04椭圆的几何性质(1)
椭圆的简单几何性质(一)
椭圆的简单几何性质(一)【内容分析】1、本节教材的地位和作用本课是在学生学习了椭圆的定义、标准方程的基础上,遵循学生的认知特点,改变了教材中原有安排顺序,引导学生从观察课前预习所作的图形入手,从分析对称开始,循序渐进进行探究。
对于学生来说,是首次利用曲线方程研究曲线的性质,因此教学中教师要注意引导、点拨。
根据教学大纲的安排,本节内容分4个课时进行教学,本节内容的课时分配作如下设计:第一课时,椭圆的范围、对称性、顶点坐标、离心率、椭圆的画法;第二课时,椭圆的第二定义、椭圆的准线方程;第三课时,焦半径公式与椭圆的标准方程;第四课时,椭圆的参数方程及应用2、教学重点:椭圆的简单几何性质及其探究过程;3、教学难点:利用曲线方程研究曲线几何性质的基本方法.【教学目标】(1)知识和技能目标:通过椭圆标准方程的讨论,使学生掌握椭圆的范围、对称性、顶点、离心率等几何性质,掌握标准方程中的几何意义,并能正确作出图形。
(2)能力和方法目标:培养学生观察、分析、抽象、概括的逻辑思维能力和运用数形结合思想解决实际问题的能力(3)情感和价值目标:通过数与形的辨证统一,对学生进行辩证唯物主义教育,通过对椭圆对称美的感受,激发学生对美好事物的追求。
【教学方法】借助多媒体辅助手段,创设问题情境,引导学生观察、分析、猜测、论证,组织讨论,合作交流,启发学生积极思维,不断探索后汇报研究成果,得到结论后总结,及时进行反馈应用和反思式总结。
【学法指导】本课是在学生学习了椭圆的定义、标准方程的基础上,根据方程研究曲线的性质。
按照学生的认知特点,改变了教材中原有安排顺序,引导学生从观察课前预习所作的图形入手,从分析对称开始,循序渐进进行探究。
对于学生来说,利用曲线方程研究曲线性质这是第一次,因此教学中教师要注意引导、点拨。
【教学过程】y 变B教学反思:1、将教学科研融入教学中,改变学生的学习方式研究体验式创新教学法是我校的一个科研课题。
本节课就是以这一理论为指导,借助多媒体手段创设问题情境,指导学生研究式学习和体验式学习(兴趣是前提)。
椭圆的简单几何性质(1)
学习新课
2.对称性 .
x y > > . + 2 = 1 (a>b>0). 2 a b
2 2
在椭圆的标准方程里, 换成- , 在椭圆的标准方程里,把x换成-x,或 换成 换成- 同时换成- 、- 、-y时 把y换成-y,或把 、y同时换成-x、- 时, 换成 ,或把x、 同时换成 方程有变化吗?这说明什么? 方程有变化吗?这说明什么? y y 椭圆关于y轴 椭圆关于 轴、x轴、原点 轴都是对称的. 都是对称的. 坐标轴是椭圆的对称轴. 坐标轴是椭圆的对称轴. F1 O 原点是椭圆的对称中心. 原点是椭圆的对称中心. 椭圆的对称中心叫做椭圆的中心. 椭圆的对称中心叫做椭圆的中心.
A1 y B2 b F1 O c F2 B1 A2 x
|B1F1|=|B1F2|=|B2F1| = = =|B2F2|= =
方法小结:
由椭圆的范围、对称性和顶点, 由椭圆的范围、对称性和顶点, 范围 再进行描点画图, 再进行描点画图,只须描出较少的 点,就可以得到较正确的图形. 就可以得到较正确的图形 引申:焦点在 轴呢 轴呢? 引申:焦点在y轴呢
课外作业 1、课本 P42 A组 第5题 、 组 题 2、(选做 椭圆 5a + 4a2+1 =1的焦点 、 选做)椭圆 =1的焦点 选做 在x轴上,求它的离心率的取值范围. 轴上,求它的离心率的取值范围.
2 x 2 y
学习新课
3 变3 求长轴的长等于10,离心率等于 的椭圆的标准方程; 5
求经过点P(4,1),且长轴长是短轴长的 变4 求经过点 , 2倍的椭圆的标准方程 倍的椭圆的标准方程. 倍的椭圆的标准方程
在以F 为焦点的椭圆上 椭圆上, 变5 点M在以 1、F2为焦点的椭圆上,且 在以 |MF1|与 |MF2|的等差中项为 1F2|,求此椭圆 的等差中项为|F 与 的等差中项为 , 的离心率. 的离心率
4、椭圆的性质(一)---基本概念
a ,椭圆就越 2)e 越接近 0,b就越接近于(?) (?) 圆
椭圆方程变为圆的方程
3)特例:e =0,则 a = b,则 c=0,两个焦点重合,
• 椭圆的简单几何性质(完成学案的表格) 焦点 的位 置 图形 标准 方程 范围 顶点
x2 y2 a2+b2=1(a>b>0)
-a≤x≤a,-b≤y≤b
{1}基本量:a、b、c、e、
请考虑:基本量之间、 基本点之间、基本线 之间以及它们相互之 间的关系(位置、数 量之间的关系)
{2}基本点:顶点、焦点、中心(共七个点) {3}基本线:对称轴、准线(共四条线)
椭圆几何性质的探索
x y 1( a b 0) 2 2 a b
(1)椭圆的顶点 (0, b ) B2
A1 ( a , 0)
( c , 0)
o
y
2
2
上顶点
( c , 0)
F1
(0, b) B1
F2
(2 a , 0) A
x
(2)椭圆的长轴长,短轴长,焦距
(0, b ) B2
2 2
a=5 b=4
c=3
o
练习1. 已知椭圆方程为x2+4y2=16
它的长轴长是:
焦距是:
8
。短轴是:
.离心率等于:
4
3 2
。
。
4 3
焦点坐标是: (2 3, 0)
2) 。顶点坐是:(4, 0) (0, 。
x2 y2 其标准方程是 1 16 4
a4 b2
则c a b 2 3
椭圆的性质 (第一课时)
复习
2 2 2 c =a -b
F1
2
P
椭圆的简单几何性质1有答案
C.(0,±13)D.(0,± )
(2)如果一个椭圆的长轴长是短轴长的两倍,那么这个椭圆的离心率为()
A. B.
C. D.
【自主解答】(1)由题意知椭圆焦点在y轴上,且a=13,b=10,则c= = ,故焦点坐标为(0,± ).
(2)设长轴长为2a,短轴长为2b,由题意可知a=2b,则c= = = b,所以离心率为e= = = .
B.(-6,0),(6,0)
C.(- ,0),( ,0)
D.(0,- ),(0, )
【解析】椭圆的标准方程为x2+ =1,焦点在y轴上,其长轴的端点坐标为(0,± ).
【答案】D
(2)已知椭圆 + =1的一个顶点为(0,5),试求椭圆的长轴长,短轴长,焦点坐标,离心率及其余的顶点.
【解】∵(0,5)是椭圆 + =1的顶点,
(2)焦点在y轴上,c=6,e= ;
(3)短轴的一个端点到一个焦点的距离为5,焦点到椭圆中心的距离为3;
(4)离心率为 ,经过点(2,0).
【精彩点拨】本题考查椭圆方程的求法.根据题中所给条件,结合椭圆的几何性质定位(即确定焦点位置)、定量(即确定长轴和短轴的长),若没有指明焦点位置,要分焦点在x轴上、y轴上进行讨论.
【答案】
5.求满足下列各条件的椭圆的标准方程.
(1)已知椭圆的中心在原点,焦点在y轴上,若其离心率为 ,焦距为8;
(2)短轴一个端点与两焦点组成一个正三角形,且焦点到同侧顶点的距离为 .
【解】(1)由题意知,2c=8,c=4,
∴e= = = ,∴a=8,
从而b2=a2-c2=48,
∴椭圆的标准方程是 + =1.
【自主解答】(1)由a=4,e= = 知,c=2,b2=16-4=12.
2020年高考数学(理)之解析几何高频考点04 椭圆及其性质附解析
解析几何04 椭圆及其性质一、具体目标:掌握椭圆的定义、标准方程和椭圆的简单几何性质,了解椭圆的参数方程.能处理与椭圆有关的问题.二、知识概述:1. 椭圆方程的第一定义:一个动点到两个定点的距离为一个常数(大于两定点之间的距离)则动点的轨迹就是椭圆.几何表示:()121222PF PF a a F F +=>.当()121222PF PF a a F F +=<无轨迹;当()121222=PF PF a a F F +=,以12,F F 为端点的线段.⑴①椭圆的标准方程:中心在原点,焦点在x 轴上:()222210x y a b a b +=>>.中心在原点,焦点在轴上:()222210y x a b a b+=>>.②一般方程:()2210,0Ax By A B +=>>.③椭圆的标准参数方程:的参数方程为(一象限应是属于02πθ<<).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:()01c e e a=<<.⑦焦点半径:i. 设为椭圆()222210x y a b a b+=>>上的一点,为左、右焦点,则 y 12222=+b y a x ⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x θ),0)(0,(b a ±±)0,)(,0(b a ±±y a 2b 2)0,)(0,(c c -),0)(,0(c c -2221,2b a c c F F -==c a x 2±=c a y 2±=),(00y x P 21,F F 【考点讲解】⇒-=+=0201,ex a PF ex a PF由椭圆方程的第二定义可以推出.ii.设为椭圆()222210x y a b b a+=>>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:()210000a PF e x a ex x c ⎛⎫=+=+< ⎪⎝⎭()220000a PF e x ex a x c ⎛⎫=-=-> ⎪⎝⎭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()222210x y a b a b+=>>的离心率是,方程是大于0的参数,0a b >>的离心率也是 我们称此方程为共离心率的椭圆系方程. ⑸若P 是椭圆:上的点.为焦点,若,则的面积为(用余弦定理与可得). 若是双曲线,则面积为.(6)椭圆的标准方程和几何性质-a ≤x ≤a -b ≤x ≤b 对称轴:坐标轴 对称中心:原点 A (-a,0),A (a,0) A (0,-a ),A (0,a ) ),(00y x P 21,F F →)sin ,cos (θθb a N ),(2222a b c a b d -=),(2ab c )(22b a c a c e -==tt b y a x (2222=+ace =12222=+b y a x 21,F F θ=∠21PF F 21F PF ∆2tan2θb a PF PF 221=+2cot 2θ⋅b ⇒-=+=0201,ey a PF ey a PF1.【2019年高考全国Ⅰ卷】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22||2||AF F B =,1||||AB BF =,则C 的方程为( )A .2212x y += B .22132x y += C .22143x y += D .22154x y += 【解析】本题考查椭圆标准方程及其简单性质.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 nn +-⋅⋅⋅=,解得2n =. 22224312,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 4422cos 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【真题分析】223611n n +=,解得2n =.22224312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .【答案】B2.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点是椭圆2231x y pp+=的一个焦点,则p =( )A .2B .3C .4D .8【解析】本题主要考查抛物线与椭圆的几何性质.因为抛物线22(0)y px p =>的焦点(,0)2p是椭圆2231x y pp +=的一个焦点,所以23()2pp p -=,解得8p =,故选D . 【答案】D3.【2019年高考北京卷理数】已知椭圆2222 1x y a b+=(a >b >0)的离心率为12,则( )A .a 2=2b 2B .3a 2=4b 2C .a =2bD .3a =4b【解析】本题考查椭圆的标准方程与几何性质.椭圆的离心率2221,2c e c a b a ===-,化简得2234a b =,故选B. 【答案】B4.【2018年高考全国Ⅰ卷文数】已知椭圆C :22214x y a +=的一个焦点为(20),,则C 的离心率为( )A .13 B .12 C .2 D .3【解析】本题主要考查椭圆的方程及离心率.由题可得2c =,因为24b =,所以2228a b c =+=,即a =所以椭圆C 的离心率2e ==,故选C . 【答案】C5.【2018年高考全国Ⅰ卷文数】已知1F ,2F 是椭圆C 的两个焦点,P 是C 上的一点,若12PF PF ⊥,且2160PF F∠=︒,则C的离心率为()A.312-B.23-C.312-D.31-【解析】本题主要考查椭圆的定义和简单的几何性质.在12F PF△中,122190,60F PF PF F∠=∠=︒o,设2PF m=,则12122,c F F m PF===,又由椭圆定义可知1221)a PF PF m=+=,则212c cea a====,故选D.【答案】D6.【2018年高考全国Ⅱ理数】已知1F,2F是椭圆22221(0)x yC a ba b+=>>:的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为3的直线上,12PF F△为等腰三角形,12120F F P∠=︒,则C的离心率为()A.23B.12C.13D.14【解析】因为12PF F△为等腰三角形,12120F F P∠=︒,所以212||2||PF F F c==,由AP的斜率为6可得2tan6PAF∠=,所以2sin PAF∠=,2cos PAF∠=,由正弦定理得2222sinsinPF PAFAF APF∠=∠,所以2225sin()3ca c PAF==+-∠,所以4a c=,14e=,故选D.【答案】D7.【2017年高考全国Ⅰ卷文数】设A,B是椭圆C:2213x ym+=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,)+∞U B.[9,)+∞U C.(0,1][4,)+∞U D.[4,)+∞U【解析】本题考查的是以椭圆知识为背景的求参数范围的问题.解答问题时要利用条件确定ba,的关系,要借助题设条件ο120=∠AMB 转化为360tan =≥οba,简化求解过程. 当03m <<时,焦点在x 轴上,要使C 上存在点M 满足120AMB ∠=o ,则tan 60a b ≥=o≥,得01m <≤;当3m >时,焦点在y 轴上,要使C 上存在点M 满足120AMB ∠=o ,则tan 60ab≥=o≥,得9m ≥,故m 的取值范围为(0,1][9,)+∞U ,故选A . 【答案】A8.【2019年高考浙江卷】已知椭圆22195x y +=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___________.【解析】本题主要考查椭圆的标准方程、椭圆的几何性质、圆的方程与性质的应用.方法1:如图,设F 1为椭圆右焦点.由题意可知||=|2OF OM |=c =,由中位线定理可得12||4PF OM ==,设(,)P x y ,可得22(2)16x y -+=,与方程22195x y +=联立,可解得321,22x x =-=(舍),又点P 在椭圆上且在x 轴的上方,求得32P ⎛- ⎝⎭,所以212PF k ==方法2:(焦半径公式应用)由题意可知|2OF |=|OM |=c =, 由中位线定理可得12||4PF OM ==,即342p p a ex x -=⇒=-,从而可求得3,22P ⎛- ⎝⎭,所以212PFk ==9.【2019年高考全国Ⅲ卷】设12F F ,为椭圆C :22+13620x y =的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限.若12MF F △为等腰三角形,则M 的坐标为___________.【解析】本题考查椭圆标准方程及其简单性质,解答本题时,根据椭圆的定义分别求出12MF MF 、,设出M 的坐标,结合三角形面积可求出M 的坐标.由已知可得2222236,20,16,4a b c a b c ==∴=-=∴=,11228MF F F c ∴===,∴24MF =.设点M 的坐标为()()0000,0,0x y x y >>,则121200142MF F S F F y y =⋅⋅=△,又1201442MF F S y =⨯=∴=△0y,22013620x ∴+=,解得03x =(03x =-舍去),M \的坐标为(.【答案】(10.【2019年高考全国Ⅱ卷文数】已知12,F F 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的两个焦点,P 为C 上一点,O 为坐标原点.(1)若2POF △为等边三角形,求C 的离心率;(2)如果存在点P ,使得12PF PF ⊥,且12F PF △的面积等于16,求b 的值和a 的取值范围. 【解析】本题主要考查利用椭圆的性质来求椭圆的离心率,以及椭圆中存在定点满足题中条件的问题, (1)连结1PF ,由2POF △为等边三角形可知在12F PF △中,1290F PF ∠=︒,2PF c =,1PF =,于是1221)a PF PF c =+=,故C的离心率是1ce a==. (2)由题意可知,满足条件的点(,)P x y 存在.当且仅当1||2162y c ⋅=,1y y x c x c ⋅=-+-,22221x y a b+=,即||16c y =,① 222x y c +=,② 22221x y a b+=,③由②③及222a b c =+得422b y c =,又由①知22216y c=,故4b =.由②③得()22222a x c b c=-,所以22c b ≥,从而2222232,a b c b =+≥=故a ≥当4b =,a ≥存在满足条件的点P .所以4b =,a的取值范围为)+∞. 【答案】(11;(2)4b =,a的取值范围为)+∞.11.【2019年高考天津卷文数】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 .|2||OA OB =(O 为原点).(1)求椭圆的离心率; (2)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x =4上,且OC AP ∥,求椭圆的方程.【解析】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.(1)设椭圆的半焦距为c ,2b =,又由222a b c =+,消去b得222a c ⎫=+⎪⎪⎝⎭,解得12c a =.所以,椭圆的离心率为12. (2)由(1)知,2,a c b ==,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22221,433(),4x y c cy x c ⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩消去y 并化简,得到2276130x cx c +-=,解得1213,7c x c x ==-.代入到l 的方程,解得1239,214y c y c ==-. 因为点P 在x 轴上方,所以3,2P c c ⎛⎫⎪⎝⎭.由圆心C 在直线4x =上,可设(4, )C t . 因为OC AP ∥,且由(1)知( 2 , 0)A c -,故3242ct c c=+,解得2t =.因为圆C 与x 轴相切,所以圆的半径长为2,又由圆C 与l2=,可得=2c .所以,椭圆的方程为2211612x y +=.【答案】(1)12;(2)2211612x y +=.12.【2019年高考天津卷理数】设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,上顶点为B .已知椭圆的短轴长为4(1)求椭圆的方程;(2)设点P 在椭圆上,且异于椭圆的上、下顶点,点M 为直线PB 与x 轴的交点,点N 在y 轴的负半轴上.若||||ON OF =(O 为原点),且OP MN ⊥,求直线PB 的斜率. 【解析】主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程等基础知识. (1)设椭圆的半焦距为c,依题意,24,5c b a ==,又222a b c =+,可得a =2,b =1c =. 所以,椭圆的方程为22154x y +=.(2)由题意,设()()()0,,0P P p M P x y x M x ≠,.设直线PB 的斜率为()0k k ≠,又()0,2B ,则直线PB 的方程为2y kx =+,与椭圆方程联立222,1,54y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩整理得()2245200k x kx ++=,可得22045P k x k =-+,代入2y kx =+得2281045P k y k -=+,进而直线OP 的斜率24510P py k x k -=-. 在2y kx =+中,令0y =,得2M x k=-. 由题意得()0,1N -,所以直线MN 的斜率为2k-.由OP MN ⊥,得2451102k k k -⎛⎫⋅-=- ⎪-⎝⎭,化简得2245k =,从而5k =±.所以,直线PB的斜率为5或5-. 【答案】(1)22154x y +=;(2)230或230-. 13.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】已知点A (−2,0),B (2,0),动点M (x ,y )满足直线AM 与BM 的斜率之积为−12.记M 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线;(2)过坐标原点的直线交C 于P ,Q 两点,点P 在第一象限,PE ⊥x 轴,垂足为E ,连结QE 并延长交C 于点G .(i )证明:PQG △是直角三角形; (ii )求PQG △面积的最大值.【解析】本题考查了求椭圆的标准方程,以及利用直线与椭圆的位置关系,判断三角形形状以及三角形面积最大值问题.(1)由题设得1222y y x x ⋅=-+-,化简得221(||2)42x y x +=≠,所以C 为中心在坐标原点,焦点在x 轴上的椭圆,不含左右顶点.(2)(i )设直线PQ 的斜率为k ,则其方程为(0)y kx k =>.由22142y kxx y =⎧⎪⎨+=⎪⎩得x =. 记u =,则(,),(,),(,0)P u uk Q u uk E u --.于是直线QG 的斜率为2k ,方程为()2ky x u =-. 由22(),2142k y x u x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得22222(2)280k x uk x k u +-+-=.① 设(,)G G G x y ,则u -和G x 是方程①的解,故22(32)2G u k x k +=+,由此得322G uky k =+.从而直线PG 的斜率为322212(32)2uk uk k u k ku k-+=-+-+.所以PQ PG ⊥,即PQG △是直角三角形.(ii )由(i )得2||21PQ u k =+,221||uk k PG +=,所以△PQG 的面积222218()18(1)||12(12)(2)12()k k k k S PQ PG k k k k++===++++‖. 设t =k +1k,则由k >0得t ≥2,当且仅当k =1时取等号. 因为2812t S t =+在[2,+∞)单调递减,所以当t =2,即k =1时,S 取得最大值,最大值为169.因此,△PQG 面积的最大值为169.1.【2017年高考浙江卷】椭圆22194x y +=的离心率是( )A B C .23 D .59【解析】椭圆22194x y +=的离心率e ==,故选B . 【答案】B2.【2017年高考全国Ⅲ】已知椭圆C :22220)1(x y a ba b +=>>的左、右顶点分别为A 1,A 2,且以线段A 1A 2为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为( )A B C D .13【解析】以线段12A A 为直径的圆的圆心为坐标原点(0,0),半径为r a =,圆的方程为222x y a +=,【模拟考场】直线20bx ay ab -+=与圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即d a ==,整理可得223a b =,即2223()a a c =-即2223a c =,从而22223c e a ==,则椭圆的离心率c e a ===,故选A . 【答案】A3.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=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( )A.x 23+y 22=1B.x 23+y 2=1C.x 212+y 28=1D.x 212+y 24=1 【解析】 根据条件可知c a =33,且4a =43,∴a =3,c =1,b =2,椭圆的方程为x 23+y 22=1.【答案】 A4.【2018年高考浙江卷】已知点P (0,1),椭圆24x +y 2=m (m >1)上两点A ,B 满足AP u u u u r =2PB u u u u r ,则当m =___________时,点B 横坐标的绝对值最大.【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由2AP PB =u u u r u u u r得122x x -=,1212(1)y y -=-,所以1223y y -=-,因为A ,B 在椭圆上,所以22114x y m +=,22224x y m +=,所以22224(23)4x y m +-=, 所以224x +22324()m y -=,与22224x y m +=对应相减得234m y +=,2221(109)44x m m =--+≤, 当且仅当5m =时取最大值. 【答案】55.【2018年高考北京卷理数】已知椭圆2222:1(0)x y M a b a b +=>>,双曲线2222:1x y N m n-=.若双曲线N的两条渐近线与椭圆M 的四个交点及椭圆M 的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M 的离心率为________________;双曲线N 的离心率为________________.【解析】由正六边形性质得椭圆上一点到两焦点距离之和为c +,再根据椭圆定义得2c a +=,所以椭圆M的离心率为1c a ==.双曲线N 的渐近线方程为n y x m =±,由题意得双曲线N 的一条渐近线的倾斜角为π3,所以222πtan 33n m ==,所以222222234m n m m e m m ++===,所以2e =.1 26.【2016北京理】已知椭圆C :22221+=x y a b(0a b >>)的离心率为2,(,0)A a ,(0,)B b ,(0,0)O ,△OAB 的面积为1.(I )求椭圆C 的方程;(II )设P 是椭圆C 上一点,直线P A 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N . 求证:BM AN ⋅为定值.【分析】(I)根据离心率为2,即2=c a ,△OAB 的面积为1,即121=ab ,椭圆中222c b a +=列方程组进行求解;(II )根据已知条件分别求出BM AN ,的值,求其乘积为定值.【解析】(I )由题意得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+===,,121,23222c b a ab a c 解得1,2==b a .所以椭圆C 的方程为1422=+y x . (II )由(I )知,)1,0(),0,2(B A ,设),(00y x P ,则442020=+y x .当00≠x 时,直线PA 的方程为)2(200--=x x y y . 令0=x ,得2200--=x y y M ,从而221100-+=-=x y y BM M . 直线PB 的方程为110+-=x x y y . 令0=y ,得100--=y x x N ,从而12200-+=-=y x x AN N .所以221120000-+⋅-+=⋅x y y x BM AN 228844224844400000000000000002020+--+--=+--+--++=y x y x y x y x y x y x y x y x y x 4=.当00=x 时,10-=y ,,2,2==AN BM 所以4=⋅BM AN . 综上,BM AN ⋅为定值.7.已知点M 是圆心为E的圆(2216x y ++=上的动点,点)F,线段MF 的垂直平分线交EM于点P .(1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)矩形ABCD 的边所在直线与曲线C 均相切,设矩形ABCD 的面积为S ,求S 的取值范围.【分析】1)利用定义法求椭圆的轨迹方程;(2)设AB 的方程为1y k x m =+, CD 的方程为1y k x m =-,直线AB 与CD 间的距离为1d =,直线BC 与AD 间的距离为2d =,S =S 的范围.【解析】(1)依题PM PF =,所以4PE PF PE PM ME +=+== (为定值),EF =>所以点P 的轨迹是以,E F为焦点的椭圆,其中24,2a c ==所以P 点轨迹C 的方程是2214x y += (2)①当矩形的边与坐标轴垂直或平行时,易得8S =;②当矩形的边均不与坐标轴垂直或平行时,其四边所在直线的斜率存在且不为0,设AB 的方程为1y k x m =+, BC 的方程为2y k x n =+,则CD 的方程为1y k x m =-, AD 的方程为2y k x n =-,其中121k k ⋅=-,直线AB 与CD 间的距离为1d ==,同理直线BC 与AD 间的距离为2d ==()12*S d d =⋅=L2222211111{ 21044x y k x k mx m y k x m+=⎛⎫⇒+++-= ⎪⎝⎭=+,因为直线AB 与椭圆相切,所以221410k m ∆=+-=,所以2141m k =+,同理2241n k =+,所以 S ===44==212112k k +≥ (当且仅当11k =±时,不等式取等号),所以4S <≤810S <≤, 由①②可知, 810S ≤≤.【答案】(1) 2214x y +=;(2) 810S ≤≤.。
用椭圆的简单几何性质(1)
练习2:
x2 y2 1. 若点P(x,y)在椭圆 25 9 1
上,则点P(x,y)横坐标x的取值范围 上的点有 (1)P(-2,4) (2)P(-4,2) (3) P(-2,-4) (4)P(2,-4)
?
x2 y2 2.若点P(2,4)在椭圆 2 2 1(a b 0) 上,下列是椭圆 a b
已知椭圆方程为6x2+y2=6
2 。短轴是:_____
。
它的长轴长是:2 6
焦距是:
2 5
焦点坐标是: (0, 5 )
外切矩形的面积等于:
(0, 。顶点坐标是: 6) (1, 0) 。
30 .离心率等于:___________。 6
4 6
。
x2 y2 其标准方程是 1 1 6
a 6 b 1 则c a2 b2 5
3.椭圆中a,b,c的关系是:
2=b2+c2 a
一、范围:
观察:椭圆
x2 y2 1, 2 1得: -a≤x≤a, 2 a b
-b≤y≤b 知
椭圆落在x=±a,y= ± b组成的矩形中 y
B2
A1
b F1
a F2
A2
o c
B1
x
二、椭圆的对称性
x y 2 1(a b 0) 2 a b
复习:
1.椭圆的定义:
到两定点F1、F2的距离之和为常数(大于|F1F2 |)的 动点的轨迹叫做椭圆。
| PF1 | | PF2 | 2a(2a | F1F2 |)
2.椭圆的标准方程是: 2 2
当焦点在X轴上时 当焦点在Y轴上时
x y 2 1(a b 0) 2 a 2 b 2 y x 2 1(a b 0) 2 a b
2.2.2椭圆的简单几何性质(1)
研一研· 问题探究、课堂更高效
2.2.2
问题 5 比较下列椭圆的形状, 哪一个更圆, 哪一个更扁? 为什么?
2 2 x y 4x2+9y2=36 与 + =1 25 20 2 2 x y 答案 将椭圆方程 4x2+9y2=36 化为标准方程 9 + 4 =1,
则 a2=9,b2=4,所以 a=3,c= a2-b2= 5,故离心 5 x 2 y2 率 e= 3 ;椭圆25+20=1 中,a2=25,b2=20,则 a=5, 5 2 2 c= a -b = 5,故离心率 e= 5 .
解
x y 把椭圆的方程化为标准方程 9 + 4 =1.
可知此椭圆的焦点在 x 轴上,且长半轴长 a=3, 短半轴长 b=2;又得半焦距 c= a2-b2= 9-4= 5 因此,椭圆的长轴长 2a=6,短轴长 2b=4;两个焦点 的坐标分别是(- 5,0),( 5,0);四个顶点的坐标分 5 c 别是(-3,0),(3,0),(0,-2),(0,2);离心率 e=a= 3 .
研一研· 问题探究、课堂更高效
b c 问题 4(1)a或b的大小能刻画椭圆的扁平程度吗?为什么? c (2)你能运用三角函数的知识解释,为什么 e=a越大,椭 c 圆越扁?e=a越小,椭圆越圆吗? a2-c2 b 2 答案 (1)都能.由a= 2 = 1-e (0<e<1)可知, a
b 当 e 越趋近于 1 时,a越趋近于 0,椭圆越扁;当 e 越趋 b 近于 0 时,a越趋近于 1,椭圆越接近于圆.当且仅当 a =b 时,c=0,两焦点重合,图形变为圆。 c (2)如图,在 Rt△ BF2O 中,cos∠ BF2O= , a c c 越大,∠BF2O 越小,椭圆越扁; 越小, a a
由于前一个椭圆的离心率较大, 因此前一个椭圆更扁, 后 一个椭圆更圆.
文档:椭圆的几何性质
椭圆的简单几何性质1、范围:-a≤x≤a,-b≤y≤b,即椭圆位于直线x=±a,y=±b 所围成的矩形里.2、对称性:椭圆关于x 轴、y 轴及原点都是对称的,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是椭圆的对称中心,椭圆的对称中心叫椭圆的中心.3、顶点:在椭圆的标准方程里,令x =0得y =±b ,所以得到:(0,b )、(0,-b )是椭圆与y 轴的两个交点,同理令y =0,得x =±a ,可得(a ,0)、(-a ,0)是椭圆与x 轴的两个交点.因为x 轴、y 轴是椭圆的对称轴,所以,椭圆与它的对称轴有四个交点,这四个交点叫做椭圆的顶点,即椭圆与它的对称轴的交点叫做椭圆的顶点.线段A 1A 2、B 1B 2分别叫做椭圆的长轴和短轴.它们的长分别是2a 和2b ,其中a 和b 分别叫椭圆的长半轴长和短半轴长.4、离心率:椭圆的焦距与长轴长的比aca c =22=e ,叫做椭圆的离心率.0<e <1,e 越接近于1,则c 就越接近于a ,从而b =22c a -越小,椭圆就越扁,反之,e 越接近于0,则c 就越接近于0,从而b 就越接近于a ,椭圆就越接近于圆. 5、列表整理椭圆的简单几何性质曲线 椭圆定义平面内与两个定点F 1、F 2的距离的和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的轨迹标准方程)0(12222>>=+b a by a x )0(12222>>=+b a bx a y 图形顶点坐标 (±a ,0)(0,±b )(±b ,0),(0,±a )对称轴x 轴长轴长2a y 轴短轴长2bx 轴短轴长2b y 轴长轴长2a6、椭圆草图的画法①以椭圆的长轴长、短轴长为邻边画矩形.②由矩形的四边中点即可得椭圆的四个顶点.③用光滑曲线将四个顶点连成一个椭圆.在画图时应注意图形的对称性及顶点附近的平滑性。
椭圆方程及几何性质
练习32.设 A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆ay22+xb22
=1(a>b>0)上的两点,已知 m=(xb1,ya1),n =(xb2,ya2),若 m·n=0 且椭圆的离心率 e= 23,短轴长为 2,O 为坐标原点.
(1)求椭圆的方程; (2)若直线AB过椭圆的焦点F(0,c)(c为半 焦距),求直线AB的斜率k的值; (3)试问:△AOB的面积是否为定值?如 果是,请给予证明;如果不是,请说明 理由.
椭圆方程及几何性质
基础知识梳理
1.椭圆的定义 的和(1等)平于面常内数一(大点于P与|F两1F定2|)点的F点1、的F轨2的迹距,离 即 |PF1|+|PF2|=2a>|F1F2| 若常数等于|F1F2|,则轨迹是 线段F1F2 . 若常数小于|F1F2|,则轨迹 不存在 .
注意:一定要注意椭圆定义中限制 条件“大于|F1F2|”是否满足.
xb22+ay22=1
(a>b>0)
顶点
ABB112(((-00,,a-,b0))b,),A2(a,0),AAB121(((-00, ,ba,-0)),a,),B2(b,0)
轴
对称轴: x轴、y轴,长轴长: |A1A2|=2a , 短轴长: |B1B2|=2b
焦点 F1(-c,0),F2(c,0) F1(0,-c),F2(0,c)
解|B:F1由|+椭|B圆F2定|=义2a知,|A所F以1|+|A|AFF1|+2|=|B2Fa1,|+
||ABFF22||+ =4|Ba,F2∴|=|A4aB,|==即44a|×A-5B-(||+F12|2AA=|F+82|.|+F2B|)
4(2010全国卷)已知F是椭圆C的一个焦
1.椭圆的几何性质(简单性质)
e =
c a
a2=b2+c2
已知椭圆方程为16x =400, 例1、已知椭圆方程为16x2+25y2=400,则 它的长轴长是: 10 ;短轴长是 短轴长是: 8 ; 它的长轴长是 短轴长是
焦距是: 焦距是
6
;离心率等于 离心率等于: 离心率等于
焦点坐标是: 焦点坐标是
(±3, 0) ;顶点坐标是 (±5, 0) (0, ±4) ; 顶点坐标是: 顶点坐标是
x2 y2 + = 1 的两个焦点为 1 、F2 ,过左焦点作 的两个焦点为F 椭圆 45 20
直线与椭圆交于A, 两点, 的面积为20, 直线与椭圆交于 ,B 两点,若△ AB F2 的面积为 , 求直线的方程。 求直线的方程。
y
(x1 , y1) A
o
(x2 , y2) B F1 F2
x
作业
1.已知椭圆的中心在原点,焦点在坐标轴上,长 已知椭圆的中心在原点,焦点在坐标轴上, 已知椭圆的中心在原点 轴是短轴的三倍,且椭圆经过点P( , ), ),求 轴是短轴的三倍,且椭圆经过点 (3,0),求 椭圆的方程. 椭圆的方程 2 2 x + 2 y = 4 的左焦点作倾斜角为 30 0 2.过椭圆 过椭圆 的直线AB, 求线段AB的长度 的长度. 的直线 , 求线段 的长度
B2
A1
b F1
a F2
A2
o c
B1
3、椭圆的顶点 、
x a
2 2
y2 + = 1( a > b > 0 ) 2 b
顶点:椭圆与它的对称轴的四个交点,叫做椭圆的顶点。 顶点:椭圆与它的对称轴的四个交点,叫做椭圆的顶点。 长轴、短轴:线段 长轴、短轴:线段A1A2、B1B2分别叫做椭圆的长轴和短 轴。 a、b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。 a、b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。 分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长 y
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.。
椭圆的几何性质及综合问题
椭圆的几何性质一、概念及性质1.椭圆的“范围、对称性、顶点、轴长、焦距、离心率及范围、a ,b ,c 的关系”;2.椭圆的通经:3.椭圆的焦点三角形的概念及面积公式:4.椭圆的焦半径的概念及公式:主要用来求离心率的取值范围,对于此问题也可以用下列性质求解:c a PF c a +≤≤-1.5.直线与椭圆的位置关系:6.椭圆的中点弦问题:【注】: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,高考对椭圆几何性质的考查主要有以下三个命题角度:(1)根据椭圆的性质求参数的值或范围; (2)由性质写椭圆的标准方程; (3)求离心率的值或范围.题型一:根据椭圆的性质求标准方程、参数的值或范围、离心率的值或范围. 【典例1】求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)经过点)2,0(),0,3(--Q P ;(2)长轴长等于20,离心率等于53. 【典例2】求椭圆400251622=+y x 的长轴和短轴长、离心率、焦点坐标和顶点坐标.【典例3】已知A ,P ,Q 为椭圆C :)0(12222>>=+b a b y a x 上三点,若直线PQ 过原点,且直线AP ,AQ 的斜率之积为21-,则椭圆C 的离心率为( )A.22B.21C.42D.41【练习】(1)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的一个焦点是圆x 2+y 2-6x +8=0的圆心,且短轴长为8,则椭圆的左顶点为( )A .(-3,0)B .(-4,0)C .(-10,0)D .(-5,0)(2)椭圆x 29+y 24+k =1的离心率为45,则k 的值为( )A .-21B .21C .-1925或21D .1925或21(3)设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左,右焦点为F 1,F 2,过F 2作x 轴的垂线与C 相交于A ,B 两点,F 1B 与y 轴相交于点D ,若AD ⊥F 1B ,则椭圆C 的离心率等于________.【典例4】已知F 1,F 2为椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左,右焦点,P 为椭圆上任意一点,且215PF PF =,则该椭圆的离心率的取值范围是练习:如图,把椭圆1162522=+y x 的长轴AB 分成8等份,过每个分点作x 轴的垂线交椭圆的上半部分与P 1,P 2,…,P 7七个点,F 是椭圆的一个焦点,则721PF PF PF +++ =【典例5】若 “过椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点F 1,F 2的两条互相垂直的直线l 1,l 2的交点在椭圆的内部”,求离心率的取值范围.【典例6】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 |=________.【方法归纳】:1.在利用椭圆的性质求解椭圆的标准方程时,总体原则是“先定位,再定量”.2.求解与椭圆几何性质有关的问题时,其原则是“数形结合,定义优先,几何性质简化”,一定要结合图形进行分析,当涉及顶点、焦点、长轴、短轴等椭圆的基本量时,要理清它们之间的内在联系,充分利用平面几何的性质及有关重要结论来探寻参数a ,b ,c 之间的关系,以减少运算量.3.在求解有关圆锥曲线焦点问题时,结合图形,注意动点到两焦点距离的转化.4. 求椭圆的离心率或其范围时,一般是依据题设得出一个关于a ,b ,c 的等式(或不等式),利用a 2=b 2+c 2消去b ,即可求得离心率或离心率的范围;有时也可利用正弦、余弦的有界性求解离心率的范围.5.在探寻a ,b ,c 的关系时,若能充分考虑平面几何的性质,则可使问题简化,如典例5. 【本节练习】1.已知椭圆的长轴长是8,离心率是34,则此椭圆的标准方程是( )A .x 216+y 27=1B .x 216+y 27=1或x 27+y 216=1C .x 216+y 225=1D .x 216+y 225=1或x 225+y 216=12.设e 是椭圆x 24+y 2k =1的离心率,且e ∈(12,1),则实数k 的取值范围是( )A .(0,3)B .(3,163)C .(0,3)∪(163,+∞) D .(0,2)3.已知椭圆短轴上的两个顶点分别为B 1,B 2,焦点为F 1,F 2,若四边形B 1F 1B 2F 2是正方形,则这个椭圆的离心率e 等于( )A .22B .12C .32D .334.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 →·PA →的最大值为________.5.已知椭圆C :)0(12222>>=+b a by a x 的左、右焦点为21,F F ,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34,则C 的方程为( )A.12322=+y x B.1322=+y x C.181222=+y x D.141222=+y x6.已知F 1、F 2是椭圆x 2100+y 264=1的两个焦点,P 是椭圆上一点,且PF 1⊥PF 2,则△F 1PF 2的面积为________.7.设21,F F 是椭圆E :)0(12222>>=+b a b y a x 的左、右焦点,P 为直线23ax =上一点,12PF F ∆是底角为300的等腰三角形,则E 的离心率为( )A.21B. 32C.43D. 548.过椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 的左焦点F 1作x 轴的垂线交椭圆于点P ,F 2为右焦点,若02160=∠PF F ,则椭圆的离心率为( )A.25B.33C.21D.319.已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的左焦点为F ,右顶点为A ,上顶点为B ,若BA BF ⊥,则称其为“优美椭圆”,那么“优美椭圆”的离心率为10.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A F PF 11⊥,PO ∥AB (O 为椭圆中心)时,椭圆的离心率为11.已知方程x 22-k +y 22k -1=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是( )A .(12,2)B .(1,+∞)C .(1,2)D .(12,1)12.矩形ABCD 中,|AB |=4,|BC |=3,则以A ,B 为焦点,且过C ,D 两点的椭圆的短轴的长为( )A .2 3B .2 6C .4 2D .4 313.一个椭圆中心在原点,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,则椭圆方程为( )A .x 28+y 26=1B .x 216+y 26=1C .x 28+y 24=1D .x 216+y 24=114.如图,已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点恰好是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点F ,且这两条曲线交点的连线过点F ,则该椭圆的离心率为________.15.已知抛物线42x y =与椭圆)0(118222>=+a y ax 在第一象限相交于A 点,F 为抛物线的焦点,AB ⊥y 轴于B 点,当∠BAF =300时,a =16. 设F 1,F 2分别是椭圆x 225+y 216=1的左、右焦点,P 为椭圆上任一点,点M 的坐标为(6,4),则|PM |+|PF 1|的最大值为________.17.椭圆x 236+y 29=1上有两个动点P 、Q ,E (3,0),EP ⊥EQ ,则EP →·QP →的最小值为( )A .6B .3- 3C .9D .12-6 318.椭圆对称轴在坐标轴上,短轴的一个端点与两个焦点构成一个正三角形,焦点到椭圆上的点的最短距离是3,则这个椭圆方程为________.19.若一个椭圆长轴的长度,短轴的长度和焦距依次成等差数列,则该椭圆的离心率是________.20.已知圆锥曲线mx 2+4y 2=4m 的离心率e 为方程2x 2-5x +2=0的根,则满足条件的圆锥曲线的个数为( )A .4B .3C .2D .114. 椭圆()01:2222>>=+Γb a by a x 的左右焦点分别为21,F F ,焦距为c 2,若直线()c x y +=3与椭圆的一个交点满足12212F MF F MF ∠=∠,则该椭圆的离心率等于_____设F 1(-c , 0), F 2(c , 0)是椭圆12222=+by a x (a >b >0)的两个焦点,P 是以|F 1F 2|为直径的圆与椭圆的一个交点,且∠PF 1F 2=5∠PF 2F 1,则该椭圆的离心率为 (A )316 (B )23 (C )22 (D )32若椭圆22221x y a b +=的焦点在x 轴上,过点(1,12)作圆22+=1x y 的切线,切点分别为A,B ,直线AB 恰好经过椭圆的右焦点和上顶点,则椭圆方程是21.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F 1,左焦点为F 2,若椭圆上存在一点P ,满足线段PF 1相切于以椭圆的短轴为直径的圆,切点为线段PF 1的中点,则该椭圆的离心率为( )A .53 B .23 C .22 D .5922. 已知,,A P Q 为椭圆:C 22221(0)x y a b a b+=>>上三点,若直线PQ 过原点,且直线,AP AQ 的斜率之积为12-,则椭圆C 的离心率等于( )A .2B .12C .4D .14题型二:直线与椭圆的位置关系的判定.【典例1】当m 为何值时,直线m x y l +=:与椭圆14416922=+y x 相切、相交、相离?【典例2】已知椭圆192522=+y x ,直线04054:=+-y x l ,椭圆上是否存在一点,它到直线l 的距离最小?最小距离是多少?反馈:(2012福建)如图,椭圆E :)0(12222>>=+b a by a x 的左右焦点分别为F 1、F 2,离心率21=e ,过F 1的直线交椭圆于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为8.(1)求椭圆E 的方程;(2)设动直线l :m kx y +=与椭圆E 有且只有一个公共点P ,且与直线x =4交于Q ,试探究:在坐标平面内,是否存在定点M ,使得以PQ 为直径的圆恒过定点M ,若存在,求出点M 的坐标,若不存在,请说明理由.【方法归纳】:直线与椭圆位置关系判断的步骤: ①联立直线方程与椭圆方程;②消元得出关于x (或y )的一元二次方程;③当Δ>0时,直线与椭圆相交;当Δ=0时,直线与椭圆相切;当Δ<0时,直线与椭圆相离.注:对比直线与圆的位置关系的判断,它们之间有何联系与区别?题型三:直线与椭圆相交(及中点弦)问题该问题属高考中对圆锥曲线考查的热点和重点问题,其主要方法是数形结合、判别式、根与系数的关系、整体代换.【典例1】已知斜率为1的直线l 过椭圆1422=+y x 的右焦点,交椭圆于A ,B 两点,求弦AB 的长及1ABF ∆的周长、面积.【典例2】已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)经过点(0,3),离心率为12,左,右焦点分别为F 1(-c ,0),F 2(c ,0).(1)求椭圆的方程;(2)若直线l :y =-12x +m 与椭圆交于A ,B 两点,与以F 1F 2为直径的圆交于C ,D 两点,且满足|AB ||CD |=534,求直线l 的方程.【典例3】已知一直线与椭圆369422=+y x 相交于A ,B 两点,弦AB 的中点坐标为M (1,1),求直线AB 的方程.变式:过点(1,1)M 作斜率为12-的直线与椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>相交于,A B ,若M 是线段AB 的中点,则椭圆C 的离心率为【典例4】(2015新课标文)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>> 的离心率为,点(在C 上.(I )求C 的方程;(II )直线l 不经过原点O ,且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 中点为M ,证明:直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值.【典例5】已知点A (0,-2),椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>的离心率为2,F 是椭圆的焦点,直线AF O 为坐标原点. (Ⅰ)求E 的方程;(Ⅱ)设过点A 的直线l 与E 相交于,P Q 两点,当OPQ ∆的面积最大时,求l 的方程.【典例6】已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,椭圆C 上的点到焦点的距离的最大值为3,最小值为1. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l :m kx y +=与椭圆C 相交于A ,B 两点(A ,B 均不在左右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点.求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标.【方法归纳】:(1)解决直线与椭圆相交问题的原则有两个:一是数形结合;二是一条主线:“斜率、方程组、判别式、根与系数的关系”.利用根与系数的关系整体代换,以减少运算量.(2)如果题设中没有对直线的斜率的限定,一定要讨论斜率是否存在,以免漏解;这里又有两个问题需要注意:①若已知直线过y 轴上的定点P (0,b ),可将直线设为斜截式,即纵截距式,即y =kx +b ,但要讨论斜率是否存在;②若已知直线过x 轴上的定点P (a ,0),可以直接将直线方程设为横截距式,即x =my +a ,这样可避免讨论斜率是否存在,但此时求弦长时,需将下面弦长公式中的k 用m1替换. (3)直线被椭圆截得的弦长公式设直线与椭圆的交点为A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则|AB |=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=(1+1k2)[(y 1+y 2)2-4y 1y 2](k 为直线斜率).【本节练习】1.(2014·高考安徽卷)设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2+y 2b2=1(0<b <1)的左、右焦点,过点F 1的直线交椭圆E 于A ,B 两点.若|AF 1|=3|F 1B |,AF 2⊥x 轴,则椭圆E 的方程为________.2. (2015·豫西五校联考)已知椭圆x 24+y 2b2=1(0<b <2)的左、右焦点分别为F 1、F 2,过F 1的直线l 交椭圆于A 、B 两点,若|BF 2|+|AF 2|的最大值为5,则b 的值是( )A .1B . 2C .32 D . 33.(2015·宜昌调研)过椭圆x 25+y 24=1的右焦点作一条斜率为2的直线与椭圆交于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为________.4.已知椭圆G :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为63,右焦点为(22,0).斜率为1的直线l与椭圆G 交于A ,B 两点,以AB 为底边作等腰三角形,顶点为P (-3,2).(1)求椭圆G 的方程; (2)求△PAB 的面积.5.已知椭圆C 的中心在原点,焦点在x 轴上,焦距为2,离心率为12.(1)求椭圆C 的方程;(2)设直线l 经过点M (0,1),且与椭圆C 交于A ,B 两点,若AM →=2MB →,求直线l 的方程.5’.已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的离心率为23,右焦点到直线06=++y x 的距离为32. (1)求椭圆的方程;(2)过点)1,0(-M 作直线l 交椭圆于A ,B 两点,交x 轴于N 点,满足57-=,求直线l 的方程.6.已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的离心率为23,且长轴长为12,过点P(4,2)的直线l 与椭圆交于A,B 两点.(1)求椭圆方程;(2)当直线l 的斜率为21时,求AB 的值;(3)当点P 恰好为线段AB 的中点时,求直线l 的方程.7. 平面直角坐标系xoy 中,过椭圆M :)0(12222>>=+b a b y a x 的右焦点F 作直线03=-+y x 交M 于A ,B 两点,P 为AB 的中点,且OP 的斜率为21. (Ⅰ)求M 的方程;(Ⅱ)C ,D 为M 上的两点,若四边形ACBD 的对角线CD ⊥AB ,求四边形ACBD 面积的最大值.8. 设12,F F 分别是椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左、右焦点,过1F 斜率为1的直线l与E 相交于,A B 两点,且22,,AF AB BF 成等差数列. (1)求E 的离心率;(2) 设点(0,1)p -满足PA PB =,求E 的方程.9. 设F 1 ,F 2分别是椭圆C :12222=+by a x (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 . (I )若直线MN 的斜率为43,求C 的离心率; (II )若直线MN 在y 轴上的截距为2且|MN |=5|F 1N |,求a ,b .10. 如图,点F 1(-c ,0),F 2(c ,0)分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b>0)的左,右焦点,过点F 1作x 轴的垂线交椭圆C 的上半部分于点P ,过点F 2作直线PF 2的垂线交直线x =a 2c于点Q .(1)如果点Q 的坐标是(4,4),求此时椭圆C 的方程; (2)证明:直线PQ 与椭圆C 只有一个交点.11.已知椭圆C :x 2+2y 2=4.(1)求椭圆C 的离心率;(2)设O 为原点,若点A 在直线y =2上,点B 在椭圆C 上,且OA ⊥OB , (文)求线段AB 长度的最小值.(理)试判断直线AB 与圆222=+y x 的位置关系.圆锥曲线在高考中的考查主要体现“一条主线,五种题型”,所谓一条主线:是指直线与圆锥曲线的综合.五种题型是指“最值问题;定点问题;定值问题;参数的取值范围问题;存在性问题”. 一、 最值问题 【规律方法】:(1)最值问题有两大类:距离、面积的最值以及与之有关的一些问题;求直线或圆锥曲线中几何元素的最值以及这些元素存在最值时确定与之有关的一些问题.(2)两种常见方法:①几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义,则考虑利用图形性质来解题;②代数法,若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可先建立起目标函数,再求这个函数的最值,最值常用基本不等式法;若是分式函数则可先分离常数,再求最值;若是二次函数,可用配方法;若是更复杂的函数,还可用导数法. (3)圆锥曲线的综合问题要四重视: ①重视定义在解题中的作用;②重视平面几何知识在解题中的作用;③重视根与系数的关系在解题中的作用;④重视曲线的几何特征与方程的代数特征在解题中的作用.如定值中2014江西文科考题,范围中的题6、7.1.已知椭圆C :1222=+y ax (a >0)的焦点在x 轴上,右顶点与上顶点分别为A 、B .顶点在原点,分别以A 、B 为焦点的抛物线C 1、C 2交于点P (不同于O 点),且以BP 为直径的圆经过点A .(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)若与OP 垂直的动直线l 交椭圆C 于M 、N 不同两点,求△OMN 面积的最大值和此时直线l 的方程.2.已知椭圆C :)0(12222>>=+b a by a x 的上顶点为(0,1),且离心率为23.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)证明:过椭圆)0(12222>>=+n m ny m x 上一点),(00y x Q 的切线方程为12020=+nyy m x x ; (Ⅲ)从圆1622=+y x 上一点P 向椭圆C 引两条切线,切点分别为A 、B ,当直线AB 分别与x 轴、y 轴交于M 、N 两点时,求MN 的最小值.3.已知动点P 到定点F (1,0)和到定直线x =2的距离之比为22,设动点P 的轨迹为曲线E ,过点F 作垂直于x 轴的直线与曲线E 相交于A ,B 两点,直线l :n mx y +=与曲线E 交于C 、D 两点,与线段AB 相交于一点(与A 、B 不重合). (Ⅰ)求曲线E 的方程;(Ⅱ)当直线l 与圆122=+y x 相切时,四边形ACBD 的面积是否有最大值.若有,求出其最大值及相应的直线l 的方程;若没有,请说明理由.4. 已知点A (0,-2),椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>F 是椭圆的右焦点,直线AF ,O 为坐标原点. (Ⅰ)求E 的方程;(Ⅱ)设过点A 的动直线l 与E 相交于,P Q 两点,当OPQ ∆的面积最大时,求l 的方程.5.平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的离心率为23,且点)21,3(在椭圆C 上,(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆144:2222=+by a x E ,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线m kx y +=交椭圆E 于B A ,两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .(ⅰ)求OPOQ 的值;(ⅱ)求ABQ ∆面积的最大值。
椭圆的几何性质
x y 椭圆 2 2 1(a b 0)的几何性质 a b 2 2 x y 1、范围: 1, 2 1得: 2 a b
-a≤x≤a, -b≤y≤b 知 椭圆位于直线x=±a,y= ± b围成的矩形内 y
y=b x=-a
●
2
2
x=a
F1
o
y=-b
F2
●
x
x y 从方程 2 2 1(a b 0)上看: 2、对称性: a b (1)把x换成-x方程不变,故如果 M(x,y) 是椭圆上 ' 任意一点,则与点M关于y轴对称的点 M ( x, y ) 也在椭 圆上,即椭圆关于y轴对称; (2)把y换成-y方程不变,椭圆关于x轴对称;
(3)把x换成-x,同时把y换成-y方程不变,椭圆关于原点 y 成中心对称。
结论:
M ' ( x, y) ●
●
2
2
●
M ( x, y)
椭圆关于x轴、y轴成轴对称图形,
又是以原点为对称中心的中心对 '' M ( x, y ) 称图形。 椭圆的对称中心叫做椭圆的中心
F1
●
o
●
F2
M ' ( x, y )
离心率、焦点和顶点的坐标,并用描点法画出它 的图形。
x2 y2 解:把椭圆的方程化为标准方程 1 25 16 2 2 2 故 c 9 故椭圆的焦点在x轴上.其中 a 25, b 16
它的长轴长是: 10 。 焦距是: 短轴长是: 离心率等于: 8
3 5
。 。
6
。
焦点坐标是:
(3,0) 。顶点坐标是: (5,0) (0,。 4)
F1 (-a,0)
0046数学课件:椭圆的几何性质(1)
x2 y2 2 1(a b 0) 2 a b
即
x2 y2 1, 2 1 2 a b
y
B2
x a和 y b
A1
F1
O
B1
F2
A2 X
说明:椭圆位于矩形之中。
二、椭圆的对称性
x y 2 1( a b 0) 2 a b y
椭圆关于x轴对称; 椭圆关于y轴对称; 椭圆关于原点对称; 中心:椭圆的对称中心叫做椭圆的中心. o x
由题意,有 2c=8,c=4;2a=10,a=5.
x2 y2 1(a b 0) a 2 b2
又
b2=a2-c2=25-16=9.
故所求方程为x2/25+y2/9=1.
(2)设焦点在y轴上,标准方程为
y2 x2 2 1(a b 0) 2 a b
同(1),可得所求方程为y2/25+x2/9=1.
2
2
三、椭圆的顶点
(-a,0)A1y B2(0, Nhomakorabea) o B1(0,-b) A2 (a,0) x
x y 2 1( a b 0) 2 a b
2
2
顶点:椭圆与它的对称轴的四个交点,叫做椭圆的顶点。
长、短轴:线段A1A2、B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴。
半轴长:a、b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
-b ≤x ≤b -a≤y≤a, 关于x,y轴,原点对称 A1(0 ,-a),A2(0 ,a) B1(-b, 0),B2(b ,0)
离心率
e
c (0 e 1) a
小结:基本元素
(1)基本量:a、b、c、e(共四个量)
(2)基本点:顶点、焦点、中心(共七个点) (3)基本线:对称轴(共两条线) y B1(0,b)
椭圆的标准方程及其几何性质
椭圆的标准方程及其几何性质1. 椭圆定义:(1)第一定义:平面内与两个定点21F F 、的距离之和为常数|)|2(222F F a a >的动点P 的轨迹叫椭圆,其中两个定点21F F 、叫椭圆的焦点.当21212F F a PF PF >=+时, P 的轨迹为椭圆 ; ; 当21212F F a PF PF <=+时, P 的轨迹不存在;当21212F F a PF PF ==+时, P 的轨迹为 以21F F 、为端点的线段(2)椭圆的第二定义:平面内到定点F 与定直线l (定点F 不在定直线l 上)的距离之比是常数e (10<<e )的点的轨迹为椭圆(利用第二定义,可以实现椭圆上的动点到焦点的距离与到相应准线的距离相互转化). 2.椭圆的方程与几何性质:3.点),(00y x P 与椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 的位置关系:当12222>+b y a x 时,点P 在椭圆外; 当12222>+b y a x 时,点P 在椭圆内; 当12222=+b y a x 时,点P 在椭圆上; 4.直线与椭圆的位置关系直线与椭圆相交0>∆⇔;直线与椭圆相切0=∆⇔;直线与椭圆相离0<∆⇔ 例题分析:题1写出适合下列条件的椭圆的标准方程:⑴两个焦点坐标分别是(-4,0)、(4,0),椭圆上一点P 到两焦点的距离 之和等于10;⑵两个焦点坐标分别是(0,-2)和(0,2)且过(23-,25) (3)两个焦点坐标分别是(-3,0),(3,0),椭圆经过点(5,0).(4)两个焦点坐标分别是(0,5),(0,-5),椭圆上一点P 到两焦点的距离和为26. (5)焦点在y 轴上,与y 轴的一个交点为P (0,-10),P 到它较近的一个焦点的距离等于2.解:(1)因为椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为所以所求椭圆标准方程为92522=+y x ⑵ 因为椭圆的焦点在y 轴上,所以设它的标准方程为由椭圆的定义知,22)225()23(2++-=a +22)225()23(-+-10=∴a 又2=c所以所求标准方程为61022=+x y 另法:∵ 42222-=-=a c a b∴可设所求方程142222=-+a x a y ,后将点(23-,25)的坐标代入可求出a ,从而求出椭圆方程(3)∵椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为: ∵100)35(0)35(222=+-+++=a ,2c =6. ∴3,5==c a∴163522222=-=-=c a b∴所求椭圆的方程为:1162522=+y x . (4)∵椭圆的焦点在y 轴上,所以设它的标准方程为)0(12222>>=+b a bx a y . ∴.144222=-=c a b∴所求椭圆方程为:114416922=+x y (5)∵椭圆的焦点在y 轴上,所以可设它的标准方程为: ∵P(0,-10)在椭圆上,∴a =10.又∵P 到它较近的一焦点的距离等于2, ∴-c -(-10)=2,故c =8. ∴36222=-=c a b .∴所求椭圆的标准方程是13610022=+x y . 题2。
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。
椭圆的简单几何性质
1椭圆的简单几何性质一、几何性质1.范围:椭圆的范围是b y b a x a ≤≤-≤≤-,2.对称性:椭圆关于x 轴、y 轴及原点都是对称的,这时坐标轴是椭圆的对称轴,原点是椭圆的对称中心,椭圆的对称中心叫椭圆的中心.3.顶点:在椭圆的标准方程里,令y =0,得a x ±=可得A 1(-a ,0)、A 2(a ,0)是椭圆在x 轴上的两个顶点,,同理. 令x =0得y =±b ,所以得到:B 1(0,-b )、B 2(0,b )是椭圆在y 轴的两个顶点(1)椭圆上任意一点P (x ,y )与两焦点构成的三角形称为焦点三角形,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了一个直角三角形,称为椭圆的特征三角形,边长满足222c b a +=4.离心率:离心率ac e =a b a b a 2221-=-=,(0<e <1)⎩⎨⎧,椭圆越接近圆趋近时,趋近,椭圆越扁平趋近时,趋近001c e a c e 5.椭圆的准线:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧±=±=c a y y c a x x 22准线线的方程准线线的方程轴上时,当焦点在轴上时,当焦点在二、椭圆的第二定义平面内与一个顶点的距离和它到一条定直线的距离的比是常数)10(<<=e ace 的点的轨迹是椭圆 三、椭圆的其他几何性质(1)焦准距:椭圆的焦点到相应准线的距离叫做焦准距,焦准距cb 2=2(2)通径:过椭圆的焦点且垂直于长轴的弦叫做椭圆的通径,通径长=ab 2,它是过椭圆焦点的弦中最短的一条弦。
(3)椭圆上到中心距离最远或最近的点:设),(y x P 为椭圆上的任意一点,则当P 在短轴端点处时OP 最短,则当P 在长轴端点处时OP 最长 四、椭圆的焦半径及其应用(1)若椭圆方程为),(,1112222y x P by a x =+为椭圆上任一点,)0,()0,(21c F c F -是椭圆的两个焦点,则21,PF PF 分别为椭圆的焦半径,由椭圆的第二定义知:11211ex a PF e ca x PF +=⇒=+,)0(12122>>-=⇒=-b a ex a PF e x ca PF若椭圆方程为),(,1112222y x P bx a y =+为椭圆上任一点,)0()0(21c F c F ,,-是椭圆的两个焦点,则21,PF PF 分别为椭圆的焦半径,由椭圆的第二定义知:11211ey a PF e ca y PF +=⇒=+,)0(12122>>-=⇒=-b a ey a PF e y ca PF(2)由椭圆的焦半径公式可以推出:如果椭圆上的三点A,B,C 到同一焦点的距离成等差数列,则A,B,C 三点的横坐标(或纵坐标)也成等差数列,这样解决问题时就比较方便。
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x
y o 1.掌握椭圆的简单几何性质;
2.感受运用方程研究曲线几何性质的思想方法;
3.能运用椭圆的方程和几何性质处理一些简单的实际问题.
教学重点:掌握椭圆的简单几何性质. 感受运用方程研究曲线几何性质的思想方法
教学难点:椭圆离心率与椭圆关系
教学过程:
一、复习回顾
1.椭圆的定义:
2.椭圆的标准方程是:
3.椭圆中a ,b ,c 的关系是:
二、学生活动
1.画椭圆22
12516
x y +=的图形由图像观察它的性质。
2.思考:
(1)函数的性质是从哪些角度研究的?
(2)椭圆的图形从哪些角度可观察它的几何性质?如何证明?
三、建构数学 椭圆22
221x y a b
+=简单的几何性质: (1)范围:
原因
(2)对称性:
从图形上看
从方程上看
(3)顶点
a 、
b 的几何意义
(4)离心率
椭圆离心率与椭圆关系
四、数学应用
例1、已知椭圆方程为22
925225x y += 它的长轴长等于: 。
短轴长等于: __。
焦距是: 。
离心率等于: 。
焦点坐标是: 。
顶点坐标是: 。
外切矩形的面积等于: 。
例2、过适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)中心在原点,焦点在x 轴上,右焦点到短轴端点的距离为2,到右顶点的距离为1.
(2)长轴长等于10,离心率是0.6.
(3)已知椭圆的中心在原点,焦点在坐标轴上,长轴是短轴的3倍,且椭圆经过点P(3,0),
求椭圆的方程。
例3、如图8-8,我国发射的第一颗人造地球卫星的运行轨道,是以地心(地球的中心)F2为一个焦点的椭圆.已知它的近地点A(离地面最近的点)距地面439km,远地点B(离地面最远的点)距地面2384km,并且F2、A、B在同一直线上,地球半径约为6371km.求卫星运行的轨道方程(精确到1km).
五、课堂练习
1、对于椭圆C1:9x2+y2=36与椭圆C2:
22
2
1612
x y
+=,更接近圆的是:_______。
2、椭圆
22
1
89
x y
a
+=
+
的离心率
1
2
e=,则a=_________。
3、教材第32页练习3,4,5题;
4、教材32页习题2.2(2)第3题
六、课堂总结
两种标准方程的椭圆性质的比较。