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椭圆标准方程+焦点三角形面积公式(高三复习)

椭圆焦点三角形面积公式的应用性质1(选填题课直接用,大题需论证):在椭圆12222=+by a x (a >b >0)中,焦点分别为1F 、2F ,点P 是椭圆上任意一点,θ=∠21PF F ,则2tan221θb S PF F =∆.证明:记2211||,||r PF r PF ==,由椭圆的第一定义得.4)(,2222121a r r a r r =+∴=+在△21PF F 中,由余弦定理得:.)2(cos 22212221c r r r r =-+θ配方得:.4cos 22)(22121221c r r r r r r =--+θ 即.4)cos 1(242212c r r a =+-θ.cos 12cos 1)(222221θθ+=+-=∴b c a r r由任意三角形的面积公式得:2tan 2cos 22cos2sin2cos 1sin sin 2122222121θθθθθθθ⋅=⋅=+⋅==∆b b b r r S PF F ..2tan221θb S PF F =∴∆同理可证,在椭圆12222=+bx a y (a >b >0)中,公式仍然成立.典型例题例1 若P 是椭圆16410022=+y x 上的一点,1F 、2F 是其焦点,且︒=∠6021PF F ,求 △21PF F 的面积.例 2 已知P 是椭圆192522=+y x 上的点,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,若21||||2121=⋅PF PF ,则△21PF F 的面积为( )A. 33B. 32C. 3D.33 例3(04湖北)已知椭圆191622=+y x 的左、右焦点分别是1F 、2F ,点P 在椭圆上. 若P 、1F 、2F 是一个直角三角形的三个顶点,则点P 到x 轴的距离为( )A. 59B. 779C. 49D. 49或779答案:例1 若P 是椭圆16410022=+y x 上的一点,1F 、2F 是其焦点,且︒=∠6021PF F ,求 △21PF F 的面积.解法一:在椭圆16410022=+y x 中,,6,8,10===c b a 而.60︒=θ记.||,||2211r PF r PF == 点P 在椭圆上,∴由椭圆的第一定义得:.20221==+a r r在△21PF F 中,由余弦定理得:.)2(cos 22212221c r r r r =-+θ 配方,得:.1443)(21221=-+r r r r.144340021=-∴r r 从而.325621=r r .336423325621sin 212121=⨯⨯==∆θr r S PF F 解法二:在椭圆16410022=+y x 中,642=b ,而.60︒=θ .336430tan 642tan221=︒==∴∆θb S PF F 解法一复杂繁冗,运算量大,解法二简捷明了,两个解法的优劣立现!例 2 已知P 是椭圆192522=+y x 上的点,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,若21||||2121=⋅PF PF ,则△21PF F 的面积为( ) A. 33 B. 32 C. 3 D.33 解:设θ=∠21PF F ,则21||||cos 2121=⋅=PF PF θ,.60︒=∴θ .3330tan 92tan221=︒==∴∆θb S PF F故选答案A.例3(04湖北)已知椭圆191622=+y x 的左、右焦点分别是1F 、2F ,点P 在椭圆上. 若P 、1F 、2F 是一个直角三角形的三个顶点,则点P 到x 轴的距离为( )A.59 B. 779 C. 49 D. 49或779 解:若1F 或2F 是直角顶点,则点P 到x 轴的距离为半通径的长492=a b ;若P 是直角顶点,设点P 到x 轴的距离为h ,则945tan 92tan221=︒==∆θb S PF F ,又,7)2(2121h h c S PF F =⋅⋅=∆ 97=∴h ,.779=h 故答案选D. 金指点睛1(略). 椭圆1244922=+x y 上一点P 与椭圆两个焦点1F 、2F 的连线互相垂直,则△21PF F 的面积为( )A. 20B. 22C. 28D. 242. 椭圆1422=+y x 的左右焦点为1F 、2F , P 是椭圆上一点,当△21PF F 的面积为1时,21PF ⋅的值为( )A. 0B. 1C. 3D. 63. 椭圆1422=+y x 的左右焦点为1F 、2F , P 是椭圆上一点,当△21PF F 的面积最大时,21PF ⋅的值为( )A. 0B. 2C. 4D. 2-4.已知椭圆1222=+y ax (a >1)的两个焦点为1F 、2F ,P 为椭圆上一点,且︒=∠6021PF F ,则||||21PF PF ⋅的值为( ) A .1B .31C .34 D .32 5. 已知椭圆的中心在原点,对称轴为坐标轴,1F 、2F 为焦点,点P 在椭圆上,直线1PF 与2PF 倾斜角的差为︒90,△21PF F 的面积是20,离心率为35,求椭圆的标准方程. 6.已知椭圆的中心在原点,1F 、2F 为左右焦点,P 为椭圆上一点,212121-=⋅,△21PF F的面积是3,准线方程为334±=x ,求椭圆的标准方程. 答案1. 解:24,90221=︒==∠b PF F θ,∴2445tan 242tan221=︒==∆θb S PF F .故答案选D.2. 解:设θ=∠21PF F , 12tan2tan221===∆θθb S PF F ,∴︒=︒=90,452θθ,021=⋅PF .故答案选A.3. 解:3,1,2===c b a ,设θ=∠21PF F , 2tan2tan221θθ==∆b S PF F ,∴当△21PF F 的面积最大时,θ为最大,这时点P 为椭圆短轴的端点,︒=120θ,∴2120cos cos ||||22121-=︒=⋅=⋅a PF PF PF θ. 故答案选D.4. 解:︒==∠6021θPF F ,1=b ,3330tan 2tan221=︒==∆θb S PF F , 又 ||||43sin ||||21212121PF PF PF PF S PF F ⋅=⋅=∆θ,∴33||||4321=⋅PF PF ,从而34||||21=⋅PF PF . 故答案选C.5. 解:设θ=∠21PF F ,则︒=90θ. 2045tan 2tan22221==︒==∆b b b S PF F θ,又 3522=-==a b a a c e , ∴95122=-ab ,即952012=-a .解得:452=a .∴所求椭圆的标准方程为1204522=+y x 或1204522=+x y . 6.解:设θ=∠21PF F ,∴︒=-=⋅=120,21||||cos 2121θθPF PF .3360tan 2tan22221==︒==∆b b b S PF F θ,∴1=b .又 3342=c a ,即33333411222+==+=+=+c c c c c b c . ∴3=c 或33=c . 当3=c 时,222=+=c b a ,这时椭圆的标准方程为1422=+y x ; 当33=c 时,33222=+=c b a ,这时椭圆的标准方程为13422=+y x ;但是,此时点P 为椭圆短轴的端点时,θ为最大,︒=60θ,不合题意.故所求的椭圆的标准方程为1422=+y x .性质二:有关角的问题已知椭圆方程为),0(12222>>=+b a by a x 左右两焦点分别为,,21F F 设焦点三角形21F PF ,若21PF F ∠最大,则点P 为椭圆短轴的端点。

问题1. 椭圆14922=+y x 的焦点为F l 、F 2,点P 为其上一点,当21PF F ∠为直角时,点P 的横坐标是_______。

问题2:椭圆14922=+y x 的焦点为F l 、F 2,点P 为其上动点,当 21PF F ∠为钝角时,点P 横坐标的取值范围是_______。

变式1.已知1F 、2F 是椭圆的两个焦点,满足120MF MF ⋅=的点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( ) (09江西)A .(0,1)B .1(0,]2 C .(0,2 D .[2问题1. 椭圆14922=+y x 的焦点为F l 、F 2,点P 为其上一点,当21PF F ∠为直角时,点P 的横坐标是_______。

方法1:设,则当时,点的轨迹方程为,由此可得的横坐标为方法2:利用性质一2tan221θb S PF F =∆方法3:【分析】令|F 1P|=m 、|PF 2|=6-m ,RtΔF 1PF 2中,由勾股定理可得m 2+(6-m)2=20问题2:椭圆14922=+y x 的焦点为F l 、F 2,点P 为其上动点,当 21PF F ∠为钝角时,点P 横坐标的取值范围是_______。

问题分解:方法1:设,则当时,点的轨迹方程为,由此可得的横坐标为,所以点P 横坐标的取值范围是方法2:利用性质一2tan221θb S PF F =∆问题2. 而此题为钝角,究竟钝角和直角有何联系? 解题的关键在于点动,发现21PF F ∠的大小与点P 的位置有关, 究竟有何联系,成了大家探索的焦点。

变式1.已知1F 、2F 是椭圆的两个焦点,满足120MF MF ⋅=的点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( C ) (09江西)A .(0,1)B .1(0,]2 C . D .。

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