椭圆的简单几何性质典型例题[1]

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1 / 20 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:11422yx; (2)当02,A为短轴端点时,2b,4a, 椭圆的标准方程为:116422yx; 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:31222cac ∴223ac,

∴3331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yx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yax, 2 / 20

由101222yaxyx,得021222xaxa, ∴222112aaxxxM,2111axyMM, 4112axyk

MM

OM,∴4

2a,

∴1422yx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192522yx上不同三点11yxA,,594,B,22yxC,与焦点04,F的距离成等差数列. (1)求证821xx; (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:acxcaAF12,

∴ 11545xexaAF. 同理 2545xCF. ∵ BFCFAF2,且59BF,

∴ 51854554521xx, 即 821xx. (2)因为线段AC的中点为2421yy,,所以它的垂直平分线方程为 3 / 20

42212121xyyxxyyy.

又∵点T在x轴上,设其坐标为00,x,代入上式,得 21

2221024xxyyx



又∵点11yxA,,22yxB,都在椭圆上, ∴ 212125259xy 222

225259xy

∴ 21212221259xxxxyy. 将此式代入①,并利用821xx的结论得

253640x

∴ 4540590xkBT.

典型例题五 例5 已知椭圆13422yx,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11yxM,,由已知条件得

2a,3b,∴1c,21e.

∵左准线l的方程是4x, ∴14xMN. 又由焦半径公式知: 4 / 20

1112

12xexaMF,

1122

12xexaMF.

∵212MFMFMN, ∴11212122124xxx. 整理得048325121xx. 解之得41x或5121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sin3cos2,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yx,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2121xky.代入椭圆方程,并整理得 0232122212222kkxkkxk.

由韦达定理得22212122kkkxx. ∵P是弦中点,∴121xx.故得21k. 所以所求直线方程为0342yx. 5 / 20

分析二:设弦两端坐标为11yx,、22yx,,列关于1x、2x、1y、2y的方程组,从而求斜率:2121xxyy.

解法二:设过2121,P的直线与椭圆交于11yxA,、22yxB,,则由题意得





④1.③1②12①12212122222121yyxxyxyx,,,

①-②得0222212221yyxx. ⑤ 将③、④代入⑤得212121xxyy,即直线的斜率为21. 所求直线方程为0342yx. 说明: (1)有关弦中点的问题,主要有三种类型:过定点且被定点平分的弦;平行弦的中点轨迹;过定点的弦中点轨迹. (2)解法二是“点差法”,解决有关弦中点问题的题较方便,要点是巧代斜率. (3)有关弦及弦中点问题常用的方法是:“韦达定理应用”及“点差法”.有关二次曲线问题也适用.

典型例题七 例7 求适合条件的椭圆的标准方程. (1)长轴长是短轴长的2倍,且过点62,; (2)在x轴上的一个焦点与短轴两端点的联机互相垂直,且焦距为6.

分析:当方程有两种形式时,应分别求解,如(1)题中由12222byax求出1482a,

372b,在得方程13714822yx后,不能依此写出另一方程13714822xy. 6 / 20

解:(1)设椭圆的标准方程为12222byax或12222bxay. 由已知ba2. ① 又过点62,,因此有

1622222ba或1262222

ba. ②

由①、②,得1482a,372b或522a,132b.故所求的方程为 13714822yx或1135222xy.

(2)设方程为12222byax.由已知,3c,3cb,所以182a.故所求方程为191822yx. 说明:根据条件求椭圆的标准方程的思路是“选标准,定参数”.关键在于焦点的位置是否确定,若不能确定,应设方程12222byax或12222bxay.

典型例题八 例8 椭圆1121622yx的右焦点为F,过点31,A,点M在椭圆上,当MFAM2为最小值时,求点M的坐标. 分析:本题的关键是求出离心率21e,把MF2转化为M到右准线的距离,从而得

最小值.一般地,求MFeAM1均可用此法. 解:由已知:4a,2c.所以21e,右准线8xl:.

过A作lAQ,垂足为Q,交椭圆于M,故

MFMQ2.显然MFAM2的最小值为AQ,即M 7 / 20

为所求点,因此3My,且M在椭圆上.故32Mx.所以332,M. 说明:本题关键在于未知式MFAM2中的“2”的处理.事实上,如图,21e,即MF是M到右准线的距离的一半,即图中的MQ,问题转化为求椭圆上一点M,使M到A的距离与到右准线距离之和取最小值.

典型例题九 例9 求椭圆1322yx上的点到直线06yx的距离的最小值. 分析:先写出椭圆的参数方程,由点到直线的距离建立三角函数关系式,求出距离的最小值.

解:椭圆的参数方程为.sincos3yx,设椭圆上的点的坐标为sincos3,,则点到直线的距离为

263sin226sincos3d.

当13sin时,22最小值d. 说明:当直接设点的坐标不易解决问题时,可建立曲线的参数方程.

典型例题十 例10 设椭圆的中心是坐标原点,长轴在x轴上,离心率23e,已知点230,P到这个椭圆上的点的最远距离是7,求这个椭圆的方程,并求椭圆上的点P的距离等于7的点的坐标. 分析:本题考查椭圆的性质、距离公式、最大值以及分析问题的能力,在求d的最大值时,要注意讨论b的取值范围.此题可以用椭圆的标准方程,也可用椭圆的参数方程,要善于应用不等式、平面几何、三角等知识解决一些综合性问题,从而加强等价转换、形数结合的思想,提高逻辑推理能力.