椭圆习题课
习题课:椭圆第二定义的应用(精)

人教版高二数学上册§8.2 椭圆第二定义的应用(习题课班级姓名自我学习评价 :优良还需努力【学习目标】1. 进一步加深对椭圆第二定义及其性质的认识,会熟练运用椭圆的几何性质和第二定义解决有关问题;2. 通过对椭圆的第二定义的应用,体会和感悟“方程思想”和“数形结合”,“分类讨论”的数学思想方法。
【学习重点】灵活运用椭圆的第二定义及性质解决有关问题。
【学习过程】一、学习准备(知识准备)请独立完成下列填空:1.椭圆的第一定义为:;其中的两点为椭圆的;常数等于椭圆的;2.椭圆第二定义:若平面内的动点M(x,y)到定点F(c,0)的距离和它到定直线的距离的比是常数,则点M 的轨迹为;定直线叫做,准线与长轴所在直线____,椭圆的准线有条.常数,()是的离心率。
e1时,椭圆趋于;e0时,椭圆趋向于。
3.由椭圆第二定义我们得到了焦半径公式。
设为椭圆上任意一点,对于标准方程的焦半径;;对于标准方程的焦半径;.椭圆第二定义及其性质在解题中有何价值和作用?你知道吗?通过本节课的学习你就会知道了!●基础练习:试一试,你能根据已知很快独立完成下列问题吗?有困难的题可与小组同学讨论。
1、椭圆的准线方程是()A.; B.; C.; D.2 椭圆的一个焦点到相应准线的距离为,离心率为,则短轴长为()A BC. D.3 设点P为椭圆上一点,P到左准线的距离为10,则P到右准线的距离为()A . 6 ;B .8 ; C.10 ; D.154 已知点A(2,y)是椭圆上的点,F是其右焦点,则∣AF∣=;5.椭圆与椭圆〉0)的形状怎样?它们的离心率有何关系?你能否快速求出与椭圆有相同的离心率且经过点(,)的椭圆的方程?其方程为你是用什么方法求解的?。
二、典型例析【探究一】利用椭圆第二定义解题例1:已知椭圆内有一点,为椭圆的右焦点,在椭圆上找一点,使得取得最小值,求最小值和点的坐标。
(提示:。
)可给于一定的提示!●想一想:解决此类问题的关键是。
人教版 高中数学【选修 2-1】2.2.1椭圆及其标准方程课后习题

人教版高中数学精品资料2.2.1 椭圆及其标准方程课时演练·促提升A组1.若F1,F2是两个定点,且|F1F2|=6,动点M满足|MF1|+|MF2|=8,则点M的轨迹是()A.椭圆B.直线C.圆D.线段解析:由椭圆定义知,点M的轨迹是椭圆.答案:A2.“m>n>0”是“方程mx2+ny2=1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解析:方程可化为=1,表示焦点在y轴上的椭圆时,应满足>0,即m>n>0.所以是充要条件.答案:C3.设P是椭圆=1上一点,P到两焦点F1,F2的距离之差为2,则△PF1F2是()A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.等腰直角三角形解析:由椭圆定义知|PF1|+|PF2|=2a=8.又|PF1|-|PF2|=2,∴|PF1|=5,|PF2|=3.又|F1F2|=2c=2=4,∴|PF1|2=|PF2|2+|F1F2|2,∴△PF1F2为直角三角形.答案:B4.已知椭圆的焦点坐标为(0,-1),(0,1),且过点,则椭圆方程为()A.=1B.=1C.+y2=1D.+x2=1解析:由已知椭圆焦点在y轴上,设方程为=1(a>b>0).则2a==4,故a=2.又c=1,则b2=a2-c2=3,故椭圆方程为=1.答案:B5.已知椭圆的焦点是F1,F2,P是椭圆上的一动点,如果延长F1P到Q,使得|PQ|=|PF2|,那么动点Q的轨迹是()A.圆B.椭圆C.直线D.抛物线解析:由题意,得|PF1|+|PF2|=2a(a>0是常数).∵|PQ|=|PF2|,∴|PF1|+|PQ|=2a,即|QF1|=2a,∴动点Q的轨迹是以F1为圆心,2a为半径的圆,故选A.答案:A6.若方程=1表示焦点在x轴上的椭圆,则m的取值范围是.解析:将方程化为=1,依题意,得8>2-m>0,解得-6<m<2.答案:-6<m<27.若椭圆=1的焦距为6,则k的值为.解析:由已知,得2c=6,∴c=3,∴c2=9,∴20-k=9或k-20=9,∴k=11或k=29.答案:11或298.若椭圆的焦点在y轴上,其上任意一点到两焦点的距离和为8,焦距为2,则此椭圆的标准方程为.解析:由已知,得2a=8,2c=2,∴a=4,c=,∴b2=a2-c2=16-15=1,故椭圆的标准方程为+x2=1.答案:+x2=19.已知椭圆=1(a>b>0)的焦点分别是F1(0,-1),F2(0,1),且3a2=4b2.(1)求椭圆的方程;(2)设点P在这个椭圆上,且|PF1|-|PF2|=1,求∠F1PF2的余弦值.解:(1)依题意知c=1,又c2=a2-b2,且3a2=4b2,所以a2-a2=1,即a2=1.所以a2=4.因此b2=3.从而椭圆方程为=1.(2)因为点P在椭圆上,所以|PF1|+|PF2|=2a=2×2=4.又|PF1|-|PF2|=1,所以|PF1|=,|PF2|=.又|F1F2|=2c=2,所以由余弦定理,得cos ∠F1PF2==.即∠F1PF2的余弦值等于.10.已知圆A:x2+(y+6)2=400,圆A内有一定点B(0,6),动圆C过点B且与圆A内切,求动圆圆心C的轨迹方程.解:设动圆C的半径为r,则|CB|=r.因为圆C与圆A内切,所以|CA|=20-r,所以|CA|+|CB|=20>12,所以点C的轨迹是以A,B两点为焦点的椭圆.因为2a=20,2c=|AB|=12,所以a=10,c=6,b2=64.因为点A,B在y轴上,所以点C的轨迹方程为=1.B组1.已知F1,F2是椭圆=1的两个焦点,P是椭圆上一点,且|PF1|∶|PF2|=4∶3,则三角形PF1F2的面积等于()A.24B.26C.22D.24解析:因为a2=49,所以|PF1|+|PF2|=2a=14.又|PF1|∶|PF2|=4∶3,所以|PF1|=8,|PF2|=6.又因为|F1F2|=2c=2=10,所以|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,所以PF1⊥PF2.故△PF1F2的面积S=|PF1|·|PF2|=×8×6=24.答案:A2.设F1,F2是椭圆C:=1的焦点,在曲线C上满足=0的点P的个数为()A.0B.2C.3D.4解析:∵=0,∴PF1⊥PF2.∴点P为以线段F1F2为直径的圆与椭圆的交点,且此圆的半径为c==2.∵b=2,∴点P为该椭圆y轴的两个端点.答案:B3.F1,F2分别为椭圆=1(a>b>0)的左、右焦点,点P在椭圆上,△POF2是面积为的正三角形,则b2的值是.解析:∵|OF2|=c,∴由已知得,∴c2=4,c=2.设点P的坐标为(x0,y0),由△POF2为正三角形,∴|x0|=1,|y0|=,代入椭圆方程得=1.∵a2=b2+4,∴b2+3(b2+4)=b2(b2+4),即b4=12,∴b2=2.答案:24.已知圆C:(x+1)2+y2=25及点A(1,0),Q为圆上一点,AQ的垂直平分线交CQ于点M,求点M的轨迹方程.解:如图,M是AQ的垂直平分线与CQ的交点,连接MA,则|MQ|=|MA|,∴|MC|+|MA|=|MC|+|MQ|=|CQ|=5,且|AC|=2,∴动点M的轨迹是椭圆,且其焦点为C,A.易知2a=5,2c=2,∴a=,c=1,∴b2=a2-c2=-1=,故动点M的轨迹方程为=1.5.已知椭圆的焦点在x轴上,且焦距为4,P为椭圆上一点,且|F1F2|是|PF1|和|PF2|的等差中项.(1)求椭圆的方程;(2)若△PF1F2的面积为2,求点P坐标.解:(1)由题意知,2c=4,c=2,|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=8,即2a=8,∴a=4.∴b2=a2-c2=16-4=12.∵椭圆的焦点在x轴上,∴椭圆的方程为=1.(2)设点P坐标为(x0,y0),依题意知,|F1F2||y0|=2,∴|y0|=,y0=±.代入椭圆方程=1,得x0=±2,∴点P坐标为(2)或(2,-)或(-2)或(-2,-).6.已知P是椭圆+y2=1上的一点,F1,F2是椭圆上的两个焦点.(1)当∠F1PF2=60°时,求△F1PF2的面积;(2)当∠F1PF2为钝角时,求点P横坐标的取值范围.解:(1)由椭圆的定义,得|PF1|+|PF2|=4且F1(-,0),F2(,0).①在△F1PF2中,由余弦定理,得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|cos 60°.②由①②得|PF1|·|PF2|=.所以|PF1||PF2|·sin ∠F1PF2=.(2)设点P(x,y),由已知∠F1PF2为钝角,得<0,即(x+,y)·(x-,y)<0.又y2=1-,所以x2<2,解得-<x<.所以点P横坐标的范围是。
高中数学 同步学案 直线与椭圆的位置关系(习题课)

第二课时 直线与椭圆的位置关系(习题课)[新知初探]1.点与椭圆的位置关系点P(x 0,y 0)与椭圆x 2a 2+y2b2=1(a>b>0)的位置关系:点P 在椭圆上⇔x 20a 2+y 20b 2=1;点P 在椭圆内部⇔x 20a 2+y 20b 2<1;点P 在椭圆外部⇔x 20a 2+y 2b 2>1.2.直线与椭圆的位置关系直线y =kx +m 与椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的位置关系,判断方法:联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 2a 2+y2b2=1,消y 得一元二次方程.当Δ>0时,方程有两解,直线与椭圆相交; 当Δ=0时,方程有一解,直线与椭圆相切; 当Δ<0时,方程无解,直线与椭圆相离. 3.直线与椭圆相交的弦长公式(1)定义:连接椭圆上两个点的线段称为椭圆的弦. (2)求弦长的方法①交点法:将直线的方程与椭圆的方程联立,求出两交点的坐标,然后运用两点间的距离公式来求. ②根与系数的关系法:如果直线的斜率为k,被椭圆截得弦AB 两端点坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则弦长公式为: |AB|=1+k 2·x 1+x 22-4x 1x 2=1+1k2·y 1+y 22-4y 1y 2.[小试身手]1.已知点(2,3)在椭圆x 2m 2+y2n 2=1上,则下列说法正确的是( )A .点(-2,3)在椭圆外B .点(3,2)在椭圆上C .点(-2,-3)在椭圆内D .点(2,-3)在椭圆上 答案:D2.直线y =x +1被椭圆x 24+y22=1所截得的弦的中点坐标是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫23,53B.⎝ ⎛⎭⎪⎫43,73C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,13 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-132,172 答案:C3.设F 1,F 2分别是椭圆x 225+y216=1的左、右焦点,P 为椭圆上一点,M 是F 1P 的中点,|OM|=3,则P 点到椭圆左焦点的距离为________.答案:4直线与椭圆的位置关系[典例] 对不同的实数值m,讨论直线y =x +m 与椭圆x 24+y 2=1的位置关系.[解] 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +m ,x 24+y 2=1,消去y,得x 24+(x +m)2=1, 整理得5x 2+8mx +4m 2-4=0.Δ=(8m)2-4×5(4m 2-4)=16(5-m 2). 当-5<m<5时,Δ>0,直线与椭圆相交; 当m =-5或m =5时,Δ=0,直线与椭圆相切; 当m<-5或m>5时,Δ<0,直线与椭圆相离.判断直线与椭圆的位置关系,通过解直线方程与椭圆方程组成的方程组,消去方程组中的一个变量,得到关于另一个变量的一元二次方程,则Δ>0⇔直线与椭圆相交; Δ=0⇔直线与椭圆相切;Δ<0⇔直线与椭圆相离. [活学活用]若直线y =kx +1与焦点在x 轴上的椭圆x 25+y2m =1总有公共点,求m 的取值范围.解:∵直线y =kx +1过定点A(0,1). 由题意知,点A 在椭圆x 25+y2m =1内或椭圆上,∴025+12m ≤1,∴m≥1. 又椭圆焦点在x 轴上∴m<5, 故m 的取值范围为[1,5).弦长及中点弦问题[典例] 已知点P(4,2)是直线l 被椭圆x 236+y29=1所截得的线段的中点.(1)求直线l 的方程;(2)求直线l 被椭圆截得的弦长. [解] (1)[法一 根与系数关系法] 由题意可设直线l 的方程为y -2=k(x -4), 而椭圆的方程可以化为x 2+4y 2-36=0. 将直线方程代入椭圆方程有(4k 2+1)x 2-8k(4k -2)x +4(4k -2)2-36=0. 所以x 1+x 2=8k4k -24k 2+1=8,解得k =-12. 所以直线l 的方程为y -2=-12(x -4),即x +2y -8=0. [法二 点差法]设直线l 与椭圆的交点为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),所以⎩⎪⎨⎪⎧x 21+4y 21-36=0,x 22+4y 22-36=0.两式相减,有(x 1+x 2)(x 1-x 2)+4(y 1+y 2)·(y 1-y 2)=0. 又x 1+x 2=8,y 1+y 2=4,所以y 1-y 2x 1-x 2=-12, 即k =-12.所以直线l 的方程为x +2y -8=0.(2)由题意可知直线l 的方程为x +2y -8=0,联立椭圆方程得x 2-8x +14=0.法一:解方程得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=4+2,y 1=2-22, ⎩⎪⎨⎪⎧x 2=4-2,y 2=2+22,所以直线l 被椭圆截得的弦长为[4+2-4-2]2+⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫2-22-⎝ ⎛⎭⎪⎫2+222 =10.法二:因为x 1+x 2=8,x 1x 2=14. 所以直线l 被椭圆截得的弦长为1+⎝ ⎛⎭⎪⎫-12282-4×14=10.解决椭圆中点弦问题的两种方法(1)根与系数关系法:联立直线方程和椭圆方程构成方程组,消去一个未知数,利用一元二次方程根与系数的关系以及中点坐标公式解决;(2)点差法:利用交点在曲线上,坐标满足方程,将交点坐标分别代入椭圆方程,然后作差,构造出中点坐标和斜率的关系,具体如下:已知A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)是椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)上的两个不同的点,M(x 0,y 0)是线段AB 的中点,则⎩⎪⎨⎪⎧x 21a 2+y 21b2=1, ①x 22a 2+y 22b 2=1, ②由①-②,得1a 2(x 21-x 22)+1b 2(y 21-y 22)=0,变形得y 1-y 2x 1-x 2=-b 2a 2·x 1+x 2y 1+y 2=-b 2a 2·x 0y 0,即k AB =-b 2x 0a 2y 0.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的离心率为22,点(2,2)在C 上.(1)求C 的方程;(2)直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A,B,线段AB 的中点为M.证明:直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值.解:(1)由题意有a 2-b 2a =22,4a 2+2b 2=1,解得a 2=8,b 2=4.所以C 的方程为x 28+y24=1.(2)证明:法一:设直线l :y =kx +b(k≠0,b≠0),A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),M(x M ,y M ).将y =kx +b 代入x28+y 24=1,得(2k 2+1)x 2+4kbx +2b 2-8=0. 故x M =x 1+x 22=-2kb 2k 2+1,y M =k·x M +b =b 2k 2+1.于是直线OM 的斜率k OM =y M x M =-12k ,即k OM ·k=-12.所以直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值. 法二:设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),M(x M ,y M ),则⎩⎪⎨⎪⎧x 218+y 214=1, ①x 228+y 224=1, ②①-②得x 1+x 2x 1-x 28+y 1+y 2y 1-y 24=0,∴k AB =y 1-y 2x 1-x 2=-4x 1+x 28y 1+y 2=-12·x My M.又k O M =y M x M ,∴k AB ·k OM =-12.∴直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值.与椭圆有关的综合问题[典例] 在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的离心率e =22,且点P(2,1)在椭圆C上.(1)求椭圆C 的方程;(2)斜率为-1的直线与椭圆C 相交于A,B 两点,求△AOB 面积的最大值.[解] (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧e =c a =22,4a 2+1b 2=1,a 2=b 2+c 2,∴⎩⎨⎧a =6,b =3,∴椭圆C 的方程为x 26+y23=1.(2)设直线AB 的方程为y =-x +m, 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +m ,x 26+y23=1,得3x 2-4mx +2m 2-6=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,x 1+x 2=4m 3,x 1x 2=2m 2-63,∴|AB|=1+-12|x 1-x 2|=439-m 2,原点到直线的距离d =|m|2.∴S △OAB =12×43 9-m 2·|m|2=239-m2m 2≤23·9-m 2+m 22=322.当且仅当m =±322时,等号成立,∴△AOB 面积的最大值为322.求与椭圆有关的最值、范围问题的方法(1)定义法:利用定义转化为几何问题处理.(2)数形结合法:利用数与形的结合,挖掘几何特征,进而求解.(3)函数法:探求函数模型,转化为函数的最值问题,借助函数的单调性、基本不等式等求解,注意椭圆的范围.已知椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0),左、右焦点分别是F 1,F 2,若椭圆C 上的点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32到F 1,F 2的距离和等于4.(1)写出椭圆C 的方程和焦点坐标;(2)直线l 过定点M(0,2),且与椭圆C 交于不同的两点A,B,若∠AOB 为锐角(O 为坐标原点),求直线l 的斜率k 的取值范围.解:(1)由题意得2a =4,得a =2, 又点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1上,∴14+34b 2=1,解得b 2=1. ∴椭圆C 的方程为x 24+y 2=1,焦点F 1(-3,0),F 2(3,0).(2)由题意得直线l 的斜率存在且不为0,设l :y =kx +2,代入x 24+y 2=1,整理得(1+4k 2)x 2+16kx +12=0,Δ=(16k)2-4(1+4k 2)·12=16(4k 2-3)>0,得k 2>34.①设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),∴x 1+x 2=-16k 1+4k 2,x 1x 2=121+4k 2.∵∠AOB 为锐角,∴cos ∠AOB>0, 则OA ―→·OB ―→=x 1x 2+y 1y 2>0, 又y 1y 2=(kx 1+2)·(kx 2+2) =k 2x 1x 2+2k(x 1+x 2)+4,∴x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+2k(x 1+x 2)+4 =(1+k 2)·121+4k 2+2k·⎝ ⎛⎭⎪⎫-16k 1+4k 2+4 =44-k21+4k 2>0, ∴k 2<4.② 由①②得34<k 2<4.解得-2<k<-32或32<k<2, ∴k 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-32∪⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2.层级一 学业水平达标1.直线y =kx -k +1与椭圆x 29+y24=1的位置关系为( )A .相切B .相交C .相离D .不确定解析:选B 直线y =kx -k +1可变形为y -1=k(x -1),故直线恒过定点(1,1),而该点在椭圆x 29+y24=1内部,所以直线y =kx -k +1与椭圆x 29+y24=1相交,故选B.2.过椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的焦点F(c,0)的弦中最短弦长是( )A.2b 2a B.2a 2bC.2c 2aD.2c 2b解析:选A 最短弦是过焦点F(c,0)且与焦点所在直线垂直的弦.将点(c,y)的坐标代入椭圆x 2a 2+y2b 2=1,得y =±b 2a ,故最短弦长是2b2a.3.若直线kx -y +3=0与椭圆x 216+y24=1有两个公共点,则实数k 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-54,54 B.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫54,-54 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-54∪⎝ ⎛⎭⎪⎫54,+∞ D.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-54∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-54,54 解析:选C 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +3,x 216+y24=1得(4k 2+1)x 2+24kx +20=0,当Δ=16(16k 2-5)>0,即k>54或k<-54时,直线与椭圆有两个公共点.故选C. 4.已知椭圆C :y 29+x 2=1,过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12的直线与椭圆C 相交于A,B 两点,且弦AB 被点P 平分,则直线AB 的方程为( )A .9x -y -4=0B .9x +y -5=0C .4x +2y -3=0D .4x -2y -1=0解析:选B 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2). ∵点A,B 在椭圆上,∴y 219+x 21=1,① y 229+x 22=1.② ①-②,得y 1+y 2y 1-y 29+(x 1+x 2)·(x 1-x 2)=0.③∵P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12是线段AB 的中点, ∴x 1+x 2=1,y 1+y 2=1,代入③得y 1-y 2x 1-x 2=-9,即直线AB 的斜率为-9.故直线AB 的方程为y -12=-9⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12, 整理得9x +y -5=0.5.已知椭圆C :x 22+y 2=1的右焦点为F,直线l :x =2,点A ∈l,线段AF 交椭圆C 于点B,若FA ―→=3FB ―→,则|AF ―→|=( )A. 2 B .2 C. 3D .3解析:选A 设点A(2,n),B(x 0,y 0). 由椭圆C :x 22+y 2=1知a 2=2,b 2=1,∴c 2=1,即c =1.∴右焦点F(1,0). 由FA ―→=3FB ―→得(1,n)=3(x 0-1,y 0). ∴1=3(x 0-1)且n =3y 0. ∴x 0=43,y 0=13n.将x 0,y 0代入x 22+y 2=1,得12×⎝ ⎛⎭⎪⎫432+⎝ ⎛⎭⎪⎫13n 2=1. 解得n 2=1, ∴|AF ―→|=2-12+n 2=1+1= 2.6.已知斜率为2的直线l 经过椭圆x 25+y24=1的右焦点F 1,与椭圆交于A,B 两点,则|AB|=________.解析:因为直线l 经过椭圆的右焦点F 1(1,0),且斜率为2,则直线l 的方程为y =2(x -1),即2x -y -2=0.由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -2=0,x 25+y24=1得3x 2-5x =0.设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1+x 2=53,x 1x 2=0,所以|AB|=1+k 2·x 1+x 22-4x 1x 2=1+22⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫532-4×0=553. 答案:5537.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________.解析:∵MF 1―→⊥MF 2―→,∴点M 在以F 1F 2为直径的圆上,又点M 在椭圆内部,∴c<b,∴c 2<b 2=a 2-c 2,即2c 2<a 2,∴c 2a 2<12,即c a <22.又e>0,∴0<e<22. 答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22 8.已知动点P(x,y)在椭圆x 225+y 216=1上,若A 点坐标为(3,0),|AM ―→|=1,且PM ―→·AM ―→=0,则|PM ―→|的最小值是________.解析:易知点A(3,0)是椭圆的右焦点.∵PM ―→·AM ―→=0, ∴AM ―→⊥PM ―→.∴|PM ―→|2=|AP ―→|2-|AM ―→|2=|AP ―→|2-1,∵椭圆右顶点到右焦点A 的距离最小,故|AP ―→|min =2,∴|PM ―→|min = 3. 答案: 39.设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)过点(0,4),离心率为35.(1)求C 的方程;(2)求过点(3,0)且斜率为45的直线被C 所截线段的中点坐标.解:(1)将(0,4)代入C 的方程得16b 2=1,∴b =4.又e =c a =35,得a 2-b 2a 2=925,即1-16a 2=925,∴a =5,∴C 的方程为x 225+y216=1.(2)过点(3,0)且斜率为45的直线方程为y =45(x -3).设直线与C 的交点为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),将直线方程y =45(x -3)代入C 的方程,得x 225+x -3225=1,即x 2-3x -8=0,解得x 1+x 2=3,∴AB 的中点坐标 x 0=x 1+x 22=32,y 0=y 1+y 22=25(x 1+x 2-6)=-65,即中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-65.10.如图,已知椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0),F 1,F 2分别为椭圆的左、右焦点,A 为椭圆的上顶点,直线AF 2交椭圆于另一点B.(1)若∠F 1AB =90°,求椭圆的离心率;(2)若椭圆的焦距为2,且AF 2―→=2F 2B ―→,求椭圆的方程.解:(1)若∠F 1AB =90°,则△AOF 2为等腰直角三角形.所以有|OA|=|OF 2|,即b =c. 所以a =2c,e =c a =22.(2)由题知A(0,b),F 2(1,0),设B(x,y),由AF 2―→=2F 2B ―→,解得x =32,y =-b 2.代入x 2a 2+y 2b 2=1,得94a 2+b24b 2=1,即94a 2+14=1,解得a 2=3,b 2=2,所以椭圆方程为x 23+y22=1.层级二 应试能力达标1.若直线mx +ny =4和圆O :x 2+y 2=4没有交点,则过点P(m,n)的直线与椭圆x 29+y24=1的交点个数为( )A .2B .1C .0D .0或1解析:选A 由题意,得4m 2+n 2 >2,所以m 2+n 2<4,则-2<m<2,-2<n<2,所以点P(m,n)在椭圆x 29+y24=1内,则过点P(m,n)的直线与椭圆x 29+y24=1有2个交点.故选A.2.椭圆mx 2+ny 2=1与直线y =1-x 交于M,N 两点,过原点与线段MN 中点所在直线的斜率为22,则mn的值是( )A.22B.233C.922D.2327解析:选A 由⎩⎪⎨⎪⎧mx 2+ny 2=1,y =1-x消去y 得,(m +n)x 2-2nx +n -1=0.设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),MN 中点为(x 0,y 0), 则x 1+x 2=2n m +n ,∴x 0=n m +n, 代入y =1-x 得y 0=mm +n. 由题意y 0x 0=22,∴m n =22,选A.3.若点(x,y)在椭圆4x 2+y 2=4上,则y x -2的最小值为( )A .1B .-1C .-233D .以上都不对解析:选C 设yx -2=k,则y =k(x -2). 由⎩⎪⎨⎪⎧4x 2+y 2=4,y =k x -2消去y,整理得(k 2+4)x 2-4k 2x 2+4(k 2-1)=0, Δ=16k 4-4×4(k 2-1)(k 2+4)=0, 解得k =±233,∴k min =-233.选C.4.已知椭圆E :x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的右焦点为F(3,0),过点F 的直线交E 于A,B 两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则E 的方程为( )A.x 245+y236=1 B.x 236+y227=1 C.x 227+y218=1D.x 218+y29=1 解析:选D 因为直线AB 过点F(3,0)和点(1,-1), 所以直线AB 的方程为y =12(x -3),代入椭圆方程x 2a 2+y2b 2=1消去y,得⎝ ⎛⎭⎪⎫a24+b 2x 2-32a 2x +94a 2-a 2b 2=0,所以AB 的中点的横坐标为32a 22⎝ ⎛⎭⎪⎫a 24+b 2=1,即a 2=2b 2,又a 2=b 2+c 2,所以b =c =3. 所以E 的方程为x 218+y29=1.5.过点M(1,1)作斜率为-12的直线与椭圆C :x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)相交于A,B 两点,若M 是线段AB 的中点,则椭圆C 的离心率等于________.解析:设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),分别代入椭圆方程相减得x 1-x 2x 1+x 2a2+y 1-y 2y 1+y 2b2=0,根据题意有x 1+x 2=2×1=2,y 1+y 2=2×1=2,且y 1-y 2x 1-x 2=-12,所以2a 2+2b 2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=0,得a 2=2b 2,所以a 2=2(a 2-c 2),整理得a 2=2c 2,所以c a =22,即e =22.答案:226.在离心率为32的椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)上任取一点M,过M 作MN 垂直y 轴于点N,若MP ―→=12MN ―→,点P 的轨迹图形的面积为π,则a 的值为________.解析:设P(x,y),M(x 0,y 0),则N(0,y 0), 由条件MP ―→=12MN ―→可知点P 是线段MN 的中点,故⎩⎪⎨⎪⎧x =12x 0,y =y 0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x ,y 0=y ,由离心率为c a =32,可得4c 2=3a 2,即4a 2-4b 2=3a 2,故a =2b. 故椭圆方程为x 24b 2+y2b 2=1,把点M(x 0,y 0)代入可得2x24b2+y2b2=1, 即x 2+y 2=b 2,表示半径为b 的圆,面积为πb 2=π. 故b =1,a =2b =2.答案:27.在平面直角坐标系xOy 中,点P 到两点(0,-3),(0,3)的距离之和等于4,设点P 的轨迹为C. (1)求C 的方程;(2)设直线y =kx +1与C 交于A,B 两点,k 为何值时OA ―→⊥OB ―→?此时|AB|的值是多少.解:(1)设P(x,y),由椭圆的定义知,点P 的轨迹C 是以(0,-3),(0,3)为焦点,长半轴长为2的椭圆,它的短半轴长b =22-32=1.故曲线C 的方程为y 24+x 2=1.(2)设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,y 2+4x 2=4.消去y,并整理,得(k 2+4)x 2+2kx -3=0. 由根与系数的关系得 x 1+x 2=-2k k 2+4,x 1x 2=-3k 2+4. 若OA ―→⊥OB ―→,则x 1x 2+y 1y 2=0. 因为y 1y 2=(kx 1+1)(kx 2+1) =k 2x 1x 2+k(x 1+x 2)+1,所以x 1x 2+y 1y 2=-3k 2+4-3k 2k 2+4-2k2k 2+4+1=-4k 2-1k 2+4=0,所以k =±12.当k =±12时,x 1+x 2=∓417,x 1x 2=-1217.所以|AB|=1+k 2·x 1+x 22-4x 1x 2=54×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫±4172+4×1217=46517.8.在直角坐标平面内,已知点A(2,0),B(-2,0),P 是平面内一动点,直线PA,PB 斜率之积为-34.(1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0作直线l 与轨迹C 交于E,F 两点,线段EF 的中点为M,求直线MA 的斜率k 的取值范围. 解:(1)设P 点的坐标为(x,y), 依题意,有y x -2·y x +2=-34(x≠±2),化简并整理,得x 24+y23=1(x≠±2).∴动点P 的轨迹C 的方程是x 24+y23=1(x≠±2).(2)依题意,直线l 过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0且斜率不为零,故可设其方程为x =my +12,联立⎩⎪⎨⎪⎧x =my +12,x 24+y23=1消去x,并整理得4(3m 2+4)y 2+12my -45=0,∴Δ>0恒成立. 设E(x 1,y 1),F(x 2,y 2),M(x 0,y 0), 则y 1+y 2=-3m 3m 2+4,∴y 0=y 1+y 22=-3m23m 2+4, ∴x 0=my 0+12=23m 2+4,∴k =y 0x 0-2=m4m 2+4.①当m =0时,k =0; ②当m≠0时,k =14m +4m.∵⎪⎪⎪⎪⎪⎪4m +4m =4|m|+4|m|≥8,∴0<1⎪⎪⎪⎪⎪⎪4m +4m ≤18,∴0<|k|≤18,∴-18≤k≤18且k≠0. 综合①②可知直线MA 的斜率k 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-18,18.。
2.2.2椭圆的简单几何性质习题课

θ
θ
2
2
cos
θ
2 cos
θ
2
2 = b 2 tan θ 2
x y 3、已知点 P 是椭圆 + = 1上的一点, 9 7 焦点分别是 F 1、 F 2,且 ∠ PF 1 F 2 = 45 ο , 则 ∆ PF 1 F 2的面积为 _____ 。
2
2
法一: 设PF1 = x, 则PF2 = 6 − x. 在∆PF1 F2中,由余弦定理可以 7 1 求出x = ,然后用 S = ab sin C 2 2 求出三角形的面积。
推广: 推广:
设 PF 1 = x , PF 2 = y , x 2 + y 2 − 2 xy cos θ = 4 c 2 ; 则 x + y = 2a; ∴ ( x + y ) 2 − 2 xy − 2 xy cos θ = 4 c 2 2b 2 ∴ xy = cos θ + 1 1 b 2 sin θ ∴ S = xy sin θ = 2 cos θ + 1 = b 2 sin
三、求椭圆的离心率
如图所示, 和上顶点, F1 为椭圆的左焦点, P 为椭圆上的点, ) 时, A 、 B 分别为椭圆的右顶点 当 PF 1 ⊥ F1 A , PO // AB ( O 为椭圆中心 求椭圆的离心率。
解: ∵ A ( a , 0 ), B ( o , b ) b ∴ k AB = − a b 2 ∵ P (− c, )∴ k a 又 ∵ k AB = k OP b b ∴ − = − a ac ∴ b = c c ∴ e = = a
设出椭圆上 P 点的坐标, 写出两个向量的坐标, 运算数量积,运用二次 函数 的有关知识求最值。
椭圆定义及标准方程习题课第二节

A
B
o
C
x
例2.已知椭圆两焦点坐标分别是(0,-2), (0,2),并且经过点(-3/2,5/2),求椭 圆的标准方程。
y
o
x x
【合作探究】
求经过两点P1(1/3,1/3),P2(0,-1/2) 的椭圆的标准方程。
卫星运动轨迹
复习: 1.椭圆的定义:
到两定点F1、F2的距离和为常数(大于|F1F2 |)的点 的轨迹叫做椭圆。 | PF | | PF | 2a (2a | F F |)
1 2 1 2
2.椭圆的标准方程是:
3.椭圆中a,b,c的关系是:
2=b2+c2 a
当堂检测:
x2 y2 (1)已知椭圆的方程为: 1,则 25 16 5 4 a=_____,b=_______,c=_______,焦点坐标 3 为:____________焦距等于______;若CD为过 6 (3,0)、(-3,0) 左焦点F1的弦,则△F2CD的周长为________ 20y源自CF1 D0
x
F2
椭圆定义及标准方程
——习题课
例1.已知B,C是两个定点,|BC|=10, 且三角形ABC的周长等于22.求顶点A 满足的一个轨迹方程。
y
解:如图以BC所在的直线为x轴, 以BC的中垂线为y轴,建立直角坐 标系。 由题意知|AB|+|AC|+|BC|=18, |BC|=8,得 |AB|+|AC|=10 由定义知点A的轨迹是一个椭圆, 且 2c=8, 2a=10 即 c=4, a=5 所以
2-1椭圆习题及详解

1.过椭圆x 24+y 23=1的焦点的最长弦和最短弦的长分别为( B )A .8,6B .4,3C .2,3D .4,2 32.椭圆x 216+y 27=1的左、右焦点分别为F 1、F 2,一直线过F 1交椭圆于A 、B 两点,则△ABF 2的周长为( B )A .32B .16C .8D .43. (11·岳阳月考)椭圆x 29+y 24+k =1的离心率为45,则k 的值为( C )A .-21B .21C .-1925或21 D.1925或214.(12·新课标,4)设F 1、F 2是椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,P 为直线x =3a2上一点,△F 2PF 1是底角为30°的等腰三角形,则E 的离心率为( ) A.12 B.23 C.34 D.45[答案] C [解析] 设直线x =3a2与x 轴交于点M ,则由条件知,∠F 2F 1P =∠F 2PF 1=30°,∴∠PF 2M =60°, 在Rt △PF 2M 中,PF 2=F 1F 2=2c ,F 2M =3a 2-c ,故cos60°=F 2M PF 2=32a -c2c =12,解得c a =34,故离心率e =34.5.(11·石家庄一模)已知椭圆x 216+y 225=1的焦点分别是F 1,F 2,P 是椭圆上一点,若连接F 1,F 2,P 三点恰好能构成直角三角形,则点P 到y 轴的距离是( ) A.165 B .3 C.163 D.253[答案] A [解析] F 1(0,-3),F 2(0,3),∵3<4,∴∠F 1F 2P =90°或∠F 2F 1P =90°.设P (x,3), 代入椭圆方程得x =±165.即点P 到y 轴的距离是165.6.(11·长沙模拟)已知焦点在x 轴上的椭圆的离心率为12,且它的长轴长等于圆C :x 2+y 2-2x -15=0的半径,则椭圆的标准方程是( )A.x 24+y 23=1B.x 216+y 212=1C.x 24+y 2=1D.x 216+y 24=1 [析] 由x 2+y 2-2x -15=0得r =4,∴2a =4,∴a =2,∵e =c a =12,∴c =1,∴b 2=a 2-c 2=3.故选A.7.已知m 、n 、m +n 成等差数列,m 、n 、mn 成等比数列,则椭圆x 2m +y 2n=1的离心率为( )A.12B.33C.22D.32[解析] 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ 2n =m +m +n ,n 2=m 2n .解得⎩⎪⎨⎪⎧m =2,n =4.∴e =n -m n =22,故选C. 8.在△ABC 中,BC =24,AB +AC =26,则△ABC 面积的最大值为( )A .24B .65C .60D .30[解析] ∵AB +AC >BC ,∴A 点在以B 、C 为焦点的椭圆上,因此当A 为短轴端点时,△ABC 面积取最大值S max =12BC ×5=60,∴选C.9.如图F 1、F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,A 和B 是以O 为圆心,以|OF 1|为半径的圆与该左半椭圆的两个交点,且△F 2AB 是等边三角形,则椭圆的离心率为( )A.32 B.12 C.22D.3-1 [答案] D [解析] 连接AF 1,由圆的性质知,∠F 1AF 2=90°,又∵△F 2AB 是等边三角形, ∴∠AF 2F 1=30°,∴AF 1=c ,AF 2=3c ,∴e =c a =2c 2a =2c c +3c=3-1.故选D.10.将椭圆C 1∶2x 2+y 2=4上的每一点的纵坐标变为原来的一半,而横坐标不变,得一新椭圆C 2,则C 2与C 1有( ) A .相等的短轴长 B .相等的焦距 C .相等的离心率 D .相等的长轴长 [解析] 把C 1的方程化为标准方程,即C 1:x 22+y 24=1,从而得C 2:x 22+y 2=1.因此C 1的长轴在y 轴上,C 2的长轴在x 轴上.e 1=22=e 2,故离心率相等,选C. 11.椭圆ax 2+by 2+ab =0(a <b <0)的焦点坐标是( )A .(±a -b ,0)B .(±b -a ,0)C .(0,±a -b )D .(0,±b -a )[答案] D [解析] ax 2+by 2+ab =0可化为x 2-b +y 2-a=1,∵a <b <0,∴-a >-b >0,∴焦点在y 轴上,c =-a +b=b -a ,∴焦点坐标为(0,±b -a ).12.在平面直角坐标系xOy 中,已知△ABC 的顶点A (0,-2)和C (0,2),顶点B 在椭圆y 212+x 28=1上,则sin A +sin C sin B 的值是( ) A. 3 B .2 C .2 3 D .4[答案] A [解析] 由椭圆定义得|BA |+|BC |=43,又∵sin A +sin C sin B =|BC |+|BA ||AC |=434=3,故选A.13.(11·唐山二模)P 为椭圆x 24+y 23=1上一点,F 1、F 2为该椭圆的两个焦点,若∠F 1PF 2=60°,则PF 1→·PF 2→等于( )A .3 B. 3 C .2 3 D .2[答案] D [解析] 由题意可得|F 1F 2|=2,|PF 1|+|PF 2|=4,|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|·cos60°=(|PF 1|+|PF 2|)2-3|PF 1||PF 2|,所以4=42-3|PF 1||PF 2|,|PF 1||PF 2|=4,PF 1→·PF 2→=|PF 1→||PF 2→|·cos60°=4×12=2,14.若直线mx +ny =4和圆x 2+y 2=4没有交点,则过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点个数为( )A .至多一个B .2个C .1个D .0个 [答案] B [解析] ∵直线与圆无交点,∴4m 2+n2>2,∴m 2+n 2<4,∴点(m ,n )在圆内,又圆在椭圆内,∴点(m ,n )在椭圆内,故过点(m ,n )的直线与椭圆有两个交点.15.(12·沈阳二模)已知F 1、F 2分别为椭圆C :x 24+y 23=1的左、右焦点,点P 为椭圆C 上的动点,则△PF 1F 2的重心G 的轨迹方程为( )A.x 236+y 227=1(y ≠0)B.4x 29+y 2=1(y ≠0)C.9x 24+3y 2=1(y ≠0) D .x 2+4y 23=1(y ≠0) [答案] C [解析] 椭圆C :x 24+y 23=1中,a 2=4,b 2=3,∴c 2=a 2-b 2=1,∴焦点F 1(-1,0),F 2(1,0),设G (x ,y ),P (x 1,y 1),则⎩⎨⎧x =-1+1+x 13y =y13,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1=3x y 1=3y ,∵P 在椭圆C 上,∴(3x )24+(3y )23=1,∴9x 24+3y 2=1.当y =0时,点G 在x 轴上,三点P 、F 1、F 2构不成三角形,∴y ≠0,∴点G 的轨迹方程为9x 24+3y 2=1.(y ≠0).16.(12·商丘二模)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),M ,N 是椭圆的左、右顶点,P 是椭圆上任意一点,且直线PM 、PN 的斜率分别为k 1,k 2(k 1k 2≠0),若|k 1|+|k 2|的最小值为1,则椭圆的离心率为( )A.12B.22C.32D.33[答案] C [解析] M (-a,0),N (a,0),设P (x 0,y 0),则k 1=y 0x 0+a ,k 2=y 0x 0-a ,∴k 1k 2=y 20x 20-a2,由P 在椭圆上知,x 20a 2+y 20b 2=1,∴a 2y 20b 2=a 2-x 20,∴k 1k 2=-b 2a 2,|k 1k 2|=b 2a 2为定值,∴|k 1|+|k 2|≥2|k 1k 2|=2b a ,∴2b a=1,∴a =2b , ∴a 2=4b 2=4(a 2-c 2),∴e 2=34,∴e =32.18.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( )A .(0,1)B .(0,12]C .(0,22)D .[22,1)[解析] 依题意得,c <b ,即c 2<b 2,∴c 2<a 2-c 2,2c 2<a 2,故离心率e =c a <22,又0<e <1,∴0<e <22,故选C.19.若点O 和点F 分别为椭圆x 24+y 23=1的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则OP →·FP →的最大值为( )A .2B .3C .6D .8[答案] C [解析] 由题意可知O (0,0),F (-1,0),设点P 为(x ,y ),则OP →=(x ,y ),FP →=(x +1,y ),∴OP →·FP →=x (x +1)+y 2=x 2+x +y 2=x 2+x +3-34x 2=14x 2+x +3=14(x +2)2+2.∵x ∈[-2,2],∴当x =2时,OP →·FP→取最大值.(OP →·FP →)max =14(2+2)2+2=6,故选C.20.设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为e =12,右焦点为F (c,0),方程ax 2+bx -c =0的两个实根分别为x 1和x 2,则点P (x 1,x 2)( )A .必在圆x 2+y 2=2上B .必在圆x 2+y 2=2外C .必在圆x 2+y 2=2内D .以上三种情形都有可能[解析] e =12⇒c a =12⇒c =a 2,a 2-b 2a 2=14⇒b 2a 2=34⇒b a =32⇒b =32a .∴ax 2+bx -c =0⇒ax 2+32ax -a 2=0⇒x 2+32x-12=0,x 1+x 2=-32,x 1x 2=-12,∴x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1x 2=34+1=74<2.∴在圆x 2+y 2=2内,故选C. 21.已知椭圆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),若椭圆上存在点P 使a sin ∠PF 1F 2=c sin ∠PF 2F 1成立,则该椭圆的离心率的取值范围为________.[答案] (2-1,1)[解析] 由正弦定理及a sin ∠PF 1F 2=c sin ∠PF 2F 1,得c a =sin ∠PF 2F 1sin ∠PF 1F 2=|PF 1||PF 2|.在△PF 1F 2中,设|PF 2|=x ,则|PF 1|=2a -x . 则上式为c a =2a -x x ,即cx +ax =2a 2,x =2a 2a +c.又a -c <x <a +c ,所以a -c <2a 2a +c <a +c .由a -c <2a 2a +c ,得a 2>-c 2,显然恒成立.由2a 2a +c <a +c ,得a 2<2ac +c 2,c 2+2ac -a 2>0,即e 2+2e -1>0,解得e >-1+2或e <-1-2(舍).又0<e <1,所以e 的取值范围为(2-1,1). 22.F 1,F 2分别为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的左、右焦点,点P 在椭圆上,△POF 2是面积为3的正三角形,则b 2=______.[解析] 由题意S △POF 2=34c 2=3,∴c =2,∴a 2=b 2+4.∴点P 坐标为(1,3),把x =1,y =3代入椭圆方程x 2b 2+4+y 2b 2=1中得,1b 2+4+3b 2=1,解得b 2=2 3.23.已知椭圆的短半轴长为1,离心率0<e ≤32.则长轴长的取值范围为________. [答案] (2,4][解析] ∵b =1,∴c 2=a 2-1,又c 2a 2=a 2-1a 2=1-1a 2≤34,∴1a 2≥14,∴a 2≤4,又∵a 2-1>0,∴a 2>1,∴1<a ≤2,故长轴长2<2a ≤4.24.如图,把椭圆x 225+y 216=1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于P 1、P 2、…、P 7七个点,F 是椭圆的一个焦点,则|P 1F |+|P 2F |+…+|P 7F |=________. [答案] 35[解析] 设椭圆右焦点为F ′,由椭圆的对称性知,|P 1F |=|P 7F ′|, |P 2F |=|P 6F ′|,|P 3F |=|P 5F ′|,∴原式=(|P 7F |+|P 7F ′|)+(|P 6F |+|P 6F ′|)+ (|P 5F |+|P 5F ′|)+12(|P 4F |+|P 4F ′|)=7a =35.25.已知1m +2n =1(m >0,n >0),则当mn 取得最小值时,椭圆x 2m 2+y 2n 2=1的离心率是________.[解析] ∵m >0,n >0∴1=1m +2n≥22mn ,∴mn ≥8,当且仅当1m =2n,即n =2m 时等号成立, 由⎩⎪⎨⎪⎧n =2m ,mn =8,解得m =2,n =4.即当m =2,n =4时,mn 取得最小值8,∴离心率e =n 2-m 2n =32.26.(11·长沙一中)直线l :x -y =0与椭圆x 22+y 2=1相交A 、B 两点,点C 是椭圆上的动点,则△ABC 面积的最大值为________.[解析] 设与l 平行的直线方程为x -y +a =0,当此直线与椭圆的切点为C 时,△ABC 的面积最大,将y =x +a 代入x 22+y 2=1中整理得,3x 2+4ax +2(a 2-1)=0,由Δ=16a 2-24(a 2-1)=0得,a =±3,两平行直线x -y =0与x -y +3=0的距离d =62,将y =x 代入x 22+y 2=1中得,x 1=-63,x 2=63,∴|AB |=1+1|63-(-63)|=433,∴S △ABC =12|AB |·d =12×433×62= 2. 27.已知实数k 使函数y =cos kx 的周期不小于2,则方程x 23+y 2k=1表示椭圆的概率为________.[答案] 12[解析] 由条件2π|k |≥2,∴-π≤k ≤π,当0<k ≤π且k ≠3时,方程x 23+y 2k =1表示椭圆,∴概率P =12.28.(11·江西理,14)若椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的焦点在x 轴上,过点(1,12)作圆x 2+y 2=1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________.[解析] 点⎝⎛⎭⎫1,12在圆外,过点(1,12)与圆相切的一条直线方程为x =1,一个切点为(1,0),设另一条切线的方程为y =m (x -1)+12,由|-m +12|1+m 2=1得m =-34,故另一条切线的方程为y =-34x +54代入圆的方程联立解得切点为⎝⎛⎭⎫35,45,则直线AB 的方程为y =-2x +2,故椭圆的上顶点坐标为(0,2).因此c =1,b =2,a =5,所求椭圆方程为x 25+y 24=1.29.过椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个顶点作圆x 2+y 2=b 2的两条切线,切点分别为A ,B ,若∠AOB =90°(O为坐标原点),则椭圆C 的离心率为________.[答案] 22[解析] 因为∠AOB =90°,所以∠AOF =45°,所以b a =22,所以e 2=c 2a 2=a 2-b 2a 2=1-b 2a 2=12,即e =22.30.已知椭圆C 的中心为坐标原点O ,一个长轴端点为(0,2),短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形,直线l与y 轴交于点P (0,m ),与椭圆C 交于相异两点A 、B ,且AP →=2PB →. (1)求椭圆方程;(2)求m 的取值范围. [解析] (1)由题意知椭圆的焦点在y 轴上,设椭圆方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0),由题意知a =2,b =c ,又a 2=b 2+c 2,则b =2,所以椭圆方程为y 24+x 22=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意,直线l 的斜率存在,设其方程为y =kx +m ,与椭圆方程联立即⎩⎪⎨⎪⎧y 2+2x 2=4y =kx +m ,消去y 得,(2+k 2)x 2+2mkx +m 2-4=0,Δ=(2mk )2-4(2+k 2)(m 2-4)>0由韦达定理知⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-2mk 2+k 2,x 1·x 2=m 2-42+k2.又AP →=2PB →,即有(-x 1,m -y 1)=2(x 2,y 2-m ),∴-x 1=2x 2,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-x 2,x 1x 2=-2x 22,∴m 2-42+k 2=-2⎝⎛⎭⎫2mk 2+k 22,整理得(9m 2-4)k 2=8-2m 2,又9m 2-4=0时不成立,所以k 2=8-2m 29m 2-4>0,得49<m 2<4,此时Δ>0,所以m 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-2,-23∪⎝⎛⎭⎫23,2. 31.已知椭圆的中心在原点,它在x 轴上的一个焦点F 与短轴的两个端点B 1,B 2的连线互相垂直,且这个焦点与较近的长轴的端点A 的距离为10-5,求这个椭圆的方程.[解析] 由于椭圆中心在原点,焦点在x 轴上,可设其方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).由椭圆的对称性知,|B 1F |=|B 2F |,又B 1F ⊥B 2F ,因此△B 1FB 2为等腰直角三角形,于是|OB 2|=|OF |,即b =c .又|F A |=10-5即a -c =10-5,且a 2+b 2=c 2.将以上三式联立,得方程组,⎩⎪⎨⎪⎧b =c a -c =10-5a 2=b 2+c 2,解得⎩⎨⎧a =10b =5.所求椭圆方程是x 210+y 25=1.32.椭圆E 经过点A (2,3),对称轴为坐标轴,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率e =12.(1)求椭圆E 的方程;(2)求∠F 1AF 2的角平分线所在直线的方程.解析 (1)由题意可设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),∵e =12,即c a =12,∴a =2c ,又b 2=a 2-c 2=3c 2,∴椭圆方程为x 24c 2+y 23c 2=1.又∵椭圆过点A (2,3),∴44c 2+93c 2=1,解得c 2=4,∴椭圆方程为x 216+y 212=1. (2)法一:由(1)知F 1(-2,0),F 2(2,0),∴直线AF 1的方程y =34(x +2),即3x -4y +6=0,直线AF 2的方程为x =2.设P (x ,y )为角平分线上任意一点,则点P 到两直线的距离相等.即|3x -4y +6|5=|x -2|,∴3x -4y +6=5(x -2)或3x -4y +6=5(2-x ),即x +2y -8=0或2x -y -1=0.由图形知,角平分线的斜率为正数,故所求∠F 1AF 2的平分线所在直线方程为2x -y -1=0.法二:设AM 平分∠F 1AF 2,则直线AF 1与直线AF 2关于直线AM 对称.由题意知直线AM 的斜率存在且不为0,设为k . 则直线AM 方程y -3=k (x -2).由(1)知F 1(-2,0),F 2(2,0),∴直线AF 1方程为y =34(x +2),即3x -4y +6=0.设点F 2(2,0)关于直线AM 的对称点F 2′(x 0,y 0),则⎩⎨⎧y 0x 0-2=-1k ,y2-3=k (x 0+22-2),解之得F 2′(-6k +2k 2+21+k 2,61+k 2).∵直线AF 1与直线AF 2关于直线AM 对称,∴点F 2′在直线AF 1上.即3×-6k +2k 2+21+k 2-4×61+k 2+6=0.解得k =-12或k =2.由图形知,角平分线所在直线方程斜率为正,∴k =-12(舍去).故∠F 1AF 2的角平分线所在直线方程为2x -y -1=0.法三:∵A (2,3),F 1(-2,0),F 2(2,0),∴AF 1→=(-4,-3),AF 2→=(0,-3),∴AF 1→|AF 1→|+AF 2→|AF 2→|=15(-4,-3)+13(0,-3)=-45(1,2),∴k l =2,∴l :y -3=2(x -2),即2x -y -1=0.33.(12·新疆模拟)已知椭圆G 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),它与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴正半轴交于C 点,点D (0,4),若AC →·BC →=-3,|BD →|=2 5.(1)求椭圆G 的方程; (2)过点D 的直线l 交椭圆G 于M ,N 两点,若∠NMO =90°,求|MN |的长. [解析] (1)∵A (-a,0)、B (a,0)、D (0,4)、C (0,b ),AC →·BC →=-3,|BD →|=25,∴⎩⎨⎧(a ,b )·(-a ,b )=-3a 2+42=25,∴a 2=4,b 2=1,∴椭圆G 的方程为x 24+y 2=1.(2)设M (x 1,y 1),则有⎩⎪⎨⎪⎧x 21+4y 21=4,y 1-4x 1·y 1x 1=-1.⇒x 1=±253,y 1=23,∴直线l 的斜率k =±5则直线l 的方程为y =±5x +4,由⎩⎨⎧y =±5x +4x 2+4y 2=4⇒21x 2±325x +60=0,∴x 1+x 2=±32521,x 1x 2=6021. ∴|MN |=1+k2(x 1+x 2)2-4x 1x 2=43021. 34.(2013·安徽理,18)设椭圆E :x 2a 2+y 21-a 2=1的焦点在x 轴上.(1)若椭圆E 的焦距为1,求椭圆E 的方程;(2)设F 1、F 2分别是椭圆E 的左、右焦点,P 为椭圆E 上第一象限内的点,直线F 2P 交y 轴于点Q ,并且F 1P ⊥F 1Q ,证明:当a 变化时,点P 在某条定直线上.[解析] (1)因为焦距为1,所以2a 2-1=14,解得a 2=58.故椭圆E 的方程为8x 25+8y 23=1.(2)设P (x 0,y 0),F 1(-c,0),F 2(c,0),其中c =2a 2-1.由题设知x 0≠c ,则直线F 1P 的斜率k F 1P =y 0x 0+c.直线F 2P 的斜率k F 2P =y 0x 0-c .故直线F 2P 的方程为y =y 0x 0-c (x -c ).当x =0时,y =cy 0c -x 0,即点Q 坐标为(0,cy 0c -x 0). 因此,直线F 1Q 的斜率为k F 1Q =y 0c -x 0.由于F 1P ⊥F 1Q ,所以k F 1P ·k F 1Q =y 0x 0+c ·y 0c -x 0=-1.化简得y 20=x 20(2a 2-1).① 将①代入椭圆E 的方程,由于点P (x 0,y 0)在第一象限,解得x 0=a 2,y 0=1-a 2,即点P 在定直线x +y =1上. 35.中心在原点O ,焦点在坐标轴上的椭圆与直线x +y =1交于A 、B 两点,M 为AB 的中点,直线OM 的斜率为22,且OA ⊥OB ,求椭圆的方程. [解析] 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), M (x 1+x 22,y 1+y 22).椭圆方程为ax 2+by 2=1(a >0、b >0,a ≠b )由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1,ax 2+by 2=1.消去y 得,∴(a +b )x 2-2bx +b -1=0.∴x 1+x 22=b a +b ,y 1+y 22=1-x 1+x 22=a a +b .∴M (b a +b ,a a +b ),∵k OM =22,∴b =2a .①∵OA ⊥OB ,∴y 1x 1·y 2x 2=-1,∴x 1x 2+y 1y 2=0.∵x 1x 2=b -1a +b ,y 1y 2=(1-x 1)(1-x 2)=1-(x 1+x 2)+x 1x 2=1-2b a +b +b -1a +b =a -1a +b .∴b -1a +b +a -1a +b=0,∴a +b =2.②由①②得a =2(2-1),b =2(2-2).∴所求方程为2(2-1)x 2+2(2-2)y 2=1.36.设F 1、F 2分别是椭圆x 24+y 2=1的左、右焦点,设过定点M (0,2)的直线l 与椭圆交于不同的两点A 、B ,且∠AOB 为锐角(其中O 为坐标原点),求直线l 的斜率k 的取值范围.[解析] 显然直线x =0不满足题设条件,可设直线l y =kx +2,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,x 24+y 2=1.消去y 整理得,(k 2+14)x 2+4kx +3=0.∴x 1+x 2=-4k k 2+14,x 1x 2=3k 2+14. 由Δ=(4k )2-4(k 2+14)×3=4k 2-3>0,得k >32或k <-32.① 又0°<∠AOB <90°⇔cos ∠AOB >0⇔OA →·OB →>0.∴OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2>0. 又y 1y 2=(kx 1+2)(kx 2+2)=k 2x 1x 2+2k (x 1+x 2)+4=3k 2k 2+14+-8k2k 2+14+4=-k 2+1k 2+14,∴3k 2+14+-k 2+1k 2+14>0,即k 2<4,∴-2<k <2.② 故由①②得-2<k <-32或32<k <2.。
椭圆习题课

y
P M
x y 4 2 2 2 所以 x 4 y 4 即 x y 2 1 4
因为 这就是点M的轨迹方程,它表示一个椭圆。
'2
'2
o D
x
相关点分析法:即利用中间变量求曲线方程.
例 4:如图,设点 A、 B 的坐标分别为(5, 0), (5, 0) , 直线 AM,BM 相交于点 M,且它们的斜率之积是 4 ,求点 M 的轨迹方程. 9 分析:把题目条件直接用 x 、 y 表示出来 , x 、 y 之间的 关系式就显示出来了.
这种求轨迹的方法──直译法
x2 y 2 例5:已知 F1、F2 是椭圆 1 的两个焦点, 100 64 P是椭圆上任一点。 (1)若 F1 PF2 , 求 F1 PF2 的面积。
(2)求 | PF1 | | PF2 |的最大值。
3Hale Waihona Puke ∵ AB AC BC 16 , ∴ BA CA 10 .
x2 y2 ∴由椭圆定义及标准方程知识可知 1 25 16 又∵A、B、C 三点不共线,∴ y 0 .
x2 y2 ∴所求的点的轨迹方程为 1( y 0) 25 16
思维挑战题: 已知圆 B: ( x 1)2 y 2 16 及点 A(1, 0) ,C 为 圆 B 上任一点,求 AC 的垂直平分线与线段 BC 的交 2 2 点 P 的轨迹方程. x y
例 1⑵求经过点 ( 2, 3) 且与椭圆 9 x 2 4 y 2 36 有共 同的焦点的椭圆的标准方程.
解: ⑵∵椭圆 9x2+4y2=36 的焦点为(0,± 5 ) , x2 y2 则可设所求椭圆方程为: =1(m>0) m m5 4 9 1 将 x=2, y=3 代入上式得: m m5 解得:m=10 或 m=-2(舍去) x2 y2 ∴所求椭圆的方程为: =1. 10 15
人教A版高中同步学考数学选修2精品课件 第二章 习题课——椭圆的综合问题及应用

由椭圆的对称性,知直线AB的斜率存在,
设直线AB的方程为y-1=k(x-2).将其代入椭圆方程并整理,
得(4k2+1)x2-8(2k2-k)x+4(2k-1)2-16=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两根,
2
8(2 -)
于是 x1+x2=
义得出轨迹为椭圆,进而求出轨迹方程.
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
当堂检测
解由条件,两圆半径分别是 3 和 13,
设 P(x,y),动圆半径为 r,
|1 | = 3 + ,
则有
|2 | = 13-,
消去 r,得|PC1|+|PC2|=16,
即点 P 到两定点 C1,C2 的距离之和为定值 16.
习题课——椭圆的综合问题及应用
-1-
课标阐释
思维脉络
1.掌握利用椭圆定义及其他知
识解决椭圆中焦点三角形问题
的基本方法.
椭圆的综合问题及应用
2.掌握与椭圆有关的简单的动
焦点三角形问题
点轨迹问题的求解方法.
轨迹问题
3.理解直线与椭圆的位置关系,
并会用方程的思想研究它们之
直线与椭圆位置关系
间的位置关系.
即|PF2|2=|PF1|2+4.
又由椭圆定义知|PF1|+|PF2|=2×2=4,
所以|PF2|=4-|PF1|.
从而有(4-|PF1|)2=|PF1|2+4.
3
解得|PF1|=2.
1
2
1
2
3
2
3
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
x1+ x2 2- 4x1x2 .
5
探究展示
x2 y2 问题:若点 O和F点 分 别 为 椭 圆 1的 中 心 和 4 3 左焦点,点 P为 椭 圆 上 的 任 意 一 点 求 ,OP FP的 最 大值。
焦点在 x a≤x≤a
-b≤y≤b
-b≤x≤b
-a≤y≤a
轴对称,中心对称 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 离心率
长轴长 A 1A 2= 2a , 短轴长 B1B 2= 2b
2.2.9 椭圆习题课
【学习目标】 1.掌握椭圆的定义及标准方程; 2.掌握椭圆的简单几何性质,并能简单运用; 3.掌握直线与椭圆的位置关系,并能处理相关的问题。
复习回顾
焦点位置 焦点在 x 轴上 焦点在 y 轴上
M
图形
M
定义式 标准 方程 焦点 焦距 a,b,c 关系
|MF1|+|MF2|=2a (2a>|F1F2|)
y
P
F
o
x
精讲点拨
例 1. 如图所示,F1、F2 分别为椭圆的左、右焦点,椭圆上 点 M 的横坐标等于右焦点的横坐标,其纵坐标等于短半轴 2 长的 ,求椭圆的离心率. 3
x2 y2 变式练习.已知 P 是以 F1,F2 为焦点的椭圆 2+ 2= 1(a>b>0)上 a b 1 一点 ,且 PF1⊥PF2, tan∠ PF1F2= ,则该椭圆的离心率为( 2 1 A. 2 2 B. 3 1 C. 3 5 D. 3
c e= a
(0<e<1)
4
1.直线与椭圆的三种位置关系是: ____________________. 相交、相切、相离 y= kx+ b, 2.联立直线与椭圆方程得到方程组 f x,y =0, 消元得:
Ax2+ Bx+ C= 0,由其判别式可判断直线与椭圆的位置关系:
相交 (1)当Δ>0 时,直线与椭圆 ________ . 相切 (2)当Δ= 0 时直线与椭圆 ________ . 相离 (3)当Δ<0 时,直线与椭圆 ________ .
D
)
解析:由题意,得|PF1|=2|PF2|,又|PF1|+|PF2|=2a,解得 4 2 20 2 2 2 2 |PF1|=3a,|PF2|=3a,又|PF1| +|PF2| =4c ,所以 9 a =4c2, 5 则 e= 3 .
8
例 2.椭圆 ax2+by2= 1 与直线 x+y -1=0 相交于 A,B 两点,C 是 2 AB 的中点,若|AB|=2 2,OC 的斜率为 ,求椭圆的方程. 2
x 2 y2 + =1 (a>b>0) a2 b2
y2 x2 + 2=1 (a>b>0) 2 a b
F1(-c,0), F2(c,0) 2c
F1(0,-c), F2(0,c)
a2= b2+c2
2
第二定义的定义式为:
y
M
d
a2 l x= c
|MF| =e (0<e<1) d
o
F(c,0) x
3
焦点位置
的直
线与椭圆交于 P、Q 两点,求 F2 PQ 的面积 . 3.已知椭圆中心在原点,一焦点为 (0,- 3),且离心率为 (1)求椭圆 C 的方程; (2)设直线 y=kx+ 1 与曲线 C 交于 A、 B 两点,是否存在常数 k 使
OA OB ?若存在,求 k 的值 .
12
3 2 .
1.设椭圆 C:
x2 y 2 3 + = 1 ( a > b >0) 过点 (0,4) ,离心率为 . a2 b2 5
(1)求 C 的方程; (2)求过点(3,0)且斜率为4的直线被 C 所截线段的中点坐标.
5
2.已知 F1 , F2 分别是椭圆
x2 y 2 1 的左右焦点,过 F1 作倾斜角为 4 2
9
达标检测
分别求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)与椭圆 4x2+9y2= 36 共焦点,且过点 (3,- 2)的椭圆. (2)在 x 轴上的一个焦点与短轴两个端点的连线互相垂直, 且焦距为 6 的椭圆.
归纳延伸
1.通过椭圆方程可讨论椭圆的简单几何性质;反之,由椭圆的性质 也可以通过待定系数法求椭圆的方程 ; 2 .椭圆的离心率反映了椭圆的扁平程度,离心率从关于 a 、b 、c 的一个方程即可求得 ; 3.直线与椭圆的位置关系,可考虑由直线方程和椭圆方程得到一元 二次方程,利用“Δ ”进行判定,求弦长时可考虑“设而不求”利 用韦达定理整体代入思想. 4.利用“点差法”可以求解“中点弦”的问题。