此要从点的坐标、斜率入手.本题的第(2)问中,其关键是根据什么去列出离心率e满足的不等式,只能是椭圆的固有性质:x?a,y?b,根据?AQB?120?得到
2ayx?y?a222将x?a???3,
22ab222b、消去x,用a、以便利用y?bc表示y,y代入,
列出不等式.这里要求思路清楚,计算准确,一气呵成.
解:(1)设F?c,0?,B?a,0?,A??a,0?. ?x?c?b2?P? ?222222?c,a??bx?ay?ab?? ??于是kAP?b2a?c?a?,kBP?b2a?c?a?.
∵?APB是AP到BP的角.
b2∴tan?APB?a?c?a?1?2?b42a?c?a?22b??2ac22
ac?a??∵a2?c2 ∴tan?APB??2
故tan?APB??3 ∴?APB?120?. (2)设Q?x,y?,则kQA?yx?a,kQB?yx?a.
由于对称性,不妨设y?0,于是?AQB是QA到QB的角.
y?y2ayx?a? 2222yx?y?a2∴tan?AQB?x?a1?x?a2∵?AQB?120, ∴
?2ayx?y?a222??3
222整理得3?x?y?a??2ay?0
∵x?a?22ab22y
22?a?2?∴3??1?b2?y?2ay?0
??
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∵y?0, ∴y?2ab3c2222
∵y?b, ∴
2ab3c?b
2ab?3c,4a2?a2?c2??3c2
2∴4c4?4a2c2?4a4?0,3e4?4e2?4?0
32∴e2?或e2??2(舍),∴
63?e?1.
典型例题十三
例13 已知椭圆
x22k?8?y9?1的离心率e?12,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,a2?k?8,b2?9,得c2?k?1.由e?当椭圆的焦点在y轴上时,a2?9,b2?k?8,得c2?1?k. 由e?1212,得k?4.
,得
1?k9?14,即k??5454.
∴满足条件的k?4或k??.
说明:本题易出现漏解.排除错误的办法是:因为k?8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.
典型例题十四
例14 已知椭圆
x22224b?yb?1上一点P到右焦点F2的距离为b(b?1),求P到左准线
的距离.
分析:利用椭圆的两个定义,或利用第二定义和椭圆两准线的距离求解.
解法一:由
x224b?yb22?1,得a?2b,c?3b,e?32.
由椭圆定义,PF1?PF2?2a?4b,得
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PF1?4b?PF2?4b?b?3b.
由椭圆第二定义,
PF1d1?e,d1为P到左准线的距离,
∴d1?PF1e?23b,
即P到左准线的距离为23b.
PF2d2解法二:∵
?e,d2为P到右准线的距离,e?ca?32,
∴d2?PF2e?233b.
又椭圆两准线的距离为2?a2c?833b.
∴P到左准线的距离为
833b?233b?23b.
说明:运用椭圆的第二定义时,要注意焦点和准线的同侧性.否则就会产生误解. 椭圆有两个定义,是从不同的角度反映椭圆的特征,解题时要灵活选择,运用自如.一般地,如遇到动点到两个定点的问题,用椭圆第一定义;如果遇到动点到定直线的距离问题,则用椭圆的第二定义.
典型例题十五
?x?4cos?,?例15 设椭圆?(?为参数)上一点P与x轴正向所成角?POx?,求
3?y?23sin?.P点坐标.
分析:利用参数?与?POx之间的关系求解.
解:设P(4cos?,23sin?),由P与x轴正向所成角为
?323sin?4cos??3,
∴tan?,即tan??2.
而sin??0,cos??0,由此得到cos??55,sin??255,
∴P点坐标为(
455,4155).
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典型例题十六
例16 设P(x0,y0)是离心率为e的椭圆
xa2222?yb?1 (a?b?0)上的一点,P到左焦
点F1和右焦点F2的距离分别为r1和r2,求证:r1?a?ex0,r2?a?ex0.
分析:本题考查椭圆的两个定义,利用椭圆第二定义,可将椭圆上点到焦点的距离转化为点到相应准线距离.
解:P点到椭圆的左准线l:x??PF1PQa2c的距离,PQ?x0?a2c,
由椭圆第二定义,?e,
∴r1?ePQ?a?ex0,由椭圆第一定义,r2?2a?r1?a?ex0.
说明:本题求证的是椭圆的焦半径公式,在解决与椭圆的焦半径(或焦点弦)的有关问题时,有着广泛的应用.请写出椭圆焦点在y轴上的焦半径公式.
典型例题十七
例17 已知椭圆
P是椭圆上一点.
22x9?y5?1内有一点A(1,1),F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,点
(1) 求PA?PF1的最大值、最小值及对应的点P坐标; (2) 求PA?32PF2的最小值及对应的点P的坐标.
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.
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解:
(1)如上图,2a?6,F2(2,0),AF2?PF1?PF2?2a?62,设P是椭圆上任一点,由
,
PA?PF2?AF2,∴
PA?PF1?PF1?PF2?AF2?2a?AF2?6?等号仅当PA?PF2?AF2时成2,
立,此时P、A、F2共线.
由PA?PF2?AF2,∴PA?PF1?PF1?PF2?AF2?2a?AF2?6?号仅当PA?PF2?AF2时成立,此时P、A、F2共线.
?x?y?2?0,建立A、F2的直线方程x?y?2?0,解方程组?2得两交点 25x?9y?45?P1(97?15142,57?15142)、P2(97?15142,57?15142).
2,等
综上所述,P点与P1重合时,PA?PF1取最小值6?PA?PF2取最大值6?2.
2,P点与P2重合时,
(2)如下图,设P是椭圆上任一点,作PQ垂直椭圆右准线,Q为垂足,由a?3,c?2,
23∴e?32.由椭圆第二定义知
PF2PQ?e?23,∴PQ?32PF2,∴
PA?PF2?PA?PQ,要使其和最小需有A、P、Q共线,即求A到右准线距离.右
92准线方程为x?.
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