命题:若椭圆的焦点为
,离心率为
为椭圆上任意一点,则有
。证明:如图1,椭圆的准线方程为
和
。由椭圆的第二定义得
,化简即得说明:若椭圆的焦点在
轴上,则有
。我们把椭圆上的点到两焦点的距离
称为焦半径,而
(或
)、
(或
)称为焦半径公式。
巧用焦半径公式能妙解许多问题,下面举例说明。
一、用于求离心率例1如图
为椭圆的两个焦点,以线段为直径的圆交椭圆于
四点,顺次连结这四点和两个焦点,恰好围成一个正六边形,则离心率
。分析:如图,连
,则
,由焦半径公式得
,即
。所以
,所以
。
二、用于求椭圆离心率
的取值范围例2已知为椭圆的焦点,若椭圆上恒存在点,使,求离心率的取值范围。分析:设的坐标为
,则
由得
故
,即
,又
。所以
。 三、用于求焦半径的取值范围例3若是椭圆
上的点,为椭圆的焦点,求
的取值范围。分析:不妨设为椭圆的左焦点,而
,则
。故
。所以
。 四、用于求两焦半径之积
的最值例4若为椭圆
的左、右焦点,为椭圆上任意一点,求的最值。分析:易知
由
知
,所以的最小值为
,最大值为
。 五、用于求三角形的面积例5 若是椭圆
上一点,为椭圆的左、右焦点,且
,求
的面积S。分析:易知
。由余弦定理得
。解得
。所以
六、用于求点的坐标例6 若为椭圆
上的点,为椭圆的焦点,且,则的横坐标为_________。分析:由
,
及得
,解得
,所以
。 七、用于证明定值问题例7已知
为椭圆上两点,
为椭圆的顶点,F为焦点,若
成等差数列,求证:
为定值。分析:不妨设
,由成等差数列得
,即
。化简得
,
所以为定值。
八、用于求角的大小例8 如图3,设椭圆
与双曲线
有公共焦点,为其交点,求
。
分析:设的坐标为
,椭圆与双曲线的离心率分别为
,则
,
,消去
得
,
。所以
所以
。 九、用于求线段的比。例9过椭圆
的左焦点作与长轴不垂直的弦
的垂直平分线交
轴于
,则
。分析:如图4,设
的坐标分别为
,AB的中点为
,则
。
由
两式相减并化简得
。
所以
。
所以AB的垂直平行线方程为
。令
,则
,故N的坐标为
所以
,所以
。