内容正文:
第二章 圆锥曲线与方程
2.1 椭圆
2.1.2 椭圆的简单几何性质
第2课时 直线与椭圆的位置关系
[学习目标] 1.掌握利用根的判别式判断直线与椭圆位置关系的方法(重点). 2.会用弦长公式求解弦长问题(重点、难点).
[知识提炼·梳理]
1.直线与椭圆的位置关系
设直线l的方程为y=kx+m,椭圆的方程为eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1,将直线方程与椭圆方程联立整理成关于x(或y)的一元二次方程形式:Ax2+Bx+C=0(或Ay2+By+C=0).
位置关系
公共点
个数
组成的方
程组的解
判定方法(利
用判别式Δ)
相交
2个
两个不相等
的实数解
Δ>0
相切
1个
两个相等的
实数解
Δ=0
相离
0个
无解
Δ<0
2.弦长公式
设直线方程为y=kx+m(k≠0),椭圆方程为eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)或eq \f(y2,a2)+eq \f(x2,b2)=1(a>b>0),直线与椭圆的两个交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
则|AB|=___________________________,
或|AB|=___________________________.
eq \r(1+k2) eq \r((x1+x2)2-4x1x2)
eq \r(1+\f(1,k2)) eq \r((y1+y2)2-4y1y2)
其中,x1+x2,x1x2或y1+y2,y1y2的值,可通过由直线方程与椭圆方程联立消去y或x后得到关于x或y的一元二次方程得到.
温馨提示
对于本节涉及直线与椭圆的位置关系的题目,要考虑直线斜率不存在的特殊情况及椭圆焦点所在的位置,否则就会出错.
[思考尝试·夯基]
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)直线l与椭圆C相切的充要条件是直线l与椭圆C只有一个公共点.( )
(2)过椭圆外一点有一条直线与椭圆相切.( )
(3)过椭圆内一点的直线必与椭圆相交.( )
解析:(1)当直线与椭圆有一个公共点时直线与椭圆相切,则正确.(2)过椭圆外一点总有两条直线与椭圆相切,则错误.(3)过椭圆内部的点的直线必与椭圆有两个交点,则相交,正确.
答案:(1)√ (2)× (3)√
2.过椭圆eq \f(x2,4)+y2=1的右焦点且与椭圆长轴垂直的直线与椭圆相交于A,B两点,则|AB|等于( )
A.4
B.2eq \r(3)
C.1
D.4eq \r(3)
解析:a2=4,b2=1,则c2=a2-b2=3,
则直线AB为x=eq \r(3),代入椭圆得y2=1-eq \f(x2,4)=eq \f(1,4),
所以Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(3),\f(1,2))),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(3),\f(1,2))).则|AB|=1.
答案:C
3. 直线y=x+1与椭圆eq \f(x2,5)+eq \f(y2,4)=1的位置关系是( )
A.相交
B.相切
C.相离
D.无法判断
解析:法一:直线过点(0,1),而0+eq \f(1,4)<1,即点(0,1)在椭圆内部,所以可推断直线与椭圆相交.
法二:联立直线与椭圆的方程得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=x+1,,\f(x2,5)+\f(y2,4)=1,))消去y得9x2+10x-15=0,Δ=100-4×9×(-15)>0,所以直线与椭圆相交.
答案:A
4.已知椭圆eq \f(x2,2)+y2=1的左、右焦点为F1,F2,过左焦点且斜率为1的直线与椭圆交于A,B两点,则△ABF2的面积为________.
解析:椭圆的左焦点为F1(-1,0),故直线方程为y=x+1,代入x2+2y2-2=0,得3x2+4x=0,解得x=0或x=-eq \f(4,3),故A(0,1),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,3),-\f(1,3))),
所以S△ABF2=S△F1F2A+S△F1F2B=eq \f(1,2)|F1F2|eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,3)))))=eq \f(4,3).
答案:eq \f(4,3)
5.直线y=x+m被椭圆2x2+y2=2截得的线段的中点的横坐标为eq \f(1,6),则中点的纵坐标为________.
解析:法一:由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1