充分、必要、充要条件81

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3x2y2剖析:设椭圆方程为2+2=1,由e=知椭圆方程可化为x2+4y2=4b2,然后将距离

2ab转化为y的二次函数,二次函数中含有一个参数b,在判定距离有最大值的过程中,要讨论y=-

1是否在y的取值范围内,最后求出椭圆方程和P点坐标. 2x2y2解法一:设所求椭圆的直角坐标方程是2+2=1,其中a>b>0待定.

abc2a2?b231b2b21?由e=2==1-()可知===,即a=2b. 1?e242aaaa2

y23229设椭圆上的点(x,y)到点P的距离为d,则d=x+(y-)=a(1-2)+y2-3y+=

24b2

2

91=-3(y+)2+4b2+3,其中-b≤y≤b. 4213如果b<,则当y=-b时d2(从而d)有最大值,由题设得(7)2=(b+)2,由

22311此得b=7->,与b<矛盾.

222112

因此必有b≥成立,于是当y=-时d2(从而d)有最大值,由题设得(7)=4b2+3,

224b2-3y2-3y+由此可得b=1,a=2.

x22

故所求椭圆的直角坐标方程是+y=1.

4111由y=-及求得的椭圆方程可得,椭圆上的点(-3,-),点(3,-)到

222点P的距离都是7.

解法二:根据题设条件,设椭圆的参数方程是

x=acosθ,

0≤θ<2π, y=bsinθ, 其中a>b>0待定,

3, 2∴a=2b.

设椭圆上的点(x,y)到点P的距离为d,则

12233d2=x2+(y-)2=a2cos2θ+(bsinθ-)2=-3b2·(sinθ+)+4b+3.

222b11如果>1,即b<,则当sinθ=-1时,d2(从而d)有最大值,由题设得(7)2=

22b3311(b+) 2,由此得b=7->,与b<矛盾.

2222∵e=

因此必有

1122

≤1成立,于是当sinθ=-时,d(从而d)有最大值,由题设得(7)=4b2+3. 2b2b x=2cosθ,

由此得b=1,a=2.所以椭圆参数方程

y=sinθ.

x223?11消去参数得+y=1,由sinθ=,cosθ=±知椭圆上的点(-3,-),(3,

4222-

1)到P点的距离都是7. 2评述:本题体现了解析几何与函数、三角知识的横向联系,解答中要注意讨论. 深化拓展

根据图形的几何性质,以P为圆心,以7为半径作圆,圆与椭圆相切时,切点与P的

距离为7,此时的椭圆和切点即为所求.读者不妨一试.

x2+(y-)2=7,

2提示:由

22

x+4y=4b2, 得3y2+3y-

39=4b2-7, 4由Δ=0得b2=1,

即椭圆方程为x2+4y2=4. 所求点为(-3,-

11)、(3,-). 22●闯关训练

夯实基础

1.(2005年北京东城区目标检测)以正方形ABCD的相对顶点A、C为焦点的椭圆,恰好过正方形四边的中点,则该椭圆的离心率为

10?2 35?1C.

2A.

5?1 310?2 D.

2 B.

解析:建立坐标系,设出椭圆方程,由条件求出椭圆方程,可得e=答案:D

10?2. 2x2y22.已知F1(-3,0)、F2(3,0)是椭圆+=1的两个焦点,P是椭圆上的点,当

mn2π∠F1PF2=时,△F1PF2的面积最大,则有

3A.m=12,n=3 B.m=24,n=6

3C.m=6,n= D.m=12,n=6

2解析:由条件求出椭圆方程即得m=12,n=3. 答案:A

3.(2005年启东市第二次调研)设P1(2,2)、P2(-2,-2),M是双曲

1上位于第一象限的点,对于命题①|MP2|-|MP1|=22;②以线段MP1为直径的圆与x2圆x2+y2=2相切;③存在常数b,使得M到直线y=-x+b的距离等于|MP1|.其中所有正

2线y=

确命题的序号是____________.

解析:由双曲线定义可知①正确,②画图由题意可知正确,③由距离公式及|MP1|可知正确.

答案:①②③

4.(2004年全国Ⅱ,15)设中心在原点的椭圆与双曲线2x2-2y2=1有公共的焦点,且它们的离心率互为倒数,则该椭圆的方程是_________________.

解析:双曲线中,a=

1c=b,∴F(±1,0),e==2.∴椭圆的焦点为(±1,0),2a离心率为

2.∴长半轴长为2,短半轴长为1. 2x22

∴方程为+y=1.

2x22

答案:+y=1

25.(1)试讨论方程(1-k)x2+(3-k2)y2=4(k∈R)所表示的曲线;

y2x2(2)试给出方程2+=1表示双曲线的充要条件.

k?k?66k2?k?1解:(1)3-k2>1-k>0?k∈(-1,1),方程所表示的曲线是焦点在x轴上的椭圆; 1-k>3-k2>0?k∈(-3,-1),方程所表示的曲线是焦点在y轴上的椭圆;1-k=3-k2>0?k=-1,表示的是一个圆;(1-k)(3-k2)<0?k∈(-∞,-3)∪(1,3),表示的是双曲线;k=1,k=-3,表示的是两条平行直线;k=3,表示的图形不存在.

(2)由(k2+k-6)(6k2-k-1)<0?(k+3)(k-2)(3k+1)(2k-1)<0?k∈(-3,-

11)∪(,2). 326.(2003年湖北八市模拟题)已知抛物线y2=2px上有一内接正△AOB,O为坐标原点.

yA OB x (1)求证:点A、B关于x轴对称; (2)求△AOB外接圆的方程. (1)证明:设A(x1,y1)、B(x2,y2), ∵|OA|=|OB|,∴x12+y12=x22+y22. 又∵y12=2px1,y22=2px2,

∴x22-x12+2p(x2-x1)=0, 即(x2-x1)(x1+x2+2p)=0.

又∵x1、x2与p同号,∴x1+x2+2p≠0. ∴x2-x1=0,即x1=x2.

由抛物线对称性,知点A、B关于x轴对称. (2)解:由(1)知∠AOx=30°,则 y2=2px, x=6p,

∴ 3y=x y=23p.

3∴A(6p,23p).

方法一:待定系数法,△AOB外接圆过原点O,且圆心在x轴上,可设其方程为x2+y2+dx=0.

将点A(6p,23p)代入,得d=-8p.

故△AOB外接圆方程为x2+y2-8px=0.

方法二:直接求圆心、半径,设半径为r,则圆心(r,0). 培养能力 7.(理)(2004年北京,17)如下图,过抛物线y2=2px(p>0)上一定点P(x0,y0) (y0>0),作两条直线分别交抛物线于A(x1,y1)、B(x2,y2).

(1)求该抛物线上纵坐标为

p的点到其焦点F的距离; 2yPOAxB (2)当PA与PB的斜率存在且倾斜角互补时,求率是非零常数.

解:(1)当y=

y1?y2的值,并证明直线AB的斜y0pp时,x=. 28p, 2又抛物线y2=2px的准线方程为x=-由抛物线定义得 所求距离为

pp5p-(-)=.

882(2)设直线PA的斜率为kPA,直线PB的斜率为kPB.

由y12=2px1,y02=2px0, 相减得(y1-y0)(y1+y0)=2p(x1-x0), 故kPA=

y1?y02p=(x1≠x0).

x1?x0y1?y0

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