特别解析:椭圆经典例题分类
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特别解析:椭圆经典例题分类
题型一 .椭圆定义的应用
例1 椭圆的一个顶点为()02,
A ,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程. 分析:题目没有指出焦点的位置,要考虑两种位置.
解:(1)当()02,
A 为长轴端点时,2=a ,1=b ,椭圆的标准方程为:1142
2=+y x ; (2)当()02,
A 为短轴端点时,2=b ,4=a ,椭圆的标准方程为:116
42
2=+y x ; 说明:椭圆的标准方程有两个,给出一个顶点的坐标和对称轴的位置,是不能确定椭圆的横竖的,因而要考虑两种情况.
例2 已知椭圆
19822=++y k x 的离心率2
1
=e ,求k 的值. 分析:分两种情况进行讨论.
解:当椭圆的焦点在x 轴上时,82+=k a ,92=b ,得12
-=k c .由2
1
=e ,得4=k . 当椭圆的焦点在y 轴上时,92
=a ,82
+=k b ,得k c -=12
.
由21=
e ,得4191=-k ,即4
5-=k . ∴满足条件的4=k 或4
5
-=k .
说明:本题易出现漏解.排除错误的办法是:因为8+k 与9的大小关系不定,所以椭圆的焦点可能在x 轴上,也可能在y 轴上.故必须进行讨论.
例3 已知方程
1352
2-=-+-k
y k x 表示椭圆,求k 的取值范围. 解:由⎪⎩
⎪
⎨⎧-≠-<-<-,35,03,05k k k k 得53< 说明:本题易出现如下错解:由⎩⎨ ⎧<-<-, 03, 05k k 得53< 出错的原因是没有注意椭圆的标准方程中0>>b a 这个条件,当b a =时,并不表示椭圆. 例4 已知1cos sin 2 2 =-ααy x )0(πα≤≤表示焦点在y 轴上的椭圆,求α的取值范围. 分析:依据已知条件确定α的三角函数的大小关系.再根据三角函数的单调性,求出α的取值范围. 解:方程可化为1cos 1sin 122=+α αy x .因为焦点在y 轴上,所以0sin 1 cos 1>>-αα. 因此0sin >α且1tan -<α从而)4 3 ,2(ππα∈. 说明:(1)由椭圆的标准方程知 0sin 1>α,0cos 1 >-α ,这是容易忽视的地方. (2)由焦点在y 轴上,知αcos 12-=a ,α sin 12 =b . (3)求α的取值范围时,应注 意题目中的条件πα<≤0 例5 已知动圆P 过定点()03, -A ,且在定圆()64322 =+-y x B :的内部与其相内切,求动圆圆心P 的轨迹方程. 分析:关键是根据题意,列出点P 满足的关系式. 解:如图所示,设动圆P 和定圆B 内切于点M .动点P 到两定点, 即定点()03, -A 和定圆圆心()03,B 距离之和恰好等于定圆半径, 即8==+=+BM PB PM PB PA .∴点P 的轨迹是以A ,B 为两焦点, 半长轴为4,半短轴长为7342 2 =-=b 的椭圆的方程: 17 162 2=+y x . 说明:本题是先根据椭圆的定义,判定轨迹是椭圆,然后根据椭圆的标准方程,求轨迹的方程.这是求轨迹方程的一种重要思想方法. 题型二 .焦半径及焦三角的应用 例1 已知椭圆方程()0122 22>>=+b a b y a x ,长轴端点为1A ,2A ,焦点为1F ,2F ,P 是椭圆上一点,θ=∠21PA A ,α=∠21PF F .求:21PF F ∆的面积(用a 、b 、α表示). 分析:求面积要结合余弦定理及定义求角α的两邻边,从而利用C ab S sin 2 1 = ∆求面积. 解:如图,设()y x P ,,由椭圆的对称性,不妨设()y x P ,,由椭圆的对称性,不妨设P 在第一象限.由余弦定理知:2 2 1F F 2 221PF PF +=12PF -·2 2 4cos c PF =α.① 由椭圆定义知: a PF PF 221=+ ②, 则-①②2 得:α cos 122 21+=⋅b PF PF . 故αsin 2 1212 1PF PF S PF F ⋅=∆ ααsin cos 12212+= b 2tan 2α b =. 例2 已知椭圆15 92 2=+y x 内有一点)1,1(A ,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,点P 是椭圆上一点. 求1PF PA +的最大值、最小值及对应的点P 坐标; 分析:本题考查椭圆中的最值问题,通常探求变量的最值有两种方法:一是目标函数当,即代 数方法.二是数形结合,即几何方法.本题若按先建立目标函数,再求最值,则不易解决;若抓住椭圆的定义,转化目标,运用数形结合,就能简捷求解. 解:如上图,62=a ,)0,2(2F ,22= AF ,设P 是椭圆上任一点,由6221==+a PF PF , 22AF PF PA -≥,∴26222211-=-=-+≥+AF a AF PF PF PF PA ,等号仅当22AF PF PA -=时成立,此时P 、A 、2F 共线. 由22AF PF PA +≤,∴26222211+=+=++≤+AF a AF PF PF PF PA ,等号仅当 22AF PF PA +=时成立,此时P 、A 、2F 共线. 建立A 、2F 的直线方程02=-+y x ,解方程组⎩⎨⎧=+=-+4595,022 2y x y x 得两交点 )2141575,2141579(1+-P 、)214 15 75,2141579(2 -+P . 综上所述,P 点与1P 重合时,1PF PA +取最小值26-,P 点与2P 重合时,2PF PA +取最大值26+ . 题型三 参数方程应用 例1 求椭圆13 22 =+y x 上的点到直线06=+-y x 的距离的最小值. 分析:先写出椭圆的参数方程,由点到直线的距离建立三角函数关系式,求出距离的最小值. 解:椭圆的参数方程为⎩⎨ ⎧==. sin cos 3θθy x , 设椭圆上的点的坐标为 ( ) θθsin cos 3,,则点到直线的