命題:若橢圓的焦點為
,離心率為
為橢圓上任意一點,則有
。證明:如圖1,橢圓的準線方程為
和
。由橢圓的第二定義得
,化簡即得說明:若橢圓的焦點在
軸上,則有
。我們把橢圓上的點到兩焦點的距離
稱為焦半徑,而
(或
)、
(或
)稱為焦半徑公式。
巧用焦半徑公式能妙解許多問題,下面舉例說明。
一、用于求離心率例1如圖
為橢圓的兩個焦點,以線段為直徑的圓交橢圓于
四點,順次連結這四點和兩個焦點,恰好圍成一個正六邊形,則離心率
。分析:如圖,連
,則
,由焦半徑公式得
,即
。所以
,所以
。
二、用于求橢圓離心率
的取值範圍例2已知為橢圓的焦點,若橢圓上恒存在點,使,求離心率的取值範圍。分析:設的坐标為
,則
由得
故
,即
,又
。所以
。 三、用于求焦半徑的取值範圍例3若是橢圓
上的點,為橢圓的焦點,求
的取值範圍。分析:不妨設為橢圓的左焦點,而
,則
。故
。所以
。 四、用于求兩焦半徑之積
的最值例4若為橢圓
的左、右焦點,為橢圓上任意一點,求的最值。分析:易知
由
知
,所以的最小值為
,最大值為
。 五、用于求三角形的面積例5 若是橢圓
上一點,為橢圓的左、右焦點,且
,求
的面積S。分析:易知
。由餘弦定理得
。解得
。所以
六、用于求點的坐标例6 若為橢圓
上的點,為橢圓的焦點,且,則的橫坐标為_________。分析:由
,
及得
,解得
,所以
。 七、用于證明定值問題例7已知
為橢圓上兩點,
為橢圓的頂點,F為焦點,若
成等差數列,求證:
為定值。分析:不妨設
,由成等差數列得
,即
。化簡得
,
所以為定值。
八、用于求角的大小例8 如圖3,設橢圓
與雙曲線
有公共焦點,為其交點,求
。
分析:設的坐标為
,橢圓與雙曲線的離心率分别為
,則
,
,消去
得
,
。所以
所以
。 九、用于求線段的比。例9過橢圓
的左焦點作與長軸不垂直的弦
的垂直平分線交
軸于
,則
。分析:如圖4,設
的坐标分别為
,AB的中點為
,則
。
由
兩式相減并化簡得
。
所以
。
所以AB的垂直平行線方程為
。令
,則
,故N的坐标為
所以
,所以
。
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