10.(2005上海) 如图,点A、B分别是椭圆长轴的左、右端点,点F是椭圆的右焦点,点P在椭圆上,且位于轴上方,.
(1)求点P的坐标;
(2)设M是椭圆长轴AB上的一点,M到直线AP的距离等于,求椭圆上的点到点M的距离的最小值.
解:(1)由已知可得点A(-6,0),F(4,0)
设点P的坐标是,由已知得
则2x2+9x-18=0,
, ∴P点的坐标是
(2)直线AP的方程是
设点M的坐标是(m,0),则M到直线AP的距离是,
于是
椭圆上的点到点M的距离d有
由于
[探索题](2006湖北)设A、B分别为椭圆()的左、右顶点,椭圆长半轴的长等于焦距,且为它的右准线。
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设P为右准线上不同于点(4,0)的任意一点,若直线AP、BP分别与椭圆相交于异于A、B的点M、N,证明点B在以MN为直径的圆内。
解(Ⅰ)依题意得 解得 从而
故椭圆方程为
(Ⅱ)解法1:由(Ⅰ)得设
M点在椭圆上,① 又M点异于顶点A、B,
由P、A、M三点共线可得 从而
∴ ②
将①式代入②式化简得
于是为锐角,从而为钝角,
故点B在以MN为直径的圆内。
解法二:由(Ⅰ)得.设,
则直线AP的方程为,直线BP的方程为.
点M、N分别在直线AP、BP上,
.从而③
联立消去得=0
是方程的两根,,即④
又⑤
于是由③、④式代入⑤式化简可得
N点在椭圆上,且异于顶点A、B,又,
从而
故为钝角,即点B在以MN为直径的圆内。
解法3:由(Ⅰ)得,设
则.又MN的中点Q的坐标为,
化简得 ⑥
直线AP的方程为,直线BP的方程为
点P在准线上,
,即⑦
又M点在椭圆上,,即 ⑧
于是将⑦、⑧式代入⑥式化简可得
从而B在以MN为直径的圆内。
9. 如下图,已知△OFQ的面积为S,且·=1.
(1)若<S<2,求向量与的夹角θ的取值范围;
(2)设||=c(c≥2),S=c,若以O为中心,F为一个焦点的椭圆经过点Q,当||取最小值时,求椭圆的方程.
解:(1)由已知,得
||||sin(π-θ)=S,
||||cosθ=1.
∴tanθ=2S.
∵<S<2,∴1<tanθ<4.
则<θ<arctan4.
(2)以O为原点,所在直线为x轴建立平面直角坐标系.
设椭圆方程为+=1(a>b>0),Q(x,y).
=(c,0),则=(x-c,y).
∵||·y=c,∴y=.
又∵·=c(x-c)=1,∴x=c+.
则||==(c≥2).
可以证明:当c≥2时,函数t=c+为增函数,
∴当c=2时,
||min==,
此时Q(,).将Q的坐标代入椭圆方程,
|
|
a2-b2=4. b2=6.
∴椭圆方程为+=1.
8. 如下图,设E:+=1(a>b>0)的焦点为F1与F2,且P∈E,∠F1PF2=2θ.
求证:△PF1F2的面积S=b2tanθ.
剖析:有些圆锥曲线问题用定义去解决比较方便.如本题,设|PF1|=r1,|PF2|=r2,则S=r1r2sin2θ.若能消去r1r2,问题即获解决.
证明:设|PF1|=r1,|PF2|=r2,
则S=r1r2sin2θ,又|F1F2|=2c,
由余弦定理有
(2c)2=r12+r22-2r1r2cos2θ=(r1+r2)2-2r1r2-2r1r2cos2θ=(2a)2-2r1r2(1+cos2θ),
于是2r1r2(1+cos2θ)=4a2-4c2=4b2.
所以r1r2=.
这样即有S=·sin2θ=b2=b2tanθ.
评述:解与△PF1F2(P为椭圆上的点)有关的问题,常用正弦定理或余弦定理,并结合|PF1|+|PF2|=2a来解决.
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