内容正文:
第6节 直线与椭圆
[考试要求]
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.
3.了解直线与椭圆相交的综合问题.
课前预习 巩固主干知识
1.直线与椭圆的位置关系
将直线方程与椭圆方程联立,消去y(或x),得到关于x(或y)的一元二次方程,则直线与椭圆相交⇔Δ>0;直线与椭圆相切⇔Δ=0;直线与椭圆相离⇔Δ<0.
[重要结论]
(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)
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).
(1)椭圆通径是所有焦点弦中最短的弦.( )
×
×
√
√
C
C
答案:13
课堂突破 提升素养能力
考点一 直线与椭圆的位置关系
研究直线与椭圆位置关系的方法
(1)研究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.
考点二 中点弦及弦长问题
答案:2x+4y-3=0
微点1 中点弦问题
弦及弦中点问题的解决方法
(1)根与系数的关系:直线与椭圆方程联立、消元,利用根与系数的关系及中点坐标公式求解.
微点2 弦长问题
1.弦长的求解方法
(1)当弦的两端点坐标易求时,可直接利用两点间的距离公式求解.
(2)当直线的斜率存在时,斜率为k的直线l与椭圆相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两个不同的点,则弦长公式的常见形式有如下几种:
2.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.
考点三 直线与椭圆的综合问题
1.求解直线与椭圆的综合问题的基本思想是方程思想,即根据题意,列出有关的方程,利用代数的方法求解.为减少计算量,在代数运算中,经常运用设而不求的方法.
2.直线方程的设法
根据题意,如果需要讨论斜率不存在的情况,则设直线方程为x=ty+m,避免讨论;若所研究的直线的斜率存在,则可设直线方程为y=kx+b的形式,若平行于坐标轴的直线都包含,则不要忽略斜率为0或不存在的特殊情形.
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2.弦长公式
设直线与椭圆的交点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=|x1-x2|=
或|AB|=|y1-y2|=
k为直线斜率且 k≠0.
,
(1)焦点弦中通径最短,即过焦点与长轴垂直的弦,其长度为.
(6)点P(x0,y0)在椭圆上,过点P的切线方程为 +=1.
已知椭圆+=1(a>b>0).
(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且不过原点的弦,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=-.
(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.(教材改编题)已知斜率为1的直线l过椭圆+y2=1的右焦点,交椭圆于A,B两点,则弦AB的长为( )
A. B. C. D.
解析:由题意得,a2=4,b2=1,所以c2=3,所以右焦点坐标为(,0),则直线l的方程为y=x-,设A(x1,y1),B(x2,y2),联立
消去y,得5x2-8x+8=0,则x1+x2=,x1x2=,
所以|AB|=·=×=.故选C.
解析:设椭圆C的方程为+=1(a>b>0),则c=1.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,所以=,b2=a2-c2,所以a=2,b2=a2-c2=4-1=3,椭圆的方程为 +=1.故选C.
3.(2023·四川遂宁模拟)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( )
A.+y2=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:如图,连接AF1,DF2,EF2,因为C的离心率为,所以=,所以a=2c.
所以b2=a2-c2=3c2,因为|AF1|=|AF2|=a=2c=|F1F2|,
所以△AF1F2为等边三角形,又DE⊥AF2,所以直线DE为线段AF2的垂直平分线,所以|AD|=|DF2|,|AE|=|EF2|,且∠EF1F2=30°,所以直线DE的方程为y=(x+c),代入椭圆C的方程 +=1,得13x2+8cx-32c2=0.
4.(2022·新高考Ⅰ卷)已知椭