文档介绍:椭圆的两个不变量在解题中的应用
圆锥曲线中椭圆算是在考试中出现频率最高的圆锥曲线,而关于椭圆本身存在很多的不变量,下面我们来讨论椭圆的两个比较有趣的不变量,而且计算该不变量的方法和不变量本身都在题目相当的实用。
不变量:设椭圆方程为 ,椭圆的两个不变量在解题中的应用
圆锥曲线中椭圆算是在考试中出现频率最高的圆锥曲线,而关于椭圆本身存在很多的不变量,下面我们来讨论椭圆的两个比较有趣的不变量,而且计算该不变量的方法和不变量本身都在题目相当的实用。
不变量:设椭圆方程为 ,在椭圆上有两个动点,,为坐标原点,且满足,那么为定值,并且原点到直线的间隔 也是定值.(精品文档请下载)
证明:设,因为,不妨设向量逆时针旋转90度到向量这样的话我们有,设,,那么,的坐标分别是
,,,在椭圆上将坐标代入方程可得,即
,变形得
,两式相加得(定值)
原点到直线的间隔 =,根据可知
,即,两边开方得(定值)
其实这两个不变量可以看做是一个不变量,下面我们就来看看这两个不变量在解题中的精彩应用.
题目一:(2020陕西卷)如图,椭圆的顶点为 ,焦点为 ,
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设n是过原点的直线,是和n垂直相交于F点、和椭圆相交于A,B两点的直线,||=1,是否存在上述直线使成立?假设存在,求出直线的方程;假设不存在,请说明理由.(精品文档请下载)
解:
(I)
由知, ①
由知a=2c, ②
又 , ③
由①②③解得,
故椭圆C的方程为
(II)假设这样的直线存在,根据||=1,,可得
,这样由前面的“不变量”可知道因此假设不成立.
题目二:设椭圆方程为 ,在椭圆上有两个动点,,为坐标原点,且满足,过点作直线的垂线,交于点,求点的轨迹.(精品文档请下载)
解:这个题目我们当然可以设直线方程然后解交点,这样不免费事而且计算量大不划算,当我们掌握了上述的两个不变量后,我们很容易知道是一个定长,很自然的点的轨迹就是圆.(精品文档请下载)
题目三:椭圆 的左,右焦点分别为是椭圆上的一点,,原点到直线的间隔 为.
证明;
求使下面命题成立:设圆上任意点