高中理科椭圆的典型例题

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典型例题一

例1 椭圆的一个顶点为()02,

A ,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程. 分析:题目没有指出焦点的位置,要考虑两种位置.

解:(1)当()02,

A 为长轴端点时,2=a ,1=b , 椭圆的标准方程为:11

42

2=+

y x ; (2)当()02,

A 为短轴端点时,2=b ,4=a , 椭圆的标准方程为:116

42

2=+

y x ; 说明:椭圆的标准方程有两个,给出一个顶点的坐标和对称轴的位置,是不能确定椭圆的横竖的,因而要考虑两种情况.

典型例题二

例2 一个椭圆的焦点将其准线间的距离三等分,求椭圆的离心率.

解:3

1

222⨯⨯=c a c ∴223a c =, ∴3

331-=

e . 说明:求椭圆的离心率问题,通常有两种处理方法,一是求a ,求c ,再求比.二是列含a 和c 的齐次方程,再化含e 的方程,解方程即可.

典型例题三

例3 已知中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆与直线01=-+y x 交于A 、B 两点,M 为AB 中点,

OM 的斜率为0.25,椭圆的短轴长为2,求椭圆的方程.

解:由题意,设椭圆方程为1222

=+y a

x ,

由⎪⎩⎪⎨⎧=+=-+1012

22y a

x y x ,得()0212

22=-+x a x a , ∴222112a a x x x M +=+=,211

1a x y M M +=-=, 41

12===

a

x y k M M OM ,∴42=a , ∴14

22

=+y x 为所求. 说明:(1)此题求椭圆方程采用的是待定系数法;(2)直线与曲线的综合问题,经常要借用根与系数的关系,来解决弦长、弦中点、弦斜率问题.

典型例题四

例4椭圆19252

2=+y x 上不同三点()11y x A ,,⎪⎭

⎝⎛594,B ,()22y x C ,与焦点()04,F 的距离成等差数列.

(1)求证821=+x x ;

(2)若线段AC 的垂直平分线与x 轴的交点为T ,求直线BT 的斜率k . 证明:(1)由椭圆方程知5=a ,3=b ,4=c . 由圆锥曲线的统一定义知:

a c x c

a AF =

-12

,∴115

4

5x ex a AF -=-=. 同理2545x CF -=.∵BF CF AF 2=+,且5

9

=BF ,

∴51854554521=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝

-x x ,即821=+x x .

(2)因为线段AC 的中点为⎪⎭⎫

⎝⎛+2421y y ,,所以它的垂直平分线方程为

()422

12

121---=

+-

x y y x x y y y . 又∵点T 在x 轴上,设其坐标为()00,x ,代入上式,得()

212

2

21024x x y y x --=-

又∵点()11y x A ,,()22y x B ,都在椭圆上, ∴()

21212525

9

x y -=

()

2

2

222525

9x y -=

∴()()21212

22125

9x x x x y y -+-=-.

将此式代入①,并利用821=+x x 的结论得25

36

40-

=-x ∴4

540

590=--=x k BT .

典型例题五

例5 已知椭圆13

42

2=+y

x ,1F 、2F 为两焦点,问能否在椭圆上找一点M ,使M 到左准线l 的距离MN

是1MF 与2MF 的等比中项?若存在,则求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.

解:假设M 存在,设()11y x M ,,由已知条件得

2=a ,3=b ,∴1=c ,2

1

=

e . ∵左准线l 的方程是4-=x , ∴14x MN +=. 又由焦半径公式知:

111212x ex a MF -=-=,1122

1

2x ex a MF +=+=. ∵2

12MF MF MN ⋅=,∴()⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+112

12122124x x x . 整理得048325121=++x x . 解之得41-=x 或5

12

1-

=x .① 另一方面221≤≤-x .②

则①与②矛盾,所以满足条件的点M 不存在. 说明:

(1)利用焦半径公式解常可简化解题过程.

(2)本例是存在性问题,解决存在性问题,一般用分析法,即假设存在,根据已知条件进行推理和运算.进而根据推理得到的结果,再作判断.

(3)本例也可设()

θθsin 3cos 2,M 存在,推出矛盾结论(读者自己完成).

典型例题六

例6 已知椭圆1222=+y x ,求过点⎪⎭

⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在的直线方程.

分析一:已知一点求直线,关键是求斜率,故设斜率为k ,利用条件求k . 解法一:设所求直线的斜率为k ,则直线方程为⎪⎭⎫ ⎝

-=-

2121x k y .代入椭圆方程,并整理得 ()()

02

3

21222122

2

2

=+-+--+k k x k k

x k .

由韦达定理得2

2212122k

k

k x x +-=+. ∵P 是弦中点,∴121=+x x .故得21

-=k .

所以所求直线方程为0342=-+y x .

分析二:设弦两端坐标为()11y x ,、()22y x ,,列关于1x 、2x 、1y 、2y 的方程组,从而求斜率:212

1x x y y --.

解法二:设过⎪⎭

⎝⎛2121,P 的直线与椭圆交于()11y x A ,、()22y x B ,,则由题意得

⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=+=+=+④

1.

③1②12

①1221212

2222

121y y x x y x y x ,,, ①-②得02

2

2212

221=-+-y y x x .⑤