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巧用椭圆的第二定义解题

巧用椭圆的第二定义解题
《普通数学课程标准》在圆锥曲线这一章较过去增加一种要求:即学生要根据方程的形式和图形特征等进行类比猜想,培养直觉思维与合情推理能力。

增加这一要求是很科学的,因为很多圆锥曲线问题用代数法运算非常繁杂,而一旦抓住图形特征后,运用数形结合,则可以简化运算,大幅度提高解题效率,下面以椭圆为例说明。

例:已知椭圆的中心在原点,其左焦点为F (-2,0),左准线l 的方程为x=-22
3
,PQ 是过F 且与x 轴不垂直的弦,PQ 的中点M 到左准线l
1:求椭圆的方程2:求证:
d
PQ
为定值 3:在l 上是否存在点R ,使∆PQR 为正三角形 若存在,求出点R 的坐标,若不存在,说明理由
1:解析:易得椭圆的方程11
32
2=+y x 2:证明:如图,作PP /
⊥l 与P ,QQ /
⊥l 与Q ,则由椭圆的第二定义,易得
e PP
PF =/
,e QQ QF =/;于是PQ=PF+QF=ePP /+eQQ /
=2ed=362=定值 3:解析:此题若从代数角度入手,设直线的方程,联立的方程再用韦达定理,则运算繁杂,很多同学会丧失信心;若能抓住图形特征,运用椭圆的第二定义和正三角形的性质,则可化难为易。

假设存在点R ,使∆PQR 分线RM 也确定,所以RM 的斜率确定,可以考虑先求RM 即求倾斜角π-/
/MM Q ∠的大小,
而COS /
/
MM Q ∠=M
Q MM //,由第2问的结论可得:
COS /
/
MM Q ∠=M
Q MM //
=
PQ
PQ e 2
321=
2
231=
e
,//MM Q ∠ 为45○
,根据对称性,RM 的斜率应为1±,进而可得PQ 的方程及中点M 的坐标,再由点斜式求得RM 的方程,再联立左准线l 的方程x=-
223
变题:已知椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x ,PQ 是过
F 且与x 轴不垂直的弦,若在其左准线l 上存在点 R 使∆PQR 为正三角形,求椭圆的离心率的范围。

解析:同上,由椭圆的第二定义和正三角形的性质, RM>MM /
易得离心率e ∈(
1,3
3
)。

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