内容正文:
第六节 直线与椭圆
【课标标准】 1.理解直线与椭圆位置关系的判断方法.2.掌握直线被椭圆所截的弦长公式.
知识梳理
1.直线与椭圆位置关系的判断
联立得(b2+a2k2)x2+2a2kmx+a2m2-a2b2=0,该一元二次方程的判别式为Δ.
Δ>0⇔有________交点⇔相交;
Δ=0⇔有________交点⇔相切;
Δ<0⇔有________交点⇔相离.
两个
一个
0
2.直线与椭圆相交的弦长公式
设斜率为k(k≠0)的直线l与椭圆C相交于A,B两点,A(x1,y1),B(x2,y2),则
|AB|=|x1-x2|
==|y1-y2|
=.
[常用结论]
已知椭圆=1(a>b>0).
(1)通径的长度为.
(2)过左焦点的弦AB,A(x1,y1),B(x2,y2),
则焦点弦|AB|=2a+e(x1+x2);过右焦点的弦CD,C(x3,y3),D(x4,y4),则焦点弦|CD|=2a-e(x3+x4).(e为椭圆的离心率)
(3)A1,A2为椭圆的长轴顶点,P是椭圆上异于A1,A2的任一点,则=-.
(4)AB是椭圆的不平行于对称轴的弦,O为原点,M为AB的中点,则kOM·kAB=-.
(5)过原点的直线交椭圆于A,B两点,P是椭圆上异于A,B的任一点,则kPA·kPB=-.
(6)点P(x0,y0)在椭圆上,过点P的切线方程为=1.
夯实双基
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)椭圆通径是所有的焦点弦中最短的弦.( )
(2)直线y=x与椭圆+y2=1一定相交.( )
(3)直线y=x-1被椭圆+y2=1截得的弦长为.( )
(4)过椭圆上两点A(x1,y1),B(x2,y2)的直线的斜率k=.( )
√
√
×
×
2.(教材改编)直线y=x+1与椭圆=1的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.无法判断
答案:A
解析:直线y=x+1过(0,1)是椭圆=1内的点,
所以直线y=x+1与椭圆=1的位置关系是相交.
故选A.
3.(教材改编)已知斜率为1的直线过椭圆+y2=1的焦点,且与椭圆交于A,B两点,则线段AB的长是________.
解析:根据题意可知c===,
不妨设直线l过右焦点,则l:y=x-,
联立,
消去y整理得:5x2-8x+8=0,
∴xA+xB=,xAxB=,
∴|AB|=
=
=
=
=.
4.(易错)若直线y=x+2与椭圆=1有两个交点,则m的取值范围是( )
A.(1,+∞) B.(1,3)∪(3,+∞)
C.(3,+∞) D.(0,3)∪(3,+∞)
答案:B
解析:由得(m+3)x2+4mx+m=0.由Δ>0,且m≠3及m>0,得m>1且m≠3.
故选B.
5.(易错)过点M(1,1)作斜率为-的直线与椭圆C:=1(a>b>0)相交于A,B两点,若M是线段AB的中点,则椭圆C的离心率等于________.
解析:设A(x1,y1),B(x2,x2),则+=1①,
+=1②,
∵M是线段AB的中点,
∴=1,=1,
∵直线AB的方程是y=-(x-1)+1,
∴y1-y2=-(x1-x2),
∵过点M(1,1)作斜率为-的直线与椭圆C:=1(a>b>0)相交于A,B两点,M是线段AB的中点,
∴①②两式相减可得
+=0,即+(-)·=0,
∴a=b,
∴c==b,
∴e==.
题型一 直线与椭圆的位置关系
例1 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)有两个公共点;
(2)有且只有一个公共点;
(3)没有公共点.
解析:直线l的方程与椭圆C的方程联立,得方程组消去y,
得9x2+8mx+2m2-4=0.①
方程①的判别式Δ=(8m)2-4×9×(2m2-4)=-8m2+144.
(1)当Δ>0时,直线l与椭圆C有两个公共点,
由144-8m2>0,得m2<18,
解得-3<m<3,
所以当m∈(-3,3)时,直线l与椭圆C有两个公共点.
(2)当Δ=0时,直线l与椭圆C有且只有一个公共点,
由144-8m2=0,得m2=18,
解得m=±3,
所以当m∈{-3,3}时,直线l与椭圆C有且只有一个公共点.
(3)当Δ<0时,直线l与椭圆C没有公共点,
由144-8m2<0,得m2>18,
解得m<-3或m>3,
所以当m∈(-∞,3)∪(,+∞)时,直线l与椭圆C没有公共点.
题后师说
判断直线与椭圆位置关系的方法
(1)判断直线与椭圆的位置关系,一般转化为研究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.
巩固训练1
直线y=ax-1(a∈R)与焦点在x轴上的椭圆=1总有公共点,则实数m的取值范围