椭圆焦半径公式 焦半径公式怎么推导

2024-09-2022:54:49综合资讯0

椭圆焦半径公式 焦半径公式怎么推导

命题:

给定一个椭圆的焦点为

椭圆焦半径公式 焦半径公式怎么推导

,离心率为

椭圆焦半径公式 焦半径公式怎么推导

,对于椭圆上的任意一点,则有

椭圆焦半径公式 焦半径公式怎么推导

证明:

请参见图1。椭圆的准线方程可表示为

椭圆焦半径公式 焦半径公式怎么推导

椭圆焦半径公式 焦半径公式怎么推导

。根据椭圆的定义,经过化简可得

说明:

若椭圆的焦点位于

轴上,则公式变为

。在椭圆上,一点到两个焦点的距离称为焦半径,而

(或

)、

(或

)即为焦半径公式。

巧妙运用焦半径公式,可以解决许多问题。以下是几个示例。

一、求离心率

例1

如图所示,椭圆的两个焦点用线段作为直径的圆与椭圆交于

四点,依次连接这些点与两个焦点,形成一个正六边形。求离心率。

分析:

如图所示,连接

,得到

。运用焦半径公式,我们可以得到

,由此可以求得

,最终得到离心率

二、椭圆离心率的取值范围

例2

假设焦点为椭圆的两个焦点,且椭圆上始终存在一个点,使得公式成立。求离心率的取值范围。

分析:

设该点的坐标为

,由公式得

。离心率的范围是

三、焦半径的取值范围

例3

是椭圆上的一点,求焦半径

的取值范围。

分析:

假设左焦点为

,则

。最终得出焦半径的取值范围为

四、两焦半径之积的最值

例4

为椭圆的两个焦点,求椭圆上任意一点的焦半径之积的最值。

分析:

从公式

可以推得

,因此焦半径之积的最小值为

,最大值为

五、三角形的面积

例5

如果

是椭圆上的一点,而

是椭圆的两个焦点,且

,求三角形的面积S。

分析:

我们可以直接得到

。通过余弦定理计算面积,得出

六、点的坐标

例6

是椭圆上的点,且

,求该点的横坐标。

分析:

由公式

,最终解得

,因此横坐标为

七、定值问题的证明

例7

已知

是椭圆上的两点,

是椭圆的顶点,焦点为F。如果

成等差数列,证明

是定值。

分析:

,由于成等差数列,我们可以得到

。化简后得到

,因此

是定值。

八、角的大小

例8

如图3,椭圆

与双曲线

有共同的焦点,求交点的角

分析:

设交点的坐标为

,椭圆与双曲线的离心率分别为

,则

。消去

,从而可以求得角的大小。

九、线段比的求解

例9

过椭圆

的左焦点作一条与长轴不垂直的弦,其垂直平分线与

轴交于

,求线段的比。

分析:

如图4所示,设

的坐标为

,AB的中点为

。通过计算,得出

。由两式相减并化简可得

。最终得线段的比为

--END--