典型例題一
例1 橢圓的一個(gè)頂點(diǎn)為A?2,0?,其長(zhǎng)軸長(zhǎng)是短軸長(zhǎng)的2倍,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程. 分析:題目沒(méi)有指出焦點(diǎn)的位置,要考慮兩種位置. 解:(1)當(dāng)A?2,0?為長(zhǎng)軸端點(diǎn)時(shí),a?2,b?1,
x
2
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:
4
y
2
1
1;
(2)當(dāng)A?2,0?為短軸端點(diǎn)時(shí),b?2,a?4,
x
2
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:
4
y
2
16
1;
說(shuō)明:橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有兩個(gè),給出一個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)和對(duì)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.
典型例題二
例2 一個(gè)橢圓的焦點(diǎn)將其準(zhǔn)線間的距離三等分,求橢圓的離心率. 解:?2c?
a
2
c
33
2?
13
∴3c2?a2,
∴e?
3
.
說(shuō)明:求橢圓的離心率問(wèn)題,通常有兩種處理方法,一是求a,求c,再求比.二是列含a和c的齊次方程,再化含e的方程,解方程即可.
典型例題三
例3 已知中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上的橢圓與直線x?y?1?0交于A、B兩點(diǎn),M為AB中點(diǎn),OM的斜率為0.25,橢圓的短軸長(zhǎng)為2,求橢圓的方程.
解:由題意,設(shè)橢圓方程為
xa
22
y?1,
2
1 / 20
x?y?1?0?2由?x2,得?1?a?x2?2a2x?0,
2
2?y?1?a
∴xM?
x1?x2
2yMxM
2
1?aa
2
2
,yM?1?xM?
11?a
2
,
kOM?
1a
2
14
,∴a2?4,
∴
x
2
4
y?1為所求.
說(shuō)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(wèn)題,經(jīng)常要借用根與系數(shù)的關(guān)系,來(lái)解決弦長(zhǎng)、弦中點(diǎn)、弦斜率問(wèn)題.
典型例題四
例4橢圓
x
2
25
y9
2
9?
1上不同三點(diǎn)A?x1,y1?,B?4?,C?x2,y2?與焦點(diǎn)F?4,0?的
5?
距離成等差數(shù)列.
(1)求證x1?x2?8;
(2)若線段AC的垂直平分線與x軸的交點(diǎn)為T,求直線BT的斜率k. 證明:(1)由橢圓方程知a?5,b?3,c?4. 由圓錐曲線的統(tǒng)一定義知:
AFa
2
ca
,
c
x1
∴ AF?a?ex1?5?同理 CF?5?
45
45
x1.
x2.
95
∵ AF?CF?2BF,且BF?
4
,
∴ ?5?
4???18
, x1???5?x2??
5??55?
即 x1?x2?8.
(2)因?yàn)榫€段AC的中點(diǎn)為?41
y?y2?
,所以它的垂直平分線方程為 2?
2 / 20
y?
y1?y2
2
x1?x2y1?y2
x?4?.
又∵點(diǎn)T在x軸上,設(shè)其坐標(biāo)為?x0,0?,代入上式,得 x0?4?
y1?y2
2
2
2?x1?x2?
又∵點(diǎn)A?x1,y1?,B?x2,y2?都在橢圓上, ∴ y12? y2?
22
925925
2
25?x?
2
1
25?x?
22
∴ y1?y2??
925
x1?x2??x1?x2?.
將此式代入①,并利用x1?x2?8的結(jié)論得 x0?4??
9
3625
∴ kBT
0
5??.
4?x04
典型例題五
例5 已知橢圓
x
2
2
4
y3
1,F(xiàn)1、F2為兩焦點(diǎn),問(wèn)能否在橢圓上找一點(diǎn)M,使M到
左準(zhǔn)線l的距離MN是MF1與MF2的等比中項(xiàng)?若存在,則求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:假設(shè)M存在,設(shè)M?x1,y1?,由已知條件得
a?2,b?
3,∴c?1,e?
12
.
∵左準(zhǔn)線l的方程是x??4, ∴MN?4?x1. 又由焦半徑公式知:
3 / 20
MF1?a?ex1?2?MF2?a?ex1?2?
1212
x1, x1.
∵M(jìn)N
2
MF1?MF2,
2
∴?x1?4???2?
1
1???
x1??2?x1?. 2??2?
整理得5x12?32x1?48?0. 解之得x1??4或x1??
125
. ①
另一方面?2?x1?2. ② 則①與②矛盾,所以滿足條件的點(diǎn)M不存在.
說(shuō)明:
(1)利用焦半徑公式解??珊?jiǎn)化解題過(guò)程.
(2)本例是存在性問(wèn)題,解決存在性問(wèn)題,一般用分析法,即假設(shè)存在,根據(jù)已知條件進(jìn)行推理和運(yùn)算.進(jìn)而根據(jù)推理得到的結(jié)果,再作判斷.
(3)本例也可設(shè)M2cos?3sin?存在,推出矛盾結(jié)論(讀者自己完成).
典型例題六
例6 已知橢圓
x
11?2
y?1,求過(guò)點(diǎn)P??且被P平分的弦所在的直線方程. 2?22?
2
分析一:已知一點(diǎn)求直線,關(guān)鍵是求斜率,故設(shè)斜率為k,利用條件求k. 解法一:設(shè)所求直線的斜率為k,則直線方程為y?整理得
1
1??
k?x??.代入橢圓方程,并22??
1?2k?x
2
2
2k?2kx?
2
2
12
k?k?
2
32
0.
由韋達(dá)定理得x1?x2?
2k?2k1?2k
2
.
12
∵P是弦中點(diǎn),∴x1?x2?1.故得k??所以所求直線方程為2x?4y?3?0.
.
4 / 20
分析二:設(shè)弦兩端坐標(biāo)為?x1,y1?、?x2,y2?,列關(guān)于x1、x2、y1、y2的方程組,從而求斜率:
y1?y2x1?x2
.
解法二:設(shè)過(guò)P??的直線與橢圓交于A?x1,y1?、B?x2,y2?,則由題意得
22?
11?
x122
y1?1,?2?2?x22
y2?1,??2
x1?x2?1,?
y1?y2?1.
①② ③④
2
2
2
①-②得
x1?x2
2
2
y1?y2?0. ⑤
y1?y2x1?x2
12
12
將③、④代入⑤得??,即直線的斜率為?.
所求直線方程為2x?4y?3?0.
說(shuō)明:
(1)有關(guān)弦中點(diǎn)的問(wèn)題,主要有三種類型:過(guò)定點(diǎn)且被定點(diǎn)平分的弦;平行弦的中點(diǎn)軌跡;過(guò)定點(diǎn)的弦中點(diǎn)軌跡.
(2)解法二是“點(diǎn)差法”,解決有關(guān)弦中點(diǎn)問(wèn)題的題較方便,要點(diǎn)是巧代斜率. (3)有關(guān)弦及弦中點(diǎn)問(wèn)題常用的方法是:“韋達(dá)定理應(yīng)用”及“點(diǎn)差法”.有關(guān)二次曲線問(wèn)題也適用.
典型例題七
例7 求適合條件的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
6?; (1)長(zhǎng)軸長(zhǎng)是短軸長(zhǎng)的2倍,且過(guò)點(diǎn)?2,
(2)在x軸上的一個(gè)焦點(diǎn)與短軸兩端點(diǎn)的聯(lián)機(jī)互相垂直,且焦距為6. 分析:當(dāng)方程有兩種形式時(shí),應(yīng)分別求解,如(1)題中由
xa
222
ybx
22
1求出a?148,
2
b?37,在得方程
2
x
2
148
y
2
37
1后,不能依此寫出另一方程
y
2
148
37
1.
5 / 20
為所求點(diǎn),因此yM?3,且M在橢圓上.故xM?23.所以M233.
說(shuō)明:本題關(guān)鍵在于未知式AM?2MF中的“2”的處理.事實(shí)上,如圖,e?
12
,
即MF是M到右準(zhǔn)線的距離的一半,即圖中的MQ,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求橢圓上一點(diǎn)M,使M到A的距離與到右準(zhǔn)線距離之和取最小值.
典型例題九
例9 求橢圓
x
2
3
y?1上的點(diǎn)到直線x?y?6?0的距離的最小值.
2
分析:先寫出橢圓的參數(shù)方程,由點(diǎn)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?直線的距離為
3cos??sin??6d?
2
2sin?????6
3?
2
x?
3cos?,
設(shè)橢圓上的點(diǎn)的坐標(biāo)為
y?sin?.
3cos?,sin?,則點(diǎn)到
.
當(dāng)sin?
1時(shí),d最小值?22. ?3?
說(shuō)明:當(dāng)直接設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)不易解決問(wèn)題時(shí),可建立曲線的參數(shù)方程.
典型例題十
例10 設(shè)橢圓的中心是坐標(biāo)原點(diǎn),長(zhǎng)軸在x軸上,離心率e?
32
3?2?
,已知點(diǎn)P?0?到
這個(gè)橢圓上的點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離是7,求這個(gè)橢圓的方程,并求橢圓上的點(diǎn)P的距離等于7的點(diǎn)的坐標(biāo).
分析:本題考查橢圓的性質(zhì)、距離公式、最大值以及分析問(wèn)題的能力,在求d的最大值時(shí),要注意討論b的取值范圍.此題可以用橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,也可用橢圓的參數(shù)方程,要
善于應(yīng)用不等式、平面幾何、三角等知識(shí)解決一些綜合性問(wèn)題,從而加強(qiáng)等價(jià)轉(zhuǎn)換、形數(shù)結(jié)合的思想,提高邏輯推理能力.
7 / 20
解法一:設(shè)所求橢圓的直角坐標(biāo)方程是
xa
22
yb
22
1,其中a?b?0待定.
由e?
2
ca
22
a?ba
2
22
1?
ba
22
可得
ba
e?
2
34
12
,即a?2b.
設(shè)橢圓上的點(diǎn)?x,y?到點(diǎn)P的距離是d,則
2
3?y?9?2?2
x??y???a?1??y?3y? 2??2?b?4??
2
2
2
d
2
1??
4b?3y?3y???3?y???4b2?3
42??
2
2
9
其中?b?y?b. 如果b?
12
,則當(dāng)y??b時(shí),d2(從而d)有最大值.
2
由題設(shè)得
7?
3??
b??,由此得b?
2??
2
7?
32
12
,與b?
12
矛盾.
因此必有b?由題設(shè)得
12
2
成立,于是當(dāng)y??
12
時(shí),d2(從而d)有最大值.
7?
2
4b?3,可得b?1,a?2.
∴所求橢圓方程是
x
2
4
y
2
1
1.
由y??
12
及求得的橢圓方程可得,橢圓上的點(diǎn)??
3,?
1??
,點(diǎn)?2??
3,?
1?
到點(diǎn)2?
3?
P?0?的距離是7. ?2?
x?acos??y?bsin?
解法二:根據(jù)題設(shè)條件,可取橢圓的參數(shù)方程是?
0???2?,?為參數(shù).
,其中a?b?0,待定,
由e?
2
ca
22
a?ba
2
22
b?
1???可得
a?
2
8 / 20
ba
e?
2
34
12
,即a?2b.
設(shè)橢圓上的點(diǎn)?x,y?到點(diǎn)P?0?的距離為d,則
2?
2
2
3?
d
2
3?3???22
x??y???acos???bsin???
2?2???
2
4b2?3b2sin2??3bsin??
2
94
1??2
3b2?sin????4b?3
2b??
如果
12b
1,即b?
12
,則當(dāng)sin???1時(shí),d2(從而d)有最大值.
2
由題設(shè)得成立.
7?
2
3??
b??,由此得b?
2??12b
7?
32
12
,與b?
12
矛盾,因此必有
12b
1
于是當(dāng)sin???由題設(shè)知
時(shí)d2(從而d)有最大值.
7?
2
2
4b?3,∴b?1,a?2.
x?2cos?
∴所求橢圓的參數(shù)方程是?.
y?sin??
12
由sin???
,cos???
32
,可得橢圓上的是??
3,?
1??
,?2??
3,?
1?
. 2?
典型例題十一
例11 設(shè)x,y?R,2x?3y?6x,求x?y?2x的最大值和最小值. 分析:本題的關(guān)鍵是利用形數(shù)結(jié)合,觀察方程2x?3y?6x與橢圓方程的結(jié)構(gòu)一致.設(shè)x?y?2x?m,顯然它表示一個(gè)圓,由此可以畫出圖形,考慮橢圓及圓的位置關(guān)系求得最值.
解:由2x?3y?6x,得
2
2
2
2
2
2
22
22
9 / 20
3??
2?x??y?? ??1
93????
2?4?
2
可見(jiàn)它表示一個(gè)橢圓,其中心在?點(diǎn).
設(shè)x2?y2?2x?m,則 ?x?1??y2?m?1
2
3
,0?點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,且過(guò)(0,0)點(diǎn)和(3,0)?2?
它表示一個(gè)圓,其圓心為(-1,0)半徑為m?1?m??1?.
在同一坐標(biāo)系中作出橢圓及圓,如圖所示.觀察圖形可知,當(dāng)圓過(guò)(0,0)點(diǎn)時(shí),半徑最小,即m?1?1,此時(shí)m?0;當(dāng)圓過(guò)(3,0)點(diǎn)時(shí),半徑最大,即m?1?4,∴m?15.
∴x2?y2?2x的最小值為0,最大值為15.
典型例題十二
xy
例12 已知橢圓C2?2?1?a?b?0?,A、B是其長(zhǎng)軸的兩個(gè)端點(diǎn).
ab
b如何變化,?APB?120.(1)過(guò)一個(gè)焦點(diǎn)F作垂直于長(zhǎng)軸的弦PP?,求證:不論a、
22
(2)如果橢圓上存在一個(gè)點(diǎn)Q,使?AQB?120,求C的離心率e的取值范圍. 分析:本題從已知條件出發(fā),兩問(wèn)都應(yīng)從?APB和?AQB的正切值出發(fā)做出估計(jì),因
10 / 20
此要從點(diǎn)的坐標(biāo)、斜率入手.本題的第(2)問(wèn)中,其關(guān)鍵是根據(jù)什么去列出離心率e滿足的不等式,只能是橢圓的固有性質(zhì):x?a,y?b,根據(jù)?AQB?120?得到
2ayx?y?a
2
2
2
將x?a???3,
22
ab
22
2
b、消去x,用a、以便利用y?bc表示y,y代入,
列出不等式.這里要求思路清楚,計(jì)算準(zhǔn)確,一氣呵成.
解:(1)設(shè)F?c,0?,B?a,0?,A??a,0?. ?x?c?b2
P? ?22
2222?ca
bx?ay?ab
于是kAP?
b
2
a?c?a?
,kBP?
b
2
a?c?a?
.
∵?APB是AP到BP的角.
b
2
∴tan?APB?
ac?a1?
2
b
4
2
ac?a2
2
b
2ac
2
2
ac?a
∵a2?c2 ∴tan?APB??2
故tan?APB??3 ∴?APB?120?. (2)設(shè)Q?x,y?,則kQA?
yx?a
,kQB?
yx?a
.
由于對(duì)稱性,不妨設(shè)y?0,于是?AQB是QA到QB的角.
y
y
2ay? 2222
yx?y?a
2
∴tan?AQB?1?
x?a
2
∵?AQB?120, ∴
2ayx?y?a
2
2
2
3
222
整理得3?x?y?a??2ay?0
∵x?a?
22
ab
22
y
2
2
a?2
∴3??1?b2?y?2ay?0
11 / 20
PF1?4b?PF2?4b?b?3b.
由橢圓第二定義,
PF1d1
e,d1為P到左準(zhǔn)線的距離,
∴d1?
PF1e
23b,
即P到左準(zhǔn)線的距離為23b.
PF2d2
解法二:∵
e,d2為P到右準(zhǔn)線的距離,e?
ca
32
,
∴d2?
PF2e
233
b.
又橢圓兩準(zhǔn)線的距離為2?
a
2
c
833
b.
∴P到左準(zhǔn)線的距離為
833
b?
233
b?23b.
說(shuō)明:運(yùn)用橢圓的第二定義時(shí),要注意焦點(diǎn)和準(zhǔn)線的同側(cè)性.否則就會(huì)產(chǎn)生誤解. 橢圓有兩個(gè)定義,是從不同的角度反映橢圓的特征,解題時(shí)要靈活選擇,運(yùn)用自如.一般地,如遇到動(dòng)點(diǎn)到兩個(gè)定點(diǎn)的問(wèn)題,用橢圓第一定義;如果遇到動(dòng)點(diǎn)到定直線的距離問(wèn)題,則用橢圓的第二定義.
典型例題十五
x?4cos?,?
例15 設(shè)橢圓?(?為參數(shù))上一點(diǎn)P與x軸正向所成角?POx?,求
3?y?23sin?.P點(diǎn)坐標(biāo).
分析:利用參數(shù)?與?POx之間的關(guān)系求解.
解:設(shè)P(4cos?,23sin?),由P與x軸正向所成角為
3
23sin?4cos?
3
,
∴tan?,即tan??2.
而sin??0,cos??0,由此得到cos??
55
,sin??
255
,
∴P點(diǎn)坐標(biāo)為(
455
,
45
).
13 / 20
典型例題十六
例16 設(shè)P(x0,y0)是離心率為e的橢圓
xa
22
22
yb
1 (a?b?0)上的一點(diǎn),P到左焦
點(diǎn)F1和右焦點(diǎn)F2的距離分別為r1和r2,求證:r1?a?ex0,r2?a?ex0.
分析:本題考查橢圓的兩個(gè)定義,利用橢圓第二定義,可將橢圓上點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到相應(yīng)準(zhǔn)線距離.
解:P點(diǎn)到橢圓的左準(zhǔn)線l:x??
PF1PQ
a
2
c
的距離,PQ?x0?
a
2
c
,
由橢圓第二定義,?e,
∴r1?ePQ?a?ex0,由橢圓第一定義,r2?2a?r1?a?ex0.
說(shuō)明:本題求證的是橢圓的焦半徑公式,在解決與橢圓的焦半徑(或焦點(diǎn)弦)的有關(guān)問(wèn)題時(shí),有著廣泛的應(yīng)用.請(qǐng)寫出橢圓焦點(diǎn)在y軸上的焦半徑公式.
典型例題十七
例17 已知橢圓
P是橢圓上一點(diǎn).
2
2
x
9
y
5
1內(nèi)有一點(diǎn)A(1,1),F(xiàn)1、F2分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)
(1) 求PA?PF1的最大值、最小值及對(duì)應(yīng)的點(diǎn)P坐標(biāo); (2) 求PA?
32
PF2的最小值及對(duì)應(yīng)的點(diǎn)P的坐標(biāo).
分析:本題考查橢圓中的最值問(wèn)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(yùn)用數(shù)形結(jié)合,就能簡(jiǎn)捷求解.
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解:
(1)如上圖,2a?6,F(xiàn)2(2,0),AF2?PF1?PF2?2a?6
2,設(shè)P是橢圓上任一點(diǎn),由
,
PA?PF2?AF2
,∴
PA?PF1?PF1?PF2?AF2?2a?AF2?6?等號(hào)僅當(dāng)PA?PF2?AF2時(shí)成2,
立,此時(shí)P、A、F2共線.
由PA?PF2?AF2,∴PA?PF1?PF1?PF2?AF2?2a?AF2?6?號(hào)僅當(dāng)PA?PF2?AF2時(shí)成立,此時(shí)P、A、F2共線.
x?y?2?0,
建立A、F2的直線方程x?y?2?0,解方程組?2得兩交點(diǎn) 2
5x?9y?45?
P1(97?1514
2,
57?1514
2)、P2(
97?1514
2,
57?1514
2).
2,等
綜上所述,P點(diǎn)與P1重合時(shí),PA?PF1取最小值6?PA?PF2取最大值6?
2.
2,P點(diǎn)與P2重合時(shí),
(2)如下圖,設(shè)P是橢圓上任一點(diǎn),作PQ垂直橢圓右準(zhǔn)線,Q為垂足,由a?3,c?2,
23
∴e?
32
.由橢圓第二定義知
PF2PQ
e?
23
,∴PQ?
32
PF2
,∴
PA?
PF2?PA?PQ,要使其和最小需有A、P、Q共線,即求A到右準(zhǔn)線距離.右
92
準(zhǔn)線方程為x?.
15 / 20
∴A到右準(zhǔn)線距離為
6551e
72
.此時(shí)P點(diǎn)縱坐標(biāo)與A點(diǎn)縱坐標(biāo)相同為1,代入橢圓得滿足條
件的點(diǎn)P坐標(biāo)(,1).
說(shuō)明:求PA?
PF2的最小值,就是用第二定義轉(zhuǎn)化后,過(guò)A向相應(yīng)準(zhǔn)線作垂線段.巧
用焦點(diǎn)半徑PF2與點(diǎn)準(zhǔn)距PQ互化是解決有關(guān)問(wèn)題的重要手段.
典型例題十八
例18 (1)寫出橢圓
x
2
2
9
y
4
1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(jiǎn)化運(yùn)算和減少未知數(shù)的個(gè)數(shù),常用橢圓的參數(shù)方程表示曲線上一點(diǎn)坐標(biāo),所求問(wèn)題便化歸為三角問(wèn)題.
x?3cos?
解:(1) ?(??R).
y?2sin??
(2)設(shè)橢圓內(nèi)接矩形面積為S,由對(duì)稱性知,矩形的鄰邊分別平行于x軸和y軸,設(shè)
(3cos?,2sin?)為矩形在第一象限的頂點(diǎn),(0???
2),
則S?4?3cos??2sin??12sin2??12
故橢圓內(nèi)接矩形的最大面積為12.
說(shuō)明:通過(guò)橢圓參數(shù)方程,轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)的最值問(wèn)題,一般地,與圓錐曲線有關(guān)的最值問(wèn)題,用參數(shù)方程形式較簡(jiǎn)便.
典型例題十九
例19 已知F1,F(xiàn)2是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),P是橢圓上一點(diǎn),且?F1PF2?60?. (1)求橢圓離心率的取值范圍;
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(2)求證?PF1F2的面積與橢圓短軸長(zhǎng)有關(guān). 分析:不失一般性,可以設(shè)橢圓方程為
xa
22
yb
22
,P(x1,y1)(y1?0). ?1(a?b?0)
KPF2?KPF11?KPF2KPF1
2
思路一:根據(jù)題設(shè)容易想到兩條直線的夾角公式,即tan60???3,設(shè)
P(x1,y1),F(xiàn)1(?c,0),F(xiàn)2(c,0),化簡(jiǎn)可得
x1a
2
3x1?
2
3y1?2cy1?
2
3c?0.又
2
y1b
2
2
1,兩方程聯(lián)立消去x1得3cy1?2bcy1?
2222
3b?0,由y1?(0,b],可以
4
確定離心率的取值范圍;解出y1可以求出?PF1F2的面積,但這一過(guò)程很繁.
思路二:利用焦半徑公式PF1?a?ex1,PF2?a?ex1,在?PF1F2中運(yùn)用余弦定理,求x1,再利用x1?[?a,a],可以確定離心率e的取值范圍,將x1代入橢圓方程中求y1,便可求出?PF1F2的面積.
思路三:利用正弦定理、余弦定理,結(jié)合PF1?PF2?2a求解.
xa
22
解:(法1)設(shè)橢圓方程為
c?0,
yb
22
,P(x1,y1),F(xiàn)1(?c,0),F(xiàn)2(c,0),?1(a?b?0)
則PF1?a?ex1,PF2?a?ex1. 在?PF1F2中,由余弦定理得
cos60??
12?
(a?ex1)?(a?ex1)?4c
2(a?ex1)(a?ex1)
2
2
2
2
,
解得x1?
2
2
4c?a3e
2
2
.
2
(1)∵x1?(0,a],
∴0?
4c?a3e
2
22
a,即4c?a?0.
222
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22?m?n?mn
2?(m?n)?3mn
∵m?n?2a,
∴4c2?4a2?3mn,即mn?
1
23343(a?c)?2243b. 2∴S?PFF?12mnsin60??b. 2
即?PF1F2的面積與橢圓短軸長(zhǎng)有關(guān).
說(shuō)明:橢圓上的一點(diǎn)P與兩個(gè)焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2構(gòu)成的三角形為橢圓的焦點(diǎn)三角形,涉及有
關(guān)焦點(diǎn)三角形問(wèn)題,通常運(yùn)用三角形的邊角關(guān)系定理.解題中通過(guò)變形,使之出現(xiàn)PF1?PF2的結(jié)構(gòu),這樣就可以應(yīng)用橢圓的定義,從而可得到有關(guān)a,c的關(guān)系式,使問(wèn)
題找到解決思路.
典型例題二十
例20 橢圓x
a2222?yb?1(a?b?0)與x軸正向交于點(diǎn)A,若這個(gè)橢圓上總存在點(diǎn)P,
使OP?AP(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),求其離心率e的取值范圍.
分析:∵O、A為定點(diǎn),P為動(dòng)點(diǎn),可以P點(diǎn)坐標(biāo)作為參數(shù),把OP?AP,轉(zhuǎn)化為P點(diǎn)坐標(biāo)的一個(gè)等量關(guān)系,再利用坐標(biāo)的范圍建立關(guān)于a、b、c的一個(gè)不等式,轉(zhuǎn)化為關(guān)于e的不等式.為減少參數(shù),易考慮運(yùn)用橢圓參數(shù)方程.
解:設(shè)橢圓的參數(shù)方程是??x?acos?
y?bsin?(a?b?0),
則橢圓上的點(diǎn)P(acos?,bsin?),A(a,0),
bsin?
acos?bsin?acos??a∵OP?AP,∴???1,
即(a?b)cos??acos??b?0,解得cos??1或cos??
2
222222b222a?b22, ∵?1?cos??1 ∴cos??1(舍去),?1?b2a?b?1,又b?a?c 2
∴0?
ac22?2,
∴e?2
2,又0?e?1,∴2
2?e?1.
說(shuō)明:若已知橢圓離心率范圍(證明?
22,1),求證在橢圓上總存在點(diǎn)P使OP?AP.如何
轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留出處,http://www.wendangku.net/doc/e1204bf9941ea76e58fa04df.html
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