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1、學而思高中完整講義:直線與圓錐曲線.板塊一.直線與橢圓(1).學生版
1.橢圓的定義:平面內(nèi)與兩個定點的距離之和等于常數(shù)(大于)的點的軌跡(或集合)叫做橢圓.
這兩個定點叫做橢圓的焦點,兩焦點的距離叫做橢圓的焦距.
2.橢圓的標準方程:
①,焦點是,,且.
②,焦點是,,且.
3.橢圓的幾何性質(zhì)(用標準方程研究):
⑴范圍:,;
⑵對稱性:以軸、軸為對稱軸,以坐標原點為對稱中心,橢圓的對稱中心又叫做橢圓的中心;
⑶橢圓的頂點:橢圓與它的對稱軸的四個交點,如圖中的;
⑷長軸與短軸:焦點所在的對稱軸上,兩個頂點間的線段稱為橢圓的長軸,如圖中線段的;另一對頂點間的線段叫做
2、橢圓的短軸,如圖中的線段.
⑸橢圓的離心率:,焦距與長軸長之比,,越趨近于,橢圓越扁;
反之,越趨近于,橢圓越趨近于圓.
4.直線:與圓錐曲線:的位置關系:
直線與圓錐曲線的位置關系可分為:相交、相切、相離.對于拋物線來說,平行于對稱軸的直線與拋物線相交于一點,但并不是相切;對于雙曲線來說,平行于漸近線的直線與雙曲線只有一個交點,但并不相切.這三種位置關系的判定條件可歸納為:
設直線:,圓錐曲線:,由
消去(或消去)得:.
若,,相交;相離;相切.
若,得到一個一次方程:①為雙曲線,則與雙曲線的漸近線平行;②為拋物線,則與拋物線的對稱軸平行.
因此直線與拋物線、雙曲線有一
3、個公共點是直線與拋物線、雙曲線相切的必要條件,但不是充分條件.
5.連結(jié)圓錐曲線上兩個點的線段稱為圓錐曲線的弦.
求弦長的一種求法是將直線方程與圓錐曲線的方程聯(lián)立,求出兩交點的坐標,然后運用兩點間的距離公式來求;
另外一種求法是如果直線的斜率為,被圓錐曲線截得弦兩端點坐標分別為,則弦長公式為.
兩根差公式:
如果滿足一元二次方程:,
則().
6.直線與圓錐曲線問題的常用解題思路有:
①從方程的觀點出發(fā),利用根與系數(shù)的關系來進行討論,這是用代數(shù)方法來解決幾何問題的基礎.要重視通過設而不求與弦長公式簡化計算,并同時注意在適當時利用圖形的平面幾何性質(zhì).
②以向量為工具,利用向量的
4、坐標運算解決與中點、弦長、角度相關的問題.
典例分析
【例1】 直線與橢圓交于不同兩點和,且(其中為坐標原點),求的值.
【例2】 在平面直角坐標系中,經(jīng)過點且斜率為的直線與橢圓有兩個不同的交點和.
⑴求的取值范圍;
⑵設橢圓與軸正半軸、軸正半軸的交點分別為,是否存在常數(shù),使得向量與共線?如果存在,求值;如果不存在,請說明理由.
【例3】 已知,直線,橢圓,, 分別為橢圓的左、右焦點.
⑴當直線過右焦點時,求直線的方程;
⑵設直線與橢圓交于,兩點,,的重心分別為,.若原點在以線段為直徑的圓內(nèi),求實數(shù)的取值范圍.
【例4】 已知橢圓短軸的
5、一個端點,離心率.過作直線與橢圓交于另一點,與軸交于點(不同于原點),點關于軸的對稱點為,直線交軸于點.
⑴求橢圓的方程;
⑵求的值.
【例5】 已知橢圓中心在原點,一個焦點為,且離心率滿足:成等比數(shù)列.
⑴求橢圓方程;
⑵是否存在直線,使與橢圓交于不同的兩點、,且線段恰被直線平分,若存在,求出的傾斜角的范圍;若不存在,請說明理由.
【例6】 直線與橢圓交于、兩點,記的面積為,
⑴求在的條件下,的最大值;
⑵當,時,求直線的方程.
【例7】 已知橢圓的中心在原點,焦點在軸上,點是其左頂點,點在橢圓上且.
⑴求橢圓的方程;
⑵若平行于的直線和橢圓交于兩個不同
6、點,求面積的最大值,并求此時直線的方程.
【例8】 如圖,點是橢圓短軸的下端點.過作斜率為的直線交橢圓于,點在軸上,且軸,.
⑴若點坐標為,求橢圓方程;
⑵若點坐標為,求的取值范圍.
【例9】 已知橢圓的焦點是,,點在橢圓上且滿足.
⑴ 求橢圓的標準方程;
⑵ 設直線與橢圓的交點為,.
?。┣笫沟拿娣e為的點的個數(shù);
ⅱ)設為橢圓上任一點,為坐標原點,,求的值.
【例10】 已知橢圓的離心率為.
⑴若原點到直線的距離為,求橢圓的方程;
⑵設過橢圓的右焦點且傾斜角為的直線和橢圓交于兩點.
i)當,求的值;
ii)對于橢圓上任一點,若,求實數(shù)
7、滿足的關系式.
【例11】 已知橢圓的左右焦點分別為.在橢圓中有一內(nèi)接三角形,其頂點的坐標,所在直線的斜率為.
⑴求橢圓的方程;
⑵當?shù)拿娣e最大時,求直線的方程.
【例12】 已知橢圓的中心在原點,焦點在軸上,左右焦點分別為,,且,點在橢圓上.
⑴求橢圓的方程;
⑵過的直線與橢圓相交于、兩點,且的面積為,求以為圓心且與直線相切的圓的方程.
【例13】 已知橢圓的對稱中心為原點,焦點在軸上,離心率為,且點在該橢圓上.
⑴求橢圓的方程;
⑵過橢圓的左焦點的直線與橢圓相交于、兩點,若的面積為,求圓心在原點且與直線相切的圓的方程.
【例
8、14】 橢圓:的離心率為,長軸端點與短軸端點間的距離為.
⑴求橢圓的方程;
⑵設過點的直線與橢圓交于兩點,為坐標原點,若為直角三角形,求直線的斜率.
【例15】 已知中心在原點,焦點在軸上的橢圓的離心率為,且經(jīng)過點,過點的直線與橢圓相交于不同的兩點.
⑴求橢圓的方程;
⑵是否存直線,滿足?若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由.
【例16】 已知橢圓的左右焦點分別為,,離心率,右準線方程為.
⑴求橢圓的標準方程;(準線方程)
⑵過點的直線與該橢圓交于,兩點,且,求直線的方程.
【例17】 設橢圓 的左、右焦點分別為、,離心率, 、是直線:上的
9、兩個動點,且.
⑴若,求、的值.
⑵證明:當取最小值時,與共線.
【例18】 已知橢圓,過點的直線與橢圓相交于不同的兩點、.
⑴若與軸相交于點,且是的中點,求直線的方程;
⑵設為橢圓上一點,且(為坐標原點),求當時,實數(shù)的取值范圍.
【例19】 已知、分別是橢圓的左、右焦點,右焦點到上頂點的距離為,若.
⑴求此橢圓的方程;
⑵點是橢圓的右頂點,直線與橢圓交于、兩點(在第一象限內(nèi)),又、是此橢圓上兩點,并且滿足,求證:向量與共線.
【例20】 一束光線從點出發(fā),經(jīng)直線:上一點反射后,恰好穿過點,
⑴求點關于直線的對稱點的坐標;
⑵求以、為焦點且過點的橢圓的方程;
⑶設直線與橢圓的兩條準線分別交于、兩點,點為線段上的動點,且不為、,求點到的距離與到橢圓右準線的距離之比的最小值,并求取得最小值時點的坐標.
【例21】 已知直線經(jīng)過橢圓的左頂點和上頂點.橢圓的右頂點為.點是橢圓上位于軸上方的動點,直線,與直線分別交于兩點.
⑴求橢圓的方程;
⑵求線段的長度的最小值.
⑶當線段的長度最小時,在橢圓上是否存在這樣的點,使得的面積為?若存在,確定點的個數(shù);若不存在,說明理由.