余玉嬌


焦半徑是指圓錐曲線的焦點與曲線上一點的連線.橢圓的焦半徑問題側重于考查橢圓的定義、方程、幾何性質,以及焦半徑公式、弦長公式.解答這類問題,往往要用到數形結合思想、方程思想、函數思想.下面以一道題為例,來探討一下如何求解橢圓的焦半徑問題.
例題:已知點[F]是橢圓[x2a2+y2b2=1]的右焦點,過點[F]的直線交橢圓于[A,B]兩點,試判斷[1AF+1BF]是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請說明理由.
可根據題意畫出如圖所示的圖形,這樣便能快速明確各個點、曲線、直線之間的位置關系,結合圖形尋找到一些幾何關系,據此建立關系式.主要有以下幾種求解思路.
一、利用正余弦定理
在解答橢圓的焦半徑問題時,可將焦點看作幾何圖形中有特殊意義的點,將焦半徑看作三角形、梯形、平行四邊形的一條邊,根據幾何圖形的性質建立幾何關系.然后構造三角形,利用正余弦定理、勾股定理、三角函數的定義建立關于線段、角之間的關系式,從而求得線段、焦半徑的長.
以一條焦半徑AF為邊,構造[ΔAFF],就能將問題轉化為解三角形問題.然后根據橢圓的方程和第一定義,求得另一條焦半徑[AF]和焦距[FF]的長,即可得到三角形三邊的長,根據余弦定理建立關系式,就能順利求得焦半徑AF、[AF]的表達式.
二、利用橢圓的第二定義
橢圓的第二定義,即為圓錐曲線的統一定義,是指平面內到焦點的距離與準線的距離之比為e的點的軌跡.其中平面內的點到焦點的距離,即為圓錐曲線上的點到焦點的距離,也就是焦半徑.在解答橢圓的焦半徑問題時,可先根據橢圓的方程求得準線的方程[x=±a2c];然后根據橢圓的第二定義建立關于焦半徑、準線的關系式,即可求得焦半徑的值或者表達式.一般地,若橢圓的焦點為F1、F2,曲線上一點P(x0,y0),則焦半徑為|PF1|=a+ex0,|PF2|=a-ex0.
先根據橢圓的第二定義建立焦半徑、離心率、準線之間的關系式;然后用直線AB的傾斜角表示出A、B的橫坐標,即可通過三角恒等變換消去角[θ],得到[1AF+1BF]的值.根據橢圓的第二定義建立等量關系式,可大大減少運算量.
三、利用參數方程
橢圓[x2a2+y2b2=1]的參數方程為:[x=acosθ,y=bsinθ,]其中[θ]為參數;過點M(x0,y0),傾斜角為α的直線l的參數方程為[x=x0+tcosx,y=y0+tsinx,]在求解橢圓的焦半徑問題時,可根據橢圓(直線)的參數方程設出橢圓(直線)上的點的坐標,求得焦點的坐標,即可根據兩點間的距離公式或參數的幾何意義求得焦半徑的表達式.最后通過三角恒等變換化簡表達式,即可解題.
解答本題,需明確直線的參數方程中參數t的幾何意義,并將AB所對應的參數t看作一元二次方程的兩個根,根據韋達定理解題.
解答橢圓的焦半徑問題,需注意:(1)明確焦半徑與橢圓的位置關系;(2)根據橢圓的方程和定義建立關于焦半徑的關系式,或用參數a、b、c表示出焦半徑;(3)根據橢圓的幾何性質,結合圖形,建立關于焦半徑的幾何關系.