椭圆定义与几何意义有关习题及问题详解
椭圆的几何性质练习题
椭圆的几何性质练习题椭圆的几何性质练习题椭圆是数学中一种重要的几何形状,具有许多特殊的性质和应用。
在本文中,我们将通过一些练习题来探索椭圆的一些几何性质。
练习题一:椭圆的定义1. 如何定义一个椭圆?2. 椭圆的焦点和直径分别是什么?练习题二:椭圆的离心率1. 什么是椭圆的离心率?2. 离心率为1的椭圆是什么特殊的形状?练习题三:椭圆的焦点性质1. 椭圆的焦点位于什么位置?2. 如何通过椭圆的焦点和直径来确定椭圆的方程?练习题四:椭圆的长轴和短轴1. 如何确定椭圆的长轴和短轴?2. 长轴和短轴之间的关系是什么?练习题五:椭圆的周长和面积1. 如何计算椭圆的周长和面积?2. 椭圆的周长和面积与长轴和短轴之间有什么关系?练习题六:椭圆的焦点到点的距离1. 如何计算椭圆上任意一点到焦点的距离?2. 椭圆上任意一点到焦点的距离与椭圆的离心率之间有什么关系?练习题七:椭圆的应用1. 椭圆在日常生活中有哪些应用?2. 椭圆在科学和工程领域中有哪些应用?通过以上练习题,我们可以更好地理解和掌握椭圆的几何性质。
椭圆作为一种特殊的几何形状,具有许多独特的特点和应用,对于数学和实际问题的解决都具有重要意义。
在解答这些练习题的过程中,我们需要熟练掌握椭圆的定义、离心率、焦点性质、长轴和短轴的确定方法,以及椭圆的周长、面积和焦点到点的距离的计算方法。
同时,我们还需要了解椭圆在不同领域中的应用,以便更好地理解和应用椭圆的几何性质。
通过不断的练习和思考,我们可以逐渐提高对椭圆的理解和应用能力。
椭圆作为数学中的一种重要几何形状,不仅具有美丽的形态,还具有广泛的应用价值。
在学习和应用中,我们应该保持好奇心和求知欲,不断探索和发现椭圆的更多奥秘。
总之,椭圆的几何性质是数学中的重要内容之一,通过练习题的探索和解答,我们可以更好地理解和应用椭圆的特点和应用。
希望通过这些练习题,读者们能够对椭圆有更深入的了解,并能够在实际问题中灵活运用椭圆的几何性质。
椭圆的几何性质知识点归纳及典型例题及练习(付答案)
(一)椭圆的定义:1、椭圆的定义:平面内与两个定点1F 、2F 的距离之和等于定长(大于12||F F )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点 1F 、2F 叫做椭圆的焦点,两焦点的距离12||F F 叫做椭圆的焦距。
对椭圆定义的几点说明: (1)“在平面内”是前提,否则得不到平面图形(去掉这个条件,我们将得到一个椭球面);(2)“两个定点”的设定不同于圆的定义中的“一个定点”,学习时注意区分; (3)作为到这两个定点的距离的和的“常数”,必须满足大于| F 1F 2|这个条件。
若不然,当这个“常数”等于| F 1F 2|时,我们得到的是线段F 1F 2;当这个“常数”小于| F 1F 2|时,无轨迹。
这两种特殊情况,同学们必须注意。
(4)下面我们对椭圆进行进一步观察,发现它本身具备对称性,有两条对称轴和一个对称中心,我们把它的两条对称轴与椭圆的交点记为A 1, A 2, B 1, B 2,于是我们易得| A 1A 2|的值就是那个“常数”,且|B 2F 2|+|B 2F 1|、|B 1F 2|+|B 1F 1|也等于那个“常数”。
同学们想一想其中的道理。
(5)中心在原点、焦点分别在x 轴上,y 轴上的椭圆标准方程分别为:22222222x y y x 1(a b 0),1(a b 0),a b a b +=>>+=>> 相同点是:形状相同、大小相同;都有 a > b > 0 ,222a cb =+。
不同点是:两种椭圆相对于坐标系的位置不同,它们的焦点坐标也不同(第一个椭圆的焦点坐标为(-c ,0)和(c ,0),第二个椭圆的焦点坐标为(0,-c )和(0,c )。
椭圆的焦点在 x 轴上⇔标准方程中x 2项的分母较大;椭圆的焦点在 y 轴上⇔标准方程中y 2项的分母较大。
(二)椭圆的几何性质:椭圆的几何性质可分为两类:一类是与坐标系有关的性质,如顶点、焦点、中心坐标;一类是与坐标系无关的本身固有性质,如长、短轴长、焦距、离心率.对于第一类性质,只要2222x y 1(a b 0)a b +=>>的有关性质中横坐标x 和纵坐标y 互换,就可以得出2222y x 1(a b 0)a b +=>>的有关性质。
高中数学椭圆的性质及相关题目解析
高中数学椭圆的性质及相关题目解析椭圆是高中数学中一个重要的几何图形,它有着独特的性质和应用。
本文将从椭圆的定义、性质以及相关题目解析等方面进行阐述,帮助高中学生更好地理解和应用椭圆。
一、椭圆的定义与性质椭圆是平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a的点P的轨迹。
其中,F1和F2称为椭圆的焦点,线段F1F2的长度为2c,a和c之间的关系为a > c。
椭圆的长轴是通过焦点的直线段,长度为2a;短轴是与长轴垂直的直线段,长度为2b,且满足a > b > c。
椭圆的离心率e定义为e = c / a,离心率决定了椭圆的形状。
当e < 1时,椭圆是一个封闭曲线;当e = 1时,椭圆变成一个抛物线;当e > 1时,椭圆变成一个双曲线。
椭圆的焦点和准线的性质也是我们需要了解的。
焦点到椭圆上任意一点的距离之和等于椭圆的长轴长度,即PF1 + PF2 = 2a;准线是与长轴平行且过焦点的直线,焦点到准线的距离等于椭圆的离心率乘以焦点到椭圆上任意一点的距离,即PD =e * PF。
二、椭圆的相关题目解析1. 题目:已知椭圆的长轴长为10,短轴长为8,求椭圆的离心率。
解析:根据椭圆的定义,我们知道a = 5,b = 4。
将a和c的值代入离心率公式e = c / a,可得e = 4 / 5。
2. 题目:已知椭圆的焦点坐标分别为F1(-3, 0)和F2(3, 0),且焦点到准线的距离为2,求椭圆的方程。
解析:根据椭圆的性质,焦点到准线的距离等于椭圆的离心率乘以焦点到椭圆上任意一点的距离,即2 = e * a。
由于焦点到准线的距离为2,而椭圆的长轴长度为2a,所以a = 1。
再根据焦点的坐标,可得椭圆的中心为O(0, 0)。
因此,椭圆的方程为x^2 + y^2 / 1^2 = 1,即x^2 + y^2 = 1。
3. 题目:已知椭圆的焦点坐标分别为F1(-2, 0)和F2(2, 0),准线方程为x = 3,求椭圆的方程。
高考椭圆题型总结(最新整理)
高考椭圆题型总结(最新整理)椭圆题型总结一、椭圆的定义和方程问题(一)定义:PA+PB=2a>2c1.命题甲:动点到两点的距离之和命题乙: 的轨迹P B A ,);,0(2常数>=+a a PB PA P 是以A 、B 为焦点的椭圆,则命题甲是命题乙的 ()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件2.已知、是两个定点,且,若动点满足则动点的轨迹1F 2F 421=F F P 421=+PF PF P 是()A.椭圆B.圆C.直线D.线段3.已知、是椭圆的两个焦点, 是椭圆上的一个动点,如果延长到,使得1F 2F P P F 1Q ,那么动点的轨迹是( )2PF PQ =Q A.椭圆 B.圆 C.直线 D.点4.已知、是平面内的定点,并且,是内的动点,且1F 2F α)0(221>=c c F F M α,判断动点的轨迹.a MF MF 221=+M 5.椭圆上一点到焦点的距离为2,为的中点,是椭圆的中192522=+y x M 1F N 1MF O 心,则的值是。
ON (二)标准方程求参数范围若方程表示椭圆,求k 的范围.(3,4)U (4,5)13522=-+-k y k x 2.( )轴上的椭圆”的表示焦点在”是“方程“y ny mx n m 1022=+>>A.充分而不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件3.已知方程表示焦点在Y 轴上的椭圆,则实数m 的范围是.112522=-+-m y m x 4.已知方程表示焦点在Y 轴上的椭圆,则实数k 的范围是 .222=+ky x 5.方程所表示的曲线是.231y x -=6.如果方程表示焦点在轴上的椭圆,求实数的取值范围。
222=+ky x y k 7.已知椭圆的一个焦点为,求的值。
06322=-+m y mx )2,0(m 8.已知方程表示焦点在X 轴上的椭圆,则实数k 的范围是.=+ky x (三)待定系数法求椭圆的标准方程1.根据下列条件求椭圆的标准方程:(1)两个焦点的坐标分别为(0,5)和(0,-5),椭圆上一点到两焦点的距离之和为26;P (2)长轴是短轴的2倍,且过点(2,-6);(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)2,3(),1,6(21--P P 椭圆方程.2.以和为焦点的椭圆经过点点,则该椭圆的方程)0,2(1-F )0,2(2F )2,0(A 为。
(完整版)椭圆定义与几何意义有关习题及答案
椭圆定义与几何意义习题及答案一、选择题 (每小题4分,共40分)1. 若方程x 2+ky 2=2表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围为 ( ) A .(0,+∞) B .(0,2)C .(1,+∞)D .(0,1)2. 已知1F 、2F 是椭圆的两个焦点,满足12.0MF MF =u u u u r u u u u r 的点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( )A .(0,1)B . 1(0,]2C .(0,)2D .[2 3. 已知椭圆1121622=+y x 的左焦点是1F ,右焦点是2F ,点P 在椭圆上,如果线段1PF 的中点在y 轴上,那么 12:PF PF 的值为A .35B .12C .56D .534. 已知椭圆的两个焦点为)0,5(1-F ,)0,5(2F ,M 是椭圆上一点,若021=⋅MF MF 8=,则该椭圆的方程是( ) (A) 12722=+y x (B) 17222=+y x(C) 14922=+y x (D) 19422=+y x5. 设椭圆22221(00)x y m n m n+=>>,的右焦点与抛物线28y x =的焦点相同,离心率为12,则此椭圆的方程为( )A .2211216x y +=B .2211612x y +=C .2214864x y +=D .2216448x y +=6. 椭圆22ax +22b y =1(a >b >0)上一点A 关于原点的对称点为B ,F 为其右焦点,若AF ⊥BF ,设∠ABF =α,且α∈[12π,4π],则该椭圆离心率的取值范围为( ) A .[22,1 ) B .[22,36] C .[36,1) D .[22,23] 7. 设抛物线)0(22>=p px y 的焦点F 恰好是椭圆12222=+by a x ()0>>b a 的右焦点,且两条曲线的交点的连线过点F ,则该椭圆的离心率为 (A )23-(B )32(C )12- (D )36 8. 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上有一点M ,12,F F 是椭圆的两个焦点,若2212||||b MF MF =⋅,则椭圆离心率的范围是( ) A .]22,0( B .)1,22[C .)1,23[D .)1,2[9. 设椭圆)0,0(12222>>=+n m n y m x 的右焦点与抛物线x y 82=的焦点相同,离心率为21,则此椭圆的方程为 ( ) A.1161222=+y x B.1121622=+y x C.1644822=+y x D.1486422=+y x 10. 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上有一点M ,12,F F 是椭圆的两个焦点,若2212||||b MF MF =⋅,则椭圆离心率的范围是( ) A .]22,0( B .)1,22[ C .)1,23[ D .)1,2[二、填空题 (共4小题,每小题4分)11. 已知椭圆C1与双曲线C2有相同的焦点F1、F2,点P 是C1与C2的一个公共点,12PF F ∆是一个以PF1为底的等腰三角形,1||4,PF =C1的离心率为3,7则C2的离心率为 。
椭圆的定义及几何性质试题 精选精练
椭圆的定义及几何性质题型一:椭圆的定义及其应用1、判断轨迹:例:已知12,F F 是定点,动点M 满足12||||8MF MF +=,且12||8F F =则点M 的轨迹为( ) A .椭圆 B.直线 C.圆 D.线段变式:1 已知21F F 、为椭圆192522=+y x 的两个焦点,过1F 的直线交椭圆于,A B 两点.若1222=+B F A F ,则AB = .2、利用定义例:已知椭圆x 26+y 22=1与双曲线x 23-y 2=1的公共焦点F 1,F 2,点P 是两曲线的一个公共点,则cos ∠F 1PF 2的值为( ).A.14 B.13 C.19 D.35变式:1、(·青岛模拟)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 =________.2、 已知△ABC 的顶点B ,C 在椭圆x 23+y 2=1上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC 边上,则△ABC 的周长是( ).A .2 3 B .6C .4 3 D .123、已知F 1,F 2是椭圆x 216+y 29=1的两焦点,过点F 2的直线交椭圆于A ,B 两点,在△AF 1B 中,若有两边之和是10,则第三边的长度为( )A .6 B .5 C .4 D .3 4、已知F 1,F 2是椭圆2212516x y +=的两焦点,过点F 2的直线交椭圆于1122(,)(,)A x y B x y 两点,△AF 1B 的内切圆的周长为π,则12||y y -为( ) A 10.3B 20.3C 5.3D 3、转化定义例:设椭圆x 22+y 2m =1和双曲线y 23-x 2=1的公共焦点分别为F 1、F 2,P 为这两条曲线的一个交点,则|PF 1|·|PF 2|的值等于________.变式练习:1.已知P 为椭圆x 225+y 216=1上的一点,M ,N 分别为圆(x +3)2+y 2=1和圆(x -3)2+y 2=4上的点,则|PM |+|PN |的最小值为( )A .5B .7C .13D .15题型二:椭圆的标准方程和性质例:[例1] (1)(2017·广东高考)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=1 B.x 24+y 23=1 C.x 24+y 22=1 D.x 24+y 23=1(2)(2016·岳阳模拟)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 交椭圆C 于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么椭圆C 的方程为________.变式练习1.已知椭圆的长轴是短轴的3倍,且过A (3,0),并且以坐标轴为对称轴,求椭圆的标准方程_____2.(2018·山东)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32.双曲线x 2-y 2=1的渐近线与椭圆C 有四个交点,以这四个交点为顶点的四边形的面积为16,则椭圆C 的方程为 ( ) A.x 28+y 22=1 B.x 212+y 26=1 C.x 216+y 24=1 D.x 220+y 25=1 题型三:椭圆的重要性质------离心率示例:如图A 、B 、C 分别为x 2a 2+y 2b2=1 (a >b >0)的顶点与焦点,若∠ABC =90°,则该椭圆的离心率为( ) A.-1+52 B .1-22 C.2-1 D.22变式1.把条件“A 、B 、C 分别为x 2a 2+y 2b2=1 (a >b >0)的顶点与焦点, 若∠ABC =90°“改为“F 1、F 2分别为椭圆22221(0)x y a b a b+=>>,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 .若∠F 1AB =90°”求椭圆的离心率;2.把条件“A 、B 、C 分别为x 2a 2+y 2b2=1 (a >b >0)的顶点与焦点,若∠ABC =90°”改为“椭圆通过A ,B 两点,它的一个焦点为点C ,且AB =AC =1,090BAC ∠=,椭圆的另一个焦点在AB 上”,求椭圆的离心率为________. 3.把条件“A 、B 、C 分别为x 2a 2+y 2b2=1 (a >b >0)的顶点与焦点,若∠ABC =90°“改为“F 1、F 2分别为圆锥曲线的左、右焦点,曲线上存在点P 使|PF 1|∶|F 1F 2|∶|PF 2|=4∶3∶2,则曲线Γ的离心率等于( )A.12或32B.23或2C.12或2D.23或324. A ,B 左、右焦点分别是F 1,F 2.若|AF 1|,|F 1F 2|,|F 1B|成等比数列,则此椭圆的离心率为 。
椭圆定义及标准方程专项练习含解析
定义及标准方程一、单选题(共28题;共56分)1.已知椭圆+=1的两个焦点F1,F2,M是椭圆上一点,且|MF1|-|MF2|=1,则△MF1F2是( )A. 钝角三角形B. 直角三角形C. 锐角三角形D. 等边三角形2.已知椭圆上的一点到左焦点的距离为6,则点到右焦点的距离为()A. 4B. 6C. 7D. 143.已知椭圆的两个焦点是,椭圆上任意一点与两焦点距离的和等于4,则椭圆C的离心率为()A. B. C. D. 24.如果方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是().A. B. C. D.5.已知椭圆的一点到椭圆的一个焦点的距离等于6,那么点到椭圆的另一个焦点的距离等于( )A. 2B. 4C. 6D. 86.椭圆的左右焦点分别为,,一条直线经过与椭圆交于,两点,则的周长为()A. B. 6 C. D. 127.已知椭圆的一个焦点坐标为,则k的值为()A. 1B. 3C. 9D. 818.已知椭圆的中点在原点,焦点在轴上,且长轴长为,离心率为,则椭圆的方程为().A. B. C. D.9.椭圆的焦距为8,且椭圆的长轴长为10,则该椭圆的标准方程是()A. B. 或C. D. 或10.方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是()A. B. C. D.11.若直线经过椭圆的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的标准方程为()A. B. C. 或 D. 以上答案都不对12.已知椭圆C:中,,,则该椭圆标准方程为A. B. C. D.13.已知方程的曲线是焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是()A. B. C. D. 且14.已知椭圆的两个焦点是,且点在椭圆上,则椭圆的标准方程是()A. B. C. D.15.P为椭圆上一点,、为左右焦点,若则△的面积为()A. B. C. 1 D. 316.已知椭圆:()的左、右焦点为,,离心率为,过的直线交于,两点.若的周长为,则的方程为()A. B. C. D.17.以双曲线的焦点为顶点,顶点为焦点的椭圆方程为( )A. B. C. D.18.椭圆的焦点在轴上,中心在原点,其短轴上的两个顶点和两个焦点恰好为边长为的正方形的顶点,则椭圆的标准方程为()A. B. C. D.19.椭圆的焦距为2,则m的值等于A. 5或3B. 8C. 5D. 或20.焦点坐标为,长轴长为10,则此椭圆的标准方程为()A. B. C. D.21.点A(a,1)在椭圆的内部,则a的取值范围是()A. -<a<B. a<-或a>C. -2<a<2D. -1<a<122.已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是()A. B. C. D.23.椭圆的一个焦点坐标是()A. B. C. D.24.已知F1F2为椭圆的两个焦点,过F2作椭圆的弦AB,若的周长为16,椭圆的离心率,则椭圆的方程为()A. B. C. D.25.“”是“方程表示焦点在y轴上的椭圆”的( )A. 充分而不必要条件B. 必要而不充分条件C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件26.已知、为椭圆两个焦点,P为椭圆上一点且,则()A. 3B. 9C. 4D. 527.已知椭圆的焦点在轴上,离心率为,则的值为()A. B. C. D. 或28.方程2x2+ky2=1表示的是焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围是( )A. (0,+∞)B. (2,+∞)C. (0,2)D. (0,1)二、填空题(共17题;共19分)29.已知椭圆中心在原点,一个焦点为,且长轴长是短轴长的2倍.则该椭圆的长轴长为________;其标准方程是________.30.已知椭圆的左、右两个焦点分别为,若经过的直线与椭圆相交于两点,则的周长等于________31.已知F1,F2为椭圆的两个焦点,过F1的直线交椭圆于A,B两点,若|F2A|+|F2B|=12,则|AB|=________.32.已知两定点、,且是与的等差中项,则动点P的轨迹方程是________ .33.已知点,点B是圆F:(F为圆心)上一动点,线段AB的垂直平分线交于点,则动点的轨迹方程为________.34.已知椭圆C:,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________.35.已知椭圆:的左、右焦点分别为、,以为圆心作半经为1的圆,为椭圆上一点,为圆上一点,则的取值范围为________.36.焦点在x轴上,短轴长等于16,离心率等于的椭圆的标准方程为________.37.椭圆的焦点为,点P在椭圆上,若,则的大小为________.38.P是椭圆上的点,F1和F2是该椭圆的焦点,则k=|PF1|·|PF2|的最大值是________。
专题39 椭圆知识点和典型例题(解析版)
专题39 椭圆知识点和典型例题〔解析版〕1、定义:平面内与两个定点,的距离之和等于常数〔大于〕的点的轨迹称为椭圆.即:。
这两个定点称为椭圆的焦点,两焦点的距离称为椭圆的焦距. 2、椭圆的几何性质:焦点的位置 焦点在轴上焦点在轴上 图形标准方程 范围且 且 顶点、、、、轴长 短轴的长长轴的长焦点 、、焦距对称性 关于轴、轴、原点对称离心率e 越小,椭圆越圆;e 越大,椭圆越扁题型一:求椭圆的解析式例1.求椭圆224936x y +=的长轴长、焦距、焦点坐标、顶点坐标;通径 过椭圆的焦点且垂直于对称轴的弦称为通径:2b 2/a焦半径公式⎪⎭⎫ ⎝⎛-2325,【详解】椭圆224936x y +=化为标准方程22194x y +=,∴3a =,2b =,∴c ==∴椭圆的长轴长为26a =,焦距为2c =焦点坐标为()1F,)2F ,顶点坐标为()13,0A -,()23,0A ,()10,2B -,()20,2B . 例2.求适合以下条件的椭圆标准方程:〔1〕与椭圆2212x y +=有相同的焦点,且经过点3(1,)2〔2〕经过(2,(22A B 两点 【详解】〔1〕椭圆2212x y +=的焦点坐标为(1,0)±,∵椭圆过点3(1,)2,∴24a =,∴2,a b ==,∴椭圆的标准方程为22143x y +=.〔2〕设所求的椭圆方程为221(0,0,)x y m n m n m n+=>>≠.把(2,(A B 两点代入, 得:14213241mnm n⎧⎪+=⎪⎪⎨⎪⎪+=⎪⎩,解得81m n ==,, ∴椭圆方程为2218x y +=.题型二:求轨迹例3.在同一平面直角坐标系xOy 中,圆224x y +=经过伸缩变换:12x x y y ϕ=⎧⎪⎨=''⎪⎩后,得到曲线C .求曲线C 的方程; 【详解】设圆224x y +=上任意一点(),M x y 经过伸缩变换:12x xy y ω=⎧⎪⎨=''⎪⎩得到对应点(),M x y '''.将x x '=,2y y '=代入224x y +=,得()2224x y ''+=,化简得2214x y ''+=.∴曲线C 的方程为2214x y +=;例4.ABC 中,角、、A B C 所对的边分别为,>>、、a b c a c b ,且2,2=+=c a b c ,求点C 的轨迹方程. 【详解】由题意,以AB 所在直线为x 轴,线段AB 的垂直平分线为y 轴建立平面直角坐标系, 如下图,因为2c =,那么(1,0),(1,0)A B -,设(,)C x y , 因为2a b c +=,即||||2||CB CA AB +=,4=,整理得所以22143x y +=,因为a b >,即||||CB CA >,所以点C 只能在y 轴的左边,即0x <. 又ABC 的三个顶点不能共线,所以点C 不能在x 轴上,即2x ≠-.所以所求点C 的轨迹方程为221(20)43x y x +=-<<.例5在圆228x y +=上任取一点P ,过P 作x 轴的垂线PD ,D 为垂足.当点P 在圆上运动时,求线段PD 的中点Q 的轨迹方程. 【详解】解:在圆228x y +=上任取一点P ,过P 作x 轴的垂线PD ,D 为垂足,设0(P x ,0)y ,(,)M x y ,0(D x ,0),M 是PD 的中点,0x x ∴=,02y y =,又P 在圆228x y +=上,22008x y ∴+=,即2248x y +=,∴22182x y +=,∴线段PD 的中点M 的轨迹方程是22182x y +=.题型三:求参数的范围例6:椭圆2222:1(0)y x C a b a b+=>>的上下两个焦点分别为12,F F ,过点1F 与y 轴垂直的直线交椭圆C 于 ,M N 两点,2MNF ∆C 〔1〕求椭圆C 的标准方程;〔2〕O 为坐标原点,直线:l y kx m =+与y 轴交于点P ,与椭圆C 交于,A B 两个不同的点,假设存在实数λ,使得4OA OB OP λ+=,求m 的取值范围.由题意2MNF ∆的面积为21212||2b cF F MN c MN a===由得c a =21b =,∴24a =, ∴椭圆C 的标准方程为2214y x +=.〔Ⅱ〕假设0m =,那么()0,0P ,由椭圆的对称性得AP PB =,即0OA OB +=, ∴0m =能使4OA OB OP λ+=成立. 假设0m ≠,由4OA OB OP λ+=,得144OP OA OB λ=+, 因为A ,B ,P 共线,所以14λ+=,解得3λ=.设()11,A x kx m +,()22,B x kx m +,由22,{440,y kx m x y =++-=得()2224240k x mkx m +++-=,由得()()222244440m k k m ∆=-+->,即2240k m -+>,且12224km x x k -+=+,212244m x x k -=+,由3AP PB =,得123x x -=,即123x x =-,∴()21212340x x x x ++=, ∴()()2222224412044m k m k k-+=++,即222240m k m k +--=.当21m =时,222240m k m k +--=不成立,∴22241m k m -=-,∵2240k m -+>,∴2224401m m m --+>-,即()222401m m m ->-, ∴214m <<,解得21m -<<-或12m <<.综上所述,m 的取值范围为{|21012}m m m m -<<-=<<或或.直线与圆锥曲线的位置关系2.直线与圆锥曲线的位置关系: ⑴.从几何角度看:〔特别注意〕要特别注意当直线与双曲线的渐进线平行时,直线与双曲线只有一个交点;当直线与抛物线的对称轴平行或重合时,直线与抛物线也只有一个交点。
椭圆的定义及几何性质(含答案)
椭圆的定义及其几何性质[要点梳理]1.椭圆的概念平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这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.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a<c,则集合P为空集.2.椭圆的标准方程和几何性质椭圆的常用性质(1)设椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上任意一点P(x,y),则当x=0时,|OP|有最小值b,P点在短轴端点处;当x=±a时,|OP|有最大值a,P点在长轴端点处.(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为斜边,a2=b2+c2.(3)已知过焦点F1的弦AB,则△ABF2的周长为4a.[基础自测]一、思考辨析判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.(1)平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.()(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)椭圆既是轴对称图形,又是中心对称图形.()(5)方程mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)表示的曲线是椭圆.()(6)x2a2+y2b2=1(a>b>0)与y2a2+x2b2=1(a>b>0)的焦距相同.()答案:(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)√二、小题查验1.设P是椭圆x225+y216=1上的点,若F1,F2是椭圆的两个焦点,则|PF1|+|PF2|等于()A.4B.5 C.8 D.10解析:D[由椭圆的定义知:|PF1|+|PF2|=2×5=10.]2.已知椭圆x225+y2m2=1(m>0)的左焦点为F1(-4,0),则m=()A.2 B.3 C.4 D.9解析:B[由题意知25-m2=16,解得m2=9,又m>0,所以m=3.]3.已知椭圆C:x2a2+y24=1的一个焦点为(2,0),则C的离心率为()A .13B .12C .22D .223解析:C [由椭圆x 2a 2+y 24=1知b 2=4,∴b =2,c =2,∴a =b 2+c 2=22.∴椭圆的离心率e =c a =222=22.]4.过点A (3,-2)且与椭圆x 29+y 24=1有相同焦点的椭圆的方程为( )A .x 215+y 210=1B .x 225+y 220=1C .x 210+y 215=1D .x 220+y 215=1解析:A [由题意知c 2=5,可设椭圆方程为x 2λ+5+y 2λ=1(λ>0),则9λ+5+4λ=1,解得λ=10或λ=-2(舍去),∴所求椭圆的方程为x 215+y 210=1.]5.若方程x 25-k +y 2k -3=1表示椭圆,则k 的取值范围是__________.解析:由已知得⎩⎪⎨⎪⎧5-k >0,k -3>0,5-k ≠k -3,解得3<k <5且k ≠4. 答案:(3,4)∪(4,5) 三、大题突破1.分别求出满足下列条件的椭圆的标准方程.(1)与椭圆x 24+y 23=1有相同的离心率且经过点(2,-3);(2)已知点P 在以坐标轴为对称轴的椭圆上,且P 到两焦点的距离分别为5,3,过P 且 与长轴垂直的直线恰过椭圆的一个焦点.解:(1)由题意,设所求椭圆的方程为x 24+y 23=t 1或y 24+x 23=t 2(t 1,t 2>0),因为椭圆过点(2,-3),所以t 1=224+(-3)23=2,或t 2=(-3)24+223=2512.故所求椭圆的标准方程为x 28+y 26=1或y 2253+x 2254=1.(2)由于焦点的位置不确定,所以设所求的椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)或y 2a 2+x 2b 2=1(a >b>0),由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧2a =5+3,(2c )2=52-32,解得a =4,c =2,所以b 2=12. 故椭圆方程为x 216+y 212=1或y 216+x 212=1.2.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点(2,1),且离心率为22.(1)求椭圆C 的方程;(2)设M ,N 是椭圆上的点,直线OM 与ON (O 为坐标原点)的斜率之积为-12.若动点P满足OP →=OM →+2ON →,求点P 的轨迹方程.解:(1)因为e =22,所以b 2a 2=12,又椭圆C 经过点(2,1),所以2a 2+1b 2=1,解得a 2=4,b 2=2,所以椭圆C 的方程为x 24+y 22=1.(2)设P (x ,y ),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则由OP →=OM →+2ON →得x =x 1+2x 2,y =y 1+2y 2, 因为点M ,N 在椭圆x 24+y 22=1上,所以x 21+2y 21=4,x 22+2y 22=4,故x 2+2y 2=(x 21+4x 1x 2+4x 22)+2(y 21+4y 1y 2+4y 22)=(x 21+2y 21)+4(x 22+2y 22)+4(x 1x 2+2y 1y 2)=20+4(x 1x 2+2y 1y 2).设k OM ,k ON 分别为直线OM 与ON 的斜率,由题意知, k OM ·k ON =y 1y 2x 1x 2=-12,因此x 1x 2+2y 1y 2=0,所以x 2+2y 2=20,故点P 的轨迹方程为x 220+y 210=1.第1课时 椭圆的定义及简单几何性质[考点梳理]1.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=1C .x 248-y 264=1D .x 264+y 248=1[解析] 设圆M 的半径为r ,则|MC 1|+|MC 2|=(13-r )+(3+r )=16,又|C 1C 2|=8<16,∴动圆圆心M 的轨迹是以C 1、C 2为焦点的椭圆,且2a =16,2c =8,则a =8,c =4,∴b 2=48,故所求的轨迹方程为x 264+y 248=1.2.F 1,F 2是椭圆x 29+y 27=1的两个焦点,A 为椭圆上一点,且∠AF 1F 2=45°,则△AF 1F 2的面积为( )A .7B .74C .72D .752[解析] 由题意得a =3,b =7,c =2, ∴|F 1F 2|=22,|AF 1|+|AF 2|=6.∵|AF 2|2=|AF 1|2+|F 1F 2|2-2|AF 1|·|F 1F 2|cos 45°=|AF 1|2-4|AF 1|+8, ∴(6-|AF 1|)2=|AF 1|2-4|AF 1|+8.∴|AF 1|=72,∴S △AF 1F 2=12×72×22×22=72.[答案] (1)D (2)C3.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 |,且|AB |=4,△ABF 2的周长为16,则|AF 2|=________. 解析:由|AF 1|=3|F 1B |,|AB |=4,得|AF 1|=3, ∵△ABF 2的周长为16,∴4a =16,∴a =4. 则|AF 1|+|AF 2|=2a =8, ∴|AF 2|=8-|AF 1|=8-3=5.4.已知F 1、F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=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:设|PF 1|=r 1,|PF 2|=r 2,则⎩⎪⎨⎪⎧r 1+r 2=2a ,r 21+r 22=4c 2, 所以2r 1r 2=(r 1+r 2)2-(r 21+r 22)=4a 2-4c 2=4b 2,所以S △PF 1F 2=12r 1r 2=b 2=9,所以b =3. 答案:(1)5 (2)31.若直线x -2y +2=0经过椭圆的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的标准方程为( )A .x 25+y 2=1B .x 24+y 25=1C .x 25+y 2=1或x 24+y 25=1D .x 24+y 2=1[解析] C [直线与坐标轴的交点为(0,1),(-2,0), 由题意知当焦点在x 轴上时,c =2,b =1, ∴a 2=5,所求椭圆的标准方程为x 25+y 2=1.当焦点在y 轴上时,b =2,c =1,∴a 2=5,所求椭圆的标准方程为y 25+x 24=1.] 2.一个椭圆的中心在原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,P (2,3)是椭圆上一点,且|PF 1|,|F 1F 2|,|PF 2|成等差数列,则椭圆的标准方程为( )A .x 28+y 26=1B .x 216+y 26=1C .x 24+y 22=1D .x 28+y 24=1[解析] A [设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).由点P (2,3)在椭圆上知4a 2+3b 2=1.又|PF 1|,|F 1F 2|,|PF 2|成等差数列, 则|PF 1|+|PF 2|=2|F 1F 2|,即2a =2×2c ,c a =12,又c 2=a 2-b 2,联立⎩⎪⎨⎪⎧4a 2+3b 2=1,c 2=a 2-b 2,c a =12即a 2=8,b 2=6,故椭圆方程为x 28+y 26=1.] 3.已知F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆的两个焦点,过F 1的直线l 交椭圆于M ,N 两点,若△MF 2N 的周长为8,则椭圆方程为( )A .x 24+y 23=1B .y 24+x 23=1C .x 216+y 215=1D .y 216+x 215=1解析:∵F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆的两个焦点,∴c =1.根据椭圆的定义,得△MF 2N 的周长为4a =8,得a =2,∴b =3,∴椭圆方程为x 24+y 23=1,故选A .4.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,且与抛物线y 2=x 交于A ,B 两点,若△OAB (O 为坐标原点)的面积为22,则椭圆C 的方程为( )A .x 28+y 24=1B .x 22+y 2=1C .x 212+y 26=1D .x 212+y 28=1解析:∵椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与抛物线y 2=x 交于A ,B 两点∴设A (x ,x ),B (x ,-x ),则x x =22,解得x =2,∴A (2,2).由已知得⎩⎨⎧c a =22,4a 2+2b2=1,a 2=b 2+c 2,解得a =22,b =2.∴椭圆C 的方程为x 28+y 24=1,故选A .答案:(1)A (2)A[命题角度1] 椭圆的长轴、短轴、焦距1.已知椭圆x 2m -2+y 210-m=1的长轴在x 轴上,焦距为4,则m 等于( )A .8B .7C .6D .5 解析:A [∵椭圆x 2m -2+y 210-m =1的长轴在x 轴上,∴⎩⎪⎨⎪⎧m -2>0,10-m >0,m -2>10-m ,解得6<m <10.∵焦距为4,∴c 2=m -2-10+m =4,解得m =8.] [命题角度2] 椭圆的离心率2.已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=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解析:D [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.故选D .]2.已知F 1,F 2是椭圆C 的两个焦点,P 是C 上的一点,若PF 1⊥PF 2,且∠PF 2F 1=60°,则C 的离心率为( ) A .1-32 B .2-3 C .3-12D .3-1 解析:D [在Rt △PF 1F 2中,∠PF 2F 1=60°,不妨设椭圆焦点在x 轴上,且焦距|F 1F 2|=2,则|PF 2|=1,|FP 1|=3,由椭圆的定义可知,方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)中,2a =1+3,2c =2,得a =1+32,c =1,所以离心率e =c a =21+3=3-1.故选D .]3.已知F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,若椭圆C 上存在点P ,使得线段PF 1的中垂线恰好经过焦点F 2,则椭圆C 离心率的取值范围是( ) A .[32,1) B .[31,22] C .[31,1) D .(0,31]解析:C [如图所示,∵线段PF 1的中垂线经过F 2, ∴|PF 2|=|F 1F 2|=2c , 即椭圆上存在一点P , 使得|PF 2|=2c .∴a -c ≤2c <a +c .∴e =c a ∈⎣⎡⎭⎫13,1.] [命题角度3] 与椭圆有关的最值或范围问题4.已知F 是椭圆C :x 29+y 25=1的左焦点,P 为C 上一点,A (1,34),则|P A |+|PF |的最小值为( )A .103B .113C .4D .133解析:D [设椭圆C :x 29+y 25=1的右焦点为F ′(2,0),F (-2,0),由A ⎝⎛⎭⎫1,43,则|AF ′|=53, 根据椭圆的定义可得|PF |+|PF ′|=2a =6,所以|P A |+|PF |=|P A |+6-|PF ′|≥6-|AF ′|=6-53=133.]5.如图,焦点在x 轴上的椭圆x 24+y 2b 2=1的离心率e =12,F ,A 分别是椭圆的一个焦点和顶点,P 是椭圆上任意一点,则PF →·P A →的最大值为( )A .1B .23C .4D .43解析:C [设P 点坐标为(x 0,y 0). 由题意知a =2,∵e =c a =12,∴c =1,∴b 2=a 2-c 2=3.所求椭圆方程为x 24+y 23=1.∴-2≤x 0≤2,-3≤y 0≤3. 又F (-1,0),A (2,0),PF →=(-1-x 0,-y 0),P A →=(2-x 0,-y 0), ∴PF →·P A →=x 20-x 0-2+y 20=14x 20-x 0+1=14(x 0-2)2. 当x 0=-2时,PF →·P A →取得最大值4.][课时训练]一、选择题1.椭圆x 216+y 225=1的焦点坐标为( )A .(±3,0)B .(0,±3)C .(±9,0)D .(0,±9) 解析:B [根据椭圆方程可得焦点在y 轴上,且c 2=a 2-b 2=25-16=9,∴c =3,故焦点坐标为(0,±3).故选B.]2.已知椭圆的中心在原点,离心率e =12,且它的一个焦点与抛物线y 2=-4x 的焦点重合,则此椭圆方程为( )A .x 24+y 23=1B .x 28+y 26=1C .x 22+y 2=1D .x 24+y 2=1解析:A [依题意,可设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由已知可得抛物线的焦点为(-1,0),所以c =1,又离心率e =c a =12,解得a =2,b 2=a 2-c 2=3,所以椭圆方程为x 24+y 23=1,故选A.] 3.方程kx 2+4y 2=4k 表示焦点在x 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是( )A .k >4B .k =4C .k <4D .0<k <4 解析:D [方程kx 2+4y 2=4k表示焦点在x 轴上的椭圆,即方程x 24+y 2k=1表示焦点在x轴上的椭圆,可得0<k <4,故选D.]4.若椭圆x 24+y 2m =1上一点到两焦点的距离之和为m -3,则此椭圆的离心率为( )A .53B .53或217C .217D .37或59解析:A [由题意得,2a =m -3>0,即m >3,若a 2=4,即a =2,则m -3=4,m =7>4,不合题意,因此a 2=m ,即a =m ,则2m =m -3,解得m =9,即a =3,c =m -4=5,所以椭圆离心率为e =53.故选A.] 5.设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点E (0,t )(0<t <b ).已知动点P 在椭圆上,且点P ,E ,F 2不共线,若△PEF 2的周长的最小值为4b ,则椭圆C 的离心率为( ) A .32 B .22 C .12 D .33解析:A [△PEF 2的周长为|PE |+|PF 2|+|EF 2|=|PE |+2a -|PF 1|+|EF 2| =2a +|EF 2|+|PE |-|PF 1|≥2a +|EF 2|-|EF 1|=2a =4b ,∴e =c a =1-⎝⎛⎭⎫b a 2=1-14=32,故选A.] 6.在椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)中,F 1,F 2分别是其左、右焦点,若|PF 1|=2|PF 2|,则该椭圆离 心率的取值范围是( )A .(31,1)B .[31,1)C .(0,31)D .(0,31] 解析:B [根据椭圆定义得|PF 1|+|PF 2|=2a ,将|PF 1|=2|PF 2|代入,得|PF 2|=2a 3,根据椭圆的几何性质,知|PF 2|≥a -c ,故2a 3≥a -c ,即a ≤3c ,故c a ≥13,即e ≥13,又e <1,故该椭圆离心率的取值范围是⎣⎡⎭⎫13,1,故选B.]7.过椭圆x 225+y 216=1的中心任意作一条直线交椭圆于P ,Q 两点,F 是椭圆的一个焦点,则 △PQF 周长的最小值是( )A .14B .16C .18D .20 解析:C [如图,设F 1为椭圆的左焦点,右焦点为F 2,根据椭圆的对称性可知|F 1Q |=|PF 2|,|OP |=|OQ |,所以△PQF 1的周长为|PF 1|+|F 1Q |+|PQ |=|PF 1|+|PF 2|+2|PO |=2a +2|PO |=10+2|PO |,易知2|OP |的最小值为椭圆的短轴长,即点P ,Q 为椭圆的上下顶点时,△PQF 1即△PQF 的周长取得最小值为10+2×4=18.]二、填空题8.设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点与抛物线y 2=16x 的焦点相同,离心率为63,则此椭圆 的方程为______________.解析:由题意知抛物线y 2=16x 的焦点为(4,0),∴c =4, ∵e =c a =4a =63,∴a =26,∴b 2=a 2-c 2=8,∴椭圆的方程为x 224+y 28=1. 答案:x 224+y 28=1 9.若x 2+ky 2=2表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是____________.解析:将椭圆的方程化为标准形式得y 22k+x 22=1,因为x 2+ky 2=2表示焦点在y 轴上的椭圆,所以2k>2, 解得0<k <1.答案:(0,1)10.若椭圆的方程为x 210-a +y 2a -2=1,且此椭圆的焦距为4,则实数a =________. 解析:由题可知c =2.①当焦点在x 轴上时,10-a -(a -2)=22,解得a =4.②当焦点在y 轴上时,a -2-(10-a )=22,解得a =8.故实数a =4或8.答案:4或811.若椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上存在点P ,使得PF 1→·PF 2→=0,则椭圆离心率的取值范围是 ______________.解析:因为PF 1→·PF 2→=0,所以∠F 1PF 2=90°.设P (x 0,y 0)S △PF 1F 2=b 2=c |y 0|≤cb ,即b ≤c ,则a 2-c 2≤c 2,解得e 2≥12,即e ≥22,又在椭圆中0<e <1,故椭圆离心率的取值范围是⎣⎡⎭⎫22,1. 答案:⎣⎡⎭⎫22,1三、解答题12.已知动圆M 过定点A (-3,0),并且内切于定圆B :(x -3)2+y 2=64,求动圆圆心M 的轨迹方程.解:设动圆M 的半径为r ,则|MA |=r ,|MB |=8-r ,∴|MA |+|MB |=8,且8>|AB |=6,∴动点M 的轨迹是椭圆,且焦点分别是A (-3,0),B (3,0),且2a =8,∴a =4,c =3,∴b 2=a 2-c 2=16-9=7.∴所求动圆圆心M 的轨迹方程是x 216+y 27=1.13.已知椭圆的长轴长为10,两焦点F 1,F 2的坐标分别为(3,0)和(-3,0).(1)求椭圆的标准方程;(2)若P 为短轴的一个端点,求△F 1PF 2的面积.解:(1)设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0), 依题意得⎩⎪⎨⎪⎧2a =10,c =3,因此a =5,b =4, 所以椭圆的标准方程为x 225+y 216=1. (2)易知|y P |=4,又c =3,所以S △F 1PF 2=12|y P |×2c =12×4×6=12. 14.设F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,M 是C 上一点且MF 2与x 轴垂直,直线MF 1与C 的另一个交点为N .(1)若直线MN 的斜率为34,求C 的离心率; (2)若直线MN 在y 轴上的截距为2,且|MN |=5|F 1N |,求a ,b .解:(1)根据c =a 2-b 2及题设知M ⎝⎛⎭⎫c ,b 2a ,b 2a 2c =34, 2b 2=3ac .将b 2=a 2-c 2代入2b 2=3ac ,解得c a =12,c a=-2(舍去). 故C 的离心率为12. (2)由题意,原点O 为F 1F 2的中点,MF 2∥y 轴, 所以直线MF 1与y 轴的交点D (0,2)是线段MF 1的中点, 故b 2a=4,即b 2=4a .① 由|MN |=5|F 1N |得|DF 1|=2|F 1N |.设N (x 1,y 1),由题意知y 1<0,则⎩⎪⎨⎪⎧2(-c -x 1)=c ,-2y 1=2,即⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-32c ,y 1=-1.代入C 的方程,得9c 24a 2+1b 2=1.② 将①及c =a 2-b 2代入②得9(a 2-4a )4a 2+14a =1. 解得a =7,b 2=4a =28,故a =7,b =27.14.如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=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|PQ |=λ|PF 1|,且34≤λ<43,试确定椭圆离心率e 的取值范围.解:(1)由椭圆的定义知,2a =|PF 1|+|PF 2|=(2+2)+(2-2)=4,故a =2. 设椭圆的半焦距为c ,由已知得PF 1⊥PF 2, 因此2c =|F 1F 2|=|PF 1|2+|PF 2|2 =(2+2)2+(2-2)2=23,即c =3,从而b =a 2-c 2=1.故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1. (2)如图,由PF 1⊥PQ ,|PQ |=λ|PF 1|,得|QF 1|=|PF 1|2+|PQ |2=1+λ2|PF 1|.由椭圆的定义知,|PF 1|+|PF 2|=2a ,|QF 1|+|QF 2|=2a ,所以|PF 1|+|PQ |+|QF 1|=4a .于是(1+λ+1+λ2)|PF 1|=4a ,解得|PF 1|=4a 1+λ+1+λ2, 故|PF 2|=2a -|PF 1|=2a (λ+1+λ2-1)1+λ+1+λ2. 由勾股定理得|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=(2c )2=4c 2,从而⎝ ⎛⎭⎪⎫4a 1+λ+1+λ22+⎣⎢⎡⎦⎥⎤2a (λ+1+λ2-1)1+λ+1+λ22=4c 2, 两边除以4a 2,得4(1+λ+1+λ2)2+(λ+1+λ2-1)2(1+λ+1+λ2)2=e 2. 若记t =1+λ+1+λ2,则上式变成e 2=4+(t -2)2t 2=8⎝⎛⎭⎫1t -142+12. 由34≤λ<43及1+λ+1+λ2关于λ的单调性, 得3≤t <4,即14<1t ≤13,进而12<e 2≤59,即22<e ≤53.。
圆锥曲线:有关椭圆的小题总结 高考数学
m足∠ = ∘ ,则
∘
≥ = ,
【解析】由题意得: +
=
,所以当>>,则< < ,所
以表示焦点在轴上的椭圆,所以对,错,当 = >时,曲线
+
= ,所以表示圆,半径为 ,当 = , >时,曲线为
= ,所以 = ± ,所以表示两条直线,故选:
为
以只要求∠ 为直角时点横坐标的值,因为 = ,所以当
∠ 为直角时,点在圆 + = 上,解方程组:
得: =
±
,
所以点 横坐标的取值范围是:
+ =
�� +
−
<<
.
=
试卷讲评课件
【例3】已知椭圆
x2
上任意一点,则当点Q为椭圆短轴的端点时,∠AQB最大.
试卷讲评课件
【证明】如图,设 , ≤ <, < ≤ ,过点作
⊥ ,垂足为,则 = + , = − , = ,所以
∠ =
∠ =
+
,∠
=
−
迹E的方程为
+
=
所以动圆C的圆心轨迹E的方程为
+
=
,
+
=
试卷讲评课件
x2
练习3.已知A、B分别为椭圆E: 2
椭圆的定义、标准方程与应用(例题详解)
椭圆的定义、标准方程与应用(例题详解)一、定义类:1、椭圆定义:椭圆是一种中心对称的图形,即椭圆的中心点与形状对称,可以通过对称轴对椭圆进行对称变换。
具体而言,当你沿着对称轴将椭圆的一段变换至另一段时,整个椭圆的线段形式都不变。
椭圆也有自己的焦点,它是椭圆的特征,椭圆上每个点到它的焦点之间的距离总是一定的。
如果一个图形有以上特征,那么它就可以称为椭圆。
2、已知点A( -2,0),B(2,0),动点P满足|PA| + |PB| = 4,求点P的轨迹。
3、已知点A( -2,0),B(2,0),动点P满足|PA| - |PB| = 2,求点P的轨迹。
二、椭圆的标准方程:1、椭圆的标准方程是一种二次曲线函数,是用来表达椭圆的函数。
2、椭圆的标准方程有两种形式,一种是椭圆的极坐标方程,一种是椭圆的笛卡尔坐标方程。
3、椭圆的极坐标方程为:①、$$r=frac{acdot b}{sqrt{a^2cdot sin^2theta + b^2cdot cos^2theta}}$$。
②、a和b分别是椭圆的长轴和短轴,$theta$是弧度。
4、椭圆的笛卡尔坐标方程为:$$frac{x^2}{a^2}+frac{y^2}{b^2}=1$$;其中,a和b分别是椭圆的长轴和短轴,$(x,y)$是椭圆上一点的坐标。
三、椭圆的面积和周长:1、椭圆的面积可以使用一下公式来计算:$$S = picdot a cdot b$$;其中,a和b分别是椭圆的长轴和短轴,S是椭圆的面积。
2、椭圆的周长也可以使用一下公式来计算:$$L = picdot sqrt{2a^2+2b^2}$$;其中,a和b分别是椭圆的长轴和短轴,L是椭圆的周长。
四、标准形式类:1、已知椭圆的方程为 + = 1(a > b > 0),过点P(2,1)且与该椭圆有一个交点的直线方程为:y-1=k(x-2),求k的取值范围。
2、已知椭圆的方程为 + = 1(a > b > 0),过点P(0,2)且与该椭圆有一个交点的直线方程为:y=x+2,求k的取值范围。
高三一轮复习--椭圆的定义及几何性质
椭圆的定义及几何性质一、复习目标:1.掌握椭圆的定义、几何图形及标准方程 2.会用待定系数法求椭圆的标准方程 3.理解数形结合的思想 二、基础知识回顾 1.定义:①平面内与两个定点12,F F 的距离之和等于常数等于2a (122___a F F ),这个动点的轨迹叫椭圆(这两个定点叫 ).②点M 与一个定点的距离和它到一条定直线的距离的比是常数e ,e ∈ ,则P 点的轨迹是椭圆。
定点叫做双曲线的 ,定直线l 叫做双曲线的 。
③,,a b c 之间的关系 。
2.标准方程及几何性质:(1)若椭圆的焦点在x 轴上,则椭圆的标准方程为 ,焦点坐标为 ,焦距为 ,横坐标的取值范围是 ,纵坐标的取值范围是 ,图像关于 对称,顶点坐标为 ,长轴长为 ,短轴长为 ,离心率为 ,准线方程为 。
(2)若椭圆的焦点在y 轴上,则椭圆的标准方程为 ,焦点坐标为 ,焦距为 ,横坐标的取值范围是 ,纵坐标的取值范围是 ,图像关于 对称,顶点坐标为 ,长轴长为 ,短轴长为 ,离心率为 ,准线方程为 。
3.椭圆参数的几何意义(如图):(1)12PF PF += ,(2)12PM PM += , (3)1212||||||||PF PF PM PM == ;(4)1122A F A F == ;(5)1221A F A F == ;(6) 1PF ≤≤ ;(7)12BF BF == ,12OF OF == ;12OB OB ==;(8)21F PF ∆中结合定义122PF PF a +=与余弦定理21cos PF F ∠,将有关线段1PF 、2PF 、21F F 和角结合起来,设122F PF θ∠=,则12PF F S ∆= ,三、例题分析: 题型1.椭圆的定义例1.下列说法中,正确的是( )A .平面内与两个定点1F ,2F 的距离和等于常数的点的轨迹是椭圆B .与两个定点1F ,2F 的距离和等于常数(大于12F F )的点的轨迹是椭圆C .方程()2222210x y a c a a c +=>>-表示焦点在x 轴上的椭圆 D .方程()222210,0x y a b a b+=>>表示焦点在y 轴上的椭圆练习1:1F ,2F 是定点,126FF =,动点M 满足126MF MF +=,则点M 的轨迹是( )A .椭圆B .直线C .线段D .圆题型2.椭圆的标准方程例2.求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)离心率为22,准线方程为8±=x ; (2)长轴与短轴之和为20,焦距为54练习2:已知椭圆的中心在原点,且经过点()03,P ,b a 3=,求椭圆的标准方程.题型3.椭圆的焦距例3.椭圆63222=+y x 的焦距是( )A .1B .)23(2-C .52D .)23(2+练习3:椭圆1422=+y m x 的焦距为2,则m 的值是( )A .5B .3C .1或3D .不存在题型4.求椭圆的的离心率例 4. 已知1F 为椭圆的左焦点,A 、B 分别为椭圆的右顶点和上顶点,P 为椭圆上的点,当11PF F A ⊥,//PO AB (O 为椭圆中心)时,求椭圆的离心率.练习4:椭圆的中心是原点O O ,它的短轴长为22,相应于焦点(,0)F c (0c >)的准线l 与x 轴相交于点A ,2OF FA =,过点A 的直线与椭圆相交于P 、Q 两点。
椭圆专题习题含答案
椭圆专题一.椭圆的定义与性质1.设F 1(﹣4,0)、F 2(4,0)为定点,动点M 满足|MF 1|+|MF 2|=8,则动点M 的轨迹是( ) A .椭圆 B .直线C .圆D .线段2.如果程表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值围是( ) A .3<m <4B .C .D .3.椭圆C :4x 2+y 2=16的长轴长,短轴长,焦点坐标依次为( ) A . B .C .D .4.已知焦点在y 轴上的椭圆的焦距为,则a=( )A .8B .12C .16D .525.椭圆的焦距是2,则m 的值是( )A .9B .12或4C .9或7D .206.已知焦点在y 轴上的椭圆的离心率为,则实数m 等于( )A .3B .C .5D .7.程+=1表示椭圆,则k 的取值围是 .二.椭圆的标准程(待定系数法):定位(确定焦点的位置),定量(求出a,b ) 焦点在x 轴 焦点在y 轴 知椭圆过两点求椭圆程:设 、代点,解程组。
知焦点(焦距)和椭圆经过某一点求椭圆程:待定系数法、定义法。
)0(12222>>=+b a b ya x )0(12222>>=+b a b x ay )0,0,(122>>≠=+n m n m ny mx1.椭圆(a >b >0)的一个焦点为(3,0),点(﹣3,2)在椭圆上,则该椭圆的程为( ) A . B .C .D .2.已知椭圆C :=1(a >b >0)的离心率为,且椭圆C 的长轴长与焦距之和为6,则椭圆C 的标准程为( ) A .=1 B .C .=1 D .3.求符合下列条件的椭圆的标准程: (1)过点的椭圆 (2)过点(-3,2)且与有相同的焦点;(3)焦点在轴上,,且过点;(4)焦距为6,.三.求离心率:直接法,程法21()(01)c b e e a a ==-<<1.椭圆的离心率为()A. B. C.2 D.42.椭圆6x2+y2=6的离心率为()A. B. C. D.3.过椭圆+=1(a>b>0)的左焦点F1作x轴的垂线交椭圆于点P,F2为右焦点,若∠F1PF2=60°,则椭圆的离心率为()A. B. C. D.4.已知椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,点B在椭圆上,且BF⊥x轴,直线AB交y轴于点P.若=2,则椭圆的离心率是()A. B. C. D.5.若一个椭圆的长轴长、短轴长、焦距成等比数列,则椭圆的离心率为.6.已知F1(-c,0),F2(c,0)为椭圆+=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆上一点,且满足·=c2,则此椭圆的离心率的取值围是()A.[,1)B.[,]C.[,]D.(0,]四.焦点三角形:以椭圆上的点、两焦点为顶点的三角形。
椭圆知识点与题型总结
椭圆知识点与题型总结一、椭圆的定义和基本概念1. 椭圆的定义:椭圆是平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a的点P的轨迹。
这两个点F1和F2称为椭圆的焦点,常数2a称为椭圆的长轴的长度。
与椭圆的长轴垂直的轴称为短轴,其长度为常数2b。
2. 椭圆的标准方程:椭圆的标准方程为(x-h)²/a² + (y-k)²/b² = 1,其中(h,k)为椭圆的中心坐标,a为长轴长度的一半,b为短轴长度的一半。
3. 椭圆的离心率:椭圆的离心率e的定义为e=c/a,其中c为焦距的一半,a为长轴长度的一半。
离心率描述了椭圆形状的“圆”的程度,离心率越接近于0,椭圆越接近于圆。
4. 椭圆的几何性质:椭圆有关于焦点、直径、切线等方面的许多重要性质和定理,例如:椭圆的焦点到椭圆上任意一点的距离之和等于常数2a、椭圆的切线与法线的交点、椭圆的对称性等等。
二、椭圆的常见题型及解题方法1. 椭圆的参数方程题型:求椭圆的参数方程,求参数方程表示的椭圆的离心率、焦点、中心等。
解题方法包括利用椭圆的定义,代入标准方程解参数等。
2. 椭圆的焦点、离心率题型:根据给定的椭圆的标准方程或参数方程,求椭圆的焦点坐标、离心率,或者给定椭圆的离心率和一个焦点,求椭圆的方程。
解题方法包括根据离心率的定义求解,利用椭圆的参数方程计算焦点坐标等。
3. 椭圆的性质题型:求椭圆的长轴、短轴长度,椭圆的离心角、焦点、直径,椭圆的法线、切线方程等。
解题方法包括利用椭圆的定义、性质和以直径为坐标系的轴来简化计算等。
4. 椭圆的切线、法线题型:求椭圆在给定的一点上的切线、法线方程,或者求椭圆上一点的切线、法线方向角。
解题方法包括利用椭圆的参数方程求导数,利用椭圆的切线、法线的定义求解等。
5. 椭圆的面积题型:求椭圆的面积,求椭圆内切矩形的最大面积等。
解题方法包括利用椭圆的定义和参数方程求解,利用微积分求解等。
总之,椭圆是重要的数学对象,涉及到许多重要的数学定理和公式,解椭圆相关的数学题目需要运用代数、几何和微积分等多种知识和技巧。
专项训练:椭圆的定义及简单的几何性质(一)
专项训练:椭圆的定义及简单的几何性质(一)一、单选题1.设P是椭圆x25+y23=1上的动点,则P到该椭圆的两个焦点的距离之和为()A.22B.23C.25D.422.已知椭圆x225+y2m=1(m>0)的左焦点为F1(−4,0),则m=A.9B.4C.3D.23.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx-ay+2ab=0相切,则C的离心率为( )A.B.C.D.4.椭圆+=1的离心率是( )A.B.C.D.5.已知椭圆过点P35,−4和点Q −45,−3,则此椭圆的方程是( )A.y225+x2=1B.x225+y2=1或x2+y225=1C.x225+y2=1D.以上均不正确6.如果方程x24−m +y2m−3=1表示椭圆,则m的取值范围是( )A.(3,4)且m≠72B.(-∞,3)∪(4,+∞) C.(4,+∞)D.(-∞,3)7.已知椭圆C:x2a +y24=1的一个焦点为(2 , 0),则C的离心率为A.13B.12C.22D.2238.已知F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上的一点,若PF1⊥PF2,且∠PF2F1=60°,则C的离心率为A.1−32B.2−3C.3−12D.3−19.已知F1,F2是椭圆C: x2a2+y2b2=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,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为A.23B.12C.13D.1410.设椭圆C:x2a2+y2b2=1a>0,b>0的左、右焦点分别为F1,F2,点E0,t0<t<b.已知动点P在椭圆上,且点P,E,F2不共线,若ΔPEF2的周长的最小值为4b,则椭圆C的离心率为()A.32B.22C.12D.3311.设椭圆C:x24+y2=1的左焦点为F,直线l:y=kx k≠0与椭圆C交于A,B两点,则AF+BF的值是()A.2B.23C.4D.4312.(2018届安徽省合肥市三模)已知椭圆E:x2a +y2b=1a>b>0经过点A5,0,B0,3,则椭圆E的离心率为()A.23B.53C.49D.5913.椭圆的离心率为22,F为椭圆的一个焦点,若椭圆上存在一点与F关于直线y=x+4对称,则椭圆的方程为A.x218+y29=1B.x29+y218=1C.x218+y29=1或x29+y218=1D.x28+y24=1或x24+y28=114.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的左、右焦点为F1,F2,左、右顶点为M,N,过F2的直线l交C于A,B两点(异于M、N),△AF1B的周长为43,且直线AM与AN的斜率之积为−23,则C的方程为()A.x212+y28=1 B.x212+y24=1 C.x23+y22=1 D.x23+y2=115.已知F1−1,0,F21,0是椭圆C的两个焦点,过F2且垂直于x轴的直线与C交于A,B且AB=3,则C的方程为()A.x22+y2=1B.x23+y22=1C.x24+y23=1D.x25+y24=116.已知F是椭圆C:x29+y25=1的左焦点,P为C上一点,A(−1,2),则|PA|+|PF|的最大值为()A.6+13B.9C.5+25D.1017.椭圆的一个顶点与两焦点组成等边三角形,则它的离心率e为( )A.12B.13C.14D.2218.若椭圆x24+y2m=1上一点到两焦点的距离之和为m−3,则此椭圆的离心率为()A.53B.53或217C.217D.37或5919.在区间0,1上随机取一个数k,则方程x23−4k +y22k−1=1表示焦点在y轴上的椭圆的概率为()A.124B.112C.16D.1420.若椭圆x24+y2b=10<b<2与直线x−2y+4=0有公共点,则该椭圆离心率的取值范围是()A.0,12B.0,12C.12,1D.12,121.(2018届四川省雅安市三诊)若双曲线x23−y2=1与椭圆x28+y2p=1有公共焦点,则p的值为()A.2B.3C.4D.4222.(新疆乌鲁木齐市2018届高三第三次诊断性测验)椭圆的离心率为22,F为椭圆的一个焦点,若椭圆上存在一点与F关于直线y=x+4对称,则椭圆的方程为A.x218+y29=1B.x29+y218=1C.x218+y29=1或x29+y218=1D.x28+y24=1或x24+y28=123.(河南省豫南九校2017-2018学年下学期联考)若椭圆x24+y2b=10<b<2与直线x−2y+4=0有公共点,则该椭圆离心率的取值范围是A.0,12B.0,12C.12,1D.12,124.(2017-2018学年福建省厦门外国语学校高三下学期第一次开学考试)设椭圆x2 m2+y2n2=1,双曲线x2m2−y2n2=1(其中m>n>0)的离心率分别为e1,e2,则A.e1⋅e2>1B.e1⋅e2<1C.e1⋅e2=1D.e1,e2与1大小不确定25.设F1、F2是椭圆x24+y2b2=1(0<b<2)的左、右焦点,过F1的直线l交椭圆于A,B两点,若|AF2|+|BF2|的最大值为5,则椭圆的离心率为A.12B.22C.5−12D.3226.(2015新课标全国I文科)已知椭圆E的中心在坐标原点,离心率为12,E的右焦点与抛物线C:y2=8x的焦点重合,A,B是C的准线与E的两个交点,则|AB|=A.3B.6C.9D.1227F1,F2,点P在椭圆上,若|PF1|=4,则∠F1PF2的余弦值为A B C D28.已知椭圆和双曲线有共同焦点F1,F2,P是它们的一个交点,且∠F1PF2=π3,记椭圆和双曲线的离心率分别为e1,e2,则1e1e2的最大值是()A.233B.433C.2D.329.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过点F1作长轴的垂线与椭圆C的一个交点为P,若tan∠PF2F1=34,则椭圆C的离心率为A.12B.13C.14D.15二、填空题30.经过点N(1,2),且与椭圆x212+y26=1有相同的离心率的椭圆的标准方程为______________.31.设椭圆C:+=1(a>b>0)的左右焦点为F1,F2,过F2作x轴的垂线与C相交于A,B两点,F1B与y轴相交于点D,若AD⊥F1B,则椭圆C的离心率等于________.32.椭圆Г:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,焦距为2c.若直线y=(x+c)与椭圆Г的一个交点M满足∠MF1F2=2∠MF2F1,则该椭圆的离心率等于________.33.如图所示,A,B是椭圆的两个顶点,C是AB的中点,F为椭圆的右焦点,OC的延长线交椭圆于点M,且|OF|=,若MF⊥OA,则椭圆的方程为________________.34.如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,直线y =与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是________.35.设椭圆x2a +y2b=1(a>b>0)的右焦点与抛物线y2=16x的焦点相同,离心率为63,则此椭圆的方程为__________.三、解答题36.已知椭圆C:x2a +y2b=1(a>b>0)过点P(1,32),离心率为12.(1)求椭圆C的标准方程;(2)设F1,F2分别为椭圆C的左、右焦点,过F2的直线l与椭圆C交于不同两点M,N,记△F1MN的内切圆的面积为S,求当S取最大值时直线l的方程,并求出最大值.37.设椭圆E的方程为+=1(a>b>0),点O为坐标原点,点A的坐标为(a,0),点B的坐标为(0,b),点M在线段AB上,满足|BM|=2|MA|,直线OM的斜率为.(1)求E的离心率e;(2)设点C的坐标为(0,-b),N为线段AC的中点,点N关于直线AB的对称点的纵坐标为,求E的方程.38.在直角坐标平面上,O为原点,M为动点,,.过点M作MM1⊥轴于M1,过N作NN1⊥轴于点N1,.记点T的轨迹为曲线C,点A(5,0)、B(1,0),过点A作直线交曲线C于两个不同的点P、Q(点Q在A与P之间).(Ⅰ)求曲线C的方程;(Ⅱ)证明不存在直线,使得;(Ⅲ)过点P作轴的平行线与曲线C的另一交点为S,若,证明.),焦点F1(−3,0),F2(3,0),39.如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C过点(12圆O的直径为F1F2.(1)求椭圆C及圆O的方程;(2)设直线l与圆O相切于第一象限内的点P.①若直线l与椭圆C有且只有一个公共点,求点P的坐标;,求直线l的方程.②直线l与椭圆C交于A,B两点.若△OAB的面积为267参考答案1.C【解析】【分析】判断椭圆长轴(焦点坐标)所在的轴,求出a,接利用椭圆的定义,转化求解即可.【详解】椭圆x 25+y23=1的焦点坐标在x轴,a=P是椭圆x 25+y23=1上的动点,由椭圆的定义可知:则P到该椭圆的两个焦点的距离之和为2a=25.故选:C.【点睛】本题考查椭圆的简单性质的应用,椭圆的定义的应用,属于基础题.2.C【解析】【分析】直接利用椭圆的简单性质,转化求解即可.【详解】焦点在x轴上的椭圆x 225+y2m2=1(m>0)的左焦点为F(﹣4,0),可得0<m<5,25﹣m2=16,解得m=3.故选:C.【点睛】本题考查椭圆的标准方程与简单几何性质的应用,属于基础题.3.A【解析】【分析】先得到以线段A1A2为直径的圆的方程,然后根据圆心到直线的距离等于半径可得a2=3b2,化简可得c 2a2=23,于是可得离心率.【详解】以线段A1A2为直径的圆的方程为x2+y2=a2,因为该圆与直线bx-ay+2ab=0相切,∴22=a,整理得2b=2+b2∴a2=3b2,∵a2=b2+c2,∴c 2a2=23,∴e=ca =63.故选A.【点睛】本题考查椭圆离心率的求法,解题时根据直线和圆的位置关系得到a,b的数量关系是解题的关键,属于基础题.4.B【解析】【分析】由椭圆的方程得到a=3,c=5,根据离心率的定义可得所求.【详解】由题意得,a=3,c=,所以椭圆的离心率e=ca =53.故选B.【点睛】本题考查椭圆离心率定义的应用和对椭圆方程中各系数意义的理解,解题的关键是根据椭圆的方程得到相关的参数,然后根据离心率的定义求解.5.A【解析】【分析】设经过两点P35,−4和点Q −45,−3的椭圆标准方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),利用待定系数法能求出椭圆方程.【详解】设经过两点P35,−4和点Q −45,−3的椭圆标准方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),代入A、B得,925m+16n=11625m+9n=1,解得m=1,n=125,∴所求椭圆方程为y 225+x2=1.故选A.【点睛】本题考查椭圆标准方程的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意椭圆简单性质的合理运用.6.A【解析】【分析】根据题意,由椭圆标准方程的形式可得4−m>0m−3>04−m≠m−3,解可得m的取值范围,即可得答案.【详解】根据题意,如果方程x 24−m +y2m−3=1表示椭圆,则有4−m>0m−3>04−m≠m−3,解可得3<m<4且m≠72,则m的取值范围是(3,4)且m≠72,故选:A.【点睛】本题考查椭圆的标准方程,关键是掌握椭圆标准方程的形式.7.C【解析】分析:首先根据题中所给的条件椭圆的一个焦点为(2 , 0),从而求得c=2,再根据题中所给的方程中系数,可以得到b2=4,利用椭圆中对应a,b,c的关系,求得a=22,最后利用椭圆离心率的公式求得结果.详解:根据题意,可知c=2,因为b2=4,所以a2=b2+c2=8,即a=22,所以椭圆C的离心率为e=22=22,故选C.点睛:该题考查的是有关椭圆的离心率的问题,在求解的过程中,一定要注意离心率的公式,再者就是要学会从题的条件中判断与之相关的量,结合椭圆中a,b,c的关系求得结果.8.D【解析】分析:设|PF2|=m,则根据平面几何知识可求|F1F2|,|PF1|,再结合椭圆定义可求离心率.详解:在ΔF1PF2中,∠F1PF2=90∘,∠PF2F1=60°设|PF2|=m,则2c=|F1F2|=2m,|PF1|=3m,又由椭圆定义可知2a=|PF1|+|PF2|=(3+1)m则离心率e=ca =2c2a=(3+1)m=3−1,故选D.点睛:椭圆定义的应用主要有两个方面:一是判断平面内动点与两定点的轨迹是否为椭圆,二是利用定义求焦点三角形的周长、面积、椭圆的弦长及最值和离心率问题等;“焦点三角形”是椭圆问题中的常考知识点,在解决这类问题时经常会用到正弦定理,余弦定理以及椭圆的定义.9.D【解析】分析:先根据条件得PF2=2c,再利用正弦定理得a,c关系,即得离心率.详解:因为△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,所以PF2=F1F2=2c,由AP斜率为36得,tan∠PAF2=36,∴sin∠PAF2=13cos∠PAF2=1213,由正弦定理得PF2AF2=sin∠PAF2sin∠APF2,所以2ca+c =113sin(π−∠PAF2)11332⋅1213−12⋅11325∴a=4c,e=14,选D.点睛:解决椭圆和双曲线的离心率的求值及范围问题其关键就是确立一个关于a,b,c的方程或不等式,再根据a,b,c的关系消掉b得到a,c的关系式,而建立关于a,b,c的方程或不等式,要充分利用椭圆和双曲线的几何性质、点的坐标的范围等.10.A【解析】分析:利用椭圆定义ΔPEF2的周长为PE+2a−PF1+EF2,结合三点共线时,PE−PF1的最小值为−EF1,再利用对称性,可得椭圆的离心率.详解:ΔPEF2的周长为PE+PF2+EF2=PE+2a−PF1+EF2 =2a+EF2+PE−PF1≥2a+EF2−EF1=2a=4b,∴e=ca =1−ba2=1−14=32故选:A点睛: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b2=a2-c2转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2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).11.C【解析】分析:设椭圆的右焦点为F2,连接AF2,BF2,则四边形AFBF2是平行四边形,根据椭圆的定义得到AF+BF=2a得解.详解:设椭圆的右焦点为F2,连接AF2,BF2,因为OA=OB,OF=O F2,所以四边形AFBF2是平行四边形.所以|BF|=|AF2|,所以AF+BF=|AF|+|AF2|=2a=4,故答案为:C点睛:(1)本题主要考查椭圆的几何性质,意在考查学生对椭圆基础知识的掌握能力. (2)解答本题的关键是能观察到对称性,得到四边形AFBF2是平行四边形,这一点观察到了,后面就迎刃而解了. 12.A【解析】【分析】椭圆E:y 2a2+x2b2=1(a>b>0)经过点A 5,0,B 0,3,可得a,b的值,计算可得c的值,由椭圆的离心率公式即可得结果.【详解】由椭圆E:y 2a2+x2b2=1a>b>0,经过点A 5,0,B0,3,可得a=3,b=5,所以c=9−5=2,其离心率e=23,故选A.【点睛】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b2=a2-c2转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2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).13.C【解析】由题意知ca =22,得a2=2b2=2c2,不妨设椭圆的方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),椭圆上任取点P x0,y0,取焦点F−c,0,则PF中点M x0−c2,y02,根据条件可得y02=x0−c2+4,k PF=y0x0+c=−1,联立两式解得x0=−4,y0=4−c,代入椭圆方程解得a=32,b=3,由此可得椭圆的方程为x 218+y29=1或y218+x29=1.故选C.14.C【解析】分析:由椭圆定义可知,可知△AF1B的周长为4a,从而得a,再设点A(x0,y0),可得x+3x−3=−23,从而可得b2,进而得解.详解:由△AF1B的周长为43,可知A F1+AF2+BF1+BF2=4a=43.解得:a=则M −0,N(0).设点A(x0,y0),由直线AM与AN的斜率之积为-23,可得0x+3x−3=−23.即y02=−23(x02−3).①又x023+y02b=1,所以y02=b2(1−x023),②由①②解得:b2=2.所以C的方程为x 23+y22=1.故选C.点睛:此题主要考查椭圆方程,由椭圆定义而得出焦半径的性质,由椭圆上的点和顶点连线的斜率乘积,考查了斜率的坐标表示,及点在椭圆上方程的灵活应用,属于中档题型,也是常考考点.数形结合法是数学解题中常用的思想方法之一,通过“以形助数,以数解形”,根据数列与形之间的对应关系,相互转化来解决问题.15.C【解析】由题意,将A c,y1代入椭圆方程得:c2a2+y12b2=1,由此求得y12=b4a2,所以AB=3=2b2a ,因为c=1,根据a2−b2=c2可得a2−32a−1=0,解得a=2,所以b2=3,所以椭圆C的方程为:x 24+y23=1.16.A【解析】连接P点和另一个焦点即为E,|PA|+|PF|=PA+2a−|PE|=PA−|PE|+ 2a≤|AE|+2a= 6+13.故答案为:A.点睛:这个题目考查了椭圆的几何意义和椭圆定义的应用;椭圆上的点到两焦点的距离之和是定值,一般题目中出现点到其中一个焦点的距离,都会将点和另一个焦点连接起来,利用定义将两者转化.17.A【解析】由题意,a=2c,所以离心率e=ca =12.故选A.18.A【解析】由题意得,2a=m−3>0,即m>3,若a2=4,即a=2,则m−3=4,m=7>4,不合题意,因此a2=m,即a=m,则2m=m−3,解得m=9,即a=3,c=m−4=5,所以椭圆离心率为e=53.故正确答案为A.点睛:此题主要考查椭圆的定义、方程、离心率等有关方面的知识与运算技能,属于中低档题型,也是常考题.在解决此类问题中,要充分利用椭圆定义应用,即椭圆上的点到两个定点(即两个焦点)的距离之和为定长(即长轴长2a),在焦点位置不确定的情况,有必要分两种情况(其焦点在x轴或是y轴)进行讨论,从而解决问题.19.B【解析】若方程x 23−4k +y22k−1=1表示焦点在y轴上的椭圆则2k−1>3−4k>0,解得23<k<34故方程x 23−4k +y22k−1=1表示焦点在y轴上的椭圆的概率为P=34−231−0=112故选B 20.B【解析】联立方程得b2x2+4y2=4b2x−2y+4=0消去y化简得(b2+1)x2+8x+16−4b2=0,由题得Δ=64−4×(b2+1)(16−4b2)≥0,∴b2≥3,∴4−c2≥3,∴c2≤1,∴c≤1,∴ca≤12.故该椭圆离心率的取值范围是0,12,故选B.21.C【解析】由题得双曲线的焦点为(2,0)和(-2,0),椭圆的焦点为(8-p,0)和(-8-p,0),由于双曲线和椭圆的焦点相同,所以8-p=2,∴p=4.故选C.22.C【解析】由题意知ca =22,得a2=2b2=2c2,不妨设椭圆的方程为x2a+y2b=1(a>b>0),椭圆上任取点P x0,y0,取焦点F−c,0,则PF中点M x0−c2,y02,根据条件可得y02=x0−c2+4,k PF=y0x0+c=−1,联立两式解得x0=−4,y0=4−c,代入椭圆方程解得a=32,b=3,由此可得椭圆的方程为x 218+y29=1或y218+x29=1.故选C.23.B【解析】将椭圆方程与直线方程联立,得b2x2+4y2=4b2x−2y+4=0,消去y化简得(b2+1)x2+8x+16−4b2=0,由题得Δ=64−4×(b2+1)(16−4b2)≥0,∴b2≥3,∴4−c2≥3,∴c2≤1,∴c≤1,∴ca ≤12.故该椭圆离心率的取值范围是0,12,故选B.24.B【解析】由题意得e1= m2−n2m ,e2= m2+n2m,所以e1e2=m4−n4m=1−n4m,因为m>n>0,所以0<n 4m <1,0<1−n4m<1,所以0<1−n4m<1,即0<e1e2<1.选B.25.A【解析】因为AF1+AF2=4,BF1+BF2=4,所以△ABF2的周长为AF2+BF2+AB=8,显然,当AB最小时,AF2+BF2有最大值,而AB min=2b2a=b2,所以8−b2=5,解得b2=3,c2=1,从而e=12.故选A.26.B【解析】因为抛物线C:y2=8x的焦点坐标为(2,0),准线l的方程为x=-2 ①,设椭圆E的方程为x 2a +y2b=1(a>b>0),所以椭圆E的半焦距c=2,又椭圆E的离心率为12,所以a=4,b=23,椭圆E的方程为x 216+y212=1②,联立①②,解得A(-2,3),B(-2,-3),或A(-2,-3),B(-2,3),所以|AB|=6,选B.优解:因为抛物线C:y2=8x的焦点坐标为(2,0),准线l的方程为x=-2 ①,设椭圆E的方程为x 2a2+y2b2=1(a>b>0),所以椭圆E的半焦距c=2,又椭圆E的离心率为12,所以a=4,b=2由于准线x=-2过椭圆E的左焦点,所以AB为椭圆E的通径,所以|AB|=2b 2a=6,选B.【名师点睛】本题主要考查抛物线、椭圆的标准方程、抛物线与椭圆的简单几何性质及基本量的运算等基础知识,考查考生综合运用知识分析、解决问题的能力与运算求解能力.求解时,首先求出抛物线的焦点坐标与准线方程,再利用抛物线与椭圆的联系求出椭圆中的基本量a,b,c与椭圆方程,进而求得|AB|.27.B【解析】根据题意,椭圆的标准方程其则有|F1F2a=3,则|PF1|+|PF2|=2a=6,又由|PF1|=4,则|PF2|=6-|PF1|=2,则cos∠F1PF2故选:B.28.A【解析】如图,设椭圆的长半轴长为a1,双曲线的半实轴长为a2,则根据椭圆及双曲线的定义:PF1+PF2=2a1,PF1−PF2=2a2∴PF1=a1+a2,PF2=a1−a2设F1F2=2c,∠F1PF2=π3,则,在△F1PF2中根据余弦定理可得到4c2=a1+a22+a1−a22−2a1+a2a1−a2cosπ∴化简得:a12+3a22=4c2该式可变成:1e12+3e22=4∴1e12+3e22=4≥23e1e2,∴1e1e2≤233故选A点睛:本题综合性较强,难度较大,运用基本知识点结合本题椭圆和双曲线的定义给出a 1、a 2与PF 1、PF 2的数量关系,然后再利用余弦定理求出与c 的数量关系,最后利用基本不等式求得范围。
椭圆 知识点+例题+练习
教学内容椭圆教学目标掌握椭圆的定义,几何图形、标准方程及其简单几何性质.重点椭圆的定义,几何图形、标准方程及其简单几何性质难点椭圆的定义,几何图形、标准方程及其简单几何性质教学准备教学过程椭圆知识梳理1.椭圆的定义(1)第一定义:平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)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x2a2+y2b2=1(a>b>0)y2a2+x2b2=1(a>b>0)图形性质范围-a≤x≤a-b≤y≤b-b≤x≤b-a≤y≤a对称性对称轴:坐标轴;对称中心:原点顶点A1(-a,0),A2(a,0)B1(0,-b),B2(0,b)A1(0,-a),A2(0,a)B1(-b,0),B2(b,0)轴长轴A1A2的长为2a;短轴B1B2的长为2b教学效果分析教学过程考点二椭圆的几何性质【例2】已知F1、F2是椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,∠F1PF2=60°.(1)求椭圆离心率的范围;(2)求证:△F1PF2的面积只与椭圆的短轴长有关.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、|PF1|+|PF2|=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b2=a2-c2转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2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).【训练2】(1)(2013·四川卷改编)从椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上一点P向x轴作垂线,垂足恰为左焦点F1,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________.(2)(2012·安徽卷)如图,F1,F2分别是椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点,A教学效果分析教学过程设条件建立有关参变量的等量关系.(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.【训练3】(2014·山东省实验中学诊断)设F1,F2分别是椭圆:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点,过F1倾斜角为45°的直线l与该椭圆相交于P,Q两点,且|PQ|=43a.(1)求该椭圆的离心率;(2)设点M(0,-1)满足|MP|=|MQ|,求该椭圆的方程.1.椭圆的定义揭示了椭圆的本质属性,正确理解掌握定义是关键,教学效果分析|BF |=8,cos ∠ABF =45,则C 的离心率为________.6.(2014·无锡模拟)设椭圆x 2m 2+y 2n 2=1(m >0,n >0)的右焦点与抛物线y 2=8x 的焦点相同,离心率为12,则此椭圆的方程为________. 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·福建卷)椭圆Γ:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,焦距为2c .若直线y =3(x +c )与椭圆Γ的一个交点M 满足∠MF 1F 2=2∠MF 2F 1,则该椭圆的离心率等于________.二、解答题9.已知椭圆的两焦点为F 1(-1,0),F 2(1,0),P 为椭圆上一点,且2|F 1F 2|=|PF 1|+|PF 2|. (1)求此椭圆的方程;(2)若点P 在第二象限,∠F 2F 1P =120°,求△PF 1F 2的面积.10.(2014·绍兴模拟)如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1(-c,0),F 2(c,0).已知点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,22在椭圆上,且点M 到两焦点距离之和为4. (1)求椭圆的方程;。
椭圆知识点总结加例题
椭圆知识点总结加例题一、椭圆的定义和性质1.1 椭圆的定义在平面上,椭圆的定义为:对于给定的两个不重合的实点F1和F2,以及一个实数2a (a>0),定义为到点F1和点F2的距离的和等于2a的点的轨迹,这个轨迹就是椭圆。
1.2 椭圆的几何性质(1)焦点性质:椭圆上到焦点的距离之和是一个常数2a。
(2)长短轴性质:椭圆有两个互相垂直的对称轴,其中较长的轴称为长轴,较短的轴称为短轴。
(3)离心率性质:椭圆的离心率e定义为焦距与长轴的比值,介于0和1之间。
(4)焦点到顶点的连线和短轴的交点为端点的线段称为短轴的焦径。
(5)焦点到顶点的连线和长轴的交点为端点的线段称为长轴的焦径。
1.3 椭圆的方程和标准方程椭圆的一般方程为:$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$, 其中a、b分别为椭圆长轴和短轴的半轴长。
通过坐标平移和旋转,可以得到椭圆的标准方程:$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$, 椭圆长轴在x轴上,且椭圆的中心为原点。
1.4 椭圆的参数方程和极坐标方程椭圆的参数方程:$\begin{cases}x=a\cos \theta\\ y=b\sin \theta\end{cases}$, $\theta \in [0, 2\pi)$。
椭圆的极坐标方程:$r(\theta)=\frac{ab}{\sqrt{b^2\cos^2\theta+a^2\sin^2\theta}}$。
二、椭圆的相关性质2.1 椭圆的离心率和焦距的关系设椭圆的长轴和短轴分别为2a和2b,焦点到几点段为2c,则椭圆的离心率e满足关系:$e=\frac{c}{a}$。
2.2 椭圆的面积和周长椭圆的面积:$S=\pi ab$。
椭圆的周长:$L=4aE(e)$,其中E(e)为第二类完全椭圆积分。
2.3 椭圆的切线和法线对于椭圆上任一点P(x,y),其切线的斜率为$k=-\frac{b^2x}{a^2y}$,切线的方程为$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$,且斜率为$k$的切线方程为$y-kx+ka^2=0$。
第5节 第1课时 椭圆的定义、标准方程及其简单几何性质--2025年高考数学复习讲义及练习解析
第五节椭圆第1课时椭圆的定义、标准方程及其简单几何性质1.椭圆的定义把平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于01常数(大于|F 1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的02焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的03焦距.2.椭圆的标准方程及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04-a≤x≤a且-b≤y≤b05-b≤x≤b且-a≤y≤a顶点06A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)07A1(0,-a),A2(0,a),B1(-b,0),B2(b,0)轴长短轴长为082b,长轴长为092a焦点10F1(-c,0),F2(c,0)11F1(0,-c),F2(0,c)焦距|F1F2|=122c对称性对称轴:13x轴和y轴,对称中心:14原点离心率e=ca(0<e<1)a,b,c的关系15a2=b2+c2椭圆的焦点三角形椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点构成的△PF1F2叫做焦点三角形.如图所示,设∠F1PF2=θ.(1)当P为短轴端点时,θ最大,S△F1PF2最大.(2)S△F1PF2=12|PF1|·|PF2|sinθ=b2tanθ2=c|y0|.(3)|PF1|max=a+c,|PF1|min=a-c.(4)|PF1|·|PF2|=a2.(5)4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|·cosθ.1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)平面内与两个定点F1,F2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)y2 m2+x2n2=1(m≠n)表示焦点在y轴上的椭圆.()(4)x2 a2+y2b2=1(a>b>0)与y2a2+x2b2=1(a>b>0)的焦距相等.()答案(1)×(2)√(3)×(4)√2.小题热身(1)(人教A选择性必修第一册习题3.1T3改编)已知椭圆C:16x2+4y2=1,则下列结论正确的是()A.长轴长为12B.焦距为34C .短轴长为14D .离心率为32答案D解析把椭圆方程16x 2+4y 2=1化为标准方程可得y 214+x 2116=1,所以a =12,b =14,c =34,则长轴长2a =1,焦距2c =32,短轴长2b =12,离心率e =c a =32.故选D.(2)(人教A 选择性必修第一册习题3.1T5改编)已知点P 为椭圆x 216+y 29=1上的一点,B 1,B 2分别为椭圆的上、下顶点,若△PB 1B 2的面积为6,则满足条件的点P 的个数为()A .0B .2C .4D .6答案C解析在椭圆x 216+y 29=1中,a =4,b =3,则短轴|B 1B 2|=2b =6,设椭圆上点P 的坐标为(m ,n ),由△PB 1B 2的面积为6,得12|B 1B 2|·|m |=6,解得m =±2,将m =±2代入椭圆方程,得n =±332,所以符合题意的点P ,22,共4个满足条件的点P .故选C.(3)(人教A 选择性必修第一册习题3.1T1改编)已知点M (x ,y )在运动过程中,总满足关系式x 2+(y -2)2+x 2+(y +2)2=8,则点M 的轨迹方程为________________.答案x 212+y 216=1解析因为x 2+(y -2)2+x 2+(y +2)2=8>4,所以点M 的轨迹是以(0,2),(0,-2)为焦点的椭圆,设椭圆方程为x 2b 2+y 2a 2=1(a >b >0),由题意得2a =8,即a =4,则b 2=a 2-c 2=12,所以点M 的轨迹方程为x 212+y 216=1.(4)(人教A 选择性必修第一册习题3.1T4改编)已知椭圆C 的焦点在x 轴上,且离心率为12,则椭圆C 的方程可以为________________(写出满足题意的一个椭圆方程即可).答案x 24+y 23=1(答案不唯一)解析因为焦点在x 轴上,所以设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b 2=1,a >b >0,因为离心率为12,所以ca=12,所以c 2a 2=a 2-b 2a2=14,则b 2a 2=34.所以椭圆C 的方程可以为x 24+y 23=1(答案不唯一).考点探究——提素养考点一椭圆的定义及其应用(多考向探究)考向1利用椭圆的定义求轨迹方程例1(2024·山东烟台一中质检)已知圆(x +2)2+y 2=36的圆心为M ,设A 是圆上任意一点,N (2,0),线段AN 的垂直平分线交MA 于点P ,则动点P 的轨迹方程为________.答案x 29+y 25=1解析点P 在线段AN 的垂直平分线上,故|PA |=|PN |.又AM 是圆的半径,所以|PM |+|PN |=|PM |+|PA |=|AM |=6>|MN |.由椭圆的定义知,点P 的轨迹是以M ,N 为焦点的椭圆,且2a =6,2c =4,故所求的轨迹方程为x 29+y 25=1.【通性通法】在求动点的轨迹时,如果能够判断动点的轨迹满足椭圆的定义,那么可以直接求解其轨迹方程.【巩固迁移】1.△ABC 的两个顶点为A (-3,0),B (3,0),△ABC 的周长为16,则顶点C 的轨迹方程为()A .x 225+y 216=1(y ≠0)B .y 225+x 216=1(y ≠0)C .x 216+y 29=1(y ≠0)D .y 216+x 29=1(y ≠0)答案A解析由题意,知点C 到A ,B 两点的距离之和为10,故顶点C 的轨迹为以A (-3,0),B (3,0)为焦点,长轴长为10的椭圆,故2a =10,c =3,b 2=a 2-c 2=16.其方程为x 225+y 216=1.又A ,B ,C 三点不能共线,所以x 225+y 216=1(y ≠0).故选A.考向2利用椭圆的定义解决焦点三角形问题例2(1)如图,△ABC 的顶点B ,C 在椭圆x 23+y 2=1上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC 边上,则△ABC 的周长是________.答案43解析因为a 2=3,所以a = 3.△ABC 的周长为|AC |+|AB |+|BC |=|AC |+|CF 2|+|AB |+|BF 2|=2a +2a =4a =43.(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解析解法一:由题意,知c =a 2-4.又∠F 1PF 2=60°,|PF 1|+|PF 2|=2a ,|F 1F 2|=2a 2-4,∴|F 1F 2|2=(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1||PF 2|-2|PF 1||PF 2|cos60°=4a 2-3|PF 1||PF 2|=4a 2-16,∴|PF 1||PF 2|=163,∴S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|sin60°=12×163×32=433解法二:S △PF 1F 2=b 2tan ∠F 1PF 22=4tan30°=433.【通性通法】将定义和余弦定理结合使用可以解决焦点三角形的周长和面积问题.【巩固迁移】2.(2023·全国甲卷)已知椭圆x 29+y 26=1,F 1,F 2为两个焦点,O 为原点,P 为椭圆上一点,cos∠F 1PF 2=35,则|PO |=()A .25B .302C .35D .352答案B解析解法一:因为|PF 1|+|PF 2|=2a =6①,|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|cos ∠F 1PF 2=|F 1F 2|2,即|PF 1|2+|PF 2|2-65|PF 1||PF 2|=12②,联立①②,解得|PF 1||PF 2|=152,|PF 1|2+|PF 2|2=21,而PO →=12(PF 1→+PF 2→),所以|PO |=|PO →|=12|PF 1→+PF 2→|,即|PO →|=12|PF 1→+PF 2→|=12|PF 1→|2+2PF 1→·PF 2→+|PF 2→|2=1221+2×152×35=302.故选B.解法二:设∠F 1PF 2=2θ,0<θ<π2,所以S △PF 1F 2=b 2tan∠F 1PF 22=b 2tan θ,由cos ∠F 1PF 2=cos2θ=cos 2θ-sin 2θcos 2θ+sin 2θ=1-tan 2θ1+tan 2θ=35,解得tan θ=12.由椭圆的方程可知,a 2=9,b 2=6,c 2=a 2-b 2=3,所以S △PF 1F 2=12|F 1F 2|×|y P |=12×23×|y P |=6×12,解得y 2P =3,所以x 2P ==92,因此|PO |=x 2P +y 2P =3+92=302.故选B.解法三:因为|PF 1|+|PF 2|=2a =6①,|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|cos ∠F 1PF 2=|F 1F 2|2,即|PF 1|2+|PF 2|2-65|PF 1||PF 2|=12②,联立①②,解得|PF 1|2+|PF 2|2=21,由中线定理可知,(2|PO |)2+|F 1F 2|2=2(|PF 1|2+|PF 2|2)=42,易知|F 1F 2|=23,解得|PO |=302.故选B.考向3利用椭圆的定义求最值例3已知F 1,F 2是椭圆C :x 216+y 212=1的两个焦点,点M ,N 在C 上,若|MF 2|+|NF 2|=6,则|MF 1|·|NF 1|的最大值为()A .9B .20C .25D .30答案C解析根据椭圆的定义,得|MF 1|+|MF 2|=8,|NF 1|+|NF 2|=8,因为|MF 2|+|NF 2|=6,所以8-|MF 1|+8-|NF 1|=6,即|MF 1|+|NF 1|=10≥2|MF 1|·|NF 1|,当且仅当|MF 1|=|NF 1|=5时,等号成立,所以|MF 1|·|NF 1|≤25,则|MF 1|·|NF 1|的最大值为25.故选C.【通性通法】在椭圆中,结合|PF 1|+|PF 2|=2a ,运用基本不等式或三角形任意两边之和大于第三边可求最值.【巩固迁移】3.(2024·河北邯郸模拟)已知F 是椭圆x 29+y 25=1的左焦点,P 是此椭圆上的动点,A (1,1)是一定点,则|PA |+|PF |的最大值为________,最小值为________.答案6+26-2解析由题意知a =3,b =5,c =2,F (-2,0).设椭圆的右焦点为F ′,则|PF |+|PF ′|=6,所以|PA |+|PF |=|PA |-|PF ′|+6.当P ,A ,F ′三点共线时,|PA |-|PF ′|取到最大值|AF ′|=2或最小值-|AF ′|=- 2.所以|PA |+|PF |的最大值为6+2,最小值为6- 2.考点二椭圆的标准方程例4(1)已知椭圆C 的焦点为F 1(-1,0),F 2(1,0),过F 2的直线与C 交于A ,B 两点.若|AF 2|=2|F 2B |,|AB |=|BF 1|,则椭圆C 的方程为()A .x 22+y 2=1B .x 23+y 22=1C .x 29+y 26=1D .x 25+y 24=1答案B解析设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),由椭圆的定义,得|AF 1|+|AB |+|BF 1|=4a .∵|AB |=|BF 1|,∴|AF 1|+2|AB |=4a .又|AF 2|=2|F 2B |,∴|AB |=32|AF 2|,∴|AF 1|+3|AF 2|=4a .又|AF 1|+|AF 2|=2a ,∴|AF 2|=a ,∴A 为椭圆的短轴端点.如图,不妨设A (0,b ),又F 2(1,0),AF 2→=2F 2B →,∴将B 点坐标代入椭圆方程x 2a 2+y 2b 2=1,得94a 2+b 24b 2=1,∴a 2=3,b 2=a 2-c 2=2.∴椭圆C 的方程为x 23+y 221.故选B.(2)(2024·山西大同模拟)过点(2,-3),且与椭圆x 24+y 23=1有相同离心率的椭圆的标准方程为________________.答案x 28+y 26=1或y 2253+x 2254=1解析椭圆x 24+y 23=1的离心率是e =12,当焦点在x 轴上时,设所求椭圆的标准方程是x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)=12,b 2+c 2,+3b 2=1,2=8,2=6,∴所求椭圆的标准方程为x 28+y 26=1;当焦点在y 轴上时,设所求椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)=12,b 2+c 2,+4b 2=1,2=253,2=254,∴所求椭圆的标准方程为y 2253+x 2254=1.故所求椭圆的标准方程为x 28+y 26=1或y 2253+x 2254=1.【通性通法】1.求椭圆方程的常用方法(1)定义法:根据椭圆的定义,确定a 2,b 2的值,结合焦点位置写出椭圆方程.(2)待定系数法求椭圆标准方程的一般步骤注意:一定先判断椭圆的焦点位置,即先定型后定量.2.椭圆标准方程的两个应用(1)方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >0,b >0)与x 2a 2+y 2b2=λ(a >0,b >0,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).恰当选用椭圆系方程,可使运算更简便.【巩固迁移】4.已知F 1,F 2为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b>0)的两个焦点,若P |PF 1|+|PF 2|=4,则椭圆C 的方程为________________.答案x 24+y 23=1解析由|PF 1|+|PF 2|=4得2a =4,解得a=2.又P C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上,所以1222+1,解得b=3,所以椭圆C的方程为x24+y23=1.5.已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过P1(6,1),P2(-3,-2)两点,则该椭圆的方程为________________.答案x29+y23=1解析设椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,且m≠n).因为椭圆经过P1,P2两点,所以点P1,P2的坐标满足椭圆方程,m+n=1,m+2n=1,=19,=13.所以所求椭圆的方程为x29+y23=1.考点三椭圆的简单几何性质(多考向探究)考向1椭圆的长轴、短轴、焦距例5已知椭圆x225+y29=1与椭圆x225-k+y29-k=1(k<9,且k≠0),则两椭圆必定() A.有相等的长轴长B.有相等的焦距C.有相等的短轴长D.有相同的离心率答案B解析由椭圆x225+y29=1,知a=5,b=3,c=4,所以长轴长是10,短轴长是6,焦距是8.在椭圆x225-k+y29-k1(k<9,且k≠0)中,因为a1=25-k,b1=9-k,c1=4,所以其长轴长是225-k,短轴长是29-k,焦距是8.所以两椭圆有相等的焦距.故选B.【通性通法】求解与椭圆几何性质有关的问题时,要理清顶点、焦点、长轴长、短轴长、焦距等基本量的内在联系.【巩固迁移】6.若连接椭圆短轴的一个顶点与两焦点的三角形是等边三角形,则长轴长与短轴长之比为()A.2B.23C.233D.4答案C解析因为连接椭圆短轴的一个顶点与两焦点的三角形是等边三角形,所以a=2c,所以b2=a 2-c 2=3c 2,所以b =3c ,故2a 2b =a b =2c 3c =233,所以长轴长与短轴长之比为233.故选C.7.(2024·河北沧州统考期末)焦点在x 轴上的椭圆x 2a 2+y 23=1的长轴长为43,则其焦距为________.答案6解析由题意,得2a =43,所以a 2=12,c 2=a 2-b 2=12-3=9,解得c =3,故焦距2c =6.考向2椭圆的离心率例6(1)(2024·江苏镇江模拟)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,过F 2作x 轴的垂线与C 交于A ,B 两点,F 1B 与y 轴交于点D ,若AD ⊥F 1B ,则椭圆C 的离心率为________.答案33解析由题意知F 1(-c ,0),F 2(c ,0),其中c =a 2-b 2,因为过F 2且与x 轴垂直的直线为x=c ,由椭圆的对称性,可设它与椭圆的交点为,因为AB 平行于y 轴,且|F 1O |=|OF 2|,所以|F 1D |=|DB |,即D 为线段F 1B 的中点,又|AF 1|=|BF 1|,则△AF 1B 为等边三角形.解法一:由|F 1F 2|=3|AF 2|,可知2c =3·b 2a ,即3b 2=2ac ,所以3(a 2-c 2)=2ac ,即3e 2+2e -3=0,解得e =33(e =-3舍去).解法二:由|AF 1|+|BF 1|+|AB |=4a ,可知|AF 1|=|BF 1|=|AB |=43a ,又|AF 1|sin60°=|F 1F 2|,所以43a ×322c ,解得c a =33,即e =33.解法三:由|AF 1|+|BF 1|+|AB |=4a ,可知|AB |=|AF 1|=|BF 1|=43a ,即2b 2a =43a ,即2a 2=3b 2,所以e =c 2a 2=1-b 2a 2=33.(2)(2024·广东七校联考)已知F 1,F 2是椭圆的两个焦点,满足MF 1→·MF 2→=0的点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是________.答案解析根据椭圆的对称性,不妨设焦点在x 轴上的椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),设F 1(-c ,0),F 2(c ,0).解法一:设M (x 0,y 0),MF 1→·MF 2→=0⇒(-c -x 0,-y 0)·(c -x 0,-y 0)=0⇒x 20-c 2+y 20=0⇒y 20=c2-x 20,点M (x 0,y 0)在椭圆内部,有x 20a 2+y 20b 2<1⇒b 2x 20+a 2(c 2-x 20)-a 2b 2<0⇒x 20>2a 2-a 4c2,要想该不等式恒成立,只需2a 2-a 4c 2<0⇒2a 2c 2<a 4⇒2c 2<a 2⇒e =c a <22,而e >0⇒0<e <22,即椭圆离心解法二:由MF 1→·MF 2→=0,可知点M 在以F 1F 2为直径的圆上,即圆x 2+y 2=c 2在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)内部,所以c <b ,则c 2<b 2,即c 2<a 2-c 2,所以2c 2<a 2,即e 2<12,又e >0,所以0<e <22,【通性通法】求椭圆离心率的方法方法一直接求出a ,c ,利用离心率公式e =ca求解方法二由a 与b 的关系求离心率,利用变形公式e =1-b 2a2求解方法三构造a ,c 的齐次式,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注意: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.【巩固迁移】8.(2023·新课标Ⅰ卷)设椭圆C 1:x 2a 2+y 2=1(a >1),C 2:x 24+y 2=1的离心率分别为e 1,e 2.若e 2=3e 1,则a =()A .233B .2C .3D .6答案A解析由e 2=3e 1,得e 22=3e 21,因此4-14=3×a 2-1a 2,而a >1,所以a =233.故选A.9.(2024·广东六校联考)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________.答案33,解析设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2c ,得m 2=4c 2=-a 4c2+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,即椭圆离心率的取值范围是33,考向3与椭圆几何性质有关的最值(范围)问题例7(2024·石家庄质检)设点M 是椭圆C :x 29+y 28=1上的动点,点N 是圆E :(x -1)2+y 2=1上的动点,且直线MN 与圆E 相切,则|MN |的最小值是________.答案3解析由题意知,圆E 的圆心为E (1,0),半径为1.因为直线MN 与圆E 相切于点N ,所以NE ⊥MN ,且|NE |=1.又E (1,0)为椭圆C 的右焦点,所以2≤|ME |≤4,所以当|ME |=2时,|MN |取得最小值,又|MN |=|ME |2-|NE |2,所以|MN |min =22-12= 3.【通性通法】与椭圆有关的最值(范围)问题的求解策略【巩固迁移】10.如图,焦点在x 轴上的椭圆x 24+y 2b 2=1(b >0)的离心率e =12,F ,A 分别是椭圆的左焦点和右顶点,P 是椭圆上任意一点,则PF →·PA →的最大值为________.答案4解析由题意,知a =2,因为e =c a =12,所以c =1,所以b 2=a 2-c 2=3,故椭圆的方程为x 24+y 23=1.设点P 的坐标为(x 0,y 0),所以-2≤x 0≤2,-3≤y 0≤3.因为F (-1,0),A (2,0),所以PF →=(-1-x 0,-y 0),PA →=(2-x 0,-y 0),所以PF →·PA →=x 20-x 0-2+y 20=14x 20-x 0+1=14(x 0-2)2,所以当x 0=-2时,PF →·PA →取得最大值4.课时作业一、单项选择题1.已知动点M 到两个定点A (-2,0),B (2,0)的距离之和为6,则动点M 的轨迹方程为()A .x 29+y 2=1B .y 29+x 25=1C .y 29+x 2=1D .x 29+y 25=1答案D解析由题意有6>2+2=4,故点M 的轨迹为焦点在x 轴上的椭圆,则2a =6,c =2,故a 2=9,所以b 2=a 2-c 2=5,故椭圆的方程为x 29+y 25=1.故选D.2.(2024·九省联考)椭圆x 2a 2+y 2=1(a >1)的离心率为12,则a =()A .233B .2C .3D .2答案A解析由题意得e =a 2-1a=12,解得a =233.故选A .3.(2024·河南信阳模拟)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=1.4.设e 是椭圆x 24+y 2k =1的离心率,且e k 的取值范围是()A .(0,3)BC .(0,3)D .(0,2)答案C解析当k >4时,c =k -4,由条件,知14<k -4k <1,解得k >163;当0<k <4时,c =4-k ,由条件,知14<4-k4<1,解得0<k <3.故选C.5.已知两圆C 1:(x -4)2+y 2=169,C 2:(x +4)2+y 2=9.动圆M 在圆C 1内部,且与圆C 1内切,与圆C 2外切,则动圆的圆心M 的轨迹方程是()A .x 264-y 248=1B .x 248+y 264=1C .x 248-y 264=1D .x 264+y 248=1答案D解析设动圆的圆心M (x ,y ),半径为r ,因为圆M 与圆C 1:(x -4)2+y 2=169内切,与圆C 2:(x +4)2+y 2=9外切,所以|MC 1|=13-r ,|MC 2|=3+r .因为|MC 1|+|MC 2|=16>|C 1C 2|=8,由椭圆的定义,知M 的轨迹是以C 1,C 2为焦点,长轴长为16的椭圆,则a =8,c =4,所以b 2=82-42=48,动圆的圆心M 的轨迹方程为x 264+y 248=1.故选D.6.(2023·全国甲卷)设F 1,F 2为椭圆C :x 25+y 2=1的两个焦点,点P 在C 上,若PF 1→·PF 2→=0,则|PF 1|·|PF 2|=()A .1B .2C .4D .5答案B解析解法一:因为PF 1→·PF 2→=0,所以∠F 1PF 2=90°,从而S △F 1PF 2=b 2tan45°=1=12|PF 1|·|PF 2|,所以|PF 1|·|PF 2|=2.故选B.解法二:因为PF 1→·PF 2→=0,所以∠F 1PF 2=90°,由椭圆方程可知,c 2=5-1=4⇒c =2,所以|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=42=16,又|PF 1|+|PF 2|=2a =25,平方得|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1|·|PF 2|=16+2|PF 1|·|PF 2|=20,所以|PF 1|·|PF 2|=2.故选B.7.(2023·甘肃兰州三模)设椭圆x 24+y 23=1的一个焦点为F ,则对于椭圆上两动点A ,B ,△ABF周长的最大值为()A .4+5B .6C .25+2D .8答案D解析设F 1为椭圆的另外一个焦点,则由椭圆的定义可得|AF |+|BF |+|AB |=2a -|AF 1|+2a -|BF 1|+|AB |=4a +|AB |-|BF 1|-|AF 1|=8+|AB |-|BF 1|-|AF 1|,当A ,B ,F 1三点共线时,|AB |-|BF 1|-|AF 1|=0,当A ,B ,F 1三点不共线时,|AB |-|BF 1|-|AF 1|<0,所以当A ,B ,F 1三点共线时,△ABF 的周长取得最大值8.8.(2024·安徽三市联考)已知椭圆C 的左、右焦点分别为F 1,F 2,P ,Q 为C 上两点,2PF 2→=3F 2Q →,若PF 1→⊥PF 2→,则C 的离心率为()A .35B .45C .135D .175答案D解析设|PF 2→|=3m ,则|QF 2→|=2m ,|PF 1→|=2a -3m ,|QF 1→|=2a -2m ,|PQ |=5m ,在△PQF 1中,得(2a -3m )2+25m 2=(2a -2m )2,即m =215a .因此|PF 2→|=25a ,|PF 1→|=85a ,|F 2F 1→|=2c ,在△PF 1F 2中,得6425a 2+425a 2=4c 2,故17a 2=25c 2,所以e =175.故选D.二、多项选择题9.对于曲线C :x 24-k +y 2k -1=1,下列说法中正确的是()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,A 错误;对于B ,当k =2.5时,4-k =k -1,此时曲线C 是圆,B 错误;对于C ,若曲线C 是焦点在y 轴上的椭圆,-k >0,-1>0,-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,C 正确;对于D ,若曲线C 是焦点在x 轴上的椭圆,-1>0,-k >0,-k >k -1,解得1<k <2.5,D 正确.故选CD.10.(2024·海口模拟)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 周长的取值范围是[6,12]C .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 |,∵|AF |+|BF |为定值6,|AB |的取值范围是6),∴△周长的取值范围是(6,12),B 错误;将y =32与椭圆方程联立,解得-332,又F (6,0),∴AF →·BF →=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.故选ACD.三、填空题11.(2023·四川南充三诊)若椭圆x 2+my 2=1的焦点在y 轴上,且长轴长是短轴长的两倍,则m 的值为________.答案14解析将原方程变形为x 2+y 21m=1.由题意知a 2=1m,b 2=1,所以a =1m ,b =1,所以1m=2,m =14.12.(2024·南昌模拟)已知椭圆E 的中心为原点,焦点在x 轴上,椭圆上一点到焦点的最小距离为22-2,离心率为22,则椭圆E 的方程为________.答案x 28+y 24=1解析椭圆E 的中心在原点,焦点在x 轴上,椭圆上一点到焦点的最小距离为22-2,离心率为22,c =22-2,=22,=22,=2,从而a 2=8,b 2=4,所以椭圆E 的方程为x 28+y 24=1.13.(2024·河南名校教研联盟押题)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,下顶点为A ,AF 的延长线交C 于点B ,若|AF |∶|BF |=2∶1,则C 的离心率为________.答案33解析解法一:如图,设椭圆C 的右焦点为F ′,则|AF |=|AF ′|=a ,因为|AF |∶|BF |=2∶1,所以|BF |=a 2,所以|AB |=|AF |+|BF |=3a 2,又|BF |+|BF ′|=2a ,所以|BF ′|=2a -|BF |=3a2,由余弦定理可知cos ∠BAF ′=|AB |2+|AF ′|2-|BF ′|22|AB ||AF ′|=13,设O 为坐标原点,椭圆C 的焦距为2c ,则离心率e =ca =sin ∠OAF ′,因为∠BAF ′=2∠OAF ′,故cos ∠BAF ′=1-2sin 2∠OAF ′=1-2e 2,所以e =33.解法二:设B 在x 轴上的射影为D ,由于|AF |∶|BF |=2∶1,所以|BD |=|OA |2=b 2,|FD |=|OF |2=c 2,即-3c 2,将B 的坐标代入C 的方程,得9c 24a 2+b 24b 2=1,得e =33.14.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的短轴长为2,上顶点为A ,左顶点为B ,左、右焦点分别为F 1,F 2,且△F 1AB 的面积为2-32,若点P 为椭圆上任意一点,则1|PF 1|+1|PF 2|的取值范围是________.答案[1,4]解析由已知,得2b =2,故b =1.∵△F 1AB 的面积为2-32,∴12(a -c )b =2-32,∴a -c=2-3,又a 2-c 2=(a -c )(a +c )=b 2=1,∴a =2,c =3,∴1|PF 1|+1|PF 2|=|PF 1|+|PF 2||PF 1|·|PF 2|=2a|PF 1|(2a -|PF 1|)=4-|PF 1|2+4|PF 1|.又2-3≤|PF 1|≤2+3,∴1≤-|PF 1|2+4|PF 1|≤4,∴1≤1|PF 1|+1|PF 2|≤4,即1|PF 1|+1|PF 2|的取值范围为[1,4].四、解答题15.(2024·辽宁阜新校考期末)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),四点P 1(1,1),P 2(0,1),P 1P C 上.(1)求椭圆C 的方程;(2)设点A (0,-1),点M 是椭圆C 上任意一点,求|MA |的最大值.解(1)因为P 3,P 4关于坐标轴对称,所以P 3,P 4必在椭圆C 上,有1a 2+34b 2=1,将点P 1(1,1)代入椭圆方程得1a 2+1b 2>1a 2+34b 2=1,所以P 1(1,1)不在椭圆C 上,P 2(0,1)在椭圆C 上,所以b 2=1,a 2=4,即椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)点A (0,-1)是椭圆C 的下顶点,设椭圆上的点M (x 0,y 0)(-1≤y 0≤1),则x 204+y 20=1,即x 20=4-4y 20,所以|MA |2=x 20+(y 0+1)2=4-4y 20+(y 0+1)2=-3y 20+2y 0+5=-0+163,又函数y =-+163在∞,+,所以当y 0=13时,|MA |2取到最大值,为163,故|MA |的最大值为433.16.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),焦点F 1(-c ,0),F 2(c ,0),左顶点为A ,点E 的坐标为(0,c ),A 到直线EF 2的距离为62b .(1)求椭圆C 的离心率;(2)若P 为椭圆C 上的一点,∠F 1PF 2=60°,△PF 1F 2的面积为3,求椭圆C 的标准方程.解(1)由题意,得A (-a ,0),直线EF 2的方程为x +y =c ,因为A 到直线EF 2的距离为62b ,即|-a -c |12+12=62b ,所以a +c =3b ,即(a +c )2=3b 2,又b 2=a 2-c 2,所以(a +c )2=3(a 2-c 2),所以2c 2+ac -a 2=0,因为离心率e =ca ,所以2e 2+e -1=0,解得e =12或e =-1(舍去),所以椭圆C 的离心率为12.(2)由(1)知离心率e =c a =12,即a =2c ,①因为∠F 1PF 2=60°,△PF 1F 2的面积为3,所以12|PF 1|·|PF 2|sin60°=3,所以|PF 1|·|PF 2|=4,1|+|PF 2|=2a ,1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos60°=(2c )2,所以a 2-c 2=3,②联立①②,得a =2,c =1,所以b 2=a 2-c 2=3,所以椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1.17.(多选)(2023·山东济南模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,且|F 1F 2|=2,点P (1,1)在椭圆内部,点Q 在椭圆上,则以下说法正确的是()A .|QF 1|+|QP |的最小值为2a -1B .椭圆C 的短轴长可能为2C .椭圆CD .若PF 1→=F 1Q →,则椭圆C 的长轴长为5+17答案ACD解析由题意知2c =2,则c =1,因为点Q 在椭圆上,所以|QF 1|+|QF 2|=2a ,|QF 1|+|QP |=2a -|QF 2|+|QP |,又-1≤-|QF 2|+|QP |≤1,所以A 正确;因为点P (1,1)在椭圆内部,所以b >1,2b >2,所以B 错误;因为点P (1,1)在椭圆内部,所以1a 2+1b 2<1,即b 2+a 2-a 2b 2<0,又c =1,b 2=a 2-c 2,所以(a 2-1)+a 2-a 2(a 2-1)<0,化简可得a 4-3a 2+1>0(a >1),解得a 2>3+52或a 2<3-52(舍去),则椭圆C 的离心率e =ca<13+52=15+12=5-12,又0<e <1,所以椭圆C 所以C 正确;由PF 1→=F 1Q →可得,F 1为PQ 的中点,而P (1,1),F 1(-1,0),所以Q (-3,-1),|QF 1|+|QF 2|=(-3+1)2+(-1-0)2+(-3-1)2+(-1-0)2=5+17=2a ,所以D 正确.故选ACD.18.(多选)(2023·辽宁大连模拟)已知椭圆C :x 216+y 29=1的左、右焦点分别是F 1,F 2,左、右顶点分别是A 1,A 2,点P 是椭圆C 上异于A 1,A 2的任意一点,则下列说法正确的是()A .|PF 1|+|PF 2|=4B .存在点P 满足∠F 1PF 2=90°C .直线PA 1与直线PA 2的斜率之积为-916D .若△F 1PF 2的面积为27,则点P 的横坐标为±453答案CD解析由椭圆方程,知a =4,b =3,c =7,|PF 1|+|PF 2|=2a =8,A 错误;当P 在椭圆上、下顶点时,cos ∠F 1PF 2=2a 2-4c 22a 2=18>0,即∠F 1PF 2的最大值小于π2,B 错误;若P (x ′,y ′),则k P A 1=y ′x ′+4,k P A 2=y ′x ′-4,有k P A 1·k P A 2=y ′2x ′2-16,而x ′216+y ′29=1,所以-16y ′2=9(x ′2-16),即有k P A 1·k P A 2=-916,C 正确;若P (x ′,y ′),△F 1PF 2的面积为27,即2c ·|y ′|2=27,故y ′=±2,代入椭圆方程得x ′=±453,D 正确.故选CD.19.(2023·河北邯郸二模)已知O 为坐标原点,椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F ,上顶点为B ,线段BF 的中垂线交C 于M ,N 两点,交y 轴于点P ,BP →=2PO →,△BMN 的周长为16,求椭圆C 的标准方程.解如图,由题意可得|BP |=23b ,|PO |=13b ,连接PF .由题意可知|BP |=|PF |,在Rt △POF 中,由勾股定理,得|PO |2+|OF |2=|PF |2,+c 2,整理得b 2=3c 2,所以a 2-c 2=3c 2,即a 2=4c 2,所以椭圆C 的离心率e =c a =12.在Rt △BOF 中,cos ∠BFO =|OF ||BF |=c a =12,所以∠BFO =60°.设直线MN 交x 轴于点F ′,交BF 于点H ,在Rt △HFF ′中,有|FF ′|=|HF |cos ∠BFO =a =2c ,所以F ′为椭圆C 的左焦点,又|MB |=|MF |,|NB |=|NF |,所以△BMN 的周长等于△FMN 的周长,又△FMN 的周长为4a ,所以4a =16,解得a =4.所以c =2,b 2=a 2-c 2=12.故椭圆C 的标准方程为x 216+y 212=1.20.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)求椭圆的离心率的取值范围;(2)求证:△F 1PF 2的面积只与椭圆的短轴长有关.解(1)不妨设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),焦距为2c .在△F 1PF 2中,由余弦定理,得cos60°=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1|·|PF 2|-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|,即4a 2-2|PF 1|·|PF 2|-4c 22|PF 1|·|PF 2|=12,所以|PF 1|·|PF 2|=4a 2-2|PF 1|·|PF 2|-4c 2,所以3|PF 1|·|PF 2|=4b 2,所以|PF 1|·|PF 2|=4b 23.又因为|PF 1|·|PF 2|=a 2,当且仅当|PF 1|=|PF 2|时,等号成立,所以3a 2≥4(a 2-c 2),所以c a ≥12,所以e ≥12.又因为0<e <1,所以椭圆的离心率的取值范围是12,(2)证明:由(1)可知|PF 1|·|PF 2|=43b 2,所以S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|sin60°=12×43b 2×32=33b 2,所以△F 1PF 2的面积只与椭圆的短轴长有关.。
椭圆练习题含解析
椭圆练习题含解析椭圆练习题含解析椭圆是数学中一个重要的几何形状,它在现实生活中也有着广泛的应用。
在本文中,我们将通过一些椭圆练习题来深入了解椭圆的性质,并提供详细的解析过程。
首先,让我们来看一个简单的椭圆练习题:练习题1:已知椭圆的长轴长度为10,短轴长度为6,求其离心率。
解析:椭圆的离心率定义为焦点与中心之间的距离与长轴长度之比。
我们知道,椭圆的离心率范围在0到1之间。
根据椭圆的性质,离心率可以通过以下公式计算:离心率= √(1 - (短轴长度^2 / 长轴长度^2))代入已知数据,我们可以得到:离心率= √(1 - (6^2 / 10^2))= √(1 - 36 / 100)= √(1 - 0.36)≈ √(0.64)≈ 0.8因此,该椭圆的离心率约为0.8。
接下来,我们来看一个稍微复杂一些的椭圆练习题:练习题2:已知椭圆的焦点为F1(-2, 0)和F2(2, 0),离心率为0.6,求其方程。
解析:根据椭圆的性质,离心率等于焦点与中心之间的距离与长轴长度之比。
我们可以通过这个性质来确定椭圆的长轴长度。
离心率 = 焦点与中心之间的距离 / 长轴长度0.6 = 4 / 长轴长度解得长轴长度 = 4 / 0.6 = 20 / 3我们还知道,椭圆的焦点到中心的距离等于长轴长度的一半。
因此,焦点到中心的距离为 20 / 6 = 10 / 3。
椭圆的中心坐标为焦点的中垂线的交点,即 (-2, 0) 和 (2, 0) 的中点,即 (0, 0)。
综上所述,该椭圆的方程为:(x^2 / (10/3)^2) + (y^2 / (20/3)^2) = 1化简得:9x^2 + 4y^2 = 100因此,该椭圆的方程为 9x^2 + 4y^2 = 100。
通过以上两个练习题的解析,我们可以看到椭圆的性质和计算方法。
椭圆不仅在数学中有着重要的地位,而且在现实生活中也有着广泛的应用,如天体轨道、电子轨道等。
对椭圆的深入理解和掌握,有助于我们更好地应用数学知识解决实际问题。
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椭圆定义与几何意义习题及答案一、选择题 (每小题4分,共40分)1. 若方程x 2+ky 2=2表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围为 ( ) A .(0,+∞) B .(0,2)C .(1,+∞)D .(0,1)2. 已知1F 、2F 是椭圆的两个焦点,满足12.0MF MF =u u u u r u u u u r 的点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( )A .(0,1)B . 1(0,]2C .(0,)2D .[2 3. 已知椭圆1121622=+y x 的左焦点是1F ,右焦点是2F ,点P 在椭圆上,如果线段1PF 的中点在y 轴上,那么 12:PF PF 的值为A .35B .12C .56D .534. 已知椭圆的两个焦点为)0,5(1-F ,)0,5(2F ,M 是椭圆上一点,若021=⋅MF MF 8=,则该椭圆的方程是( ) (A) 12722=+y x (B) 17222=+y x(C) 14922=+y x (D) 19422=+y x5. 设椭圆22221(00)x y m n m n+=>>,的右焦点与抛物线28y x =的焦点相同,离心率为12,则此椭圆的方程为( )A .2211216x y +=B .2211612x y +=C .2214864x y +=D .2216448x y +=6. 椭圆22ax +22b y =1(a >b >0)上一点A 关于原点的对称点为B ,F 为其右焦点,若AF ⊥BF ,设∠ABF =α,且α∈[12π,4π],则该椭圆离心率的取值范围为( ) A .[22,1 ) B .[22,36] C .[36,1) D .[22,23] 7. 设抛物线)0(22>=p px y 的焦点F 恰好是椭圆12222=+by a x ()0>>b a 的右焦点,且两条曲线的交点的连线过点F ,则该椭圆的离心率为 (A )23-(B )32(C )12- (D )36 8. 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上有一点M ,12,F F 是椭圆的两个焦点,若2212||||b MF MF =⋅,则椭圆离心率的范围是( ) A .]22,0( B .)1,22[C .)1,23[D .)1,2[9. 设椭圆)0,0(12222>>=+n m n y m x 的右焦点与抛物线x y 82=的焦点相同,离心率为21,则此椭圆的方程为 ( ) A.1161222=+y x B.1121622=+y x C.1644822=+y x D.1486422=+y x 10. 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上有一点M ,12,F F 是椭圆的两个焦点,若2212||||b MF MF =⋅,则椭圆离心率的范围是( ) A .]22,0( B .)1,22[ C .)1,23[ D .)1,2[二、填空题 (共4小题,每小题4分)11. 已知椭圆C1与双曲线C2有相同的焦点F1、F2,点P 是C1与C2的一个公共点,12PF F ∆是一个以PF1为底的等腰三角形,1||4,PF =C1的离心率为3,7则C2的离心率为 。
12. 设F 1、F 2是椭圆14922=+y x 的两个焦点,P 是椭圆上的点,且PF 1∶PF 2=2∶1,则△PF 1F 2的面积等于 .13. 椭圆22221x y a b+=上的点P 到它的两个焦点1F 、2F 的距离之比12:2:3PF PF =,且12(0)2PF F παα∠=<<,则α的最大值为 ..14. 如图,在平面直角坐标系xoy 中,已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的左顶点为A ,左焦点为F ,上顶点为B ,若090BAO BFO ∠+∠=,则椭圆的离心率是 .三、解答题 (共44分,写出必要的步骤) 15. (本小题满分10分)已知点P (4,4),圆C :22()5(3)x m y m -+=<与椭圆E :22221(0)x y a b a b +=>> 有一个公共点A (3,1),F1、F2分别是椭圆的左、右焦点, 直线PF1与圆C 相切.(Ⅰ)求m 的值与椭圆E 的方程; (Ⅱ)设Q 为椭圆E上的一个动点,求AP AQ ⋅u u u r u u u r的取值范围.16. (本小题满分10分) 已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>经过点M (-2,-1),离心率为。
过点M 作倾斜角互补的两条直线分别与椭圆C 交于异于M 的另外两点P 、Q 。
(I )求椭圆C 的方程;(II )PMQ ∠能否为直角?证明你的结论;(III )证明:直线PQ 的斜率为定值,并求这个定值。
17. (本小题满分12分)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>经过点M (-2,-1),离心率为2。
过点M 作倾斜角互补的两条直线分别与椭圆C 交于异于M 的另外两点P 、Q 。
(I )求椭圆C 的方程;(II )试判断直线PQ 的斜率是否为定值,证明你的结论。
18. (本小题满分12分)已知椭圆1C 、抛物线2C 的焦点均在x 轴上,1C 的中心和2C 的顶点均为原点O ,从每条曲线上取两个点,将其坐标记录于下表中:12C C 、(Ⅱ)请问是否存在直线l 满足条件:①过2C 的焦点F ;②与1C 交不同两点,M N 、且满足OM ON ⊥u u u u r u u u r?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.答案一、选择题1. D2. C3. D4. C5. B6. B7. C8. B9. B10. B 二、填空题11. 3 12. 413. 3π14. 12三、解答题15. 解:(Ⅰ)点A 代入圆C 方程,得2(3)15m -+=.因为m <3,∴m =1. …… 2分 圆C :22(1)5x y -+=. 设直线PF 1的斜率为k , 则PF 1:(4)4y k x =-+, 即440kx y k--+=.因为直线PF 1与圆C 相切,=解得111,22k k ==或.当k =112时,直线PF 1与x 轴的交点横坐标为3611,不合题意,舍去.当k =12时,直线PF 1与x 轴的交点横坐标为-4,所以c =4.F 1(-4,0),F 2(4,0). 2a =AF1+AF 2==a =a2=18,b 2=2.椭圆E 的方程为:221182x y +=.(Ⅱ)(1,3)AP =u u u r ,设Q (x ,y ),(3,1)AQ x y =--u u u r,(3)3(1)36AP AQ x y x y ⋅=-+-=+-u u u r u u u r.因为221182x y +=,即22(3)18x y +=,而22(3)2|||3|x y x y +⋅≥,∴-18≤6xy ≤18.则222(3)(3)6186x y x y xy xy +=++=+的取值范围是[0,36].3x y +的取值范围是[-6,6].所以36AP AQ x y ⋅=+-u u u r u u u r的取值范围是[-12,0]. 16. (Ⅰ)由题设,得4a2+1b2=1,①且a2-b2a =22, ②由①、②解得a2=6,b2=3, 椭圆C 的方程为x26+y23=1.(Ⅱ)记P(x1,y1)、Q(x2,y2).设直线MP 的方程为y +1=k(x +2),与椭圆C 的方程联立,得(1+2k2)x2+(8k2-4k)x +8k2-8k -4=0,-2,x1是该方程的两根,则-2x1=8k2-8k -41+2k2,x1=-4k2+4k +21+2k2.设直线MQ 的方程为y +1=-k(x +2), 同理得x2=-4k2-4k +21+2k2.因y1+1=k(x1+2),y2+1=-k(x2+2),故kPQ =y1-y2x1-x2=k(x1+2)+k(x2+2)x1-x2=k(x1+x2+4)x1-x2=8k1+2k28k1+2k2=1,因此直线PQ 的斜率为定值.17. (Ⅰ)由题设,得4a2+1b2=1,①且a2-b2a =22, ②由①、②解得a2=6,b2=3, 椭圆C的方程为x26+y23=1.………………………………………………………3分 (Ⅱ)设直线MP 的斜率为k ,则直线MQ 的斜率为-k , 假设∠PMQ 为直角,则k ·(-k)=-1,k =±1. 若k =1,则直线MQ 方程y +1=-(x +2), 与椭圆C 方程联立,得x2+4x +4=0,该方程有两个相等的实数根-2,不合题意; 同理,若k =-1也不合题意. 故∠PMQ不可能为直角.…………………………………………………………6分 (Ⅲ)记P(x1,y1)、Q(x2,y2).设直线MP 的方程为y +1=k(x +2),与椭圆C 的方程联立,得 (1+2k2)x2+(8k2-4k)x +8k2-8k -4=0,-2,x1是该方程的两根,则-2x1=8k2-8k -41+2k2,x1=-4k2+4k +21+2k2.设直线MQ 的方程为y +1=-k(x +2), 同理得x2=-4k2-4k +21+2k2. (9)分因y1+1=k(x1+2),y2+1=-k(x2+2),故kPQ =y1-y2x1-x2=k(x1+2)+k(x2+2)x1-x2=k(x1+x2+4)x1-x2=8k1+2k28k1+2k2=1,因此直线PQ的斜率为定值.……………………………………………………12分18. 解:(Ⅰ)设抛物线)0(2:22≠=p px y C ,则有)0(22≠=x p xy ,据此验证4个点知(3,32-)、(4,-4)在抛物线上,易求x y C 4:22= ………………2分设1C :)0(:22222>>=+b a by a x C ,把点(-2,0)(2,22)代入得: ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=121214222b a a解得⎪⎩⎪⎨⎧==1422b a ∴1C 方程为1422=+y x…………………………………………………5分(Ⅱ)法一:假设存在这样的直线l 过抛物线焦点(1,0)F ,设直线l 的方程为,1my x =-两交点坐标为),(),,(2211y x N y x M ,由⎪⎩⎪⎨⎧=+=-14122y x my x 消去x,得,032)4(22=-++my y m …………………………7分∴43,42221221+-=+-=+m y y m m y y ① 212121212(1)(1)1()x x my my m y y m y y =++=+++4444342122222+-=+-⋅++-⋅+=m m m m m m m② ………………………9分由OM ON ⊥u u u u r u u u r,即0=⋅OM ,得(*)02121=+y y x x将①②代入(*)式,得043444222=+-++-m m m , 解得21±=m…………………11分 所以假设成立,即存在直线l 满足条件,且l 的方程为:22y x =-或22y x =-+…………………………………………………………………实用文档标准 …12分法二:容易验证直线l 的斜率不存在时,不满足题意;……………………………6分当直线l 斜率存在时,假设存在直线l 过抛物线焦点(1,0)F ,设其方程为(1)y k x =-,与1C 的交点坐标为),(),,(2211y x N y x M 由2214(1)x y y k x ⎧⎪+=⎨⎪=-⎩消掉y ,得2222(14)84(1)0k x k x k +-+-=, …………8分于是 2122814k x x k +=+,21224(1)14k x x k-=+ ① 212111212(1)(1)[()1]y y k x k x k x x x x =-⨯-=-++ 即2222122224(1)83(1)141414k k k y y k k k k -=-+=-+++ ② ………………………………10分由OM ON ⊥u u u u r u u u r ,即0=⋅OM ,得(*)02121=+y y x x将①、②代入(*)式,得 2222224(1)340141414k k k k k k---==+++,解得2k =±;……11分所以存在直线l 满足条件,且l 的方程为:22y x =-或22y x =-+.………12分。