高中数学椭圆焦半径公式及应用专题辅导
高中数学椭圆焦半径公式及应用专题辅导
任岭云
椭圆上的任意一点到焦点F的长称为此曲线上该点的焦半径,根据椭圆的定义,很容易
推导出椭圆的焦半径公式。在涉及到焦半径或焦点弦的一些问题时,用焦半径公式解题可以
简化运算过程。
一、公式的推导
设P(,)是椭圆上的任意一点,分别是椭圆的左、右焦点,F(,c,0)、F(c,0)xy0012
22yx,,(1a,b,0)椭圆,求证,。 |PF|,a,ex|PF|,a,ex102022ab
222a,xc2222220 证法1: |PF|,(x,c),y,(x,c),b,,,x,2cx,a1000022aa
cx0 。 ,|a,|a
cx0 因为,所以 ,a,x,aa,,a,c,00a
? |PF|,a,ex10
又因为,所以 |PF|,|PF|,2a|PF|,a,ex1220
?, |PF|,a,ex|PF|,a,ex1020
|PF|1 证法2:设P到左、右准线的距离分别为,由椭圆的第二定义知,e,又d、d12d1
222aaaa,所以,而d,|x,(,)|,|x,||PF|,d,e,(x,),a,ex100110cccc
。 |PF|,2a,(a,ex),a,ex200
?,。 |PF|,a,ex|PF|,a,ex1020
二、公式的应用
229yx 例1 椭圆,,1上三个不同的点A()、B()、C()到焦x,yx,y4,11222595点F(4,0)的距离成等差数列,求的值。 x,x12
25 解:在已知椭圆中,右准线方程为,设A、B、C到右准线的距离为,d、d、dx,1234
252525则、、。 d,,xd,,4d,,x11232444
?,,,而|AF|、|BF|、|CF|成等差数列。 |AF|,d,e|BF|,d,e|CF|,d,e123
2525 ?,即,。 2d,d,dx,x,82(,4),2,,(x,x)213121244
评析:涉及椭圆上点到焦点的距离问题,一般采用焦半径公式求解,即利用焦半径公式
可求出A、B、C三点到焦点的距离,再利用等差数列的性质即可求出的值。 x,x12
22yx,,1 例2 设为椭圆的两个焦点,点P在椭圆上。已知P、F、F是一F、F121294
|PF|1个直角三角形的三个顶点,且|PF|,|PF|,求的值。 12|PF|2
5c,5e, 解:由椭圆方程可知a=3,b=2,并求得,离心率。 3
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由椭圆的对称性,不妨设P(,)()是椭圆上的一点,则由题x,0,y,0xy0000
意知应为左焦半径,应为右焦半径。 |PF||PF|12
55 由焦半径公式,得,。 |PF|,3,x|PF|,3,x102033
5522222 (1)若?为直角,则,即 (3,x),(3,x)PFF|PF|,|PF|,|FF|0021121233
|PF|721,解得,故。 ,,(25)x,50|PF|22
5522222 (2)若?为直角,则,即= (3,x),(3,x)PFF|PF|,|PF|,|FF|0012121233
|PF|353,121,解得,故。 x,,2,(25)05|PF|3,12
评析:当题目中出现椭圆上的点与焦点的距离时,常利用焦半径公式把问题转化,此例就利用焦半径公式成功地求出值。 x0
22yx 例3 已知椭圆C:,为其两个焦点,问能否在椭圆C上找一点M,,,1F、F1243
使点M到左准线的距离|MN|是与的等比中项。若存在,求出点M的坐标;若|MF||MF|12
不存在,请说明理由。
2b,3解:设存在点M(),使,由已知得a=2,,c=1,x,y|MN|,|MF|,|MF|0012
1222222,则,即,左准线为x=,45x,32x|x,4|,(a,ex)(a,ex),a,ex,4,x00000004
1248=0,解得,或。 x,,4,[,2,2]x,,,[,2,2]005
因此,点M不存在。
评析:在涉及到椭圆上的点与其焦点的距离时,如果直接用两点间距离公式,运算将非常复杂,而选用焦半径公式可使运算简洁明了。
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