一.教学内容:
椭圆综合复习与训练
【典型例题】
[例1] 直线与焦点在轴上的椭圆总有公共点,求的取值范围。
解:由
则对恒成立对恒成立,又,则有对恒成立,故即,又由,所以
另解:令,则问题转化为直线与圆总有公共点,求的取值范围。
由点线距离公式,有对恒成立,下同解法1。
又解:利用数形结合,直线系恒过定点,直线与椭圆总有公共线等价于点在椭圆内部即又故
[例2] 已知椭圆和两点、,若线段AB和椭圆没有公共点,求的取值范围。
解:线段AB的方程为:,即代入椭圆方程,并整理得问题等价于该方程无实数解。令由对称轴又,故在上没有实根的充要条件是。或
,又,故或。
又法:利用数形结合,当椭圆分别过点A和点B时
故或
[例3] 已知椭圆和直线,试确定的范围,使椭圆上有两个不同的点关于直线对称。
解:设和是椭圆上关于直线对称的两点,则过A、B的直线方程可写成代入得
满足又,故AB中点为。
且在上,故代入得。
另解:由,相减得
由则 故 ,。设AB中点为,故。
又在上,则解得,。
又在椭圆内,故。
[例4] 若圆与椭圆有公共点,求圆的半径的取值范围。
解:由
令,则两曲线有公共点,在上有实根,而。故,在有实根
,又故。
又解:利用参数方程。由圆,椭圆:
两曲线有公共点 消去,
整理,得 当 时,,当时,。
[例5] 已知直线,椭圆中心在原点,焦点在轴上且离心率。若椭圆上恰有三点到的距离为,求椭圆的方程。
解:设椭圆方程为,由
故,于是椭圆方程为,即。
由与直线距离为的点的集合为两条平行于的直线,设为,由平行线距离公式,有或。
故与
显然椭圆与有两个公共点,故当且仅当与椭圆相切时满足条件,把代入并整理得
由
所以所求椭圆方程为
[例6] 在椭圆上求一点P,使它到直线的距离最短。
解:设与椭圆相切并与平行的直线方程为。
代入并整理,得
故两切线方程为和,显然距最近
切点为
另解:设椭圆的参数方程为(为参数)
设为椭圆上任意一点,则它到的距离为
其中,,
当时,,
(下同上)
[例7] 如图,已知椭圆,,,,,试问当动点P在上移动到什么位置时,三角形PCD的面积有最小值,求该最小值及此时P的坐标。
解:由已知,,故,且CD的方程为
即
设,则P到CD的距离为
其中,
当时,
故
此时的坐标为
即
另解:设与CD平行的直线的方程为代入
得
若与椭圆相切,则
则当时最小
与CD到距离,
于是
【模拟试题】
一. 选择题:
1. ,是直线与椭圆相切的( )
A. 充分非必要条件 B. 必要非充分条件
C. 充要条件 D. 非充分非必要条件
2. 已知点P在椭圆上,则的最大值( )
A. B. C. D.
3. 点P在椭圆上,且到直线的距离为,则P的个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
二. 填空:
4. 若直线与椭圆相交于不同的两点M、N,且线段MN恰好被直线平分,则直线的倾斜角的范围是_________
5. 若曲线与曲线有公共点,则的取值范围是________。
三. 解答题:
6. 过点的直线与中心在原点,焦点在轴上且离心率的椭圆E交于A、B两点,直线过线段AB中点M,又椭圆E上存在一点与右焦点关于直线对称,试求直线与椭圆E的方程。
【试题答案】
1. C
提示:
2. D
提示:
由
3. B
提示:设,由或
则得:或
则与椭圆相交与之相离。
4.
提示:
设
即,又代入得
或
5.
提示:
由
或或用参数方程
与联立得
即:
故:
6. 解:设椭圆,由,
。故椭圆,设的斜率为,则由可得,则的方程为即,关于的对称点在椭圆上,则,于是椭圆的方程为。
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