高考数学大一轮复习 第九章 平面解析几何 第5节 第1课时 椭圆及其标准方程课件 文 新人教A版
2021版高考数学一轮复习第9章解析几何第5节椭圆课件文新人教A版

4.(选修 2-1P49A 组 T6 改编)已知点 P 是椭圆x52+y42=1 上 y 轴右侧的一点,且以点 P 及焦点 F1,F2 为顶点的三角形的面积等于 1,则点 P 的坐标为________.
解析:设 P(x,y),由题意知 c2=a2-b2=5-4=1,
所以 c=1,则|F1F2|=2.由题意可得,点 P 到 x 轴的距离为 1,所以 y=±1,把 y=±1 代入x52+y42=1,
其数学表达式:集合 P={M||MF1|+|MF2|=2a}, |F1F2|=2c,其中 a>0,c>0,且 a,c 为常数:
(1)若 4 __a_>_c_____,则集合 P 为椭圆; (2)若 5 __a_=__c____,则集合 P 为线段; (3)若 6 __a_<_c_____,则集合 P 为空集.
)
解析:(1)由椭圆的定义知,当该常数大于|F1F2|时,其轨迹才是椭圆,而常数等于|F1F2|
时,其轨迹为线段 F1F2,常数小于|F1F2|时,不存在这样的图形.
(2)因为 e=ac= a2a-b2=
1-ba2,所以 e 越大,则ba越小,椭圆就越扁.
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
得 x=± 215,又 x>0,所以 x= 215,
所以 P 点坐标为
215,1或
215,-1.
答案:
215,1或
215,-1
三、易错自纠 5.若方程5-x2m+m+y2 3=1 表示椭圆,则 m 的取值范围是________.
解析:由方程表示椭圆知5m-+m3>>00, , 5-m≠m+3,
解得-3<m<5 且 m≠1.
A1(0,-a),A2(0,a), B1(-b,0),B2(b,0)
高考数学一轮复习椭圆及其性质课件

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D [由椭圆的定义,知|AF1|+|AF2|=2a,|BF1|+|BF2|=2a,所以 △AF1B 的周长为|AF1|+|AF2|+|BF1|+|BF2|=4a=12,所以 a=3.因为 椭圆的离心率 e=ac=23,所以 c=2,所以 b2=a2-c2=5,所以椭圆 C 的方程为x92+y52=1,故选 D.]
)
[答案](1)× (2)× (3)× (4)√
10
二、教材改编
1.设 P 是椭圆2x52 +1y62 =1 上的点,若 F1,F2 是椭圆的两个焦点,
则|PF1|+|PF2|等于( )
A.4
B.5
C.8
D.10
D [依椭圆的定义知:|PF1|+|PF2|=2×5=10.]
11
2.已知中心在原点的椭圆 C 的右焦点为 F(1,0),离心率等于12,
9
一、思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)平面内到两个定点 F1,F2 的距离之和等于常数的点的轨迹是
椭圆.
()
(2)椭圆的离心率 e 越大,椭圆就越圆.
()
(3)ay22+bx22=1(a≠b)表示焦点在 y 轴上的椭圆.
()
(4)ax22+by22=1(a>b>0)与ay22+bx22=1(a>b>0)的焦距相等.(
则椭圆 C 的方程是( )
A.x32+y42=1
B.x42+ y23=1
C.x42+y22=1
D.x42+y32=1
12
D [设椭圆的标准方程为ax22+by22=1(a>b>0).
因为椭圆的一个焦点为
F(1,0) , 离 心 率
e
=
1 2
,
所
以
2020版高考数学总复习第九章平面解析几何第5节椭圆(第1课时)椭圆及简单几何性质课件文北师大版

2.椭圆的标准方程和几何性质
标准方程
ax22+by22=1 (a>b>0)
图形
ay22+bx22=1 (a>b>0)
范围
-a≤x≤a -b≤y≤b
-b≤x≤b -a≤y≤a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点 性质
A1(-a,0),A2(a,0), A1(0,-a),A2(0,a),
B1(0,-b),B2(0,b)
解得
m-2>10-m,
6<m<10.因为焦距为 4,所以 c2=m-2-10+m=4,解得 m=8.
答案 A
角度2 椭圆的离心率
【例 3-2】 (2018·全国Ⅱ卷)已知 F1,F2 是椭圆 C 的两个焦点,P 是 C 上的一点.若
解析 (1)由椭圆的方程得 a= 3.设椭圆的另一个焦点为 F,则由椭圆的定义得|BA| +|BF|=|CA|+|CF|=2a,所以△ABC 的周长为|BA|+|BC|+|CA|=|BA|+|BF|+|CF|+ |CA|=(|BA|+|BF|)+(|CF|+|CA|)=2a+2a=4a=4 3. (2)由椭圆的方程可知 F2(3,0),由椭圆的定义可得|PF1|=2a-|PF2|,∴|PM|-|PF1| =|PM|-(2a-|PF2|)=|PM|+|PF2|-2a≥|MF2|-2a,当且仅当 M,P,F2 三点共线时 取得等号,又|MF2|= (6-3)2+(4-0)2=5,2a=10,∴|PM|-|PF1|≥5-10 =-5,即|PM|-|PF1|的最小值为-5. 答案 (1)C (2)-5
(2)(一题多解)若椭圆经过两点(2,0)和(0,1),则椭圆的标准方程为_____________.
高考数学一轮复习 第九章 平面解析几何 9.5 椭圆 文

【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习第九章平面解析几何 9.5 椭圆文1.椭圆的概念平面内到两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于F1F2)的点的轨迹叫做椭圆,两个定点F1,F2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标准方程x2a2+y2b2=1 (a>b>0)y2a2+x2b2=1(a>b>0) 图形性质范围-a≤x≤a-b≤y≤b-b≤x≤b-a≤y≤a 对称性对称轴:坐标轴对称中心:原点顶点A1(-a,0),A2(a,0)B1(0,-b),B2(0,b)A1(0,-a),A2(0,a)B1(-b,0),B2(b,0) 轴长轴A1A2的长为2a;短轴B1B2的长为2b焦距F1F2=2c离心率e=ca∈(0,1)a,b,c的关系a2=b2+c2【知识拓展】点P (x 0,y 0)和椭圆的关系(1)点P (x 0,y 0)在椭圆内⇔x 20a 2+y 20b 2<1.(2)点P (x 0,y 0)在椭圆上⇔x 20a 2+y 20b 2=1.(3)点P (x 0,y 0)在椭圆外⇔x 20a 2+y 20b2>1.【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内与两个定点F 1,F 2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F 1,F 2构成△PF 1F 2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)方程mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n )表示的曲线是椭圆.( √ )(5)y 2a 2+x 2b 2=1 (a ≠b )表示焦点在y 轴上的椭圆.( × ) (6)x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0)与y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的焦距相等.( √ )1.(教材改编)椭圆x 210-m +y 2m -2=1的焦距为4,则m =________.答案 4或8解析 当焦点在x 轴上时,10-m >m -2>0, 10-m -(m -2)=4,∴m =4. 当焦点在y 轴上时,m -2>10-m >0,m -2-(10-m )=4,∴m =8.2.(2015·广东)已知椭圆x 225+y 2m2=1(m >0)的左焦点为F 1(-4,0),则m =________.答案 3解析 由题意知25-m 2=16,解得m 2=9,又m >0,所以m =3.3.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______________.答案x 23+y 22=1 解析 ∵△AF 1B 的周长为43,∴4a =43, ∴a =3,∵离心率为33,∴c =1, ∴b =a 2-c 2=2,∴椭圆C 的方程为x 23+y 22=1.4.如果方程x 2+ky 2=2表示焦点在y 轴上的椭圆,那么实数k 的取值范围是________. 答案 (0,1)解析 将椭圆方程化为x 22+y 22k=1,因为焦点在y 轴上,则2k>2,即k <1,又k >0,所以0<k <1.5.(教材改编)已知点P 是椭圆x 25+y 24=1上y 轴右侧的一点,且以点P 及焦点F 1,F 2为顶点的三角形的面积等于1,则点P 的坐标为__________________. 答案 ⎝⎛⎭⎪⎫152,1或⎝ ⎛⎭⎪⎫152,-1 解析 设P (x ,y ),由题意知c 2=a 2-b 2=5-4=1,所以c =1,则F 1(-1,0),F 2(1,0),由题意可得点P 到x 轴的距离为1,所以y =±1,把y =±1代入x 25+y 24=1,得x =±152,又x >0,所以x =152,∴P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫152,1或⎝ ⎛⎭⎪⎫152,-1.题型一 椭圆的定义及标准方程 命题点1 椭圆定义的应用例1 如图所示,一圆形纸片的圆心为O ,F 是圆内一定点,M 是圆周上一动点,把纸片折叠使M 与F 重合,然后抹平纸片,折痕为CD ,设CD 与OM 交于点P ,则点P 的轨迹是________.答案 椭圆解析 由条件知PM =PF .∴PO +PF =PO +PM =OM =R >OF . ∴P 点的轨迹是以O ,F 为焦点的椭圆. 命题点2 利用待定系数法求椭圆方程例2 (1)已知椭圆以坐标轴为对称轴,且长轴是短轴的3倍,并且过点P (3,0),则椭圆的方程为________________________________________________________________________. (2)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点P 1(6,1),P 2(-3,-2),则椭圆的方程为__________________________________________________________. 答案 (1)x 29+y 2=1或y 281+x 29=1(2)x 29+y 23=1 解析 (1)若焦点在x 轴上,设方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),∵椭圆过P (3,0),∴32a 2+02b2=1,即a =3,又2a =3×2b ,∴b =1,方程为x 29+y 2=1. 若焦点在y 轴上,设方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).∵椭圆过点P (3,0).∴02a 2+32b2=1,即b =3.又2a =3×2b ,∴a =9,∴方程为y 281+x 29=1.∴所求椭圆的方程为x 29+y 2=1或y 281+x 29=1.(2)设椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0且m ≠n ). ∵椭圆经过点P 1,P 2,∴点P 1,P 2的坐标适合椭圆方程.则⎩⎪⎨⎪⎧6m +n =1, ①3m +2n =1, ②①②两式联立,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =19,n =13.∴所求椭圆方程为x 29+y 23=1. 思维升华 (1)求椭圆的方程多采用定义法和待定系数法,利用椭圆的定义定形状时,一定要注意常数2a >F 1F 2这一条件.(2)求椭圆标准方程的基本方法是待定系数法,具体过程是先定形,再定量,即首先确定焦点所在位置,然后再根据条件建立关于a ,b 的方程组.如果焦点位置不确定,要考虑是否有两解,有时为了解题方便,也可把椭圆方程设为mx 2+ny 2=1 (m >0,n >0,m ≠n )的形式.(1)已知圆(x +2)2+y 2=36的圆心为M ,设A 为圆上任一点,且点N (2,0),线段AN 的垂直平分线交MA 于点P ,则动点P 的轨迹是__________.(2)过点(3,-5),且与椭圆y 225+x 29=1有相同焦点的椭圆的标准方程为____________.(3)(2014·安徽)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=3F 1B ,AF 2⊥x 轴,则椭圆E 的方程为______________. 答案 (1)椭圆 (2)y 220+x 24=1 (3)x 2+32y 2=1解析 (1)点P 在线段AN 的垂直平分线上, 故PA =PN ,又AM 是圆的半径, ∴PM +PN =PM +PA =AM =6>MN , 由椭圆定义知,P 的轨迹是椭圆.(2)方法一 椭圆y 225+x 29=1的焦点为(0,-4),(0,4), 即c =4.由椭圆的定义知,2a =3-02+-5+42+3-02+-5-42,解得a =2 5.由c 2=a 2-b 2可得b 2=4.∴所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1.方法二 ∵所求椭圆与椭圆y 225+x 29=1的焦点相同, ∴其焦点在y 轴上,且c 2=25-9=16.设它的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).∵c 2=16,且c 2=a 2-b 2,故a 2-b 2=16.① 又点(3,-5)在所求椭圆上, ∴-52a 2+32b 2=1,即5a2+3b2=1.②由①②得b 2=4,a 2=20,∴所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1.(3)设点B 的坐标为(x 0,y 0).∵x 2+y 2b2=1,∴F 1(-1-b 2,0),F 2(1-b 2,0).∵AF 2⊥x 轴,∴可取A (1-b 2,b 2). ∵AF 1=3F 1B ,∴AF 1→=3F 1B →,∴(-21-b 2,-b 2)=3(x 0+1-b 2,y 0). ∴x 0=-531-b 2,y 0=-b 23.∴点B 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-531-b 2,-b 23.将B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-531-b 2,-b 23代入x 2+y 2b 2=1,得b 2=23.∴椭圆E 的方程为x 2+32y 2=1.题型二 椭圆的几何性质例3 (1)已知点F 1,F 2是椭圆x 2+2y 2=2的左,右焦点,点P 是该椭圆上的一个动点,那么|PF 1→+PF 2→|的最小值是________.(2)(2015·浙江)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点F (c ,0)关于直线y =bcx 的对称点Q 在椭圆上,则椭圆的离心率是________. 答案 (1)2 (2)22解析 (1)设P (x 0,y 0),则PF 1→=(-1-x 0,-y 0),PF 2→=(1-x 0,-y 0),∴PF 1→+PF 2→=(-2x 0,-2y 0),∴|PF 1→+PF 2→|=4x 20+4y 20 =22-2y 20+y 20 =2-y 20+2.∵点P 在椭圆上,∴0≤y 20≤1, ∴当y 20=1时,|PF 1→+PF 2→|取最小值2.(2)方法一 设椭圆的另一个焦点为F 1(-c,0),如图,连结QF 1,QF ,设QF 与直线y =b cx 交于点M .由题意知M 为线段QF 的中点,且OM ⊥FQ .又O 为线段F 1F 的中点, ∴F 1Q ∥OM ,∴F 1Q ⊥QF ,F 1Q =2OM . 在Rt△MOF 中,tan∠MOF =MF OM =bc,OF =c , 可解得OM =c 2a ,MF =bca,故QF =2MF =2bc a ,QF 1=2OM =2c2a.由椭圆的定义得QF +QF 1=2bc a +2c2a=2a ,整理得b =c ,∴a =b 2+c 2=2c ,故e =c a =22. 方法二 设Q (x 0,y 0),则FQ 的中点坐标⎝⎛⎭⎪⎫x 0+c 2,y 02,k FQ=y 0x 0-c ,依题意⎩⎪⎨⎪⎧y 02=b c ·x 0+c2,y 0x 0-c ·b c =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=c 2c 2-a 2a 2,y 0=2bc2a 2,又因为(x 0,y 0)在椭圆上,所以c 22c 2-a 22a 6+4c4a4=1,令e =c a,则4e 6+e 2=1,∴离心率e =22. 思维升华 (1)利用椭圆几何性质的注意点及技巧 ①注意椭圆几何性质中的不等关系:在求与椭圆有关的一些量的范围,或者最大值、最小值时,经常用到椭圆标准方程中x ,y 的范围,离心率的范围等不等关系. ②利用椭圆几何性质的技巧:求解与椭圆几何性质有关的问题时,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. (2)求椭圆的离心率问题的一般思路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.(1)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与双曲线x 2m 2-y 2n2=1(m >0,n >0)有相同的焦点(-c,0)和(c,0),若c 是a 、m 的等比中项,n 2是2m 2与c 2的等差中项,则椭圆的离心率是________. (2)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=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=csin∠PF 2F 1,则椭圆的离心率的取值范围为______.答案 (1)12(2)(2-1,1)解析 (1)在双曲线中m 2+n 2=c 2,又2n 2=2m 2+c 2,解得m =c2,又c 2=am ,故椭圆的离心率e =c a =12. (2)依题意及正弦定理, 得PF 2PF 1=ac (注意到P 不与F 1,F 2共线), 即PF 22a -PF 2=ac,∴2aPF 2-1=c a,∴2aPF 2=c a +1>2a a +c, 即e +1>21+e ,∴(e +1)2>2.又0<e <1,因此2-1<e <1.题型三 直线与椭圆的综合问题命题点1 由直线与椭圆的位置关系研究椭圆的性质例4 (2015·重庆)如图,椭圆x 2a 2+y 2b2=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 =λPF 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,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PF 1⊥PF 2, 因此2c =F 1F 2=PF 21+PF 22 =2+22+2-22=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,连结F 1Q ,由PF 1⊥PQ ,PQ =λPF 1,得QF 1=PF 21+PQ 2=1+λ2PF 1.由椭圆的定义,PF 1+PF 2=2a ,QF 1+QF 2=2a , 进而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=2aλ+1+λ2-11+λ+1+λ2. 由勾股定理得PF 21+PF 22=F 1F 22=(2c )2=4c 2,从而⎝ ⎛⎭⎪⎫4a 1+λ+1+λ22+⎝ ⎛⎭⎪⎫2a λ+1+λ2-11+λ+1+λ22=4c 2. 两边除以4a 2,得41+λ+1+λ22+λ+1+λ2-121+λ+1+λ22=e 2.若记t =1+λ+1+λ2,则上式变成 e 2=4+t -22t 2=8⎝ ⎛⎭⎪⎫1t -142+12.由34≤λ<43,并注意到t =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.命题点2 由直线与椭圆的位置关系研究直线的性质例5 (2015·江苏)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的离心率为22,且右焦点F 到左准线l 的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F 的直线与椭圆交于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线分别交直线l 和AB 于点P ,C ,若PC =2AB ,求直线AB 的方程.解 (1)由题意,得c a =22且c +a 2c=3,解得a =2,c =1,则b =1, 所以椭圆的标准方程为x 22+y 2=1.(2)当AB ⊥x 轴时,AB =2,又CP =3,不合题意.当AB 与x 轴不垂直时,设直线AB 的方程为y =k (x -1),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 将AB 的方程代入椭圆方程, 得(1+2k 2)x 2-4k 2x +2(k 2-1)=0, 则x 1,2=2k 2±21+k21+2k2,C 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2k 21+2k 2,-k 1+2k 2,且AB =x 2-x 12+y 2-y 12=1+k2x 2-x 12=221+k 21+2k2.若k =0,则线段AB 的垂直平分线为y 轴,与左准线平行,不合题意. 从而k ≠0,故直线PC 的方程为 y +k1+2k 2=-1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2k 21+2k 2,则P 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,5k 2+2k 1+2k 2, 从而PC =23k 2+11+k2|k |1+2k2. 因为PC =2AB ,所以23k 2+11+k 2|k |1+2k 2=421+k21+2k2,解得k =±1.此时直线AB 的方程为y =x -1或y =-x +1.思维升华 解决直线与椭圆的位置关系的相关问题,其常规思路是先把直线方程与椭圆方程联立,消元、化简,然后应用根与系数的关系建立方程,解决相关问题.涉及弦中点的问题时用“点差法”解决,往往会更简单.(2015·北京)已知椭圆C :x 2+3y 2=3,过点D (1,0)且不过点E (2,1)的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,直线AE 与直线x =3交于点M . (1)求椭圆C 的离心率;(2)若AB 垂直于x 轴,求直线BM 的斜率;(3)试判断直线BM 与直线DE 的位置关系,并说明理由. 解 (1)椭圆C 的标准方程为x 23+y 2=1,所以a =3,b =1,c = 2. 所以椭圆C 的离心率e =c a =63. (2)因为AB 过点D (1,0)且垂直于x 轴, 所以可设A (1,y 1),B (1,-y 1), 直线AE 的方程为y -1=(1-y 1)(x -2), 令x =3,得M (3,2-y 1),所以直线BM 的斜率k BM =2-y 1+y 13-1=1.(3)直线BM 与直线DE 平行,证明如下: 当直线AB 的斜率不存在时,由(2)可知k BM =1. 又因为直线DE 的斜率k DE =1-02-1=1,所以BM ∥DE , 当直线AB 的斜率存在时,设其方程为y =k (x -1)(k ≠1),设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则直线AE 的方程为y -1=y 1-1x 1-2(x -2).令x =3,得点M ⎝⎛⎭⎪⎫3,y 1+x 1-3x 1-2,由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+3y 2=3,y =k x -1,得(1+3k 2)x 2-6k 2x +3k 2-3=0,所以x 1+x 2=6k 21+3k 2,x 1x 2=3k 2-31+3k2,直线BM 的斜率k BM =y 1+x 1-3x 1-2-y 23-x 2,因为k BM -1 =k x 1-1+x 1-3-k x 2-1x 1-2-3-x 2x 1-23-x 2x 1-2=k -1[-x 1x 2+2x 1+x 2-3]3-x 2x 1-2=k -1⎝ ⎛⎭⎪⎫-3k 2+31+3k 2+12k 21+3k 2-33-x 2x 1-2=0,所以k BM =1=k DE ,所以BM ∥DE . 综上可知,直线BM 与直线DE 平行.8.高考中求椭圆的离心率问题典例 (1)(2015·福建)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F ,短轴的一个端点为M ,直线l :3x -4y =0交椭圆E 于A ,B 两点.若AF +BF =4,点M 到直线l 的距离不小于45,则椭圆E 的离心率的取值范围是__________.(2)(2014·江西)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________. 解析 (1)如图,设左焦点为F 0,连结F 0A ,F 0B ,则四边形AFBF 0为平行四边形.∵AF +BF =4, ∴AF +AF 0=4, ∴a =2.设M (0,b ),则4b 5≥45,∴1≤b <2.离心率e =ca =c 2a 2=a 2-b 2a 2= 4-b 24∈⎝⎛⎦⎥⎤0,32. (2)直线AB :x =c ,代入x 2a 2+y 2b 2=1,得y =±b 2a .∴A (c ,b 2a ),B (c ,-b 2a).∴kBF 1=-b 2a -0c --c =-b 2a 2c =-b 22ac .∴直线BF 1:y -0=-b 22ac (x +c ).令x =0,则y =-b 22a,∴D (0,-b 22a ),∴k AD =b 2a +b 22ac =3b 22ac .由于AD ⊥BF 1,∴-b 22ac ·3b 22ac=-1,∴3b 4=4a 2c 2,∴3b 2=2ac ,即3(a 2-c 2)=2ac , ∴3e 2+2e -3=0, ∴e =-2±4-4×3×-323=-2±423.∵e >0,∴e =-2+423=223=33.答案 (1)⎝ ⎛⎦⎥⎤0,32 (2)33 温馨提醒 离心率是椭圆的重要几何性质,是高考重点考查的一个知识点.这类问题一般有两类:一类是根据一定的条件求椭圆的离心率;另一类是根据一定的条件求离心率的取值范围.无论是哪类问题,其难点都是建立关于a ,b ,c 的关系式(等式或不等式),并且最后要把其中的b 用a ,c 表达,转化为关于离心率e 的关系式,这是化解有关椭圆的离心率问题难点的根本方法.[方法与技巧]1.椭圆的定义揭示了椭圆的本质属性,正确理解、掌握定义是关键,应注意定义中的常数大于F 1F 2,避免了动点轨迹是线段或不存在的情况.2.求椭圆方程的方法,除了直接根据定义外,常用待定系数法.当椭圆的焦点位置不明确而无法确定其标准方程时,设方程为x 2m +y 2n=1 (m >0,n >0,且m ≠n )可以避免讨论和烦琐的计算,也可以设为Ax 2+By 2=1 (A >0,B >0,且A ≠B ),这种形式在解题中更简便. 3.讨论椭圆的几何性质时,离心率问题是重点,求离心率的常用方法有以下两种: (1)求得a ,c 的值,直接代入公式e =c a求得;(2)列出关于a ,b ,c 的齐次方程(或不等式),然后根据b 2=a 2-c 2,消去b ,转化成关于e 的方程(或不等式)求解. [失误与防范]1.判断两种标准方程的方法为比较标准形式中x 2与y 2的分母大小.2.注意椭圆的范围,在设椭圆x 2a 2+y 2b2=1 (a >b >0)上点的坐标为P (x ,y )时,则|x |≤a ,这往往在求与点P 有关的最值问题中用到,也是容易被忽略而导致求最值错误的原因.A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)1.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解析 由题意知,在△PF 1F 2中 ,OM =12PF 2=3,∴PF 2=6,∴PF 1=2a -PF 2=10-6=4.2.椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别是A 、B ,左、右焦点分别是F 1、F 2,若AF 1,F 1F 2,F 1B 成等比数列,则此椭圆的离心率为________.答案55解析 由题意知AF 1=a -c ,F 1F 2=2c ,F 1B =a +c ,且三者成等比数列,则F 1F 22=AF 1·F 1B , 即4c 2=a 2-c 2,a 2=5c 2, 所以e 2=15,所以e =55.3.已知F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆C 的两个焦点,过F 2且垂直于x 的直线与椭圆C 交于A ,B两点,且AB =3,则C 的方程为______________. 答案x 24+y 23=1 解析 设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),则c =1.因为过F 2且垂直于x 轴的直线与椭圆交于A ,B 两点,且AB =3,所以b 2a =32,b 2=a 2-c 2,所以a 2=4,b 2=a 2-c 2=4-1=3,椭圆的方程为x 24+y 23=1.4.已知椭圆x 24+y 22=1上有一点P ,F 1,F 2是椭圆的左,右焦点,若△F 1PF 2为直角三角形,则这样的点P 有______个. 答案 6解析 当∠PF 1F 2为直角时,根据椭圆的对称性知,这样的点P 有2个;同理当∠PF 2F 1为直角时,这样的点P 有2个;当P 点为椭圆的短轴端点时,∠F 1PF 2最大,且为直角,此时这样的点P 有2个.故符合要求的点P 有6个.5.已知圆M :x 2+y 2+2mx -3=0(m <0)的半径为2,椭圆C :x 2a 2+y 23=1的左焦点为F (-c,0),若垂直于x 轴且经过F 点的直线l 与圆M 相切,则a 的值为________. 答案 2解析 圆M 的方程可化为(x +m )2+y 2=3+m 2, 则由题意得m 2+3=4,即m 2=1(m <0), ∴m =-1,则圆心M 的坐标为(1,0). 由题意知直线l 的方程为x =-c ,又∵直线l 与圆M 相切,∴c =1,∴a 2-3=1,∴a =2.6.已知P 为椭圆x 225+y 216=1上的一点,M ,N 分别为圆(x +3)2+y 2=1和圆(x -3)2+y 2=4上的点,则PM +PN 的最小值为________. 答案 7解析 由题意知椭圆的两个焦点F 1,F 2分别是两圆的圆心,且PF 1+PF 2=10,从而PM +PN 的最小值为PF 1+PF 2-1-2=7.7.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率等于13,其焦点分别为A 、B 、C 为椭圆上异于长轴端点的任意一点,则在△ABC 中,sin A +sin Bsin C 的值等于________.答案 3解析 在△ABC 中,由正弦定理得sin A +sin B sin C =CB +CAAB ,因为点C 在椭圆上,所以由椭圆定义知CA +CB =2a ,而AB =2c ,所以sin A +sin B sin C =2a 2c =1e=3.8.已知F 1(-c,0),F 2(c,0)为椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆上一点,且PF 1→·PF 2→=c 2,则此椭圆离心率的取值范围是________________________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤33,22 解析 设P (x ,y ),则PF 1→·PF 2→=(-c -x ,-y )·(c -x ,-y )=x 2-c 2+y 2=c 2,①将y 2=b 2-b 2a2x 2代入①式解得x 2=2c 2-b2a 2c 2=3c 2-a2a 2c 2,又x 2∈[0,a 2],∴2c 2≤a 2≤3c 2, ∴e =c a ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤33,22.9.如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1 (a >b >0)的右准线方程为x =4,右顶点为A ,上顶点为B ,右焦点为F ,斜率为2的直线l 经过点A ,且点F 到直线l 的距离为255.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)将直线l 绕点A 旋转,它与椭圆C 相交于另一点P ,当B ,F ,P 三点共线时,试确定直线l 的斜率.解 (1)由题意知,直线l 的方程为y =2(x -a ), 即2x -y -2a =0,所以右焦点F 到直线l 的距离为|2c -2a |5=255,所以a -c =1.又因为椭圆C 的右准线为x =4,即a 2c =4,所以c =a 24,代入上式解得a =2,c =1,所以b 2=3, 所以椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.(2)由(1)知B (0,3),F (1,0), 所以直线BF 的方程为y =-3(x -1),联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-3x -1,x 24+y 23=1,解得⎩⎨⎧x =0,y =3(舍去)或⎩⎪⎨⎪⎧x =85,y =-335.所以P ⎝ ⎛⎭⎪⎫85,-335,所以直线l 的斜率k =0-⎝ ⎛⎭⎪⎫-3352-85=332.10.(2015·安徽)设椭圆E 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),点O 为坐标原点,点A 的坐标为(a,0),点B 的坐标为(0,b ),点M 在线段AB 上,满足BM =2MA ,直线OM 的斜率为510. (1)求E 的离心率e ;(2)设点C 的坐标为(0,-b ),N 为线段AC 的中点,证明:MN ⊥AB .(1)解 由题设条件知,点M 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫23a ,13b , 又k OM =510,从而b 2a =510. 进而a =5b ,c =a 2-b 2=2b ,故e =c a =255.(2)证明 由N 是AC 的中点知,点N 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫a2,-b 2,可得NM →=⎝ ⎛⎭⎪⎫a 6,5b 6,又AB →=(-a ,b ),从而有AB →·NM →=-16a 2+56b 2=16(5b 2-a 2).由(1)的计算结果可知a 2=5b 2, 所以AB →·NM →=0,故MN ⊥AB .B 组 专项能力提升(时间:30分钟)11.从椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上一点P 向x 轴作垂线,垂足恰为左焦点F 1,A 是椭圆与x 轴正半轴的交点,B 是椭圆与y 轴正半轴的交点,且AB ∥OP (O 是坐标原点),则该椭圆的离心率是________. 答案22解析 由题意可设P (-c ,y 0)(c 为半焦距),k OP =-y 0c ,k AB =-ba,由于OP ∥AB ,∴-y 0c =-b a ,y 0=bc a,把P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-c ,bc a 代入椭圆方程得-c 2a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫bc a 2b 2=1,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫c a 2=12,∴e =c a =22.12.如图,已知椭圆C 的中心为原点O ,F (-25,0)为C 的左焦点,P 为C 上一点,满足OP =OF ,且PF =4,则椭圆C 的方程为__________.答案x 236+y 216=1 解析设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),焦距为2c ,右焦点为F ′,连结PF ′,如图所示.因为F (-25,0)为C 的左焦点,所以c =2 5.由OP =OF =OF ′知,∠PFF ′=∠FPO ,∠OF ′P =∠OPF ′,所以∠PFF ′+∠OF ′P +∠FPO +∠OPF ′=180°,知∠FPO +∠OPF ′=90°,即FP ⊥PF ′.在Rt△PFF ′中,由勾股定理,得PF ′=FF ′2-PF 2=452-42=8.由椭圆定义,得PF +PF ′=2a =4+8=12,从而a =6,得a 2=36,于是b 2=a 2-c 2=36-(25)2=16,所以椭圆的方程为x 236+y 216=1.13.椭圆x 24+y 2=1的左,右焦点分别为F 1,F 2,点P 为椭圆上一动点,若∠F 1PF 2为钝角,则点P 的横坐标的取值范围是________________. 答案 (-263,263)解析 设椭圆上一点P 的坐标为(x ,y ), 则F 1P →=(x +3,y ),F 2P →=(x -3,y ). ∵∠F 1PF 2为钝角,∴F 1P →·F 2P →<0, 即x 2-3+y 2<0,①∵y 2=1-x 24,代入①得x 2-3+1-x 24<0,34x 2<2,∴x 2<83. 解得-263<x <263,∴x ∈(-263,263).14.(2014·江苏)如图,在平面直角坐标系xOy 中,F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左,右焦点,顶点B 的坐标为(0,b ),连结BF 2并延长交椭圆于点A ,过点A 作x 轴的垂线交椭圆于另一点C ,连结F 1C .(1)若点C 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫43,13,且BF 2=2,求椭圆的方程; (2)若F 1C ⊥AB ,求椭圆离心率e 的值.解 设椭圆的焦距为2c ,则F 1(-c,0),F 2(c,0). (1)因为B (0,b ),所以BF 2=b 2+c 2=a . 又BF 2=2,故a = 2.因为点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫43,13在椭圆上,所以169a 2+19b 2=1, 解得b 2=1.故所求椭圆的方程为x 22+y 2=1.(2)因为B (0,b ),F 2(c,0)在直线AB 上,所以直线AB 的方程为x c +y b=1.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x c +yb=1,x 2a 2+y2b 2=1,得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=2a 2c a 2+c2,y 1=bc 2-a 2a 2+c 2,⎩⎪⎨⎪⎧x 2=0,y 2=b .所以点A 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 2c a 2+c 2,b c 2-a 2a 2+c 2. 又AC 垂直于x 轴,由椭圆的对称性,可得点C 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 2c a 2+c 2,b a 2-c 2a 2+c 2. 因为直线F 1C 的斜率为b a 2-c 2a 2+c 2-02a 2c a 2+c 2--c =b a 2-c 23a 2c +c3,直线AB 的斜率为-b c,且F 1C ⊥AB ,所以b a 2-c 23a 2c +c 3·⎝ ⎛⎭⎪⎫-b c =-1. 又b 2=a 2-c 2,整理得a 2=5c 2.故e 2=15,因此e =55.15.(2015·山东)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,且点⎝ ⎛⎭⎪⎫3,12在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆E :x 24a 2+y 24b 2=1,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y =kx +m 交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .(ⅰ)求OQ OP的值;(ⅱ)求△ABQ 面积的最大值.解 (1)由题意知3a 2+14b 2=1.又a 2-b 2a =32,解得a 2=4,b 2=1.所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)由(1)知椭圆E 的方程为x 216+y 24=1.(ⅰ)设P (x 0,y 0),OQ OP =λ (λ>0), 由题意知Q (-λx 0,-λy 0).因为x 204+y 20=1, -λx 0216+-λy 024=1,即λ24⎝ ⎛⎭⎪⎫x 204+y 20=1, 所以λ=2,即OQ OP =2.(ⅱ)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).将y =kx +m 代入椭圆E 的方程,可得(1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-16=0,由Δ>0,可得m 2<4+16k 2,①则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-161+4k2. 所以|x 1-x 2|=416k 2+4-m 21+4k2. 因为直线y =kx +m 与y 轴交点的坐标为(0,m ), 所以△OAB 的面积S =12|m ||x 1-x 2|=216k 2+4-m 2|m |1+4k2 =216k 2+4-m 2m 21+4k 2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫4-m 21+4k 2m 21+4k 2. 设m 21+4k 2=t ,将y =kx +m 代入椭圆C 的方程,可得(1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-4=0,由Δ≥0,可得m 2≤1+4k 2.②由①②可知0<t ≤1,因此S =24-t t =2-t 2+4t ,故S ≤23,当且仅当t =1,即m 2=1+4k 2时取得最大值2 3.由(ⅰ)知,△ABQ 面积为3S ,所以△ABQ 面积的最大值为6 3.。
2021版高考数学一轮复习第九章平面解析几何第5讲椭圆第1课时椭圆及其性质教案文新人教A版

第5讲椭圆一、知识梳理1.椭圆的定义条件结论1结论2 平面内的动点M与平面内的两个定点F1,F2M点的轨迹为椭圆F1、F2为椭圆的焦点|F1F2|为椭圆的焦距|MF1|+|MF2|=2a2a>|F1F2|a F1F2F1F2a F1F2 2.椭圆的标准方程和几何性质标准方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)y2a2+x2b2=1(a>b>0)图形性质范围-a≤x≤a-b≤y≤b-b≤x≤b-a≤y≤a对称性对称轴:x轴、y轴对称中心:(0,0)顶点A1(-a,0),A2(a,0)B1(0,-b),B2(0,b)A1(0,-a),A2(0,a)B1(-b,0),B2(b,0) 轴长轴A1A2的长为2a短轴B1B2的长为2b性质焦距|F1F2|=2c离心率e =ca,e ∈(0,1) a ,b ,c 的关系c 2=a 2-b 21.点P (x 0,y 0)和椭圆的位置关系(1)点P (x 0,y 0)在椭圆内⇔x 20a 2+y 20b 2<1.(2)点P (x 0,y 0)在椭圆上⇔x 20a 2+y 20b 2=1.(3)点P (x 0,y 0)在椭圆外⇔x 20a 2+y 20b2>1.2.椭圆的常用性质(1)椭圆上的点到焦点距离的最大值为a +c ,最小值为a -c . (2)过椭圆的焦点且垂直于长轴的弦长为2b2a.(3)已知过焦点F 1的弦AB ,则△ABF 2的周长为4a .(4)设P ,A ,B 是椭圆上不同的三点,其中A ,B 关于原点对称,直线PA ,PB 斜率存在且不为0,则直线PA 与PB 的斜率之积为定值-b 2a2.二、习题改编1.(选修11P40例4改编)椭圆16x 2+25y 2=400的长轴的长 ,离心率 . 答案:10 352.(选修11P41练习T3改编)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是 .答案:x 24+y 23=13.(选修11P36练习T3改编)椭圆C :x 225+y 216=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆C 于A 、B 两点,则△F 1AB 的周长为 ,△AF 1F 2的周长为 .答案:20 16一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)平面内与两个定点F 1,F 2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.( ) (2)椭圆的离心率e 越大,椭圆就越圆.( )(3)椭圆既是轴对称图形,又是中心对称图形.( )(4)y 2a 2+x 2b 2=1(a ≠b )表示焦点在y 轴上的椭圆.( ) (5)x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的焦距相同.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ 二、易错纠偏常见误区(1)忽视椭圆定义中的限制条件; (2)忽视椭圆标准方程焦点位置的讨论.1.平面内一点M 到两定点F 1(0,-9),F 2(0,9)的距离之和等于18,则点M 的轨迹是 .解析:由题意知|MF 1|+|MF 2|=18,但|F 1F 2|=18,即|MF 1|+|MF 2|=|F 1F 2|,所以点M 的轨迹是一条线段.答案:线段F 1F 22.已知椭圆的长轴长为10,其焦点到中心的距离为4,则这个椭圆的标准方程为 .答案:x 225+y 29=1或y 225+x 29=1第1课时 椭圆及其性质椭圆的定义及应用(典例迁移)(1)(2020·黑龙江哈尔滨六中二模)设椭圆C :x 24+y 2=1的左焦点为F ,直线l :y =kx (k ≠0)与椭圆C 交于A ,B 两点,则|AF |+|BF |的值是( )A .2B .2 3C .4D .4 3(2)(2020·徐州模拟)已知F 1、F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF 1⊥PF 2,若△PF 1F 2的面积为9,则b = .【解析】 (1)设椭圆的右焦点为F 1,连接AF 1,BF 1, 因为OA =OB ,OF =OF 1,所以四边形AFBF 1是平行四边形. 所以|BF |=|AF 1|,所以|AF |+|BF |=|AF |+|AF 1|=2a =4,故选C. (2)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)C (2)3【迁移探究】 (变条件)本例(2)中增加条件“△PF 1F 2的周长为18”,其他条件不变,求该椭圆的方程.解:由原题得b 2=a 2-c 2=9,又2a +2c =18,所以a -c =1,解得a =5,故椭圆的方程为x 225+y 29=1.椭圆定义的应用主要有两个方面: 一是确认平面内与两定点有关的轨迹是否为椭圆;二是当P 在椭圆上时,与椭圆的两焦点F 1,F 2组成的三角形通常称为“焦点三角形”,利用定义可求其周长,利用定义和余弦定理可求|PF 1|·|PF 2|,通过整体代入可求其面积等.1.已知椭圆x 225+y 216=1上一点P 到椭圆一个焦点F 1的距离为3,则P 到另一个焦点F 2的距离为( )A .2B .3C .5D .7解析:选D.因为a 2=25,所以2a =10,所以由定义知,|PF 1|+|PF 2|=10,所以|PF 2|=10-|PF 1|=7.2.(2020·贵州六盘水模拟)已知点F 1,F 2分别为椭圆C :x 24+y 23=1的左、右焦点,若点P 在椭圆C 上,且∠F 1PF 2=60°,则S △F 1PF 2= .解析:由|PF 1|+|PF 2|=4,|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|·cos 60°=|F 1F 2|2,得3|PF 1|·|PF 2|=12,所以|PF 1|·|PF 2|=4,则S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|sin ∠F 1PF 2=12×4sin60°= 3.答案: 3椭圆的标准方程(师生共研)(1)(一题多解)过点(3,-5),且与椭圆y 225+x 29=1有相同焦点的椭圆的标准方程为( )A.x 220+y 24=1B.x 225+y 24=1 C.y 220+x 24=1 D .x 24+y 225=1(2)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 .【解析】 (1)法一(定义法):椭圆y 225+x 29=1的焦点为(0,-4),(0,4),即c =4.由椭圆的定义知,2a =(3-0)2+(-5+4)2+(3-0)2+(-5-4)2,解得a =2 5.由c 2=a 2-b 2,可得b 2=4. 所以所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1. 法二(待定系数法):设所求椭圆方程为y 225-k +x 29-k=1(k <9),将点(3,-5)的坐标代入,可得(-5)225-k +(3)29-k =1,解得k =5或k =21(舍去),所以所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1.法三(待定系数法):设所求椭圆方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).由题意得⎩⎪⎨⎪⎧5a 2+3b 2=1a 2-b 2=16,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=20b 2=4, 所以所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1.(2)直线与坐标轴的交点为(0,1),(-2,0),由题意知当焦点在x 轴上时,c =2,b =1,所以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,所以a 2=5,所求椭圆的标准方程为y 25+x 24=1.【答案】 (1)C (2)x 25+y 2=1或x 24+y 25=1(1)用定义法求椭圆的标准方程先根据椭圆的定义确定a 2,b 2的值,再结合焦点位置求出椭圆的方程.其中常用的关系有:①b 2=a 2-c 2;②椭圆上任意一点到椭圆两焦点的距离之和等于2a ; ③椭圆上一短轴顶点到一焦点的距离等于长半轴长a . (2)用待定系数法求椭圆的标准方程的步骤[提醒] 当椭圆焦点位置不明确时,可设为x 2m +y 2n=1(m >0,n >0,m ≠n ),也可设为Ax2+By 2=1(A >0,B >0,且A ≠B ).1.已知动点M 到两个定点A (-2,0),B (2,0)的距离之和为6,则动点M 的轨迹方程为( )A.x 29+y 2=1 B.y 29+x 25=1 C.y 29+x 2=1 D .x 29+y 25=1解析:选D.由题意有6>2+2=4,故点M 的轨迹为焦点在x 轴上的椭圆,则2a =6,c =2,故a 2=9,所以b 2=a 2-c 2=5,故椭圆的方程为x 29+y 25=1.故选D.2.设椭圆x 2m 2+y 2n 2=1(m >0,n >0)的右焦点为(2,0),离心率为22,则此椭圆的方程为 .解析:椭圆的右焦点为(2,0),所以m 2-n 2=4,e =22=2m,所以m =22,代入m 2-n 2=4,得n 2=4,所以椭圆方程为x 28+y 24=1.答案:x 28+y 24=13.已知椭圆C 的中心在原点,一个焦点F (-2,0),且长轴长与短轴长的比是2∶3,则椭圆C 的方程是 .解析:设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).由题意知⎩⎨⎧a 2=b 2+c 2,a ∶b =2∶3,c =2,解得a 2=16,b 2=12.所以椭圆C 的方程为x 216+y 212=1.答案:x 216+y 212=1椭圆的几何性质(多维探究) 角度一 椭圆的长轴、短轴、焦距(2020·泉州质检)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】 因为椭圆x 2m -2+y 210-m=1的长轴在x 轴上,所以⎩⎪⎨⎪⎧m -2>0,10-m >0,m -2>10-m ,解得6<m <10.因为焦距为4,所以c 2=m -2-10+m =4,解得m =8. 【答案】 A角度二 求椭圆离心率的值(范围)(1)(2018·高考全国卷Ⅱ)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 .1-32B .2- 3C.3-12D .3-1(2)在平面直角坐标系xOy 中,点P 为椭圆C :y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的下顶点,M ,N 在椭圆上,若四边形OPMN 为平行四边形,α为直线ON 的倾斜角,若α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π4,则椭圆C 的离心率的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,63 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,32 C.⎝⎛⎭⎪⎫63,32 D .⎝⎛⎭⎪⎫63,223【解析】 (1)由题设知∠F 1PF 2=90°,∠PF 2F 1=60°,|F 1F 2|=2c ,所以|PF 2|=c ,|PF 1|=3c .由椭圆的定义得|PF 1|+|PF 2|=2a ,即3c +c =2a , 所以(3+1)c =2a , 故椭圆C 的离心率e =ca=23+1=3-1.故选D.(2)因为OPMN 是平行四边形, 所以MN ∥OP 且MN =OP ,故y N =a 2,代入椭圆方程可得x N =3b 2,所以k ON =3a3b=tan α. 又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π4,所以33<3a 3b <1, 所以a <3b ,a 2<3(a 2-c 2),解得0<c a <63,故选A. 【答案】 (1)D (2)A求椭圆离心率或其取值范围的方法(1)求出a ,b 或a ,c 的值,代入e 2=c 2a 2=a 2-b 2a 2=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2直接求.(2)先根据条件得到关于a ,b ,c 的齐次等式(不等式),结合b 2=a 2-c 2转化为关于a ,c 的齐次等式(不等式),然后将该齐次等式(不等式)两边同时除以a 或a 2转化为关于e 或e 2的方程(不等式),再解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).角度三 与椭圆性质有关的最值问题已知P 在椭圆x 24+y 2=1上,A (0,4),则|PA |的最大值为( )A.2183B.763C .5D .2 5【解析】 设P (x 0,y 0),则由题意得x 2=4(1-y 2), 所以|PA |2=x 20+(y 0-4)2=4(1-y 20)+y 20-8y 0+16 =-3y 2-8y 0+20=-3⎝⎛⎭⎪⎫y 0+432+763, 又-1≤y 0≤1,所以当y 0=-1时,|PA |2取得最大值25, 即|PA |的最大值为5.故选C. 【答案】 C求解最值、取值范围问题的技巧(1)与椭圆几何性质有关的问题要结合图形进行分析,即使画不出图形,思考时也要联想到一个图形.(2)椭圆的范围或最值问题常常涉及一些不等式.例如,-a ≤x ≤a ,-b ≤y ≤b ,0<e <1,在求椭圆的相关量的范围时,要注意应用这些不等关系.(3)最值问题,将所求列出表达式,构造基本不等式或利用函数单调性求解.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)解析:选D.因为圆的标准方程为(x -3)2+y 2=1, 所以圆心坐标为(3,0),所以c =3.又b =4, 所以a =b 2+c 2=5. 因为椭圆的焦点在x 轴上, 所以椭圆的左顶点为(-5,0).2.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解析:选C.由椭圆x 24+y 23=1可得F (-1,0),点O (0,0),设P (x ,y )(-2≤x ≤2),则OP →·FP →=x 2+x +y 2=x 2+x +3⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 24=14x 2+x +3=14(x +2)2+2,-2≤x ≤2, 当且仅当x =2时,OP →·FP →取得最大值6.3.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),F 是椭圆的右焦点,A 为左顶点,点P 在椭圆上,PF ⊥x轴,若|PF |=14|AF |,则椭圆的离心率为 .解析:因为点P 在椭圆上,且PF ⊥x 轴,所以|PF |=b 2a,又因为|AF |=a +c ,|PF |=14|AF |,所以4(a 2-c 2)=a (a +c ),即4(a -c )=a ,则3a =4c ,即c a =34. 答案:34[基础题组练]1.已知正数m 是2和8的等比中项,则圆锥曲线x 2+y 2m=1的焦点坐标为( )A .(±3,0)B .(0,±3)C .(±3,0)或(±5,0)D .(0,±3)或(±5,0)解析:选B.因为正数m 是2和8的等比中项,所以m 2=16,即m =4,所以椭圆x 2+y 24=1的焦点坐标为(0,±3),故选B.2.(2019·高考北京卷)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(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:选B.由题意得,c a =12,所以c 2a 2=14,又a 2=b 2+c 2,所以a 2-b 2a 2=14,b 2a 2=34,所以4b 2=3a 2.故选B.3.曲线x 2169+y 2144=1与曲线x 2169-k +y 2144-k =1(k <144)的( )A .长轴长相等B .短轴长相等C .离心率相等D .焦距相等解析:选D.曲线x 2169-k +y 2144-k =1中c 2=169-k -(144-k )=25,所以c =5,所以两曲线的焦距相等.4.(2020·郑州模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,离心率为23,过F 2的直线l 交C 于A ,B 两点,若△AF 1B 的周长为12,则C 的方程为( )A.x 23+y 2=1 B.x 23+y 22=1 C.x 29+y 24=1 D .x 29+y 25=1解析:选D.由椭圆的定义,知|AF 1|+|AF 2|=2a ,|BF 1|+|BF 2|=2a ,所以△AF 1B 的周长为|AF 1|+|AF 2|+|BF 1|+|BF 2|=4a =12,所以a =3.因为椭圆的离心率e =c a =23,所以c=2,所以b 2=a 2-c 2=5,所以椭圆C 的方程为x 29+y 25=1,故选D.5.(2020·昆明市诊断测试)已知F 1,F 2为椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,B为C 的短轴的一个端点,直线BF 1与C 的另一个交点为A ,若△BAF 2为等腰三角形,则|AF 1||AF 2|=( )A.13B.12C.23D .3解析:选A.如图,不妨设点B 在y 轴的正半轴上,根据椭圆的定义,得|BF 1|+|BF 2|=2a ,|AF 1|+|AF 2|=2a ,由题意知|AB |=|AF 2|,所以|BF 1|=|BF 2|=a ,|AF 1|=a 2,|AF 2|=3a2.所以|AF 1||AF 2|=13.故选A.6.若椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的短轴长等于焦距,则椭圆的离心率为 .解析:由题意可得b =c ,则b 2=a 2-c 2=c 2,a =2c , 故椭圆的离心率e =c a =22. 答案:227.(2020·贵阳模拟)若椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,短轴长为4,则椭圆的标准方程为 .解析:由题意可知e =c a =32,2b =4,得b =2, 所以⎩⎪⎨⎪⎧c a =32,a 2=b 2+c 2=4+c 2,解得⎩⎨⎧a =4,c =23,所以椭圆的标准方程为x 216+y 24=1.答案:x 216+y 24=18.(2019·高考全国卷Ⅲ)设F 1,F 2为椭圆C :x 236+y 220=1的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限.若△MF 1F 2为等腰三角形,则M 的坐标为 .解析:通解:由椭圆C :x 236+y 220=1,得c =a 2-b 2=4,不妨设F 1,F 2分别为左、右焦点,则由题意知|MF 1|=|F 1F 2|=2c =8,于是由椭圆的定义得|MF 1|+|MF 2|=12,所以|MF 2|=12-|MF 1|=4,易知△MF 1F 2的底边MF 2上的高h =|F 1F 2|2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12|MF 2|2=82-22=215,所以12|MF 2|·h =12|F 1F 2|·y M ,即12×4×215=12×8×y M ,解得y M =15,代入椭圆方程得x M =-3(舍去)或x M =3,故点M 的坐标为(3,15).优解:不妨设F 1,F 2分别为左、右焦点,则由题意,得|MF 1|=|F 1F 2|=8,由椭圆的焦半径公式得|MF 1|=ex M +6=23x M +6=8,解得x M =3,代入椭圆方程得y M =15,故点M 的坐标为(3,15).答案:(3,15)9.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 2b2=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=12.10.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 2b2=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. 故椭圆的方程为x 216+y 212=1或y 216+x 212=1. [综合题组练]1.(2020·合肥市第二次质量检测)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,右顶点为A ,上顶点为B ,以线段F 1A 为直径的圆交线段F 1B 的延长线于点P ,若F 2B ∥AP ,则该椭圆的离心率是( )A.33B.23C.3 2D.22解析:选D.如图,由题意知,P为以F1A为直径的圆上一点,所以F1P⊥AP,结合F2B∥AP知F1P⊥F2B.又|F1B|=|F2B|,所以△BF1F2为等腰直角三角形,所以|OB|=|OF2|,即b=c,所以a2=b2+c2=2c2,即a=2c,所以椭圆的离心率e=ca=22,故选D.2.(2019·高考全国卷Ⅰ)已知椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,B两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,则C的方程为( )A.x22+y2=1 B.x23+y22=1C.x24+y23=1 D.x25+y24=1解析:选B.由题意设椭圆的方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),连接F1A,令|F2B|=m,则|AF2|=2m,|BF1|=3m.由椭圆的定义知,4m=2a,得m=a2,故|F2A|=a=|F1A|,则点A为椭圆C 的上顶点或下顶点.令∠OAF2=θ(O为坐标原点),则sin θ=1a.在等腰三角形ABF1中,cos 2θ=a23a2=13,所以13=1-2(1a)2,得a2=3.又c2=1,所以b2=a2-c2=2,椭圆C的方程为x23+y22=1.故选B.3.已知椭圆C:x2+2y2=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,求线段AB长度的最小值.解:(1)由题意,椭圆C的标准方程为x24+y22=1.所以a2=4,b2=2,从而c2=a2-b2=2.因此a=2,c= 2.故椭圆C 的离心率e =c a =22. (2)设点A ,B 的坐标分别为(t ,2),(x 0,y 0),其中x 0≠0. 因为OA ⊥OB ,所以OA →·OB →=0, 即tx 0+2y 0=0,解得t =-2y 0x 0.又x 20+2y 20=4,所以|AB |2=(x 0-t )2+(y 0-2)2=⎝⎛⎭⎪⎫x 0+2y 0x 02+(y 0-2)2=x 2+y 20+4y 20x 20+4=x 20+4-x 202+2(4-x 20)x 20+4=x 202+8x 20+4(0<x 20≤4). 因为x 202+8x 20≥4(0<x 20≤4),当且仅当x 20=4时等号成立, 所以|AB |2≥8.故线段AB 长度的最小值为2 2.4.(2019·高考全国卷Ⅱ)已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为C 上的点,O 为坐标原点.(1)若△POF 2为等边三角形,求C 的离心率;(2)如果存在点P ,使得PF 1⊥PF 2,且△F 1PF 2的面积等于16,求b 的值和a 的取值范围. 解:(1)连接PF 1.由△POF 2为等边三角形可知在△F 1PF 2中,∠F 1PF 2=90°,|PF 2|=c ,|PF 1|=3c ,于是2a =|PF 1|+|PF 2|=(3+1)c ,故C 的离心率e =ca=3-1.(2)由题意可知,满足条件的点P (x ,y )存在当且仅当 12|y |·2c =16,y x +c ·y x -c =-1,x 2a 2+y 2b 2=1, 即c |y |=16,①x 2+y 2=c 2,② x 2a 2+y 2b 2=1.③ 由②③及a 2=b 2+c 2得y 2=b 4c 2,又由①知y 2=162c2,故b =4.由②③得x 2=a 2c2(c 2-b 2),所以c 2≥b 2,从而a 2=b 2+c 2≥2b 2=32,故a ≥4 2.当b =4,a ≥42时,存在满足条件的点P .所以b=4,a的取值范围为[42,+∞).。
高考数学新增分大一轮复习第九章平面解析几何9.5椭圆第1课时讲义含解析0411137.docx

§9.5椭圆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概念方法微思考1.在椭圆的定义中,若2a =|F 1F 2|或2a <|F 1F 2|,动点P 的轨迹如何?提示 当2a =|F 1F 2|时动点P 的轨迹是线段F 1F 2;当2a <|F 1F 2|时动点P 的轨迹是不存在的. 2.椭圆的离心率的大小与椭圆的扁平程度有怎样的关系? 提示 由e =c a=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫b a2知,当a 不变时,e 越大,b 越小,椭圆越扁;e 越小,b 越大,椭圆越圆.3.点和椭圆的位置关系有几种?如何判断. 提示 点P (x 0,y 0)和椭圆的位置关系有3种(1)点P (x 0,y 0)在椭圆内⇔x 20a 2+y 20b 2<1.(2)点P (x 0,y 0)在椭圆上⇔x 20a 2+y 20b 2=1.(3)点P (x 0,y 0)在椭圆外⇔x 20a 2+y 20b2>1.4.直线与椭圆的位置关系有几种?如何判断?提示 直线与椭圆的位置关系有三种:相离、相切、相交.判断方法为联立直线与椭圆的方程,求联立后所得方程的判别式Δ. (1)直线与椭圆相离⇔Δ<0. (2)直线与椭圆相切⇔Δ=0. (3)直线与椭圆相交⇔Δ>0.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)椭圆上一点P 与两焦点F 1,F 2构成△PF 1F 2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).( √ )(2)方程mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n )表示的曲线是椭圆.( √ )(3)y 2a 2+x 2b 2=1(a ≠b )表示焦点在y 轴上的椭圆.( × ) (4)x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的焦距相等.( √ )题组二 教材改编 2.[P49T4]椭圆x 210-m +y 2m -2=1的焦距为4,则m 等于( ) A.4B.8C.4或8D.12 答案 C解析 当焦点在x 轴上时,10-m >m -2>0, 10-m -(m -2)=4,∴m =4.当焦点在y 轴上时,m -2>10-m >0,m -2-(10-m )=4,∴m =8.∴m =4或8. 3.[P80T3(1)]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=1 D.x 220+y 215=1 答案 A解析 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=1.4.[P49T6]已知点P 是椭圆x 25+y 24=1上y 轴右侧的一点,且以点P 及焦点F 1,F 2为顶点的三角形的面积等于1,则点P 的坐标为__________________. 答案 ⎝⎛⎭⎪⎫152,1或⎝ ⎛⎭⎪⎫152,-1 解析 设P (x ,y ),由题意知c 2=a 2-b 2=5-4=1,所以c =1,则F 1(-1,0),F 2(1,0).由题意可得点P 到x 轴的距离为1,所以y =±1,把y =±1代入x 25+y 24=1,得x =±152,又x >0,所以x =152,所以P 点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫152,1或⎝ ⎛⎭⎪⎫152,-1. 题组三 易错自纠5.(2018·浙江余姚中学质检)已知方程x 2m 2+y 22+m=1表示焦点在x 轴上的椭圆,则m 的取值范围是( )A.m >2或m <-1B.m >-2C.-1<m <2D.m >2或-2<m <-1答案 D解析 ∵椭圆的焦点在x 轴上, ∴m 2>2+m >0,解得m >2或-2<m <-1.6.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 答案 C解析 若a 2=9,b 2=4+k ,则c =5-k ,由c a =45,即5-k 3=45,得k =-1925; 若a 2=4+k ,b 2=9,则c =k -5,由c a =45,即k -54+k =45,解得k =21. 7.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,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=1 C.x 212+y 28=1 D.x 212+y 24=1 答案 A解析 ∵△AF 1B 的周长为43,∴4a =43, ∴a =3,∵离心率为33,∴c =1,∴b =a 2-c 2=2, ∴椭圆C 的方程为x 23+y 22=1.故选A.第1课时 椭圆及其性质题型一 椭圆的定义及应用1.如图所示,一圆形纸片的圆心为O ,F 是圆内一定点,M 是圆周上一动点,把纸片折叠使M 与F 重合,然后抹平纸片,折痕为CD ,设CD 与OM 交于点P ,则点P 的轨迹是( )A.椭圆B.双曲线C.抛物线D.圆答案 A解析 由条件知|PM |=|PF |,∴|PO |+|PF |=|PO |+|PM |=|OM |=R >|OF |. ∴P 点的轨迹是以O ,F 为焦点的椭圆.2.已知△ABC 的顶点B ,C 在椭圆x 23+y 2=1上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC 边上,则△ABC 的周长是( ) A.23B.6C.43D.12 答案 C解析 由椭圆的方程得a = 3.设椭圆的另一个焦点为F ,则由椭圆的定义得|BA |+|BF |=|CA |+|CF |=2a ,所以△ABC 的周长为|BA |+|BC |+|CA |=|BA |+|BF |+|CF |+|CA |=(|BA |+|BF |)+(|CF |+|CA |)=2a +2a =4a =4 3.3.椭圆x 24+y 2=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1作垂直于x 轴的直线与椭圆相交,一个交点为P ,则|PF 2|等于( ) A.72B.32C.3D.4 答案 A解析 F 1(-3,0),∵PF 1⊥x 轴,∴P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,±12,∴|PF 1|=12,∴|PF 2|=4-12=72. 4.设F 1,F 2分别是椭圆x 225+y 216=1的左、右焦点,P 为椭圆上任意一点,点M 的坐标为(6,4),则|PM |-|PF 1|的最小值为________.答案 -5解析 由椭圆的方程可知F 2(3,0),由椭圆的定义可得|PF 1|=2a -|PF 2|.∴|PM |-|PF 1|=|PM |-(2a -|PF 2|)=|PM |+|PF 2|-2a ≥|MF 2|-2a ,当且仅当M ,P ,F 2三点共线时取得等号,又|MF 2|=(6-3)2+(4-0)2=5,2a =10,∴|PM |-|PF 1|≥5-10=-5,即|PM |-|PF 1|的最小值为 -5.思维升华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 椭圆的标准方程命题点1 定义法例1 (1)(2019·丽水调研)已知两圆C 1:(x -4)2+y 2=169,C 2:(x +4)2+y 2=9,动圆M 在圆C 1内部且和圆C 1内切,和圆C 2外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为( ) A.x 264-y 248=1 B.x 248+y 264=1 C.x 248-y 264=1 D.x 264+y 248=1 答案 D解析 设圆M 的半径为r ,则|MC 1|+|MC 2|=(13-r )+(3+r )=16>8=|C 1C 2|,所以M 的轨迹是以C 1,C 2为焦点的椭圆,且2a =16,2c =8, 即a =8,c =4,b =a 2-c 2=43, 故所求的轨迹方程为x 264+y 248=1.(2)在△ABC 中,A (-4,0),B (4,0),△ABC 的周长是18,则顶点C 的轨迹方程是( ) A.x 225+y 29=1(y ≠0) B.y 225+x 29=1(y ≠0) C.x 216+y 29=1(y ≠0) D.y 216+x 29=1(y ≠0) 答案 A解析 由|AC |+|BC |=18-8=10>8知,顶点C 的轨迹是以A ,B 为焦点的椭圆(A ,B ,C 不共线).设其方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),则a =5,c =4,从而b =3.由A ,B ,C 不共线知y ≠0.故顶点C 的轨迹方程是x 225+y 29=1(y ≠0).命题点2 待定系数法例2 (1)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,52,(3,5),则椭圆的标准方程为__________. 答案y 210+x 26=1 解析 设椭圆的方程为mx 2+ny 2=1(m ,n >0,m ≠n ). 由⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫-322m +⎝ ⎛⎭⎪⎫522n =1,3m +5n =1,解得m =16,n =110.∴椭圆方程为y 210+x 26=1.(2)一个椭圆的中心在原点,坐标轴为对称轴,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____________. 答案x 28+y 26=1 解析 ∵椭圆的中心在原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,∴可设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),∵P (2,3)是椭圆上一点,且|PF 1|,|F 1F 2|,|PF 2|成等差数列, ∴⎩⎪⎨⎪⎧4a 2+3b 2=1,2a =4c ,又a 2=b 2+c 2,∴a =22,b =6,c =2,∴椭圆的标准方程为x 28+y 26=1.思维升华 (1)求椭圆的标准方程多采用定义法和待定系数法.(2)利用定义法求椭圆方程,要注意条件2a >|F 1F 2|;利用待定系数法要先定形(焦点位置),再定量,也可把椭圆方程设为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n )的形式. 跟踪训练1(1)已知椭圆G 的中心在坐标原点,长轴在x 轴上,离心率为32,且椭圆G 上一点到两个焦点的距离之和为12,则椭圆G 的方程为( ) A.x 236+y 29=1 B.x 29+y 236=1 C.x 24+y 29=1 D.x 29+y 24=1 答案 A解析 依题意设椭圆G 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),∵椭圆上一点到两焦点的距离之和为12,∴2a =12,∴a =6,∵椭圆的离心率为32,∴e =ca =1-b 2a 2=32,即1-b 236=32,解得b 2=9,∴椭圆G 的方程为x 236+y 29=1,故选A. (2)过点(3,-5),且与椭圆y 225+x 29=1有相同焦点的椭圆的标准方程为________________.答案y 220+x 24=1 解析 ∵所求椭圆与椭圆y 225+x 29=1的焦点相同,∴其焦点在y 轴上,且c 2=25-9=16.设它的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).∵c 2=16,且c 2=a 2-b 2,故a 2-b 2=16.① 又点(3,-5)在所求椭圆上, ∴(-5)2a 2+(3)2b 2=1,即5a 2+3b2=1.②由①②得b 2=4,a 2=20,∴所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1.题型三 椭圆的几何性质命题点1 求离心率的值(或范围)例3 (1)设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 是C 上的点,PF 2⊥F 1F 2,∠PF 1F 2=30°,则C 的离心率为( ) A.36B.13C.12D.33答案 D解析 方法一 如图,在Rt△PF 2F 1中,∠PF 1F 2=30°,|F 1F 2|=2c ,∴|PF 1|=2c cos30°=43c 3,|PF 2|=2c ·tan30°=23c3.∵|PF 1|+|PF 2|=2a , 即43c 3+23c 3=2a ,可得3c =a . ∴e =c a =33. 方法二 (特殊值法): 在Rt△PF 2F 1中,令|PF 2|=1,∵∠PF 1F 2=30°,∴|PF 1|=2,|F 1F 2|= 3. ∴e =2c 2a =|F 1F 2||PF 1|+|PF 2|=33.(2)椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),F 1,F 2为椭圆的左、右焦点,O 为坐标原点,点P 为椭圆上一点,|OP |=24a ,且|PF 1|,|F 1F 2|,|PF 2|成等比数列,则椭圆的离心率为( ) A.24B.23C.63D.64答案 D解析 设P (x ,y ),则|OP |2=x 2+y 2=a 28,由椭圆定义得|PF 1|+|PF 2|=2a , ∴|PF 1|2+2|PF 1||PF 2|+|PF 2|2=4a 2, 又∵|PF 1|,|F 1F 2|,|PF 2|成等比数列, ∴|PF 1|·|PF 2|=|F 1F 2|2=4c 2, 则|PF 1|2+|PF 2|2+8c 2=4a 2,∴(x +c )2+y 2+(x -c )2+y 2+8c 2=4a 2, 整理得x 2+y 2+5c 2=2a 2,即a 28+5c 2=2a 2,整理得c 2a 2=38, ∴椭圆的离心率e =ca =64. (3)(2018·杭州调研)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >c >0,a 2=b 2+c 2)的左、右焦点分别为F 1,F 2,若以F 2为圆心,b -c 为半径作圆F 2,过椭圆上一点P 作此圆的切线,切点为T ,且|PT |的最小值不小于32(a -c ),则椭圆的离心率e 的取值范围是__________.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫35,22解析 因为|PT |=|PF 2|2-(b -c )2(b >c ), 而|PF 2|的最小值为a -c ,所以|PT |的最小值为(a -c )2-(b -c )2. 依题意,有(a -c )2-(b -c )2≥32(a -c ), 所以(a -c )2≥4(b -c )2,所以a -c ≥2(b -c ), 所以a +c ≥2b ,所以(a +c )2≥4(a 2-c 2), 所以5c 2+2ac -3a 2≥0,所以5e 2+2e -3≥0.① 又b >c ,所以b 2>c 2,所以a 2-c 2>c 2,所以2e 2<1.② 联立①②,得35≤e <22.命题点2 求参数的值(或范围)例4 (2017·全国Ⅰ)设A ,B 是椭圆C :x 23+y 2m=1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,+∞) B.(0,3]∪[9,+∞) C.(0,1]∪[4,+∞) D.(0,3]∪[4,+∞)答案 A解析 方法一 设椭圆焦点在x 轴上, 则0<m <3,点M (x ,y ).过点M 作x 轴的垂线,交x 轴于点N ,则N (x ,0).故tan∠AMB =tan(∠AMN +∠BMN )=3+x |y |+3-x|y |1-3+x |y |·3-x|y |=23|y |x 2+y 2-3.又tan∠AMB =tan120°=-3,且由x 23+y 2m =1,可得x 2=3-3y 2m,则23|y |3-3y 2m+y 2-3=23|y |⎝ ⎛⎭⎪⎫1-3m y 2=- 3. 解得|y |=2m3-m.又0<|y |≤m ,即0<2m3-m ≤m ,结合0<m <3解得0<m ≤1.对于焦点在y 轴上的情况,同理亦可得m ≥9. 则m 的取值范围是(0,1]∪[9,+∞). 故选A.方法二 当0<m <3时,焦点在x 轴上, 要使C 上存在点M 满足∠AMB =120°, 则a b≥tan60°=3,即3m≥3,解得0<m ≤1.当m >3时,焦点在y 轴上,要使C 上存在点M 满足∠AMB =120°, 则a b≥tan60°=3,即m3≥3,解得m ≥9.故m 的取值范围为(0,1]∪[9,+∞). 故选A.思维升华 (1)求椭圆离心率或其范围的方法解题的关键是借助图形建立关于a ,b ,c 的关系式(等式或不等式),转化为e 的关系式,常用方法如下:①直接求出a ,c ,利用离心率公式e =c a求解. ②由a 与b 的关系求离心率,利用变形公式e =1-b 2a2求解. ③由椭圆的定义求离心率,e =c a =2c2a,而2a 是椭圆上任意一点到两焦点的距离之和,2c 是焦距,从而与焦点三角形联系起来.④构造a ,c 的齐次式.离心率e 的求解中可以不求出a ,c 的具体值,而是得出a 与c 的关系,从而求得e ,一般步骤如下:(ⅰ)建立方程:根据已知条件得到齐次方程Aa 2+Bac +Cc 2=0;(ⅱ)化简:两边同时除以a 2,化简齐次方程,得到关于e 的一元二次方程A +Be +Ce 2=0; (ⅲ)求解:解一元二次方程,得e 的值;(ⅳ)验算取舍:根据椭圆离心率的取值范围e ∈(0,1)确定离心率e 的值. 若得到齐次不等式,可以类似求出离心率e 的取值范围. (2)椭圆几何性质的应用技巧①与椭圆的几何性质有关的问题要结合图形进行分析,即使不画出图形,思考时也要联想到图形.②椭圆相关量的范围或最值问题常常涉及一些不等式.例如,-a ≤x ≤a ,-b ≤y ≤b ,0<e <1,三角形两边之和大于第三边,在求椭圆相关量的范围或最值时,要注意应用这些不等关系.跟踪训练2 (1)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________. 答案3解析 由椭圆的方程可知a =2,由椭圆的定义可知,|AF 2|+|BF 2|+|AB |=4a =8, 所以|AB |=8-(|AF 2|+|BF 2|)≥3,由椭圆的性质可知2b2a=3.所以b 2=3,即b = 3.(2)(2018·温州高考适应性测试)椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)中,F 为右焦点,B 为上顶点,O 为坐标原点,直线y =b ax 交椭圆于第一象限内的点C ,若S △BFO =S △BFC ,则椭圆的离心率等于( ) A.22+17 B.22-17C.22-13D.2-1答案 A解析 联立直线y =b a x 与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1,得在第一象限的交点为C ⎝ ⎛⎭⎪⎫22a ,22b ,又因为S △BFO=S △BFC ,所以直线BF 与直线y =bax 的交点为线段OC 的中点,即线段OC 的中点⎝⎛⎭⎪⎫24a ,24b 在直线BF :x c +y b =1上,则24a c +24b b =1,化简得椭圆的离心率e =c a =22+17,故选A.(3)(2018·温州高考适应性测试)正方形ABCD 的四个顶点都在椭圆x 2a 2+y 2b2=1上,若椭圆的焦点在正方形的内部,则椭圆的离心率的取值范围是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫5-12,1B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,5-12 C.⎝⎛⎭⎪⎫3-12,1D.⎝⎛⎭⎪⎫0,3-12 答案 B解析 由椭圆的对称性可知,正方形的四个顶点为直线y =±x 与椭圆的交点,即⎝ ⎛⎭⎪⎫±ab a 2+b 2,±ab a 2+b 2,因为椭圆的焦点在正方形的内部,所以c <ab a 2+b2,化简得a 4-3a 2c 2+c 4>0,所以e 4-3e 2+1>0,又0<e <1, 解得e 2<3-52,即0<e <5-12.1.(2018·浙江省金华东阳中学期中)如果方程x 2a 2+y 2a +6=1表示焦点在x 轴上的椭圆,则实数a 的取值范围是( ) A.a >3 B.a <-2C.a >3或a <-2D.a >3或-6<a <-2答案 D解析 ∵椭圆的焦点在x 轴上, ∴a 2>a +6>0,解得a >3或-6<a <-2. 2.(2018·绍兴质检)已知椭圆Γ:x 2m +6+y 2m +2=1(m >-2)上的动弦EF 过Γ的一个焦点(动弦不在x 轴上),若Γ的另一个焦点与动弦EF 所构成的三角形的周长为20,则椭圆Γ的离心率为( ) A.15B.12C.25D.45 答案 C解析 由椭圆的定义,得4a =20,解得a =5.又c 2=a 2-b 2=m +6-(m +2)=4,所以c =2,所以椭圆的离心率e =c a =25,故选C.3.(2018·浙江省高考模拟试卷)已知椭圆的方程为x 212+y 24=1,矩形ABCD 的四个顶点都在椭圆上,若椭圆的焦点在矩形的内部,则矩形的长与宽的比值的取值范围为( ) A.(1,2) B.(1,3) C.(6,+∞) D.(1,6)答案 C解析 根据椭圆与矩形的对称性知,矩形的相邻两边分别平行于x 轴,y 轴,且椭圆与矩形都以原点O 为对称中心,如图是矩形的边过焦点时的情形,由椭圆方程x 212+y 24=1,知当x =22时,y =±233,故A ⎝ ⎛⎭⎪⎫22,233,此时,矩形的长与宽的比值为6,由于焦点在矩形的内部,所以矩形的长与宽的比值大于6,故选C. 4.设椭圆x 216+y 212=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在椭圆上,且满足PF 1→·PF 2→=9,则|PF 1|·|PF 2|的值为( ) A.8B.10C.12D.15 答案 D解析 由椭圆方程x 216+y 212=1,可得c 2=4,所以|F 1F 2|=2c =4,而F 1F 2――→=PF 2→-PF 1→,所以|F 1F 2――→|=|PF 2→-PF 1→|,两边同时平方,得|F 1F 2――→|2=|PF 1→|2-2PF 1→·PF 2→+|PF 2→|2,所以|PF 1→|2+|PF 2→|2=|F 1F 2――→|2+2PF 1→·PF 2→=16+18=34,根据椭圆定义,得|PF 1|+|PF 2|=2a =8,(|PF 1|+|PF 2|)2=|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1|·|PF 2|=64,所以34+2|PF 1|·|PF 2|=64, 所以|PF 1|·|PF 2|=15.故选D.5.2016年1月14日,国防科工局宣布,嫦娥四号任务已经通过了探月工程重大专项领导小组审议通过,正式开始实施.如图所示,假设“嫦娥四号”卫星将沿地月转移轨道飞向月球后,在月球附近一点P 变轨进入以月球球心F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,之后卫星在P 点第二次变轨进入仍以F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅱ绕月飞行.若用2c 1和2c 2分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的焦距,用2a 1和2a 2分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的长轴长,给出下列式子:①a 1+c 1=a 2+c 2;②a 1-c 1=a 2-c 2;③c 1a 1<c 2a 2;④c 1a 2>a 1c 2. 其中正确式子的序号是( ) A.①③B.①④C.②③D.②④答案 D解析 观察图形可知a 1+c 1>a 2+c 2,即①式不正确;a 1-c 1=a 2-c 2=|PF |,即②式正确;由a 1-c 1=a 2-c 2>0,c 1>c 2>0知,a 1-c 1c 1<a 2-c 2c 2,即a 1c 1<a 2c 2,从而c 1a 2>a 1c 2,c 1a 1>c 2a 2,即④式正确,③式不正确.故选D.6.(2018·浙江省金华十校期末)椭圆M :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 为椭圆M 上任一点,且|PF 1|·|PF 2|的最大值的取值范围是[2b 2,3b 2],椭圆M 的离心率为e ,e -1e的最小值是( )A.-22 B.- 2C.-66D.-63答案 A解析 由椭圆的定义可知|PF 1|+|PF 2|=2a , ∴|PF 1|·|PF 2|≤⎝ ⎛⎭⎪⎫|PF 1|+|PF 2|22=a 2,∴2b 2≤a 2≤3b 2,即2a 2-2c 2≤a 2≤3a 2-3c 2, ∴12≤c 2a 2≤23,即22≤e ≤63. 令f (e )=e -1e ,则f (e )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤22,63上是增函数,∴当e =22时,e -1e 取得最小值22-2=-22. 7.(2018·浙江七彩阳光联盟联考)已知椭圆的方程为x 29+y 24=1,过椭圆中心的直线交椭圆于A ,B 两点,F 2是椭圆的右焦点,则△ABF 2的周长的最小值为________,△ABF 2的面积的最大值为________. 答案 10 2 5解析 设F 1是椭圆的左焦点.如图,连接AF 1.由椭圆的对称性,结合椭圆的定义知|AF 2|+|BF 2|=2a =6,所以要使△ABF 2的周长最小,必有|AB |=2b =4,所以△ABF 2的周长的最小值为10.2ABF S =12AF F S=12×2c ×|y A |=5|y A |≤25,所以△ABF 2面积的最大值为2 5.8.设F 1,F 2为椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,经过F 1的直线交椭圆C 于A ,B 两点,若△F 2AB 是面积为43的等边三角形,则椭圆C 的方程为__________. 答案x 29+y 26=1 解析 ∵△F 2AB 是面积为43的等边三角形,∴AB ⊥x 轴,∴A ,B 两点的横坐标为-c ,代入椭圆方程,可求得|F 1A |=|F 1B |=b 2a.又|F 1F 2|=2c ,∠F 1F 2A =30°,∴b 2a =33×2c .①又2F AB S =12×2c ×2b2a=43,②a 2=b 2+c 2,③由①②③解得a 2=9,b 2=6,c 2=3, ∴椭圆C 的方程为x 29+y 26=1.9.已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与椭圆C 2:y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)相交于A ,B ,C ,D 四点,若椭圆C 1的一个焦点为F (-2,0),且四边形ABCD 的面积为163,则椭圆C 1的离心率e 为________. 答案22解析 联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2+y 2b 2=1,y 2a 2+x2b 2=1,两式相减得x 2-y 2a 2=x 2-y 2b 2,又a ≠b ,所以x 2=y 2=a 2b 2a 2+b2,故四边形ABCD 为正方形,4a 2b 2a 2+b 2=163,(*)又由题意知a 2=b 2+2,将其代入(*)式整理得3b 4-2b 2-8=0,所以b 2=2,则a 2=4,所以椭圆C 的离心率e =22. 10.已知A ,B ,F 分别是椭圆x 2+y 2b2=1(0<b <1)的右顶点、上顶点、左焦点,设△ABF 的外接圆的圆心坐标为(p ,q ).若p +q >0,则椭圆的离心率的取值范围为______________. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22 解析 如图所示,线段FA 的垂直平分线为x =1-1-b 22,线段AB 的中点为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,b 2.因为k AB =-b ,所以线段AB 的垂直平分线的斜率k =1b,所以线段AB 的垂直平分线方程为y -b 2=1b ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12.把x =1-1-b 22=p 代入上述方程可得y =b 2-1-b 22b =q .因为p +q >0,所以1-1-b 22+b 2-1-b22b >0,化为b >1-b 2. 又0<b <1,解得12<b 2<1,即-1<-b 2<-12,所以0<1-b 2<12,所以e =c a=c =1-b 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22. 11.已知点P 是圆F 1:(x +1)2+y 2=16上任意一点(F 1是圆心),点F 2与点F 1关于原点对称.线段PF 2的垂直平分线m 分别与PF 1,PF 2交于M ,N 两点.求点M 的轨迹C 的方程. 解 由题意得F 1(-1,0),F 2(1,0),圆F 1的半径为4,且|MF 2|=|MP |,从而|MF 1|+|MF 2|=|MF 1|+|MP |=|PF 1|=4>|F 1F 2|, 所以点M 的轨迹是以F 1,F 2为焦点的椭圆, 其中长轴长为4,焦距为2,则短半轴长为3,所以点M 的轨迹方程为x 24+y 23=1.12.已知椭圆x 2+(m +3)y 2=m (m >0)的离心率e =32,求m 的值及椭圆的长轴和短轴的长、焦点坐标、顶点坐标.解 椭圆方程可化为x 2m +y 2mm +3=1,m >0.∵m -mm +3=m (m +2)m +3>0,∴m >m m +3, ∴a 2=m ,b 2=mm +3,c =a 2-b 2=m (m +2)m +3. 由e =32,得m +2m +3=32,∴m =1. ∴椭圆的标准方程为x 2+y 214=1,∴a =1,b =12,c =32.∴椭圆的长轴长和短轴长分别为2a =2和2b =1,焦点坐标为F 1⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,0,F 2⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,四个顶点的坐标分别为A 1(-1,0),A 2(1,0),B 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,B 2⎝⎛⎭⎪⎫0,12.13.(2018·浙江省台州适应性考试)已知椭圆C 的中心为原点O ,F (-5,0)为椭圆C 的左焦点,P 为椭圆C 上一点,且满足|OP |=|OF |,|PF |=6,则椭圆C 的标准方程为( ) A.x 249+y 224=1B.x 224+y 249=1C.x 249+y 225=1 D.x 225+y 249=1 答案 A解析 如图,设椭圆C 的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),椭圆C 的右焦点为M ,连接PM ,则|FM |=2|OF |=10,由|OP |=|OF |=|OM |知,FP ⊥PM ,又|PF |=6,所以|PM |=102-62=8,所以2a =|PF |+|PM |=14,所以a =7,又c =5,所以b 2=a 2-c 2=49-25=24,所以椭圆C 的标准方程为x 249+y 224=1.14.(2018·浙江省镇海中学模拟)设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F ,椭圆C 上的两点A ,B 关于原点对称,且满足FA →·FB →=0,|FB |≤|FA |≤2|FB |,则椭圆C 的离心率的取值范围是( ) A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤22,53 B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫53,1 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤22,3-1 D.[3-1,1)答案 A解析 如图,作出椭圆的左焦点F ′,分别连接AB ,AF ′,BF ′,由椭圆的对称性可知,四边形AFBF ′为平行四边形.由FA →·FB →=0,知FA ⊥FB ,所以四边形AFBF ′为矩形,所以|AB |=|FF ′|=2c .设|AF ′|=m ,|AF |=n ,则由椭圆的定义知m +n =2a ,① 在Rt△AF ′F 中,m 2+n 2=4c 2.②由①②,得mn =2(a 2-c 2),则m n +n m =2c2a 2-c 2.令n m =t ,得t +1t =2c 2a 2-c 2. 由|FB |≤|FA |≤2|FB |,得nm=t ∈[1,2],所以t +1t =2c 2a 2-c 2∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,52,即2≤2e 21-e 2≤52,解得22≤e ≤53,故选A.15.(2018·嘉兴测试)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),直线l 1:y =-12x ,直线l 2:y =12x ,P 为椭圆上任意一点,过P 作PM ∥l 1且与l 2交于点M ,作PN ∥l 2且与l 1交于点N ,若|PM |2+|PN |2为定值,则椭圆的离心率为________. 答案32解析 设P (x 0,y 0),则直线PM 的方程为y =-12x +x 02+y 0,直线PN 的方程为y =12x -x 02+y 0,分别与直线l 2,l 1的方程联立可得M ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 02+y 0,x 04+y 02,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 02-y 0,-x 04+y 02,从而|PM |2+|PN |2=58x 20+52y 20.又点P (x 0,y 0)在椭圆上,所以b 2x 20+a 2y 20=a 2b 2.又|PM |2+|PN |2为定值,所以b 2a 2=5852=14,从而e 2=a 2-b 2a 2=34,从而e =32.16.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=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1-cos2∠PF 1F 21-cos2∠PF 2F 1=a 2c 2,求该椭圆的离心率的取值范围.解 由1-cos2∠PF 1F 21-cos2∠PF 2F 1=a 2c 2,得c a =sin∠PF 2F 1sin∠PF 1F 2.又由正弦定理得sin∠PF 2F 1sin∠PF 1F 2=|PF 1||PF 2|,所以|PF 1||PF 2|=c a ,即|PF 1|=c a |PF 2|.又由椭圆定义得|PF 1|+|PF 2|=2a , 所以|PF 2|=2a 2a +c ,|PF 1|=2ac a +c ,因为PF 2是△PF 1F 2的一边, 所以有2c -2ac a +c <2a 2a +c <2c +2aca +c,即c 2+2ac -a 2>0,所以e 2+2e -1>0(0<e <1), 解得椭圆离心率的取值范围为(2-1,1).精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
2021高考数学一轮复习统考第9章平面解析几何第5讲椭圆课件北师大版
考向三 椭圆的几何性质
例 3 (1)(2019·云南保山期末)椭圆ax22+by22=1(a>b>0)的一个焦点为 F1, 若椭圆上存在一点 P,满足以椭圆短轴为直径的圆与线段 PF1 相切于该线段 的中点,则椭圆的离心率为( )
A.
2 2
B.23
C.95
D.
5 3
答案
解析 设线段 PF1 的中点为 M,另一个焦点为 F2,由 题意知,|OM|=b,又 OM 是△F2PF1 的中位线,∴|OM| =12|PF2|=b,|PF2|=2b,由椭圆的定义知|PF1|=2a-|PF2| =2a-2b.
解析 答案
4.已知中心在原点的椭圆 C 的右焦点为 F(1,0),离心率等于13,则椭圆
C 的方程是( )
A.x42+y32=1
B.x42+ y23=1
C.x42+y22=1
D.x92+y82=1
c=1,
解析 依题意,设椭圆方程为ax22+by22=1(a>b>0),所以ac=13,
c2=a2-b2,
解析 取 MN 的中点为 G,点 G 在椭圆 C 上.设点 M 关于椭圆 C 的焦 点 F1 的对称点为 A,点 M 关于椭圆 C 的焦点 F2 的对称点为 B,则有|GF1| =12|AN|,|GF2|=21|BN|,所以|AN|+|BN|=2(|GF1|+|GF2|)=4a=12.
解析
考向二 椭圆的标准方程
例 2 (1)(2019·全国卷Ⅰ)已知椭圆 C 的焦点为 F1(-1,0),F2(1,0),过
F2 的直线与 C 交于 A,B 两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,则 C 的方程
为( )
A.x22+y2=1
高考数学一轮复习第九章解析几何9.5椭圆课件文北师大版
长轴 A1A 2 的长为 2a
|F1F2|=2c
e= ∈(0,1)
c2=a2-b2
第四页,共48页。
y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0)
-b≤x≤b
-a≤y≤a
对称中心:原点
A1(0,-a),A2(0,a)
B1(-b,0),B 2(b,0)
;短轴 B 1B2 的长为 2b
2
1+4
解得 k
2
5
=16,故
√5
k=± 4 .
第十五页,共48页。
--1616
考点
(kǎo
diǎn)1
考点(kǎo
diǎn)2
考点(kǎo
diǎn)3
解题心得1.在利用椭圆定义解题的时候,一方面要注意到常数
2a>|F1F2|这个条件;另一方面要熟练掌握由椭圆上任一点与两个焦点
所组成的焦点三角形中的数量关系.
25
16
第十七页,共48页。
-18-18
考点
(kǎo
diǎn)2
考点
(kǎo
diǎn)1
考点(kǎo
diǎn)3
解析: (1)如图,设椭圆的左焦点为F',
则|AF|= 22 + (2√3)2 =4=|AF'|,
|PF|+|PF'|=2a=6.
∵|PA|-|PF'|≤|AF'|,
∴△APF的周长=|AF|+|PA|+|PF|=|AF|+|PA|+6-|PF'|≤4+6+4=14,当且仅
(全国通用版)2019版高考数学大一轮复习第九章平面解析几何第5节第1课时椭
第1课时椭圆及其标准方程最新考纲 1.了解椭圆的实际背景,了解椭圆在刻画现实世界和解决实际问题中的作用; 2.掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质.知识梳理1.椭圆的定义在平面内与两定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.其数学表达式: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标准方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)y2a2+x2b2=1(a>b>0)图形性质范围-a≤x≤a -b≤y≤b -b≤x≤b -a≤y≤a 对称性对称轴:坐标轴;对称中心:原点顶点A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)A1(0,-a),A2(0,a),B1(-b,0),B2(b,0) 轴长轴A1A2的长为2a;短轴B1B2的长为2b焦距|F1F2|=2c离心率e=ca∈(0,1)a,b,c的关系c2=a2-b2 [常用结论与微点提醒]1.过椭圆的一个焦点且与长轴垂直的弦的长为2b2a,称为通径.2.椭圆离心率e=ca=a2-b2a=1-b2a2.3.应用“点差法”时,要检验直线与圆锥曲线是否相交.诊断自测1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.( )(2)椭圆的离心率e越大,椭圆就越圆.( )(3)方程mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)表示的曲线是椭圆.( )(4)x2a2+y2b2=1(a>b>0)与y2a2+x2b2=1(a>b>0)的焦距相同.( )解析(1)由椭圆的定义知,当该常数大于|F1F2|时,其轨迹才是椭圆,而常数等于|F1F2|时,其轨迹为线段F1F2,常数小于|F1F2|时,不存在这样的图形.(2)因为e=ca=a2-b2a=1-ba2,所以e越大,则ba越小,椭圆就越扁.答案(1)×(2)×(3)√(4)√2.(2017·浙江卷)椭圆x29+y24=1的离心率是( )A.133B.53C.23D.59解析由已知,a=3,b=2,则c=9-4=5,所以e=ca=53.答案 B3.(2018·张家口调研)椭圆x216+y225=1的焦点坐标为( )A.(±3,0)B.(0,±3)C.(±9,0)D.(0,±9)解析根据椭圆方程可得焦点在y轴上,且c2=a2-b2=25-16=9,∴c=3,故焦点坐标为(0,±3),故选 B.答案 B4.已知中心在原点的椭圆C的右焦点为F(1,0),离心率等于12,则椭圆C的方程是( )A.x23+y24=1 B.x24+y23=1C.x24+y22=1 D.x24+y23=1。
高考数学一轮复习 第九章 平面解析几何 第5讲 椭圆课件 理
解析 (1)由条件知 PM=PF. ∴PO+PF=PO+PM=OM=R>OF. ∴P 点的轨迹是以 O,F 为焦点的椭圆. (2)由椭圆的方程得 a= 3.设椭圆的另一个焦点为 F,则由椭圆 的定义得 BA+BF=CA+CF=2a,所以△ABC 的周长为 BA+ BC+CA=BA+BF+CF+CA=(BA+BF)+(CF+CA)=2a+2a =4a=4 3.
2.(2015·广
东
卷
改
编
)
已
知
椭
圆
x2 25
+
y2 m2=1(m来自0)的左焦
点
为
F1(-4,0),则 m=________.
解析 依题意有25-m2=16,∵m>0,∴m=3.
答案 3
3.已知椭圆 C:ax22+by22=1(a>b>0)的左、右焦点为 F1,F2,
离心率为 33,过 F2 的直线 l 交 C 于 A,B 两点.若△AF1B 的 周长为 4 3,则 C 的方程为________. 解析 由椭圆的定义可知△AF1B 的周长为 4a,所以 4a=4 3, 故 a= 3,又由 e=ac= 33,得 c=1,所以 b2=a2-c2=2, 则 C 的方程为x32+y22=1. 答案 x32+y22=1
第5讲 椭 圆
考试要求 1.椭圆的实际背景,椭圆在刻画现实世界和解决实际 问题中的作用,A级要求;2.椭圆的定义,几何图形,标准方程 及简单几何性质,B级要求.
知识梳理
1.椭圆的定义
(1)第一定义:在平面内与两定点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.
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A.(±3,0)
B.(0,±3)
C.(±9,0)
D.(0,±9)
解析 根据椭圆方程可得焦点在y轴上,且c2=a2-b2=25-16
=9,∴c=3,故焦点坐标为(0,±3),故选B.
答案 B
基础诊 断
考点突 破
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4.已知中心在原点的椭圆 C 的右焦点为 F(1,0),离心率等于12,则椭圆 C 的方程是( )
A.5
B.6
C.7
D.8
解析 (1)连接QA.由已知得|QA|=|QP|.
所以|QO|+|QA|=|QO|+|QP|=|OP|=r.
又因为点A在圆内,所以|OA|<|OP|,根据椭圆的定义,点Q的
轨迹是以O,A为焦点,r为长轴长的椭圆.
(2)由椭圆定义知点P到另一个焦点的距离是10-2=8.
答案 (1)A (2)D
=±
215,又 x>0,所以 x=
215,∴P
点坐标为
215,1或
215,-1.
答案
215,1或
215,-1
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考点突 破
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第1课时 椭圆及其标准方程
基础诊 断
考点突 破
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考点一 椭圆的定义及其应用 【例1】 (1)(选修1-1P42A7改编)如图,圆O的半径为定长r,
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规律方法 1.椭圆定义的应用主要有:判定平面内动点的轨迹 是否为椭圆、求椭圆的标准方程和离心率等. 2.椭圆的定义式必须满足2a>|F1F2|.
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【训练 1】(1)设定点 F1(0,-3),F2(0,3),动点 P 满足条件|PF1|+|PF2|=a+9a(a>0),
A是圆O内一个定点,P是圆上任意一点,线段AP的垂直平 分线l和半径OP相交于点Q,当点P在圆上运动时,点Q的轨 迹是( )
A.椭圆 C.抛物线
B.双曲线 D.圆
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(2)椭圆2x52+y2=1 上一点 P 到一个焦点的距离为 2,则点 P 到另一个焦点的距离为
()
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诊断 自测 1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)平面内与两个定点 F1,F2 的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.( ) (2)椭圆的离心率 e 越大,椭圆就越圆.( ) (3)方程 mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)表示的曲线是椭圆.( ) (4)ax22+by22=1(a>b>0)与ay22+bx22=1(a>b>0)的焦距相同.( )
考点突 破
2.椭圆的标准方程和几何性质
标准方程
ax22+by22=1(a>b>0)
ay22+bx22=1(a>b>0)
图形
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范围
-a≤x≤a - b≤y≤b
-b≤x≤b - a≤y≤a
对称性 对称轴:坐标轴;对称中心:原点
A1(-a,0),A2(a, A1(0,-a),A2(0,
则点 P 的轨迹是( )
A.椭圆
B.线段
C.不存在
D.椭圆或线段
(2)与圆 C1:(x+3)2+y2=1 外切,且与圆 C2:(x-3)2+y2=81 内切的动圆圆心 P
的轨迹方程为________.
基础诊 断
考点突 破
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解析 (1)∵a+9a≥2 a·9a=6, 当且仅当 a=9a,即 a=3 时取等号, ∴当a=3时,|PF1|+|PF2|=6=|F1F2|,点P的轨迹是线段F1F2; 当a>0,且a≠3时,|PF1|+|PF2|>6=|F1F2|,点P的轨迹是椭圆. (2)设动圆的半径为r,圆心为P(x,y),则有|PC1|=r+1,|PC2| =9-r.
及焦点 F1,F2 为顶点的三角形的面积等于 1,则点 P 的坐标为________. 解析 设 P(x,y),由题意知 c2=a2-b2=5-4=1,所以 c=1,则 F1(-1,0),F2(1, 0),由题意可得点 P 到 x 轴的距离为 1,所以 y=±1,把 y=±1 代入x52+y42=1,得 x
0),
a),
性 质
顶点
B1(0,-b),B22(0a, B1(-b,0),2Bb2(b,
b)
2c 0)
轴 焦距
长轴A1A2的长为 (0,;1短) 轴B1B2的长为
___a_2_-__b2
|F1F2|=_______
基础诊
考点突
断
破
[常用结论与微点提醒] 1.过椭圆的一个焦点且与长轴垂直的弦的长为2ab2,称为通径. 2.椭圆离心率 e=ac= a2a-b2= 1-ab22. 3.应用“点差法”时,要检验直线与圆锥曲线是否相交.
基础诊 断
考点突 破
2.(2017·浙江卷)椭圆x92+y42=1 的离心率是( )
13
5
2
5
A. 3
B. 3
C.3
D.9
解析
由已知,a=3,b=2,则 c=
9-4=
5,所以
e=ac=
5 3.
答案 B
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基础诊 断
考点突 破
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3.(2018·张家口调研)椭圆1x62+2y52=1 的焦点坐标为( )
基础诊 断
考点突 破
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解析 (1)由椭圆的定义知,当该常数大于|F1F2|时,其轨迹才 是椭圆,而常数等于|F1F2|时,其轨迹为线段F1F2,常数小于 (|F2)1因F为2|时e=,ac=不a存2a-在b2=这样1-的ba图2,形所.以 e 越大,则ba越小,椭圆就越扁. 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√
的轨迹叫做 椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点
,两
焦点间的距离焦叫距做椭圆的
.
其数学表达式: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.
基础诊 断
A.x32+y42=1
B.x42+ y23=1
C.x42+y22=1
D.x42+y32=1
解析 由题意知 c=1,e=ac=12,所以 a=2,b2=a2-c2=3.故所求椭圆 C 的方程为 x42+y32=1.
答案 D
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考点突 破
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5.(选修 1-1P42A6 改编)已知点 P 是椭圆x52+y42=1 上 y 轴右侧的一点,且以点 P
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第5节 椭 圆
基础诊 断
考点突 破
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最新考纲 1.了解椭圆的实际背景,了解椭圆在刻画现实世界 和解决实际问题中的作用;2.掌握椭圆的定义、几何图形、标 准方程及简单几何性质.
基础诊 断
考点突 破@《创新设 Fra bibliotek》知识梳
1.椭圆的定义
理
在平面内与两定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点