2.(2006年山东卷)在给定椭圆中,过焦点且垂直于长轴的弦长为,焦点到相应准线的距离为1,则该椭圆的离心率为 ( )
(A) (B) (C) (D)
1.有以下两个命题:
(1)动点到两定点的距离之和且为常数);
(2)点的轨迹是椭圆.
则命题(1)是命题(2)的( )
(A)必要不充分条件 (B)充分不必要条件 (C)充分且必要条件 (D)既不充分也不必要条件
6. 设F1、F2为椭圆=1的两个焦点,P为椭圆上的一点.已知P、F1、F2是一个直角三角形的三个顶点,且|PF1|>|PF2|,求的值.
[能力提升]
5.设的轨迹是曲线,满足:点到的距离与它到直线的距离之比是常数,又点在曲线上,点在曲线的内部.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2) 的最小值,并求此时点的坐标.
例6.设点是椭圆上一点,是椭圆的两个焦点,且,求椭圆的离心率的取值范围。
[剖析]由题设条件不难看出是一直角三角形的三个顶点,且由,可想到利用勾股定理来加以解决。
[解]由椭圆的定义得 ①
在中,,由勾股定理,得 ②
将①②化简得: ③
由①③,根据韦达定理,可知是方程的两个根。
则有,所以,即,又,从而.
[警示] <<考试大纲>>要求掌握椭圆的简单几何性质,这就要求我们不仅准确把握和牢固地记忆这些几何性质,还要灵活地运用这些性质解决问题,更要注意教材中利用椭圆的标准方程推导这些几何性质的思想方法。在椭圆的几何性质中,离心率问题一直是高考的热点题型,需要重点把握。
[变式训练]
4.在中,,曲线E过C点,动点P在曲线E上运动,且保持的值不变,求曲线E的方程。
例5.设的轨迹是曲线,满足:点到的距离与它到直线的距离之比是常数,又点在曲线上,点在曲线的内部.
(1)求曲线的方程;
(2)的最小值,并求此时点的坐标.
[剖析]:由已知条件通过列方程,不难得出曲线的方程,但要注意计算准确。
[解](1)设是曲线上任一点,则为常数),
即,又点在曲线上,所以,所以,所以曲线的方程是,即.
(2)是椭圆的左焦点,实际上是点到左准线的距离.所以当与左准线垂直时,的值最小,此时点的坐标为.
[警示]由本例可知,点到的距离与它到直线的距离之比,是一个在(0,1)的常数,事实上,平面内到一定点的距离和一条直线(不在直线上)的距离之比是常数的动点的轨迹就是椭圆,其中定点是椭圆的一个焦点,定直线是椭圆的这个焦点所对应的准线,这就是椭圆的第二定义。
3. 求满足下列各条件的椭圆的标准方程.
(1)焦点在坐标轴上,且经过两点、;
(2)经过点,且与椭圆具有共同的焦点.
例4.在中,BC=24,AC、AB边上的中线长之和等于39,求的重心的轨迹方程。
[剖析]:有一定长线段BC,两边上的中线长也均与定点B、C和的重心有关,因此需考虑以BC的中点为坐标原点建立直角坐标系。但需注意点A不能在BC的所在的直线上。
[解]如图所示,以线段BC所在直线为x轴、线段BC的中垂线为y轴建立直角坐标系。
设M为的重心,BD是AC边上的中线,CE是AB边上的中线,由重心的性质知,,于是==.根据椭圆的定义知,点M的轨迹是以B、C为焦点的椭圆.
26,,又,,,故所求的椭圆方程为.
[警示] 在求点的轨迹时,要特点注意所求点轨迹的几何意义,在本题中,所求的椭圆方程为,应考虑若时,A、B、C三点在同一条直线上,不可能构成三角形,所以应将去掉。另外,平面内一动点与两定点F1,F2的距离之和为常数2a,当2a>| F1F2|时,动点的轨迹是椭圆;当2a=| F1F2|时动点的轨迹是线段F1F2;当2a<| F1F2|时,动点的轨迹不存在。
2.(2006年江苏卷)已知三点P(5,2)、(-6,0)、(6,0)。求以、为焦点且过点P的椭圆的标准方程。
例3.求满足下列各条件的椭圆的标准方程.
(2)经过点(2,-3)且与椭圆具有共同的焦点.
[剖析]对于(1),由题设条件不能确定椭圆的焦点在哪一坐标轴上,因此应分别设出焦点在x轴、y轴上的标准方程,进行讨论求解;或采用椭圆方程mx2+ny2=1(m>0,n>0,且)直接求解,避免讨论;对于(2)由于椭圆的焦点坐标为,因而可设所求的椭圆方程为,只要由题设条件确定的值即可.
[解](1)[解法一]①当所求椭圆的焦点在轴上时,设它的标准方程为,依题意应有,解得,因为从而方程组无解;
②当所求椭圆的焦点在轴上时,设它的标准方程为,
依题意应有,解得,所以所求椭圆的标准方程为.
故所求的椭圆的标准方程为
[解法二]设所求椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,且),
依题意得,解得,从而所求椭圆的标准方程为.
(2)[解]因为椭圆的焦点坐标为,,从而可设所求的椭圆的方程为,将又因为经过点(2,-3),从而得,解得或(舍去),故所求椭圆的标准方程为:.
[警示]由于题(1)中的椭圆是唯一存在的,为了运算方便,可设其方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,且),而不必考虑焦点的位置,求接求得椭圆的方程;题(2)中椭圆变形为,其焦点坐标为,,所设的方程是具有共同焦点的,的椭圆系方程。遇到与本题类似的问题,我们可以采用类似的方法来求解椭圆的方程。另外本题还可以设方程,等解决。一般说来,与椭圆具有相同焦点的椭圆方程可设为,其中。本题实质上运用的也是待定系数法。
1. 已知点A(3,0),B(-2,1)是椭圆 内的点,M是椭圆上的一动点,试求|MA|+|MB|的最大值与最小值。
例2.已知点P在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P到两焦点的距离分别为和,过点P作长轴的垂线,恰好过椭圆的一个焦点,求椭圆的方程。
[剖析]由题设条件设出椭圆的标准方程,求出焦距与长轴长是求解本题的关键。因椭圆的焦点位置未明确在哪个坐标轴上,故应有两种情况。
[解]设椭圆的两个焦点分别为F1,F2,|P F1|=,|P F2|=
由椭圆的定义知2a=|P F1|+|P F2|=,即,由|P F1|>|P F2|知P F2垂直于长轴。所以在中,4c2=|P F1|2 -|P F2|2=,所以c2=,于是b2=a2-c2=
又由于所求的椭圆的焦点可以在x轴上,也可以在y轴上,故所求的椭圆方程为或.
[警示]求椭圆的标准方程,需要一个定位条件和两个定形条件,通常采用待定系数法解决。椭圆中有“六点”(即两个交点与四个顶点)“四线”(即两条对称轴与两条准线),因此在解题时要注意它们对椭圆方程的影响,如在求椭圆的标准方程时,当遇到焦点位置不确定时,应注意有两种结果。
6.短轴长为,离心率的椭圆的两焦点为F1,F2,过点F1作直线交椭圆于A、B两点,则AB F2的周长是 .
[典例精析]
例1.设F1,F2是椭圆的两个焦点,P是椭圆上的点,且|P F1|:|P F2|=4:3,求P F1F2的面积。
[剖析]由椭圆方程可求出2a与2c,且由|P F1|:|P F2|=4:3知可求出|P F1|,|P F2|的长度,从而可求三角形的面积。
[解]由于|P F1|+|P F2|=7,且|P F1|:|P F2|=4:3,得|P F1|=4,|P F2|=3,又| F1F2|=2c=,显然|P F1|2 +|P F2|2=| F1F2|2,所以P F1F2是以P F1,P F2为直角边的直角三角形,从而所求P F1F2的面积为S=|P F1||P F2|=43=6.
[警示]本题运用了椭圆的定义来解题。椭圆定义是用椭圆上任意一点P到两焦点的距离之和来描述的,定义中|P F1|+|P F2|=2a>| F1F2|.定义能够对一些距离进行相关的转化,简化解题过程。因此在解题过程中,遇到涉及椭圆上的点到焦点的距离问题时,应先考虑是否能够使椭圆的定义来解决。
[变式训练]:
5.(2006年上海卷)已知椭圆中心在原点,一个焦点为F(-2,0),且长轴长是短轴长的2倍,则该椭圆的标准方程是 .