椭圆标准方程+焦点三角形面积公式
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椭圆焦点三角形面积公式的应用 性质1(选填题课直接用,大题需论证): 在椭圆12222byax(a>b>0)中,焦点分别为1F、2F,点P是椭圆上任意一点,21PFF,则2tan221bSPFF.
证明:记2211||,||rPFrPF,由椭圆的第一定义得 .4)(,2222121arrarr 在△21PFF中,由余弦定理得:.)2(cos22212221crrrr 配方得:.4cos22)(22121221crrrrrr 即.4)cos1(242212crra
.cos12cos1)(222221bcarr 由任意三角形的面积公式得:
2tan2cos22cos2sin2cos1sinsin2122222121bbbrrSPFF.
.2tan221bSPFF
同理可证,在椭圆12222bxay(a>b>0)中,公式仍然成立. 典型例题 例1 若P是椭圆16410022yx上的一点,1F、2F是其焦点,且6021PFF,求 △21PFF的面积. 例2 已知P是椭圆192522yx上的点,1F、2F分别是椭圆的左、右焦点,若
21||||2121PFPFPFPF
,则△21PFF的面积为( )
P y F1 O F2 x P A. 33 B. 32 C. 3 D. 33 例3(04湖北)已知椭圆191622yx的左、右焦点分别是1F、2F,点P在椭圆上. 若P、1F、2F是一个直角三角形的三个顶点,则点P到x轴的距离为( )
A. 59 B. 779 C. 49 D. 49或779
答案: 例1 若P是椭圆16410022yx上的一点,1F、2F是其焦点,且6021PFF,求 △21PFF的面积. 解法一:在椭圆16410022yx中,,6,8,10cba而.60记.||,||2211rPFrPF 点P在椭圆上,
由椭圆的第一定义得:.20221arr
在△21PFF中,由余弦定理得:.)2(cos22212221crrrr 配方,得:.1443)(21221rrrr .144340021rr从而.325621rr
.336423325621sin212121rrSPFF
解法二:在椭圆16410022yx中,642b,而.60 .336430tan642tan221bSPFF
解法一复杂繁冗,运算量大,解法二简捷明了,两个解法的优劣立现! 例2 已知P是椭圆192522yx上的点,1F、2F分别是椭圆的左、右焦点,若21||||2121PFPFPFPF
,则△21PFF的面积为( )
A. 33 B. 32 C. 3 D. 33 解:设21PFF,则21||||cos2121PFPFPFPF,.60 .3330tan92tan221bSPFF
故选答案A.
例3(04湖北)已知椭圆191622yx的左、右焦点分别是1F、2F,点P在椭圆上. 若P、1F、
2F是一个直角三角形的三个顶点,则点P到x轴的距离为( )
A. 59 B. 779 C. 49 D. 49或779 解:若1F或2F是直角顶点,则点P到x轴的距离为半通径的长492ab;若P是直角顶点,设点P到x轴的距离为h,则945tan92tan221bSPFF,又,7)2(2121hhcSPFF 97h,.779h故答案选D.
金指点睛 1(略). 椭圆1244922xy上一点P与椭圆两个焦点1F、2F的连线互相垂直,则△21PFF的面积为( ) A. 20 B. 22 C. 28 D. 24
2. 椭圆1422yx的左右焦点为1F、2F, P是椭圆上一点,当△21PFF的面积为1时,21
PFPF
的值为( ) A. 0 B. 1 C. 3 D. 6 3. 椭圆1422yx的左右焦点为1F、2F, P是椭圆上一点,当△21PFF的面积最大时,21
PFPF
的值为( ) A. 0 B. 2 C. 4 D. 2
4.已知椭圆1222yax(a>1)的两个焦点为1F、2F,P为椭圆上一点,且6021PFF,则||||21PFPF的值为( ) A.1 B.31 C.34 D.32 5. 已知椭圆的中心在原点,对称轴为坐标轴,1F、2F为焦点,点P在椭圆上,直线1PF与2PF倾斜角的差为90,△21PFF的面积是20,离心率为35,求椭圆的标准方程. 6.已知椭圆的中心在原点,1F、2F为左右焦点,P为椭圆上一点,且21||||2121PFPFPFPF,△21PFF 的面积是3,准线方程为334x,求椭圆的标准方程. 答案 1. 解:24,90221bPFF,2445tan242tan221bSPFF. 故答案选D. 2. 解:设21PFF, 12tan2tan221bSPFF,90,452,021PFPF. 故答案选A. 3. 解:3,1,2cba,设21PFF, 2tan2tan221bSPFF,
当△21PFF的面积最大时,为最大,这时点P为椭圆短轴的端点,120, 2120coscos||||22121aPFPFPFPF.
故答案选D.
4. 解:6021PFF,1b,3330tan2tan221bSPFF,
又||||43sin||||21212121PFPFPFPFSPFF, 33||||4
3
21PFPF,从而34||||21PFPF.
故答案选C. 5. 解:设21PFF,则90. 2045tan2tan22221bbbSPFF,
又3522abaace, 9
5122ab,即952012a.
解得:452a. 所求椭圆的标准方程为1204522yx或1204522xy. 6.解:设21PFF,120,21||||cos2121PFPFPFPF. 3360tan2tan22221bbbSPFF
,1b.
又3342ca,即33333411222cccccbc. 3c或33c.
当3c时,222cba,这时椭圆的标准方程为1422yx; 当33c时,33222cba,这时椭圆的标准方程为13422yx; 但是,此时点P为椭圆短轴的端点时,为最大,60,不合题意. 故所求的椭圆的标准方程为1422yx. 性质二:有关角的问题 已知椭圆方程为),0(12222babyax左右两焦点分别为,,21FF设焦点三角形21FPF, 若21PFF最大,则点P为椭圆短轴的端点。 问题1. 椭圆14922yx的焦点为Fl、F2,点P为其上一点,当21PFF为直角时,点P的横坐标是_______。
问题2:椭圆14922yx的焦点为Fl、F2,点P为其上动点,当 21PFF为钝角时,点P横坐标的取值范围是_______。
变式 1.已知1F、2F是椭圆的两个焦点,满足120MFMF的点M总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( ) (09江西)
A.(0,1) B.1(0,]2 C.2(0,)2 D.2[,1)2
问题1. 椭圆14922yx的焦点为Fl、F2,点P为其上一点,当21PFF为直角时,点P的横坐标是_______。 方法1:设,则当时,点的轨迹方程为,由此可得的横坐标为 方法2: 利用性质一2tan221bSPFF
方法3:【分析】令|F1P|=m、|PF2|=6-m, RtΔF1PF2中,由勾股定理可得m2+(6-m)2=20
问题2:椭圆14922yx的焦点为Fl、F2,点P为其上动点,当 21PFF为钝角时,点P横坐标的取值范围是_______。 问题分解: 方法1:设,则当时,点的轨迹方程为, 由此可得的横坐标为,所以点P横坐标的取值范围是
方法2:利用性质一2tan221bSPFF
问题2. 而此题为钝角,究竟钝角和直角有何联系? 解题的关键在于点动,发现21PFF的大小与点P的位置有关, 究竟有何联系,成了大家探索的焦点。 变式
1.已知1F、2F是椭圆的两个焦点,满足120MFMF的点M总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( C ) (09江西)
A.(0,1) B.1(0,]2 C.2(0,)2 D.2[,1)2