内容正文:
专题06 椭圆模型
椭圆秒杀小题常用结论
(1)椭圆定义:|MF1|+|MF2|=2a(2a>|F1F2|).如图(1)
图(1) 图(2) 图(3) 图(4)
(2)点P(x0,y0)和椭圆+=1(a>b>0)的关系
P(x0,y0)在椭圆内⇔+<1;P(x0,y0)在椭圆上⇔+=1;P(x0,y0)在椭圆外⇔+>1.
(3)如图(5),椭圆的通径(过焦点且垂直于长轴的弦)长为|AB|=,通径是最短的焦点弦.过焦点最长弦为长轴.过原点最长弦为长轴长2a,最短弦为短轴长2b.
图(5) 图(6) 图(7)
(4)焦点三角形:椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点F1,F2构成的△PF1F2叫做焦点三角形.若r1=|PF1|,r2=|PF2|,∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则在椭圆+=1(a>b>0)中如图(6):
①△PF1F2的周长为2(a+c).②S=b2tan.
(5)如图(7)P为椭圆+=1(a>b>0)上的动点,F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,当椭圆上点P在短轴端点时与两焦点连线的夹角最大.
(6)P为椭圆+=1(a>b>0)上的点,F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,则P到焦点的最长距离为a+c,最短距离为a-c.
(7)如图(8)设P,A,B是椭圆+=1(a>b>0)上不同的三点,其中A,B关于原点对称,则kPA·kPB=-=e2-1.
图(8) 图(9)
(8)如图(9)设A,B是椭圆+=1(a>b>0)上不同的两点,P为弦AB的中点,则kAB·kOP=-=e2-1.
【例题选讲】
[例1] (1)(2019·全国Ⅲ)设F1,F2为椭圆C:+=1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限.若△MF1F2为等腰三角形,则M的坐标为____________.
答案 (3,) 解析 设F1为椭圆的左焦点,分析可知M在以F1为圆心、焦距为半径长的圆上,即在圆(x+4)2+y2=64上.因为点M在椭圆+=1上,所以联立方程可得解得又因为点M在第一象限,所以点M的坐标为(3,).
(2)已知椭圆E:+=1,直线l交椭圆于A,B两点,若AB的中点坐标为,则l的方程为( )
A.2x+9y-10=0 B.2x-9y-10=0 C.2x+9y+10=0 D.2x-9y+10=0
答案 D 解析 设A(x1,y1),B(x2,y2),则+=1,+=1,两式作差并化简整理得=-×,而x1+x2=-1,y1+y2=2,所以=-×=,直线l的方程为y-1=,即2x-9y+10=0.经验证可知符合题意.故选D.
(3)设椭圆+=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1、F2,上下顶点分别为A、B,直线AF2与该椭圆交于A、M两点.若∠F1AF2=120°,则直线BM的斜率为( )
A. B. C. D.
答案 B 解析 由题意,椭圆+=1(a>b>0),且满足∠F1AF2=120°,如图所示,
则在△AF2O中,|OA|=b,|AF2|=a,且∠OAF2=60°,所以a=2b,不妨设b=1,则a=2,所以c==,则椭圆的方程为+y2=1,又由A(0,1),F2(,0),所以kAF2 =-,所以直线AF2的方程为y=-x+1,联立方程组,整理得7x2-8x=0,解得x=0或x=,把x=代入直线y=-x+1,解得y=-,即M ,又由点B(0,-1),所以BM的斜率为kBM==,故选B.
(4)已知P为椭圆C:+=1上的一个动点,F1,F2是椭圆C的左、右焦点,O为坐标原点,O到椭圆C在P点处的切线距离为d,若|PF1|·|PF2|=,则d=________.
答案 解析 法一:因为点P在椭圆上,所以有|PF1|+|PF2|=4,又因为|PF1|·|PF2|=,由余弦定理可得cos∠F1PF2==,所以有sin∠F1PF2=,所以△F1PF2的面积为S=××=×2×yp,解得yp=,因为点P在椭圆上,所以xp=.所以过该点的椭圆的切线方程为+=1,即为x+y=.所以原点O到直线的距离为d==.
法二:设P(m,n),则切线方程为+=1,即3mx+4ny-12=0.所以原点O到该切线的距离d=.因为点P(m,n)在椭圆上,所以+=1,所以有n2=3-,所以d=.因为|PF1||PF2|=,所以有 =,即有 =4-m2=,解得16-m2=,所以d==.
(5)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,且与椭圆交于P,Q两点,则=______