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三角作为解决数学问题的一种工具,解析几何中椭圆 的参数方程 (其中 为参数)就是以角为参数,借助三角这一桥梁建立关系的,可以用来解决某些综合问题,比如利用三角关系消参求定值或求相关点的轨迹、借助三角中的有界性求最值或确定某参数的取值范围等。
1.活用三角求定值
例1.(2005年全国卷Ⅰ)已知椭圆的中心为坐标原点O,焦点在 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F的直线交椭圆于A、B两点, 与 共线。
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)设M为椭圆上任意一点,且 ,证明 为定值。
解:(Ⅰ)设椭圆方程为: ,右焦点 , 。
设A 、B , , ,
而过椭圆右焦点F的直线AB的斜率为1,
则 (点OAB不共线);且 ①,
于是 ②,
即 ③。
又由 与 共线得
④,
即 , ⑤。于是由③⑤得
,即 , ,则 。
(Ⅱ)由①④得 , ,
平方相加并化简得 ⑥。
此时椭圆方程为: , 则A 、B ,
可设 ,由
得 ,
平方相加得 ⑦。
由⑥⑦得 。故 为定值,定值为1。
2.活用三角求轨迹和最值
例2.(2004年高考辽宁卷)设椭圆方程为 ,过点M(0,1)的直线l交椭圆于点A、B,O是坐标原点,点P满足 ,点N的坐标为 ,当l绕点M旋转时,求:(Ⅰ)动点P的轨迹方程;(Ⅱ) 的最小值与最大值.
解:(Ⅰ)设点P ,A ,B , ,
(1)若 , 时, ,
由 得 ,则 ,
即 ,则 ①;
而过点M(0,1)的直线l交椭圆于点A、B, ,
,则 ,即 ,
于是 ,
则 ②;
由①②消参 得 ③;
(2)若 , 时,通过验证可知此时点P的坐标也满足方程③。
故由(1)、(2)可知所求动点P的轨迹方程为 ,即 。
(Ⅱ)点P为轨迹 上的任一点,可设点P ,
则
,由 知
当 时, 取得最大值,最大值为 ;
当 时, 取得最小值,最小值为 。
3.活用三角确定参数取值
例3.已知平面上的一定点 和一定直线 ,点P为该平面上一动点,作 。
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