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文档简介

1、二、圆锥曲线上点关于直线对称的问题例2 已知椭圆C的方程,试确定的取值范围,使得对于直线,椭圆C上有不同两点关于直线对称。弦长问题6已知椭圆的中心在原点,离心率为,一个焦点是(是大于0的常数) ()求椭圆的方程;()设是椭圆上的一点,且过点的直线与轴交于点,若,求直线的斜率例2椭圆的中心是原点,它的短轴长为,相应于焦点的准线与轴相交于点,过点的直线与椭圆相交于两点()求椭圆的方程及离心率;(II)若求直线的方程;(III)设,过点且平行于准线的直线与椭圆相交于另一点,证明1与圆锥曲线有关的参数问题的讨论常用的方法有两种:(1)不等式(组)求解法:利用题意结合图形列出所讨论的参数适合的不等式(组

2、),通过解不等式(组)得出参数的变化范围;(2)函数值域求解法:把所讨论的参数作为一个函数,通过讨论函数的值域来求参数的变化范围2圆锥曲线中最值的两种求法:(1)几何法:若题目中的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用图形性质来解决,这就是几何法;(2)代数法:若题目中的条件和结论能体现明确的函数关系,则可首先建立起目标函数,再求这个函数的最值3椭圆的短轴为,点是椭圆上除外的任意一点,直线在轴上的截距分别为,则 4 例2已知椭圆的焦点、,且与直线有公共点,求其中长轴最短的椭圆方程解:(法一)设椭圆方程为(),由得,由题意,有解,或(舍),此时椭圆方程是(法二)先求点关于直线的对称点,直

3、线与椭圆的交点为,则,此时椭圆方程是小结:本题可以从代数、几何等途径寻求解决,通过不同角度的分析和处理,拓宽思路8已知椭圆的两个焦点分别是,离心率,(1)求椭圆的方程;(2)一条不与坐标轴平行的直线与椭圆交于不同的两点,且线段中点的横坐标为,求直线的倾斜角的范围例2从点出发的一束光线射到直线上后被该直线反射,反射线与椭圆交于两点,与直线交于点,为入射线与反射线的交点,若,求反射线所在直线的方程2电影放映机上聚光灯泡的反射镜的轴截面是椭圆的一部分,灯泡在焦点处,且与反射镜的顶点距离为,椭圆的通径为,为了使电影机片门获得最强的光线,片门应安装在另一焦点处,那么灯泡距离片门应是()3中心在原点,焦点

4、在轴上的椭圆,短半轴长为,当两准线间距离最小时,椭圆的方程为 4椭圆上一点到两焦点的距离之比为,则点到较远的准线的距离是 5以轴为准线的椭圆经过定点,且离心率,则椭圆的左顶点的轨迹方程为 方程与性质1椭圆的两个焦点和中心将两准线间的距离四等分,则一焦点与它的短轴两端点连线的夹角是 2椭圆的离心率,则实数 k= 定义的运用3.已知定点A(),F是椭圆的右焦点,点M在椭圆上移动,则当|AM|+2|MF|取最小值时,点M的坐标是 。最值问题上任一点,F1、F2是左右焦点,F1PF2的最大值是 .1以坐标原点为中心,焦点在x轴上,长轴长为8,焦距为4的椭圆方程是( )A. B. C. D.

5、2如果椭圆 64+ =64上的一点 P 到椭圆一个焦点的距离为 1,那么点 P 到另一个焦点的距离是( )4在北京繁华的长安街南侧,2004年国庆前将矗立起当代中国的一个标志性建筑中国国家大剧院 .大剧院屋顶的最大横截面的边缘线是椭圆,它的东西跨度约为 212米,南北跨度约为144米 .在给定的坐标系中,该椭圆的方程是( )A. B. C. D. 8、已知椭圆(ab0)上两点A、B,直线上有两点C、D,且ABCD是正方形。此正方形外接圆为x2+y2-2y-8=0,求椭圆方程和直线的方程。 9、求以直线为准线,原点为相应焦点的动椭圆短轴MN端点的轨迹方程。10、若椭圆的对称轴在坐标轴上,两焦点与

6、两短轴端点正好是正方形的四个顶点,又焦点到同侧长轴端点的距离为,求椭圆的方程。11、已知直线与椭圆相交于A、B两点,且线段AB的中点在直线上.()求此椭圆的离心率;(2 )若椭圆的右焦点关于直线的对称点的在圆上,求此椭圆的方程.15、在RtABC中,CAB=90°,AB=2,AC=。DOAB于O点,OA=OB,DO=2,曲线E过C点,动点P在E上运动,且保持| PA |+| PB |的值不变.(1)建立适当的坐标系,求曲线E的方程;(2)过D点的直线L与曲线E相交于不同的两点M、N且M在D、N之间,设, 试确定实数的取值范围8、解:圆方程x2+y2-2y-8=0即x2+(y-1)2=

7、9的圆心O(0,1),半径r=3。 设正方形的边长为p,则,又O是正方形ABCD的中心,O到直线y=x+k的距离应等于正方形边长p的一半即,由点到直线的距离公式可知k=-2或k=4。 (1)设AB:y=x-2 由 y=x-2 CD:y=x+4 x2+y2-2y-8=0 得A(3,1)B(0,-2),又点A、B在椭圆上,a2=12,b2=4,椭圆的方程为。 (2)设AB:y=x+4,同理可得两交点的坐标分别为(0,4),(-3,1)代入椭圆方程得,此时b2a2(舍去)。综上所述,直线方程为y=x+4,椭圆方程为。 9、分析:已知了椭圆的焦点及相应准线,常常需要运用椭圆的第二定义:椭圆上的点到焦点

8、的距离与到相应准线的距离之比等于离心率e,而该题中短轴端点也是椭圆上的动点,因此只要运用第二定义结合a、b、c的几何意义即可。 解:设M(x,y),过M作于A,又过M作轴于O,因为点M为短轴端点,则O必为椭圆中心,化简得y2=2x,短轴端点的轨迹方程为y2=2x(x0)。 10、解:若椭圆的焦点在x轴上,如图,四边形B1F1B2F2是正方形,且A1F1=,由椭圆的几何意义可知,解之得:,此时椭圆的方程为,同理焦点也可以在y轴上,综上所述,椭圆的方程为或。11、解:(1)设A、B两点的坐标分别为 得, 根据韦达定理,得 线段AB的中点坐标为(). 由已知得 故椭圆的离心率为 . (2)由(1)知

9、从而椭圆的右焦点坐标为 设关于直线的对称点为解得 由已知得 故所求的椭圆方程为 . 14、分析:的两个顶点为焦点,另一点是椭圆上的动点,因此,|F1F2|=2c,所以我们应以为突破口,在该三角形中用正弦定理或余弦定理,结合椭圆的定义即可证得。 证明:(1)在中,由正弦定理可知,则 (2)在中由余弦定理可知 y。 C15、解: (1)建立平面直角坐标系, 如图所示 . A O B| PA |+| PB |=| CA |+| CB | = 动点P的轨迹是椭圆 . 曲线E的方程是 . (2)设直线L的方程为 , 代入曲线E的方程,得 设M1(, 则 i) L与y轴重合时, ii) L与y轴不重合时,

10、 由得 又, 或 01 , . 而 , , 的取值范围是。 16已知椭圆 C:.设斜率为 1且过椭圆 C 的右焦点的直线交椭圆 C 于 A、B 两点,求线段 AB 的长;设斜率为 1的动直线 m 与椭圆 C 交于两个不同点 P、Q,试判断:m 在何位置时线段PQ 最长?请证明你的结论17已知:、分别是椭圆的左、右焦点 .点 P 在椭圆上,且,求点P的坐标;设 为第一象限内满足(1)的条件的点,与 y轴交于点 C,求的面积.18平面内一个动点 P 到两定点 A( ,0),B(,0)的距离之和为 6,设动点 P 的轨迹为E,求轨迹E的方程;在轨迹E上是否存在点 P(x,y)到点 Q(m,0)(0&

11、lt; m <3)的距离的最小值为 1,若存在,求出 m 的值及点 P 的坐标;若不存在,请说明理由 .19已知,在平面直角坐标系中,点 A(-2,0),B(2,0),动点 C 满足 AC BC,点 C 在 x 轴上射影为 D,点 P 为线段 CD 中点 .求动点 P 的曲线 L 的方程;若(1)中曲线 L 与 y轴正半轴交于 E 点,问曲线 L 上是否存在一点 M ,使得|ME |=;若存在,求出 M 点坐标;若不存在,请说明理由 .例10、已知椭圆中心在原点,焦点在轴上,焦距为4,离心率为,()求椭圆方程; ()设椭圆在y轴正半轴上的焦点为M,又点A和点B在椭圆上,且M分有向线段所成

12、的比为2,求线段AB所在直线的方程。解:()设椭圆方程为 由2c=4得c=2 又 故a=3, 所求的椭圆方程为()若k 不存在,则,若k 存在,则设直线AB的方程为:y=kx+2 又设A 由 得 点M坐标为M(0,2) 由代入、得 由、 得 线段AB所在直线的方程为:。说明:有向线段所成的比,线段的定比分点等概念,本身就是解析几何研究的一类重要问题。向量概念的引入,使这类问题的解决显得简洁而流畅。求解这类问题可以用定比分点公式,也可以直接用有向线段的比解题。另外,向量的长度,点的平移等与解析几何都有着千丝万缕的联系,向量与解析几何的结合,为解决这些问题开辟了新的解题途径。例11、已知直线l与椭

13、圆有且仅有一个交点Q,且与x轴、y轴分别交于R、S,求以线段SR为对角线的矩形ORPS的一个顶点P的轨迹方程 解:从直线所处的位置, 设出直线的方程, 由已知,直线l不过椭圆的四个顶点,所以设直线l的方程为代入椭圆方程 得 化简后,得关于的一元二次方程 于是其判别式由已知,得=0即 在直线方程中,分别令y=0,x=0,求得 令顶点P的坐标为(x,y), 由已知,得 代入式并整理,得 , 即为所求顶点P的轨迹方程说明:方程形似椭圆的标准方程, 你能画出它的图形吗?例13、过点作直线与椭圆3x2+4y2=12相交于A、B两点,O为坐标原点,求OAB面积的最大值及此时直线倾斜角的正切值。 分析:若直

14、接用点斜式设的方程为,则要求的斜率一定要存在,但在这里的斜率有可能不存在,因此要讨论斜率不存在的情形,为了避免讨论,我们可以设直线的方程为,这样就包含了斜率不存在时的情形了,从而简化了运算。 解:设A(x1,y1),B(x2,y2),:把代入椭圆方程得:,即,此时 令直线的倾角为,则即OAB面积的最大值为,此时直线倾斜角的正切值为。例14、(2003年江苏高考题)已知常数,向量经过原点O以为方向向量的直线与经过定点A(0,a)以为方向向量的直线相交于点P,其中试问:是否存在两个定点E、F,使得|PE|+|PF|为定值.若存在,求出E、F的坐标;若不存在,说明理由.解:=(1,0),=(0,a)

15、, +=(,a), 2=(1,2a).因此,直线OP和AP的方程分别为 和 .消去参数,得点的坐标满足方程.整理得 因为所以得: (i)当时,方程是圆方程,故不存在合乎题意的定点E和F; (ii)当时,方程表示椭圆,焦点和为合乎题意的两个定点; (iii)当时,方程也表示椭圆,焦点和为合乎题意的两个定点.说明:由于向量可以用一条有向线段来表示,有向线段的方向可以决定解析几何中直线的斜率,故直线的方向向量与解析几何中的直线有着天然的联系。求解此类问题的关键是:根据直线的方向向量得出直线方程,再转化为解析几何问题解决。例15、已知椭圆的长、短轴端点分别为A、B,从此椭圆上一点M向x轴作垂线,恰好通

16、过椭圆的左焦点,向量与是共线向量。(1)求椭圆的离心率e;(2)设Q是椭圆上任意一点, 、分别是左、右焦点,求 的取值范围;解:(1),。是共线向量,b=c,故。(2)设当且仅当时,cos=0,。说明:由于共线向量与解析几何中平行线、三点共线等具有异曲同工的作用,因此,解析几何中与平行线、三点共线等相关的问题均可在向量共线的新情景下设计问题。求解此类问题的关键是:正确理解向量共线与解析几何中平行、三点共线等的关系,把有关向量的问题转化为解析几何问题。例16、一条斜率为1的直线与离心率为的椭圆C:()交于P、Q,两点,直线与Y轴交于点R,且,求直线和椭圆C的方程。 解: 椭圆离心率为,所以椭圆方

17、程为,设方程为:,由消去得 (1) (2) 所以而所以 所以(3)又, 从而(4) 由(1)(2)(4)得(5)由(3)(5)解得, 适合,所以所求直线方程为:或;椭圆C的方程为说明:向量数量积的坐标表示,构建起向量与解析几何的密切关系,使向量与解析几何融为一体。求此类问题的关键是:利用向量数量积的坐标表示,沟通向量与解析几何的联系。体现了向量的工具性。 例17、已知椭圆C的中心在原点,焦点F1、F2在x轴上,点P为椭圆上的一个动点,且F1PF2的最大值为90°,直线l过左焦点F1与椭圆交于A、B两点,ABF2的面积最大值为12 (1)求椭圆C的离心率; (2)求椭圆C的方程 解法一

18、:(1)设, 对 由余弦定理, 得 , 解出 (2)考虑直线的斜率的存在性,可分两种情况: i) 当k存在时,设l的方程为 椭圆方程为 由 得 .于是椭圆方程可转化为 将代入,消去得 ,整理为的一元二次方程,得 .则x1、x2是上述方程的两根且,AB边上的高 ii) 当k不存在时,把直线代入椭圆方程得 由知S的最大值为 由题意得=12 所以 故当ABF2面积最大时椭圆的方程为: 解法二:设过左焦点的直线方程为:椭圆的方程为:由得:于是椭圆方程可化为:把代入并整理得:于是是上述方程的两根.,AB边上的高,从而 当且仅当m=0取等号,即 由题意知, 于是 . 故当ABF2面积最大时椭圆的方程为:

19、15椭圆的两焦点分别为,直线是椭圆的一条准线。(I)求椭圆的方程;()设点在椭圆上,且求的最大值和最小值。16设圆:,离心率为的椭圆:相交于两点。若线段恰为圆的直径,求直线和椭圆的方程。4. 如图所示,在RtABC中,CAB=90°, AB=2, AC=, D是线段AB的垂直平分线上的一点, D 到AB的距离为2, 过点C的曲线E上任一点P满足为常数.建立适当的坐标系,并求出曲线E的方程.过点P的直线 l与曲线E相交于不同的两点M , N , 且M点在D, N 之间,若 , 求的取值范围.4以AB、OD所在直线分别为X轴、Y轴建立直角坐标系动点的轨迹为以A、B为焦点的椭圆(4分)l与

20、y轴重合,DM=1,DN=3,(5分) l不与y轴重合,D(0,2)令直线MN的方程为:y=kx+2与曲线C的方程联立得 (8分) = (10分)(12分)5.如图所示,已知圆为圆上一动点,点P在AM上,点N在CM上,且满足的轨迹为曲线E.(I)求曲线E的方程;(II)若过定点F(0,2)的直线交曲线E于不同的两点G、H(点G在点F、H之间),且满足,求的取值范围.5.解:(1)NP为AM的垂直平分线,|NA|=|NM|.2分又动点N的轨迹是以点C(1,0),A(1,0)为焦点的椭圆.且椭圆长轴长为焦距2c=2. 5分曲线E的方程为6分(2)当直线GH斜率存在时,设直线GH方程为得设8分,10

21、分又当直线GH斜率不存在,方程为12分19一条斜率为1的直线与离心率为的椭圆交于两点,直线与轴交于点,且,求直线和椭圆的方程。9椭圆和()具有( C )A相同的长、短轴 B相同的焦点C相同的离心率 D相同的顶点11已知()表示焦点在y轴上的椭圆,则的取值范围是( C )A(,) B,C(,) D(,)26已知椭圆的中心在原点O,焦点在坐标轴上,直线与该椭圆相交于P和Q,且OPOQ,求椭圆的方程26,或 27已知椭圆,直线l:P是l上一点,射线OP交椭圆于点R,又点Q在OP上且满足,当点P在l上移动时,求点Q的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线27(x,y不同时为零) 28已知A

22、,B是椭圆()上两点,线段AB的中垂线与x轴交于点P(m,0),求m的取值范围2814、F1,F2是椭圆+=1的两个焦点,AB是经过F1的弦,若=8,则+=_15、F1是椭圆+=1的一个焦点,M为椭圆上一点,且=2,N是线段MF1的中点,则=_(O为坐标原点)16、点P是椭圆+=1上一点,F1,F2是其焦点,若F1PF2=60°,则F1PF2的面积是_17、设椭圆+=1,F1,F2是其焦点,P为椭圆上一点,且PF1PF2,则F1PF2的面积是_18、在面积为1的PMN中,tgM=,tgN=-2,适当建立坐标系,求出以M,N为焦点且过点P的椭圆方程30、经过椭圆+=1(a>b&g

23、t;0)的焦点且垂直于椭圆长轴的弦长为_32、椭圆ax2+by2=1与直线 x+y-1=0 相交于A,B两点,C是AB的中点,若=2,O为坐标原点,OC的斜率为, 求a,b的值33、 椭圆的右焦点F2为圆心作一个圆,使此圆过椭圆中心,并交椭圆于点M,N,若MF1(F1为椭圆左焦点)是圆F2的切线,则椭圆的离心率为_直线y=1-x交椭圆mx2+ny2=1于M,N两点,弦MN的中心为P,若kop=(O为坐标原点),则=_椭圆的中心在原点,右焦点坐标为(1,0),过右焦点的弦AB的斜率为1,若以AB为直径的圆经过椭圆的左焦点,试求该椭圆的方程4椭圆的焦点为,点在椭圆上,如果线段的中点在轴上,那么是的

24、 倍例5、椭圆的中心是原点O,它的短轴长为,相应于焦点的准线与轴相交于点A,过点A的直线与椭圆相交于P、Q两点。(I) 求椭圆的方程及离心率;(II)若求直线PQ的方程; 思路分析(I):由题意,可设椭圆的方程为(a)由已知得:,解得 所以椭圆的方程为,离心率(II) 由(I)可得 设直线PQ的方程为由方程组,得 依题意 得设 则 由直线PQ的方程得 于是由得从而所以直线PQ的方程为或 简要评述利用向量引进条件,体现了新课程、新教材的要求,新内容与传统内容的联系,这是高考新课程卷的创新题型和发展趋势。平面向量的知识与解析几何的知识得到了很好的结合,是一个典型的考查综合能力的试题。例、已知椭圆,

25、椭圆上有不同的三点A,B,且 成等差数列,(1)求弦AC的中点M的横坐标;(2)设弦AC的垂直平分线的方程为思路分析(1)由题意可得,由焦半径公式,得,由此有,故弦AC的中点的横坐标(2)将代入,故点M的坐标为(),则,又,由得,即简要评述此题的难点在“如何建立参数m的不等关系”利用程序二求出弦AC的中点M的坐标(坐标中含参数m),由点M 必在椭圆内,得关于m 的不等关系。这是解决二次曲线弦中点问题的通法,大家要认真领会,熟练掌握。8、在椭圆为直角三角形,则这样的点P有 ( )(A) 2个 (B) 4个 (C)6个 ( D) 8个11、已知椭圆_15、已知椭圆C的焦点分别为F1(-2,0)和F

26、2(2,0),长轴长为6,设直线y=x+2交椭圆C于A、B两点,求线段AB的中点坐标。解 设椭圆C:+=1,由题意知a=3,c=2,于是b=1。椭圆C的方程为+y2=1。由 得10x2+36x+27=0因为该二次方程的判别式>0,所以直线与椭圆有两个不同交点。设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2= -,故线段AB的中点坐标为(-,)。19、设、yR,i、j为直角坐标平面内、轴正方向上的单位向量,向量axi(y2)j,bxi(y2)j ,且| a | b |8(1)求点M (x,y)的轨迹C的方程;(2)过点(0,3)作直线与曲线C交于A、B两点,设,是否存在这样的直线,使得四边形OAPB是矩形?若存在,求出直线的方程;若不存在,试说明理由解:(1)axi(y2)j,bxi(y2)j ,且| a | b |8点M(x,y)到两个定点F1(0,2),F2(0,2)的距离之和为8, 轨迹C为以F1,F2为焦点的椭圆,方程为。(2)过轴上的点(0,3),若直线是轴,则A、B两点是椭圆的顶点 0,P与O重合,与四边形OAPB是矩形矛盾直线的斜率存在,设方程为ykx3,A(x1,y1),B

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