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文檔簡介

1、特別解析:橢圓經(jīng)典例題分類題型一 .橢圓定義的應(yīng)用例1 橢圓的一個頂點為,其長軸長是短軸長的2倍,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程 分析:題目沒有指出焦點的位置,要考慮兩種位置解:(1)當(dāng)為長軸端點時,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:; (2)當(dāng)為短軸端點時,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:;說明:橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有兩個,給出一個頂點的坐標(biāo)和對稱軸的位置,是不能確定橢圓的橫豎的,因而要考慮兩種情況例2 已知橢圓的離心率,求的值 分析:分兩種情況進(jìn)行討論解:當(dāng)橢圓的焦點在軸上時,得由,得 當(dāng)橢圓的焦點在軸上時,得 由,得,即 滿足條件的或說明:本題易出現(xiàn)漏解排除錯誤的辦法是:因為與9的大小關(guān)系不定,所以橢圓的焦點可能在軸上,也可能在軸上故必

2、須進(jìn)行討論例3 已知方程表示橢圓,求的取值范圍解:由得,且滿足條件的的取值范圍是,且說明:本題易出現(xiàn)如下錯解:由得,故的取值范圍是出錯的原因是沒有注意橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程中這個條件,當(dāng)時,并不表示橢圓 例4 已知表示焦點在軸上的橢圓,求的取值范圍分析:依據(jù)已知條件確定的三角函數(shù)的大小關(guān)系再根據(jù)三角函數(shù)的單調(diào)性,求出的取值范圍 解:方程可化為因為焦點在軸上,所以 因此且從而 說明:(1)由橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程知,這是容易忽視的地方 (2)由焦點在軸上,知, (3)求的取值范圍時,應(yīng)注意題目中的條件 例5 已知動圓過定點,且在定圓的內(nèi)部與其相內(nèi)切,求動圓圓心的軌跡方程分析:關(guān)鍵是根據(jù)題意,列出點P滿足的關(guān)系式

3、解:如圖所示,設(shè)動圓和定圓內(nèi)切于點動點到兩定點,即定點和定圓圓心距離之和恰好等于定圓半徑,即點的軌跡是以,為兩焦點,半長軸為4,半短軸長為的橢圓的方程: 說明:本題是先根據(jù)橢圓的定義,判定軌跡是橢圓,然后根據(jù)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,求軌跡的方程這是求軌跡方程的一種重要思想方法題型二 .焦半徑及焦三角的應(yīng)用 例1 已知橢圓方程,長軸端點為,焦點為,是橢圓上一點,求:的面積(用、表示) 分析:求面積要結(jié)合余弦定理及定義求角的兩鄰邊,從而利用求面積解:如圖,設(shè),由橢圓的對稱性,不妨設(shè),由橢圓的對稱性,不妨設(shè)在第一象限由余弦定理知:由橢圓定義知: , 則得:故 例2 已知橢圓內(nèi)有一點,、分別是橢圓的左、右焦點

4、,點是橢圓上一點求的最大值、最小值及對應(yīng)的點坐標(biāo);分析:本題考查橢圓中的最值問題,通常探求變量的最值有兩種方法:一是目標(biāo)函數(shù)當(dāng),即代數(shù)方法二是數(shù)形結(jié)合,即幾何方法本題若按先建立目標(biāo)函數(shù),再求最值,則不易解決;若抓住橢圓的定義,轉(zhuǎn)化目標(biāo),運用數(shù)形結(jié)合,就能簡捷求解解:如上圖,設(shè)是橢圓上任一點,由,等號僅當(dāng)時成立,此時、共線由,等號僅當(dāng)時成立,此時、共線建立、的直線方程,解方程組得兩交點、綜上所述,點與重合時,取最小值,點與重合時,取最大值題型三 參數(shù)方程應(yīng)用例1 求橢圓上的點到直線的距離的最小值分析:先寫出橢圓的參數(shù)方程,由點到直線的距離建立三角函數(shù)關(guān)系式,求出距離的最小值解:橢圓的參數(shù)方程為設(shè)

5、橢圓上的點的坐標(biāo)為,則點到直線的距離為:當(dāng)時,說明:當(dāng)直接設(shè)點的坐標(biāo)不易解決問題時,可建立曲線的參數(shù)方程 例2 (1)寫出橢圓的參數(shù)方程;(2)求橢圓內(nèi)接矩形的最大面積分析:本題考查橢圓的參數(shù)方程及其應(yīng)用為簡化運算和減少未知數(shù)的個數(shù),常用橢圓的參數(shù)方程表示曲線上一點坐標(biāo),所求問題便化歸為三角問題解:(1) (2)設(shè)橢圓內(nèi)接矩形面積為,由對稱性知,矩形的鄰邊分別平行于軸和軸,設(shè)為矩形在第一象限的頂點,則, 故橢圓內(nèi)接矩形的最大面積為12說明:通過橢圓參數(shù)方程,轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)的最值問題,一般地,與圓錐曲線有關(guān)的最值問題,用參數(shù)方程形式較簡便 例3橢圓與軸正向交于點,若這個橢圓上總存在點,使(為坐標(biāo)

6、原點),求其離心率的取值范圍分析:、為定點,為動點,可以點坐標(biāo)作為參數(shù),把,轉(zhuǎn)化為點坐標(biāo)的一個等量關(guān)系,再利用坐標(biāo)的范圍建立關(guān)于、的一個不等式,轉(zhuǎn)化為關(guān)于的不等式為減少參數(shù),易考慮運用橢圓參數(shù)方程解:設(shè)橢圓的參數(shù)方程是,則橢圓上的點,即,解得或,(舍去),又,又,說明:若已知橢圓離心率范圍,求證在橢圓上總存在點使如何證明?題型四 相交情況下-弦長公式的應(yīng)用 例1 已知橢圓及直線 (1)當(dāng)為何值時,直線與橢圓有公共點? (2)若直線被橢圓截得的弦長為,求直線的方程 解:(1)把直線方程代入橢圓方程得 ,即,解得 (2)設(shè)直線與橢圓的兩個交點的橫坐標(biāo)為,由(1)得,根據(jù)弦長公式得 :解得方程為 說

7、明:處理有關(guān)直線與橢圓的位置關(guān)系問題及有關(guān)弦長問題,采用的方法與處理直線和圓的有所區(qū)別這里解決直線與橢圓的交點問題,一般考慮判別式;解決弦長問題,一般應(yīng)用弦長公式用弦長公式,若能合理運用韋達(dá)定理(即根與系數(shù)的關(guān)系),可大大簡化運算過程 例2 已知長軸為12,短軸長為6,焦點在軸上的橢圓,過它對的左焦點作傾斜解為的直線交橢圓于,兩點,求弦的長 分析:可以利用弦長公式求得,也可以利用橢圓定義及余弦定理,還可以利用焦點半徑來求 解:(法1)利用直線與橢圓相交的弦長公式求解因為,所以因為焦點在軸上,所以橢圓方程為,左焦點,從而直線方程為由直線方程與橢圓方程聯(lián)立得:設(shè),為方程兩根,所以, 從而 ( 法2

8、)利用橢圓的定義及余弦定理求解 由題意可知橢圓方程為,設(shè),則, 在中,即 ;所以同理在中,用余弦定理得,所以 (法3)利用焦半徑求解 先根據(jù)直線與橢圓聯(lián)立的方程求出方程的兩根,它們分別是,的橫坐標(biāo)再根據(jù)焦半徑,從而求出題型五 .相交情況下點差法的應(yīng)用 例1 已知中心在原點,焦點在軸上的橢圓與直線交于、兩點,為中點,的斜率為0.25,橢圓的短軸長為2,求橢圓的方程解:由題意,設(shè)橢圓方程為,由,得, 為所求說明:(1)此題求橢圓方程采用的是待定系數(shù)法;(2)直線與曲線的綜合問題,經(jīng)常要借用根與系數(shù)的關(guān)系,來解決弦長、弦中點、弦斜率問題 例2 已知橢圓,求過點且被平分的弦所在的直線方程分析一:已知一

9、點求直線,關(guān)鍵是求斜率,故設(shè)斜率為,利用條件求解法一:設(shè)所求直線的斜率為,則直線方程為代入橢圓方程,并整理得 由韋達(dá)定理得是弦中點,故得所以所求直線方程為分析二:設(shè)弦兩端坐標(biāo)為、,列關(guān)于、的方程組,從而求斜率:解法二:設(shè)過的直線與橢圓交于、,則由題意得得 將、代入得,即直線的斜率為所求直線方程為說明:(1)有關(guān)弦中點的問題,主要有三種類型:過定點且被定點平分的弦;平行弦的中點軌跡;過定點的弦中點軌跡(2)解法二是“點差法”,解決有關(guān)弦中點問題的題較方便,要點是巧代斜率(3)有關(guān)弦及弦中點問題常用的方法是:“韋達(dá)定理應(yīng)用”及“點差法”有關(guān)二次曲線問題也適用 例3 已知橢圓,(1)求過點且被平分的

10、弦所在直線的方程;(2)求斜率為2的平行弦的中點軌跡方程;(3)過引橢圓的割線,求截得的弦的中點的軌跡方程;(4)橢圓上有兩點、,為原點,且有直線、斜率滿足,求線段中點的軌跡方程 分析:此題中四問都跟弦中點有關(guān),因此可考慮設(shè)弦端坐標(biāo)的方法解:設(shè)弦兩端點分別為,線段的中點,則得由題意知,則上式兩端同除以,有,將代入得(1)將,代入,得,故所求直線方程為: 將代入橢圓方程得,符合題意,為所求(2)將代入得所求軌跡方程為:(橢圓內(nèi)部分)(3)將代入得所求軌跡方程為:(橢圓內(nèi)部分)(4)由得 , 將平方并整理得:, 將代入得: 再將代入式得:, 即:此即為所求軌跡方程當(dāng)然,此題除了設(shè)弦端坐標(biāo)的方法,還

11、可用其它方法解決 例4 已知橢圓,試確定的取值范圍,使得對于直線,橢圓上有不同的兩點關(guān)于該直線對稱 分析:若設(shè)橢圓上,兩點關(guān)于直線對稱,則已知條件等價于:(1)直線;(2)弦的中點在上利用上述條件建立的不等式即可求得的取值范圍 解:(法1)設(shè)橢圓上,兩點關(guān)于直線對稱,直線與交于點的斜率,設(shè)直線的方程為由方程組消去得。于是,即點的坐標(biāo)為點在直線上,解得將式代入式得,是橢圓上的兩點,解得(法2)同解法1得出,即點坐標(biāo)為,為橢圓上的兩點,點在橢圓的內(nèi)部,解得(法3)設(shè),是橢圓上關(guān)于對稱的兩點,直線與的交點的坐標(biāo)為,在橢圓上,兩式相減得:,即又直線,即。又點在直線上,。由,得點的坐標(biāo)為以下同解法2.

12、說明:涉及橢圓上兩點,關(guān)于直線恒對稱,求有關(guān)參數(shù)的取值范圍問題,可以采用列參數(shù)滿足的不等式:(1)利用直線與橢圓恒有兩個交點,通過直線方程與橢圓方程組成的方程組,消元后得到的一元二次方程的判別式,建立參數(shù)方程(2)利用弦的中點在橢圓內(nèi)部,滿足,將,利用參數(shù)表示,建立參數(shù)不等式 例5 已知是直線被橢圓所截得的線段的中點,求直線的方程 分析:本題考查直線與橢圓的位置關(guān)系問題通常將直線方程與橢圓方程聯(lián)立消去(或),得到關(guān)于(或)的一元二次方程,再由根與系數(shù)的關(guān)系,直接求出,(或,)的值代入計算即得并不需要求出直線與橢圓的交點坐標(biāo),這種“設(shè)而不求”的方法,在解析幾何中是經(jīng)常采用的解:方法一:設(shè)所求直線

13、方程為代入橢圓方程,整理得: 設(shè)直線與橢圓的交點為,則、是的兩根,為中點,所求直線方程為 方法二:設(shè)直線與橢圓交點,為中點,又,在橢圓上,兩式相減得,即直線方程為 方法三:設(shè)所求直線與橢圓的一個交點為,另一個交點、在橢圓上,。 從而,在方程的圖形上,而過、的直線只有一條,直線方程為說明:直線與圓錐曲線的位置關(guān)系是重點考查的解析幾何問題,“設(shè)而不求”的方法是處理此類問題的有效方法題型六 軌跡問題這一問題難,但是解決法非常多,有如下幾種。1.直接法:根據(jù)條件,建立坐標(biāo)系,設(shè)動點(x,y),直接列出動點所應(yīng)滿足的方程。2.代入法:一個是動點Q(x0,y0)在已知曲線F(x,y)=0,上運動,而動點P

14、(x,y)與Q點滿足某種關(guān)系,要求P點的軌跡。其關(guān)鍵是列出P、Q兩點的關(guān)系式3.定義法:通過對軌跡點的分析,發(fā)現(xiàn)與某個圓錐曲線的定義相符,則通過這個定義求出方程。4.參數(shù)法:在x,y間的方程F(x,y)=0難以直接求得時,往往用(t為參數(shù))來反映x,y之間的關(guān)系。常用的參數(shù)有斜率k與角等。例:的一邊的的頂點是B(0,6)和C(0,-6),另兩邊斜率的乘積是,求頂點A的軌跡方程:解:設(shè),由題設(shè)得?;喌酶奖恚豪}例1 已知橢圓的一個焦點為(0,2)求的值分析:把橢圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,由,根據(jù)關(guān)系可求出的值解:方程變形為因為焦點在軸上,所以,解得又,所以,適合故例2 已知橢圓的中心在原點,且經(jīng)過

15、點,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程分析:因橢圓的中心在原點,故其標(biāo)準(zhǔn)方程有兩種情況根據(jù)題設(shè)條件,運用待定系數(shù)法,求出參數(shù)和(或和)的值,即可求得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程解:當(dāng)焦點在軸上時,設(shè)其方程為由橢圓過點,知又,代入得,故橢圓的方程為當(dāng)焦點在軸上時,設(shè)其方程為由橢圓過點,知又,聯(lián)立解得,故橢圓的方程為例3 的底邊,和兩邊上中線長之和為30,求此三角形重心的軌跡和頂點的軌跡分析:(1)由已知可得,再利用橢圓定義求解(2)由的軌跡方程、坐標(biāo)的關(guān)系,利用代入法求的軌跡方程解: (1)以所在的直線為軸,中點為原點建立直角坐標(biāo)系設(shè)點坐標(biāo)為,由,知點的軌跡是以、為焦點的橢圓,且除去軸上兩點因,有,故其方程為(2)設(shè),則 由題

16、意有代入,得的軌跡方程為,其軌跡是橢圓(除去軸上兩點)例4 已知點在以坐標(biāo)軸為對稱軸的橢圓上,點到兩焦點的距離分別為和,過點作焦點所在軸的垂線,它恰好過橢圓的一個焦點,求橢圓方程解:設(shè)兩焦點為、,且,從橢圓定義知即從知垂直焦點所在的對稱軸,所以在中,可求出,從而所求橢圓方程為或例5 已知橢圓方程,長軸端點為,焦點為,是橢圓上一點,求:的面積(用、表示)分析:求面積要結(jié)合余弦定理及定義求角的兩鄰邊,從而利用求面積解:如圖,設(shè),由橢圓的對稱性,不妨設(shè),由橢圓的對稱性,不妨設(shè)在第一象限由余弦定理知: 由橢圓定義知: ,則得 故 例6 已知動圓過定點,且在定圓的內(nèi)部與其相內(nèi)切,求動圓圓心的軌跡方程分析

17、:關(guān)鍵是根據(jù)題意,列出點P滿足的關(guān)系式解:如圖所示,設(shè)動圓和定圓內(nèi)切于點動點到兩定點,即定點和定圓圓心距離之和恰好等于定圓半徑,即點的軌跡是以,為兩焦點,半長軸為4,半短軸長為的橢圓的方程:說明:本題是先根據(jù)橢圓的定義,判定軌跡是橢圓,然后根據(jù)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,求軌跡的方程這是求軌跡方程的一種重要思想方法例7 已知橢圓,(1)求過點且被平分的弦所在直線的方程;(2)求斜率為2的平行弦的中點軌跡方程;(3)過引橢圓的割線,求截得的弦的中點的軌跡方程;(4)橢圓上有兩點、,為原點,且有直線、斜率滿足,求線段中點的軌跡方程 分析:此題中四問都跟弦中點有關(guān),因此可考慮設(shè)弦端坐標(biāo)的方法解:設(shè)弦兩端點分別為

18、,線段的中點,則得由題意知,則上式兩端同除以,有,將代入得(1)將,代入,得,故所求直線方程為: 將代入橢圓方程得,符合題意,為所求(2)將代入得所求軌跡方程為: (橢圓內(nèi)部分)(3)將代入得所求軌跡方程為: (橢圓內(nèi)部分)(4)由得 : , , 將平方并整理得, , , 將代入得: , 再將代入式得: , 即 此即為所求軌跡方程當(dāng)然,此題除了設(shè)弦端坐標(biāo)的方法,還可用其它方法解決例8 已知橢圓及直線(1)當(dāng)為何值時,直線與橢圓有公共點?(2)若直線被橢圓截得的弦長為,求直線的方程解:(1)把直線方程代入橢圓方程得 ,即,解得(2)設(shè)直線與橢圓的兩個交點的橫坐標(biāo)為,由(1)得,根據(jù)弦長公式得 :

19、解得方程為說明:處理有關(guān)直線與橢圓的位置關(guān)系問題及有關(guān)弦長問題,采用的方法與處理直線和圓的有所區(qū)別這里解決直線與橢圓的交點問題,一般考慮判別式;解決弦長問題,一般應(yīng)用弦長公式用弦長公式,若能合理運用韋達(dá)定理(即根與系數(shù)的關(guān)系),可大大簡化運算過程例9以橢圓的焦點為焦點,過直線上一點作橢圓,要使所作橢圓的長軸最短,點應(yīng)在何處?并求出此時的橢圓方程解:如圖所示,橢圓的焦點為,點關(guān)于直線的對稱點的坐標(biāo)為(9,6),直線的方程為解方程組得交點的坐標(biāo)為(5,4)此時最小所求橢圓的長軸:,又,因此,所求橢圓的方程為例10 已知方程表示橢圓,求的取值范圍解:由得,且滿足條件的的取值范圍是,且說明:本題易出現(xiàn)

20、如下錯解:由得,故的取值范圍是出錯的原因是沒有注意橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程中這個條件,當(dāng)時,并不表示橢圓例11 已知表示焦點在軸上的橢圓,求的取值范圍分析:依據(jù)已知條件確定的三角函數(shù)的大小關(guān)系再根據(jù)三角函數(shù)的單調(diào)性,求出的取值范圍解:方程可化為因為焦點在軸上,所以因此且從而說明:(1)由橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程知,這是容易忽視的地方(2)由焦點在軸上,知, (3)求的取值范圍時,應(yīng)注意題目中的條件例12求中心在原點,對稱軸為坐標(biāo)軸,且經(jīng)過和兩點的橢圓方程分析:由題設(shè)條件焦點在哪個軸上不明確,橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程有兩種情形,為了計算簡便起見,可設(shè)其方程為(,),且不必去考慮焦點在哪個坐標(biāo)軸上,直接可求出方程解:設(shè)所求橢圓方

21、程為(,)由和兩點在橢圓上可得即所以,故所求的橢圓方程為例13 知圓,從這個圓上任意一點向軸作垂線段,求線段中點的軌跡分析:本題是已知一些軌跡,求動點軌跡問題這種題目一般利用中間變量(相關(guān)點)求軌跡方程或軌跡解:設(shè)點的坐標(biāo)為,點的坐標(biāo)為,則,因為在圓上,所以將,代入方程得所以點的軌跡是一個橢圓說明:此題是利用相關(guān)點法求軌跡方程的方法,這種方法具體做法如下:首先設(shè)動點的坐標(biāo)為,設(shè)已知軌跡上的點的坐標(biāo)為,然后根據(jù)題目要求,使,與,建立等式關(guān)系,從而由這些等式關(guān)系求出和代入已知的軌跡方程,就可以求出關(guān)于,的方程,化簡后即我們所求的方程這種方法是求軌跡方程的最基本的方法,必須掌握例14 已知長軸為12

22、,短軸長為6,焦點在軸上的橢圓,過它對的左焦點作傾斜解為的直線交橢圓于,兩點,求弦的長分析:可以利用弦長公式求得,也可以利用橢圓定義及余弦定理,還可以利用焦點半徑來求解:(法1)利用直線與橢圓相交的弦長公式求解因為,所以因為焦點在軸上,所以橢圓方程為,左焦點,從而直線方程為由直線方程與橢圓方程聯(lián)立得:設(shè),為方程兩根,所以, 從而(法2)利用橢圓的定義及余弦定理求解由題意可知橢圓方程為,設(shè),則,在中,即;所以同理在中,用余弦定理得,所以(法3)利用焦半徑求解先根據(jù)直線與橢圓聯(lián)立的方程求出方程的兩根,它們分別是,的橫坐標(biāo)再根據(jù)焦半徑,從而求出例15橢圓上的點到焦點的距離為2,為的中點,則(為坐標(biāo)原點)的值為A4B2 C8 D解:如圖所示,設(shè)橢圓的另一個焦點為,由橢圓第一定義得,所以,又因為為的中位線,所以,故答案為A說明:(1)橢圓定義:平面內(nèi)與兩定點的距離之和等于常數(shù)(大于)的點的軌跡叫做橢圓(2)橢圓上的點必定適合橢圓的這一定義,即,利用這個等式可以解決橢圓上的點與焦點的有關(guān)距離例16 已知橢圓,試確定的取值范圍,使得對于直線,橢圓上有不同的兩點關(guān)于該直線對稱分析:若設(shè)橢圓上,兩點關(guān)于直線對稱,則已知條件等價于:(1)直線;(2)弦的中點在上利用上述條件建立的不等式即可求得的取值范圍解:(法1)設(shè)橢圓上,兩點

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