直线和椭圆的位置关系 课件
∴x1+x2=3.又4523-3=-65,
∴中点坐标为32,-65.
弦长问题
例3 (本题满分6分)已知椭圆4x2+5y2= 20的一个焦点为F,过点F且倾斜角为45°的 直线l交椭圆于A、B两点,求弦长|AB|.
【思路点拨】 求出焦点F的坐标 → 求出直线l的斜率 → 设直线l的方程 → 联立方程 → 利用根与系数的关系设而不解 → 由弦长公式求解
即 1-1a62 =295,∴a=5. ∴C 的方程为2x52+1y26=1.
(2)过点(3,0)且斜率为45的直线方程为 y=45(x -3), 设直线与 C 的交点为 A(x1,y1),B(x2,y2), 将直线方程 y=45(x-3)代入 C 的方程, 得2x52 +(x-253)2=1, 即 x2-3x-8=0,
当
m
为何值时,直线
y=x+m
与椭圆 x2 16
+y92=1 相交?相切?相离?
y=x+m 【解】 由1x62+y92=1,得 25x2+32mx+16m2 -144=0, ∴Δ=(32m)2-4×25×(16m2-144) =9×43(25-m2). 当Δ>0,即-5<m<5 时,直线和椭圆相交; 当Δ=0,即 m=±5 时,直线和椭圆相切; 当Δ<0,即 m>5 或 m<-5 时,直线和椭圆相离. 综上所述,当 m>5 或 m<-5 时直线与椭圆相 离;当 m=±5 时,直线与椭圆相切;当-5<m<5 时,直线与椭圆相交.
直线 y=3x-2 与椭圆交于 A、B 两点.
设 A(x1,y1),B(x2,y2),则
ay122+xb212=1 ay222+xb222=1
① ②
①-②得
(y1+y2)a(2 y1-y2)=-(x1+x2)b(2 x1-x2),
即xy11--yx22=-a2b(2(x1y+1+x2y)2)=-ab22xy11++xy22.
失误防范 1.由直线和椭圆求解直线方程,要注意斜率不 存在时是否成立. 2.涉及直线和椭圆的相交,相切问题应满足判 别式Δ≥0.
变式训练
2.设椭圆 C:xa22+by22=1(a>b>0)过点(0,4),离 心率为35. (1)求 C 的方程; (2)求过点(3,0)且斜率为45的直线被 C 所截线段 的中点坐标.
解:(1)将(0,4)代入 C 的方程得1b62=1, ∴b=4. 又由 e=ac=35得a2-a2b2=295,
则 x1+x2=-190,x1·x2=-35,(3 分)
|AB|= 2|x1-x2|= 2· (x1+x2)2-4x1x2
= 2· -1902-4·-35
=
2·8
910=169
5 .(6
分)
【名师点评】 当直线与椭圆相交时,两交 点间的距离称为弦长. (1)求弦长的方法:将直线方程与椭圆方程联 立,得到关于x的一元二次方程,然后运用根 与系数的关系,再求弦长.不必具体求出方 程的根,即不必求出直线与椭圆的交点.这 种方法是求弦长常采用的方法.
方法技巧 (1)直线与椭圆有相交、相切和相离三种情况, 其位置关系的几何特征分别是直线与椭圆有 两个交点、有且只有一个交点、无公共点, 并且二者互为充要条件.
(2)判断直线与椭圆的位置关系通常使用代数 法而不使用几何法,即先将直线方程与椭圆 的方程联立,消去一个未知数y(或x),得到关 于x(或y)的一个一元二次方程,至于该一元二 次方程有无实数解,有几个与方程组的解的个 数相对应,故利用一元二次方程根的判别式Δ, 根据Δ>0、Δ=0还是Δ<0即可作出判断.
【名师点评】 判断直线与椭圆的位置关系 的常用方法为:联立直线与椭圆方程,消去y 或x,得到关于x或y的一元二次方程,记该方 程的判别式为Δ,则(1)直线与椭圆相交⇔Δ>0; (2)直线与椭圆相切⇔Δ=0;(3)直线与椭圆相 离⇔Δ<0.
变式训练
1.已知椭圆4x2+y2=1及直线y=x+m.当直 线和椭圆有公共点时,求实数m的取值范围 .解:由4y=x2+x+y2m=1,得 5x2+2mx+m2-1=0. 因为直线与椭圆有公共点, 所以Δ=4m2-20(m2-1)≥0. 解得- 25≤m≤ 25.
∵kAB=3,AB 中点(x0,y0),x0=12,y0=-12,
∴3=-ba222×2×-1212=ba22,
∴a2=3b2.又 a2-b2=(5 2)2=50,∴a2=75, b2=25, ∴椭圆方程为7y25+2x52 =1.
【名师点评】 关于中点的问题一般地可以 采用两种方法解决:(1)联立方程组,消元, 利用根与系数的关系进行设而不解,从而简 化运算解题;(2)利用“点差法”,求出与中 点、斜率有关的式子,进而求解,同学们可 以试一试.不管应用何种方法我们都必须注 意判别式Δ的限制.
【解】 椭圆方程为x52+y42=1,a= 5,b=2, c=1, ∴直线 l 的方程为 y=x+1(不失一般性,设 l 过左焦点),由y4=x2+x+5y12,=20,消去 y,得 9x2 +10x-15=0.(2 分) 名师微博 直线方程代入曲线方程,是解这类题目常用 方法.
设 A(x1,y1),B(x2,y2),
设 y=3x-2 与椭圆的交点坐标为(x1,y1),(x2, y2),则 x1+x2=a2+6b92b2.
∵x1+2 x2=12,∴a2+6b92 b2=12,
∴a2=3b2 ②, 由①②解得:a2=75,b2=25,此时Δ>0,∴2x52 +7y52 =1.
法二:设椭圆方程为ya22+xb22=1(a>b>0),
中点弦问题
例2 焦点分别为(0,5 2)和(0,-5 2)的椭 圆截直线 y=3x-2 所得椭圆的弦的中点的横 坐标为12,求此椭圆的方程.
【解】 法一:设所求方程为xb22+ay22=1(a>b>0),
且 a2-b2=(5 2)2=50.①
由xb22+ya22=1, y=3x-2
得(a2+9b2)x2-12b2x+4b2-a2b2=0,