2020版高考数学大一轮复习第九章平面解析几何第5讲椭圆课件

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第九章 平面解析几何
第5讲 椭 圆
1.椭圆的定义
条件
结论 1
结论 2
平面内的动点 M 与
平面内的两个定点
_F_1_、__F_2_为椭圆的
F1,F2
M 点的轨 焦点__|_F_1_F_2_| __为
迹为椭圆
|MF1|+|MF2|=2a
椭圆的焦距
2a>|F1F2|
2.椭圆的标准方程和几何性质
标准方程
-b),B2(0,b)
b,0),B2(b,0)

长轴 A1A2 的长为_2_a_短轴 B1B2 的长为_2_b_
性质 焦距
|F1F2|=_2_c_
离心率
a,b,c 的关系
c e=__a_,e∈(0,1)
c2=_a_2_-__b_2_
3.点与椭圆的位置关系
已知点 P(x0,y0),椭圆xa22+by22=1(a>b>0),则 (1)点 P(x0,y0)在椭圆内⇔xa202+by202<1; (2)点 P(x0,y0)在椭圆上⇔xa202+by202=1; (3)点 P(x0,y0)在椭圆外⇔xa202+by202>1.
(2)不妨设点 A 在第一象限,如图所示.因为 AF2⊥x 轴,所以 |AF2|=b2.
因为|AF1|=3|BF1|, 所以 B-53c,-13b2.
将 B 点代入椭圆方程,
得-53c2+-13bb2 22=1,所以295c2+b92=1.
又因为 b2+c2=1,所以cb22==1323,. 故所求的方程为 x2+y22=1.
4.椭圆中四个常用结论 (1)P 是椭圆上一点,F 为椭圆的焦点,则|PF|∈[a-c,a+c], 即椭圆上的点到焦点距离的最大值为 a+c,最小值为 a-c; (2)椭圆的通径(过焦点且垂直于长轴的弦)长为2ab2,通径是最短 的焦点弦;
(3)P 是椭圆上不同于长轴两端点的任意一点,F1,F2 为椭圆的 两焦点,则△PF1F2 的周长为 2(a+c). (4)设 P,A,B 是椭圆上不同的三点,其中 A,B 关于原点对 称,直线 PA,PB 斜率存在且不为 0,则直线 PA 与 PB 的斜 率之积为定值-ba22.
角度一 由椭圆的方程研究其性质
已知椭圆xa22+by22=1(a>b>0)的一个焦点是圆 x2+y2-6x +8=0 的圆心,且短轴长为 8,则椭圆的左顶点为( )
A.(-3,0)B.Biblioteka -4,0)C.(-10,0)
________. 解析:△F1AB 的周长为
|F1A|+|F1B|+|AB|
=|F1A|+|F2A|+|F1B|+|F2B|
=2a+2a=4a. 在椭圆2x52+1y62 =1 中,a2=25,a=5, 所以△F1AB 的周长为 4a=20. 答案:20
椭圆的定义及应用 (1)(2019·金华十校联考)设 F1,F2 分别是椭圆 E:xa22+by22 =1(a>b>0)的左,右焦点,过点 F1 的直线交椭圆 E 于 A,B 两点,|AF1|=3|F1B|,且|AB|=4,△ABF2 的周长为 16.则|AF2| =________. (2)(2019·杭州模拟)已知 F1、F2 是椭圆 C:xa22+by22=1(a>b>0) 的两个焦点,P 为椭圆 C 上的一点,且 PF1⊥PF2,若△PF1F2 的面积为 9,则 b=________.
过点 F1 的直线交椭圆 E 于 A,B 两点,若|AF1|=3|F1B|,AF2 ⊥x 轴,则椭圆 E 的标准方程为________.
【解析】
(1)














x2 a2

y2 b2

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=ac=12,解得 a=2,b2=a2-c2=3,所以椭圆方程 为x42+y32=1.
1.(2019·温州模拟)设 F1,F2 是椭圆x92+y42=1 的两个焦点,P 是椭圆上的一点,且|PF1|∶|PF2|=2∶1,则△PF1F2 的面积为
()
A.4
B.6
C.2 2
D.4 2
解析:选 A.因为点 P 在椭圆上,所以|PF1|+|PF2|=6,又因为 |PF1|∶|PF2|=2∶1,所以|PF1|=4,|PF2|=2,又易知|F1F2|= 2 5,显然|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,故△PF1F2 为直角三角形, 所以△PF1F2 的面积为12×2×4=4.故选 A.
且hk= 23,解得 h2=235,k2=245. 故所求方程为2y52 +2x52=1.
34
法二:(椭圆系法)
若焦点在 x 轴上,设所求椭圆方程为x42+y32=t(t>0),将点 (2, - 3)代入,得 t=242+(-3 3)2=2.故所求方程为x82+y62=1. 若焦点在 y 轴上,设方程为y42+x32=λ(λ>0), 代入点(2,- 3),得 λ=2152,故所求方程为2y52 +2x52=1.
①|PF1|+|PF2|=2a. ②4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos θ. ③焦点三角形的周长为 2(a+c). ④S△PF1F2=12|PF1||PF2|·sin θ=b2·1+sincoθs θ=b2tan θ2=c|y0|, 当|y0|=b,即 P 为短轴端点时,S△PF1F2 取最大值,为 bc.
34 答案:2y52 +2x52=1 或x82+y62=1
34
椭圆的几何性质 (高频考点) 椭圆的几何性质是高考的热点,高考中多以小题出现,试题难 度一般较大.主要命题角度有: (1)由椭圆的方程研究其性质; (2)求椭圆离心率的值(范围); (3)由椭圆的性质求参数的值(范围); (4)椭圆性质的应用.
判断正误(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)椭圆的离心率 e 越大,椭圆就越圆.( × ) (3)椭圆既是轴对称图形,又是中心对称图形.( √ ) (4) 方 程 mx2 + ny2 = 1(m>0 , n>0 , m ≠ n) 表 示 的 曲 线 是 椭 圆.( √ ) (5)xa22+by22=1(a>b>0)与ay22+xb22=1(a>b>0)的焦距相同.( √ )
【解析】 (1)由|AF1|=3|F1B|,|AB|=4,得|AF1|=3, 因为△ABF2 的周长为 16,所以 4a=16,所以 a=4. 则|AF1|+|AF2|=2a=8, 所以|AF2|=8-|AF1|=8-3=5. (2)设|PF1|=r1,|PF2|=r2,
则rr121+ +rr222= =24ac2,, 所以 2r1r2=(r1+r2)2-(r21+r22)=4a2-4c2=4b2, 所以 S△PF1F2=12r1r2=b2=9, 所以 b=3.

1
表示椭圆,则
k
的取值范围是
________.
5-k>0, 解析:由已知得k-3>0,
解得 3<k<5 且 k≠4.
5-k≠k-3,
答案:(3,4)∪(4,5)
(教材习题改编)椭圆 C:2x52+1y62 =1 的左右焦点分别为 F1, F2,过 F2 的直线交椭圆 C 于 A、B 两点,则△F1AB 的周长为
3 【答案】 (1)A (2)x2+y22=1
3
1.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),则该椭圆的方程为________. 解析:设椭圆方程为 mx2+ny2=1(m>0,n>0,且 m≠n).因 为椭圆经过 P1,P2 两点,所以 P1,P2 点坐标适合椭圆方程, 则63mm+ +n2n==1,1,①②
xa22+by22=1(a>b>0)
ay22+xb22=1(a>b>0)
图形
标准方程 性质 范围
xa22+by22=1(a>b>0) -a≤x≤a-b≤y≤b
ay22+xb22=1(a>b>0) -b≤x≤b-a≤y≤a
对称性 对称轴:__x__轴__、__y__轴___对称中心:(0,0)
顶点 A1(-a,0),A2(a,0) B1(0,A1(0,-a),A2(0,a) B1(-
①②两式联立,解得mn==1319., 所以所求椭圆方程为x92+y32=1. 答案:x92+y32=1
2.已知椭圆 C1:x42+y2=1,椭圆 C2 以 C1 的长轴为短轴,且
与 C1 有相同的离心率,则椭圆 C2 的方程为________. 解析:法一:(待定系数法)由已知可设椭圆 C2 的方程为ay22+x42 =1(a>2),其离心率为 23,故 a2a-4= 23, 解得 a=4,故椭圆 C2 的方程为1y62 +x42=1.
法二:(椭圆系法)因椭圆 C2 与 C1 有相同的离心率,且焦点在 y 轴上,故设 C2:y42+x2=k(k>0),即4yk2 +xk2=1. 又 2 k=2×2,故 k=4,故 C2 的方程为1y62 +x42=1. 答案:1y62 +x42=1
3.与椭圆x42+y32=1 有相同离心率且经过点(2,- 3)的椭圆的 方程为________________.
解析:选 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, 所以 a2=5,所求椭圆的标准方程为x52+y2=1. 当焦点在 y 轴上时,b=2,c=1, 所以 a2=5,所求椭圆的标准方程为y52+x42=1.故选 C.



x2 5-k

y2 k-3
解析:法一:(待定系数法) 因为 e=ac= a2a-b2= 1-ba22= 1-34=12,若焦点在 x 轴上, 设所求椭圆方程为mx22+ny22=1(m>n>0), 则 1-mn 2=14.从而mn 2=34,mn = 23.
又m42+n32=1,所以 m2=8,n2=6. 所以方程为x82+y62=1. 若焦点在 y 轴上,设方程为hy22+xk22=1(h>k>0),则h32+k42=1,
(2017·高考浙江卷)椭圆x92+y42=1 的离心率是(
)
A.
13 3
B.
5 3
C.23
D.59
解析:选 B.根据题意知,a=3,b=2,则 c= a2-b2= 5,
所以椭圆的离心率 e=ac= 35,故选 B.
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.x52+y2=1 B.x42+y52=1 C.x52+y2=1 或x42+y52=1 D.以上答案都不对
【答案】 (1)5 (2)3
本例(2)中增加条件“△PF1F2 的周长为 18”,其他条件不变, 求该椭圆的方程. 解:由原题得 b2=a2-c2=9, 又 2a+2c=18, 所以 a-c=1,解得 a=5, 故椭圆的方程为2x52 +y92=1.
(1)椭圆定义的应用范围 ①确认平面内与两定点有关的轨迹是否为椭圆. ②解决与焦点有关的距离问题. (2)焦点三角形的结论 椭圆上的点 P(x0,y0)与两焦点构成的△PF1F2 叫作焦点三角 形.如图所示,设∠F1PF2=θ.
椭圆的标准方程
(1)(2019·金丽衢十二校联考)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 y2=-4x 的焦点重合,
则此椭圆方程为( )
A.x42+y32=1
B.x82+y62=1
C.x22+y2=1
D.x42+y2=1
(2)设 F1,F2 分别是椭圆 E:x2+by22=1(0<b<1)的左、右焦点,
2.已知两圆 C1:(x-4)2+y2=169,C2:(x+4)2+y2=9,动 圆在圆 C1 内部且和圆 C1 相内切,和圆 C2 相外切,则动圆圆 心 M 的轨迹方程为________. 解析:设动圆 M 的半径为 r,则|MC1|+|MC2|=(13-r)+(3+ r)=16,又|C1C2|=8<16,所以动圆圆心 M 的轨迹是以 C1、C2 为焦点的椭圆,且 2a=16,2c=8,则 a=8,c=4,所以 b2 =48,又焦点 C1、C2 在 x 轴上,故所求的轨迹方程为6x42+4y82 = 1. 答案:6x42+4y82 =1
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