椭圆问题“圆”形毕露
设椭圆方程为,令,则得圆方程:,若令,则得圆方程:.
用这个结论解题,不仅思路清晰,和谐美化,而且解题过程简捷明快有新意,可以收到事半功倍之效.下面略举二例说明.
例1 将椭圆与轴相交于,与轴相交于,在椭圆上任取一点,连接,延长后与轴相交于点,连接与轴相交于,求证:
1. 椭圆C:通过仿射变换,即可得到一个圆.
2.在仿射变换中,点分线段的比例是一个不变量。(例如:M是线段AB的中点,则变换之后这一性质保持不变)
3.在仿射变换中,直线的斜率通常是可变量。
例如:垂直的两条直线的斜率满足,经通过仿射变换后,,故.考虑的逆变换,可知
上述的结论,即是课本上运用端点相减法得到的中点弦公式。
4.通过仿射变换将椭圆变换成圆之后,可以借用圆的几何性质简化解题过程。
如:例1中,∽△QOB,可得;
例2中,在变换之后的圆的图形中,M点为定点,直线l的斜率确定为定直线,故由(定长)即可运用垂径定理确定确定圆的半径,进而得到椭圆方程。
5.补充几道题目,以作参考。
实例1:(2011年重庆高考数学理科第20题)
如题(20)图,椭圆的中心为原点,离心率,一条准线的方程为.
(Ⅰ)求该椭圆的标准方程;
(Ⅱ) 设动点满足:,其中是椭圆上的点,直线与的斜率之积为,问:是否存在两个定点,使得为定值?若存在,求 的坐标;若不存在,说明理由.网KS5U.COM]
解:(I)由
解得,故椭圆的标准方程为
因为点M,N在椭圆上,所以,
设分别为直线OM,ON的斜率,由题设条件知
因此所以
所以P点是椭圆上的点,设该椭圆的左、右焦点为F1,F2,则由椭圆的定义|PF1|+|PF2|为定值,又因,因此两焦点的坐标为
下面要讨论的是这一数学问题产生的根源.
在圆中,OM与ON是两条互相垂直的半径,.则此时直线OM、ON的斜率之积等于-1,P点的轨迹是圆心位于点O、半径为的圆.如下左图所示.
现对上述图形考虑线性变换:.如右图所示,向量的线性关系保持不变,直线与的斜率之积变为,圆变为椭圆,圆变为椭圆.
实例2:(2012年浙江高考数学理科第21题)
AB被OP平分,在仿射变换前后保持不变。由于OP直线斜率给定,故直线AB的斜率确定。
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