关于焦点三角形与焦点弦〔1〕椭圆上一点与两个焦点所构成的称为焦点三角形设,则有:P①,当〔即为短轴顶点〕时,最大,此时②的面积当〔即为短轴顶点〕时,最大,且③ AB〔2〕经过焦点或的椭圆的弦,称为焦点弦设,的中点为,则弦长〔左焦点取“+〞,右焦点取“-〞〕当轴时,最短,且关于直线与椭圆的位置关系问题常用处理方法1 联立方程法:联立直线和椭圆方程,消去,得到关于的一元二次方程,设交点坐标为,则有,以及,还可进一步求出在涉及弦长,中点,对称,面积等问题时,常用此法2 点差法:设交点坐标为代入椭圆方程,并将两式相减,可得,在涉及斜率、中点、围等问题时,常用此法典例剖析1 求椭圆的标准方程【例2】设椭圆的左焦点为,上顶点为,过点作的垂线分别交椭圆于,交轴于,且〔1〕求椭圆的离心率〔2〕假设过三点的圆恰好与直线相切,求椭圆的方程解】〔1〕由可得: 由可得:,将点坐标代入椭圆方程可得: 即 〔2〕由〔1〕得:,圆心为,半径于是有:(圆心到直线距离), 所以 故椭圆方程为:【例4】椭圆的中心在原点,短轴长为,右准线交轴于点,右焦点为,且,过点的直线交椭圆于两点〔1〕求椭圆的方程〔2〕假设,求直线的方程〔4〕求的最大面积【解】〔1〕 椭圆方程为:〔2〕设直线的方程为:,且设联立消去,得:则 从而求得:由得 : ,求得 所以的方程为:〔4〕由〔1〕得:令 , 则 当且仅当,即时,取“〞所以的最大面积为2 椭圆的性质【例6】椭圆的两个焦点分别为,,在椭圆上存在一点,使得〔1〕求椭圆离心率的取值围〔2〕当离心率取最小值时,的面积为,设是椭圆上两动点,假设线段的垂直平分线恒过定点。
①求椭圆的方程;②求直线的斜率的取值围解】〔1〕设椭圆短轴的端点为B,由及椭圆的性质得: 所以,从而 ,即,又, 所以,得:,所以 〔2〕①当取得最小值时,在短轴顶点,所以, 又,故求得: 所以椭圆方程为:设,设直线的方程为,的垂直平分线方程为:联立消去得:则有即 ①又有: 从而所以的中点为 又在的垂直平分线上,所以, 即 ②将②代人①求得:求取值围问题通常要建立不等式,关于不等式的来源有以下几种情况:〔1〕不等式;〔2〕椭圆上的点的横坐标满足;〔3〕;〔4〕椭圆部的点满足;【例7】椭圆的中心在原点,焦点在轴上,斜率为的直线过椭圆的右焦点与椭圆交于两点,与向量共线〔1〕求椭圆的离心率〔2〕设为椭圆上任一点,假设,求证:为定值【解】〔1〕设椭圆方程为,设,, 由:直线AB的方程为:,代入椭圆方程,得:, 由韦达定理得:,易知: 因为与向量共线,所以 , 而,所以, 即 ,于是有: 又 ,所以,故有:〔2〕由〔1〕得:,,所以椭圆方程为:,即,直线AB的方程为:,于是有:,,从而,设,由:,将M的坐标代入椭圆方程得:, 即, 于是有:。
故为定值例8】为椭圆上一动点,弦分别过焦点,当轴时,恰有. 〔1〕椭圆的离心率〔2〕设,,判断是否为定值.【解】〔1〕当轴时,,从而 依定义有,所以 而,所以 ,即 〔2〕由〔1〕可知椭圆方程为:, 设①假设的斜率都存在,则直线的方程为 代入椭圆方程,并整理得:由韦达定理有由:;同理可得:所以②假设有一个斜率不存在,不妨设轴则 所以 综上所述为定值3. 最值问题【例11】椭圆,是垂直于轴的弦,直线交轴于点,为椭圆的右焦点,直线与交于点〔1〕证明:点在椭圆上〔2〕求面积的最大值【解】〔1〕由设,则且,与的方程分别为:联立两直线的方程求得: 即 因为, 所以点在椭圆上〔2〕设直线的方程为〔过焦点〕且联立则由:所以 所以令,函数递增, 所以当时,取得最小值,故当时,取得最大值【例14】椭圆的左,右焦点分别为,过的直线与椭圆交于两点〔1〕求的面积的最大值〔2〕当的面积最大值时,求的值【解】〔1〕由得:设直线的方程为,且设联立则有:由可得:令易证函数在上递增〔**〕,所以当时,取得最小值,故当时,取得最小值, 故的最大值为〔2〕当最大值时,,从而,而所以4 直线与椭圆的位置关系【例16】是椭圆的左,右焦点,直线与椭圆相切。
〔1〕分别过作切线的垂线,垂足分别为,求的值〔3〕设直线与轴,轴分别交于两点,求的最小值解】〔1〕设直线的方程为,由: , 所以 ; 于是 联立,消去y,的: 因为直线与椭圆相切,所以 所以 为定值 〔2〕易知:, 所以 当且仅当,即时取等号 所以 例17】椭圆,过点作直线与椭圆顺次交于两点〔在之间〕〔1〕求的取值围; 〔2〕是否存在这样的直线,使得以弦为直径的圆经过坐标原点.假设存在,求的方程,假设不存在,说明理由解】〔1〕方法一:〔联立方程法〕ⅰ〕当直线的斜率存在时,设直线的方程为且设联立, 消去,并整理得:则有, 求得:又有①②设 ,则有,即 ③从①,②,③中消去可得:而 , 所以 而 ,故求得:ⅱ〕当直线的斜率不存在时,综上所述, 的取值围是方法二:〔点差法〕 设,则有:, 所以,,即于是有 (1)(2) 得:,即 由, ,所以 而, 所以 〔2〕假设满足条件的直线存在,设,则由〔1〕可知:从而求得:于是有: 满足 故满足条件的直线存在,且直线方程为:或【例19】〔2010〕椭圆的左,右焦点为,左,右顶点为,过点的直线分别交椭圆于点〔1〕设动点,满足,求点的轨迹方程〔2〕当,时,求点的坐标〔3〕设,求证:直线过轴上的定点【解】〔1〕由题意知:,设,则, 化简整理得: 〔2〕把代人椭圆方程,分别求出: , 直线① ; 直线②①、②联立,得: 〔3〕由: ,直线与椭圆联立,得:直线与椭圆联立,得:直线的方程为:化简得令,解得,即直线MN过*轴上定点。
三 解题小结1. 离心率是圆锥曲线的重要性质,求离心率及其取值围,就是寻找与或之间的关系2. 求与椭圆有关的最值问题,有三种方法:〔1〕几何法;〔2〕三角代换法;〔3〕转化函数,利用函数的单调性求最值3. 直线与椭圆的位置问题两种根本方法:〔1〕联立方程法;〔2〕点差法,前者涉及弦长与中点,后者涉及斜率,中点等.4. 关于椭圆的补充性质〔常在解题中遇到〕:①椭圆的接矩形的最大面积为.②过焦点 的直线交椭圆于P, Q两点,则当轴时,的面积最大,且最大面积为.③设右准线与轴交于点E,过E点的直线与椭圆交于P, Q两点,点与点P关于轴对称,则直线一定过椭圆的右焦点,且 .④设点P是右〔左〕准线上任一点〔不在轴上〕,是椭圆的左右顶点,直线, 与椭圆分别交于两点,则直线一定过椭圆的右〔左〕焦点⑤过右〔左〕焦点的直线与椭圆交于两点,是椭圆的左、右顶点,直线的交点一定在右〔左〕准线上 z.。