今天我们研究利用直线倾斜角求椭圆焦半径.根据椭圆的第二定义,可以推导出椭圆焦半
径含倾斜角的公式,而且当倾斜角为直角时,焦点弦最短。
先看例题:
x2y2例:已知椭圆C:2?2?1(a>b>0),其相应于焦点F(2,0)的准线方程为x=4.已知过点
abF1(-2,0)倾斜角为θ的直线交椭圆C于A,B两点,求证:|AB|?解:
42;
2?cos2??c?2,?2?a2?8,??a?4,根据题目条件,可知?∴可以解得:?2
??b?4.?c222??a?b?cx2y22??1.离心率e?∴椭圆C的方程为 842又F1(-2,0)是椭圆C的左焦点,设l为椭圆的左准线,则l:x=-4. 作AA1⊥l于A1,BB1⊥l于B1,l与x轴交于点H(如图).
∵点A在椭圆上, ∴|AF1|?2|AA1| 2?22(|F1H|?|AF1|cos?)?2?|AF1|cos?. 22∴|AF1|?
2.
2?cos?同理:|BF1|?2.
2?cos?∴|AB|=|AF1|+|BF1|
?22?
2?cos?2?cos?42. 22?cos??
时,记k=tanθ.则AB:y=k(x+2), 2
?另解:当??
将其代入方程x+2y=8 得(1+2k)x+8kx+8(k-1)=0. 设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1,x2是此二次方程的两个根.
8k28(k2?1)?x1?x2??,x1x2?. 221?2k1?2k|AB|?(x1?x2)2?(y1?y2)2 ?(1?k2)(x1?x2)2 ?(1?k2)[(x1?x2)2?4x1x2] ?8k2232(k2?1)?(1?k)[()?]. 221?2k1?2k242(1?k2).① ?21?2k∵k=tanθ,代入①式得|AB|?2
42.②
2?cos2?当??
时,|AB|?22仍满足②式. 2
∴|AB|?42. 22?cos?注意:另解思考上更直接,但明显运算量较大。
规律整理:
对于焦点在x轴上的椭圆:
x2y2?2?1(a?b?0),2ab 22ab左焦点F1,焦准距p??c?cc|BF1|?|AF1|?|BF1|?ep
1?ecos?ep
1?ecos?ep
1?ecos?
x2y2??1(a?b?0),a2b2 22ab右焦点F,焦准距p??c?cc|BF|?ep
1?ecos?ep
1?ecos?|AF|?
再看一个例题,加深印象
x2y23例:已知椭圆C:2?2?1(a?b?0)的离心率为,过右焦点F且斜率为k(k>0)的直
ab2????????线l与椭圆C相交于A,B两点,若AF?3FB,则k=________
解:根据前面的公式,分别表示出
|AF|?epep,|BF|?
1?ecos?1?ecos?ep3ep?
1?ecos?1?ecos?根据题意有:
所以cos??进而tan??3 32k?2
总结: 1.椭圆的焦点在x轴上,利用直线倾斜角可以直接写出椭圆焦半径。 2.本文的公式都是以倾斜角为锐角的情形推导的,若倾斜角为直角或者钝角仍然成立。 3.当倾斜角为直角时,焦点弦最短即为椭圆的通径。 练习:
x2y2??1,过点F1(-2,0)作两条互相垂直的直线分别交椭圆C于点A,B和1.已知椭圆C: 84D,E,求|AB|+|DE|的最小值.
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