.设椭圆方程为,1)过顶点b(0,2)作一弦bp,求弦bp的最大值;
2)求椭圆上动点到定点a(a,0)(0(1)解:设点p的坐标为(x,y),,
当时,。2)设椭圆上的动点为p(x,y),=
当时,当时,
当时,函数在上单调递减,所以当时,
5.求椭圆上的点到直线的距离的最小值。
解:设与直线平行的直线方程为, ,两个平行直线之间的距离为,所以椭圆上的点到直线的距离的最小值为。
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