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椭圆的定义给解题的启示

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【摘要】文章以两道高考题为例,介绍了椭圆的定义在解这两道题中所起的作用.

【关键词】椭圆的定义;和为定值

在学习圆锥曲线的过程中,首先学习的是椭圆,所以对椭圆的定义都比较熟悉.问题在于随着学习内容的增加,在解题过程中虽然遇到和为定值的条件,却往往又想不到利用椭圆的定义来解题.在2012年高考数学试题中,有两道关于和为定值的问题,都可以联系到椭圆的定义,进而把问题解决.

题目(上海2012高考数学第14题)如图,AD与BC是四面体ABCD中互相垂直的棱,BC=2,若AD=2c,

且AB+BD=AC+CD=2a,其中a,c为常数,则四面体ABCD的体积的最大值是.

因为此题是求四面体ABCD的体积的最大值,所以很容易想到首先要表示出四面体ABCD的体积.因为条件给出ADBC,过点B作BEAD,连接CE,所以VABCD=13·AD·SBCE.求四面体ABCD的体积的最大值,即求BCE面积的最大值.由条件知AD=2c,AB+BD=AC+CD=2a,显然2a>2c,由此想到点B,C都在以A,D为焦点的椭圆上运动,而在BCE中,BE的长即为点B到以A,D为焦点的椭圆的长轴的距离,从而BE长的最大值为椭圆的短半周长a2-c2,由此可以求出四面体ABCD的体积的最大值.解此题的关键在于由条件AD=2c,AB+BD=AC+CD=2a能够联想起椭圆的定义.因为此题给出的是一个四面体,其实点B,C是在以A,D为焦点的椭球面上运动,并非是一个平面图形,所以联想起椭圆的定义有一定的困难,若能够联想到椭圆的定义,则问题就容易解决了.无独有偶,在江苏2012年高考题中,也有一道证明和为定值的问题.

题目(江苏2012高考数学第19题) 如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0).已知(1,e)和e,32都在椭圆上,其中e为椭圆的离心率.

(1)求椭圆的方程;

(2)设A,B是椭圆上位于x轴上方的两点,且直线AF1与直线BF2平行,AF2与BF1交于点P.

第二问的第二小题是求证PF1+PF2是定值.

思考:若PF1+PF2为定值,则点P一定在以F1,F2为焦点的椭圆上.

下面给出证明:由条件易求得椭圆的方程为x22+y2=1.

故PF1+PF2为定值323,问题得证.

此题若开始就由所证的和为定值联想到椭圆的定义,则解题的目标就很明确.即只需证明点P的坐标满足一椭圆的方程,按照上面的解题思路就可以完成,但是也需要一定的勇气才能完成.

以上两题都是关于和为定值的问题,在高中教材中,和为定值的问题与椭圆的定义密切相关,在解题过程中不妨利用椭圆的定义来试着求解.