1、探究在椭圆中直角PF 1F2的个数与离心率的关系-黄冲椭圆的定义和性质是每年高考的必考内容,其考察形式是灵活多变的,如:椭圆上一点 P 到两焦点距离之和为 , ,求椭圆的方程;已知椭圆方程为 ,2e 1625yx为椭圆上一点, 为两焦点,求 等等,这些都是21F, 211sinPF高考常考查的内容,但也有些知识高考考查的很少,却有一定的数学价值如:探究在椭圆中直角PF 1F2的个数与离心率的关系。要解决这个问题首先要具备以下两个公式:( )ycSP21()tan21bF注: 为 P 的纵坐标 本文的椭圆方程焦点均在 轴上x一、探讨 的大小与 P 的位置关系21由()可知当动点 P 的椭圆上变化
2、时, 随着 的增大而增大,当 P 落在短21FPSy轴 上时, 达到最大,此时面积也达到了最大。y由图 1 可知 , 随着 的增大而增大,当 最大时, 也021FPS 21FPS达到 了最大。结合上述分析:当随着 P 向短轴靠近角 越来越大,且 P 落在短轴上时,角 最大 2、探讨 个数满足的条件21F1.当 P 在短轴上时, 数满足的条件(如右图 2)21由椭圆的相关性质得到 ,即1OFPcb,所以,22cba2e有对称性可知,椭圆上有且只有两个点 P 使得 (有(一)分析21F是最大角)21PF图 1 PF2 xyF1图 2OPxyF1 F2O事实上以上叙述概括为:椭圆上有且只有两个点 P
3、 使得 21F2e2.当 P 在短轴上时, 数满足的条件(如右图 3)21F由(一)结论可知 此时是最大角,而最大角小于 ,显然椭圆上没有点 P 使得 ,而221F此时 ,所以 ,4cb2ca所以, 20e事实上以上叙述可以概括为:椭圆上没有点 P 使得 21F20e3当 P 在短轴上时, 数满足的条件(如右图 4)21当 P 由长轴沿着椭圆图像变化到短轴时, 由 0 变化到21P钝角,有连续性,以及(一)的分析可知,在第一象限有且只有一个点 P 使得 ,再根据椭圆的对称性像这样的21F点 P 共有 4 个,而此时 ,离心率cb1e事实上以上叙述可以概括为:椭圆上有 4 个点 P 使得 21Fe3、探究在椭圆中直角PF 1F2的个数与离心率的关系由于在PF 1F2中没有指明哪个是直角,所以当 21FP因此由图 5 可知,对任意的椭圆都有 4 个 Rt再根据(二)的分析可知直角PF 1F2的个数与离心率的关系如下:在椭圆上当直角PF 1F2的个数是 6 的时候 2e在椭圆上当直角PF 1F2的个数是 4 的时候 0PF2 xyF1图 3OF1 F2 xyOjjjjjjjP图 4yxPF1 F2O图5在椭圆上当直角PF 1F2的个数是 8 的时候 12e4、探究根据以上分析试探究在双曲线中,直角PF 1F2的个数与离心率的关系