高中数学高考59第九章 平面解析几何 9 5 椭圆 第2课时 直线与椭圆课件PPT
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NEIRONGSUOYIN
题型分类 深度剖析
1.若直线y=kx+1与椭圆 =1总有公共点,则m的取值范围是A.m>1 B.m>0C.0
解析 方法一 由于直线y=kx+1恒过点(0,1),所以点(0,1)必在椭圆内或椭圆上,
消去y整理得(5k2+m)x2+10kx+5(1-m)=0.由题意知Δ=100k2-20(1-m)(5k2+m)≥0对一切k∈R恒成立,即5mk2+m2-m≥0对一切k∈R恒成立,由于m>0且m≠5,∴m≥1且m≠5.
将①代入②,整理得9x2+8mx+2m2-4=0. ③方程③根的判别式Δ=(8m)2-4×9×(2m2-4)=-8m2+144.
2.已知直线l:y=2x+m,椭圆C: =1.试问当m取何值时,直线l与椭圆C:(1)有两个不重合的公共点;
解 将直线l的方程与椭圆C的方程联立,
(2)有且只有一个公共点;
解 当Δ=0,即m= 时,方程③有两个相同的实数根,可知原方程组有两组相同的实数解.这时直线l与椭圆C有两个互相重合的公共点,即直线l与椭圆C有且只有一个公共点.
研究直线与椭圆位置关系的方法(1)研究直线和椭圆的位置关系,一般转化为研究其直线方程与椭圆方程组成的方程组解的个数.(2)对于过定点的直线,也可以通过定点在椭圆内部或椭圆上判定直线和椭圆有交点.
题型二 弦长及中点弦问题
解析 设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),直线l的方程为y=x+t,
命题点2 中点弦问题例2 已知P(1,1)为椭圆 =1内一定点,经过P引一条弦,使此弦被P点平分,则此弦所在的直线方程为_____________.
解析 方法一 易知此弦所在直线的斜率存在,∴设其方程为y-1=k(x-1),弦所在的直线与椭圆相交于A,B两点,A(x1,y1),B(x2,y2).
消去y得,(2k2+1)x2-4k(k-1)x+2(k2-2k-1)=0,
方法二 易知此弦所在直线的斜率存在,∴设斜率为k,弦所在的直线与椭圆相交于A,B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),
∵x1+x2=2,y1+y2=2,
(1)解决直线与椭圆的位置关系的相关问题,其常规思路是先把直线方程与椭圆方程联立,应用根与系数的关系,解决相关问题.涉及中点弦的问题时用“点差法”解决,往往会更简单.记住必须检验.
(3)利用公式计算直线被椭圆截得的弦长是在方程有解的情况下进行的,不要忽略判别式.
(1)求椭圆E的离心率;
解 过点(c,0),(0,b)的直线方程为bx+cy-bc=0,
(2)如图,AB是圆M:(x+2)2+(y-1)2= 的一条直径,若椭圆E经过A,B两点,求椭圆E的方程.
解 方法一 由(1)知,椭圆E的方程为x2+4y2=4b2. ①
易知,AB与x轴不垂直,设其方程为y=k(x+2)+1,代入①得(1+4k2)x2+8k(2k+1)x+4(2k+1)2-4b2=0,
从而x1x2=8-2b2.
方法二 由(1)知,椭圆E的方程为x2+4y2=4b2, ②
两式相减并结合x1+x2=-4,y1+y2=2,得-4(x1-x2)+8(y1-y2)=0,易知AB与x轴不垂直,则x1≠x2,
代入②得x2+4x+8-2b2=0,所以x1+x2=-4,x1x2=8-2b2,
题型三 椭圆与向量等知识的综合
(1)求椭圆C的标准方程;
故b2=a2-c2=3,
设点A(x1,y1),点B(x2,y2).若直线AB⊥x轴,则x1=x2=1,不符合题意;当AB所在直线l的斜率k存在时,设l的方程为y=k(x-1).
(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0. ①①的判别式Δ=64k4-4(4k2+3)(4k2-12)=144(k2+1)>0.
一般地,在椭圆与向量等知识的综合问题中,平面向量只起“背景”或“结论”的作用,几乎都不会在向量的知识上设置障碍,所考查的核心内容仍然是解析几何的基本方法和基本思想.
跟踪训练2 已知椭圆C的两个焦点分别为F1(-1,0),F2(1,0),短轴的两个端点分别为B1,B2.(1)若△F1B1B2为等边三角形,求椭圆C的方程;
解 △F1B1B2为等边三角形,
(2)若椭圆C的短轴长为2,过点F2的直线l与椭圆C相交于P,Q两点,且 ,求直线l的方程.
当直线l的斜率不存在时,其方程为x=1,不符合题意;当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x-1),
由已知得Δ>0,设P(x1,y1),Q(x2,y2),
1.若直线mx+ny=4与⊙O:x2+y2=4没有交点,则过点P(m,n)的直线与椭圆 =1的交点个数是A.至多为1 B.2 C.1 D.0
解析 设直线与椭圆交点为A(x1,y1),B(x2,y2),分别代入椭圆方程,
解析 设弦的端点A(x1,y1),B(x2,y2),
4.已知F1(-1,0),F2(1,0)是椭圆C的两个焦点,过F2且垂直于x轴的直线与椭圆C交于A,B两点,且|AB|=3,则C的方程为
因为过F2且垂直于x轴的直线与椭圆交于A,B两点,且|AB|=3,
解析 依题意,当直线l经过椭圆的右焦点(1,0)时,其方程为y-0=tan 45°(x-1),即y=x-1.
∴PF1⊥PF2,∠F1PF2=90°.设|PF1|=m,|PF2|=n,则m+n=4,m2+n2=12,2mn=4,mn=2,
解析 由于直线y=kx+k+1=k(x+1)+1过定点(-1,1),而(-1,1)在椭圆内,故直线与椭圆必相交.
8.椭圆Γ: =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,焦距为2c.若直线y= (x+c)与椭圆Γ的一个交点M满足∠MF1F2=2∠MF2F1,则该椭圆的离心率等于_______.
从而∠MF2F1=30°,所以MF1⊥MF2.
9.已知椭圆C: =1(a>b>0)的左焦点为F,椭圆C与过原点的直线相交于A,B两点,连接AF,BF,若|AB|=10,|AF|=6,cs∠ABF= ,则椭圆C的离心率e=__.
解析 设椭圆的右焦点为F1,在△ABF中,由余弦定理可解得|BF|=8,所以△ABF为直角三角形,且∠AFB=90°,又因为斜边AB的中点为O,所以|OF|=c=5,连接AF1,因为A,B关于原点对称,所以|BF|=|AF1|=8,
10.已知直线MN过椭圆 +y2=1的左焦点F,与椭圆交于M,N两点.直线PQ过原点O与MN平行,且PQ与椭圆交于P,Q两点,则 =_____.
(1)求椭圆E的方程;
解 由题意知,直线AB的斜率存在且不为0,故可设直线AB的方程为x=my-1,设A(x1,y1),B(x2,y2).
因为F1(-1,0),
(2)设A,B分别为椭圆的左、右顶点,过点F且斜率为k的直线与椭圆交于C,D两点,若 =8,O为坐标原点,求△OCD的面积.
解 由(1)可知F(-1,0),则直线CD的方程为y=k(x+1).
消去y得(2+3k2)x2+6k2x+3k2-6=0.设C(x1,y1),D(x2,y2),
解析 设正方形的边长为2m,∵椭圆的焦点在正方形的内部,∴m>c,
14.已知椭圆 =1(a>b>0)短轴的端点为P(0,b),Q(0,-b),长轴的一个端点为M,AB为经过椭圆中心且不在坐标轴上的一条弦,若PA,PB的斜率之积等于 ,则点P到直线QM的距离为______.
解析 设A(x0,y0),则B点坐标为(-x0,-y0),
则直线QM的方程为bx-ay-ab=0,
解析 设AB的中点为G,则由椭圆的对称性知,O为平行四边形ABCD的对角线的交点,则GO∥AD.
解 设M(x0,y0),P(x1,y1),Q(x2,y2),由题意知PQ斜率存在,且不为0,所以x0y0≠0,
因为点M在MP和MQ上,
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