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1.原题再现
(苏州市2011-2012年高三调研)如图,设点P是椭圆 上的任意一点(异于左,右顶点A,B).
(1) 若椭圆E的右焦点为F,上顶点为C,求以F为圆心且与直线AC相切的圆的半径;
(2) 设直线 分别交直线 与点M,N,求证: .
本题共由两个小问构成,第1问主要考查基础知识,主要涉及直线方程,点到直线距离公式,圆的标准方程等基础知识;第2问主要考查学生的转化与化归能力,主要涉及到直线的交点和椭圆中的定值问题.
解:(1)由题意, , .直线 .
设圆F的半径为r, 以F为圆心的圆与AC相切,
圆心F到直线AC的距离即为半径r.
(3) 设 ,直线AP,BP分别交直线 与 两点.
三点共线, ,即 .同理 ,即
又 在椭圆上,故 . . .因此
实际上,椭圆有如下性质:
设AB是椭圆 的长轴, 是椭圆上异于AB的任意一点,则 .
因此,本题中 .
2.追根溯源
本题是根据2009年福建省高考题改编而成.
已知直线 经过椭圆 的左顶点A和上顶点D,椭圆 的右顶点为 ,点 是椭圆 上位于 轴上方的动点,直线 与直线 分别交于 两点.
(Ⅰ)求椭圆 的方程;
(Ⅱ)求线段 的长度的最小值;
(Ⅲ)略.
在第(Ⅱ)问中,假设 .由上文知 .即
,当且仅当 时上式取等号.
3.试题研究
命题1 已知椭圆方程为 ,A,B为长轴的两个端点,直线 交x轴与C点, S是椭圆上任意一点,直线AS,BS分别交直线l与MN两点,则 为定值.
证明:假设 ,因为S是椭圆上点,于是有 .直线AS方程为 ,当 时, .即 ;
同理可求得
进而有以下的命题:
命题2 已知椭圆方程为 ,A,B为短轴的两个端点,直线 交x轴与C点, S是椭圆上任意一点,直线AS,BS分别交直线l与MN两点,则 为定值.
命题3 已知双曲线方程为 ,A,B为实轴的两个端点,直线 交x轴与C点, S是双曲线上任意一点,直线AS,BS分别交直线l与MN两点,则 为定值.
证明过程与命题1类似,本文不再赘述.
推论:已知椭圆方程为 .A,B为长轴的两个端点,直线 交x轴与C点, S是椭圆上任意一点,直线AS,BS分别交直线l与MN两点,则以MN为直径的圆经过x轴上的两个定点.
证明:如右图.假设以MN为直径的圆交x轴P,Q两点.
则有 ,又因为 ,即 .
因此,该圆交于两定点 .
(苏州市2011-2012年高三调研)如图,设点P是椭圆 上的任意一点(异于左,右顶点A,B).
(1) 若椭圆E的右焦点为F,上顶点为C,求以F为圆心且与直线AC相切的圆的半径;
(2) 设直线 分别交直线 与点M,N,求证: .
本题共由两个小问构成,第1问主要考查基础知识,主要涉及直线方程,点到直线距离公式,圆的标准方程等基础知识;第2问主要考查学生的转化与化归能力,主要涉及到直线的交点和椭圆中的定值问题.
解:(1)由题意, , .直线 .
设圆F的半径为r, 以F为圆心的圆与AC相切,
圆心F到直线AC的距离即为半径r.
(3) 设 ,直线AP,BP分别交直线 与 两点.
三点共线, ,即 .同理 ,即
又 在椭圆上,故 . . .因此
实际上,椭圆有如下性质:
设AB是椭圆 的长轴, 是椭圆上异于AB的任意一点,则 .
因此,本题中 .
2.追根溯源
本题是根据2009年福建省高考题改编而成.
已知直线 经过椭圆 的左顶点A和上顶点D,椭圆 的右顶点为 ,点 是椭圆 上位于 轴上方的动点,直线 与直线 分别交于 两点.
(Ⅰ)求椭圆 的方程;
(Ⅱ)求线段 的长度的最小值;
(Ⅲ)略.
在第(Ⅱ)问中,假设 .由上文知 .即
,当且仅当 时上式取等号.
3.试题研究
命题1 已知椭圆方程为 ,A,B为长轴的两个端点,直线 交x轴与C点, S是椭圆上任意一点,直线AS,BS分别交直线l与MN两点,则 为定值.
证明:假设 ,因为S是椭圆上点,于是有 .直线AS方程为 ,当 时, .即 ;
同理可求得
进而有以下的命题:
命题2 已知椭圆方程为 ,A,B为短轴的两个端点,直线 交x轴与C点, S是椭圆上任意一点,直线AS,BS分别交直线l与MN两点,则 为定值.
命题3 已知双曲线方程为 ,A,B为实轴的两个端点,直线 交x轴与C点, S是双曲线上任意一点,直线AS,BS分别交直线l与MN两点,则 为定值.
证明过程与命题1类似,本文不再赘述.
推论:已知椭圆方程为 .A,B为长轴的两个端点,直线 交x轴与C点, S是椭圆上任意一点,直线AS,BS分别交直线l与MN两点,则以MN为直径的圆经过x轴上的两个定点.
证明:如右图.假设以MN为直径的圆交x轴P,Q两点.
则有 ,又因为 ,即 .
因此,该圆交于两定点 .