(8)从椭圆定义到焦点半径
数学椭圆知识点总结
数学椭圆知识点总结数学椭圆知识点总结「篇一」1.椭圆的概念在平面内到两定点F1、F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做焦距。
集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a,c为常数:(1)若a>c,则集合P为椭圆;(2)若a=c,则集合P为线段;(3)若a2.椭圆的标准方程和几何性质一条规律椭圆焦点位置与x2,y2系数间的关系:两种方法(1)定义法:根据椭圆定义,确定a2、b2的值,再结合焦点位置,直接写出椭圆方程。
(2)待定系数法:根据椭圆焦点是在x轴还是y轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于a、b、c的方程组,解出a2、b2,从而写出椭圆的标准方程。
三种技巧(1)椭圆上任意一点M到焦点F的所有距离中,长轴端点到焦点的距离分别为最大距离和最小距离,且最大距离为a+c,最小距离为a-c。
(2)求椭圆离心率e时,只要求出a,b,c的一个齐次方程,再结合b2=a2-c2就可求得e(0(3)求椭圆方程时,常用待定系数法,但首先要判断是否为标准方程,判断的依据是:①中心是否在原点;②对称轴是否为坐标轴。
椭圆方程的第一定义:⑴①椭圆的标准方程:i. 中心在原点,焦点在x轴上. ii. 中心在原点,焦点在轴上。
②一般方程.③椭圆的标准参数方程:的参数方程为(一象限应是属于)。
⑵①顶点:或.②轴:对称轴:x轴,轴;长轴长,短轴长.③焦点:或.④焦距.⑤准线:或.⑥离心率.⑦焦点半径:i. 设为椭圆上的一点,为左、右焦点,则由椭圆方程的第二定义可以推出。
ii.设为椭圆上的一点,为上、下焦点,则由椭圆方程的第二定义可以推出。
由椭圆第二定义可知:归结起来为“左加右减”。
注意:椭圆参数方程的推导:得方程的轨迹为椭圆。
⑧通径:垂直于x轴且过焦点的弦叫做通经.坐标:和⑶共离心率的椭圆系的方程:椭圆的离心率是,方程是大于0的参数,的离心率也是我们称此方程为共离心率的椭圆系方程。
椭圆基本知识
(
PF1
PF2
)2
(2a)2
4c2 PF1 2 PF2 2 2 PF1 PF2 cos.
SΔ
1 2
PF1
PF2
sin
知能迁移3
已知椭圆
x2 a2
y2 b2
1(a
b
0)
的长、
短轴端点分别为A、B,从椭圆上一点M(在x轴
上方)向x轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦点F1, AB ∥ OM . (1)求椭圆的离心率e;
知能迁移2 (1)已知椭圆以坐标轴为对称轴,且
长轴是短轴的3倍,并且过点P(3,0),求椭圆
的方程;
(2)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称
轴,且经过两点P1( 6 ,1)、P2(- 3 ,- 2 ), 求椭圆的方程. 解 (1)若焦点在x轴上,设方程为 x2 y2 1
a2 b2 (a>b>0). ∵椭圆过P(3,0),∴ 32 02 1,即a 3
方程.
思维启迪 (1)可根据椭圆定义来求椭圆方程; (2)方法一:设斜率为k,表示出直线方程,然后 与椭圆方程联立,利用根与系数的关系及中点坐 标公式求解; 方法二:设出A、B两点坐标,代入椭圆方程,作 差变形,利用中点坐标公式及斜率求解(即点差 法).
解题示范
解 (1)因为点P在椭圆C上, 所以2a=|PF1|+|PF2|=6,a=3.
a2 b2 又2a=3×2b,∴b=1,方程为x2 y2 1.
9
若焦点在y轴上,设方程为
y2 a2
x2 b2
1(a
b
0).
∵椭圆过点P(3,0),∴
椭圆的结论十三个及证明
椭圆的结论十三个及证明椭圆是平面解析几何中的一类特殊曲线,由两个焦点F1和F2及到它们的距离之和等于常数2a的点动轨迹构成。
本文将介绍椭圆的定义、性质以及它们的证明。
##一、椭圆的定义椭圆的定义如下:设平面上给定两个不重合的点F1和F2,对于平面上的任意一点P,到F1的距离加上到F2的距离等于常数2a,那么点P的轨迹就是一个椭圆。
我们可以通过以下步骤来证明这一定义。
##二、椭圆的证明### 1.步骤1:点P在椭圆上对于任意一点P在椭圆上,我们有以下等式成立:PF1 + PF2 = 2a由于F1和F2是椭圆的两个焦点,所以对于任意时刻,PF1 + PF2的距离是恒定的,等于椭圆的主轴长2a。
所以点P在椭圆上。
### 2.步骤2:椭圆的离心率椭圆的离心率是一个衡量椭圆扁平程度的指标。
我们可以用离心率e来表示,它的计算公式如下:e = PF1 / a其中,a是椭圆的主轴长。
### 3.步骤3:椭圆的焦点与准线根据椭圆的定义,我们可以得到以下结论:-椭圆的焦点F1和F2在椭圆的主轴上,且在椭圆的中垂线上;-椭圆的准线是与椭圆的对称轴相交于焦点的直线。
### 4.步骤4:椭圆的标准方程椭圆的标准方程可以根据椭圆的定义推导而得。
设椭圆的焦点为F1(-c,0),F2(c,0),椭圆的顶点为A(a,0)和B(-a,0),那么椭圆的标准方程为:(x - c)² / a² + y² / b² = 1其中,a是椭圆的半长轴,c是椭圆的焦距,b是通过离心率计算得到的次长轴。
### 5.步骤5:椭圆的参数方程椭圆的参数方程可以通过椭圆的标准方程得到。
设角度θ是椭圆的主轴与x轴的夹角,那么椭圆的参数方程为:x = a * cosθy = b * sinθ其中,0 ≤ θ ≤ 2π。
### 6.步骤6:椭圆的半焦距和焦长度椭圆的半焦距c是焦点到中心点的距离的一半,可以用以下公式表示:c = √(a² - b²)椭圆的焦长度是焦点到准线的距离,可以用以下公式表示:d = 2 * c### 7.步骤7:椭圆的面积椭圆的面积可以通过以下公式计算得到:S = π * a * b其中,a是椭圆的半长轴,b是通过离心率计算得到的次长轴。
高考数学复习考点知识与题型专题讲解58---椭圆及其性质
高考数学复习考点知识与题型专题讲解8.5椭圆考试要求1.了解圆锥曲线的实际背景,感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.2.经历从具体情境中抽象出椭圆的过程,掌握椭圆的定义、标准方程及简单几何性质.1.椭圆的定义(1)定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹.(2)焦点:两个定点F1,F2.(3)焦距:两焦点间的距离|F1F2|;半焦距:焦距的一半.2.椭圆的简单几何性质焦点的位置焦点在x轴上焦点在y轴上图形标准方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)y2a2+x2b2=1 (a>b>0)范围-a≤x≤a且-b≤y≤b-b≤x≤b且-a≤y≤a顶点A1(-a,0),A2(a,0)B1(0,-b),B2(0,b) A1(0,-a),A2(0,a) B1(-b,0),B2(b,0)轴长短轴长为2b,长轴长为2a焦点F1(-c,0),F2(c,0)F1(0,-c),F2(0,c)焦距|F1F2|=2c对称性 对称轴:x 轴和y 轴,对称中心:原点离心率 e =ca (0<e <1) a ,b ,c 的关系a 2=b 2+c 2微思考1.在椭圆的定义中,若2a =|F 1F 2|或2a <|F 1F 2|,动点P 的轨迹如何?提示当2a =|F 1F 2|时,动点P 的轨迹是线段F 1F 2;当2a <|F 1F 2|时动点P 的轨迹是不存在的.2.椭圆的离心率的大小与椭圆的扁平程度有怎样的关系? 提示由e =ca =1-⎝⎛⎭⎫b a 2知,当a 不变时,e 越大,b 越小,椭圆越扁平;e 越小,b 越大,椭圆越接近于圆.3.焦点弦的弦长最短是什么?提示焦点弦中通径(垂直于轴的焦点弦)最短,弦长为2b 2a.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内与两个定点F 1,F 2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.(×) (2)椭圆是轴对称图形,也是中心对称图形.(√)(3)椭圆上一点P 与两焦点F 1,F 2构成△PF 1F 2的周长为2a +2c (其中a 为椭圆的长半轴长,c 为椭圆的半焦距).(√)(4)x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的焦距相等.(√) 题组二教材改编2.已知F 1(-3,0),F 2(3,0),若点P 到F 1,F 2的距离之和为10,则P 点的轨迹方程是____________. 答案x 225+y 216=1解析因为|PF 1|+|PF 2|=10>|F 1F 2|=6,所以点P 的轨迹是以F 1,F 2为焦点的椭圆,其中a =5,c =3,b =a 2-c 2=4,故点P 的轨迹方程为x 225+y 216=1.3.若椭圆x 210-m +y 2m -2=1的焦距为4,则m =________.答案4或8解析当焦点在x 轴上时,10-m >m -2>0, 10-m -(m -2)=4,∴m =4.当焦点在y 轴上时,m -2>10-m >0,m -2-(10-m )=4,∴m =8.∴m =4或8.4.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率为22.过F 1的直线l 交C 于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么椭圆C 的方程为________. 答案x 216+y 28=1解析如图,设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),由椭圆的定义可知,|AF 1|+|AF 2|=2a ,|BF 1|+|BF 2|=2a ,又△ABF 2的周长为16, 所以|AF 1|+|AF 2|+|BF 1|+|BF 2|=16, 即4a =16,a =4,又e =c a =22,则c =22,b =a 2-c 2=22,故椭圆C 的方程为x 216+y 28=1.5.已知点P 是椭圆x 25+y 24=1上y 轴右侧的一点,且以点P 及焦点F 1,F 2为顶点的三角形的面积等于1,则点P 的坐标为__________________. 答案⎝⎛⎭⎫152,1或⎝⎛⎭⎫152,-1 解析设P (x ,y ),由题意知c 2=a 2-b 2=5-4=1, 所以c =1,则F 1(-1,0),F 2(1,0). 由题意可得点P 到x 轴的距离为1, 所以y =±1,把y =±1代入x 25+y 24=1,得x =±152,又x >0,所以x =152, 所以点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫152,1或⎝⎛⎭⎫152,-1.题组三易错自纠6.若方程x 2m +y 22m -1=1表示椭圆,则m 满足的条件是____________________.答案⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪m >12且m ≠1 解析由方程x 2m +y 22m -1=1表示椭圆,知⎩⎪⎨⎪⎧m >0,2m -1>0,m ≠2m -1,解得m >12且m ≠1.7.已知椭圆x 25+y 2m =1(m >0)的离心率e =105,则m 的值为________.答案3或253解析若a 2=5,b 2=m ,则c =5-m ,由c a =105,即5-m 5=105,解得m =3. 若a 2=m ,b 2=5, 则c =m -5.由c a =105,即m -5m=105,解得m =253.综上,m =3或253.8.已知点A (-2,0),B (0,1)在椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上,则椭圆C 的方程为________;若直线y=12x 交椭圆C 于M ,N 两点,则|MN |=________. 答案x 24+y 2=110解析由题意可知,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)中,由点A (-2,0),B (0,1)且焦点在x 轴上,得a =2,b =1, ∴椭圆C 的方程为x 24+y 2=1;设M ()x 1,y 1,N ()x 2,y 2(x 1>0),则⎩⎨⎧x 24+y 2=1,y =12x ,解得x 1=2,y 1=22,x 2=-2,y 2=-22,则|MN |=(2+2)2+⎝⎛⎭⎫22+222=10.第1课时椭圆及其性质题型一椭圆的定义及应用例1(1)如图,圆O 的半径为定长r ,A 是圆O 内一个定点,P 是圆上任意一点,线段AP 的垂直平分线l 和半径OP 相交于点Q ,当点P 在圆上运动时,点Q 的轨迹是()A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .圆 答案A解析连接QA (图略). 由已知得|QA |=|QP |.所以|QO |+|QA |=|QO |+|QP |=|OP |=r .又因为点A 在圆内,所以|OA |<|OP |,根据椭圆的定义知,点Q 的轨迹是以O ,A 为焦点,r 为长轴长的椭圆.(2)设点P 为椭圆C :x 2a 2+y 24=1(a >2)上一点,F 1,F 2分别为C 的左、右焦点,且∠F 1PF 2=60°,则△PF 1F 2的面积为________. 答案433解析由题意知,c =a 2-4.又∠F 1PF 2=60°,|F 1P |+|PF 2|=2a ,|F 1F 2|=2a 2-4,∴|F 1F 2|2=(|F 1P |+|PF 2|)2-2|F 1P ||PF 2|-2|F 1P |·|PF 2|cos60°=4a 2-3|F 1P |·|PF 2|=4a 2-16, ∴|F 1P |·|PF 2|=163,∴12PF F S △=12|F 1P |·|PF 2|sin60°=12×163×32=433.若将本例(2)中“∠F 1PF 2=60°”改成“PF 1⊥PF 2”,求△PF 1F 2的面积.解∵PF 1⊥PF 2,∴|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=4(a 2-4)=4a 2-16, 又|PF 1|+|PF 2|=2a , ∴|PF 1|·|PF 2|=8, ∴12PF F S △=4.思维升华椭圆定义的应用技巧(1)椭圆定义的应用主要有:求椭圆的标准方程,求焦点三角形的周长、面积及弦长、最值和离心率等. (2)通常将定义和余弦定理结合使用求解关于焦点三角形的周长和面积问题.跟踪训练1 (1)设P 是椭圆x 216+y 29=1上一点,F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,若|PF 1|·|PF 2|=12,则∠F 1PF 2的大小为________. 答案60°解析由椭圆x 216+y 29=1,可得2a =8,设||PF 1=m ,||PF 2=n ,可得⎩⎪⎨⎪⎧m +n =2a =8,mn =12,4c 2=28=m 2+n 2-2mn cos ∠F 1PF 2,化简可得cos ∠F 1PF 2=12,∴∠F 1PF 2=60°.(2)已知F 是椭圆5x 2+9y 2=45的左焦点,P 是此椭圆上的动点,A (1,1)是一定点,则|P A |+|PF |的最大值为________,最小值为________. 答案6+26- 2解析椭圆方程化为x 29+y 25=1,设F 1是椭圆的右焦点,则F 1(2,0), ∴|AF 1|=2,∴|P A |+|PF |=|P A |-|PF 1|+6,又-|AF 1|≤|P A |-|PF 1|≤|AF 1|(当P ,A ,F 1共线时等号成立), ∴|P A |+|PF |的最大值为6+2,最小值为6- 2.题型二椭圆的标准方程例2 (1)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是()A.x 23+y 24=1B.x 24+y 23=1C.x 24+y 22=1D.x 24+y 23=1 答案D解析由题意可知椭圆焦点在x 轴上,所以设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由题意可知c =1,e =c a =12,可得a =2,又a 2=b 2+c 2,可得b 2=3, 所以椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)过点(3,-5),且与椭圆y 225+x 29=1有相同焦点的椭圆的标准方程为________.答案y 220+x 24=1解析方法一(待定系数法)设所求椭圆方程为y 225-k +x 29-k =1(k <9),将点(3,-5)的坐标代入可得(-5)225-k +(3)29-k=1,解得k =5(k =21 舍去),所以所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1.方法二(定义法)椭圆y 225+x 29=1的焦点为(0,-4),(0,4),即c =4.由椭圆的定义知,2a =(3-0)2+(-5+4)2+(3-0)2+(-5-4)2,解得a =2 5.由c 2=a 2-b 2可得b 2=4.所以所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1.思维升华 (1)利用定义法求椭圆方程,要注意条件2a >|F 1F 2|;利用待定系数法要先定形(焦点位置),再定量,也可把椭圆方程设为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n )的形式. (2)椭圆的标准方程的两个应用①方程x 2a 2+y 2b 2=1与x 2a 2+y 2b2=λ(λ>0)有相同的离心率.②与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)共焦点的椭圆系方程为x 2a 2+k +y 2b 2+k=1(a >b >0,k +b 2>0),恰当运用椭圆系方程,可使运算简便.跟踪训练2 (1)(多选)已知椭圆的长轴长为10,其焦点到中心的距离为4,则这个椭圆的标准方程可以为()A.x 2100+y 284=1B.x 225+y 29=1 C.x 284+y 2100=1D.x 29+y 225=1 答案BD解析因为椭圆的长轴长为10,其焦点到中心的距离为4,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a =10,c =4,解得a =5,b 2=25-16=9.所以当椭圆的焦点在x 轴上时,椭圆方程为x 225+y 29=1;当椭圆的焦点在y 轴上时,椭圆方程为x 29+y 225=1.(2)(2020·泉州模拟)已知椭圆的两个焦点为F 1(-5,0),F 2(5,0),M 是椭圆上一点,若MF 1⊥MF 2,|MF 1|·|MF 2|=8,则该椭圆的方程是() A.x 27+y 22=1B.x 22+y 27=1 C.x 29+y 24=1D.x 24+y 29=1 答案C解析设|MF 1|=m ,|MF 2|=n ,因为MF 1⊥MF 2,|MF 1|·|MF 2|=8,|F 1F 2|=25, 所以m 2+n 2=20,mn =8,所以(m +n )2=36,所以m +n =2a =6,所以a =3. 因为c =5,所以b =a 2-c 2=2.所以椭圆的方程是x 29+y 24=1.题型三椭圆的简单几何性质命题点1离心率例3 (1)已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,A 是C 的左顶点,点P 在过A 且斜率为36的直线上,△PF 1F 2为等腰三角形,∠F 1F 2P =120°,则C 的离心率为() A.23B.12C.13D.14 答案D解析如图,作PB ⊥x 轴于点B .由题意可设|F 1F 2|=|PF 2|=2,则c =1, 由∠F 1F 2P =120°, 可得|PB |=3,|BF 2|=1, 故|AB |=a +1+1=a +2, tan ∠P AB =|PB ||AB |=3a +2=36,解得a =4,所以e =c a =14.(2)过椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点作x 轴的垂线,交C 于A ,B 两点,直线l 过C 的左焦点和上顶点.若以AB 为直径的圆与l 存在公共点,则C 的离心率的取值范围是() A.⎝⎛⎦⎤0,55 B.⎣⎡⎭⎫55,1 C.⎝⎛⎦⎤0,22 D.⎣⎡⎭⎫22,1 答案A解析由题设知,直线l :x -c +yb =1,即bx -cy +bc =0,以AB 为直径的圆的圆心为(c ,0),根据题意,将x =c 代入椭圆C 的方程,得y =±b 2a ,即圆的半径r =b 2a.又圆与直线l 有公共点,所以2bcb 2+c 2≤b 2a ,化简得2c ≤b ,平方整理得a 2≥5c 2,所以e =c a ≤55.又0<e <1,所以0<e ≤55.故选A. 思维升华求椭圆离心率或其范围的方法解题的关键是借助图形建立关于a ,b ,c 的关系式(等式或不等式),转化为e 的关系式,常用方法如下:(1)直接求出a ,c ,利用离心率公式e =ca求解.(2)由a 与b 的关系求离心率,利用变形公式e =1-b 2a2求解. (3)构造a ,c 的齐次式.离心率e 的求解中可以不求出a ,c 的具体值,而是得出a 与c 的关系,从而求得e .命题点2与椭圆有关的最值(或范围)问题例4设A ,B 是椭圆C :x 23+y 2m =1长轴的两个端点.若C 上存在点M 满足∠AMB =120°,则m 的取值范围是()A .(0,1]∪[9,+∞)B .(0,3]∪[9,+∞)C .(0,1]∪[4,+∞)D .(0,3]∪[4,+∞) 答案A解析方法一设焦点在x 轴上,点M (x ,y ). 过点M 作x 轴的垂线,交x 轴于点N ,则N (x ,0).故tan ∠AMB =tan(∠AMN +∠BMN )=3+x |y |+3-x|y |1-3+x |y |·3-x |y |=23|y |x 2+y 2-3.又tan ∠AMB =tan120°=-3, 且由x 23+y 2m =1,可得x 2=3-3y 2m ,则23|y |3-3y 2m +y 2-3=23|y |⎝⎛⎭⎫1-3m y 2=- 3. 解得|y |=2m 3-m.又0<|y |≤m ,即0<2m3-m ≤m ,结合0<m <3解得0<m ≤1.对于焦点在y 轴上的情况,同理亦可得m ≥9. 则m 的取值范围是(0,1]∪[9,+∞).故选A. 方法二当0<m <3时,焦点在x 轴上, 要使C 上存在点M 满足∠AMB =120°, 则a b ≥tan60°=3,即3m≥3,解得0<m ≤1.当m >3时,焦点在y 轴上,要使C 上存在点M 满足∠AMB =120°, 则a b ≥tan60°=3,即m 3≥3,解得m ≥9. 故m 的取值范围为(0,1]∪[9,+∞). 故选A.思维升华利用椭圆的简单几何性质求值或范围的思路(1)将所求问题用椭圆上点的坐标表示,利用坐标范围构造函数或不等关系. (2)将所求范围用a ,b ,c 表示,利用a ,b ,c 自身的范围、关系求范围.跟踪训练3 (1)(2020·济南质检)设椭圆E 的两焦点分别为F 1,F 2,以F 1为圆心,|F 1F 2|为半径的圆与E 交于P ,Q 两点.若△PF 1F 2为直角三角形,则E 的离心率为() A.2-1B.5-12 C.22D.2+1 答案A解析不妨设椭圆E 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),如图所示,∵△PF 1F 2为直角三角形,∴PF 1⊥F 1F 2,又|PF 1|=|F 1F 2|=2c ,∴|PF 2|=22c ,∴|PF 1|+|PF 2|=2c +22c =2a ,∴椭圆E 的离心率e =ca =2-1.故选A.(2)已知点P (0,1),椭圆x 24+y 2=m (m >1)上两点A ,B 满足AP →=2PB →,则当m =________时,点B 横坐标的绝对值最大. 答案5解析设B (x 0,y 0),A (x 1,y 1),∴AP →=(-x 1,1-y 1),PB →=(x 0,y 0-1). ∵AP →=2PB →,∴⎩⎪⎨⎪⎧ -x 1=2x 0,1-y 1=2(y 0-1),解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-2x 0,y 1=3-2y 0,将A ,B 两点的坐标代入x 24+y 2=m ,得⎩⎪⎨⎪⎧x 204+y 20=m ,(-2x 0)24+(3-2y 0)2=m ,即⎩⎪⎨⎪⎧x 20+4y 20=4m ,x 20+(3-2y 0)2=m ,两式相减,得y 0=14m +34.∴x 20=4m -4y 20=-14m 2+52m -94,m >1, ∴当m =-522×⎝⎛⎭⎫-14=5时,x 20取得最大值,此时|x 0|最大. 课时精练1.与椭圆9x 2+4y 2=36有相同焦点,且满足短半轴长为25的椭圆方程是() A.x 225+y 220=1B.x 220+y 225=1C.x 220+y 245=1D.x 280+y 285=1 答案B解析由9x 2+4y 2=36可得x 24+y 29=1,所以所求椭圆的焦点在y 轴上,且c 2=9-4=5,b =25,a 2=25,所以所求椭圆方程为x 220+y 225=1.2.若椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的短轴长等于焦距,则椭圆的离心率为()A.12B.33C.22D.24答案C解析依题意可知,c =b , 又a =b 2+c 2=2c ,∴椭圆的离心率e =c a =22.3.已知两圆C 1:(x -4)2+y 2=169,C 2:(x +4)2+y 2=9,动圆在圆C 1内部且和圆C 1相内切,和圆C 2相外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为() A.x 264-y 248=1B.x 248+y 264=1 C.x 248-y 264=1D.x 264+y 248=1 答案D解析设圆M 的半径为r ,则|MC 1|+|MC 2|=(13-r )+(3+r )=16>8=|C 1C 2|,所以M 的轨迹是以C 1,C 2为焦点的椭圆,且2a =16,2c =8,所以a =8,c =4,b =a 2-c 2=43,故所求动圆圆心M 的轨迹方程为x 264+y 248=1.4.(2021·广东华附、省实、广雅、深中联考)设F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,若在直线x =a 2c 上存在点P ,使线段PF 1的中垂线过点F 2,则椭圆离心率的取值范围是()A.⎝⎛⎦⎤0,22 B.⎝⎛⎦⎤0,33 C.⎣⎡⎭⎫22,1D.⎣⎡⎭⎫33,1 答案D解析设P ⎝⎛⎭⎫a2c ,m ,F 1(-c ,0),F 2(c ,0), 由线段PF 1的中垂线过点F 2得|PF 2|=|F 1F 2|,即⎝⎛⎭⎫a 2c -c 2+m 2=2c , 得m 2=4c 2-⎝⎛⎭⎫a 2c -c 2=-a 4c 2+2a 2+3c 2≥0, 即3c 4+2a 2c 2-a 4≥0,得3e 4+2e 2-1≥0,解得e 2≥13,又0<e <1,故33≤e <1. 5.(多选)(2021·湖南省衡阳八中月考)对于曲线C :x 24-k +y 2k -1=1,下面四个说法正确的是()A .曲线C 不可能是椭圆B .“1<k <4”是“曲线C 是椭圆”的充分不必要条件C .“曲线C 是焦点在y 轴上的椭圆”是“3<k <4”的必要不充分条件D .“曲线C 是焦点在x 轴上的椭圆”是“1<k <2.5”的充要条件 答案CD解析对于A ,当1<k <4且k ≠2.5时,曲线C 是椭圆,所以A 错误;对于B ,当k =2.5时,4-k =k-1,此时曲线C 是圆,所以B 错误;对于C ,若曲线C 是焦点在y 轴上的椭圆,则⎩⎪⎨⎪⎧4-k >0,k -1>0,k -1>4-k ,解得2.5<k <4,所以“曲线C 是焦点在y 轴上的椭圆”是“3<k <4”的必要不充分条件,所以C 正确;对于D ,若曲线C 是焦点在x 轴上的椭圆,则⎩⎪⎨⎪⎧k -1>0,4-k >0,4-k >k -1,解得1<k <2.5,所以D 正确.6.(多选)(2020·海南模拟)设椭圆x 29+y 23=1的右焦点为F ,直线y =m ()0<m <3与椭圆交于A ,B 两点,则()A .|AF |+|BF |为定值B .△ABF 的周长的取值范围是[]6,12C .当m =32时,△ABF 为直角三角形 D .当m =1时,△ABF 的面积为 6 答案ACD解析设椭圆的左焦点为F ′,则|AF ′|=|BF |, ∴|AF |+|BF |=|AF |+|AF ′|=6为定值,A 正确; △ABF 的周长为|AB |+|AF |+|BF |,因为|AF |+|BF |为定值6,∴|AB |的取值范围是(0,6), ∴△ABF 的周长的取值范围是(6,12),B 错误;将y =32与椭圆方程联立,可解得A ⎝⎛⎭⎫-332,32,B ⎝⎛⎭⎫332,32,又∵F (6,0),∴AF →·BF →=⎝⎛⎭⎫6+332⎝⎛⎭⎫6-332+⎝⎛⎭⎫322=0,∴AF ⊥BF , ∴△ABF 为直角三角形,C 正确;将y =1与椭圆方程联立,解得A (-6,1),B (6,1), ∴S △ABF =12×26×1=6,D 正确.7.已知椭圆C :x 225+y 216=1,P 为椭圆上任意一点.点A (3,m )⎝⎛⎭⎫m >165,B (-3,0),则|P A |+|PB |的最小值为________. 答案36+m 2解析如图,点P 为线段AB 与椭圆的交点时|P A |+|PB |最小,其最小值为|AB |=62+m 2=36+m 2.8.已知椭圆x 29+y 225=1上的一点P 到两焦点的距离的乘积为m ,当m 取最大值时,点P 的坐标是________________. 答案(-3,0)或(3,0)解析记椭圆的两个焦点分别为F 1,F 2, 由题意知a =5,b =3,|PF 1|+|PF 2|=2a =10.则m =|PF 1|·|PF 2|≤⎝⎛⎭⎪⎫|PF 1|+|PF 2|22=25,当且仅当|PF 1|=|PF 2|=5时,等号成立, 即点P 位于椭圆的短轴的顶点处时,m 取得最大值25. 所以此时点P 的坐标为(-3,0)或(3,0).9.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),F 为椭圆的右焦点,AB 为过原点O 的弦,则△ABF 面积的最大值为________. 答案b a 2-b 2解析如图,设E 为椭圆的左焦点,则S △ABF =S △AOF +S △BOF =S △AOF +S △AOE =S △AEF ≤ba 2-b 2.10.(2019·全国Ⅲ)设F 1,F 2为椭圆C :x 236+y 220=1的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限.若△MF 1F 2为等腰三角形,则M 的坐标为________. 答案(3,15)解析不妨令F 1,F 2分别为椭圆C 的左、右焦点,根据题意可知c =36-20=4.因为△MF 1F 2为等腰三角形,所以易知|F 1M |=2c =8,所以|F 2M |=2a -8=4.设M (x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x 236+y 220=1,|F 1M |2=(x +4)2+y 2=64,x >0,y >0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =15, 所以M 的坐标为(3,15).11.如图所示,已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),F 1,F 2分别为椭圆的左、右焦点,A 为椭圆的上顶点,直线AF 2交椭圆于另一点B .(1)若∠F 1AB =90°,求椭圆的离心率;(2)若椭圆的焦距为2,且AF 2→=2F 2B →,求椭圆的方程.解(1)若∠F 1AB =90°,则△AOF 2为等腰直角三角形,所以有|OA |=|OF 2|,即b =c .所以a =2c ,e =c a =22. (2)由题意知A (0,b ),F 2(1,0),设B (x ,y ),由AF 2→=2F 2B →,得⎩⎪⎨⎪⎧ 2(x -1)=1,2y =-b ,解得x =32,y =-b 2. 代入x 2a 2+y 2b 2=1,得94a 2+b 24b2=1. 即94a 2+14=1,解得a 2=3. 所以椭圆方程为x 23+y 22=1.12.已知F 1,F 2是椭圆的两个焦点,P 为椭圆上一点,∠F 1PF 2=60°.(1)求椭圆离心率的范围;(2)求证:△F 1PF 2的面积只与椭圆的短轴长有关.(1)解设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),|PF 1|=m ,|PF 2|=n ,则m +n =2a . 在△PF 1F 2中,由余弦定理可知,4c 2=m 2+n 2-2mn cos60°=(m +n )2-3mn=4a 2-3mn ≥4a 2-3·⎝ ⎛⎭⎪⎫m +n 22=4a 2-3a 2=a 2(当且仅当m =n 时取等号),∴c 2a 2≥14, 即e ≥12.又0<e <1,∴e 的取值范围是⎣⎡⎭⎫12,1.(2)证明由(1)知mn =43b 2,∴12PF F S △=12mn sin60°=33b 2,即△PF 1F 2的面积只与椭圆的短轴长有关.13.已知F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,现以F 2为圆心作一个圆恰好经过椭圆中心并且交椭圆于点M ,N ,若过F 1的直线MF 1是圆F 2的切线,则椭圆的离心率为()A.3-1B .2-3C.22D.32 答案A解析∵过F 1的直线MF 1是圆F 2的切线,∴∠F 1MF 2=90°,|MF 2|=c ,∵|F 1F 2|=2c ,∴|MF 1|=3c ,由椭圆定义可得|MF 1|+|MF 2|=3c +c =2a ,∴椭圆的离心率e =21+3=3-1. 14.已知椭圆x 29+y 25=1的左焦点为F ,点P 在椭圆上且在x 轴的上方.若线段PF 的中点在以原点O 为圆心,|OF |为半径的圆上,则直线PF 的斜率是________.答案15解析如图,左焦点F (-2,0),右焦点F ′(2,0).线段PF 的中点M 在以O (0,0)为圆心,2为半径的圆上,因此|OM |=2.在△FF ′P 中,OM 綊12PF ′,所以|PF ′|=4.根据椭圆的定义,得|PF |+|PF ′|=6,所以|PF |=2.又因为|FF ′|=4,所以在Rt △MFF ′中,tan ∠PFF ′=|MF ′||MF |=|FF ′|2-|MF |2|MF |=15, 即直线PF 的斜率是15.15.(多选)(2020·德州模拟)1970年4月24日,我国发射了自己的第一颗人造地球卫星“东方红一号”,从此我国开始了人造卫星的新篇章.人造地球卫星绕地球运行遵循开普勒行星运动定律:卫星在以地球为焦点的椭圆轨道上绕地球运行时,其运行速度是变化的,速度的变化服从面积守恒规律,即卫星的向径(卫星与地球的连线)在相同的时间内扫过的面积相等.设椭圆的长轴长、焦距分别为2a ,2c ,下列结论正确的是()A .卫星向径的取值范围是[]a -c ,a +cB .卫星在左半椭圆弧上的运行时间大于其在右半椭圆弧上的运行时间C .卫星向径的最小值与最大值的比值越大,椭圆轨道越扁D .卫星运行速度在近地点时最大,在远地点时最小答案ABD解析根据椭圆定义知卫星向径的取值范围是[]a -c ,a +c ,A 正确;当卫星在左半椭圆弧上运行时,对应的面积更大,根据面积守恒规律,速度更慢,运行时间更长,B 正确; a -c a +c =1-e 1+e =21+e-1,当比值越大,则e 越小,椭圆轨道越圆,C 错误. 根据面积守恒规律,卫星在近地点时向径最小,故速度最大,在远地点时向径最大,故速度最小,D 正确.16.(2021·商洛模拟)如图,椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆于P ,Q 两点,且PQ ⊥PF 1.(1)若|PF 1|=2+2,|PF 2|=2-2,求椭圆的标准方程;(2)若|PF 1|=|PQ |,求椭圆的离心率e .解(1)由椭圆的定义,2a =|PF 1|+|PF 2|=(2+2)+(2-2)=4,故a =2.设椭圆的半焦距为c ,由已知PF 1⊥PF 2,因此2c =|F 1F 2|=|PF 1|2+|PF 2|2=()2+22+()2-22=23,所以c =3,从而b =22-()32=1,故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1. (2)连接F 1Q ,如图所示,由椭圆的定义,|PF 1|+|PF 2|=2a ,|QF 1|+|QF 2|=2a . 从而由|PF 1|=|PQ |=|PF 2|+|QF 2|, 有|QF 1|=4a -2|PF 1|.设|PF 1|=m ,所以|QF 1|=4a -2m ,|QF 2|=2m -2a , |PF 2|=2a -m ,又由PF 1⊥PQ ,|PF 1|=|PQ |,所以⎩⎪⎨⎪⎧|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2,|QF 1|=2|PF 1|, 即⎩⎪⎨⎪⎧m 2+()2a -m 2=4c 2,4a -2m =2m , 解得⎩⎪⎨⎪⎧ c =64m ,a =2+24m ,所以e =c a =64m 2+24m =6- 3.。
椭圆知识点总结
椭圆知识点总结椭圆学问点总结1学问点一椭圆的定义平面内到两个定点的距离之和等于常数(大于)的点的集合叫做椭圆。
两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距。
依据椭圆的定义可知:椭圆上的点M满意集合,,且都为常数。
当即时,集合P为椭圆。
当即时,集合P为线段。
当即时,集合P为空集。
学问点二椭圆的标准方程(1),焦点在轴上时,焦点为,焦点。
(2),焦点在轴上时,焦点为,焦点。
学问点三椭圆方程的一般式这种形式的方程在课本中虽然没有明确给出,但在应用中有时比较便利,在此供应出来,作为参考:(其中为同号且不为零的常数,),它包含焦点在轴或轴上两种情形。
方程可变形为。
当时,椭圆的焦点在轴上;当时,椭圆的焦点在轴上。
一般式,通常也设为,应特殊留意均大于0,标准方程为。
学问点四椭圆标准方程的求法1.定义法椭圆标准方程可由定义直接求得,这是求椭圆方程中很重要的方法之一,当问题是以实际问题给出时,肯定要留意使实际问题有意义,因此要恰当地表示椭圆的范围。
例1、在△ABC中,A、B、C所对三边分别为,且B(1,0)C(1,0),求满意,且成等差数列时,顶点A的曲线方程。
变式练习1.在△ABC中,点B(6,0)、C(0,8),且成等差数列。
(1)求证:顶点A在一个椭圆上运动。
(2)指出这个椭圆的焦点坐标以及焦距。
2.待定系数法首先确定标准方程的类型,并将其用有关参数表示出来,然后结合问题的条件,建立参数满意的等式,求得的值,再代入所设方程,即肯定性,二定量,最终写方程。
例2、已知椭圆的中心在原点,且经过点P(3,0),=3b,求椭圆的标准方程。
例3、已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点,求椭圆方程。
变式练习2.求适合以下条件的椭圆的方程;(1)两个焦点分别是(3,0),(3,0)且经过点(5,0).(2)两焦点在坐标轴上,两焦点的中点为坐标原点,焦距为8,椭圆上一点到两焦点的距离之和为12.3.已知椭圆经过点和点,求椭圆的标准方程。
高三数学第一轮复习椭圆的定义、性质及标准方程知识精讲
高三数学第一轮复习:椭圆的定义、性质及标准方程【本讲主要内容】椭圆的定义、性质及标准方程椭圆的定义及相关概念、椭圆的标准方程、椭圆的几何性质【知识掌握】 【知识点精析】1. 椭圆的定义:⑴第一定义:平面内与两个定点12F F 、的距离之和等于常数(大于12F F )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距。
⑵第二定义:动点M 到定点F 的距离和它到定直线l 的距离之比等于常数)10(<<e e ,则动点M 的轨迹叫做椭圆。
定点F 是椭圆的焦点,定直线l 叫做椭圆的准线,常数e 叫做椭圆的离心率。
说明:①若常数2a 等于2c ,则动点轨迹是线段12F F 。
②若常数2a 小于2c ,则动点轨迹不存在。
2. 椭圆的标准方程、图形及几何性质:标准方程)0(12222>>=+b a by a x 中心在原点,焦点在x 轴上)0(12222>>=+b a bx a y 中心在原点,焦点在y 轴上图形范围x a y b ≤≤,x b y a ≤≤,顶点()()()()12120000A a A a B b B b --,、,,、,()()()()12120000A a A a B b B b --,、,,、,对称轴x 轴、y 轴;长轴长2a ,短轴长2b ;焦点在长轴上x 轴、y 轴;长轴长2a ,短轴长2b ;焦点在长轴上焦点 ()()1200F c F c -,、, ()()1200F c F c -,、, 焦距)0(221>=c c F F)0(221>=c c F F3. 焦半径公式:椭圆上的任一点和焦点连结的线段长称为焦半径。
焦半径公式:椭圆焦点在x 轴上时,设12F F、分别是椭圆的左、右焦点,()00P x y ,是椭圆上任一点,则10PF a ex =+,20PF a ex =-。
推导过程:由第二定义得11PFe d =(1d 为点P 到左准线的距离), 则211000a PF ed e x ex a a ex c ⎛⎫==+=+=+ ⎪⎝⎭;同理得20PF a ex =-。
椭圆四种定义证明过程
椭圆四种定义证明过程1.引言1.1 概述椭圆是数学中的一个重要概念,它是平面上距离两个固定点之和恒定的点的集合。
在几何学中,椭圆经常出现在各种问题中,例如行星运动的轨道、天体运动的路径以及光的折射等等。
本文旨在通过四种不同的定义证明过程,深入探讨椭圆的特性和性质。
在这四种定义证明过程中,我们将从不同的角度出发,通过不同的推理方法,分别证明椭圆的四种定义方式的等价性。
在第一种定义的证明过程中,我们将从几何的角度出发,通过对椭圆的定义进行推导和证明。
我们将引入椭圆焦点和单位圆的概念,通过推导两个焦点和几何中心之间的关系,最终得出椭圆的几何定义。
在第二种定义的证明过程中,我们将从代数的角度出发,通过对椭圆的代数表达式进行推导和证明。
我们将引入椭圆的离心率和标准方程的概念,通过推导标准方程中的各个系数之间的关系,最终得出椭圆的代数定义。
在第三种定义的证明过程中,我们将从切线的角度出发,通过对椭圆的切线方程进行推导和证明。
我们将引入椭圆的切线和法线的概念,通过推导切线和法线方程中的各个参数之间的关系,最终得出椭圆的切线定义。
在第四种定义的证明过程中,我们将从焦点和弦的角度出发,通过对椭圆的焦点弦长的关系进行推导和证明。
我们将引入椭圆焦点和弦的概念,通过推导焦点和弦长度与椭圆的关系,最终得出椭圆的焦点定义。
通过这四种不同的定义证明过程,我们将全面了解椭圆的性质和特点,深入探究其与几何、代数、切线以及焦点弦的关系。
同时,这些证明过程也将为我们提供一种思考问题的方法和逻辑推理的技巧。
希望本文能够帮助读者更好地理解椭圆,并在数学领域中有所启发。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下:2. 正文2.1 定义一的证明过程2.2 定义二的证明过程2.3 定义三的证明过程2.4 定义四的证明过程本文将详细介绍椭圆的四种定义证明过程。
为了便于阅读和理解,本文按照以下结构展开叙述:2.1 定义一的证明过程在本节中,将详细阐述椭圆的第一种定义,并给出相应的证明过程。
关于椭圆的第一定义和第二定义(关于椭圆的第一定义和第二定义的最值转化问题)
关于椭圆的第一定义和第二定义(关于椭圆的第一定义和第二定义的最值转化问题)首页>生活常识 >正文关于椭圆的第一定义和第二定义(关于椭圆的第一定义和第二定义的最值转化问题)发布日期:2023-09-21 12:26:22 次一级的知识点就是集合的韦恩图、会画图,掌握了这些,集合的'并、补、交、非'也就解决了。
还有函数的定义域和函数的单调性、增减性的概念,这些都是函数的基础而且不难理解。
在第一轮复习中一定要反复去记这些概念,最好的方法是写在笔记本上,每天至少看上一遍。
关于这三大函数的运算公式,多记多用,多做一点练习,基本就没问题。
函数图像是这一章的重难点,而且图像问题是不能靠记忆的,必须要理解,要会熟练的画出函数图像,定义域、值域、零点等等。
对于幂函数还要搞清楚当指数幂大于一和小于一时图像的不同及函数值的大小关系,这也是常考点。
另外指数函数和对数函数的对立关系及其相互之间要怎样转化等问题,需要着重回看课本例题。
二次函数的零点的δ判别法,这个需要你看懂定义,多画多做题。
这一章主要讲斜率与直线的位置关系,只要搞清楚直线平行、垂直的斜率表示问题就错不了。
考试题中,通项公式、前n项和的内容出现频次较多,这类题看到后要带有目的的去推导就没问题了。
这一章的易错点,都集中在空集这一概念上,而每次考试基本都会在选填题上涉及这一概念,一个不小心就会丢分。
次一级的知识点就是集合的韦恩图、会画图,掌握了这些,集合的“并、补、交、非”也就解决了。
还有函数的定义域和函数的单调性、增减性的概念,这些都是函数的基础而且不难理解。
在第一轮复习中一定要反复去记这些概念,最好的方法是写在笔记本上,每天至少看上一遍。
函数的几大要素和相关考点基本都在函数图像上有所体现,单调性、增减性、极值、零点等等。
关于这三大函数的运算公式,多记多用,多做一点练习,基本就没问题。
函数图像是这一章的重难点,而且图像问题是不能靠记忆的,必须要理解,要会熟练的画出函数图像,定义域、值域、零点等等。
椭圆(知识点讲解)高考数学一轮复习(新教材新高考)(解析版)
专题9.3 椭圆(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.结合椭圆的定义,考查应用能力,凸显逻辑推理、数学运算的核心素养.2.结合椭圆的定义、简单的几何性质、几何图形,会求椭圆方程及解与几何性质有关的问题,凸显数学运算、直观想象的核心素养.【知识点展示】一.椭圆的定义及其应用1.椭圆的概念(1)文字形式:在平面内到两定点F1、F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做焦距.(2)代数式形式:集合①若,则集合P为椭圆;1212P={M||MF|+|MF|=2a|FF|=2c.}a c>②若,则集合P 为线段; ③若,则集合P 为空集.2.椭圆的标准方程:焦点在轴时,;焦点在轴时,二.椭圆的标准方程 1. 椭圆的标准方程:(1)焦点在轴,;(2)焦点在轴,.2.满足条件:三.椭圆的几何性质椭圆的标准方程及其几何性质条件图形标准方程范围对称性曲线关于轴、原点对称 曲线关于轴、原点对称 顶点 长轴顶点 ,短轴顶点长轴顶点 ,轴顶点焦点a c =a c <x 2222=1(a>b>0)x y ab +y 2222=1(a>b>0)y x a b+x 2222+=1(a>b>0)x y a by 2222y +=1(a>b>0)x a b22222000a c a b c a b c >,=+,>,>,>22222000a c a b c a b c >,=+,>,>,>2222+=1(a>b>0)x y a b 2222y +=1(a>b>0)x a bx a y b ≤≤,x b y a ≤≤,,x y ,x y (),0a ±()0,b ±()0,a ±(),0b ±(),0c ±()0,c ±焦距离心率,其中通径过焦点垂直于长轴的弦叫通径,其长为四.直线与椭圆的位置关系 1.直线与椭圆位置关系的判断(1)代数法:把椭圆方程与直线方程联立消去y ,整理得到关于x 的方程Ax 2+Bx +C =0.记该一元二次方程根的判别式为Δ,①若Δ>0,则直线与椭圆相交;②若Δ=0,则直线与椭圆相切;③若Δ<0,则直线与椭圆相离.(2)几何法:在同一直角坐标系中画出椭圆和直线,利用图象和性质可判断直线与椭圆的位置关系. 2.直线与椭圆的相交长问题:(1)弦长公式:设直线与椭圆有两个公共点则弦长公式为或 (2)弦中点问题,适用“点差法”. (3)椭圆中点弦的斜率公式若M (x 0,y 0)是椭圆的弦AB (AB 不平行y 轴)的中点,则有k AB ·k OM =22b a-,即k AB =2020b x a y -.【常考题型剖析】题型一:椭圆的定义及其应用例1.(2021·全国高考真题)已知1F ,2F 是椭圆C :22194x y+=的两个焦点,点M 在C 上,则12MF MF ⋅的最大值为( ) A .13 B .12C .9D .6【答案】C 【分析】本题通过利用椭圆定义得到1226MF MF a +==,借助基本不等式212122MF MF MF MF ⎛+⎫⋅≤ ⎪⎝⎭即可得到答222122()F F c c a b -==() 0,1ce a∈=c =22a b -22b a1122()()M x y N x y ,,,,MN =221212(1)[()4]k x x x x ++-MN 2121221(1)[(y )4]y y y k++-2222+=1(a>b>0)x y a b案. 【详解】由题,229,4a b ==,则1226MF MF a +==,所以2121292MF MF MF MF ⎛+⎫⋅≤= ⎪⎝⎭(当且仅当123MF MF ==时,等号成立). 故选:C .例2. (2021·全国)已知椭圆22:143x y C +=的右焦点为F ,P 为椭圆C 上一动点,定点(2,4)A ,则||||PA PF -的最小值为( ) A .1 B .-1 C 17 D .17-【答案】A 【分析】设椭圆的左焦点为F ',得到||4PF PF '=-,得出||||||4PA PF PA PF '-=+-,结合图象,得到当且仅当P ,A ,F '三点共线时,||PA PF '+取得最小值,即可求解.【详解】设椭圆的左焦点为F ',则||4PF PF '+=,可得||4PF PF '=-, 所以||||||4PA PF PA PF '-=+-,如图所示,当且仅当P ,A ,F '三点共线(点P 在线段AF '上)时, 此时||PA PF '+取得最小值,又由椭圆22:143x y C +=,可得(1,0)F '-且(2,4)A ,所以2(21)165AF '=++=,所以||||PA PF -的最小值为1. 故选:A .例3.(2023·全国·高三专题练习)已知P 是椭圆221259x y +=上的点,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,若1212PF PF PF PF ⋅=⋅12,则12F PF △的面积为( )A .33B .3C 3D .9【答案】A【分析】由已知可得12F PF ∠,然后利用余弦定理和椭圆定义列方程组可解. 【详解】因为121212121212cos 1cos 2PF PF F PF PF PF F PF PF PF PF PF ⋅∠⋅==∠=⋅⋅,120F PF π∠≤≤所以123F PF π∠=,又224c a b =-=记12,PF m PF n ==,则222464210m n mn c m n a ⎧+-==⋅⋅⋅⎨+==⋅⋅⋅⎩①②,②2-①整理得:12mn =,所以12113sin 12332322F PF S mn π==⨯⨯= 故选:A【规律方法】1.应用椭圆的定义,可以得到结论:(1)椭圆上任意一点P (x ,y )(y ≠0)与两焦点F 1(-c,0),F 2(c,0)构成的△PF 1F 2称为焦点三角形,其周长为2(a +c ).(2)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形,其中a 是斜边,a 2=b 2+c 2.2.对焦点三角形的处理方法,通常是运用.3.椭圆定义的应用技巧(1)椭圆定义的应用主要有:求椭圆的标准方程,求焦点三角形的周长、面积及弦长、最值和离心率等. (2)通常定义和余弦定理结合使用,求解关于焦点三角形的周长和面积问题. 题型二:椭圆的标准方程例4.(2022·全国·高考真题(文))已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为13,12,A A 分别为C 的左、右顶点,B 为C 的上顶点.若121BA BA ⋅=-,则C 的方程为( )A .2211816x y +=B .22198x yC .22132x y +=D .2212x y +=【答案】B【分析】根据离心率及12=1⋅-BA BA ,解得关于22,a b 的等量关系式,即可得解.【详解】解:因为离心率22113c b e a a ==-=,解得2289b a =,2289=b a ,12,A A 分别为C 的左右顶点,则()()12,0,,0A a A a -,B 为上顶点,所以(0,)B b .所以12(,),(,)=--=-BA a b BA a b ,因为121BA BA ⋅=-所以221-+=-a b ,将2289=b a 代入,解得229,8a b ==,故椭圆的方程为22198x y .12F PF △⎧⎪⎨⎪⎩定义式的平方余弦定理面积公式2212222121212(2a)212S θθ∆⎧⎪=⎪=-⋅⎨⎪⎪=⋅⎩⇔(|PF|+|PF|)(2c)|PF|+|PF||PF||PF|cos |PF||PF|sin故选:B.例5.(2019·全国高考真题(文))已知椭圆C 的焦点为121,01,0F F -(),(),过F 2的直线与C 交于A ,B两点.若222AF F B =││││,1AB BF =││││,则C 的方程为( )A.2212x y += B.22132x y +=C.22143x y +=D.22154x y += 【答案】B 【解析】法一:如图,由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在1AF B △中,由余弦定理推论得22214991cos 2233n n n F AB n n +-∠==⋅⋅.在12AF F △中,由余弦定理得2214422243n n n n +-⋅⋅⋅=,解得3n =. 22224233312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .法二:由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在12AF F △和12BF F △中,由余弦定理得2221222144222cos 4,422cos 9n n AF F n n n BF F n⎧+-⋅⋅⋅∠=⎨+-⋅⋅⋅∠=⎩,又2121,AF F BF F ∠∠互补,2121cos cos 0AF F BF F ∴∠+∠=,两式消去2121cos cos AF F BF F ∠∠,,得223611n n +=,解得32n =.22224233,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B . 例6.【多选题】(2023·全国·高三专题练习)点1F ,2F 为椭圆C 的两个焦点,若椭圆C 上存在点P ,使得1290F PF ∠=︒,则椭圆C 方程可以是( )A .221259x y +=B .2212516x y +=C .221189x y +=D .221169x y +=【答案】AC【分析】设椭圆上顶点为B ,由题满足1290F BF ∠≥︒,即2221212BF BF F F +≤,可得222a b ≥,即可得出答案.【详解】设椭圆方程为22221x y a b+=()0a b >>,设椭圆上顶点为B ,椭圆C 上存在点P ,使得1290F PF ∠=︒, 则需1290F BF ∠≥︒, 2221212BF BF F F ∴+≤,即2224a a c +≤,222c a b =-,222424a a b -≤, 则222a b ≥,所以选项AC 满足. 故选:AC. 【总结提升】1.用待定系数法求椭圆标准方程的一般步骤是: (1)作判断:根据条件判断焦点的位置.(2)设方程:焦点不确定时,要注意分类讨论,或设方程为 . (3)找关系:根据已知条件,建立关于的方程组. (4)求解,得方程.2.(1)方程与有相同的离心率.(2)与椭圆共焦点的椭圆系方程为,恰当运用椭圆系方程,可使运算简便. 题型三:椭圆的几何性质例7.(2022·全国·高考真题(理))椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左顶点为A ,点P ,Q 均在C 上,且关于y 轴对称.若直线,AP AQ 的斜率之积为14,则C 的离心率为( )A 3B 2C .12D .13【答案】A【分析】设()11,P x y ,则()11,Q x y -,根据斜率公式结合题意可得2122114y x a =-+,再根据2211221x y a b+=,将1y 用1x 表示,整理,再结合离心率公式即可得解.221mx ny +=(0)0m n m n ≠>,>且a b c m n 、、或、2222y +=1x a b 2222y +=(>0)x a bλλ2222+=1(a>b>0)x y a b 22222+=1(a>b>0,0)x y b k a k b k+>++【详解】解:(),0A a -, 设()11,P x y ,则()11,Q x y -, 则1111,AP AQ y y k k x a x a==+-+, 故21112211114AP AQy y y k k x a x a x a ⋅=⋅==+-+-+, 又2211221x y a b +=,则()2221212b a x y a-=, 所以()2221222114b a x a x a -=-+,即2214b a =, 所以椭圆C 的离心率22312c b e a a ==-=. 故选:A .例8.(2023·全国·高三专题练习)画法几何的创始人——法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:与椭圆相切的两条垂直切线的交点的轨迹是以椭圆中心为圆心的圆.我们通常把这个圆称为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的蒙日圆方程为2222x y a b +=+,1F ,2F 分别为椭圆C 的左、右焦点.5M 为蒙日圆上一个动点,过点M 作椭圆C 的两条切线,与蒙日圆分别交于P ,Q 两点,若MPQ 面积的最大值为36,则椭圆C 的长轴长为( ) A .25B .45C .3D .43【答案】B【分析】利用椭圆的离心率可得5a c =,分析可知PQ 为圆2223x y b +=的一条直径,利用勾股定理得出222236MP MQ PQ c +==,再利用基本不等式即可求即解【详解】因为椭圆C 的离心率55c e a ==,所以5a c =. 因为222a b c =+,所以2b c =,所以椭圆C 的蒙日圆的半径为223a b c +=. 因为MP MQ ⊥,所以PQ 为蒙日圆的直径, 所以6PQ c =,所以222236MP MQ PQ c +==. 因为222182MP MQMP MQ c +⋅≤=,当32MP MQ c ==时,等号成立, 所以MPQ 面积的最大值为:2192MP MQ c ⋅=.由MPQ 面积的最大值为36,得2936c =,得2c =,进而有24b c ==,25a =, 故椭圆C 的长轴长为45. 故选:B例9.(2018·全国·高考真题(文))已知椭圆C :2221(0)4x y a a +=>的一个焦点为(20),,则C 的离心率为( ) A .13B .12C 2D 22【答案】C【详解】分析:首先根据题中所给的条件椭圆的一个焦点为()20,,从而求得2c =,再根据题中所给的方程中系数,可以得到24b =,利用椭圆中对应,,a b c 的关系,求得22a =,最后利用椭圆离心率的公式求得结果.详解:根据题意,可知2c =,因为24b =, 所以2228a b c =+=,即22a =, 所以椭圆C 的离心率为22222e ==,故选C. 例10.(2022·四川成都·高三期末(理))已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的左,右焦点分别为1F ,2F ,以坐标原点O 为圆心,线段12F F 为直径的圆与椭圆C 在第一象限相交于点A .若122AF AF ≤,则椭圆C 的离心率的取值范围为______. 【答案】25,23⎛⎤⎥ ⎝⎦【分析】根据题意可得1290F AF ∠=,且c b >,再根据焦点三角形中的关系表达出离心率,结合函数的单调性求解即可【详解】由题意,因为线段12F F 为直径的圆与椭圆C 在第一象限相交于点A . 故半径1OF b >,即 c b >,且1290F AF ∠=.又离心率()22212121212121212222AFAF AF AF AF AF F F c c a a AF AF AF AF AF AF +-⋅+====+++()12212122122112AF AF AF AF AFAF AF AF ⋅=-=-+++,因为122AF AF ≤,结合题意有1212AF AF <≤, 设12AF t AF =,则2112c a t t=-++,易得对勾函数12y t t =++在(]1,2上单调递增, 故2112y t t=-++在(]1,2上单调递增, 故2221111111222212t t -<-≤-++++++,即2523c a <≤故答案为:25,23⎛⎤⎥ ⎝⎦【总结提升】1.关于椭圆几何性质的考查,主要有四类问题,一是考查椭圆中的基本量a ,b ,c ;二是考查椭圆的离心率;三是考查离心率发最值或范围;四是其它综合应用.2.学习中,要注意椭圆几何性质的挖掘:(1)椭圆中有两条对称轴,“六点”(两个焦点、四个顶点),要注意它们之间的位置关系(如焦点在长轴上等)以及相互间的距离(如焦点到相应顶点的距离为a -c ),过焦点垂直于长轴的通径长为等.(2)设椭圆上任意一点P (x ,y ),则当x =0时,|OP |有最小值b ,这时,P 在短轴端点处;当x =a 时,|OP |有最大值a ,这时P 在长轴端点处.(3)椭圆上任意一点P (x ,y )(y ≠0)与两焦点F 1(-c,0),F 2(c,0)构成的△PF 1F 2称为焦点三角形,其周长为2(a +c ).(4)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形,其中a 是斜边,a 2=b 2+c 2. 3.重视向量在解析几何中的应用,注意合理运用中点、对称、弦长、垂直等几何特征.4.求解有关离心率的问题时,一般并不是直接求出c 和a 的值,而是根据题目给出的椭圆的几何特征,建2222e?b b c a =2222+=1(a>b>0)x y a b立关于参数c 、a 、b 的方程或不等式,通过解方程或不等式求得离心率的值或范围.较多时候利用.题型四:直线与椭圆的位置关系例11.(2022·全国·高三专题练习)椭圆2214x y +=,则该椭圆所有斜率为12的弦的中点的轨迹方程为_________________. 【答案】2xy =-()22-<<x 【分析】设斜率为12的直线方程为12y x b =+,与椭圆的交点为()()1122,,,A x y B x y ,利用点差法可得答案. 【详解】设斜率为12的直线方程为12y x b =+,与椭圆的交点为()()1122,,,A x y B x y , 设中点坐标为(),x y ,则211221121,,222y y x xy y x y x x -++=-==-, 所以221122221414⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩x y x y ,两式相减可得()()()()12221214+=-+-x x x x y y y y ,()()22121124-+-=+x x y y y y x x ,即2xy =-,由于在椭圆内部,由221412⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩x y y x b得22102++-=x bx b ,所以()22210∆=--=b b 时,即2b =±直线与椭圆相切,此时由22102±+=x x 解得2x =或2x =-,所以22x -<<, 所求得轨迹方程为2xy =-()22-<<x . 故答案为:2xy =-()22-<<x . 例12.(2022·北京八中高三阶段练习)已知P 为椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>上任意一点,12,F F 为左、右焦点,M 为1PF 中点.如图所示:若1122OM PF +=,离心率3e = 22 ,1c b e e a a=-=(1)求椭圆E 的标准方程; (2)已知直线l 经过11,2且斜率为12与椭圆交于,A B 两点,求弦长AB 的值.【答案】(1)2214x y +=(2)5【分析】(1)由题意可得21||||2OM PF =结合1122OM PF +=求得a ,继而求得b ,即可得椭圆方程; (2)写出直线l 的方程,联立椭圆方程,可求得交点坐标,从而求得弦长. (1)由题意知,M 为1PF 中点,O 为12F F 的中点,故21||||2OM PF =, 又 1122OM PF +=,故121()22PF PF +=,即124PF PF +=,所以24,2a a == , 又因为32e =,故3c =,所以2221b a c =-= , 故椭圆E 的标准方程为2214x y += ;(2)由直线l 经过11,2⎛⎫- ⎪⎝⎭且斜率为12可知直线方程为11(1)22y x =+-,即112y x =+,联立2214x y +=,消去y 可得220x x += ,解得120,2x x ==- ,则,A B 两点不妨取为(0,1),(2,0)-, 故22215AB =+=.例13.(2022·天津·高考真题)椭圆()222210x y a b a b+=>>的右焦点为F 、右顶点为A ,上顶点为B ,且满足3BF AB=(1)求椭圆的离心率e ;(2)直线l 与椭圆有唯一公共点M ,与y 轴相交于N (N 异于M ).记O 为坐标原点,若=OM ON ,且OMN 3 【答案】(1)63e =(2)22162x y +=【分析】(1)根据已知条件可得出关于a 、b 的等量关系,由此可求得该椭圆的离心率的值;(2)由(1)可知椭圆的方程为2223x y a +=,设直线l 的方程为y kx m =+,将直线l 的方程与椭圆方程联立,由0∆=可得出()222313m a k =+,求出点M 的坐标,利用三角形的面积公式以及已知条件可求得2a 的值,即可得出椭圆的方程.(1)解:()2222222222234332BF b c aa b a a b AB b a b a+===⇒=+⇒=++,离心率为22263c a b e a a -===. (2)解:由(1)可知椭圆的方程为2223x y a +=,易知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y kx m =+,联立2223y kx mx y a=+⎧⎨+=⎩得()()222213630k x kmx m a +++-=,由()()()222222223641330313k m k m a m a k ∆=-+-=⇒=+,①2331M kmx k =-+,213M Mm y kx m k =+=+,由=OM ON 可得()()222229131m k m k+=+,②由3OMN S =可得2313213km m k⋅=+,③联立①②③可得213k =,24m =,26a =,故椭圆的标准方程为22162x y +=. 【规律方法】一.涉及直线与椭圆的基本题型有: 1.位置关系的判断2.弦长、弦中点问题.弦及弦中点问题的解决方法(1)根与系数的关系:直线与椭圆方程联立,消元,利用根与系数的关系表示中点; (2)点差法:利用弦两端点适合椭圆方程,作差构造中点、斜率. 3.轨迹问题4.定值、最值及参数范围问题5.存在性问题二.常用思想方法和技巧有:1.设而不求;2.坐标法;3.根与系数关系.三. 若直线与椭圆有两个公共点可结合韦达定理,代入弦长公式或 题型五:椭圆与圆的相关问题例14. (2019·天津·高考真题(文)) 设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,左顶点为A ,上顶点为B .3|2||OA OB =(O 为原点). (Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)设经过点F 且斜率为34的直线l 与椭圆在x 轴上方的交点为P ,圆C 同时与x 轴和直线l 相切,圆心C在直线4x =上,且OC AP ∥,求椭圆的方程.【答案】(I )12;(II )2211612x y +=.【分析】(I )根据题意得到32a b =,结合椭圆中,,a b c 的关系,得到2223()2a a c =+,化简得出12c a =,从而求得其离心率;(II )结合(I )的结论,设出椭圆的方程2222143x y c c +=,写出直线的方程,两个方程联立,求得交点的坐标,利用直线与圆相切的条件,列出等量关系式,求得2c =,从而得到椭圆的方程. 【详解】(I )解:设椭圆的半焦距为c ,由已知有32a b =, 又由222a b c =+,消去b 得2223()2a a c =+,解得12c a =,所以,椭圆的离心率为12.(II )解:由(I )知,2,3a c b c ==,故椭圆方程为2222143x y c c +=,由题意,(,0)F c -,则直线l 的方程为3()4y x c =+,点P 的坐标满足22221433()4x y c c y x c ⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,消去y 并化简,得到2276130x cx c +-=,解得1213,7cx c x ==-, 代入到l 的方程,解得1239,214y c y c ==-,因为点P 在x 轴的上方,所以3(,)2P c c ,1122()()M x y N x y ,,,,MN =221212(1)[()4]k x x x x ++-MN 2121221(1)[(y )4]y y y k++-由圆心在直线4x =上,可设(4,)C t ,因为OC AP ∥,且由(I )知(2,0)A c -,故3242ct c c =+,解得2t =, 因为圆C 与x 轴相切,所以圆的半径为2,又由圆C 与l 相切,得23(4)24231()4c +-=+,解得2c =, 所以椭圆的方程为:2211612x y +=.【点睛】本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程、圆等基础知识,考查用代数方法研究圆锥曲线的性质,考查运算求解能力,以及用方程思想、数形结合思想解决问题的能力.例15.(陕西高考真题)已知椭圆()的半焦距为,原点到经过两点,的直线的距离为. (Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)如图,是圆的一条直径,若椭圆经过,两点,求椭圆的方程.【答案】;(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)过点的直线方程为, 则原点到直线的距离, 由,得,解得离心率. :E 22221x y a b+=0a b >>c O (),0c ()0,b 12c E AB :M ()()225212x y ++-=E A B E 3221123x y +=()(),0,0,c b 0bx cy bc +-=O 22bcd ab c ==+12d c =2222a b a c ==-32c e a ==(Ⅱ)由(1)知,椭圆的方程为. 依题意,圆心是线段的中点,且. 易知,不与轴垂直.设其直线方程为,代入(1)得.设,则,.由,得,解得. 从而.于是.由.故椭圆的方程为.例16.(2021·山东·高三开学考试)在平面直角坐标系xOy 中,已知点1(6,0)F -,2(6,0)F ,动点M 满足1243MF MF +=M 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程;(2)圆224x y +=的切线与C 相交于A ,B 两点,P 为切点,求||||PA PB ⋅的值.【答案】(1)221126x y +=(2)||||4PA PB ⋅=【分析】(1)结合椭圆的定义求得,,a b c ,由此求得C 的方程.(2)当直线AB 斜率不存在时,求得,PA PB ,从而求得PA PB ⋅;当直线AB 斜率存在时,设出直线AB 的方程,根据直线和圆的位置关系列方程,联立直线的方程和椭圆的方程,化简写出根与系数关系,求得0OA OB ⋅=,由此判断出90AOB ∠=︒,结合相似三角形求得PA PB ⋅.E 22244x y b +=()2,1M -AB 10AB =AB x ()21y k x =++()()()22221482142140k x k k x k b +++++-=()()1122,,,A x y B x y ()12282114k k x x k++=-+()22122421414k b x x k+-=-+124x x +=-()2821=414k k k +--+12k =21282x x b =-()()222121212151410222AB x x x x x b ⎛⎫=+-=+-=- ⎪⎝⎭10AB ()210210b -=23b =E 221123x y +=(1)为12124326MF MF F F +=>=,所以点M 的轨迹曲线C 是以1F ,2F 为焦点的椭圆.设其方程为22221(0)x y a b a b+=>>,则243a =,226a b -=,解得23a =,6b =,所以曲线C 的方程为221126x y +=.(2)当直线AB 的斜率不存在时,(2,0)P ±,此时||||2PA PB ==,则||||4PA PB ⋅=. 当直线AB 的斜率存在时,设直线AB 的方程为y kx m =+, 由直线AB 与圆224x y +=相切可得2||21m k =+,化简得()2241m k =+.联立22,1,126y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得()2222142120k x kmx m +++-=,0∆>.设()11,A x y ,()22,B x y ,则122421km x x k -+=+,212221221m x x k -=+,所以1212OA OB x x y y ⋅=+()()2212121k x x km x x m =++++()()2222222121242121km k mm k k +-=-+++()222312121m k k -+=+()()222121121021k k k +-+==+,所以90AOB ∠=︒,所以AOB 为直角三角形.由OP AB ⊥,可得AOP OBP ∽△△, 所以||||||||PA OP OP PB =,所以2||||||4PA PB OP ⋅==. 综上,||||4PA PB ⋅=. 【总结提升】从高考命题看,与椭圆、圆相结合问题,一般涉及到圆的方程(圆心、半径)、直线与圆的位置关系(相切、相交)、点到直线的距离、直线方程等.。
坐标表示的焦半径公式完整
坐标表示的焦半径公式(可以直接使用,可编辑实用优秀文档,欢迎下载)一.坐标表示的焦半径公式1、椭圆(一类)由代入整理得,同理,可以假想点P在y轴右边,且x>0 帮助,显然总有符合椭圆定义。
公式常见应用:(1)椭圆上点到焦点最远距离a+c,最近距离a-c(2)椭圆上三点A,B,C,若成等差数列,则到同一个焦点的焦半径也成等差数列。
(3)定义直线为椭圆的左右准线。
由焦半径公式,椭圆上任意一点P(x,y) 到对应焦点和对应准线的距离之比总等于离心率e.2. 双曲线由代入整理得,由双曲线上点,若点P在右支上,同理,.总有.若点P在左支上,同理,.总有.公示的应用:(1)若双曲线上同一支上的三点A,B,C,有成等差数列,则它们到同一个焦点的焦半径也成等差数列。
(2)定义直线为双曲线的左右准线。
由焦半径公式,双曲线上任意一点P(x,y) 到对应焦点和对应准线的距离之比总等于离心率e.3.抛物线公式的应用:抛物线上三点A,B,C,若,则。
二.圆锥曲线统一定义及方向角表示的焦半径公式1、统一定义:平面上到定点F与定直线l 距离之比等于常数e的点轨迹。
若0<e<1,轨迹为椭圆。
若e=1,则轨迹为抛物线。
若e>1,则轨迹为双曲线。
2.方向角焦半径公式(1)方向角定义如图:将Fx当始边,FM当终边所成角定义为点M的方向角。
方向角范围将焦准距离统一表示为P。
对于椭圆,双曲线(要求记忆)(2)公式:e:离心率,对于椭圆,双曲线,.(3)公式的应用:焦点弦长公式说明:(1)焦点弦长公式中,方向角以平方形式出现,不影响计算,可将方向角改为焦点弦和对称轴夹角:.(2)有对称性改为夹角,公式对椭圆,双曲线的左右焦点弦都成立。
(3)对于双曲线当所决定的焦点弦与渐近线平行,在实际上不存在。
若较小,使时,此时公式应表为,此时焦点弦的两个端点分在两支上。
(4)对于抛物线,∵e=1 ,.为焦点弦与对称轴夹角。
(5)通径:垂直对称轴的焦点弦称通径,在,令得通径的统一表示2eP.对于椭圆,双曲线: ;对于抛物线: 2eP=2P.(6)以上结论容易推广到二类圆锥曲线,比如焦点弦与对称轴夹角,则有.三.相交弦长公式将直线y=Kx+d 代入椭圆存在相交弦在中,由求根公式,在具体问题,只要已知直线斜率和求得的代入后方程可直接写出相交弦长表达式,完全可以略去中间过程。
椭圆上的点到焦点的公式
椭圆上的点到焦点的公式椭圆上点到焦点的公式是椭圆曲线分析中最重要的概念之一。
它提供了计算椭圆上任意点到椭圆的焦点的距离的方法。
这对研究椭圆的关键特性,如离心率,椭圆的方程和坐标轴的方向,至关重要。
椭圆是由两个不同坐标系中的点连接起来而成的一种几何图形,曲线是保持平行并在各点之间保持一定距离的线段。
椭圆具有两个焦点F1和F2,这两个焦点一般都是在椭圆的中心C处。
焦点F1和F2之间的距离称为焦距(F_p)。
在椭圆的任何一点P处,点P到它的焦点的距离就称为切点距离。
由于椭圆的几何图形与圆有一定的关系,椭圆上的点到焦点的距离也可以使用圆的定义来表示。
圆的定义是:任何给定一点P到指定圆心C的距离(即弦CP)等于一个定值R,R称为半径。
由于椭圆的定义和圆的定义有一定关系,所以椭圆上的任一点到它的焦点距离也可以用一个固定的定值来表示,即弦 CP长度等于离心率e所乘以焦距F_p,公式如下:CP=e*F_p。
这是椭圆上点到焦点距离的普通公式,可以用来计算椭圆上任意点P到它的焦点F1和F2的距离,只要知道椭圆的离心率和焦距即可。
因此,这个公式的重要性不言而喻。
椭圆的离心率是椭圆的一个重要特性,它定义了椭圆的形状和大小。
一个椭圆的离心率是指它的焦距和它的半径的比值。
如果一个椭圆的离心率是大于1,则它是长轴大于短轴的椭圆;如果一个椭圆的离心率是等于1,则它是圆;如果一个椭圆的离心率是小于1,则它是短轴大于长轴的椭圆。
根据椭圆的离心率,一个椭圆的两个焦点的距离计算公式如下:F_p=2R*e,其中R为半径,e为离心率。
椭圆上任一点到焦点的公式为:CP=e*F_p,其中CP是点到焦点的距离,e为离心率,F_P为焦距。
椭圆上点到焦点公式是一个有用的数学工具,可以用于计算椭圆上任何点到焦点的距离,以及椭圆的关键特性,如离心率,焦距,椭圆的方程和坐标轴的方向等。
它还可以用于仿真,机器人轨迹设计,运动控制,空间探索等应用。
由于椭圆上点到焦点的公式的重要性,它受到科学家和工程师的广泛关注。
椭圆的第一定义的应用
椭圆的极坐标方程
总结词
极坐标方程是另一种描述椭圆的方法,它通 过角度和距离来定义椭圆上的点,使得椭圆 的形状和位置可以通过角度和距离的变化来 调整。
详细描述
在极坐标系中,椭圆的一般极坐标方程可以 表示为:r=a×cos(θ)=b×sin(θ)r = a cos(theta) = b
sin(theta)r=a×cos(θ)=b×sin(θ),其中 r 是 点到原点的距离,θ 是与极轴的夹角,(a, b) 是椭圆的长短轴半径。通过改变角度 θ 和距 离 r 的值,我们可以得到椭圆上不同的点,
04
椭圆第一定义的扩展应用
椭圆在经济学中的应用
描述市场供需关系
椭圆可以用来表示市场上的供需关系 ,其中长轴表示供应量,短轴表示需 求量,从而帮助分析市场均衡和价格 波动。
预测经济周期
通过分析经济数据,可以绘制出经济 活动的椭圆图,从而预测经济周期和 未来趋势。
椭圆在生物学中的应用
描述生物种群分布
从而全面描述椭圆的形状和位置。
椭圆的直角坐标方程
总结词
直角坐标方程是描述椭圆最常用的方法之一,它通过 x 和 y 坐标来定义椭圆上的点,使得椭圆的形状 和位置可以通过 x 和 y 的变化来调整。
详细描述
在直角坐标系中,椭圆的一般直角坐标方程可以表示为:x2/a2+y2/b2=1x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1x2/a2+y2/b2=1,其中 (a, b) 是椭圆的长短轴半径。通过改变 a 和 b 的值,我们可以得到不同形状和 位置的椭圆。此外,根据不同的需求和条件,还可以推导出多种形式的椭圆直角坐标方程。
在生态学中,椭圆可以用来表示生物种群的分布范围和密度,帮助研究种群动态 和生态平衡。
椭圆的第一第二第三定义
椭圆的第一第二第三定义
椭圆的三个定义如下:
1. 椭圆是平面内与两定点F1、F2的距离的和等于常数2a(2a大于F1F2)的动点P的轨迹,即:PF1+PF2=2a,其中两定点F1、F2叫做椭圆的焦点,两焦点的距离F1F2=2c叫做椭圆的焦距。
这是椭圆的第一定义。
2. 椭圆是到定点F和到定直线距离之比等于常数e(即椭圆的离心率,e小于1)的动点的轨迹。
这是椭圆的第二定义。
3. 椭圆是到定点距离与到定直线距离之比等于常数e(即椭圆的离心率,e小于1)的动点的轨迹。
这是椭圆的第三定义。
椭圆的第二和第三定义是通过第一定义推导出来的。
可以查阅数学书籍了解更多有关椭圆定义的信息。
椭圆方程的条件
椭圆方程的条件全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:椭圆是在数学上非常重要的一种平面曲线,它可以用简洁的数学方程来描述。
椭圆方程的条件是指确定一个椭圆的形状和位置所必需满足的条件。
在本文中,我们将详细介绍椭圆方程的条件以及如何从中推导出椭圆的性质和特征。
我们来回顾一下椭圆的定义。
在数学上,椭圆是一个平面上所有点到两个固定点的距离之和等于常数的点的集合。
这两个固定点称为焦点,常数称为椭圆的半径。
具体来说,椭圆的方程可以表示为:(x-h)^2/a^2 + (y-k)^2/b^2 = 1其中(h, k)是椭圆的中心坐标,a和b分别是椭圆在x轴和y轴上的半轴长度。
关于椭圆的方程条件,主要有以下几点需要注意:1. 椭圆的中心坐标(h, k):椭圆的中心坐标可以通过椭圆方程中的(h, k)来确定。
(h, k)表示椭圆的中心在x轴上的位置为h,在y轴上的位置为k。
2. 椭圆的半轴长度a和b:椭圆的半轴长度a和b分别表示椭圆在x轴和y轴上的半轴长度。
椭圆的形状和大小取决于这两个参数的取值。
3. 椭圆的焦点和所定距离:根据椭圆的定义,椭圆上所有点到焦点的距离之和等于椭圆的半径。
如果已知椭圆的焦点和半径,那么可以用这些信息来确定椭圆的方程。
4. 椭圆的离心率:椭圆的离心率是一个用来描述椭圆形状的参数,它表示椭圆的长轴和短轴之间的比值。
离心率的取值范围是0到1,当离心率为0时,椭圆退化为一个圆。
通过上述条件,我们可以确定椭圆的形状、位置和大小。
除了这些条件之外,还有一些性质和特征与椭圆方程密切相关,如焦点的位置、方程的标准形式等。
椭圆方程的条件不仅可以帮助我们求解椭圆的各种问题,还可以作为理解和掌握椭圆几何性质的基础。
在数学的学习和研究中,椭圆方程的条件是一个重要而基础的部分,对于建立数学知识体系和提高数学解题能力都具有重要意义。
第二篇示例:椭圆是一种几何图形,它具有独特的形状特征和数学性质。
在代数几何中,椭圆可以通过椭圆方程来描述,椭圆方程是一种表达椭圆的数学方程。
高中数学---椭圆知识点小结
高二数学下学期椭圆知识点1、椭圆的第一定义:平面内一个动点P 到两个定点1F 、2F 的距离之和等于常数)2(2121F F a PF PF >=+ ,这个动点P 的轨迹叫椭圆.这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫作椭圆的焦距.注意:若)(2121F F PF PF =+,则动点P 的轨迹为线段21F F ;若)(2121F F PF PF <+,则动点P 的轨迹无图形.2、椭圆的标准方程1).当焦点在x 轴上时,椭圆的标准方程:12222=+b y a x )0(>>b a ,其中222b a c -=;2).当焦点在y 轴上时,椭圆的标准方程:12222=+bx a y )0(>>b a ,其中222b a c -=;3、椭圆:12222=+by a x )0(>>b a 的简单几何性质(1)对称性:对于椭圆标准方程12222=+by a x )0(>>b a :是以x 轴、y 轴为对称轴的轴对称图形,并且是以原点为对称中心的中心对称图形,这个对称中心称为椭圆的中心。
(2)范围:椭圆上所有的点都位于直线a x ±=和b y ±=所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足a x≤,b y ≤。
(3)顶点:①椭圆的对称轴与椭圆的交点称为椭圆的顶点。
②椭圆12222=+b y a x )0(>>b a 与坐标轴的四个交点即为椭圆的四个顶点,坐标分别为)0,(1a A -,)0,(2a A ,),0(1b B -,),0(2b B 。
③线段21A A ,21B B 分别叫做椭圆的长轴和短轴,a A A 221=,b B B 221=。
a 和b 分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
(4)离心率:①椭圆的焦距与长轴长度的比叫做椭圆的离心率,用e 表示,记作a ca c e ==22。
②因为)0(>>c a ,所以e 的取值范围是)10(<<e 。
椭圆的定义与性质
椭圆的定义与性质1.椭圆的定义(1)第一定义:平面内与两个定点F 1,F 2的距离之和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两个焦点的距离叫做焦距.(2)第二定义:平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离的比是常数e (0<e <1)的动点的轨迹是椭圆,定点F 叫做椭圆的焦点,定直线l 叫做焦点F 相应的准线,根据椭圆的对称性,椭圆有两个焦点和两条准线.2.椭圆的标准方程和几何性质标准方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0) y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0) 图形性质范围 -a ≤x ≤a -b ≤y ≤b-b ≤x ≤b -a ≤y ≤a顶点 A 1(-a,0),A 2(a,0) A 1(0,-a ),A 2(0,a ) B 1(0,-b ),B 2(0,b ) B 1(-b,0), B 2(b,0) 焦点 F 1(-c,0) F 2(c,0) F 1(0,-c ) F 2(0,c ) 准线l 1:x =-a 2c l 2:x =a 2cl 1:y =-a 2c l 2:y =a 2c轴长轴A 1A 2的长为2a短轴B 1B 2的长为2b焦距 F 1F 2=2c 离心率e =ca,且e ∈(0,1)a ,b ,c的关系 c 2=a 2-b 2对称性 对称轴:坐标轴对称中心:原点1.(夯基释疑)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)动点P 到两定点A (-2,0),B (2,0)的距离之和为4,则点P 的轨迹是椭圆.( )(2)椭圆上一点P 与两焦点F 1,F 2构成△PF 1F 2的周长为2a +2c (其中a 为椭圆的长半轴长,c 为椭圆的半焦距).( )(3)椭圆的离心率e 越大,椭圆就越圆.( )(4)已知点F 为平面内的一个定点,直线l 为平面内的一条定直线.设d 为平面内一动点P 到定直线l 的距离,若d =54|PF |,则点P 的轨迹为椭圆.( )[解析] (1)错误,|PA |+|PB |=|AB |=4,点P 的轨迹为线段AB ;(2)正确,根据椭圆的第一定义知PF 1+PF 2=2a ,F 1F 2=2c ,故△PF 1F 2的周长为2a +2c ;(3)错误,椭圆的离心率越大,椭圆越扁.(4)正确,根据椭圆的第二定义.[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)√2.(教材习题改编)焦点在x 轴上的椭圆x 25+y 2m =1的离心率为105,则m =________.[解析] 由题设知a 2=5,b 2=m ,c 2=5-m ,e 2=c 2a 2=5-m 5=(105)2=25,∴5-m =2,∴m =3.[答案] 33.椭圆的焦点坐标为(0,-6),(0,6),椭圆上一点P 到两焦点的距离之和为20,则椭圆的标准方程为_____.[解析] 椭圆的焦点在y 轴上,且c =6,2a =20,∴a =10,b 2=a 2-c 2=64,故椭圆方程为x 264+y 2100=1.[答案]x 264+y 2100=1 4.(2014·无锡质检)椭圆x 24+y 23=1的左焦点为F ,直线x =m 与椭圆相交于点A ,B ,当△FAB 的周长最大时,△FAB 的面积是________.[解析] 直线x =m 过右焦点(1,0)时,△FAB 的周长最大,由椭圆定义知,其周长为4a =8,此时,|AB |=2×b 2a =2×32=3,∴S △FAB =12×2×3=3.[答案] 35.(2014·江西高考)过点M (1,1)作斜率为-12的直线与椭圆C :x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)相交于A ,B 两点,若M 是线段AB 的中点,则椭圆C 的离心率等于________.[解析] 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧x 21a 2+y 21b2=1,x 22a 2+y22b 2=1,∴x 1-x 2x 1+x 2a2+y 1-y 2y 1+y 2b2=0,∴y 1-y 2x 1-x 2=-b 2a 2·x 1+x 2y 1+y 2.∵y 1-y 2x 1-x 2=-12,x 1+x 2=2,y 1+y 2=2,∴-b 2a 2=-12, ∴a 2=2b 2.又∵b 2=a 2-c 2,∴a 2=2(a 2-c 2),∴a 2=2c 2,∴ca =22.[答案] 22考向1 椭圆的定义与标准方程【典例1】 (1)(2014·全国大纲卷改编)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点为F 1、F 2,离心率为33,过F 2的直线l 交C 于A 、B 两点.若△AF 1B 的周长为43,则C 的方程为________. (2)(2014·苏州质检)椭圆的中心在原点,焦距为4,一条准线为x =-4,则该椭圆的方程为________. [解析] (1)由条件知△AF 1B 的周长=4a =43,∴a = 3.∵e =c a =33,c 2+b 2=a 2,∴c =1,b = 2.∴椭圆C 的方程为x 23+y 22=1.(2)∵椭圆的一条准线为x =-4,∴焦点在x 轴上且a 2c=4,又2c =4,∴c =2,∴a 2=8,b 2=4,∴该椭圆方程为x 28+y 24=1.[答案] (1)x 23+y 22=1 (2)x 28+y 24=1,【规律方法】(1)一般地,解决与到焦点的距离有关问题时,首先应考虑用定义来解决. (2)求椭圆的标准方程有两种方法①定义法:根据椭圆的定义,确定a 2,b 2的值,结合焦点位置可写出椭圆方程.②待定系数法:若焦点位置明确,则可设出椭圆的标准方程,结合已知条件求出a ,b ;若焦点位置不明确,则需要分焦点在x 轴上和y 轴上两种情况讨论,也可设椭圆的方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ).【变式训练1】 (1)(2013·广东高考改编)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是________.(2)(2014·苏州质检)已知椭圆的方程是x 2a 2+y 225=1(a >5),它的两个焦点分别为F 1,F 2,且|F 1F 2|=8,弦AB (椭圆上任意两点的线段)过点F 1,则△ABF 2的周长为________.[解析] (1)右焦点F (1,0),则椭圆的焦点在x 轴上;c =1.又离心率为c a =12,故a =2,b 2=a 2-c 2=4-1=3,故椭圆的方程为x 24+y 23=1.(2)∵a >5,∴椭圆的焦点在x 轴上,∵|F 1F 2|=8,∴c =4,∴a 2=25+c 2=41,则a =41. 由椭圆定义,|AF 1|+|AF 2|=|BF 2|+|BF 1|=2a ,∴△ABF 2的周长为4a =441.[答案] (1)x 24+y 23=1 (2)441考向2 椭圆的几何性质【典例2】 (1)(2013·江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),右焦点为F ,右准线为l ,短轴的一个端点为B .设原点到直线BF 的距离为d 1,F 到l 的距离为d 2,若d 2=6d 1,则椭圆C 的离心率为________.(2)(2014·扬州质检)已知F 1、F 2是椭圆C 的左、右焦点,点P 在椭圆上,且满足|PF 1|=2|PF 2|,∠PF 1F 2=30°,则椭圆的离心率为________.[解析] (1)依题意,d 2=a 2c -c =b 2c .又BF =c 2+b 2=a ,所以d 1=bc a .由已知可得b 2c =6·bc a ,所以6c 2=ab ,即6c 4=a 2(a 2-c 2),整理可得a 2=3c 2,所以离心率e =c a =33.(2)在三角形PF 1F 2中,由正弦定理得sin ∠PF 2F 1=1,即∠PF 2F 1=π2,设|PF 2|=1,则|PF 1|=2,|F 2F 1|=3,∴离心率e =2c 2a =33. [答案] (1)33 (2)33,【规律方法】1.椭圆上一点与两焦点构成的三角形,称为椭圆的焦点三角形,与焦点三角形有关的计算或证明常利用正弦定理、余弦定理、|PF 1|+|PF 2|=2a ,得到a ,c 的关系.2.椭圆的离心率是椭圆最重要的几何性质,求椭圆的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法: (1)求出a ,c ,代入公式e =ca;(2)只需要根据一个条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合b 2=a 2-c 2转化为a ,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a 或a 2转化为关于e 的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).【变式训练2】 (1)(2013·课标全国卷Ⅱ改编)设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 是C 上的点,PF 2⊥F 1F 2,∠PF 1F 2=30°,则C 的离心率为________.(2)(2014·徐州一中抽测)已知F 1、F 2是椭圆的两个焦点,P 为椭圆上一点,∠F 1PF 2=60°.则椭圆离心率的范围为________.[解析](1)如图,在Rt △PF 1F 2中,∠PF 1F 2=30°,∴|PF 1|=2|PF 2|,且|PF 2|=33|F 1F 2|, 又|PF 1|+|PF 2|=2a ,∴|PF 2|=23a ,于是|F 1F 2|=233a ,因此离心率e =c a =3a 3a =33.(2)法一:设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),|PF 1|=m ,|PF 2|=n ,则m +n =2a .在△PF 1F 2中,由余弦定理可知,4c 2=m 2+n 2-2mn cos 60°=(m +n )2-3mn=4a 2-3mn ≥4a 2-3·⎝ ⎛⎭⎪⎫m +n 22=4a 2-3a 2=a 2(当且仅当m =n 时取等号).∴c 2a 2≥14,即e ≥12.又0<e <1,∴e 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,1.法二:如图所示,设O 是椭圆的中心,A 是椭圆短轴上的一个顶点,由于∠F 1PF 2=60°,则只需满足60°≤∠F 1AF 2即可,又△F 1AF 2是等腰三角形,且|AF 1|=|AF 2|,所以0°<∠F 1F 2A ≤60°,所以12≤cos∠F 1F 2A <1,又e =cos ∠F 1F 2A ,所以e 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,1. [答案] (1)33 (2)⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,1 课堂达标练习 一、填空题1.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率为22.过F 1的直线l 交C 于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么椭圆C 的方程为________.[解析] 设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由e =22知c a =22,故b 2a 2=12.由于△ABF 2的周长为|AB |+|BF 2|+|AF 2|=(|AF 1|+|AF 2|)+(|BF 1|+|BF 2|)=4a =16,故a =4.∴b 2=8. ∴椭圆C 的方程为x 216+y 28=1.[答案] x 216+y 28=1 2.(2013·四川高考改编)从椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上一点P 向x 轴作垂线,垂足恰为左焦点F 1,A 是椭圆与x 轴正半轴的交点,B 是椭圆与y 轴正半轴的交点,且AB ∥OP (O 是坐标原点),则该椭圆的离心率是________.[解析] 设P (-c ,y 0)代入椭圆方程求得y 0,从而求得k OP ,由k OP =k AB 及e =c a可得离心率e .由题意设P (-c ,y 0),将P (-c ,y 0)代入x 2a 2+y 2b 2=1,得c 2a 2+y 20b 2=1,则y 20=b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-c 2a 2=b 2·a 2-c 2a 2=b 4a2.∴y 0=b 2a 或y 0=-b 2a (舍去),∴P ⎝⎛⎭⎪⎫-c ,b 2a ,∴k OP =-b 2ac .∵A (a,0),B (0,b ),∴k AB =b -00-a =-b a . 又∵AB ∥OP ,∴k AB =k OP ,∴-b a =-b 2ac,∴b =c .∴e =ca=c b 2+c2=c2c2=22. [答案] 223.(2014·辽宁高考)已知椭圆C :x 29+y 24=1,点M 与C 的焦点不重合,若M 关于C 的焦点的对称点分别为A ,B ,线段MN 的中点在C 上,则|AN |+|BN |=________.[解析] 椭圆x 29+y 24=1中,a =3. 如图,设MN 的中点为D ,则|DF 1|+|DF 2|=2a =6.∵D ,F 1,F 2分别为MN ,AM ,BM 的中点,∴|BN |=2|DF 2|,|AN |=2|DF 1|, ∴|AN |+|BN |=2(|DF 1|+|DF 2|)=12. [答案] 124.(2014·南京调研)如图,已知过椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点A (-a,0)作直线l 交y 轴于点P ,交椭圆于点Q ,若△AOP 是等腰三角形,且PQ →=2QA →,则椭圆的离心率为________.[解析] ∵△AOP 为等腰三角形,∴OA =OP ,故A (-a,0),P (0,a ),又PQ →=2QA →, ∴Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2a 3,a 3,由Q 在椭圆上得49+a 29b 2=1,解得b 2a 2=15. ∴e =1-b 2a2=1-15=255. [答案] 2555.(2014·南京质检)已知焦点在x 轴上的椭圆的离心率为12,且它的长轴长等于圆C :x 2+y 2-2x -15=0的半径,则椭圆的标准方程是________.[解析] 由x 2+y 2-2x -15=0,知r =4=2a ⇒a =2. 又e =c a =12,c =1,则b 2=a 2-c 2=3.因此椭圆的标准方程为x 24+y 23=1. [答案] x 24+y 23=16.(2013·辽宁高考改编)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,椭圆C 与过原点的直线相交于A ,B 两点,连接AF ,BF .若|AB |=10,|BF |=8,cos ∠ABF =45,则椭圆C 的离心率为__________.[解析] 在△ABF 中,由余弦定理得 ,|AF |2=|AB |2+|BF |2-2|AB |·|BF |cos ∠ABF ,∴|AF |2=100+64-128=36,∴|AF |=6,从而|AB |2=|AF |2+|BF |2,则AF ⊥BF . ∴c =|OF |=12|AB |=5,利用椭圆的对称性,设F ′为右焦点,则|BF ′|=|AF |=6, ∴2a =|BF |+|BF ′|=14,a =7.因此椭圆的离心率e =c a =57. [答案] 577.已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF 1→⊥PF 2→.若△PF 1F 2的面积为9,则b =________.[解析] 由定义,|PF 1|+|PF 2|=2a ,且PF 1→⊥PF 2→, ∴|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=4c 2,∴(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1||PF 2|=4c 2,∴2|PF 1||PF 2|=4a 2-4c 2=4b 2,∴|PF 1||PF 2|=2b 2. ∴S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|=12×2b 2=9,因此b =3. [答案] 38.(2013·大纲全国卷改编)已知F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆C 的两个焦点,过F 2且垂直于x 轴的直线交C 于A ,B 两点,且|AB |=3,则C 的方程为________.[解析] 依题意,设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).过点F 2(1,0)且垂直于x 轴的直线被曲线C 截得弦长|AB |=3, ∴点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32必在椭圆上, ∴1a 2+94b2=1.① 又由c =1,得1+b 2=a 2.② 由①②联立,得b 2=3,a 2=4. 故所求椭圆C 的方程为x 24+y 23=1. [答案] x 24+y 23=1二、解答题9.(2014·镇江质检)已知椭圆C 1:x 24+y 2=1,椭圆C 2以C 1的长轴为短轴,且与C 1有相同的离心率.(1)求椭圆C 2的方程;(2)设O 为坐标原点,点A ,B 分别在椭圆C 1和C 2上,OB →=2OA →,求直线AB 的方程.[解] (1)设椭圆C 2的方程为y 2a 2+x 24=1(a >2), 其离心率为32, 故a 2-4a =32,解得a =4.故椭圆C 2的方程为y 216+x 24=1.(2)法一:A ,B 两点的坐标分别记为(x A ,y A ),(x B ,y B ),由OB →=2OA →及(1)知,O 、A 、B 三点共线且点A 、B 不在y 轴上,因此可设直线AB 的方程为y =kx . 将y =kx 代入x 24+y 2=1中,得(1+4k 2)x 2=4, 所以x 2A =41+4k 2.将y =kx 代入y 216+x 24=1中,得(4+k 2)x 2=16,所以x 2B =164+k 2.又由OB →=2OA →,得x 2B =4x 2A , 即164+k 2=161+4k 2,解得k =±1.故直线AB 的方程为y =x 或y =-x . 法二:A ,B 两点的坐标分别记为(x A ,y A ),(x B ,y B ),由OB →=2OA →及(1)知,O 、A 、B 三点共线且点A 、B 不在y 轴上,因此可设直线AB 的方程为y =kx .将y =kx 代入x 24+y 2=1中,得(1+4k 2)x 2=4,所以x 2A =41+4k 2. 由OB →=2OA →,得x 2B =161+4k 2,y 2B =16k 21+4k2.将x 2B ,y 2B 代入y 216+x 24=1中,得4+k 21+4k2=1,即4+k 2=1+4k 2,解得k =±1.故直线AB 的方程为y =x 或y =-x .10.(2014·安徽高考)设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,过点F 1的直线交椭圆E于A ,B 两点,|AF 1|=3|F 1B |.(1)若|AB |=4,△ABF 2的周长为16,求|AF 2|; (2)若cos ∠AF 2B =35,求椭圆E 的离心率.[解] (1)由|AF 1|=3|F 1B |,|AB |=4,得|AF 1|=3,|F 1B |=1.因为△ABF 2的周长为16,所以由椭圆定义可得4a =16,|AF 1|+|AF 2|=2a =8. 故|AF 2|=2a -|AF 1|=8-3=5.(2)设|F 1B |=k ,则k >0且|AF 1|=3k ,|AB |=4k . 由椭圆定义可得|AF 2|=2a -3k ,|BF 2|=2a -k . 在△ABF 2中,由余弦定理可得|AB |2=|AF 2|2+|BF 2|2-2|AF 2|·|BF 2|cos ∠AF 2B , 即(4k )2=(2a -3k )2+(2a -k )2-65(2a -3k )·(2a -k ),化简可得(a +k )(a -3k )=0. 而a +k >0,故a =3k .于是有|AF 2|=3k =|AF 1|,|BF 2|=5k . 因此|BF 2|2=|F 2A |2+|AB |2,可得F 1A ⊥F 2A , 故△AF 1F 2为等腰直角三角形. 从而c =22a ,所以椭圆E 的离心率e =c a =22.椭圆的定义与性质1.椭圆的定义(1)第一定义:平面内与两个定点F 1,F 2的距离之和等于 (大于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个叫做椭圆的焦点,两个的距离叫做焦距.(2)第二定义:平面内与一个定点F和一条定直线l的距离的比是常数( <e< )的动点的轨迹是椭圆,定点F叫做椭圆的焦点,定直线l叫做焦点F相应的准线,根据椭圆的对称性,椭圆有两个焦点和两条准线.2.椭圆的标准方程和几何性质标准方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)y2a2+x2b2=1(a>b>0)图形性质范围≤x≤≤y≤≤x≤≤y≤顶点A1( ),A2( )A1( ),A2( )B1( ),B2( )B1( ),B2( )焦点F1( ) F2()F1( ) F2()准线l1:x=-a2cl2:x=a2cl1:y=-a2cl2:y=a2c轴长轴A1A2的长为短轴B1B2的长为长轴A1A2的长为短轴B1B2的长为焦距F1F2=离心率e=ca,且e∈a,b,c的关系c2=对称性对称轴:对称中心:1.(夯基释疑)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)动点P到两定点A(-2,0),B(2,0)的距离之和为4,则点P的轨迹是椭圆.( )(2)椭圆上一点P与两焦点F1,F2构成△PF1F2的周长为2a+2c(其中a为椭圆的长半轴长,c为椭圆的半焦距).( )(3)椭圆的离心率e 越大,椭圆就越圆.( )(4)已知点F 为平面内的一个定点,直线l 为平面内的一条定直线.设d 为平面内一动点P 到定直线l 的距离,若d =54|PF |,则点P 的轨迹为椭圆.( )2.(教材习题改编)焦点在x 轴上的椭圆x 25+y 2m =1的离心率为105,则m =________.3.椭圆的焦点坐标为(0,-6),(0,6),椭圆上一点P 到两焦点的距离之和为20,则椭圆的标准方程为_____. 4.(2014·无锡质检)椭圆x 24+y 23=1的左焦点为F ,直线x =m 与椭圆相交于点A ,B ,当△FAB 的周长最大时,△FAB 的面积是________.5.(2014·江西高考)过点M (1,1)作斜率为-12的直线与椭圆C :x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)相交于A ,B 两点,若M 是线段AB 的中点,则椭圆C 的离心率等于________.考向1 椭圆的定义与标准方程【典例1】 (1)(2014·全国大纲卷改编)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点为F 1、F 2,离心率为33,过F 2的直线l 交C 于A 、B 两点.若△AF 1B 的周长为43,则C 的方程为________. (2)(2014·苏州质检)椭圆的中心在原点,焦距为4,一条准线为x =-4,则该椭圆的方程为________.【规律方法】(1)一般地,解决与到焦点的距离有关问题时,首先应考虑用定义来解决. (2)求椭圆的标准方程有两种方法①定义法:根据椭圆的定义,确定a 2,b 2的值,结合焦点位置可写出椭圆方程.②待定系数法:若焦点位置明确,则可设出椭圆的标准方程,结合已知条件求出a ,b ;若焦点位置不明确,则需要分焦点在x 轴上和y 轴上两种情况讨论,也可设椭圆的方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ).【变式训练1】 (1)(2013·广东高考改编)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是________.(2)(2014·苏州质检)已知椭圆的方程是x 2a 2+y 225=1(a >5),它的两个焦点分别为F 1,F 2,且|F 1F 2|=8,弦AB (椭圆上任意两点的线段)过点F 1,则△ABF 2的周长为________.考向2 椭圆的几何性质【典例2】 (1)(2013·江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),右焦点为F ,右准线为l ,短轴的一个端点为B .设原点到直线BF 的距离为d 1,F 到l 的距离为d 2,若d 2=6d 1,则椭圆C 的离心率为________.(2)(2014·扬州质检)已知F 1、F 2是椭圆C 的左、右焦点,点P 在椭圆上,且满足|PF 1|=2|PF 2|,∠PF 1F 2=30°,则椭圆的离心率为________.【规律方法】1.椭圆上一点与两焦点构成的三角形,称为椭圆的焦点三角形,与焦点三角形有关的计算或证明常利用正弦定理、余弦定理、|PF 1|+|PF 2|=2a ,得到a ,c 的关系.2.椭圆的离心率是椭圆最重要的几何性质,求椭圆的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法: (1)求出a ,c ,代入公式e =ca;(2)只需要根据一个条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合b 2=a 2-c 2转化为a ,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a 或a 2转化为关于e 的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).【变式训练2】 (1)(2013·课标全国卷Ⅱ改编)设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 是C 上的点,PF 2⊥F 1F 2,∠PF 1F 2=30°,则C 的离心率为________.(2)(2014·徐州一中抽测)已知F 1、F 2是椭圆的两个焦点,P 为椭圆上一点,∠F 1PF 2=60°.则椭圆离心率的范围为________.课堂达标练习 一、填空题1.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率为22.过F 1的直线l 交C 于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么椭圆C 的方程为________.2.(2013·四川高考改编)从椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上一点P 向x 轴作垂线,垂足恰为左焦点F 1,A 是椭圆与x 轴正半轴的交点,B 是椭圆与y 轴正半轴的交点,且AB ∥OP (O 是坐标原点),则该椭圆的离心率是________.3.(2014·辽宁高考)已知椭圆C :x 29+y 24=1,点M 与C 的焦点不重合,若M 关于C 的焦点的对称点分别为A ,B ,线段MN 的中点在C 上,则|AN |+|BN |=________.4.(2014·南京调研)如图,已知过椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点A (-a,0)作直线l 交y 轴于点P ,交椭圆于点Q ,若△AOP 是等腰三角形,且PQ →=2QA →,则椭圆的离心率为________.5.(2014·南京质检)已知焦点在x 轴上的椭圆的离心率为12,且它的长轴长等于圆C :x 2+y 2-2x -15=0的半径,则椭圆的标准方程是________.6.(2013·辽宁高考改编)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,椭圆C 与过原点的直线相交于A ,B 两点,连接AF ,BF .若|AB |=10,|BF |=8,cos ∠ABF =45,则椭圆C 的离心率为__________.7.已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF 1→⊥PF 2→.若△PF 1F 2的面积为9,则b =________.8.(2013·大纲全国卷改编)已知F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆C 的两个焦点,过F 2且垂直于x 轴的直线交C 于A ,B 两点,且|AB |=3,则C 的方程为________.二、解答题9.(2014·镇江质检)已知椭圆C 1:x 24+y 2=1,椭圆C 2以C 1的长轴为短轴,且与C 1有相同的离心率.(1)求椭圆C 2的方程;(2)设O 为坐标原点,点A ,B 分别在椭圆C 1和C 2上,OB →=2OA →,求直线AB 的方程.10.(2014·安徽高考)设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,过点F 1的直线交椭圆E于A ,B 两点,|AF 1|=3|F 1B |.(1)若|AB |=4,△ABF 2的周长为16,求|AF 2|; (2)若cos ∠AF 2B =35,求椭圆E 的离心率.。
椭圆的焦半径公式
椭圆的焦半径公式椭圆是一种特殊的曲线,其形状类似于圆形,但在一个方向上略微拉伸或压缩。
椭圆的一些重要性质包括它的离心率和焦点。
焦半径是椭圆的一个重要参数,它描述了椭圆焦点与曲线的关系。
在解释椭圆的焦半径公式之前,我们首先介绍一些椭圆的基本定义和性质。
椭圆由两个焦点构成,而且所有到两个焦点的距离之和是一个常数。
这个常数被称为椭圆的大轴长度,记为2a。
椭圆的焦点到椭圆中心的距离被称为焦距,记为c。
焦距与大轴的关系可以通过焦距定理来描述:c^2=a^2-b^2,其中b是椭圆的半轴长度。
设椭圆的焦点分别为F1和F2,椭圆上一点的坐标为(x,y),焦点到椭圆上该点的焦半径的长度为r。
根据定义,点F1到点(x,y)的距离加上点F2到点(x,y)的距离应该等于常数2a。
用数学公式表示就是:√((x-F1)^2+(y-0)^2)+√((x-F2)^2+(y-0)^2)=2a。
根据焦距定理c^2=a^2-b^2,我们可以将焦半径的平方表示为:r^2=(x-F1)^2+(y-0)^2+(x-F2)^2+(y-0)^2将上式代入焦距定理的表达式,我们可以得到焦半径的公式:r^2=(x-F1)^2+(y-0)^2+(x-F2)^2+(y-0)^2=2a^2-2b^2根据焦半径的公式,我们可以计算任意点到椭圆焦点的距离。
这个公式对于解决椭圆相关的问题非常有用,比如计算椭圆的周长、面积等等。
例如,假设一个椭圆的大轴长度为6,短轴长度为4,焦点的坐标分别为F1(-3,0)和F2(3,0)。
我们想要计算椭圆上一点P(2,1)到焦点的焦半径长度。
将给定的坐标带入焦半径的公式,我们有:r^2=(2+3)^2+(1-0)^2+(2-3)^2+(1-0)^2=5^2+1^2+(-1)^2+1^2=26对焦半径的长度开平方,我们可以得到焦半径的值:r≈√26≈5.1因此,点P(2,1)到椭圆的焦半径长度为约5.1个单位。
总结一下,椭圆的焦半径公式是通过焦点定理和焦距定理推导得出的。
(8)从椭圆定义到焦点半径
专题指导(8)(8)从椭圆定义到焦点半径一、用椭圆方程求椭圆的焦点半径公式数学教学的根基是数学概念,如椭圆教学的根基是椭圆的定义.但是在具体数学解题时,不一定每次都是从定义出发,而是从由数学定义引出来的某些已知结论(定理或公式)出发,如解答椭圆问题时,经常从椭圆的方程出发.【例1】已知点P(x,y)是椭圆上任意一点,F1(-c,0)和F2(c,0)是椭圆的两个焦点.求证:|PF1|=a+;|PF2|=a -.【分析】可用距离公式先将|PF1|和|PF2|分别表示出来.然后利用椭圆的方程"消y"即可.【解答】由两点间距离公式,可知|PF1|= (1)从椭圆方程解出(2)代(2)于(1)并化简,得|PF1|= (-a≤x≤a) 同理有|PF2|= (-a≤x≤a)【说明】通过例1,得出了椭圆的焦半径公式r1=a+ex r2=a-ex (e=)从公式看到,椭圆的焦半径的长度是点P(x,y)横坐标的一次函数.r1是x的增函数,r2是x的减函数,它们都有最大值a+c,最小值a-c.从焦半径公式,还可得椭圆的对称性质(关于x,y轴,关于原点).二、用椭圆的定义求椭圆的焦点半径用椭圆方程推导焦半径公式,虽然过程简便,但容易使人误解,以为焦半径公式的成立是以椭圆方程为其依赖的.为了看清焦半径公式的基础性,我们考虑从椭圆定义直接导出公式来.椭圆的焦半径公式,是椭圆"坐标化"后的产物,按椭圆定义,对焦半径直接用距离公式即可.【例2】 P (x,y)是平面上的一点,P到两定点F1(-c,0),F2(c,0)的距离的和为2a(a>c>0).试用x,y的解析式来表示r1=|PF1|和r2=|PF2|.【分析】问题是求r1=f(x)和r2=g(x).先可视x为参数列出关于r1和r2的方程组,然后从中得出r1和r2.【解答】依题意,有方程组②-③得代①于④并整理得r1-r2= ⑤联立①,⑤得【说明】椭圆的焦半径公式可由椭圆的定义直接导出,对椭圆的方程有自己的独立性.由于公式中含c而无b,其基础性显然.三、焦半径公式与准线的关系用椭圆的第二定义,也很容易推出椭圆的焦半径公式. 如图右,点P(x,y)是以F1(-c,0)为焦点,以l1:x=-为准线的椭圆上任意一点.PD⊥l1于D.按椭圆的第二定义,则有即r1=a+ex,同理有r2=a-ex.对中学生来讲,椭圆的这个第二定义有很大的"人为性".准线缺乏定义的"客观性".因此,把椭圆的第二定义视作椭圆的一条性质定理更符合逻辑性.【例3】 P(x,y)是以F1(-c,0),F2(c,0)为焦点,以距离之和为2a的椭圆上任意一点.直线l为x=-,PD1⊥l交l于D1.求证:.【解答】由椭圆的焦半径公式|PF1|=a+ex.对|PD1|用距离公式|PD1|=x-=x+.故有.【说明】此性质即是:该椭圆上任意一点,到定点F1(-c,0)(F2(c,0))与定直线l1:x=- (l2:x=)的距离之比为定值e(0<e<1).四、用椭圆的焦半径公式证明椭圆的方程现行教材在椭圆部分,只完成了"从曲线到方程"的单向推导,实际上这只完成了任务的一半.而另一半,从"方程到曲线",却留给了学生(关于这一点,被许多学生所忽略了可逆推导过程并不简单,特别是逆过程中的两次求平方根).其实,有了焦半径公式,"证明椭圆方程为所求"的过程显得很简明.【例4】设点P(x,y)适合方程.求证:点P(x,y)到两定点F1(-c,0)和F2(c,0)的距离之和为2a(c2=a2-b2).【分析】这题目是为了完成"从方程到曲线"的这一逆向过程.利用例2导出的焦点半径公式,很快可推出结果.【解答】P(x,y)到F1(-c,0)的距离设作r1=|PF1|.由椭圆的焦点半径公式可知r1=a+ex ①同理还有r2=a-ex ②①+②得r1+r2=2a即|PF1|+|PF2|=2a.即P(x,y)到两定点F1(-c,0)和F2(c,0)的距离之和为2a.【说明】椭圆方程是二元二次方程,而椭圆的焦半径公式是一元一次函数.因此,围绕着椭圆焦半径的问题,运用焦半径公式比运用椭圆方程要显得简便.五、用椭圆焦半径公式推导椭圆方程焦半径公式既然能独立于椭圆方程而直接从椭圆定义导出,那么它也就有推导椭圆方程的价值.【例5】 P(x,y)到两定点F1(-c,0),F2(c,0)距离和为2a的轨迹曲线上任意一点,且有|PF1|=a+,,试求轨迹曲线的方程.【分析】为求曲线的轨迹方程E(x,y)=0可考虑对|PF1|和|PF2|用距离公式.【解答】因为P,F1的坐标分别为(x,y)和(-c,0),且有|PF1|=对|PF1|用距离公式可得令化简即得同理由|PF2|=a-也可推出因此,求得曲线轨迹方程为【说明】椭圆的焦半径函数式与椭圆的方程具有互推性(因为它们都可从椭圆定义直接导出).理论上讲,椭圆方程能解决的问题,其焦半径公式都能解决.自然,若研究的问题是围绕过焦点的线段而展开,那么,焦半径公式则有其长处.六、椭圆中的数列问题从焦半径公式r=a±ex看到,若x1,x2,...,xn成等差数列,则r1,r2,...,rn也成等差数列,这是椭圆焦点半径的一条性质.【例6】若P1(0,y1),P2(x2,y2),P3(4,y3)是椭圆上的三点.F(-3,0)是椭圆的一个焦点,并有2|P2F|=|P1F|+|P3F|=.(1)求x2 ;(2)求椭圆方程.【解析】(1)由2|P2F|=|P1F|+|P3F|知r1,r2,r3成等差数列,故x1,x2,x3也成等差数列. 故有x2=(2)在焦半径公式r=a+中,令 c=3,r=,得a+,即5a2-31a+30=0 解得a1=5,a2=(舍去) 故求得椭圆方程为七、焦半径公式轻取高考题围绕焦半径的高考题,年年都有.如2006年四川卷第15题,就是这类题目.该题的解法很多,正解、别解、妙解、拙解等层出不穷.此题,若会焦半径上陈,绝对是轻巧取胜:不需动笔,一望而答.【例8】(2006年四川川卷第15题)如图把椭圆的长轴AB分成8分,过每个分点作x轴的垂线交椭圆的上半部分于,,......七个点,F是椭圆的一个焦点,则____________.【思考】长轴被8等分,7个等分点x1,x2,......,x7(其中x4=0)自然成等差数列.对应的7条焦半径r1,r2,......,r7自然也成等差数列.显然,r4是r1和r7,r2和r6,r3和r5的等差中项,而r4=a+ex4=a=5.于是有7r4=35.【评说】以上思考过程,不需动笔!????????1。
椭圆的焦点和准线
椭圆的焦点和准线椭圆是一种常见的几何形状,有很多有趣的性质和特点。
其中,焦点和准线是椭圆的重要属性,对于理解椭圆的形状和性质非常有帮助。
焦点(Focus)椭圆的焦点是椭圆形状的关键点之一。
对于一个给定的椭圆,它有两个焦点,通常分布在椭圆的长轴上。
我们可以用字母"F"来表示一个焦点。
根据椭圆的定义,对于任意一点P在椭圆上,到两个焦点的距离之和是一个常数,即PF1 + PF2 = 2a,其中2a是椭圆的长轴的长度。
从焦点的定义可以看出,椭圆的焦点决定了椭圆的形状。
当两个焦点距离很短时,椭圆会接近成为一个圆;当两个焦点距离很长时,椭圆会变得很扁平。
准线(Directrix)准线是与椭圆焦点密切相关的一个概念。
对于一个给定的椭圆,它有两条准线,通常与椭圆的长轴垂直。
我们可以用字母"L"来表示一条准线。
准线是这样定义的:对于任意一点P在椭圆上,到准线的距离与到焦点的距离之比是一个常数,即(PD1/PF1) = (PD2/PF2),其中PD1和PD2分别是点P到两条准线的距离,PF1和PF2分别是点P到两个焦点的距离。
准线的存在和位置也决定了椭圆的形状。
当准线离椭圆较远时,椭圆的形状会更加扁平;当准线离椭圆较近时,椭圆的形状则更加接近圆形。
总结椭圆的焦点和准线是椭圆形状的重要属性,用于描述椭圆的形状和性质。
它们的存在和位置决定了椭圆的形状的偏离程度。
通过理解焦点和准线的概念,我们可以更加深入地研究和探索椭圆的特性。
总的来说,椭圆是一个非常有趣和重要的几何形状,焦点和准线是了解椭圆的关键要素。
通过对焦点和准线的研究,我们可以更好地理解和应用椭圆的知识。
参考资料:。
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(8)从椭圆定义到焦点半径
一、 用椭圆方程求椭圆的焦点半径公式
数学教学的根基是数学概念,如椭圆教学的根基是椭圆的定义.但是在具体数学解题时,不一定每次都是从定义出发,而是从由数学定义引出来的某些已知结论(定理或公式)出发,如解答椭圆问题时,经常从椭圆的方程出发.
【例1】 已知点P (x ,y )是椭圆122
22=+b
y a x 上任意一点,F 1(-c ,0)和F 2(c ,0)是椭圆的两个焦点.求证:|PF 1|=a+x a c ;|PF 2|=a -x a
c . 【分析】 可用距离公式先将|PF 1|和|PF 2|分别表示出来.然后利用椭圆的方程“消y ”即可.
【解答】 由两点间距离公式,可知 |PF 1|=22)(y c x ++ (1)
从椭圆方程122
22
=+b
y a x 解出 )(2222
2x a a b y -= (2)
代(2)于(1)并化简,得
|PF 1|=x a
c a +
(-a ≤x ≤a ) 同理有 |PF 2|=x a c a - (-a ≤x ≤a ) 【说明】 通过例1,得出了椭圆的焦半径公式
r 1=a+ex r 2=a-ex (e =a
c ) 从公式看到,椭圆的焦半径的长度是点P (x,y )横坐标的一次函数. r 1是x 的增函数,r 2是x 的减函数,它们都有最大值a+c ,最小值a-c .从焦半径公式,还可得椭圆的对称性质(关于x,y 轴,关于原点).
二、用椭圆的定义求椭圆的焦点半径
用椭圆方程推导焦半径公式,虽然过程简便,但容易使人误解,以为焦半径公式的成立是以椭圆方程为其依赖的.为了看清焦半径公式的基础性,我们考虑从椭圆定义直接导出公式来.
椭圆的焦半径公式,是椭圆“坐标化”后的产物,按椭圆定义,对焦半径直接用距离公式即可.
【例2】 P (x,y )是平面上的一点,P 到两定点F 1(-c ,0),F 2(c ,0)的距离的和为2a (a>c >0).试用x ,y 的解析式来表示r 1=|PF 1|和r 2=|PF 2|.
【分析】 问题是求r 1=f (x )和r 2=g (x ).先可视x 为参数列出关于r 1和r 2的方程组,然后从中得出r 1和r 2.
【解答】 依题意,有方程组
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=++==+③)(②)(① 22222222121
y c x r
y c x r a r r ②-③得④ 42221cx r r =-
代①于④并整理得r 1-r 2=x a
c 2 ⑤ 联立①,⑤得 ⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧-=+=x a c a r x a c a r 21 【说明】 椭圆的焦半径公式可由椭圆的定义直接导出,对椭圆的方程有自己的独立性.由于公式中含c 而无b ,其基础性显然.
三、 焦半径公式与准线的关系
用椭圆的第二定义,也很容易推出椭圆的焦半径公式.
如图右,点P (x ,y )是以F 1(-c,0)为焦点,以l 1: x=-c
a 2
为准线的椭圆上任意一点.PD ⊥l 1于D.按椭圆 的第二定义,则有
ex a c
a x e PD e PF e PD PF +=+==⇒=)(||||||||2
即r 1=a+ex ,同理有r 2=a-ex.
对中学生来讲,椭圆的这个第二定义有很大的“人为性”.准线c
a x 2
±=缺乏定义的“客观性”.因此,把椭圆的第二定义视作椭圆的一条性质定理更符合逻辑性.
【例3】 P (x ,y )是以F 1(-c ,0),F 2(c ,0)为焦点,以距离之和为2a 的椭圆上任意一点.直线l
为x=-c
a 2
,PD 1⊥l 交l 于D 1. 求证:e PD PF =|
|||11. 【解答】 由椭圆的焦半径公式 |PF 1|=a +ex .
对|PD 1|用距离公式 |PD 1|=x-)(2
c
a -=x+c a 2. 故有e c
a x c a x e c a x ex a PD PF =++=++=2
2
211)(||||
.
【说明】 此性质即是:该椭圆上任意一点,到定点F 1(-c,0)(F 2(c,0))与定直线l 1:x =-c a 2(l 2:x=c a 2
)的距离之比为定值e (0<e<1).
四、用椭圆的焦半径公式证明椭圆的方程
现行教材在椭圆部分,只完成了“从曲线到方程”的单向推导,实际上这只完成了任务的一半.而另一半,从“方程到曲线”,却留给了学生(关于这一点,被许多学生所忽略了可逆推导过程并不简单,特别是逆过程中的两次求平方根).
其实,有了焦半径公式,“证明椭圆方程为所求”的过程显得很简明.
【例4】 设点P (x ,y )适合方程122
22
=+b y a x .求证:点P (x ,y )到两定点F 1(-c,0)和F 2(c ,
0)的距离之和为2a (c 2=a 2-b 2).
【分析】 这题目是为了完成“从方程到曲线”的这一逆向过程.利用例2导出的焦点半径公式,很快可推出结果.
【解答】 P (x ,y )到F 1(-c ,0)的距离设作r 1=|PF 1|.由椭圆的焦点半径公式可知
r 1=a+ex ①
同理还有
r 2=a-ex ②
①+② 得 r 1+r 2=2a
即 |PF 1|+|PF 2|=2a .
即P (x ,y )到两定点F 1(-c ,0)和F 2(c,0)的距离之和为2a.
【说明】 椭圆方程是二元二次方程,而椭圆的焦半径公式是一元一次函数.因此,围绕着椭圆焦半径的问题,运用焦半径公式比运用椭圆方程要显得简便.
五、用椭圆焦半径公式推导椭圆方程
焦半径公式既然能独立于椭圆方程而直接从椭圆定义导出,那么它也就有推导椭圆方程的价值.
【例5】 P (x ,y )到两定点F 1(-c ,0),F 2(c ,0)距离和为2a 的轨迹曲线上任意一点,且有|PF 1|=a+x a
c a PF x a c -=||,2,,试求轨迹曲线的方程. 【分析】 为求曲线的轨迹方程E (x ,y )=0可考虑对|PF 1|和|PF 2|用距离公式.
【解答】 因为P ,F 1的坐标分别为(x ,y )和(-c ,0),且有
|PF 1|=x a
c a + 对|PF 1|用距离公式可得 222)()(x a c a y c x +
=++ 令 222c a b -=
化简即得 .122
22
=+b y a x
同理由|PF 2|=a-x a c 也可推出 .122
22=+b
y a x 因此,求得曲线轨迹方程为.12222
=+b y a x
【说明】 椭圆的焦半径函数式与椭圆的方程具有互推性(因为它们都可从椭圆定义直接导出).理论上讲,椭圆方程能解决的问题,其焦半径公式都能解决.自然,若研究的问题是围绕过焦点的线段而展开,那么,焦半径公式则有其长处.
六、椭圆中的数列问题
从焦半径公式r=a ±ex 看到,若x 1,x 2,…,x n 成等差数列,则r 1,r 2,…,r n 也成等差数列,这是椭圆焦点半径的一条性质.
【例6】 若P 1(0,y 1),P 2(x 2,y 2),P 3(4,y 3)是椭圆122
22
=+b y a x 上的三点.F (-3,0)是椭
圆的一个焦点,并有2|P 2F |=|P 1F |+|P 3F |=5
62. (1)求x 2 ; (2)求椭圆方程.
【解析】 (1)由2|P 2F |=|P 1F |+|P 3F |知r 1,r 2,r 3成等差数列,故x 1,x 2,x 3也成等差数列. 故有 x 2=.22
21=+x x (2)在焦半径公式 r=a+x a c 中,令 c=3,r=531,得a+5
316=a , 即 5a 2-31a +30=0
解得 a 1=5,a 2=5
6(舍去) 故求得椭圆方程为 .116
252
2=+y x
七、 焦半径公式轻取高考题
围绕焦半径的高考题,年年都有.如2006年四川卷第15题,就是这类题目.该题的解法很多,正解、别解、妙解、拙解等层出不穷.此题,若会焦半径上陈,绝对是轻巧取胜:不需动笔,一望而答.
【例8】 (2006年四川川卷第15题)
如图把椭圆22
12516
x y +=的长轴AB 分成8分,过每个分 点作x 轴的垂线交椭圆的上半部分于1P ,2P
,……7P 七个 点,F 是椭圆的一个焦点,则127......PF P F P F +++=____________.
【思考】 长轴被8等分,7个等分点x 1,x 2,……,x 7(其中x 4=0)自然成等差数列.对应的7条焦半径r 1,r 2,……,r 7自然也成等差数列.显然,r 4是r 1和r 7,r 2和r 6,r 3和r 5的等差中项,而r 4=a+ex 4=a=5. 于是有127......PF P F P F +++=7r 4=35.
【评说】 以上思考过程,不需动笔!。