(3)圆锥曲线与直线问题 例3.1已知椭圆C:x2?2y2?4,
(1)求椭圆C的离心率.
(2)设O为原点,若点A在椭圆C上,点B在直线y?2上,且OA?OB,求直线AB与圆x2?y2?2的位置关系,并证明你的结论.
x2y2?1, 解析:⑴椭圆的标准方程为:?42a?2,b?2?则c?2,离心率e?c?2;
a222x?y?2相切.证明如下: ⑵直线AB与圆
法一:
设点A?B的坐标分别为?x0?y0???t?2?,其中x0?0. 因为OA⊥OB,所以OA?OB?0,即tx0?2y0?0,解得t??2y0. x0t2当x0?t时,y0??,代入椭圆C的方程,得t??2, 2故直线AB的方程为x??2.圆心O到直线AB的距离d?2.
22x?y?2相切. AB此时直线与圆
y?2当x0?t时,直线AB的方程为y?2?0?x?t?,
x0?t即?y0?2?x??x0?t?y?2x0?ty0?0. 圆心O到直线AB的距离
d?22?2y0?4,t??又x02x0?ty0.
2?y0?2?2??x0?t?2y0,故 x024?x0x0d?22y02x0?x022x0?y0?4y?4x2020?x?8x?162x402020?2. 此时直线AB与圆x2?y2?2相切. 法二:
由题意知,直线OA的斜率存在,设为k,则直线OA的方程为y?kx,OA⊥OB,
①当k?0时,A??2?0?,易知B?0?2?,此时直线AB的方程为x?y?2或?x?y?2, 原点到直线AB的距离为2,此时直线AB与圆x2?y2?2相切; 1②当k?0时,直线OB的方程为y??x,
k?y?kx联立?22?x?2y?4?22k??21?2k2得点A的坐标?1?2k??22k?????21?2k2?或?1?2k???;
1??y??xk得点B的坐标?2k?2, 联立????y?2??22k由点A的坐标的对称性知,无妨取点A??21?2k2?1?2k2k于是直线AB的方程为:y?2???进行计算, ?1?2k21?2k2?2?x?2k???2kk?1?2k21?k1?2k2?x?2k?,
2222即k?1?2kx?1?k1?2ky?2k?2?0,
????原点到直线AB的距离
d?2k2?2?k?1?2k2???1?k21?2k2?2?2,
此时直线AB与圆x2?y2?2相切。 综上知,直线AB一定与圆x2?y2?2相切. 法三:
①当k?0时,A??2?0?,易知B?0?2?,此时OA?2?OB?2,
AB?22?22?22,原点到直线AB的距离d?OA?OBAB?2?222?2,、
此时直线AB与圆x2?y2?2相切; 1②当k?0时,直线OB的方程为y??x,
k设
A?x1?y1??B?x2?y2?,则
OA?1?k2x1,OB?1???k?y2?21?k2,
2?y?kx联立?22?x?2y?42?22k??21?2k2得点A的坐标?1?2k??22k?????21?2k2?或?1?2k???;
于是OA?1?kxA?4?1?k2?1?2k221?k21?2k22,OB?21?k2, AB??4?1?k??22?1?k2?1?2k?21?k22,
21?k2所以d?OA?OBAB2?1?2k22?1?k2??2,直线AB与圆2x?y2?2相切;
1?2k2综上知,直线AB一定与圆x2?y2?2相切
x2y2练习1:已知椭圆C:2?2?1(a?b?0)过点(0,1),且长轴长是焦距的2倍. 过椭
ab圆左焦点F的直线交椭圆C于A,B两点,O为坐标原点.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程; (Ⅱ)若直线AB垂直于x轴,判断点O与以线段AB为直径的圆的位置关系,并说明理由; (Ⅲ)若点O在以线段AB为直径的圆内,求直线AB的斜率k的取值范围.
(4)圆锥曲线定值与证明问题
例4.1已知椭圆C的中心在原点O,焦点在x轴上,离心率为两个焦点的距离之和为4. (Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设A为椭圆C的左顶点,过点A的直线l与椭圆交于点M,与y轴交于点N,过
原点与l平行的直线与椭圆交于点P.证明:|AM|?|AN|?2|OP|.
23,且椭圆C上的点到2x2y2解:(Ⅰ)设椭圆C的标准方程为2?2?1(a?b?0),
ab?a2?b2?c2,?3?c,由题意知??解得a?2,b?1. 2?a?2a?4,?x2?y2?1.……………………………5分 所以椭圆C的标准方程为4(Ⅱ)设直线AM的方程为:y?k(x?2),则N(0,2k). 由 ??y?k(x?2),22?x?4y?4,得(1+4k)x?16kx?16k?4?0(*).
2222设A(?2,0),M(x1,y1),则?2,x1是方程(*)的两个根,
2?8k2所以x1?.
1?4k22?8k24k,). 所以M(1?4k21?4k216?16k241?k22?8k2?2?8k224k2 |AM|?(. ?)?()?(1?4k2)21?4k21?4k21?4k2 |AN|?4?4k2?21?k2.
41?k2?21?k28(1?k2)|AM||AN|??.
1?4k21?4k2 设直线OP的方程为:y?kx.
?y?kx,22(1?4k)x?4?0. 由 ?2得2?x?4y?4,4k42y?设P(x0,y0),则x0?,. 01?4k21?4k2224?4k28?8k22所以|OP|?,2|OP|?.
1?4k21?4k22所以|AM|?|AN|?2|OP|.
2X2y23例4.2:已知椭圆C:2?2?1 (a>b>0)的离心率为 ,A(a,0),B(0,b),O(0,
2ab0),△OAB的面积为1.
(I)求椭圆C的方程;
(I I)设P的椭圆C上一点,直线PA与Y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N。 求证:AN?BM为定值。
6x2y2练习1:已知椭圆C:2?2?1(a?b?0)的离心率为,椭圆短轴的一个端点与两个
3ab焦点构成的三角形的面积为(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知动直线y?k(x?1)与椭圆C相交于A、B两点. ①若线段AB中点的横坐标为?
52. 317,求斜率k的值;②若点M(?,0),求证:MA?MB为定值. 23练习2:已知抛物线C : y2 =2 px(p> 0),其焦点为F,O为坐标原点,直线 AB(不垂直
于x轴)
过点F 且抛物线C交于 A,B两点,直线OA与OB的斜率之积为-p . (1)求抛物线C 的方程;
(2)若M 为线段AB 的中点,射线OM 交抛物线C 于点 D ,求证:
|OD|>2
|OM|
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