椭圆知识梳理和应用和解题方法步骤
圆锥曲线圆锥曲线分三大部分:椭圆,双曲线和抛物线 (一)椭圆椭圆分三大部分:基本量的应用、利用椭圆的基本量解决焦点三角形问题、直线和椭圆的相交问题一、椭圆的知识梳理二、椭圆的标准方程和统一方程三、椭圆的离心率 e= c/a ( 0<e<1)说明:1、同学们要牢记椭圆的定义,这是同学们经常想不到要用的,要记住。
对于求焦点三角形的面积,或者给了焦点弦之差、之积这些情况,第一想到的要用椭圆的定义。
例题:(1)已知△ABC 的三边长|CB|,|AB|,|CA|成等差数列,若点A ,B 的坐标分别为(-1,0),(1,0).求顶点C 的轨迹W 的方程解析:1、等差数列 得到,线段之和为定值,为椭圆方程、利用椭圆的定义来求解方程,确定a 2 、确定焦点在哪个轴3、列出椭圆标准方程,带值整理2、若椭圆两个焦点为12(40)(40)F F -,,,,椭圆的弦的AB 过点1F ,且2ABF △的周长为20,那么该椭圆的方程为 . 出现周长,想到定义。
2、求椭圆的方程,1.、确定焦点在哪个轴,用标准方程、不确定焦点在哪个轴,用统一方程。
2.一.设方程、二、带点、三、解法方程得解得结论、{}无轨迹时点的轨迹是线段时点得轨迹是椭圆是点椭圆的定义:P a P a a )22(2|)1(212121c F F c P c a c F F a MF MFM P <=><==+=22222222222c b a c 2 b 2 a 2c -0c ,0y )0(10c -0,c x )0(1+====>>=+>>=+焦距短轴长轴),)和(轴上(焦点坐标在),)和(轴上(焦点坐标在椭圆的方程:b a b x a y b a b y a x 轴上时焦点在轴上时焦点在x y ),0,0(122B A B A B A B A By Ax <>≠>>=+1、求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)两个焦点的坐标分别是(-4,0),(4,0),椭圆上一点P 到两焦点距离之和等于10;(2)两个焦点的坐标分别是(0,-2)、(0,2),并且椭圆经过点(- 32,52).(3) 焦点在y 轴且经过两个点(0、2)(1、0)(4) 经过p (-23、1)q (3、2)(5) 方程my x ++16m -2522=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是 ( )(A)-16<m<25 (B)-16<m<29 (C)29<m<25 (D)m>29(6) 与椭圆9x 2+4y 2=36有相同焦点,且短轴长为45的椭圆方程是 _______________(7) 椭圆的一焦点与两顶点为等边三角形的三个顶点,则椭圆的长轴长是短轴长的( )(A)3倍 (B)2倍 (C)2倍 (D)32倍9)、对于求离心率问题,重要的应用abc 三者的平方关系,导出a 与c 的关系。
或者求出a 、c 的值,利用e=c/a 的公式。
(10).椭圆的两个焦点和短轴两个顶点,是一个含60°角的菱形的四个顶点,则椭圆的离心率为 ____(11)、从椭圆短轴的一个端点看两焦点的视角是1200,则这个椭圆的离心率e=_____ (12、中心在原点,长半轴长与短半轴长的和为92,离心率为0.6的椭圆的方程为 _______________二、利用椭圆解决焦点三角形问题。
椭圆的基础量的综合运用,经常用到椭圆的定义,正弦定理和余弦定理,解决与焦点三角形有关的面积问题、|1PF | |2PF | 的最小值。
2tan2S b θ= 焦点在x 轴或者y 轴上都可用1、已知P 为椭圆221259x y +=上一点,F 1,F 2是椭圆的两个焦点,∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.本题既用到了定义,也用到了正余弦定理 解答:解:∵a=5,b=3 ∴c=4,即|F 1F 2|=8. 设|PF 1|=t 1,|PF 2|=t 2,则根据椭圆的定义可得:t 1+t 2=10①, 在△F 1PF 2中∠F 1PF 2=60°,所以根据余弦定理可得:t 12+t 22-2t 1t 2•cos60°=82②, 由①2-②得t 1•t 2=12,所以由正弦定理可得: S △12F PF =1212t t sin60°=1212t t ×12×32=33. 所以△F 1PF 2的面积 332.已知椭圆的焦点是)0,1(),0,1(21F F -,P为椭圆上一点,且||21F F 是||1PF 和||2PF 的等差中项.(1)求椭圆的方程;(2)若点P 在第三象限,且∠21F PF =120°,求21tan PF F . 18解:(1)由题设|1PF |+|2PF |=2|21F F |=4∴42=a , 2c =2, ∴b=3∴椭圆的方程为13422=+y x . (2)设∠θ=21PF F ,则∠12F PF =60°-θ 由正弦定理得:)60sin(120sin sin 1221θθ-︒=︒=PF PF F FPF 2F 1xOy由等比定理得:)60sin(120sin sin 2121θθ-︒+︒+=PF PF F F)60sin(234sin 2θθ-︒+=∴整理得:)cos 1(3sin 5θθ+= 53cos 1sin =+∴θθ故232tan =θ11352531532tan tan 21=-⋅==θPF F . 若a:b=c:d (其中b,d ≠0),则(a+c ):(b+d )=(a-c ):(b-d )=a:b=c:d a:b=c:d=e:f=.......m:k则(a+c+e+...+m):(b+d+f+...+k)=a:b 称为等比定理。
等比定理是比例运算中的基本定理之一。
三、直线和椭圆的相交问题这是高中的重点也是难点问题,各个省的高考题几乎都有一道圆锥曲线问题,现在圆锥曲线问题主要难点是在计算上,同学们应经常多练。
弦长公式AB=记住一些常用的结论,可以提高解题速度。
椭圆的一组平行弦中过中心的最长椭圆的过焦点的弦以垂直实轴的通径为最短 1、通径= (无论焦点在x 轴还是y 轴 通径公式不变)2、|AB |为过焦点的弦1122AF R AF R =|||| 则 ecos θ=1212R R R R -+ 3、AB 是椭圆22221x y a b +=的不平行于对称轴的弦,M ),(00y x 为AB 的中点,则22OM ABb k k a ⋅=-,即0202y a x b K AB -=。
做椭圆与直线相交问题,有两种方法,一是韦达定理、二是点差法,即使求而不设法,用来解决中点弦问题和弦长成比例问题。
前两天在网上无意中看到这样一句话,数学好的人比较没良心,比如解圆锥曲线的时候,请x1,x2,y1,y2来帮忙,结果完事了又不求人家,直接把那几个全踹了。
这种办事的方法ab 22221(1)AB k x x =+-太可耻了,我,学不会!!、现在圆锥曲线对技巧性要求降低,运算难度增大,同学们只有多练习解题,一定没问题。
解题步骤:”建设现代化“(求轨迹方程的步骤相同、但是意义不同) 1、建立直线和椭圆的方程组 2、设交点3、由现有一直条件确定用弦长公式还有用点差法,如果弦长公式,则联立方程消x 或者y 得到一元二次方程,用韦达定理写出两根和两根差。
如果用点差法,方程做擦,可以直接写出上面结论。
4、带入已知条件5、化简求值。
例题:1、倾斜角为π4的直线交椭圆2214x y +=于A B ,两点,求线段AB 中点M 的轨迹方程. 解:设倾斜角为π4的直线交椭圆于11()A x y ,,22()B x y ,,由221114x y +=,①222214x y +=, ②①-②得12121212()()()()4x x x x y y y y -+=--+.又设中点()M x y ,,则1212121224()84y y x x x xx x y y y y-+=-=-=--+.又1212y y x x --为AB 连线斜率,即πtan 14k ==,14xy∴-=,即40x y +=(其中包含在椭圆内部和椭圆上).已知椭圆的中心在坐标原点O ,焦点在坐标轴上,直线y=x+1与该椭圆相交于P 和Q ,且OP ⊥OQ ,|PQ|= 102.求椭圆的方程.解答:解:设所求椭圆方程为22221x y a b+=依题意知,点P 、Q 的坐标满足方程组①②22221x y a b+= y=x+1.将②式代入①式,整理得(a 2+b 2)x 2+2a 2x+a 2(1-b 2)=0,③设方程③的两个根分别为x 1,x 2,那么直线y=x+1与椭圆的交点为P (x 1,x 1+1),Q (x 2,x 2+1).由题设OP ⊥OQ ,|PQ|= 102,可得 {x 1+1x1•x2+1x2=-1(x2-x1)2+[(x2+1)-(x1+1)]2=(102)2. 整理得④⑤ {(x1+x2)+2x1x2+1=04(x1+x2)2-16x1x2-5=0.解这个方程组,得 {x1x2=14x1+x2=-32或 {x1x2=-14x1+x2=-12. 根据根与系数的关系,由③式得(Ⅰ) {2a2a2+b2=32a2(1-b2)a2+b2=14或(Ⅱ) {2a2a2+b2=12a2(1-b2)a2+b2=-14.解方程组(Ⅰ),(Ⅱ),得 {2a =2 2b =23或 {2a =232b =2.故所求椭圆的方程为 223122x y +=,或 223122x y += (3)已知O 为坐标原点,F 为椭圆22:12y C x +=在y 轴正半轴上的焦点,过F 且斜率为-2的直线l 与C 交与A 、B 两点,点P 满足0.OA OB OP ++= (Ⅰ)证明:点P 在C 上;(Ⅱ)设点P 关于点O 的对称点为Q ,证明:A 、P 、B 、Q 四点在同一圆上. 【思路点拨】方程联立利用韦达定理是解决这类问题的基本思路,注意把0.OA OB OP ++=用坐标表示后求出P 点的坐标,然后再结合直线方程把P 点的纵坐标也用A 、B 两点的横坐标表示出来。
从而求出点P 的坐标代入椭圆方程验证即可证明点P 在C 上。
(II)此问题证明有两种思路:思路一:关键是证明,APB AQB ∠∠互补.通过证明这两个角的正切值互补即可,再求正切值时要注意利用倒角公式。
思路二:根据圆的几何性质圆心一定在弦的垂直平分线上,所以根据两条弦的垂直平分线的交点找出圆心N ,然后证明N 到四个点A 、B 、P 、Q 的距离相等即可. 【精讲精析】 (I)设1122(,),(,)A x y B x y直线:21l y x =-+,与2212y x +=联立得242210x x --=126262,44x x -+== 121221,24x x x x +==- 由0.OA OB OP ++=得1212((),())P x x y y -+-+122()2x x -+=-, 121212()(2121)2()21y y x x x x -+=--++-+=+-=-222(1)()122--+=所以点P 在C 上。
高中椭圆的知识点归纳
高中椭圆的知识点归纳椭圆是高中数学中解析几何部分的重要内容,它在数学和实际应用中都有着广泛的应用。
下面我们来对高中椭圆的知识点进行一个全面的归纳。
一、椭圆的定义平面内与两个定点$F_1$、$F_2$的距离之和等于常数(大于$|F_1F_2|$)的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距。
用数学语言表示为:$|PF_1| +|PF_2| = 2a$($2a >|F_1F_2| = 2c$)二、椭圆的标准方程1、焦点在$x$轴上的椭圆标准方程:$\frac{x^2}{a^2} +\frac{y^2}{b^2} = 1$($a > b > 0$),其中$a$为椭圆的长半轴长,$b$为椭圆的短半轴长,$c =\sqrt{a^2 b^2}$为半焦距。
2、焦点在$y$轴上的椭圆标准方程:$\frac{y^2}{a^2} +\frac{x^2}{b^2} = 1$($a > b > 0$)三、椭圆的几何性质1、范围对于焦点在$x$轴上的椭圆:$a \leq x \leq a$,$b \leq y \leq b$;对于焦点在$y$轴上的椭圆:$b \leq x \leq b$,$a \leq y \leq a$。
2、对称性椭圆关于$x$轴、$y$轴和原点对称。
3、顶点焦点在$x$轴上的椭圆顶点坐标为$(\pm a, 0)$,$(0, \pm b)$;焦点在$y$轴上的椭圆顶点坐标为$(0, \pm a)$,$(\pm b, 0)$。
4、离心率椭圆的离心率$e =\frac{c}{a}$,其中$0 < e < 1$。
离心率反映了椭圆的扁平程度,$e$越接近$0$,椭圆越接近于圆;$e$越接近$1$,椭圆越扁。
5、准线焦点在$x$轴上的椭圆准线方程为$x =\pm \frac{a^2}{c}$;焦点在$y$轴上的椭圆准线方程为$y =\pm \frac{a^2}{c}$。
四、椭圆中的一些重要结论1、焦半径公式对于焦点在$x$轴上的椭圆,若点$P(x_0, y_0)$在椭圆上,则左焦半径$|PF_1| = a + ex_0$,右焦半径$|PF_2| = a ex_0$;对于焦点在$y$轴上的椭圆,若点$P(x_0, y_0)$在椭圆上,则上焦半径$|PF_1| = a + ey_0$,下焦半径$|PF_2| = a ey_0$。
椭圆题型及方法总结
椭圆题型及方法总结
椭圆题型及方法总结:
1. 求椭圆的标准方程:通过给定的信息,如焦点、顶点、直径长度等,使用定义式以及椭圆的性质,将椭圆的方程转化为标准方程:$(x-h)^2/a^2 + (y-k)^2/b^2 = 1$,其中$(h,k)$为椭圆的中心坐标。
2. 求椭圆的焦点坐标:已知椭圆的方程,可以通过标准方程得到椭圆的中心坐标$(h,k)$,然后使用椭圆的性质,计算出焦点的坐标。
3. 求椭圆的顶点坐标:已知椭圆的方程,可以通过标准方程得到椭圆的中心坐标$(h,k)$,然后使用椭圆的性质,计算出顶点的坐标。
4. 求椭圆的参数方程:已知椭圆的方程,可以通过给定的信息,如焦点、顶点、直径长度等,使用定义式以及椭圆的性质,将椭圆的方程转化为参数方程:$x = h + a \cos t$,$y = k + b \sin t$,其中$(h,k)$为椭圆的中心坐标,$a$和$b$分别为椭圆的半
长轴和半短轴长度。
5. 求椭圆的离心率:已知椭圆的方程,可以通过标准方程得到椭圆的半长轴长度$a$和半短轴长度$b$,然后使用离心率的定义式计算出椭圆的离心率:$e = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}}$。
6. 求椭圆的面积和周长:已知椭圆的方程,可以通过给定的信
息,如半长轴长度$a$和半短轴长度$b$,使用椭圆的性质计算出椭圆的面积和周长。
以上是常见的椭圆题型及解题方法的总结,具体问题具体分析,有时需要结合其他几何知识来解决问题。
高考椭圆大题知识点总结
高考椭圆大题知识点总结椭圆是高中数学中的一个重要内容,也是高考中常出现的考点。
椭圆是平面几何中的一种特殊曲线,它具有许多有趣的性质和特点。
在解题过程中,我们应该了解椭圆的定义、性质和相关公式,从而灵活运用椭圆的知识来解答高考试题。
一、椭圆的定义和基本性质椭圆是指平面上到两个定点的距离之和等于常数的点的轨迹。
这两个定点称为焦点,两焦点间的距离称为焦距。
椭圆的形状由焦距和离心率决定,离心率小于1时,椭圆比较扁,离心率等于1时,椭圆退化为圆。
椭圆的主要性质有:对称性、切点和法线、焦点和直线的性质等。
在解题时,我们需要根据具体情况运用这些性质,简化计算步骤,提高解题效率。
二、椭圆的标准方程和一般方程椭圆的标准方程可以表示为:(x-h)²/a²+(y-k)²/b²=1,其中(h,k)为椭圆的中心坐标,a为椭圆的长半轴长度,b为椭圆的短半轴长度。
当椭圆的中心在原点时,方程可以简化为x²/a²+y²/b²=1。
而一般方程则可以表示为:Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+F=0。
在解题时,我们常常需要将椭圆的方程进行转化,使其符合标准方程的形式,以便于进行求解和分析。
三、椭圆的焦点和直线的关系椭圆的焦点是反映椭圆性质的重要元素之一。
根据焦点和椭圆的关系,我们可以推导出椭圆的两个焦点与椭圆上的点的连线的交点分别位于椭圆的法线和切线上的性质。
根据焦点和直线的关系,我们可以解决一些有关焦点和直线的题目,如:已知一个点在椭圆上,连接该点和椭圆的两个焦点,然后以该点为圆心,过两个焦点的直线为半径画圆,证明所得的圆和椭圆相切等。
四、椭圆的参数方程和极坐标方程除了直角坐标系表示椭圆外,我们还可以使用参数方程和极坐标方程来描述椭圆。
在解题时,椭圆的参数方程和极坐标方程常常能够简化计算步骤,提高解题效率。
椭圆的参数方程可以表示为:x = a*cosθ,y = b*sinθ。
高考椭圆专题知识点
高考椭圆专题知识点椭圆是高中数学中的一个重要几何形状,也是高考数学中的热点考点之一。
掌握椭圆的基本概念和相关知识点对于解题至关重要。
本文将详细介绍高考椭圆专题的知识点,帮助同学们更好地理解和应用。
一、椭圆的定义和特点椭圆是平面上到两个不重合点的距离之和等于常数的动点构成的轨迹。
其中,这两个点被称为焦点,记作F1和F2,二者之间的距离为2a。
椭圆的长轴为2a,短轴为2b,焦距为2c。
椭圆的离心率定义为e=c/a,表示椭圆的瘦胖程度。
椭圆的主要特点包括:1. 对称性:椭圆关于长轴、短轴及原点均具有对称性。
2. 焦点:椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为常数。
3. 直径:椭圆上的直径包括长轴和短轴,长轴和短轴的中点都在椭圆上。
4. 首尾距离:椭圆上首尾相接的两个点到两个焦点的距离之和也等于常数。
5. 扇形面积:以焦点和首尾相接的两个焦点连线为半径的扇形面积与椭圆扇形面积的和为常数。
6. 弧长性质:椭圆上的弧长与弦长的关系满足等角弧弦定理。
7. 方程表达:椭圆可以用方程的形式表达,常见的标准方程为x^2/a^2+y^2/b^2=1。
二、椭圆的性质与方程推导1. 椭圆的离心率性质:椭圆的离心率e满足0<e<1,当e=0时,为圆。
2. 椭圆的焦点距离性质:椭圆的焦点距离满足2a=c^2=a^2-b^2。
3. 椭圆的焦半径平方和:椭圆上任意一点到两个焦点距离平方之和等于两个焦点距离平方之和。
4. 椭圆的参数方程:椭圆的参数方程为x=a·cosθ,y=b·sinθ。
5. 椭圆的斜轴方程:斜轴方程为(x-h)^2/a^2+(y-k)^2/b^2=1,其中(h, k)为椭圆中心坐标。
6. 椭圆的标准方程:标准方程为x^2/a^2+y^2/b^2=1。
三、椭圆的相关定理和性质1. 弦长定理:椭圆上两个不相交的弦的长度之积与它们两个弦所夹的角的余弦值成正比。
2. 切线定理:过椭圆上一点的切线与椭圆两焦连线的夹角等于该点切线与椭圆中心连线的夹角。
高三椭圆的知识点
高三椭圆的知识点椭圆是高中数学中重要的几何图形之一,它在解决实际问题中具有广泛的应用。
下面将介绍高三椭圆的相关知识点,包括定义、性质以及常见的解题方法。
一、椭圆的定义椭圆可由平面上到两个定点(焦点)F1和F2的距离之和等于常数2a,确定的点P的轨迹得到。
椭圆的中心为焦点连线中点O,以及焦点连线的中垂线l。
离心率e小于1,表明椭圆是一个封闭图形。
二、椭圆的性质1. 焦距性质:椭圆上的每一点到两个焦点的距离之和等于常数2a。
2. 几何定义椭圆:直角坐标系中,椭圆的方程为(x-h)^2/a^2 + (y-k)^2/b^2 = 1,其中(h,k)为椭圆的中心坐标,a为横半轴长,b为纵半轴长。
椭圆的右右焦点F(h+c,k)和左焦点(h-c,k)。
3. 参数方程椭圆:通过参数方程x = h + a*cosθ,y = k + b*sinθ,其中θ为参数。
4. 离心率与半轴关系:离心率e的定义为e = c/a,离心率与半轴关系式为c^2 = a^2 - b^2。
5. 曲线方程性质:椭圆是一个二次曲线,代数方程为Ax^2 + By^2 + Cx + Dy + E = 0。
三、椭圆的重要定理1. 线性方程:椭圆的一般方程Ax^2 + By^2 + Cx + Dy + E = 0可以通过平行于坐标轴的两条直线进行化简,并找到方程相应的参数。
2. 切线与法线:过椭圆上任一点的切线与法线斜率的关系式分别为k1 = -x0b^2 / (y0a^2),k2 = y0b^2 / (x0a^2)。
3. 曲线的切线方程:切线方程的一般形式为y = kx + b,切线与椭圆交点的坐标可通过求解方程得到。
4. 曲线的法线方程:法线方程的一般形式为y = -kx + c,法线与椭圆交点的坐标可通过求解方程得到。
四、椭圆的解题方法在解题过程中,可以运用椭圆的基本定义、性质和定理来求解与椭圆相关的各种问题。
具体方法如下:1. 已知椭圆方程求解:将已知的椭圆方程转化为标准方程,找出椭圆的参数,并求解各属性,如中心坐标、焦点坐标、离心率等。
高中数学椭圆标准方程解题技巧
高中数学椭圆标准方程解题技巧椭圆是高中数学中的一个重要概念,涉及到椭圆的标准方程的解题技巧对于学生来说是必备的。
本文将介绍椭圆标准方程的解题方法,并通过具体的例子来说明考点和解题思路,帮助高中学生和他们的父母更好地掌握这一知识点。
一、椭圆标准方程的基本形式椭圆的标准方程一般形式为:$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$,其中$a$和$b$分别代表椭圆的半长轴和半短轴的长度。
二、确定椭圆的中心和半长轴、半短轴对于给定的椭圆标准方程,首先需要确定椭圆的中心和半长轴、半短轴的长度。
通过观察方程可以得到以下信息:1. 中心:椭圆的中心为坐标原点$(0,0)$。
2. 半长轴和半短轴:椭圆的半长轴的长度为$a$,半短轴的长度为$b$。
三、确定椭圆的焦点和离心率椭圆的焦点和离心率是椭圆的重要属性,通过椭圆的标准方程可以计算得到。
1. 焦点:椭圆的焦点的坐标为$(\pm c, 0)$,其中$c=\sqrt{a^2-b^2}$。
2. 离心率:椭圆的离心率为$e=\frac{c}{a}$。
四、解题技巧举例下面通过具体的例子来说明椭圆标准方程的解题技巧。
例题1:已知椭圆的标准方程为$\frac{x^2}{16} + \frac{y^2}{9} = 1$,求椭圆的焦点和离心率。
解析:根据椭圆的标准方程,可以得到$a=4$,$b=3$。
通过计算可以得到$c=\sqrt{a^2-b^2}=2$,$e=\frac{c}{a}=\frac{1}{2}$。
因此,椭圆的焦点为$(\pm 2, 0)$,离心率为$\frac{1}{2}$。
例题2:已知椭圆的焦点为$F_1(-3, 0)$,$F_2(3, 0)$,离心率为$\frac{1}{2}$,求椭圆的标准方程。
解析:根据椭圆的焦点和离心率的定义,可以得到$c=\frac{1}{2}a$,$c=3$。
解方程组可以得到$a=6$。
由于椭圆的中心为坐标原点$(0,0)$,因此椭圆的标准方程为$\frac{x^2}{36} + \frac{y^2}{27} = 1$。
最全的分子做椭圆运动的解题方法和技巧
最全的分子做椭圆运动的解题方法和技巧分子在椭圆轨道上运动是物理学中的一个重要问题。
本文将介绍一些最全的解题方法和技巧,以帮助您更好地理解和解决相关问题。
1. 确定椭圆轨道的方程式首先,我们需要确定分子在椭圆轨道上的运动方程式。
对于一个具有长轴 a 和短轴 b 的椭圆,其方程可以表示为:(x^2 / a^2) + (y^2 / b^2) = 1其中,(x, y) 是分子在椭圆轨道上的某个点的坐标。
2. 确定分子在不同位置的速度和加速度为了解决分子在椭圆轨道上的运动问题,我们需要确定分子在不同位置的速度和加速度。
速度的大小可以通过以下公式计算:v = sqrt((2 * E) / m)其中,E 表示分子的总能量,m 表示分子的质量。
分子在椭圆轨道上的加速度可以通过以下公式计算:a = (v^2) / r其中,v 是速度,r 是分子到椭圆轨道中心的距离。
3. 理解分子的离心率和偏心距离离心率和偏心距离是描述椭圆轨道形状的两个重要参数。
离心率可以通过以下公式计算:e = sqrt(1 - (b^2 / a^2))其中,a 和 b 分别表示椭圆的长轴和短轴。
偏心距离可以通过以下公式计算:d = a * e4. 解决分子在椭圆轨道上的运动问题根据分子在椭圆轨道上的运动方程式和某个时刻的位置,我们可以通过以下步骤解决分子在椭圆轨道上的运动问题:- 确定分子在该位置的速度和加速度;- 根据速度和加速度,计算出分子在该位置的推力和力矩;- 使用牛顿第二定律和牛顿第三定律求解分子的加速度和角加速度;- 通过积分计算出分子在不同位置的坐标。
5. 详细案例分析为了更好地理解和应用上述方法和技巧,本文提供了详细的案例分析,包括具体的计算步骤和结果。
通过参考这些案例,您可以更好地解决分子在椭圆轨道上的运动问题。
总结起来,本文介绍了一些最全的解题方法和技巧,帮助您更好地理解和解决分子在椭圆轨道上的运动问题。
这些方法和技巧涵盖了椭圆轨道方程、速度和加速度计算、离心率和偏心距离的理解以及具体问题的解决步骤。
椭圆方程高考知识点
椭圆方程高考知识点椭圆是解析几何中的一个重要概念,而椭圆方程作为椭圆研究的基础,也是高考数学中的一个重要知识点。
本文将对椭圆方程的定义、性质以及解题方法进行详细介绍,帮助学生更好地掌握这一知识点。
一、椭圆方程的定义椭圆方程是二次曲线方程的一种形式,以一般式表示为:$$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$$其中a和b分别代表椭圆在x轴和y轴上的半轴长。
根据a和b的大小,我们可以得到不同形态的椭圆:当a>b时,椭圆的长轴平行于x 轴;当a<b时,椭圆的长轴平行于y轴;当a=b时,椭圆为圆形。
二、椭圆方程的性质1. 椭圆的焦点和直径椭圆有两个焦点F1和F2,满足距离定理:对于椭圆上的任意一点P,FP1+FP2=2a。
此外,椭圆的两条相互垂直的直径称为主轴,其中长的一条为长轴,短的一条为短轴,且长轴的长度为2a,短轴的长度为2b。
2. 椭圆的离心率椭圆的离心率e定义为焦点与半直轴的比值,即e=c/a(c为焦点到原点的距离)。
离心率决定了椭圆的形状,当e=0时,椭圆退化为一个点;当e<1时,椭圆为实心椭圆;当e=1时,椭圆为抛物线;当e>1时,椭圆为双曲线。
3. 椭圆的标准方程椭圆方程可以根据其焦点和长轴、短轴的位置得到不同的标准方程。
例如,当椭圆的中心位于原点,长轴平行于x轴时,其标准方程为:$$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$$如果椭圆的中心不在原点,可以通过平移变换将其化为标准方程。
三、椭圆方程的解题方法1. 确定椭圆的性质和方程形式在解题过程中,首先需要根据题目给出的条件,确定椭圆的性质和方程形式。
例如,判断椭圆的长短轴、焦点位置和离心率大小,进而确定合适的计算方法。
2. 利用椭圆的性质解题在解题过程中,可以根据椭圆的性质进行分析和计算。
例如,利用椭圆的离心率和焦点位置,可以计算椭圆的长轴、短轴和焦点坐标等信息,从而进一步求解问题。
高考椭圆的知识点
高考椭圆的知识点高考数学中关于椭圆的知识点主要包括以下几个方面:1、椭圆的定义:椭圆是平面内到两个固定点(焦点)的距离之和为定值(大于两焦点间距离)的所有点的轨迹。
2、椭圆的标准方程:当焦点在x轴上时,标准方程为:(x-h)^2/a^2 + (y-k)^2/b^2 = 1,其中(a > b > 0),(h, k)是椭圆中心的坐标。
当焦点在y轴上时,标准方程为:(y-k)^2/a^2 + (x-h)^2/b^2 = 1,同样a>b>0,(h, k)为椭圆中心坐标。
3、参数形式:椭圆还可以用参数方程表示,例如:x = a * cosθ + h,y = b * sinθ + k。
4、基本性质:长半轴a和短半轴b决定了椭圆的形状和大小,离心率e = c/a(c为焦距的一半),范围在0 < e < 1。
椭圆的面积公式S = πab。
焦点与长轴、短轴的关系:焦距|F1F2| = 2c,长轴长2a,短轴长2b,有关系式a^2 = b^2 + c^2。
5、几何性质:焦点弦性质、通径(过焦点垂直于长轴的弦)、共轭直径等。
与圆锥曲线相关的光学性质,如反射定律等。
6、解题方法:利用定义求解有关焦点、焦半径等问题。
根据给定条件确定椭圆的标准方程,通常采用待定系数法。
计算椭圆上的点与焦点或准线的距离,以及运用离心率解决相关问题。
7、离心率的应用:离心率常作为约束条件出现在题目中,用来求解椭圆方程或者判断椭圆形状。
8、交点问题:椭圆与其他图形(直线、圆、抛物线等)相交时求交点坐标及相关长度、面积计算。
高考中的椭圆题目类型多样,包括但不限于以上知识点,要求考生能够灵活运用椭圆的基本概念、性质及方程来解答不同难度的问题。
椭圆(知识点讲解)高考数学一轮复习(新教材新高考)(解析版)
专题9.3 椭圆(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.结合椭圆的定义,考查应用能力,凸显逻辑推理、数学运算的核心素养.2.结合椭圆的定义、简单的几何性质、几何图形,会求椭圆方程及解与几何性质有关的问题,凸显数学运算、直观想象的核心素养.【知识点展示】一.椭圆的定义及其应用1.椭圆的概念(1)文字形式:在平面内到两定点F1、F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做焦距.(2)代数式形式:集合①若,则集合P为椭圆;1212P={M||MF|+|MF|=2a|FF|=2c.}a c>②若,则集合P 为线段; ③若,则集合P 为空集.2.椭圆的标准方程:焦点在轴时,;焦点在轴时,二.椭圆的标准方程 1. 椭圆的标准方程:(1)焦点在轴,;(2)焦点在轴,.2.满足条件:三.椭圆的几何性质椭圆的标准方程及其几何性质条件图形标准方程范围对称性曲线关于轴、原点对称 曲线关于轴、原点对称 顶点 长轴顶点 ,短轴顶点长轴顶点 ,轴顶点焦点a c =a c <x 2222=1(a>b>0)x y ab +y 2222=1(a>b>0)y x a b+x 2222+=1(a>b>0)x y a by 2222y +=1(a>b>0)x a b22222000a c a b c a b c >,=+,>,>,>22222000a c a b c a b c >,=+,>,>,>2222+=1(a>b>0)x y a b 2222y +=1(a>b>0)x a bx a y b ≤≤,x b y a ≤≤,,x y ,x y (),0a ±()0,b ±()0,a ±(),0b ±(),0c ±()0,c ±焦距离心率,其中通径过焦点垂直于长轴的弦叫通径,其长为四.直线与椭圆的位置关系 1.直线与椭圆位置关系的判断(1)代数法:把椭圆方程与直线方程联立消去y ,整理得到关于x 的方程Ax 2+Bx +C =0.记该一元二次方程根的判别式为Δ,①若Δ>0,则直线与椭圆相交;②若Δ=0,则直线与椭圆相切;③若Δ<0,则直线与椭圆相离.(2)几何法:在同一直角坐标系中画出椭圆和直线,利用图象和性质可判断直线与椭圆的位置关系. 2.直线与椭圆的相交长问题:(1)弦长公式:设直线与椭圆有两个公共点则弦长公式为或 (2)弦中点问题,适用“点差法”. (3)椭圆中点弦的斜率公式若M (x 0,y 0)是椭圆的弦AB (AB 不平行y 轴)的中点,则有k AB ·k OM =22b a-,即k AB =2020b x a y -.【常考题型剖析】题型一:椭圆的定义及其应用例1.(2021·全国高考真题)已知1F ,2F 是椭圆C :22194x y+=的两个焦点,点M 在C 上,则12MF MF ⋅的最大值为( ) A .13 B .12C .9D .6【答案】C 【分析】本题通过利用椭圆定义得到1226MF MF a +==,借助基本不等式212122MF MF MF MF ⎛+⎫⋅≤ ⎪⎝⎭即可得到答222122()F F c c a b -==() 0,1ce a∈=c =22a b -22b a1122()()M x y N x y ,,,,MN =221212(1)[()4]k x x x x ++-MN 2121221(1)[(y )4]y y y k++-2222+=1(a>b>0)x y a b案. 【详解】由题,229,4a b ==,则1226MF MF a +==,所以2121292MF MF MF MF ⎛+⎫⋅≤= ⎪⎝⎭(当且仅当123MF MF ==时,等号成立). 故选:C .例2. (2021·全国)已知椭圆22:143x y C +=的右焦点为F ,P 为椭圆C 上一动点,定点(2,4)A ,则||||PA PF -的最小值为( ) A .1 B .-1 C 17 D .17-【答案】A 【分析】设椭圆的左焦点为F ',得到||4PF PF '=-,得出||||||4PA PF PA PF '-=+-,结合图象,得到当且仅当P ,A ,F '三点共线时,||PA PF '+取得最小值,即可求解.【详解】设椭圆的左焦点为F ',则||4PF PF '+=,可得||4PF PF '=-, 所以||||||4PA PF PA PF '-=+-,如图所示,当且仅当P ,A ,F '三点共线(点P 在线段AF '上)时, 此时||PA PF '+取得最小值,又由椭圆22:143x y C +=,可得(1,0)F '-且(2,4)A ,所以2(21)165AF '=++=,所以||||PA PF -的最小值为1. 故选:A .例3.(2023·全国·高三专题练习)已知P 是椭圆221259x y +=上的点,1F 、2F 分别是椭圆的左、右焦点,若1212PF PF PF PF ⋅=⋅12,则12F PF △的面积为( )A .33B .3C 3D .9【答案】A【分析】由已知可得12F PF ∠,然后利用余弦定理和椭圆定义列方程组可解. 【详解】因为121212121212cos 1cos 2PF PF F PF PF PF F PF PF PF PF PF ⋅∠⋅==∠=⋅⋅,120F PF π∠≤≤所以123F PF π∠=,又224c a b =-=记12,PF m PF n ==,则222464210m n mn c m n a ⎧+-==⋅⋅⋅⎨+==⋅⋅⋅⎩①②,②2-①整理得:12mn =,所以12113sin 12332322F PF S mn π==⨯⨯= 故选:A【规律方法】1.应用椭圆的定义,可以得到结论:(1)椭圆上任意一点P (x ,y )(y ≠0)与两焦点F 1(-c,0),F 2(c,0)构成的△PF 1F 2称为焦点三角形,其周长为2(a +c ).(2)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形,其中a 是斜边,a 2=b 2+c 2.2.对焦点三角形的处理方法,通常是运用.3.椭圆定义的应用技巧(1)椭圆定义的应用主要有:求椭圆的标准方程,求焦点三角形的周长、面积及弦长、最值和离心率等. (2)通常定义和余弦定理结合使用,求解关于焦点三角形的周长和面积问题. 题型二:椭圆的标准方程例4.(2022·全国·高考真题(文))已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为13,12,A A 分别为C 的左、右顶点,B 为C 的上顶点.若121BA BA ⋅=-,则C 的方程为( )A .2211816x y +=B .22198x yC .22132x y +=D .2212x y +=【答案】B【分析】根据离心率及12=1⋅-BA BA ,解得关于22,a b 的等量关系式,即可得解.【详解】解:因为离心率22113c b e a a ==-=,解得2289b a =,2289=b a ,12,A A 分别为C 的左右顶点,则()()12,0,,0A a A a -,B 为上顶点,所以(0,)B b .所以12(,),(,)=--=-BA a b BA a b ,因为121BA BA ⋅=-所以221-+=-a b ,将2289=b a 代入,解得229,8a b ==,故椭圆的方程为22198x y .12F PF △⎧⎪⎨⎪⎩定义式的平方余弦定理面积公式2212222121212(2a)212S θθ∆⎧⎪=⎪=-⋅⎨⎪⎪=⋅⎩⇔(|PF|+|PF|)(2c)|PF|+|PF||PF||PF|cos |PF||PF|sin故选:B.例5.(2019·全国高考真题(文))已知椭圆C 的焦点为121,01,0F F -(),(),过F 2的直线与C 交于A ,B两点.若222AF F B =││││,1AB BF =││││,则C 的方程为( )A.2212x y += B.22132x y +=C.22143x y +=D.22154x y += 【答案】B 【解析】法一:如图,由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在1AF B △中,由余弦定理推论得22214991cos 2233n n n F AB n n +-∠==⋅⋅.在12AF F △中,由余弦定理得2214422243n n n n +-⋅⋅⋅=,解得3n =. 22224233312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .法二:由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在12AF F △和12BF F △中,由余弦定理得2221222144222cos 4,422cos 9n n AF F n n n BF F n⎧+-⋅⋅⋅∠=⎨+-⋅⋅⋅∠=⎩,又2121,AF F BF F ∠∠互补,2121cos cos 0AF F BF F ∴∠+∠=,两式消去2121cos cos AF F BF F ∠∠,,得223611n n +=,解得32n =.22224233,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B . 例6.【多选题】(2023·全国·高三专题练习)点1F ,2F 为椭圆C 的两个焦点,若椭圆C 上存在点P ,使得1290F PF ∠=︒,则椭圆C 方程可以是( )A .221259x y +=B .2212516x y +=C .221189x y +=D .221169x y +=【答案】AC【分析】设椭圆上顶点为B ,由题满足1290F BF ∠≥︒,即2221212BF BF F F +≤,可得222a b ≥,即可得出答案.【详解】设椭圆方程为22221x y a b+=()0a b >>,设椭圆上顶点为B ,椭圆C 上存在点P ,使得1290F PF ∠=︒, 则需1290F BF ∠≥︒, 2221212BF BF F F ∴+≤,即2224a a c +≤,222c a b =-,222424a a b -≤, 则222a b ≥,所以选项AC 满足. 故选:AC. 【总结提升】1.用待定系数法求椭圆标准方程的一般步骤是: (1)作判断:根据条件判断焦点的位置.(2)设方程:焦点不确定时,要注意分类讨论,或设方程为 . (3)找关系:根据已知条件,建立关于的方程组. (4)求解,得方程.2.(1)方程与有相同的离心率.(2)与椭圆共焦点的椭圆系方程为,恰当运用椭圆系方程,可使运算简便. 题型三:椭圆的几何性质例7.(2022·全国·高考真题(理))椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左顶点为A ,点P ,Q 均在C 上,且关于y 轴对称.若直线,AP AQ 的斜率之积为14,则C 的离心率为( )A 3B 2C .12D .13【答案】A【分析】设()11,P x y ,则()11,Q x y -,根据斜率公式结合题意可得2122114y x a =-+,再根据2211221x y a b+=,将1y 用1x 表示,整理,再结合离心率公式即可得解.221mx ny +=(0)0m n m n ≠>,>且a b c m n 、、或、2222y +=1x a b 2222y +=(>0)x a bλλ2222+=1(a>b>0)x y a b 22222+=1(a>b>0,0)x y b k a k b k+>++【详解】解:(),0A a -, 设()11,P x y ,则()11,Q x y -, 则1111,AP AQ y y k k x a x a==+-+, 故21112211114AP AQy y y k k x a x a x a ⋅=⋅==+-+-+, 又2211221x y a b +=,则()2221212b a x y a-=, 所以()2221222114b a x a x a -=-+,即2214b a =, 所以椭圆C 的离心率22312c b e a a ==-=. 故选:A .例8.(2023·全国·高三专题练习)画法几何的创始人——法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:与椭圆相切的两条垂直切线的交点的轨迹是以椭圆中心为圆心的圆.我们通常把这个圆称为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的蒙日圆方程为2222x y a b +=+,1F ,2F 分别为椭圆C 的左、右焦点.5M 为蒙日圆上一个动点,过点M 作椭圆C 的两条切线,与蒙日圆分别交于P ,Q 两点,若MPQ 面积的最大值为36,则椭圆C 的长轴长为( ) A .25B .45C .3D .43【答案】B【分析】利用椭圆的离心率可得5a c =,分析可知PQ 为圆2223x y b +=的一条直径,利用勾股定理得出222236MP MQ PQ c +==,再利用基本不等式即可求即解【详解】因为椭圆C 的离心率55c e a ==,所以5a c =. 因为222a b c =+,所以2b c =,所以椭圆C 的蒙日圆的半径为223a b c +=. 因为MP MQ ⊥,所以PQ 为蒙日圆的直径, 所以6PQ c =,所以222236MP MQ PQ c +==. 因为222182MP MQMP MQ c +⋅≤=,当32MP MQ c ==时,等号成立, 所以MPQ 面积的最大值为:2192MP MQ c ⋅=.由MPQ 面积的最大值为36,得2936c =,得2c =,进而有24b c ==,25a =, 故椭圆C 的长轴长为45. 故选:B例9.(2018·全国·高考真题(文))已知椭圆C :2221(0)4x y a a +=>的一个焦点为(20),,则C 的离心率为( ) A .13B .12C 2D 22【答案】C【详解】分析:首先根据题中所给的条件椭圆的一个焦点为()20,,从而求得2c =,再根据题中所给的方程中系数,可以得到24b =,利用椭圆中对应,,a b c 的关系,求得22a =,最后利用椭圆离心率的公式求得结果.详解:根据题意,可知2c =,因为24b =, 所以2228a b c =+=,即22a =, 所以椭圆C 的离心率为22222e ==,故选C. 例10.(2022·四川成都·高三期末(理))已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的左,右焦点分别为1F ,2F ,以坐标原点O 为圆心,线段12F F 为直径的圆与椭圆C 在第一象限相交于点A .若122AF AF ≤,则椭圆C 的离心率的取值范围为______. 【答案】25,23⎛⎤⎥ ⎝⎦【分析】根据题意可得1290F AF ∠=,且c b >,再根据焦点三角形中的关系表达出离心率,结合函数的单调性求解即可【详解】由题意,因为线段12F F 为直径的圆与椭圆C 在第一象限相交于点A . 故半径1OF b >,即 c b >,且1290F AF ∠=.又离心率()22212121212121212222AFAF AF AF AF AF F F c c a a AF AF AF AF AF AF +-⋅+====+++()12212122122112AF AF AF AF AFAF AF AF ⋅=-=-+++,因为122AF AF ≤,结合题意有1212AF AF <≤, 设12AF t AF =,则2112c a t t=-++,易得对勾函数12y t t =++在(]1,2上单调递增, 故2112y t t=-++在(]1,2上单调递增, 故2221111111222212t t -<-≤-++++++,即2523c a <≤故答案为:25,23⎛⎤⎥ ⎝⎦【总结提升】1.关于椭圆几何性质的考查,主要有四类问题,一是考查椭圆中的基本量a ,b ,c ;二是考查椭圆的离心率;三是考查离心率发最值或范围;四是其它综合应用.2.学习中,要注意椭圆几何性质的挖掘:(1)椭圆中有两条对称轴,“六点”(两个焦点、四个顶点),要注意它们之间的位置关系(如焦点在长轴上等)以及相互间的距离(如焦点到相应顶点的距离为a -c ),过焦点垂直于长轴的通径长为等.(2)设椭圆上任意一点P (x ,y ),则当x =0时,|OP |有最小值b ,这时,P 在短轴端点处;当x =a 时,|OP |有最大值a ,这时P 在长轴端点处.(3)椭圆上任意一点P (x ,y )(y ≠0)与两焦点F 1(-c,0),F 2(c,0)构成的△PF 1F 2称为焦点三角形,其周长为2(a +c ).(4)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形,其中a 是斜边,a 2=b 2+c 2. 3.重视向量在解析几何中的应用,注意合理运用中点、对称、弦长、垂直等几何特征.4.求解有关离心率的问题时,一般并不是直接求出c 和a 的值,而是根据题目给出的椭圆的几何特征,建2222e?b b c a =2222+=1(a>b>0)x y a b立关于参数c 、a 、b 的方程或不等式,通过解方程或不等式求得离心率的值或范围.较多时候利用.题型四:直线与椭圆的位置关系例11.(2022·全国·高三专题练习)椭圆2214x y +=,则该椭圆所有斜率为12的弦的中点的轨迹方程为_________________. 【答案】2xy =-()22-<<x 【分析】设斜率为12的直线方程为12y x b =+,与椭圆的交点为()()1122,,,A x y B x y ,利用点差法可得答案. 【详解】设斜率为12的直线方程为12y x b =+,与椭圆的交点为()()1122,,,A x y B x y , 设中点坐标为(),x y ,则211221121,,222y y x xy y x y x x -++=-==-, 所以221122221414⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩x y x y ,两式相减可得()()()()12221214+=-+-x x x x y y y y ,()()22121124-+-=+x x y y y y x x ,即2xy =-,由于在椭圆内部,由221412⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩x y y x b得22102++-=x bx b ,所以()22210∆=--=b b 时,即2b =±直线与椭圆相切,此时由22102±+=x x 解得2x =或2x =-,所以22x -<<, 所求得轨迹方程为2xy =-()22-<<x . 故答案为:2xy =-()22-<<x . 例12.(2022·北京八中高三阶段练习)已知P 为椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>上任意一点,12,F F 为左、右焦点,M 为1PF 中点.如图所示:若1122OM PF +=,离心率3e = 22 ,1c b e e a a=-=(1)求椭圆E 的标准方程; (2)已知直线l 经过11,2且斜率为12与椭圆交于,A B 两点,求弦长AB 的值.【答案】(1)2214x y +=(2)5【分析】(1)由题意可得21||||2OM PF =结合1122OM PF +=求得a ,继而求得b ,即可得椭圆方程; (2)写出直线l 的方程,联立椭圆方程,可求得交点坐标,从而求得弦长. (1)由题意知,M 为1PF 中点,O 为12F F 的中点,故21||||2OM PF =, 又 1122OM PF +=,故121()22PF PF +=,即124PF PF +=,所以24,2a a == , 又因为32e =,故3c =,所以2221b a c =-= , 故椭圆E 的标准方程为2214x y += ;(2)由直线l 经过11,2⎛⎫- ⎪⎝⎭且斜率为12可知直线方程为11(1)22y x =+-,即112y x =+,联立2214x y +=,消去y 可得220x x += ,解得120,2x x ==- ,则,A B 两点不妨取为(0,1),(2,0)-, 故22215AB =+=.例13.(2022·天津·高考真题)椭圆()222210x y a b a b+=>>的右焦点为F 、右顶点为A ,上顶点为B ,且满足3BF AB=(1)求椭圆的离心率e ;(2)直线l 与椭圆有唯一公共点M ,与y 轴相交于N (N 异于M ).记O 为坐标原点,若=OM ON ,且OMN 3 【答案】(1)63e =(2)22162x y +=【分析】(1)根据已知条件可得出关于a 、b 的等量关系,由此可求得该椭圆的离心率的值;(2)由(1)可知椭圆的方程为2223x y a +=,设直线l 的方程为y kx m =+,将直线l 的方程与椭圆方程联立,由0∆=可得出()222313m a k =+,求出点M 的坐标,利用三角形的面积公式以及已知条件可求得2a 的值,即可得出椭圆的方程.(1)解:()2222222222234332BF b c aa b a a b AB b a b a+===⇒=+⇒=++,离心率为22263c a b e a a -===. (2)解:由(1)可知椭圆的方程为2223x y a +=,易知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y kx m =+,联立2223y kx mx y a=+⎧⎨+=⎩得()()222213630k x kmx m a +++-=,由()()()222222223641330313k m k m a m a k ∆=-+-=⇒=+,①2331M kmx k =-+,213M Mm y kx m k =+=+,由=OM ON 可得()()222229131m k m k+=+,②由3OMN S =可得2313213km m k⋅=+,③联立①②③可得213k =,24m =,26a =,故椭圆的标准方程为22162x y +=. 【规律方法】一.涉及直线与椭圆的基本题型有: 1.位置关系的判断2.弦长、弦中点问题.弦及弦中点问题的解决方法(1)根与系数的关系:直线与椭圆方程联立,消元,利用根与系数的关系表示中点; (2)点差法:利用弦两端点适合椭圆方程,作差构造中点、斜率. 3.轨迹问题4.定值、最值及参数范围问题5.存在性问题二.常用思想方法和技巧有:1.设而不求;2.坐标法;3.根与系数关系.三. 若直线与椭圆有两个公共点可结合韦达定理,代入弦长公式或 题型五:椭圆与圆的相关问题例14. (2019·天津·高考真题(文)) 设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,左顶点为A ,上顶点为B .3|2||OA OB =(O 为原点). (Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)设经过点F 且斜率为34的直线l 与椭圆在x 轴上方的交点为P ,圆C 同时与x 轴和直线l 相切,圆心C在直线4x =上,且OC AP ∥,求椭圆的方程.【答案】(I )12;(II )2211612x y +=.【分析】(I )根据题意得到32a b =,结合椭圆中,,a b c 的关系,得到2223()2a a c =+,化简得出12c a =,从而求得其离心率;(II )结合(I )的结论,设出椭圆的方程2222143x y c c +=,写出直线的方程,两个方程联立,求得交点的坐标,利用直线与圆相切的条件,列出等量关系式,求得2c =,从而得到椭圆的方程. 【详解】(I )解:设椭圆的半焦距为c ,由已知有32a b =, 又由222a b c =+,消去b 得2223()2a a c =+,解得12c a =,所以,椭圆的离心率为12.(II )解:由(I )知,2,3a c b c ==,故椭圆方程为2222143x y c c +=,由题意,(,0)F c -,则直线l 的方程为3()4y x c =+,点P 的坐标满足22221433()4x y c c y x c ⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,消去y 并化简,得到2276130x cx c +-=,解得1213,7cx c x ==-, 代入到l 的方程,解得1239,214y c y c ==-,因为点P 在x 轴的上方,所以3(,)2P c c ,1122()()M x y N x y ,,,,MN =221212(1)[()4]k x x x x ++-MN 2121221(1)[(y )4]y y y k++-由圆心在直线4x =上,可设(4,)C t ,因为OC AP ∥,且由(I )知(2,0)A c -,故3242ct c c =+,解得2t =, 因为圆C 与x 轴相切,所以圆的半径为2,又由圆C 与l 相切,得23(4)24231()4c +-=+,解得2c =, 所以椭圆的方程为:2211612x y +=.【点睛】本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程、圆等基础知识,考查用代数方法研究圆锥曲线的性质,考查运算求解能力,以及用方程思想、数形结合思想解决问题的能力.例15.(陕西高考真题)已知椭圆()的半焦距为,原点到经过两点,的直线的距离为. (Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)如图,是圆的一条直径,若椭圆经过,两点,求椭圆的方程.【答案】;(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)过点的直线方程为, 则原点到直线的距离, 由,得,解得离心率. :E 22221x y a b+=0a b >>c O (),0c ()0,b 12c E AB :M ()()225212x y ++-=E A B E 3221123x y +=()(),0,0,c b 0bx cy bc +-=O 22bcd ab c ==+12d c =2222a b a c ==-32c e a ==(Ⅱ)由(1)知,椭圆的方程为. 依题意,圆心是线段的中点,且. 易知,不与轴垂直.设其直线方程为,代入(1)得.设,则,.由,得,解得. 从而.于是.由.故椭圆的方程为.例16.(2021·山东·高三开学考试)在平面直角坐标系xOy 中,已知点1(6,0)F -,2(6,0)F ,动点M 满足1243MF MF +=M 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程;(2)圆224x y +=的切线与C 相交于A ,B 两点,P 为切点,求||||PA PB ⋅的值.【答案】(1)221126x y +=(2)||||4PA PB ⋅=【分析】(1)结合椭圆的定义求得,,a b c ,由此求得C 的方程.(2)当直线AB 斜率不存在时,求得,PA PB ,从而求得PA PB ⋅;当直线AB 斜率存在时,设出直线AB 的方程,根据直线和圆的位置关系列方程,联立直线的方程和椭圆的方程,化简写出根与系数关系,求得0OA OB ⋅=,由此判断出90AOB ∠=︒,结合相似三角形求得PA PB ⋅.E 22244x y b +=()2,1M -AB 10AB =AB x ()21y k x =++()()()22221482142140k x k k x k b +++++-=()()1122,,,A x y B x y ()12282114k k x x k++=-+()22122421414k b x x k+-=-+124x x +=-()2821=414k k k +--+12k =21282x x b =-()()222121212151410222AB x x x x x b ⎛⎫=+-=+-=- ⎪⎝⎭10AB ()210210b -=23b =E 221123x y +=(1)为12124326MF MF F F +=>=,所以点M 的轨迹曲线C 是以1F ,2F 为焦点的椭圆.设其方程为22221(0)x y a b a b+=>>,则243a =,226a b -=,解得23a =,6b =,所以曲线C 的方程为221126x y +=.(2)当直线AB 的斜率不存在时,(2,0)P ±,此时||||2PA PB ==,则||||4PA PB ⋅=. 当直线AB 的斜率存在时,设直线AB 的方程为y kx m =+, 由直线AB 与圆224x y +=相切可得2||21m k =+,化简得()2241m k =+.联立22,1,126y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得()2222142120k x kmx m +++-=,0∆>.设()11,A x y ,()22,B x y ,则122421km x x k -+=+,212221221m x x k -=+,所以1212OA OB x x y y ⋅=+()()2212121k x x km x x m =++++()()2222222121242121km k mm k k +-=-+++()222312121m k k -+=+()()222121121021k k k +-+==+,所以90AOB ∠=︒,所以AOB 为直角三角形.由OP AB ⊥,可得AOP OBP ∽△△, 所以||||||||PA OP OP PB =,所以2||||||4PA PB OP ⋅==. 综上,||||4PA PB ⋅=. 【总结提升】从高考命题看,与椭圆、圆相结合问题,一般涉及到圆的方程(圆心、半径)、直线与圆的位置关系(相切、相交)、点到直线的距离、直线方程等.。
