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常见的与椭圆有关的问题及其解法

2021-11-24王道峰

语数外学习·高中版中旬 2021年4期
关键词:弦长关系式焦点

王道峰

椭圆是三大圆锥曲线之一,具有明显的几何特征.与椭圆有关的问题有很多,如求椭圆的方程、求椭圆的离心率、判断直线与椭圆的位置关系、求椭圆中三角形的面积、求参数的取值范围等.与椭圆有关的问题主要考查椭圆的定义、标准方程、简单几何性质等.在这里,笔者总结了几类常见的与椭圆有关的问题及其解法,以帮助同学们总结知识、归纳方法.

一、求椭圆的方程

求椭圆的方程是一类基础题目,主要考查椭圆的定义以及方程中a、b、c之间的关系.在解题时,我们需要从题目中提取信息,将其与椭圆的定义关联,建立动点与焦点之间的关系式,灵活运用a、b、c之间的关系式a2=b2+ C2来求出(z、6的值.

例1.已知椭圆G的中心在坐标原点,长轴在x轴上,离心率为

,且椭圆G上一点到两个焦点的距离之和为12,则椭网G的方程为(

).

解:依题意可设椭圆G的方程为

+

=1a>6>0),

椭圆上一点到两焦点的距离之和为12,

2 a =12,

a=6,

椭圆的离心率为

e=

,解的b2 =9,

椭圆G的方程为

+

=1.

这里直接利用椭圆的定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的點的轨迹叫做椭圆,建立关系式,求得a的值,然后根据椭圆的离心率求得6的值,进而求得椭圆的方程.

二、求椭圆的离心率或取值范围

我们知道,椭圆的离心率为e=

,只要求出a,c或

的值,便可得到椭圆的离心率或取值范围.常见的求解方法有三种:一是结合题意建立方程,解方程求出a、c的值;二是根据题设条件构造a、c的齐次式方程,解出e;三是利用圆锥曲线的第二定义:到定点的距离与到定直线的距离的比等于e,求得e的值或者范围.

例2.椭圆

=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成等比数列,则此椭网的离心率为____.

解:椭圆的顶点为A(-a,0),B(a,0),焦点为F1(-c,O),F2(C,0),

所以AF1=a-c,F1B=a+c,F1F2= 2c.

因为AF1,F1F2,F1B成等比数列,

所以4c2=(a -c)(a+c)=a2 -C2,即5 c2= a2,

所以a=

c,

所以离心率为e=

我们首先用a,c表示出AF1,F1B,依据已知条件建立a1,c的关系式,进而求出

的值.在求椭圆的离心率时,我们还要注意e的取值范围为O

三、椭圆与直线问题

椭圆与直线问题有很多种,如判断直线与椭圆的位置关系、求椭圆中的弦长、中点弦问题、对称问题等.解答椭网与直线问题一般需将直线方程与曲线方程联立,消去y(或x)得到一个关于x(或y)的一元二次方程,然后利用判别式“△”、弦长公式、韦达定理来解答问题.

例3.已知椭圆

+y2=1.

(1)当m为何值时,直线y=x+m与椭圆有两个不同的交点?

(2)当m=2时,求直线被椭网截得的线段长,

解:(1)联立方程

+y2=1,消去y得5x2+ 8mx+4(m2—1)=0.

A= 64m2—80(m2—1)>0,

所以-

即当

时直线与椭圆有两个不同交点.

(2)当m=2时,方程为5x2+l6x+12=0,

设A(x1,y1),B(x2,y2),

由韦达定理得

又k=l,所以AB=

.

解答本题的主要思路是联立直线与椭圆的方程,消去y得到一元二次方程,根据判别式以及根与系数的关系,利用弦长公式求得弦长.

总之,与椭圆有关的问题既有基础题目,又有试卷巾的压轴题目.要顺利解答与椭圆有关的问题,我们需要熟练掌握与椭圆有关的基本知识,还要熟悉一些常见的数学思想方法,如方程思想、数形结合思想、设而不求思想、转化思想等,将其灵活地应用于解题当中.

(作者单位:江苏省滨海县东元高级中学)

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