椭圆典型题型归纳总结
更新时间:2023-12-26 03:28:01 阅读量: 教育文库 文档下载
椭圆典型题型归纳
题型一. 定义及其应用
例1:已知一个动圆与圆C:(x?4)2?y2?100相内切,且过点A(4,0),求这个动圆圆心M的轨迹方程;
练习:
22221.方程(x?3)?y?(x?3)?y?6对应的图形是( )
A.直线 B. 线段 C. 椭圆 D. 圆
22222.方程(x?3)?y?(x?3)?y?10对应的图形是( )
A.直线 B. 线段 C. 椭圆 D. 圆
22223.方程x?(y?3)?x?(y?3)?10成立的充要条件是( )
x2y2x2y2x2y2x2y2??1 B.??1 C. ??1 D. ??1 A.
25162591625925224.如果方程x?(y?m)?x2?(y?m)2?m?1表示椭圆,则m的取值范围是 5.过椭圆9x2?4y2?1的一个焦点F则A,B两点与椭圆的另一个焦点F21的直线与椭圆相交于A,B两点,构成的?ABF2的周长等于 ;
6.设圆(x?1)2?y2?25的圆心为C,A(1,0)是圆内一定点,Q为圆周上任意一点,线段AQ的垂直平分线与CQ的连线交于点M,则点M的轨迹方程为 ;
题型二. 椭圆的方程 (一)由方程研究曲线
x2y2??1的曲线是到定点 和 的距离之和等于 的点的轨迹 例1.方程
1625(二)分情况求椭圆的方程
例2.已知椭圆以坐标轴为对称轴,且长轴是短轴的3倍,并且过点P(3,0),求椭圆的方程;
(三)用待定系数法求方程
例3.已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点P求椭圆的方程; 1(6,1)、P2(?3,?2),
例4.求经过点(2,?3)且与椭圆9x2?4y2?36有共同焦点的椭圆方程;
(四)定义法求轨迹方程;
,0),(C1,0),求满足b?a?c且b,a,c成等例5.在?ABC中,A,B,C所对的三边分别为a,b,c,且B(?1差数列时顶点A的轨迹;
练习:
1、动圆P与圆C1:(x?4)?y?81内切与圆C2:(x?4)?y?1外切,求动圆圆心的P的轨迹方程。 2、已知动圆C过点A(?2,0),且与圆C2:(x?2)2?y2?64相内切,则动圆圆心的轨迹方程为 ;
(五)相关点法求轨迹方程;
2222x2?y2?1上任一点,求AQ的中点M的轨迹方程; 例6.已知x轴上一定点A(1,0),Q为椭圆4
第1页
(六)直接法求轨迹方程;
例7.设动直线l垂直于x轴,且与椭圆x2?2y2?4交于A,B两点,点P是直线l上满足PA?PB?1的点,求点P的轨迹方程;
(七)列方程组求方程
例8.中心在原点,一焦点为F(0,50)的椭圆被直线y?3x?2截得的弦的中点的横坐标为的方程;
1,求此椭圆2题型三.焦点三角形问题
椭圆中的焦点三角形:通常结合定义、正弦定理、余弦定理、勾股定理来解决;
22椭圆x?y?1(a?b?0)上一点P(x0,y0)和焦点F1(?c,0),F2(c,0)为顶点的?PFF中,?FPF,则12??1222ab当P为短轴端点时?最大,且 ①PF1?PF2?2a; ②4c2?PF12?PF22?2PF1PF2cos?;
2③S?PFF?1PF1PF2sin?=b2?tan?。(b短轴长)
122225xy例:知椭圆??1上一点P的纵坐标为,椭圆的上下两个焦点分别为F2、F1,求
31625PF1、PF2及
cos?F1PF2;
练习:
x2y21、椭圆??1的焦点为F1、F2,点P在椭圆上,若PF1?4,则PF2? ;
92?F1PF2的大小为 ;
x2y2??1上的一点,F1和F2为左右焦点,若?F1PF2?60。 2、P是椭圆
259(1)求?F(2)求点P的坐标。 1PF2的面积;
题型四.椭圆的几何性质
5x2y2例1.已知P是椭圆2?2?1上的点,的纵坐标为,F1、F2分别为椭圆的两个焦点,椭圆的半焦距
3ab为c,则PF1?PF2的最大值与最小值之差为
x2y2例2.椭圆2?2?1(a?b?0)的四个顶点为A,B,C,D,若四边形ABCD的内切圆恰好过焦点,则椭
ab圆的离心率为 ;
1x2y2??1的离心率为,则k? ; 例3.若椭圆
2k?14 第2页
x2y20例4.若P为椭圆2?2?1(a?b?0)上一点,且?PFF1、F2为其两个焦点,?PF2F1?750,1F2?15,
ab则椭圆的离心率为
题型五.求范围
x2y2例1.方程2??1焦点在x轴的椭圆,求实数m的取值范围; 2m(m?1)
题型六.求离心率
x2y2例1. 椭圆2?2?1(a?b?0)的左焦点为F1(?c,0),A(?a,0),B(0,b)是两个顶点,如果F1到直
abb线AB的距离为,则椭圆的离心率e?
7x2y2例2.若P为椭圆2?2?1(a?b?0)上一点,F1、F2为其两个焦点,且?PF1F2??,?PF2F1?2?,
ab则椭圆的离心率为
例3. F1、F2为椭圆的两个焦点,过F2的直线交椭圆于P,Q两点,PF1?PQ,且PF1?PQ,则椭圆的离心率为 ;
练习
x2y21、(2010南京二模)以椭圆2?2?1(a?b?0)的右焦点为圆心的圆经过原点O,且与该椭圆的右准
ab线交于A、B两点,已知?OAB是正三角形,则该椭圆的离心率是 ;
x2y202、已知A B C分别为椭圆2?2?1(a?b?0)的右顶点、上顶点、和左焦点,若?ABC?90,则
ab该椭圆的离心率为 ;
x2y23a3、(2012年新课标)设F1F2是椭圆E:2?2?1(a?b?0)的左、右焦点,P为直线x?上一
2abE的离心率为 ( ) 点,?F2PF1是底角为30的等腰三角形,则
12??A. B. C. D.
23??
x2y24、椭圆2?2?1(a>b>0)的左、右顶点分别是A,B,左、右焦点分别是F1,F2.若|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等
ab比数列,则此椭圆的离心率为______
题型七.直线与椭圆的关系
(1)直线与椭圆的位置关系
例1. 当m为何值时,直线l:y?x?m与椭圆9x?16y?144相切、相交、相离?
222例2.曲线2x?y?2a(a?0)与连结A(?1,1),B(2,3)的线段没有公共点,求a的取值范围。
22 第3页
例3.过点P(?3, 0)作直线l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。
yAPBOx?例4.求直线xcos??ysin??2(0????)和椭圆x2?3y2?6有公共点时,的取值范围
(二)弦长问题
例1.已知椭圆x2?2y2?12,A是x轴正方向上的一定点,若过点A,斜率为1的直线被椭圆截得的弦长为
413,求点A的坐标。 3
例2.椭圆ax2?by2?1与直线x?y?1相交于A,B两点,C是AB的中点, 若|AB|?22,O为坐标原点,OC的斜率为
2,求a,b的值。 2x2y2??1的焦点分别是F1和F2,例3.椭圆过中心O作直线与椭圆交于A,B两点,若?ABF2的面积是452020,求直线方程。
(三)弦所在直线方程
x2y2??1,过点P(2,0)能否作直线l与椭圆相交所成弦的中点恰好是P; 例1.已知椭圆
164
例2.已知一直线与椭圆4x2?9y2?36相交于A,B两点,弦AB的中点坐标为M(1,1),求直线AB的方程;
例3. 椭圆E中心在原点O,焦点在x轴上,其离心率e?2,过点C(?1,0)的直线l与椭圆E相交于A,B3两点,且C分有向线段AB的比为
(1)用直线l的斜率k(k?0)表示?OAB的面积; (2)当?OAB的面积最大时,求椭圆E的方程.
第4页
(四)关于直线对称问题
x2y2??1,例1.已知椭圆试确定m的取值范围,使得椭圆上有两个不同的点关于直线y?4x?m对称; 43
例2.已知中心在原点,焦点在y轴上,长轴长等于6,离心率e?圆交于不同两点A,B,且线段AB恰被直线x??存在,请说明理由。
题型八.最值问题
22,试问是否存在直线l,使l与椭31平分?若存在,求出直线l倾斜角的取值范围;若不2x2y2??1的右焦点,点M在椭圆上移动,求MP?MF2的最大值和例1.若P(?2,3),F2为椭圆
2516最小值。
M1 F1 F2 M2 x2y2结论1:设椭圆2?2?1的左右焦点分别为F1,F2,P(x0,y0)为椭圆内一点,M(x,y)为椭圆上任意一
ab点,则MP?MF2的最大值为2a?PF1,最小值为2a?PF1; x2y2??1的右焦点,点M在椭圆上移动,求MP?MF2的最大值和最小例2.P(?2,6),F2为椭圆
2516值。
x2y2结论2设椭圆2?2?1的左右焦点分别为F1,F2,P(x0,y0)为椭圆外一点,M(x,y)为椭圆上任意一
ab点,则MP?MF2的最大值为2a?PF1,最小值为PF2;
2.二次函数法
第5页
x2y2例3.求定点A(a,0)到椭圆2?2?1上的点之间的最短距离。
ab
x2y2结论3:椭圆2?2?1上的点M(x,y)到定点A(m,0)或B(0,n)距离的最值问题,可以用两点间距离公
ab式表示︱MA︱或︱MB︱,通过动点在椭圆上消去y或x,转化为二次函数求最值,注意自变量的取值范
围。
3.三角函数法
x22例4.求椭圆2?y?1上的点M(x,y)到直线l:x?2y?4的距离的最值;
4
4.判别式法
例4的解决还可以用判别式法
结论5:椭圆上的点到定直线l距离的最值问题,可转化为与l平行的直线m与椭圆相切的问题,利用判别式求出直线m方程,再利用平行线间的距离公式求出最值。
题型九.轨迹问题
例1.到两定点(2,1),(?2,?2)的距离之和为定值5的点的轨迹是
例2.已知点A(3,0),点P在圆x2?y2?1的上半圆周上(即y>0),∠AOP的平分线交PA于Q,求点Q的轨迹方程。
22例3.已知圆C:(x?3)?y?100及点A(?3,0),P是圆C上任一点,线段PA的垂直平分线l与PC相交于Q点,求Q点的轨迹方程。
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椭圆典型题型归纳
题型一. 定义及其应用
2a( 大于F1F2=2c )点的集合叫椭圆;椭圆定义:平面内一动点到两定点F1,F2的距离和等于常数
即
P?{M|MF1?MF2注:当时轨迹为椭圆;当时轨迹为线段F1F2;当时无轨迹。
例1:已知一个动圆与圆C:(x?4)2?y2?100相内切,且过点A(4,0),求这个动圆圆心M的轨迹方程;
练习:
22221.方程(x?3)?y?(x?3)?y?6对应的图形是( )
a?c?2a}
a?ca?cA.直线 B. 线段 C. 椭圆 D. 圆
22222.方程(x?3)?y?(x?3)?y?10对应的图形是( )
A.直线 B. 线段 C. 椭圆 D. 圆
22223.方程x?(y?3)?x?(y?3)?10成立的充要条件是( )
x2y2x2y2x2y2x2y2??1 B.??1 C. ??1 D. ??1 A.
25162591625925
224.如果方程x?(y?m)?x2?(y?m)2?m?1表示椭圆,则m的取值范围是
5.过椭圆9x?4y?1的一个焦点F则A,B两点与椭圆的另一个焦点F21的直线与椭圆相交于A,B两点,构成的?ABF2的周长等于 ;
6.设圆(x?1)?y?25的圆心为C,A(1,0)是圆内一定点,Q为圆周上任意一点,线段AQ的垂直平分线与CQ的连线交于点M,则点M的轨迹方程为 ;
2222题型二. 椭圆的方程
(一)由方程研究曲线
x2y2??1的曲线是到定点 和 的距离之和等于 的点的轨迹;例1.方程(二)1625分情况求椭圆的方程
例2.已知椭圆以坐标轴为对称轴,且长轴是短轴的3倍,并且过点P(3,0),求椭圆的方程;
(三)用待定系数法求方程
例3.已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点P求椭圆的方程; 1(6,1)、P2(?3,?2),
22例4.求经过点(2,?3)且与椭圆9x?4y?36有共同焦点的椭圆方程;
第7页
x2y2x2y2?2?1(k??b2); 注:一般地,与椭圆2?2?1共焦点的椭圆可设其方程为2a?kb?kab(四)定义法求轨迹方程; 例5.在?ABC中,A,B,C所对的三边分别为a,b,c,且B(?1,0),(C1,0)差数列时顶点A的轨迹;
练习1、动圆P与圆C1:(x?4)2?y2?81内切与圆C2:(x?4)2?y2?1外切,求动圆圆心的P的轨迹方程。
练习2、已知动圆C过点A(?2,0),且与圆C2:(x?2)2?y2?64相内切,则动圆圆心的轨迹方程为 ;
(五)相关点法求轨迹方程;
,求满足b?a?c且b,a,c成等
x2?y2?1上任一点,求AQ的中点M的轨迹方程; 例6.已知x轴上一定点A(1,0),Q为椭圆4
(六)直接法求轨迹方程;
例7.设动直线l垂直于x轴,且与椭圆x2?2y2?4交于A,B两点,点P是直线l上满足PA?PB?1的点,求点P的轨迹方程;
(七)列方程组求方程
例8.中心在原点,一焦点为F(0,50)的椭圆被直线y?3x?2截得的弦的中点的横坐标为的方程;
1,求此椭圆2题型三.焦点三角形问题
椭圆中的焦点三角形:通常结合定义、正弦定理、余弦定理、勾股定理来解决;
x2y2椭圆2?2?1(a?b?0)上一点P(x0,y0)和焦点F1(?c,0),F2(c,0)为顶点的?PFF12中,
abP为短轴端点时?最大,且 ?FPF12??,则当
①
PF1?PF2?2a;
②4c2?③S?PFFPF1?2?PF22?2PF1PF2cos?;
12?1PF1PF2sin?=b2?tan。(b短轴长)
225x2y2??1上一点P的纵坐标为,椭圆的上下两个焦点分别为F2、F1,求PF1、PF2及例:知椭圆
31625cos?F1PF2;
练习:
x2y2??1的焦点为F1、F2,点P在椭圆上,若PF1?4,则PF2? ;1、(2009北京)椭圆
92?F1PF2的大小为 ;
x2y2??1上的一点,F1和F2是焦点,若?F1PF2?30,则?F1PF2的面积等于 2、P是椭圆
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( )
163 (B)4(2?3) (C)16(2?3) (D)16(2-3) 3x2y2??1上的一点,F1和F2为左右焦点,若?F1PF2?60。 3、P是椭圆
259(1)求?F(2)求点P的坐标。 1PF2的面积;
(A)
题型四.椭圆的几何性质
5x2y2例1.已知P是椭圆2?2?1上的点,的纵坐标为,F1、F2分别为椭圆的两个焦点,椭圆的半焦距
3ab为c,则PF1PF2的最大值与最小值之差为
x2y2例2.椭圆2?2?1(a?b?0)的四个顶点为A,B,C,D,若四边形ABCD的内切圆恰好过焦点,则椭
ab圆的离心率为 ;
1x2y2??1的离心率为,则k? ; 例3.若椭圆
2k?14x2y200例4.若P为椭圆2?2?1(a?b?0)上一点,且?PF,,F1、F2为其两个焦点,F?15?PFF?751221ab则椭圆的离心率为
题型五.求范围
x2y2例1.方程2??1焦点在x轴的椭圆,求实数m的取值范围; 2m(m?1)
题型六.求离心率
x2y2例1. 椭圆2?2?1(a?b?0)的左焦点为F1(?c,0),A(?a,0),B(0,b)是两个顶点,如果F1到直
abb线AB的距离为,则椭圆的离心率e?
7x2y2例2.若P为椭圆2?2?1(a?b?0)上一点,F1、F2为其两个焦点,且?PF1F2??,?PF2F1?2?,
ab则椭圆的离心率为
例3. F1、F2为椭圆的两个焦点,过F2的直线交椭圆于P,Q两点,PF1?PQ,且PF1?PQ,则椭圆的离心率为 ;
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练习
x2y21、(2010南京二模)以椭圆2?2?1(a?b?0)的右焦点为圆心的圆经过原点O,且与该椭圆的右准
ab线交于A、B两点,已知?OAB是正三角形,则该椭圆的离心率是 ;
x2y202、已知A B C分别为椭圆2?2?1(a?b?0)的右顶点、上顶点、和左焦点,若?ABC?90,则
ab该椭圆的离心率为 ;
x2y23a3、(2012年新课标)设F1F2是椭圆E:2?2?1(a?b?0)的左、右焦点,P为直线x?上一
2abE的离心率为 ( ) 点,?F2PF1是底角为30的等腰三角形,则
12??A. B. C. D.
23??x2y24、椭圆2?2?1(a>b>0)的左、右顶点分别是A,B,左、右焦点分别是F1,F2.若|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等
ab比数列,则此椭圆的离心率为______
题型七.直线与椭圆的关系
(1)直线与椭圆的位置关系
例1. 当m为何值时,直线l:y?x?m与椭圆9x2?16y2?144相切、相交、相离?
例2.曲线2x2?y2?2a2(a?0)与连结A(?1,1),B(2,3)的线段没有公共点,求a的取值范围。
例3.过点P(?3, 0)作直线l与椭圆3x?4y?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。 y分析:若直接用点斜式设l的方程为y?0?k(x?3),则要求lA的斜率一定要存在,但在这里l的斜率有可能不存在,因此要讨论P斜率不存在的情形,为了避免讨论,我们可以设直线l的方程为Oxx?my?3,这样就包含了斜率不存在时的情形了,从而简化B了运算。
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),l:x?my?3 2211|OP|?|y1|?|OP|?|y2|?3(|y1|?|y2|)?3(y1?y2) 22把x?my?3代入椭圆方程得:3(m2y2?23my?3)?4y2?12?0,即 S?AOB?(3m2?4)y2?63my?3?0,y1?y2?363myy??, 123m2?43m2?4108m21212|y1?y2|???144x?48 2222(3m?4)3m?43m?443m4349m2?343?3m2?143?3m2?1???2 ???22233m?43m?4(3m?1)?3233m2?1?3m2?1
第10页
336 m?? ?2?3,此时3m2?1?2233m?136令直线的倾角为?,则tan??? ??26∴S?6。 2例4.求直线xcos??ysin??2和椭圆x2?3y2?6有公共点时,?的取值范围(0????)。
即?OAB面积的最大值为3,此时直线倾斜角的正切值为?
(二)弦长问题
例1.已知椭圆x2?2y2?12,A是x轴正方向上的一定点,若过点A,斜率为1的直线被椭圆截得的弦
413,求点A的坐标。 3 分析:若直线y?kx?b与圆锥曲线f(x,y)?0相交于两点P(x1,y1)、Q(x2,y2),
长为
则弦PQ的长度的计算公式为|PQ|?1?k|x1?x2|?1?而|x1?x2|?21|y1?y2|, 2k(x1?x2)2?4x1x2,因此只要把直线y?kx?b的方程代入圆锥曲线f(x,y)?0方程,消
去y(或x),结合一元二次方程根与系数的关系即可求出弦长。
解:设A(x0,0)(x0?0),则直线l的方程为y?x?x0,设直线l与椭圆相交于P(x1,y1)、Q(x2,y2),
?y?x?x0由?2,可得3x2?4x0x?2x02?12?0, 2?x?2y?1224x02x0?12x1?x2?,x1?x2?,则
3316x08x?4822|x1?x2|?(x1?x2)?4x1x2??0?36?2x0
93341441422?2??36?2x0 ∴?1?x2?|x1?x2|,即333∴x02?4,又x0?0,∴x0?2,∴A(2,0);
222例2.椭圆ax?by?1与直线x?y?1相交于A,B两点,C是AB的中点,
22若|AB|?22,O为坐标原点,OC的斜率为
2,求a,b的值。 2x2y2??1的焦点分别是F1和F2,例3.椭圆过中心O作直线与椭圆交于A,B两点,若?ABF2的面积是452020,求直线方程。
第11页
(三)弦所在直线方程
x2y2??1,过点P(2,0)能否作直线l与椭圆相交所成弦的中点恰好是P; 例1.已知椭圆
164
例2.已知一直线与椭圆4x2?9y2?36相交于A,B两点,弦AB的中点坐标为M(1,1),求直线AB的方程;
例3. 椭圆E中心在原点O,焦点在x轴上,其离心率e?2,过点C(?1,0)的直线l与椭圆E相交于A,B3两点,且C分有向线段AB的比为
(1)用直线l的斜率k(k?0)表示?OAB的面积; (2)当?OAB的面积最大时,求椭圆E的方程.
解:(1)设椭圆E的方程为x2y2c2a2?b2?1,由e?a?3,∴a2=3b2
故椭圆方程x2?3y2?3b2;
设A(x1,y1),B(x2,y2),由于点C(?1,0)分有向线段AB的比为2.
?∴?x1?2x2???1?3,即?x1?1??2?y?(x2?1)?1?2y2?3?0?y1??2y
2??x2?3y2?3b2由消去y整理并化简得(3k2+1)x2+6k2x+3k2-3b2=0 ?y?k(x?1)由直线l与椭圆E相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点
??Δ?36k4?4(3k2?1)(3k2?2b2?)?0??x6k2③
?1?x2??3k2?1 ??3k2?3b2④
?x1x2?3k2?1 ⑤ 而S?12|y?1333?OAB1?y2|2|?2y2?y2|?2|y2|?2|k(x2?1)|?2|k||x2?1|由①④得:x23|k|2?1??3k2?1,代入⑥得:S?OAB?3k2?1(k?0). (2)因S?3|k|333?OAB3k2?1?3|k|?1?23?2, |k|当且仅当k??33,S?OAB取得最大值. 此时xx?2x21?x2??1,又∵13??1,∴x1??1,x2??2; 将x,x212212及k?3代入⑤得3b2=5,∴椭圆方程x?3y?5.
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⑥
x2y2例4.已知A(x是??1上的三点,F为椭圆的左焦点,且y)C,2x(2y,椭)圆1,y1),B(1,043AF,BF,CF成等差数列,则AC的垂直平分线是否过定点?请证明你的结论。
(四)关于直线对称问题
x2y2例1.已知椭圆试确定m的取值范围,使得椭圆上有两个不同的点关于直线y?4x?m对称; ??1,
43
例2.已知中心在原点,焦点在y轴上,长轴长等于6,离心率e?圆交于不同两点A,B,且线段AB恰被直线x??存在,请说明理由。
题型八.最值问题
22,试问是否存在直线l,使l与椭31平分?若存在,求出直线l倾斜角的取值范围;若不2x2y2??1的右焦点,点M在椭圆上移动,求MP?MF2的最大值和例1.若P(?2,3),F2为椭圆
2516最小值。
分析:欲求MP?MF2的最大值和最小值 可转化为距离差再求。由此想到椭圆第一定义
M1 F1 o F2 解:MP?MF2?MP?2a?MF1,延长PF1交椭圆于点M1,延长F1P交椭圆于点M2由三1,连接PFM2 角形三边关系知?PF1?MP?MF1?PF1 当且仅当M与M1重合时取右等号、M与M2重合时取左等号。 因为2a?10,PF1?2,所以(MP?MF2)max?12, (MP?MF2)min?8;
MF2?2a?MF1, F1为椭圆的左焦点。
x2y2结论1:设椭圆2?2?1的左右焦点分别为F1,F2,P(x0,y0)为椭圆内一点,M(x,y)为椭圆上任意一
ab点,则MP?MF2的最大值为2a?PF1,最小值为2a?PF1; x2y2??1的右焦点,点M在椭圆上移动,求MP?MF2的最大值和最小例2.P(?2,6),F2为椭圆
2516值。
分析:点P在椭圆外,PF2交椭圆于M,此点使MP?MF2值最小,求最大值方法同例1。 解:MP?MF2?MP?2a?MF1并延长交椭圆于点M1, 1,连接PF则M在M1处时MP?MF1取最大值PF1;
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∴MP?MF2最大值是10+37,最小值是41。
x2y2结论2设椭圆2?2?1的左右焦点分别为F1,F2,P(x0,y0)为椭圆外一点,M(x,y)为椭圆上任意一
ab点,则MP?MF2的最大值为2a?PF1,最小值为PF2;
2.二次函数法
x2y2例3.求定点A(a,0)到椭圆2?2?1上的点之间的最短距离。
ab分析:在椭圆上任取一点,由两点间距离公式表示PA,转化为x,y的函数求最小值。
解:设P(x,y)为椭圆上任意一点,
121x?(x?2a)2?1?a2 22由椭圆方程知x的取值范围是[?2,2] PA?(x?a)2?y2?(x?a)2?1?222,则x?2a时,PAmin?1?a 22(2)若a?,则x?2时PAmin?a?2
22(3)若a??,则PAmin?a?2
2x2y2结论3:椭圆2?2?1上的点M(x,y)到定点A(m,0)或B(0,n)距离的最值问题,可以用两点间距离公
ab(1)若a?式表示︱MA︱或︱MB︱,通过动点在椭圆上消去y或x,转化为二次函数求最值,注意自变量的取值范
围。
3.三角函数法
x22例4.求椭圆2?y?1上的点M(x,y)到直线l:x?2y?4的距离的最值;
4x?2y?4?x?2cos?x22解:三角换元d? ∵2?y?1 ∴令????R?
45?y?sin?2cos??2sin??42?则d??2sin(??)?2
455当sin(???4)?1时dmin??45?21045?210;当sin(??)??1时,dmax?结论4:若椭圆
455x2y2??1上的点到非坐标轴上的定点的距离求最值时,可通过椭圆的参数方程,统一变量转化为三角函a2b2数求最值。 4.判别式法
例4的解决还可以用下面方法
把直线平移使其与椭圆相切,有两种状态,一种可求最小值,另一种求最大值。
解。令直线m:x?2y?c?0将x??2y?c代入椭圆方程整理得8y?4cy?c?4?0,由△=0解得
22c??22, c??22 时直线m:x?2y?22?0与椭圆切于点P, 则P到直线l的距离为最小值,且最小值就是两平行直线m与l的距离,
45?210所以dmin?;
5c?22时直线m:x?2y?22?0与椭圆切于点Q,则Q到直线l的距离为最大值,且最大值就是两
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平行直线m与l的距离,所以dmax?45?210。
5结论5:椭圆上的点到定直线l距离的最值问题,可转化为与l平行的直线m与椭圆相切的问题,利用判别式求出直线m方程,再利用平行线间的距离公式求出最值。
x2y2??1的右焦点,例5.已知定点A(?2,3),点F为椭圆点M在该椭圆上移动时,求AM?2MF1612的最小值,并求此时点M的坐标;(第二定义的应用)
x2y2??1的左、右焦点,椭圆内一点M的坐标为(2,?6),P为椭圆上例3.已知F1、F2分别为椭圆
10064的一个动点,试分别求:
(1)PM?解:(1)
5PF2的最小值; (2)PM?PF2的取值范围. 344,此时点P为过点M且垂直于l的线段与椭圆的交点; 3(2)由椭圆的定义知PF1?PF2?20,故PM?PF2?PM?20?PF1,
①PM?PF1?MF1?10,故PM?PF2?30
(当且仅当P为有向线段MF1的延长线与椭圆的交点时取“=”); ②PF1?PM?MF1?10,故PM?PF2?20?(PF1?PM)?10; (当且仅当P为有向线段MF1的反向延长线与椭圆的交点时取“=”) 综上可知,PM?PF2的取值范围为[10,30];
题型九.轨迹问题
例1.到两定点(2,1),(?2,?2)的距离之和为定值5的点的轨迹是
例2.已知点A(3,0),点P在圆x2?y2?1的上半圆周上(即y>0),∠AOP的平分线交PA于Q,求点Q的轨迹方程。
22例3.已知圆C:(x?3)?y?100及点A(?3,0),P是圆C上任一点,线段PA的垂直平分线l与PC相交于Q点,求Q点的轨迹方程。
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