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- 2021-06-19 发布
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习题课 椭圆的综合问题及应用
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
椭圆的中点弦
问题
解
:
(
方法
1)
易知直线
AB
的斜率
k
存在
.
设所求直线的方程为
y-
1
=k
(
x-
2),
(4
k
2
+
1)
x
2
-
8(2
k
2
-k
)
x+
4(2
k-
1)
2
-
16
=
0
.
Δ=
[
-
8(2
k
2
-k
)]
2
-
4(4
k
2
+
1)
[4(2
k-
1)
2
-
16]
=
16(12
k
2
+
4
k+
3)
>
0,
解得
k
∈
R
.
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
设
A
(
x
1
,
y
1
),
B
(
x
2
,
y
2
),
则
x
1
,
x
2
是上述方程的两根
,
故所求直线的方程为
x+
2
y-
4
=
0
.
(
方法
2)
设
A
(
x
1
,
y
1
),
B
(
x
2
,
y
2
)
.
∵
M
(2,1)
为
AB
的中点
,
∴
x
1
+x
2
=
4,
y
1
+y
2
=
2
.
又
A
,
B
两点在椭圆上
,
故所求直线的方程为
x+
2
y-
4
=
0
.
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
(
方法
3)
设所求直线与椭圆的一个交点为
A
(
x
,
y
),
由于
AB
的中点为
M
(2,1),
则另一个交点为
B
(4
-x
,2
-y
)
.
∵
A
,
B
两点都在椭圆上
,
①
-
②
,
得
x+
2
y-
4
=
0
.
显然点
A
的坐标满足这个方程
.
代入验证可知点
B
的坐标也满足这个方程
,
而过
A
,
B
的直线只有一条
,
故所求直线的方程为
x+
2
y-
4
=
0
.
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
反思感悟
处理椭圆的中点弦问题的三种途径
1
.
根与系数的关系法
:
联立直线方程与椭圆方程构成方程组
,
消掉其中的一个未知数
,
得到一个一元二次方程
,
利用一元二次方程根与系数的关系结合中点坐标公式求解
.
2
.
点差法
:
设出弦的两个端点坐标
,
代入椭圆方程
,
两式相减即得弦的中点与斜率的关系
.
即
“
设而不求
”
思想
,
这也是此类问题最常用的方法
.
3
.
中点转移法
:
先设出弦的一个端点的坐标
,
结合中点坐标得出弦的另一个端点的坐标
,
分别代入椭圆方程作差即得
.
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
直线与椭圆的位置
关系
(1)
求椭圆
L
的标准方程
;
(2)
过点
Q
(0,2)
的直线
l
与椭圆
L
交于
A
、
B
两点
,
若以
AB
为直径的圆恰好过坐标原点
,
求直线
l
的方程及
|AB|
的大小
.
探究一
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探究三
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素养形成
当堂检测
(2)
易知直线
l
的斜率存在且不为零
,
设直线
l
的斜率为
k
(
k
≠0),
设直线
l
的方程为
y=kx+
2,
(4
k
2
+
1)
x
2
+
16
kx+
12
=
0,
Δ=
(16
k
)
2
-
48(4
k
2
+
1)
=
16(4
k
2
-
3)
>
0,
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
反思感悟
方程思想解决直线与椭圆的位置关系
解决直线与椭圆的位置关系问题
,
一般采用代数法
,
即将直线方程与椭圆方程联立
,
通过判别式
Δ
的符号决定位置关系
.
同时涉及弦长问题时
,
往往采用
“
设而不求
”
的办法
,
即设出弦端点的坐标
,
利用一元二次方程根与系数的关系
,
结合弦长公式进行求解
.
探究一
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素养形成
当堂检测
(1)
求线段
AB
的中点坐标
;
(2)
求
△
OAB
的面积
.
探究一
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素养形成
当堂检测
探究一
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探究三
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素养形成
当堂检测
椭圆中的最值与范围
问题
(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
|MB|
,
求椭圆上的点到点
M
的距离
d
的最小值
.
思路分析
:
(1)
设出点
P
坐标
,
然后根据点
P
在椭圆上以及
PA
⊥
PF
,
建立方程组求解
;(2)
根据两点间的距离公式
,
将椭圆上的点到点
M
的距离
d
表示为点的坐标的函数
,
借助函数方法求得最值
.
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
反思感悟
解决与椭圆有关的最值或范围问题的方法
(1)
定义法
:
利用椭圆定义转化为几何问题处理
.
(2)
数形结合法
:
利用数与形的结合
,
挖掘几何特征
,
寻找最值点
(
或临界点
),
进而求解
.
(3)
函数法
:
选择恰当的自变量
,
构建目标函数
,
转化为求函数的最值或范围
.
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
(1)
求椭圆
C
的方程
;
(2)
设过定点
M
(0,2)
的直线
l
与椭圆交于不同的两点
A
,
B
,
若坐标原点
O
在以线段
AB
为直径的圆外
,
求直线
l
的斜率
k
的取值范围
.
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
椭圆中的定点、定值
问题
(1)
求椭圆
C
的方程
;
(2)
设
P
是椭圆
C
上异于点
A
,
B
的一点
,
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
.
探究一
探究二
探究三
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素养形成
当堂检测
探究一
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探究三
探究四
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
反思感悟
定点、定值问题的求法
定点、定值是在变化过程中不变的量
,
解决这类问题的基本思想是函数思想
.
具体处理方法有以下两种
:
(1)
从特殊关系入手
,
求出定点
(
定值
),
再证明这个定点
(
定值
)
与变量无关
.
(2)
直接推理、计算
,
并在计算过程中消去变量
.
探究一
探究二
探究三
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素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
探究一
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探究三
探究四
素养形成
当堂检测
数学建模素养
——
椭圆的实际应用问题
典例
某火星探测器的运行轨道是以火星
(
其半径
R=
34
百千米
)
的中心
F
为右焦点的椭圆
.
已知探测器的近火星点
(
轨道上离火星表面最近的点
)
A
到火星表面的距离为
8
百千米
,
远火星点
(
轨道上离火星表面最远的点
)
B
到火星表面的距离为
800
百千米
.
假定探测器由近火星点
A
第一次逆时针运行到与轨道中心
O
的距离
为
百
千米时进行变轨
,
其中
a
,
b
分别为椭圆的长半轴长、短半轴长
,
求此时探测器与火星表面的距离
(
精确到
1
百千米
)
.
思路分析
:
先利用待定系数法求出轨道方程
,
再利用探测器变轨时到轨道中心
O
的距离求探测器所在位置的坐标
,
最后求探测器在变轨时与火星表面的距离
.
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
点评
椭圆上一点到一个焦点的距离
d
的取值范围为
a-c
≤
d
≤
a+c
.
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
反思感悟
处理与椭圆有关的实际问题的一般步骤
1
.
结合所给的图形及题意建立适当的直角坐标系
;
2
.
利用相关的几何知识分析问题
;
3
.
利用椭圆的有关知识求解
.
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
答案
:
C
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
上的任意一点
,
则
|OP|
2
+|PF|
2
的最小值为
(
)
A.1 B.2 C.3 D.4
解析
:
依题意可得
F
(
-
1,0),
设
P
(
x
,
y
),
则
|OP|
2
+|PF|
2
=x
2
+y
2
+
(
x+
1)
2
+y
2
=
2
x
2
+
2
x+
1
+
2
y
2
.
所以
|OP|
2
+|PF|
2
=x
2
+
2
x+
3
=
(
x+
1)
2
+
2,
故当
x=-
1
时
,
|OP|
2
+|PF|
2
的最小值等于
2
.
答案
:
B
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
探究四
素养形成
当堂检测
4
.
椭圆
4
x
2
+
9
y
2
=
144
内有一点
P
(3,2),
过点
P
的弦恰好以
P
为中点
,
则这条弦所在的直线方程为
.
解析
:
设弦的两个端点分别为
A
(
x
1
,
y
1
),
B
(
x
2
,
y
2
),
弦所在直线的斜率为
k.
∵
P
(3,2)
为
AB
的中点
,
∴
x
1
+x
2
=
6,
y
1
+y
2
=
4
.
∵
点
A
,
B
都在椭圆上
,
答案
:
2
x+
3
y-
12
=
0
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