椭圆的参数方程的几点应用

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椭圆的参数方程的几点应用
贵州省习水县第一中学 袁嗣林

椭圆的参数方程是(α是参数,
)。

特别地,以点()为圆心,半径是r的椭圆的参数方程是(α
是参数,r>0)。下面就应用做一些归纳。


1.参数方程在求最值上的应用

例1 求椭圆的内接矩形的面积及周长的最大值。

分析:此题可以设矩形长为x,然后代入椭圆方程解出宽。但因为有参数a,b,所以把式子
列出后都很难解答。而考虑椭圆的参数方程可以迎刃而解。

解:如图,设椭圆的内接矩形在第一象限的顶点是A()
(),矩形的面积和周长分别是S、L。



当且仅当时,,
,此时α存在。

点评:利用参数方程后,再利用三角函数性质可以简化求解的过程和降低求解的难度。

例2 设点P(x,y)在椭圆,试求点P到直线的距离d的最
大值和最小值。

分析:此题可以设点P(x,y),然后代入椭圆方程(1),然后利用点到直
线的距离公式把d表示出来。但仍然很难继续解答。而考虑椭圆的参数方程却可以树立解决
此问题。

解:点P(x,y)在椭圆上,设点P()(α是参数且),

则。

当时,距离d有最小值0,此时椭圆与直线相
切;当时,距离d有最大值2。

点评:在求解最值问题时,尤其是求与圆锥曲线有关的函数的最值时,我们可以考虑利
用参数方程降低难度。


2.参数方程在求与离心率有关问题上的应用

例3 椭圆与x轴的正向相交于点A,O为坐标原点,若这个椭
圆上存在点P,使得OP⊥AP。求该椭圆的离心率e的取值范围。


分析:如果按常规设p(x,y),OP2+AP2=OA2,展开,与离心率没有明显的联系,但用参数
方程就非常容易。

解:设椭圆上的点P的坐标是()(α≠0且α
≠π),A(a,0)。

则。而OP⊥AP,

于是,整理得

解得(舍去),或。

因为,所以。可转化为,解得,于
是。故离心率e的取值范围是。

点评:有关离心率入手比较困难的问题时我们可以考虑应用参数方程求解。