對橢圓及其標準方程熟練掌握的基礎(chǔ)上,我們要不斷深入學習,要靈活地將橢圓的定義及其標準方程應(yīng)用于其他與橢圓有關(guān)的問題中,這就要求我們在教學中必須注意對學生拓展思維能力的培養(yǎng).
下面,試舉幾例說明:
[例1]過橢圓4x2+y2=1的一個焦點F1的直線與橢圓交于A、B兩點,則A、B與橢圓的另一個焦點F2構(gòu)成△ABF2的周長是多少?
解:根據(jù)題意畫出圖形
∵|AF1|+|AF2|=2
|BF1|+|BF2|=2
∴|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=4
即|AB|+|AF2|+|BF2|=4
[例2]如果橢圓上一點M到此橢圓一個焦點F1的距離為2,N是MF1的中點,O是橢圓的中心,那么線段ON的長為多少?
解:根據(jù)題意畫出圖形,其中F2是橢圓的另一個焦點,由橢圓定義得:
|MF2|+|MF1|=2×5=10
又|MF1|=2,∴|MF2|=8
∵ON是△MF1F2的中位線
∴|ON|=4
評述:對于例1可以通過分別求出A、B兩點的坐標從而求出△ABF2的周長.對于例2可以通過求M點坐標,再求N點坐標,從而求ON的長度.但通過利用定義求出結(jié)果的這種方法可以使我們?nèi)シ本秃,其巧妙之處大家也深有感觸.可見尋求簡捷的解法應(yīng)成為我們不斷探索的動力.
[例3]已知F1、F2是橢圓的兩個焦點,p是橢圓上任一點.
(1)若∠F1pF2=,求△F1pF2的面積.
(2)求|pF1|·|pF2|的最大值.
分析:(1)如果設(shè)p(x,y),由p點在已知橢圓上且∠F1pF2=,利用這兩個條件,列出關(guān)于x,y的兩個方程,解出x,y,再求△F1pF2的面積,這種思路雖簡單清晰,但運算量大,過程繁瑣,須另尋捷徑,不妨利用橢圓定義去求,如果考慮到∠F1pF2=,和三角形面積公式S=absinC,只要求得|pF1|·|pF2|問題就可以解決了.
(2)繼續(xù)利用橢圓定義及均值不等式定理即可求出|pF1|·|pF2|的最大值.
解:(1)設(shè)|pF1|=m,|pF2|=n,根據(jù)橢圓定義,有m+n=20,在△F1pF2中,由余弦定理可得:
m2+n2-2mncos=122
∴m2+n2-mn=144
∴(m+n)2-3mn=144
∴202-3mn=144
∴mn=
∴|pF1||pF2|sinF1pF2
∴
(2)∵a=10,根據(jù)橢圓定義有:
|pF1|+|pF2|=20
∴|pF1|+|pF2|≥2
∴|pF1||pF2|≤(
∴當且僅當|pF1|=|pF2|時“=”號成立
∴|pF1|·|pF2|的最大值是100
評述:對解題方法的靈活選擇,運用自如,是建立在扎實的基本功和基本技能的基礎(chǔ)上形成的一種能力,教學中應(yīng)引起我們的重視.
二、深入學習“轉(zhuǎn)移法”求點的軌跡
問題一:轉(zhuǎn)移法求軌跡的基本步驟是什么?
答:(1)設(shè)所求軌跡上的動點p(x,y),再設(shè)具有某種規(guī)律f(x,y)=0上的動點
Q(x′,y′)
(2)找出p、Q之間坐標關(guān)系式,并表示為
(3)將x′,y′代入f(x,y)=0,即得所求軌跡方程f[φ1(x,y),φ2(x,y)]=0
問題二:什么條件下應(yīng)用轉(zhuǎn)移法求點的軌跡呢?
答:當問題中的動點軌跡是由另一動點按照某種規(guī)律運動而形成的時,應(yīng)用轉(zhuǎn)移法求點的軌跡比較合適.
[例4]在橢圓內(nèi),內(nèi)接三角形ABC,它的一邊BC與長軸重合,A在橢圓上運動,試求△ABC的重心軌跡.
分析:直接尋找三角形ABC的重心p的軌跡較為困難,而A在橢圓上運動,可將點p轉(zhuǎn)移到A來討論.
解:設(shè)重心p(x,y)及A(x1,y1)則AO是三角形ABC的中線,根據(jù)三角形重心公式與定比分點定義,有λ=,則有:x1=
y1=
∵A點在橢圓上
∴
∴是所求點的軌跡方程,且所求點的軌跡方程是一個中心在原點,焦點在x軸上的橢圓.
[例5]已知F是橢圓25x2+16y2=400在x軸上方的焦點,Q是此橢圓上任意一點,點p分所成的比為2,求動點p的軌跡方程.
解:將橢圓方程變?yōu)楠?/p>
∵a2=25,b2=16
∴c=
∴焦點F(0,3)
設(shè)點p(x,y)、Q(x1,y1)
∴25x12+16y12=400 ①
由p分所成比為2,得
∴x1=3x,y1=3y-6
代入①式,得
25(3x)2+16(3y-6)2=400
整理,得225x2+144y2-576y+176=0
[例6]已知圓x2+y2=25,一條平行于x軸的半弦交圓于點p,交y軸于點N、O為圓心,M為圓與x軸的正向的交點,當半弦pN在y軸的右側(cè)平行移動時,求pO與MN的交點Q的軌跡方程.
解:設(shè)p(x0,y0),M(5,0),N(0,y0)
∴Op:y=x
MN:
以x0,y0為主字母解得:
x0=
代入x02+y02=25中,得
(
整理,得y2=-10x+25(0<x≤=
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