高二数学椭圆知识点与例题
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椭圆题型总结一、 椭圆的定义和方程问题 (一) 定义:PA+PB=2a>2c1. 命题甲:动点P 到两点B A ,的距离之和);,0(2常数>=+a a PB PA 命题乙: P 的轨迹是以A 、B 为焦点的椭圆,则命题甲是命题乙的 ( )A 。
充分不必要条件 B.必要不充分条件 C 。
充要条件 D.既不充分又不必要条件2. 已知1F 、2F 是两个定点,且421=F F ,若动点P 满足421=+PF PF 则动点P 的轨迹是( )A 。
椭圆 B.圆 C.直线 D.线段3. 已知1F 、2F是椭圆的两个焦点, P 是椭圆上的一个动点,如果延长P F 1到Q ,使得2PF PQ =,那么动点Q的轨迹是( )A.椭圆B.圆C.直线D.点4. 已知1F 、2F 是平面α内的定点,并且)0(221>=c c F F ,M 是α内的动点,且a MF MF 221=+,判断动点M 的轨迹。
5. 椭圆192522=+y x 上一点M 到焦点1F 的距离为2,N 为1MF 的中点,O 是椭圆的中心,则ON 的值是 。
(二) 标准方程求参数范围1. 若方程13522=-+-k y k x 表示椭圆,求k 的范围。
(3,4)U(4,5) 2.轴上的椭圆”的表示焦点在”是“方程“y ny mx n m 1022=+>>( ) A.充分而不必要条件 B 。
必要不充分条件 C 。
充要条件 D 。
既不充分又不必要条件3. 已知方程112522=-+-m y m x 表示焦点在Y 轴上的椭圆,则实数m 的范围是 。
4. 已知方程222=+ky x 表示焦点在Y 轴上的椭圆,则实数k 的范围是 . 5. 方程231y x -=所表示的曲线是 .6. 如果方程222=+ky x 表示焦点在y 轴上的椭圆,求实数k 的取值范围. 7. 已知椭圆06322=-+m y mx 的一个焦点为)2,0(,求m 的值。
高二选修一椭圆的知识点椭圆是高中数学的重要内容之一,作为高二学生选修的数学课程之一,椭圆的知识点对于学生的数学素养和理解力有着重要的影响。
本文将介绍高二选修一中涉及的椭圆的知识点。
一、椭圆的定义与性质椭圆是平面上一点到两个给定定点的距离之和等于常数的点的集合。
这两个给定定点分别称为椭圆的焦点,常数称为椭圆的离心率。
椭圆具有如下性质:1. 椭圆的离心率小于1,且等于0时为圆。
2. 椭圆的中心即为焦点所连直线的垂直平分线的交点。
3. 椭圆的长半轴和短半轴分别是焦点所连直线的垂直平分线与椭圆的交点到焦点的距离。
4. 椭圆的顶点是和焦点在同一直线上的两个点。
二、椭圆的方程表达椭圆的方程表达有两种形式:标准方程和一般方程。
1. 标准方程椭圆的标准方程为(x - h)²/a² + (y - k)²/b² = 1,其中(h, k)为椭圆的中心坐标,a和b分别为椭圆的长半轴和短半轴。
2. 一般方程椭圆的一般方程为Ax² + Bxy + Cy² + Dx + Ey + F = 0,其中A、B、C、D、E和F均为常数。
三、椭圆的参数方程椭圆的参数方程是将椭圆的坐标表示为参数θ的函数形式。
椭圆的参数方程为x = h + a cosθ,y = k + b sinθ,其中θ为参数。
四、椭圆的焦点与直径椭圆的焦点是指离心率所决定的椭圆上两个特殊的点,位于椭圆的长轴上。
椭圆的直径是从椭圆上一点到椭圆的另一点的最长线段。
五、椭圆与切线椭圆上的任意一点处都存在切线。
椭圆的切线与椭圆的法线垂直。
六、椭圆的重要参数椭圆的重要参数包括离心率、焦距、短半轴、长半轴、准线等,这些参数可以通过椭圆的方程表达或者几何性质求解。
七、椭圆的应用椭圆在日常生活和工程领域中有着广泛的应用。
例如,椭圆的形状可以模拟行星的轨道,从而研究天体运动;椭圆的形状也可以用来设计汽车、船舶和建筑物等工程项目。
椭圆知识点以及题型总结一、椭圆的定义与基本性质椭圆是平面上到定点F1与F2的距离之和等于常数2a的点P的轨迹。
其中的定点F1和F2称为焦点,常数2a称为长轴的长度。
椭圆还有一个重要的参数e,称为离心率,定义为e=c/a,其中c是焦点与中心之间的距离。
椭圆是一个非常重要的几何图形,它有许多独特的性质,需要我们逐一来了解。
1. 椭圆的标准方程椭圆的标准方程一般可以表示为(x-h)²/a²+(y-k)²/b²=1,其中(a>b)。
其中(h,k)是椭圆的中心坐标。
2. 椭圆的焦半径和半短轴椭圆的焦半径是指从焦点到椭圆上任意一点的线段,它的长度等于椭圆的长半轴的长度a。
而椭圆的半短轴的长度等于b。
3. 相邻两焦点和任意一点的距离之和椭圆上任意一点P到椭圆的两个焦点的距离之和等于2a。
即PF1+PF2=2a。
4. 椭圆的离心率椭圆的离心率e定义为e=c/a,其中c是焦点与中心之间的距离,a是长半轴的长度。
离心率是描述椭圆形状的一个重要参数,它的取值范围为0<e<1。
5. 椭圆的参数方程椭圆还可以用参数方程来表示,一般可以表示为x=h+a*cosθ,y=k+b*sinθ。
其中θ的取值范围一般为0≤θ≤2π。
二、常见椭圆的题型及解题方法1. 椭圆的焦半径与半短轴的关系题这类题目一般给定椭圆的长半轴的长度a和离心率e,要求求出椭圆的焦半径和半短轴的长度。
解题方法:根据离心率e=c/a,可以求出焦点与中心之间的距离c,然后根据椭圆的焦点与半短轴之间的关系,可以求出半短轴的长度b。
2. 椭圆的标准方程题这类题目一般给定椭圆的焦点、长轴的长度和中心坐标,要求写出椭圆的标准方程。
解题方法:根据给定的信息,可以用(x-h)²/a²+(y-k)²/b²=1的形式写出椭圆的标准方程。
3. 椭圆的参数方程题这类题目一般给定椭圆的中心坐标、长半轴、半短轴的长度,要求写出椭圆的参数方程。
高二椭圆知识点总结一、椭圆的基本概念1.1 椭圆的定义椭圆是平面上到两个固定点的距离之和等于常数的点的轨迹。
具体来说,设两点为F₁和F₂,距离之和为常数2a,那么椭圆E的定义:E = {P∈R² | |PF₁| + |PF₂| = 2a}其中,P为椭圆上的点,F₁和F₂为两个固定点,a为椭圆的半长轴。
1.2 椭圆的几何性质椭圆有如下几何性质:(1)椭圆的离心率:椭圆的形状由离心率e来表征。
(2)椭圆的焦点:椭圆的两个焦点分别为F₁和F₂。
(3)椭圆的半长轴和半短轴:半长轴为椭圆的长轴的一半,半短轴为椭圆的短轴的一半。
1.3 椭圆和圆的关系可以看到,当两个焦点重合时,椭圆变成了圆。
这也说明圆是椭圆的一种特殊情况,也就是说圆是椭圆的特例。
二、椭圆的方程和性质2.1 椭圆的标准方程椭圆的标准方程为:x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1其中,a为椭圆的半长轴,b为椭圆的半短轴。
2.2 椭圆的参数方程椭圆的参数方程为:x = a*cosθy = b*sinθ其中,θ为参数,a和b分别为椭圆的半长轴和半短轴。
2.3 椭圆的性质椭圆有许多重要的性质,如焦点、离心率、长轴、短轴等。
椭圆的性质对于解析几何的学习非常重要。
在实际应用中,我们可以利用这些性质进行问题的求解和分析。
2.4 椭圆的参数方程与标准方程的转化椭圆的参数方程与标准方程可以相互转化,通过参数方程与三角函数之间的关系,我们可以得到椭圆的标准方程。
三、椭圆的相关计算3.1 椭圆的面积椭圆的面积可以通过参数方程和积分来计算,最终可以得到椭圆的面积公式为:S = πab其中,a和b为椭圆的半长轴和半短轴。
3.2 椭圆的周长椭圆的周长也可以通过参数方程和积分来计算,最终可以得到椭圆的周长公式为:L = 4aE(e)其中,a为椭圆的半长轴,E(e)为椭圆的第二类椭圆积分,e为椭圆的离心率。
3.3 椭圆方程的化简对于一些复杂的椭圆方程,我们可以通过一些方法对椭圆方程进行化简,使得问题的求解变得更加简单。
(一)椭圆的定义:1、椭圆的定义:平面与两个定点F i 、F 2的距离之和等于定长(大于 IRF 2I )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点 F i 、F 2叫做椭圆的 焦点,两焦点的距离 厅汀2|叫做椭圆的 焦距。
对椭圆定义的几点说明:(1) “在平面”是前提,否则得不到平面图形(去掉这个条件,我们将得到一个椭球面); (2) “两个定点”的设定不同于圆的定义中的“一个定点” ,学习时注意区分;(3) 作为到这两个定点的距离的和的 “常数”,必须满足大于| F i F 2|这个条件。
若不然, 当这个“常数”等于| F i F 2|时,我们得到的是线段 F 1F 2;当这个“常数”小于| F i F 2|时,无 轨迹。
这两种特殊情况,同学们必须注意。
(4) 下面我们对椭圆进行进一步观察,发现它本身具备对称性,有两条对称轴和一个 对称中心,我们把它的两条对称轴与椭圆的交点记为 A i , A 2, B i , B 2,于是我们易得| A i A 2|的值就是那个“常数”,且|B 2F 2|+|B 2F i |、|B i F 2|+|B i F i |也等于那个“常数”。
同学们想一想 其中的道理。
(5)中心在原点、焦点分别在 x 轴上,y 轴上的椭圆标准方程分别为:2 2 2 2i (a b 0),77i (a b 0),a ba b2 2 2相同点是:形状相同、大小相同;都有 a > b > 0, a c b 。
不同点是:两种椭圆相对于坐标系的位置不同, 它们的焦点坐标也不同(第一个椭圆的 焦点坐标为(一c , 0)和(c , 0),第二个椭圆的焦点坐标为(0,— c )和(0, c )。
椭圆的 焦点在x 轴上 标准方程中x 2项的分母较大;椭圆的焦点在 y 轴上标准方程中y 2项的分母较大。
(二)椭圆的几何性质:椭圆的几何性质可分为两类:一类是与坐标系有关的性质,如顶点、焦点、中心坐标; 一类是与坐标系无关的本身固有性质,如长、短轴长、焦距、离心率.对于第一类性质,只2 2要X 2 每 i (a b 0)的有关性质中横坐标x 和纵坐标y 互换,就可以得出 a b2 2^2 —2 i (a b 0)的有关性质。
考点38椭圆【命题趋势】椭圆是高考考查的重点,难点,可能在小题中出现,也经常出现在高考中的压轴题位置,是高考高分的分水岭.我们复习时必须掌握以下几点:(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、标准方程及简单性质.(3)了解椭圆的简单应用.(4)理解数形结合的思想.【重要考向】一、椭圆定义的应用二、求椭圆的标准方程三、椭圆的几何性质及应用四、直线与椭圆的位置关系椭圆定义的应用平面上到两定点12,F F 的距离的和为常数(大于两定点之间的距离)的点P 的轨迹是椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两个定点之间的距离叫做椭圆的焦距,记作122F F c =.定义式:12122(2)PF PF a a F F +=>.要注意,该常数必须大于两定点之间的距离,才能构成椭圆.【巧学妙记】1.(2020·深圳实验学校高二月考)在ABC 中,点()2,0A -、点()2,0B ,且||AB 是||AC 和||BC 的等差中项,则点C 的轨迹方程是()A .2211612x y +=B .2211612x y +=(4)x ≠±C .2216460x y +=D .2216460x y +=(8)x ≠±【答案】B 【分析】由A 、B 的坐标求出||AB ,代入2||||||AB AC BC =+,可知点C 的轨迹是以(2,0)A -,(2,0)B 为焦点,半长轴长是8的椭圆,由此求出其轨迹方程.【详解】解: 点(2,0)A -、点(2,0)B ,||4AB ∴=,||AB 是||AC 和||BC 的等差中项,则2||||||8AB AC BC =+=,∴点C 的轨迹是以(2,0)A -,(2,0)B 为焦点,半长轴长是4的椭圆(去掉长轴上的顶点).则4a =,2c =,22212b a c ∴=-=.∴点A 的轨迹方程是:221(4)1612x y x +=≠±故选:B .2.(2021·安徽宿州市·高二期末(理))在ABC 中,已知()3,0B -,()3,0C 且ABC 的周长为16,则顶点A 的轨迹方程是()A .()22102516x y x +=≠B .()22101625x y x +=≠C .()22102516x y y +=≠D .()22101625x y y +=≠【答案】C 【分析】由周长得到106AB AC +=>,利用椭圆定义写出点A 的轨迹方程.【详解】由条件可知16AB AC BC ++=,6BC =,106AB AC ∴+=>,∴点A 是以,B C 为焦点的椭圆,除去左右顶点,并且210,26a c ==,2225,9a c ∴==,225916b =-=∴顶点A 的轨迹方程是()22102516x y y +=≠.故选:C3.(2021·浙江高二期末)已知12,F F 分别为椭圆2221(010)100x y b b +=<<的左、右焦点,P是椭圆上一点.(1)12PF PF +的值为________;(2)若1260F PF ∠=︒,且12F PF △的面积为6433,求b 的值为________.【答案】208【分析】(1)根据椭圆的定义,直接求即可得解;(2)根据焦点三角形的性质,利用面积公式结合余弦定理,即可得解.【详解】(1)由2221(010)100x y b b+=<<知2100,10a a ==,12220PF PF a +==,(2)设12,PF m PF n ==,21222122cos F F m n F F mn P =+-⋅∠,可得2224()343c m n mn a mn =+-=-,所以243b mn =,所以12122133643sin 2433F PF F PF S mn mm b =⋅∠===,所以8b =,故答案为:(1)20;(2)8.求椭圆的标准方程焦点在x 轴上,22221(0)x y a b a b +=>>;焦点在y 轴上,22221(0)y x a b a b+=>>.说明:要注意根据焦点的位置选择椭圆方程的标准形式,知道,,a b c 之间的大小关系和等量关系:222,0,0a c b a b a c -=>>>>.【巧学妙记】4.(2021·四川凉山彝族自治州·高三二模)已知中心在原点,对称轴为坐标轴的椭圆C ,其长轴长为4,焦距为2,则C 的方程为()A .2211612x y +=B .2211612x y +=或2211612y x +=C .22143x y +=D .22143x y +=或22143y x +=【答案】D 【分析】由椭圆中a ,b ,c 的关系求出短半轴长b 的值,再按焦点位置分别写出所求方程.【详解】因椭圆C 中心在原点,其长轴长为4,焦距为2,则2a =,1c =,b ==当椭圆的焦点在x 轴上时,椭圆方程为:22143x y+=,当椭圆的焦点在y 轴上时,椭圆方程为:22143y x+=.故选:D5.(2021·全国高二单元测试)已知椭圆的两个焦点的坐标分别是(0,-3)和(0,3),且椭圆经过点(0,4),则该椭圆的标准方程是()A .221167x y +=B .221167y x +=C .2212516x y +=D .221259y x +=【答案】B 【分析】根据题意设出椭圆的标准方程,由已知可得3c =,由椭圆定义求得a ,由b 2=a 2-c 2,求得b ,即可得出结果.【详解】解:∵椭圆的焦点在y 轴上,∴可设它的标准方程为22221(0)y x a b a b+=>>.∵28,a ==∴a =4,又c =3,∴b 2=a 2-c 2=16-9=7,故所求的椭圆的标准方程为221167y x +=.故选:B .6.(2021·全国高二单元测试)写出适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)两个焦点在坐标轴上,且经过A(,-2)和B (-2,1)两点;(2)a =4,c(3)过点P (-3,2),且与椭圆22194x y +=有相同的焦点.【答案】(1)221155x y +=;(2)22116x y +=或22116y x +=;(3)2211510x y +=.【分析】(1)利用待定系数法求得椭圆方程;(2)求得b ,根据焦点所在坐标轴写出椭圆方程;(3)首先求得2c ,然后利用P 点坐标求得22,a b ,由此求得椭圆方程.【详解】(1)设所求椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n ),由)2A-和()B -两点在椭圆上可得2222(2)1(11m n m n ⎧⋅+⋅-=⎪⎨⎪⋅-+⋅=⎩,即341121m n m n +=⎧⎨+=⎩,解得11515m n ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩.故所求椭圆的标准方程为221155x y +=.(2)因为a =4,c =所以b 2=a 2-c 2=1,1b =所以当焦点在x 轴上时,椭圆的标准方程是22116x y +=;当焦点在y 轴上时,椭圆的标准方程是22116y x +=.(3)因为所求的椭圆与椭圆22194x y +=的焦点相同,所以其焦点在x 轴上,且c 2=5.设所求椭圆的标准方程为()222210x y a b a b+=>>.因为所求椭圆过点P (-3,2),所以有22941a b +=①又a 2-b 2=c 2=5,②由①②解得a 2=15,b 2=10.故所求椭圆的标准方程为2211510x y +=.椭圆的几何性质及应用i)图形焦点在x 轴上焦点在y 轴上ii)标准方程几何性质范围顶点焦点对称性离心率椭圆22221x y a b +=(0)a b >>x a ≤y b≤(,0)a ±,(0,)b ±(,0)c ±对称轴:x 轴,y 轴,对称中心:原点01e <<,c e a=22221y x a b+=(0)a b>>y a ≤x b≤(0,)a ±,(,0)b ±(0,)c±【巧学妙记】7.(2020·全国高二课时练习)已知椭圆方程为22916144x y +=,则它的长轴长为________,短轴长为________,焦距为________,离心率为______.【答案】8674【分析】将椭圆方程化为标准方程,求出a 、b 、c 的值,即可得出结果.【详解】把椭圆方程化成标准方程为221169x y +=,所以4a =,3b =,c ==所以椭圆的长轴长为8,短轴长为6,焦距为74c e a ==.故答案为:8;6;74.8.(2021·福建龙岩市·高二期末)已知椭圆22212x y a +=的一个焦点为()F ,则这个椭圆的方程是()A .22132x y +=B .22142x y +=C .22152x y +=D .22162x y +=【答案】C 【分析】利用椭圆的简单几何性质求解.【详解】解: 椭圆22212x ya +=的一个焦点为(F ,22b ∴=,c =222325a b c ∴=+=+=,∴椭圆方程为22152x y +=.故选:C .9.(2021·山西高三三模)设椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>的左、右焦点分别为12,F F ,过2F 的直线与C 交于A ,B 两点,若1ABF 为等边三角形,则C 的离心率为()A .3B .2C .3D .12【答案】A 【分析】判断出12AB F F ⊥,利用22ce a=求得离心率.【详解】由于1ABF 为等边三角形,根据椭圆的对称性可知12AB F F ⊥,在12Rt AF F △中,126AF F π∠=,2112::1:2AF AF F F =所以2332123c e a ===+.故选:A直线与椭圆的位关系设直线:0l Ax By C ++=,椭圆22221x y a b+=,把二者方程联立得到方程组,消去()y x 得到一个关于()x y 的方程220(0)ax bx c ay by c ++=++=.0∆>⇔方程有两个不同的实数解,即直线与圆锥曲线有两个交点;0∆=⇔方程有两个相同的实数解,即直线与圆锥曲线有一个交点;0∆<⇔方程无实数解,即直线与圆锥曲线无交点.10.(2021·四川省内江市第六中学高二月考)已知直线:30l x y +-=,椭圆2214x y +=,则直线与椭圆的位置关系是()A .相交B .相切C .相离D .相切或相交【答案】C 【分析】将直线方程和椭圆方程联立,解方程组,由解的个数即可判断直线与椭圆的位置关系【详解】解:由223014x y x y +-=⎧⎪⎨+=⎪⎩,得22(3)14x x +-=,化简得2524320x x -+=,因为2244532640∆=-⨯⨯=-<,所以方程无解,所以直线与椭圆的位置关系是相离,故选:C11.(2020·河南高二月考(理))直线y kx k =-与椭圆22194x y +=的位置关系为()A .相交B .相切C .相离D .不确定【答案】A 【分析】求得直线y kx k =-恒过的定点,判断定点与椭圆的位置关系,由此可得直线y kx k =-与椭圆的位置关系.【详解】直线y kx k =-可化为(1)y k x =-,所以直线恒过点(1,0),又2210194+<,即(1,0)在椭圆的内部,∴直线y kx k =-与椭圆22194x y+=的位置关系为相交.故选:A.12.(2021·莆田第十五中学高二期末)直线0x y m --=与椭圆2219x y +=有且仅有一个公共点,求m 的值.【答案】m =【分析】将直线方程代入椭圆方程,消去x 得到2210290y my m -++=,令0∆=,计算即可求得结果.【详解】解:将直线方程0x y m --=代入椭圆方程2219x y +=,消去x 得到:2210290y my m -++=,令0∆=,即()22441090m m -⨯-=解得m =一、单选题1.已知椭圆C :22195x y +=的左焦点为F ,点M 在椭圆C 上,点N 在圆E :()2221x y -+=上,则MF MN +的最小值为()A .4B .5C .7D .82.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别是1F ,2F ,直线y kx =与椭圆C 交于A ,B 两点,113AF BF =,且1260F AF ∠=︒,则椭圆C 的离心率是()A .716B .74C .916D .343.过椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>右焦点F 的直线l :30x y --=交C 于A 、B 两点,P 为AB 的中点,且OP 的斜率为12-,则椭圆C 的方程为()A .22163x y +=B .22175x y +=C .22184x y +=D .22196x y +=4.已知12,F F 是椭圆22143x y +=的左,右焦点,点A 是椭圆上的一个动点,则12AF F △的内切圆的半径的最大值是()A .1B .12C .13D .335.已知椭圆22:1(0)9x y C m m+=>的长轴长与短轴长之差为2,则C 的焦距为()A 7B .5C .27D .25276.椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的上、下顶点分别为12,B B ,右顶点为A ,右焦点为F ,12B F B A ⊥,则椭圆的离心率为()A .12B .22C .512-D .512+7.已知A ,B ,C 是椭圆2222Γ:1(0)x y a b a b +=>>上不同的三点,且原点O 是△ABC 的重心,若点C 的坐标为3,22b ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,直线AB 的斜率为33-,则椭圆Γ的离心率为()A .13B .223C .3D .738.已知1F ,2F 是椭圆2222:154x y G +=的两个焦点,过1F 作直线l 交G 于A ,B 两点,若325AB =,则2F AB 的面积为()A .245B .485C .965D .16415二、多选题9.已知椭圆C :22148x y +=内一点M (1,2),直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点,且M 为线段AB 的中点,则下列结论正确的是()A.椭圆的焦点坐标为(2,0)、(-2,0)B .椭圆C 的长轴长为C .直线l 的方程为30x y +-=D .433AB =10.嫦娥奔月是中华民族的千年梦想.2020年12月我国嫦娥五号“探月工程”首次实现从月球无人采样返回.某校航天兴趣小组利用计算机模拟“探月工程”,如图,飞行器在环月椭圆轨道近月点制动(俗称“踩刹车”)后,以km/s v 的速度进入距离月球表面km n 的环月圆形轨道(月球的球心为椭圆的一个焦点),环绕周期为s t ,已知远月点到月球表面的最近距离为km m ,则()A .圆形轨道的周长为()2km vt πB .月球半径为km 2vt n π⎛⎫-⎪⎝⎭C .近月点与远月点的距离为kmt m n νπ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭D .椭圆轨道的离心率为m nm n-+三、填空题11.写出一个长轴长等于离心率8倍的椭圆标准方程为______.12.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的右焦点为F ,直线2a x =与C 交于A ,B 两点,若120AFB ∠=︒,则椭圆C 的离心率为_______.四、双空题13.椭圆2221x y +=的长轴长为______,焦点坐标是________.五、解答题14.求椭圆9x 2+16y 2=144的长轴长、短轴长、离心率、焦点坐标和顶点坐标.15.已知地球运行的轨道是长半轴长81.5010km a =⨯,离心率0.0192e =的椭圆,且太阳在这个椭圆的一个焦点上,求地球到太阳的最大和最小距离.16.已知椭圆的长轴在x 轴上,长轴长为4,离心率为32,(1)求椭圆的标准方程,并指出它的短轴长和焦距.(2)直线220x y --=与椭圆交于,A B 两点,求,A B 两点的距离.17.地球围绕太阳公转的轨道是一个椭圆,太阳位于该椭圆的一个焦点,每单位时间地球公转扫过椭圆内区域的面积相同.我国古代劳动人民根据长期的生产经验总结创立了二十四节气,将一年(地球围绕太阳公转一周)划分为24个节气,规则是:任意2个相邻节气地球与太阳的连线成15︒.地球在小寒前约三四天到达近日点,在小暑前约三四天到达远日点.(1)从冬至到小寒与从夏至到小暑,哪一段时间更长?并说明理由.(2)以立春为始,排在偶数位的12个节气又称为中气,农历规定没有中气的那个月为闰月.经统计,1931年至2050年间,闰月最多的3个月份是:闰4月7次,闰5月9次,闰6月8次;闰月最少的3个月份是:闰11月1次,闰12月0次,闰1月0次.为什么会出现这种现象?请说明理由一、单选题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 .13B .12C .9D .62.(2021·全国高考真题(理))设B 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的上顶点,若C 上的任意一点P 都满足||2PB b ≤,则C 的离心率的取值范围是()A .2,12⎫⎪⎪⎣⎭B .1,12⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .20,2⎛ ⎝⎦D .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦3.(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 +=二、多选题4.(2020·海南高考真题)已知曲线22:1C mx ny +=.()A .若m >n >0,则C 是椭圆,其焦点在y 轴上B .若m =n >0,则CC .若mn <0,则C 是双曲线,其渐近线方程为y =D .若m =0,n >0,则C 是两条直线三、双空题5.(2021·浙江高考真题)已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>,焦点1(,0)F c -,2(,0)F c (0)c >,若过1F 的直线和圆22212x c y c ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭相切,与椭圆在第一象限交于点P ,且2PF x ⊥轴,则该直线的斜率是___________,椭圆的离心率是___________.四、解答题6.(2021·全国高考真题)已知椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b+=>>,右焦点为F ,且离心率为63.(1)求椭圆C 的方程;(2)设M ,N 是椭圆C 上的两点,直线MN 与曲线222(0)x y b x +=>相切.证明:M ,N ,F 三点共线的充要条件是||MN =.7.(2021·北京高考真题)已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>过点(0,2)A -,以四个顶点围成的四边形面积为(1)求椭圆E 的标准方程;(2)过点P (0,-3)的直线l 斜率为k ,交椭圆E 于不同的两点B ,C ,直线AB ,AC 交y =-3于点M 、N ,直线AC 交y =-3于点N ,若|PM |+|PN |≤15,求k 的取值范围.8.(2020·山东高考真题)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>的离心率为2,且过点()2,1A .(1)求C 的方程:(2)点M ,N 在C 上,且AM AN ⊥,AD MN ⊥,D 为垂足.证明:存在定点Q ,使得DQ 为定值.9.(2020·全国高考真题(文))已知椭圆222:1(05)25x y C m m +=<<的离心率为4,A ,B 分别为C 的左、右顶点.(1)求C 的方程;(2)若点P 在C 上,点Q 在直线6x =上,且||||BP BQ =,BP BQ ⊥,求APQ 的面积.10.(2020·全国高考真题(文))已知椭圆C 1:22221x y a b+=(a >b >0)的右焦点F 与抛物线C 2的焦点重合,C 1的中心与C 2的顶点重合.过F 且与x 轴垂直的直线交C 1于A ,B 两点,交C 2于C ,D 两点,且|CD |=43|AB |.(1)求C 1的离心率;(2)若C 1的四个顶点到C 2的准线距离之和为12,求C 1与C 2的标准方程.参考答案跟踪训练1.B 【分析】根据椭圆的定义把求MF MN +的最小值转化为求ME MN -的最大值,利用三角形的两边之差小于第三边即可求得.【详解】易知圆心E 为椭圆的右焦点,且3,2a b c ===,由椭圆的定义知:26MF ME a +==,所以6MF ME =-,所以()66MF MN ME MN ME MN+=-+=--,要求MF MN +的最小值,只需求ME MN -的最大值,显然,,M N E 三点共线时ME MN -取最大值,且最大值为1,所以MF MN +的最小值为615-=.故选:B.2.B 【分析】根据椭圆的对称性可知,21AF BF =,设2AF m =,由113AF BF =以及椭圆定义可得132a AF =,22a AF =,在12AF F △中再根据余弦定理即可得到22744a c =,从而可求出椭圆C 的离心率.【详解】由椭圆的对称性,得21AF BF =.设2AF m =,则13AF m =.由椭圆的定义,知122AF AF a +=,即32m m a +=,解得2a m =,故132aAF =,22a AF =.在12AF F △中,由余弦定理,得122212121222cos F F AF AF A F A F A F F =+∠-,即2222931742442224a a a a a c =+-⨯⨯=,则222716c e a ==,故74e =.故选:B.3.A 【分析】由题意,可得右焦点F 的坐标,联立直线l 与椭圆的方程,利用韦达定理,求出AB 的中点P 的坐标,由直线OP 的斜率可得a ,b 的关系,再由椭圆中a ,b ,c 的关系求出a ,b的值,进而可得椭圆的方程.【详解】解:直线:0l x y --=中,令0y =,可得x =F 0),设1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,则A ,B 的中点1212,22x x y y P ++⎛⎫⎪⎝⎭,联立222201x y x y ab ⎧-=⎪⎨+=⎪⎩,整理得2222222()30a b y y b a b +++-=,所以2122223b y y a b +=-+,212122223x x y y a b +=+++,所以21221212OP y y b k x x a +==-=-+,所以222a b =,又222a b c =+,23c =,所以26a =,23b =,所以椭圆的方程为22163x y +=,故选:A .【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是联立直线和椭圆的方程,然后利用韦达定理求出12y y +,12x x +,进而根据12OP k =-由两点间的斜率公式得a ,b 的关系.4.D利用椭圆的定义即可求解.【详解】设12AF F △的内切圆的半径为r ,由22143x y +=,则2a =,b =1c ==所以1224AF AF a +==,1222F F c ==,由12121211112222A F F r AF r AF r F F y ++=,即()121211222A r F F AF AF y ++=⨯,即3A r y =,若12AF F △的内切圆的半径最大,即A y 最大,又A y ≤≤所以max 33r =.故选:D 5.D 【分析】分椭圆的焦点在x 轴上和在y 轴上分别得出,a b ,根据条件先求出m ,再求焦距.【详解】当C 焦点在x 轴上,此时3,a b ==62-=,解得4m =此时焦距为2c ==当C 的焦点在y 轴上,此时3a b ==,则62=,解得16m =此时C 的焦距为=.故选:D .6.C 【分析】求出椭圆的焦点坐标,顶点坐标,利用垂直关系列出方程,转化求解即可.解:椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的上、下顶点分别为12(0,),(0,)B b B b -,右顶点为A (a ,0),右焦点为F (c ,0),12BF B A ⊥,可得b bc a-⋅=﹣1,22a cac -=1,解得e =12-.故选:C.7.B 【分析】根据椭圆的第三定义22OC AB b k k a⋅=-,可求得,a b 的关系,进而求得离心率;【详解】设AB 的中点D ,因为原点O 是△ABC 的重心,所以,,C O D 三点共线,所以OD OC k k =,由于22223133OC AB b b b k k a a a ⎛⎫⋅=-⇒-=-⇒= ⎪ ⎪⎝⎭,所以223e =,故选:B.8.C 【分析】判断出AB x ⊥轴,直接由三角形面积公式计算即可.【详解】由2222:154x y G +=知2222543c =-=,所以1(3,0)F -,把3x =-代入椭圆方程可得42425y =,故165y =±,又325AB =,所以AB x ⊥轴,则2113296||22255F AB AB d c ==⨯⨯=△S ,故选:C 9.BCD 【分析】根据椭圆方程可直接判断A 、B 的正误,设直线l 为(2)1x k y =-+,11(,)A x y ,22(,)B x y ,且124y y +=,联立椭圆方程应用韦达定理即可求k 值,写出直线方程,进而应用弦长公式可求AB ,即可判断C 、D 的正误.【详解】A :由椭圆方程知:其焦点坐标为(0,2)±,错误;B :28a =,即椭圆C 的长轴长为2a =,正确;C :由题意,可设直线l 为(2)1x k y =-+,11(,)A x y ,22(,)B x y ,则124y y +=,联立椭圆方程并整理得:222(21)4(12)8860k y k k y k k ++-+--=,M 为椭圆内一点则0∆>,∴1224(21)421k k y y k -+==+,可得1k =-,即直线l 为30x y +-=,正确;D :由C 知:124y y +=,12103y y =,则433AB ==,正确.故选:BCD.10.BC 【分析】根据题意结合椭圆定义和性质分别求出各量即可判断.【详解】由题,以km/s v 的速度进入距离月球表面km n 的环月圆形轨道,环绕周期为s t ,则可得环绕的圆形轨道周长为vt km ,半径为2vtπkm ,故A 错误;则月球半径为km 2vt n π⎛⎫-⎪⎝⎭,故B 正确;则近月点与远月点的距离为km t m n νπ⎛⎫+- ⎪⎝⎭,故C 正确;设椭圆方程为22221x y a b +=,则,m R a c n R a c +=++=-(R 为月球的半径),22,2a m n R c m n ∴=++=-,故离心率为+2m nm n R-+,故D 错误.故选:BC.【点睛】本题考查椭圆的应用,解题的关键是正确理解椭圆的定义.11.22143x y +=(答案不唯一)【分析】不妨设椭圆的焦点在x 轴上,标准方程为()222210x ya b a b+=>>,进而根据题意得24a c =,再令1c =即可得到一个满足条件的椭圆方程.【详解】不妨设椭圆的焦点在x 轴上,椭圆的标准方程为()222210x ya b a b+=>>因为长轴长等于离心率8倍,故28ca a=,即24a c =不妨令1c =,则224,3a b ==,所以满足条件的一个椭圆方程为22143x y +=.故答案为:22143x y +=(答案不唯一)【点睛】本题解题的关键在于再求解之前,需要考虑椭圆焦点所在轴,进而设出椭圆的标准方程,根据题意求解.12.45【分析】先不妨设A的坐标,22a ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,再求出F 到直线2ax =的距离为2a c -,利用等腰三角形的性质,列出31202tan 22a c ==-,解出即可.【详解】根据题意,把2a x =代入22221x y a b +=中,得2y =±,不妨设A3,22a ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,且(),0F c ,则F 到直线2ax =的距离为2a c -,由120AFB ∠=︒,得31202tan22a c ==-,则2b a c =-,平方计算得45c a =.故答案为:45.【点睛】思路点睛:1.不妨设A 的坐标3,22a ⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭,再求出F 到直线2ax =的距离为2a c -,2.AFB △为等腰三角形,且120AFB ∠=︒,列出1202tan 22a c ==-,解出45c a =.13.220,2⎛⎫± ⎪ ⎪⎝⎭【分析】将椭圆化为标准方程可得22112x y +=,从而可求出,,a b c 的值,进而可求出椭圆的长轴长及焦点坐标.【详解】由题意,椭圆方程可化为22112x y +=,则2211,2a b ==,所以22211122c a b =-=-=,即221,,22a b c ===,故椭圆的长轴长为22a =,焦点坐标为220,,0,22⎛⎫⎛- ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭.故答案为:2;20,2⎛⎫± ⎪ ⎪⎝⎭.14.长轴长和短轴长分别是8和6,离心率74,焦点坐标分别是(,0),,0),顶点坐标分别是(-4,0),(4,0),(0,-3),(0,3).【分析】化方程为标准方程,得,a b ,再求得c 后可得结论.【详解】把已知方程化成标准方程为221169x y +=,所以a =4,b =3,c,所以椭圆的长轴长和短轴长分别是2a =8和2b =6;离心率e =74c a =;两个焦点坐标分别是(,0),,0);四个顶点坐标分别是(-4,0),(4,0),(0,-3),(0,3).15.1.5288×108km ,1.4712×108km【分析】根据地球到太阳的最大距离是a +c ,最小距离是a ﹣c ,即可求得结论.【详解】∵椭圆的长半轴长约为a =1.5×108km ,离心率e =0.0192,∴半焦距约为c ae ==2.88×106km ,∴地球到太阳的最大距离是1.5×108+2.88×106=1.5288×108km ,最小距离是1.5×108﹣2.88×106=1.4712×108km .16.(1)2214x y +=,短轴长为2,焦距为(2.【分析】(1)由长轴得a ,再由离心率求得c ,从而可得b 后可得椭圆方程;(2)直线方程与椭圆方程联立方程组求得交点坐标后可得距离.【详解】(1)由已知:2a =,32c a =,故c =1b =,则椭圆的方程为:2214x y +=,所以椭圆的短轴长为2,焦距为.(2)联立2222014x y x y --=⎧⎪⎨+=⎪⎩,解得1101x y =⎧⎨=-⎩,2220x y =⎧⎨=⎩,所以(0,1)A -,(2,0)B ,故||AB =17.(1)从夏至到小暑的时间长,理由见解析;(2)答案见解析.【分析】(1)小寒(最接近近日点),夏至,小暑(最接近远日点)四个节气时地球所在的位置,每单位时间地球公转扫过椭圆内区域的面积相同,则在远日点转过相同的角度面积较大,得出答案.(2)由(1)知,远日点附近两个相邻节气之间的时间间隔长于近日点附近两个相邻节气之间的时间间隔,从而得出近日点和远日点附近农历一个月内含中气的概率的大小,得出答案.【详解】(1)如图所示,太阳处于地球公转椭圆轨道的一个焦点F ,A ,B ,C ,D 分别为冬至,小寒(最接近近日点),夏至,小暑(最接近远日点)四个节气时地球所在的位置,则FB FA FC FD <<<,因此椭圆轨道内椭圆扇形FCD 的面积大于椭圆扇形FAB 的面积,根据“每单位时间地球公转扫过椭圆内区域的面积相同”可知从夏至到小暑的时间长于从冬至到小寒的时间.(2)农历从朔日到下一个朔日前一日为一个月,大约是月亮围绕太阳地球转一周的时间(约29天半).由(1)知,远日点附近两个相邻节气之间的时间间隔长于近日点附近两个相邻节气之间的时间间隔,所以远日点附近农历一个月内不含中气的概率较高,出现闰月较多;而近日点附近农历一个月内不含中气的概率较低,出现闰月较少.真题再现1.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 .【点睛】椭圆上的点与椭圆的两焦点的距离问题,常常从椭圆的定义入手,注意基本不等式得灵活运用,或者记住定理:两正数,和一定相等时及最大,积一定,相等时和最小,也可快速求解.2.C 【分析】设()00,P x y ,由()0,B b ,根据两点间的距离公式表示出PB ,分类讨论求出PB 的最大值,再构建齐次不等式,解出即可.【详解】设()00,P x y ,由()0,B b ,因为2200221x y a b+=,222a b c =+,所以()()2223422222220000022221y c b b PB x y b a y b y a b b b c c ⎛⎫⎛⎫=+-=-+-=-++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,因为0b y b -≤≤,当32b b c-≤-,即22b c ≥时,22max 4PB b =,即max 2PB b =,符合题意,由22b c ≥可得222a c ≥,即202e <≤;当32b b c ->-,即22b c <时,42222maxb PB a bc =++,即422224b a b b c++≤,化简得,()2220cb-≤,显然该不等式不成立.故选:C .【点睛】本题解题关键是如何求出PB 的最大值,利用二次函数求指定区间上的最值,要根据定义域讨论函数的单调性从而确定最值.3.B 【分析】由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,得12AF n =,在1AF B △中求得11cos 3F AB ∠=,再在12AF F △中,由余弦定理得32n =,从而可求解.【详解】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2n =.22224,,312,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2n =.22224,,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B.【点睛】本题考查椭圆标准方程及其简单性质,考查数形结合思想、转化与化归的能力,很好的落实了直观想象、逻辑推理等数学素养.4.ACD 【分析】结合选项进行逐项分析求解,0m n >>时表示椭圆,0m n =>时表示圆,0mn <时表示双曲线,0,0m n =>时表示两条直线.【详解】对于A ,若0m n >>,则221mx ny +=可化为22111x y m n+=,因为0m n >>,所以11m n<,即曲线C 表示焦点在y 轴上的椭圆,故A 正确;对于B ,若0m n =>,则221mx ny +=可化为221x y n+=,此时曲线C表示圆心在原点,半径为n的圆,故B 不正确;对于C ,若0mn <,则221mx ny +=可化为22111x y m n+=,此时曲线C 表示双曲线,由220mx ny +=可得y =,故C 正确;对于D ,若0,0m n =>,则221mx ny +=可化为21y n=,y n=±,此时曲线C 表示平行于x 轴的两条直线,故D 正确;故选:ACD.【点睛】本题主要考查曲线方程的特征,熟知常见曲线方程之间的区别是求解的关键,侧重考查数学运算的核心素养.5.25555【分析】不妨假设2c =,根据图形可知,122sin 3PF F ∠=,再根据同角三角函数基本关系即可求出12tan k PF F =∠=;再根据椭圆的定义求出a ,即可求得离心率.【详解】如图所示:不妨假设2c =,设切点为B ,12112sin sin 3AB PF F BF A F A∠=∠==,12tan PF F ∠==所以255k =,由21212,24PF k F F c F F ===,所以2855PF =,21255PF =,于是122PF a PF +==,即a =,所以5c e a ===.故答案为:5;5.6.(1)2213x y +=;(2)证明见解析.【分析】(1)由离心率公式可得a =2b ,即可得解;(2)必要性:由三点共线及直线与圆相切可得直线方程,联立直线与椭圆方程可证MN =充分性:设直线():,0MN y kx b kb =+<,由直线与圆相切得221b k =+,联立直线与椭22413k=+1k =±,即可得解.【详解】(1)由题意,椭圆半焦距c =且63c e a ==,所以a =又2221b a c =-=,所以椭圆方程为2213x y +=;(2)由(1)得,曲线为221(0)x y x +=>,当直线MN 的斜率不存在时,直线:1MN x =,不合题意;当直线MN 的斜率存在时,设()()1122,,,M x y N x y ,必要性:若M ,N ,F三点共线,可设直线(:MN y k x =即0kx y --=,由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>1=,解得1k =±,联立(2213y x x y ⎧=±⎪⎨⎪+=⎩可得2430x -+=,所以1212,324x x x x +=⋅=,所以MN ==所以必要性成立;充分性:设直线():,0MN y kx b kb =+<即0kx y b -+=,由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>1=,所以221b k =+,联立2213y kx b x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩可得()222136330k x kbx b +++-=,所以2121222633,1313kb b x x x x k k-+=-⋅=++,所以MN==213k=+=化简得()22310k-=,所以1k=±,所以1kb=⎧⎪⎨=⎪⎩或1kb=-⎧⎪⎨=⎪⎩,所以直线:MN y x=或y x=-,所以直线MN过点F,M,N,F三点共线,充分性成立;所以M,N,F三点共线的充要条件是||MN=.【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是直线方程与椭圆方程联立及韦达定理的应用,注意运算的准确性是解题的重中之重.7.(1)22154x y+=;(2)[3,1)(1,3]--⋃.【分析】(1)根据椭圆所过的点及四个顶点围成的四边形的面积可求,a b,从而可求椭圆的标准方程.(2)设()()1122,,,B x yC x y,求出直线,AB AC的方程后可得,M N的横坐标,从而可得PM PN+,联立直线BC的方程和椭圆的方程,结合韦达定理化简PM PN+,从而可求k的范围,注意判别式的要求.【详解】(1)因为椭圆过()0,2A-,故2b=,因为四个顶点围成的四边形的面积为1222a b⨯⨯=,即a=,故椭圆的标准方程为:22154x y+=.(2)设()()1122,,,B x y C x y ,因为直线BC 的斜率存在,故120x x ≠,故直线112:2y AB y x x +=-,令3y =-,则112M x x y =-+,同理222N xx y =-+.直线:3BC y kx =-,由2234520y kx x y =-⎧⎨+=⎩可得()224530250k x kx +-+=,故()22900100450k k ∆=-+>,解得1k <-或1k >.又1212223025,4545k x x x x k k+==++,故120x x >,所以0M N x x >又1212=22M N x xPM PN x x y y +=++++()()2212121222212121222503024545=5253011114545k kkx x x x x x k k kk k kx kx k x x k x x k k --++++===---++-+++故515k ≤即3k ≤,综上,31k -≤<-或13k <≤.8.(1)22163x y +=;(2)详见解析.【分析】(1)由题意得到关于,,a b c 的方程组,求解方程组即可确定椭圆方程.(2)设出点M ,N 的坐标,在斜率存在时设方程为y kx m =+,联立直线方程与椭圆方程,根据已知条件,已得到,m k 的关系,进而得直线MN 恒过定点,在直线斜率不存在时要单独验证,然后结合直角三角形的性质即可确定满足题意的点Q 的位置.【详解】(1)由题意可得:222222411c aa b a b c ⎧=⎪⎪⎪+=⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得:2226,3a b c ===,故椭圆方程为:22163x y +=.(2)设点()()1122,,,M x y N x y ,若直线MN 斜率存在时,设直线MN 的方程为:y kx m =+,代入椭圆方程消去y 并整理得:()22212k4260xkmx m +++-=,可得122412km x x k +=-+,21222612m x x k-=+,因为AM AN ⊥,所以·0AM AN =,即()()()()121222110x x y y --+--=,根据1122,kx m y kx m y =+=+,代入整理可得:()()()()22121212140x x km k x x km ++--++-+=,所以()()()22222264k 121401212m km km k m k k -⎛⎫++---+-+= ⎪++⎝⎭,整理化简得()()231210k m k m +++-=,因为2,1A ()不在直线MN 上,所以210k m +-≠,故23101k m k ++=≠,,于是MN 的方程为2133y k x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭()1k ≠,所以直线过定点直线过定点21,33P ⎛⎫-⎪⎝⎭.当直线MN 的斜率不存在时,可得()11,N x y -,由·0AM AN =得:()()()()111122110x x y y --+---=,得()1221210x y -+-=,结合2211163x y +=可得:2113840x x -+=,解得:123x =或22x =(舍).此时直线MN 过点21,33P ⎛⎫-⎪⎝⎭.令Q 为AP 的中点,即41,33Q ⎛⎫ ⎪⎝⎭,若D 与P 不重合,则由题设知AP 是Rt ADP 的斜边,故12223DQ AP ==,若D 与P 重合,则12DQ AP =,故存在点41,33Q ⎛⎫⎪⎝⎭,使得DQ 为定值.【点睛】关键点点睛:本题的关键点是利用AM AN ⊥得·0AM AN =,转化为坐标运算,需要设直线MN 的方程,点()()1122,,,M x y N x y ,因此需要讨论斜率存在与不存在两种情况,当直线MN 斜率存在时,设直线MN 的方程为:y kx m =+,与椭圆方程联立消去y 可12x x +,12x x 代入·0AM AN =即可,当直线MN 的斜率不存在时,可得()11,N x y -,利用坐标运算以及三角形的性质即可证明,本题易忽略斜率不存在的情况,属于难题.9.(1)221612525x y +=;(2)52.【分析】(1)因为222:1(05)25x y C m m+=<<,可得5a =,b m =,根据离心率公式,结合已知,即可求得答案;(2)点P 在C 上,点Q 在直线6x =上,且||||BP BQ =,BP BQ ⊥,过点P 作x 轴垂线,交点为M ,设6x =与x 轴交点为N ,可得PMB BNQ ≅△△,可求得P 点坐标,求出直线AQ 的直线方程,根据点到直线距离公式和两点距离公式,即可求得APQ 的面积.【详解】(1) 222:1(05)25x y C m m +=<<∴5a =,b m =,根据离心率4c e a ====,解得54m =或54m =-(舍),∴C 的方程为:22214255x y ⎛⎫ ⎪⎝⎭+=,即221612525x y +=;(2)不妨设P ,Q 在x 轴上方点P 在C 上,点Q 在直线6x =上,且||||BP BQ =,BP BQ ⊥,过点P 作x 轴垂线,交点为M ,设6x =与x 轴交点为N根据题意画出图形,如图||||BP BQ =,BP BQ ⊥,90PMB QNB ∠=∠=︒,又 90PBM QBN ∠+∠=︒,90BQN QBN ∠+∠=︒,∴PBM BQN ∠=∠,。
高中数学-椭圆常考题型汇总及练习高中数学-椭圆常考题型汇总及练第一部分:复运用的知识一)椭圆几何性质椭圆的第一定义是:平面内与两定点F1、F2距离和等于常数(大于F1F2)的点的轨迹叫做椭圆。
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(2c)。
椭圆的几何性质以x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1为例:范围由标准方程可知,椭圆上点的坐标(x,y)都适合不等式2≤x^2/a^2 + y^2/b^2 ≤1,即abx≤a,y≤b。
这说明椭圆位于直线x=±a和y=±b所围成的矩形里(封闭曲线)。
该性质主要用于求最值、轨迹检验等问题。
椭圆还有以下对称性:关于原点、x轴、y轴对称,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是椭圆的对称中心。
椭圆的顶点(椭圆和它的对称轴的交点)有四个:A1(-a,0)、A2(a,0)、B1(0,-b)、B2(0,b)。
长轴为A1A2,长度为2a;短轴为B1B2,长度为2b。
椭圆的离心率e有以下几个性质:(1)椭圆焦距与长轴的比e=c/a,其中c为焦距;(2)a^2=b^2+c^2,即a是长半轴长,b是短半轴长;(3)椭圆的圆扁程度由离心率的大小确定,与焦点所在的坐标轴无关。
当e接近于1时,椭圆越扁;当e接近于0时,椭圆越接近圆。
椭圆还有通径(过椭圆的焦点且垂直于长轴的弦)和焦点三角形等性质。
二)运用的知识点及公式在解题过程中,我们需要掌握以下知识点和公式:1、两条直线.2、XXX定理:若一元二次方程ax^2+bx+c=0(a≠0)有两个不同的根x1,x2,则2bc/(a(x1+x2))=-1,x1+x2=-b/a。
1.中点坐标公式:对于点A(x1,y1)和点B(x2,y2),它们的中点坐标为(x,y),其中x=(x1+x2)/2,y=(y1+y2)/2.2.弦长公式:如果点A(x1,y1)和点B(x2,y2)在直线y=kx+b(k≠0)上,则y1=kx1+b,y2=kx2+b。
专题39 椭圆知识点和典型例题〔解析版〕1、定义:平面内与两个定点,的距离之和等于常数〔大于〕的点的轨迹称为椭圆.即:。
这两个定点称为椭圆的焦点,两焦点的距离称为椭圆的焦距. 2、椭圆的几何性质:焦点的位置 焦点在轴上焦点在轴上 图形标准方程 范围且 且 顶点、、、、轴长 短轴的长长轴的长焦点 、、焦距对称性 关于轴、轴、原点对称离心率e 越小,椭圆越圆;e 越大,椭圆越扁题型一:求椭圆的解析式例1.求椭圆224936x y +=的长轴长、焦距、焦点坐标、顶点坐标;通径 过椭圆的焦点且垂直于对称轴的弦称为通径:2b 2/a焦半径公式⎪⎭⎫ ⎝⎛-2325,【详解】椭圆224936x y +=化为标准方程22194x y +=,∴3a =,2b =,∴c ==∴椭圆的长轴长为26a =,焦距为2c =焦点坐标为()1F,)2F ,顶点坐标为()13,0A -,()23,0A ,()10,2B -,()20,2B . 例2.求适合以下条件的椭圆标准方程:〔1〕与椭圆2212x y +=有相同的焦点,且经过点3(1,)2〔2〕经过(2,(22A B 两点 【详解】〔1〕椭圆2212x y +=的焦点坐标为(1,0)±,∵椭圆过点3(1,)2,∴24a =,∴2,a b ==,∴椭圆的标准方程为22143x y +=.〔2〕设所求的椭圆方程为221(0,0,)x y m n m n m n+=>>≠.把(2,(A B 两点代入, 得:14213241mnm n⎧⎪+=⎪⎪⎨⎪⎪+=⎪⎩,解得81m n ==,, ∴椭圆方程为2218x y +=.题型二:求轨迹例3.在同一平面直角坐标系xOy 中,圆224x y +=经过伸缩变换:12x x y y ϕ=⎧⎪⎨=''⎪⎩后,得到曲线C .求曲线C 的方程; 【详解】设圆224x y +=上任意一点(),M x y 经过伸缩变换:12x xy y ω=⎧⎪⎨=''⎪⎩得到对应点(),M x y '''.将x x '=,2y y '=代入224x y +=,得()2224x y ''+=,化简得2214x y ''+=.∴曲线C 的方程为2214x y +=;例4.ABC 中,角、、A B C 所对的边分别为,>>、、a b c a c b ,且2,2=+=c a b c ,求点C 的轨迹方程. 【详解】由题意,以AB 所在直线为x 轴,线段AB 的垂直平分线为y 轴建立平面直角坐标系, 如下图,因为2c =,那么(1,0),(1,0)A B -,设(,)C x y , 因为2a b c +=,即||||2||CB CA AB +=,4=,整理得所以22143x y +=,因为a b >,即||||CB CA >,所以点C 只能在y 轴的左边,即0x <. 又ABC 的三个顶点不能共线,所以点C 不能在x 轴上,即2x ≠-.所以所求点C 的轨迹方程为221(20)43x y x +=-<<.例5在圆228x y +=上任取一点P ,过P 作x 轴的垂线PD ,D 为垂足.当点P 在圆上运动时,求线段PD 的中点Q 的轨迹方程. 【详解】解:在圆228x y +=上任取一点P ,过P 作x 轴的垂线PD ,D 为垂足,设0(P x ,0)y ,(,)M x y ,0(D x ,0),M 是PD 的中点,0x x ∴=,02y y =,又P 在圆228x y +=上,22008x y ∴+=,即2248x y +=,∴22182x y +=,∴线段PD 的中点M 的轨迹方程是22182x y +=.题型三:求参数的范围例6:椭圆2222:1(0)y x C a b a b+=>>的上下两个焦点分别为12,F F ,过点1F 与y 轴垂直的直线交椭圆C 于 ,M N 两点,2MNF ∆C 〔1〕求椭圆C 的标准方程;〔2〕O 为坐标原点,直线:l y kx m =+与y 轴交于点P ,与椭圆C 交于,A B 两个不同的点,假设存在实数λ,使得4OA OB OP λ+=,求m 的取值范围.由题意2MNF ∆的面积为21212||2b cF F MN c MN a===由得c a =21b =,∴24a =, ∴椭圆C 的标准方程为2214y x +=.〔Ⅱ〕假设0m =,那么()0,0P ,由椭圆的对称性得AP PB =,即0OA OB +=, ∴0m =能使4OA OB OP λ+=成立. 假设0m ≠,由4OA OB OP λ+=,得144OP OA OB λ=+, 因为A ,B ,P 共线,所以14λ+=,解得3λ=.设()11,A x kx m +,()22,B x kx m +,由22,{440,y kx m x y =++-=得()2224240k x mkx m +++-=,由得()()222244440m k k m ∆=-+->,即2240k m -+>,且12224km x x k -+=+,212244m x x k -=+,由3AP PB =,得123x x -=,即123x x =-,∴()21212340x x x x ++=, ∴()()2222224412044m k m k k-+=++,即222240m k m k +--=.当21m =时,222240m k m k +--=不成立,∴22241m k m -=-,∵2240k m -+>,∴2224401m m m --+>-,即()222401m m m ->-, ∴214m <<,解得21m -<<-或12m <<.综上所述,m 的取值范围为{|21012}m m m m -<<-=<<或或.直线与圆锥曲线的位置关系2.直线与圆锥曲线的位置关系: ⑴.从几何角度看:〔特别注意〕要特别注意当直线与双曲线的渐进线平行时,直线与双曲线只有一个交点;当直线与抛物线的对称轴平行或重合时,直线与抛物线也只有一个交点。
高中数学椭圆专题一.相关知识点1.椭圆的概念平面内与两定点F1、F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫椭圆。
这两定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做焦距。
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3.椭圆中常用的4个结论(1)设椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上任意一点P(x,y),则当x=0时,|OP|有最小值b,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。
(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是斜边长,a2=b2+c2。
(3)已知过焦点F1的弦AB,则△ABF2的周长为4a。
(4)若P为椭圆上任一点,F为其焦点,则a-c≤|PF|≤a+c。
一、细品教材1.(选修1-1P34例1改编)若F1(3,0),F2(-3,0),点P到F1,F2距离之和为10,则P点的轨迹方程是()A.x225+y216=1 B.x2100+y29=1 C.y225+x216=1 D.x225+y216=1或y225+x216=12.(选修1-1P42A组T6改编)设椭圆的两个焦点分别为F1,F2,过F2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P,若△F1PF2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是()A.22 B.2-12C.2- 2 D.2-1走进教材答案1.A; 2.D 二、双基查验1.设P是椭圆x24+y29=1上的点,若F1,F2是椭圆的两个焦点,则|PF1|+|PF2|等于()A.4B.8 C.6 D.182.方程x25-m+y2m+3=1表示椭圆,则m的范围是()A.(-3,5) B.(-5,3) C.(-3,1)∪(1,5) D.(-5,1)∪(1,3)3.椭圆x 29+y 24+k =1的离心率为45,则k 的值为( )A .-21B .21C .-1925或21 D.1925或214.已知椭圆的一个焦点为F (1,0),离心率为12,则椭圆的标准方程为________。
2知识点一:椭圆的定义第一定义:平面内一个动点 P 到两个定点F i 、F 2的距离之和为定值焦点的距离叫作椭圆的焦距知识点二:椭圆的标准方程椭圆的焦点总在长轴上题型一、椭圆的定义 1、方程.x 22 y 2x 2 2 y 2 10化简的结果是2、若 ABC 的两个顶点 A 4,0 ,B 4,0 , ABC 的周长为18,则顶点C 的轨迹方程是2 2椭圆(PF i2aF 1F 2),这个动点P 的轨迹叫椭圆•这两个定点叫椭圆的焦点,两注意:若(PRPF 2F i F 2 ),则动点 P 的轨迹为线段F i F 2 ;若(PF iF 1F 2),则动点P 的轨迹不存在.1 .当焦点在x2X~2a 2厂(a b 0),其中 c 2a 2b 22.当焦点在y 轴上时,椭圆的标准方程:2 ya2X d 21(a b 0),b 2其中a 2b 2.注意: 只有当椭圆的中心为坐标原点,对称轴为坐标轴建立直角坐标系时,才能得到椭圆的标准方程;在椭圆的两种标准方程中,都有(b 0)和c 2a 2b 2 ;当焦点在X 轴上时,椭圆的焦点坐标为(c,0) , ( c,0); 当焦点在y 轴上时,椭圆的焦点坐标为 (0,c) , (0, c)3、椭圆—L 1上的点M到焦点F1的距离为2, N为MF_!的中点,贝y ON (O为坐25 9标原点)的值为()A. 4B. 2C. 83 D.—X y24、椭圆———1两焦点为Fp F2, A 3,1 ,点P在椭圆上,贝U PR PA的最大值25 16为____ ,最小值为____题型二、椭圆的标准方程5、方程Ax2+By2=C表示椭圆的条件是(A) A, B同号且A M B ( B) A, B同号且C与异号(C) A, B, C同号且A M B ( D)不可能表示椭圆2 26、若方程—- 1 ,5 k k 3(1)表示圆,则实数k的取值是_____________ . __________(2) ______________________________________________________ 表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围是 _______________________________________ . __________(3) ______________________________________________________ 表示焦点在y型上的椭圆,则实数k的取值范围是 _______________________________________ . __________(4)表示椭圆,则实数k的取值范围是______________ . _________227、椭圆—y_1的焦距为2,贝U m =4m8、已知椭圆 2 mx3y2 6m0的一个焦点为(0, 2)求m的值9、已知椭圆的中心在原点,且经过点P 3,0 , a 3b,求椭圆的标准方程.2 210、求与椭圆4x 9y 36共焦点,且过点(3, 2)的椭圆方程。
高二文科椭圆知识点及例题在高二文科数学中,椭圆是一个重要的几何概念。
它是平面上到两个给定点的距离之和等于常数的点的集合。
本文将介绍高二文科椭圆的基本概念、性质和求解方法,并附上一些例题进行实际运用。
一、椭圆的定义和性质1. 定义:椭圆是平面上距离两个固定点F1和F2的距离之和为常数2a(a>0)的点P的集合。
2. 焦点和准线:F1和F2是椭圆的两个焦点,它们距离直线l (过椭圆中心的直线,与椭圆相切于两点)的距离为a。
3. 长轴和短轴:椭圆的长轴是通过两个焦点的直线段,而短轴是通过椭圆中心且与长轴垂直的直线段。
长轴的长度为2a,短轴的长度为2b。
4. 离心率:离心率(e)是描述椭圆形状的一个重要参数,它等于焦距的比值:e=c/a(其中c为焦距的长度)。
离心率小于1时,椭圆是闭合曲线;等于1时,椭圆是一条抛物线;大于1时,椭圆是一条双曲线。
二、椭圆的标准方程椭圆的标准方程是 x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1(a>b>0),其中a和b分别为椭圆的长轴和短轴的长度。
此方程表示了椭圆上所有点的坐标。
三、椭圆的方程变化通过适当的平移和旋转,椭圆的标准方程可以转化为其他形式的方程。
例如,通过平移平面上的原点到椭圆的中心,可以得到以中心为原点的椭圆标准方程。
通过旋转坐标轴,可以得到以斜线为长轴的椭圆标准方程。
四、椭圆的求解方法1. 椭圆的焦点和准线的求解:已知椭圆的长轴和离心率,可以根据焦点与准线的定义,计算出焦点和准线的坐标。
2. 椭圆的参数方程求解:已知椭圆的标准方程和参数a、b,可以通过参数方程x=a*cosθ 和y=b*sinθ,其中θ为参数,求解出椭圆上每个点的坐标。
3. 椭圆的轨迹和图形绘制:根据椭圆的标准方程,可以通过给定的参数a和b,绘制出椭圆的轨迹和图形。
五、例题解析1. 题目:已知椭圆的长轴长度为12,离心率为1/2,求其焦点的坐标和准线的方程。
解析:根据给定信息,我们可以得到离心率 e=1/2 和长轴长度2a=12,由此可计算出焦距 c=a*e=12*(1/2)=6。
椭圆典型例题例1已知椭圆mx 2 3y 2 6m 0的一个焦点为(0, 2)求m 的值.2解:方程变形为— 6 2— 1 .因为焦点在y 轴上,所以2m 6,解得m 3 .2m又c 2,所以2m 6 22 , m 5适合.故m 5 .例2已知椭圆的中心在原点,且经过点 P3,0, a 3b ,求椭圆的标准方程.分析:因椭圆的中心在原点,故其标准方程有两种情况.根据题设条件,运 用待定系数法,求出参数a 和b (或a 2和b 2)的值,即可求得椭圆的标准方程.2解:当焦点在x 轴上时,设其方程为笃a由椭圆过点P3,0,知92 02 1 .又a 3b ,联立解得a 2 81,b 2 9,故椭圆a b2 2的方程为y X 1 .81 9例3 ABC 的底边BC 16 , AC 和AB 两边上中线长之和为30,求此三角形重心 G 的轨迹和顶点A 的轨迹.分析:(1)由已知可得GC GB 20 ,再利用椭圆定义求解.(2)由G 的轨迹方程G 、A 坐标的关系,利用代入法求 A 的轨迹方程.2由椭圆过点b 2 1 .又a 3b ,代入得b 2 * 1,a 2 9,故椭y 2 1.当焦点在y 轴上时,设其方程为 2 2y x 2 ,2ab2a sin 设两焦点为F ,、F 2 ,且PF ,PF 1I PF 22亦.即 a .从PF ,PF ,F 2可求出 于,PF 2竽.从椭圆定义知PF2I 知|PF 』垂直焦点所在的对称轴,所以在Rt PF 2F ,中,PF 2PF 1PF 1F 2石,2C I PF1Icos— 6口,从而b 2、、3 a 2 c 210 3•••所求椭圆方程为3y 2 101或眩102例5已知椭圆方程笃 a2 yb 2b 0,长轴端点为A , A 2, 焦点为F ,,P 是椭圆上一点,A , PA 2F 1PF 2例4已知P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P 到两焦点的距离分别为 4总和3罟,过P点作焦点所在轴的垂线,它恰好过椭圆的一个焦点,求椭圆方程.(1)以BC 所在的直线为x 轴,BC 中点为原点建立直角坐标系.设 G 点B 、C 为焦点的椭圆,且解:坐标为x , y ,由GC GB 20,知G 点的轨迹是以 除去轴上两点.因a 10, c 8,有 b 6 ,2故其方程为— 100 2y361y(2)设 Ax , y2,则— 100 2y361yxx由题意有y3椭圆(除去x 轴上两点).3'代入①,得A 的轨迹方程为 y 2 x 900 2y 3241 y 0 ,其轨迹是 .求:F 1PF 2的面积(用b 、示)•1分析:求面积要结合余弦定理及定义求角 的两邻边,从而利用S -absinC 求2面积.解:如图,设P x , y ,由椭圆的对称性,不妨设 P x , y ,由椭圆的对称性, 不妨设 P 在第一象限.由余弦定理知:2 2 2 2F I F 2 PF I PF 22PF 1 ・PF 2 cos4c 2 3 •①2例6已知椭圆育寸12x 4y 32 求过点P 1 ,丄且被P 平分的弦所在直线的方程;2 23求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;由椭圆定义知:PR PF ? 2a ②,则②2—①得PF i PF 22b 2 1 cos故 S F .,PF 21PF . PF 2 sin 212b 2sin2 1 cos解: 设弦两端点分别为M X i , y . , N x ?, y ?,线段MN 的中点R x ,2 X i2 X 2 X i y i 2y f 2, 2y ; 2, x 2 2X , y 2y,① ② ③ ④①一②得 x . x 2 x . x 2 2 y . y 2 y .由题意知X . X 2,则上式两端同除以X . y i y ? X i X 2 2 y i y ?0,X i X 2将③④代入得X 2yh^ 0 .⑤x . x 21代入⑤,得也汇2x . x 2y ?X 2,有i ,故所求直线方程为:455m ——2将⑥代入椭圆方程X 22寸O I2得6y 2 6y n 0,360符合题意,2x 4y 3 0为所求.(2)将 匹上 2代入⑤得所求轨迹方程为: 捲x 2内部分)x 4y 0 .(椭圆(3) 将里上 口 代入⑤得所求轨迹方程为:X i x 2 x 2 圆内部分)x 2 2y 2 2x 2y 0.(椭例7已知椭圆4x 2 y 2 1及直线y x m .(1) 当m 为何值时,直线与椭圆有公共点?(2) 若直线被椭圆截得的弦长为 2卫,求直线的方程.5解:(1 )把直线方程y x m 代入椭圆方程4x 2 y 21得4x 2 x m 21 ,即5x 22mxm 2 1 02m 2 45 m 2 1216m 220(2) 设直线与椭圆的两个交点的横坐标为X 1 , X 2,由 (1 )得 x. X 22m T ,x-|x 2m 2 15根据弦长公式得 :.1 1222m m 2 1 5¥ .解得m0 .方程为y x.451313例8求中心在原点,对称轴为坐标轴,且经过 A (、、3, 2)和B ( 2.、3,1)两点的椭 圆方程分析:由题设条件焦点在哪个轴上不明确, 椭圆标准方程有两种情形,为了计算 简便起见,可设其方程为mx 2 ny 21( m 0,n 0),且不必去考虑焦点在哪个坐标轴上,直接可求出方程.解:设所求椭圆方程为mx 2 ny 2 1(m 0,n 0).由AC ,3 , 2)和B (2..3,1) 两点在椭圆上可得m炯:n ( 2)2 1,即3m 4n 1,所以m - , n —故所求的椭圆方m ( 2..3)2 n 121, 12m n315 52 2程为x_仝1.155例9已知长轴为12,短轴长为6,焦点在x 轴上的椭圆,分析:可以利用弦长公式 AB V 1 k 2|x 1 x 2| v (1 k 2)[( x 1 x 2)2 4x 1x 2]求得, 也可以利用椭圆定义及余弦定理,还可以利用焦点半径来求.解:(法 1)利用直线与椭圆相交的弦长公式求解.AB J 1 k 2|x 1 X 2J (1 k 2)[(X 1 X 2)2 4x 1X 2].因为 a 6 , b 3 ,所以c 3 3.因为焦点在x 轴上,2 2所以椭圆方程为——1,左焦点F ( 3 •. 3 , 0),从而直线方程为y 3x 9 .36 9 1313x 272...3x 36 8 0 .设洛,X 2为方程两根,斜解为-的直线交椭圆于A ,B 两点,求弦AB 的长.过它对的左焦点F 1作倾由直线方程与椭圆方程联立得: 所以X 1 x 272. 3 X 1 X 2 36 84(法2)利用焦半径求解.先根据直线与椭圆联立的方程13x 2 72... 3x 36 8 0求出方程的两根X i , X 2, 它们分别是A ,B 的横坐标.再根据焦半径 AF i a ex , BF i a ex ?,从而求出 AB AF i BF i2 2例10已知椭圆C 吟才1,试确定m 的取值范围,使得对于直线1: y 4x m ,椭圆C 上有不同的两点关于该直线对称.分析:若设椭圆上A , B 两点关于直线I 对称,则已知条件等价于:(1)直线AB l ; ⑵弦AB 的中点M 在I 上.利用上述条件建立m 的不等式即可求得m 的取值范围. 解:(法1)设椭圆上A (x 1 , y 1), B (x 2 , y 2)两点关于直线l 对称,直线AB 与l 交于M (X 。
椭圆知识点与题型总结一、椭圆的定义和基本概念1. 椭圆的定义:椭圆是平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a的点P的轨迹。
这两个点F1和F2称为椭圆的焦点,常数2a称为椭圆的长轴的长度。
与椭圆的长轴垂直的轴称为短轴,其长度为常数2b。
2. 椭圆的标准方程:椭圆的标准方程为(x-h)²/a² + (y-k)²/b² = 1,其中(h,k)为椭圆的中心坐标,a为长轴长度的一半,b为短轴长度的一半。
3. 椭圆的离心率:椭圆的离心率e的定义为e=c/a,其中c为焦距的一半,a为长轴长度的一半。
离心率描述了椭圆形状的“圆”的程度,离心率越接近于0,椭圆越接近于圆。
4. 椭圆的几何性质:椭圆有关于焦点、直径、切线等方面的许多重要性质和定理,例如:椭圆的焦点到椭圆上任意一点的距离之和等于常数2a、椭圆的切线与法线的交点、椭圆的对称性等等。
二、椭圆的常见题型及解题方法1. 椭圆的参数方程题型:求椭圆的参数方程,求参数方程表示的椭圆的离心率、焦点、中心等。
解题方法包括利用椭圆的定义,代入标准方程解参数等。
2. 椭圆的焦点、离心率题型:根据给定的椭圆的标准方程或参数方程,求椭圆的焦点坐标、离心率,或者给定椭圆的离心率和一个焦点,求椭圆的方程。
解题方法包括根据离心率的定义求解,利用椭圆的参数方程计算焦点坐标等。
3. 椭圆的性质题型:求椭圆的长轴、短轴长度,椭圆的离心角、焦点、直径,椭圆的法线、切线方程等。
解题方法包括利用椭圆的定义、性质和以直径为坐标系的轴来简化计算等。
4. 椭圆的切线、法线题型:求椭圆在给定的一点上的切线、法线方程,或者求椭圆上一点的切线、法线方向角。
解题方法包括利用椭圆的参数方程求导数,利用椭圆的切线、法线的定义求解等。
5. 椭圆的面积题型:求椭圆的面积,求椭圆内切矩形的最大面积等。
解题方法包括利用椭圆的定义和参数方程求解,利用微积分求解等。
总之,椭圆是重要的数学对象,涉及到许多重要的数学定理和公式,解椭圆相关的数学题目需要运用代数、几何和微积分等多种知识和技巧。
3.1.2椭圆的简单几何性质(基础知识+基本题型)知识点一椭圆的范围以椭圆22221(0)x y a b a b +=>>为例.由标准方程可知,椭圆上点的坐标(,)x y 都适合不等式22221,1x y a b≤≤,即2222,x a y b ≤≤,所以||,||x a y b ≤≤.这说明椭圆位于直线x a =±和y b =±所围成的矩形框内(如图2.2-8).拓展(1)确定了曲线的范围后,用描点法作图时,就可以不取范围之外的点了,在解析几何中,讨论曲线的范围就是确定方程中变量的取值范围.(2)如果将椭圆的标准方程22221(0)x y a b a b+=>>变形为y =,那么这个椭圆的方程可以分成y =,y =两个函数式,研究椭圆的范围,就是讨论这两个函数的定义域和值域,这也是讨论椭圆范围的一种方法.知识点二椭圆的对称性以椭圆22221(0)x y a b a b+=>>为例.1.椭圆的对称轴:坐标轴.2.椭圆的对称中心:原点(0,0)O ,椭圆的对称中心叫做椭圆的中心.通过观察椭圆的形状,可以发现椭圆既是轴对称图形,又是中心对称图形.提示:(1)在方程22221(0)x y a b a b+=>>中,将x 换成x -,方程显然不变,这就是说椭圆上的点(,)x y 关于y 轴的对称点(,)x y -也在椭圆上,故椭圆关于y 轴对称;将方程中的y 换成y -,方程也不变,故椭圆关于x 轴对称;同理,将,x y 分别换成,x y --时,方程也不变,故椭圆关于原点对称.(2)椭圆的中心是焦点连线的中点,对称轴是焦点的连线及它的垂直平分线.(3)椭圆关于x 轴、y 轴成轴对称,关于原点成中心对称,原点为椭圆的中心.知识点三椭圆的顶点与长轴、短轴以椭圆22221(0)x y a b a b+=>>为例.1.椭圆的顶点令0x =,得y b =±,令0y =,得x a =±.这说明12(,0),(,0)A a A a -是椭圆与x 轴的两个交点,1(0,)B b -,2(0,)B b 是椭圆与y 的两个交点,因为x 轴、y 轴是椭圆的对称轴,所以椭圆和它的对称轴有四个交点.这四个交点叫做椭圆的顶点.2.椭圆的长轴、短轴线段12A A 叫做椭圆的长轴,它的长为2a ,a 叫做椭圆的长半轴长.线段12B B 叫做椭圆的短轴,它的长为2b ,b 叫做椭圆的短半轴长.提示明确,a b 的几何意义,a 是长半轴长,b 是短半轴长,由222c a b =-,得“已知椭圆的四个顶点求焦点”的几何作法,只要以短轴的端点1B (或2B )为圆心,以a 为半径作弧,交长轴于两点,这两点就是焦点.知识点四椭圆的离心率1.定义:椭圆的焦距与长轴长的比称为椭圆的离心率,记作22c c e a a==.2.范围:因为0a c >>,所以01ca<<,即(0,1)e ∈.拓展对椭圆离心率的理解(1)01e <<,越趋近于1,椭圆越扁;越趋近于0,椭圆越接近于圆.(2)当趋近于0时,c 趋近于0,椭圆变圆,直至成为圆,此时也可认为圆在椭圆在0e =时的特例.(3)当趋近于1时,c 趋近于a ,椭圆变扁,直至成为线段12F F ,此时也可认为12F F 为椭圆在1e =时的特例.(4)2221b e a=-.知识点五直线与椭圆的位置关系1.直线与椭圆的三种位置关系:(1)相交;(2)相切;(3)相离.2.直线与椭圆的位置关系的判断;直线与椭圆的位置关系,可通过讨论椭圆方程与直线方程组成的方程组的实数解的个数来确定,通常用消元后的关于x (或y )的一元二次方程的判别式∆来判定;0∆>⇔直线与椭圆相交;0∆=⇔直线与椭圆相切;0∆<⇔直线与椭圆相离.3.弦长公式一条直线被椭圆所截得的线段叫做椭圆的弦,若直线y kx b =+与椭圆相交于不同的两点11(,)A x y ,22(,)B x y ,则直线被椭圆所截得的弦长公式为12|||AB x x =-或12|||AB y y =-.考点一由方程求椭圆的几何性质例1.求椭圆22925225x y +=的长轴长、短轴长、离心率、焦点和顶点坐标,并用描点法画出这个椭圆.解:将椭圆的方程化为标准形式为221259x y +=,得5,3a b ==,则4c ==因此,长轴长210a =,短轴长26b =,离心率40.85c e a ===.焦点坐标为1(4,0)F -和2(4,0)F ,顶点坐标为1212(5,0),(5,0),(0,3),(0,3)A A B B --.将方程变形为55)y x =-≤≤,根据5)y x =≤≤可求出椭圆的两个顶点及其在第一象限内一些点的坐标(,)x y ,列表如下:x 012345y32.942.752.41.8先描点画出第一象限内的图形,再利用椭圆的对称性画出整个椭圆.将椭圆的方程化成标准方程易得5,3a b ==,则椭圆位于四条直线5x =±,3y =±所围成的矩形框内,又因为椭圆以两坐标轴为对称轴,所以只要画出椭圆在第一象限内的图形,就可以利用对称性画出整个椭圆.考点二由椭圆的几何性质求方程例2.已知椭圆C 以坐标轴为对轴称、长轴长是短轴长的5倍,且经过点(5,0)A ,求此椭圆的标准方程.解:方法1:若椭圆的焦点在x 轴上,设其标准方程为22221(0)x y a b a b +=>>由题意,得22252,2501,a b a b =⨯⎧⎪⎨+=⎪⎩解得5,1.a b =⎧⎨=⎩故所求椭圆的标准方程为22125x y +=,若椭圆的焦点在y 轴上,设其标准方程为22221(0)y x a b a b +=>>,由题意,得22252,0251,a b a b =⨯⎧⎪⎨+=⎪⎩解得25,5.a b =⎧⎨=⎩故所求椭圆的标准方程为22162525y x +=.综上所述,所求椭圆的标准方程为22125x y +=或22162525y x +=.方法2:设椭圆方程为221(0,0,)x y m n m n m n +=>>≠.由题意,得2501,5m n ⎧+=⎪⎨⎪=⨯⎩或2501,5m n⎧+=⎪⎨⎪=⨯⎩解得25,1m n =⎧⎨=⎩或25,625.m n =⎧⎨=⎩故所求椭圆的标准方程为22125x y +=或22162525y x +=.(1)利用椭圆的几何性质求椭圆的标准方程,通常利用待定系数法.(2)根据已知条件求椭圆的标准方程的思路是“选标准,定参数”,其一般步骤:①确定焦点所在的坐标轴;②求出22,a b 的值;③写出标准方程.考点三求椭圆的离心率例3.若一个椭圆的长轴长、短轴长和焦距成等差数列,求该椭圆的离心率.分析:解答本题的关键是先由椭圆长轴长、短轴长和焦距成等差数列,列出,,a b c 的关系式,再转化成,a c 间的关系式,从而求出.解:因为椭圆的长轴长、短轴长和焦距成等差数列,所以2b a c =+,①所以224()b a c =+,即22242b a ac c =++.②又因为222a b c =+,所以22224()2a c a ac c -=++,③即225230c ac a +-=.两边同除以2a ,得25230e e +-=.④解得35e =或1e =-(舍去).故该椭圆的离心率为35.求椭圆的离心率,关键是寻找a 与c 的关系,一般地,(1)若已知,a c ,则直接代入ce a=求解;(2)若已知,a b,则由e =(3)若已知,,a b c 的关系,则可先转化为,a c 的齐次式,再转化为含的方程,求解即可.例4.若椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上存在一点M ,使1290F MF ∠=︒(12,F F 为椭圆的两焦点),求椭圆的离心率的取值范围.解:设点M 的坐标是00(,)x y ,则220022222001,.x y a b x y c ⎧+=⎪⎨⎪+=⎩消去0y ,得222202()a cb xc -=.因为2200x a ≤≤②所以222222222()0,().a c b c a c b a c ⎧-≥⎪⎪⎨-⎪≤⎪⎩①②由①,得22c b ≥,即222c a c ≥+,所以222a c ≤,所以22212c e a =≥.又因为01e <<,所以2[2e ∈,由②,得222c b c -≤,此式恒成立.综上所述,所求椭圆的离心率的取值范围是2[2.(1)解析几何中求参数的取值范围是一类常见而又较困难的题型,其基本的解题思路有:①建立目标函数,运用求函数值域的方法求解;②建立目标变量的不等式,解不等式求解.(2)本题在用基本量表示出椭圆上的点的坐标后,借助椭圆的范围(||,||)x a y b ≤≤建立了一个关于基本量的不等式组.考点四点与椭圆的位置关系例5.直线1()y kx k R =+∈与焦点在x 轴上的椭圆2215x y m+=总有公共点,求m 的取值范围.解:方法1,直线1y kx =+恒过定点(0,1),直线与椭圆总有公共点等价于点(0,1)在椭圆内或椭圆上,所以20115m+≤,即1m ≥.又由于5m <,故[1,5)m ∈,方法2:由221,15y kx x y m=+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得22(5)105(1)0m k x kx m +++-=,则2210020(1)(5)0k m m k ∆=--+≥对k R ∈恒成立,即2250mk m m +-≥对k R ∈恒成立.因为0m >,所以251k m ≥-对k R ∈恒成立,故10m -≤,即1m ≥.又因为5m <,所以[1,5)m ∈.点与椭圆的位置关系(1)点00(,)P x y 在椭圆22221(0)x y a b a b +=>>上2200221x y a b ⇔+=;(2)点00(,)P x y 在椭圆22221(0)x y a b a b +=>>外⇔2200221x y a b +>;(3)点00(,)P x y 在椭圆22221(0)x y a b a b +=>>内2200221x y a b⇔+<.考点五直线与椭圆的位置关系例6.已知椭圆2241x y +=及直线y x m =+.(1)当直线与椭圆有公共点时,求实数m 的取值范围;(2)求直线被椭圆截得的最长弦的长度.解:由方程组2241,x y y x m⎧+=⎨=+⎩消去y 并整理,得225210x mx m ++-=.(1)因为直线与椭圆有公共点,所以222420(1)20160m m m ∆=--=-≥.解得m ≤故实数m 的取值范围是55[]22.(2)由根与系数的关系,得1225m x x +=-,21215m x x -⋅=,则弦长12||d x x =-===故当0m =时,d.(1)利用方程讨论直线与椭圆的位置关系设直线方程为y kx m =+,椭圆方程为22221(0)x y a b a b +=>>,联立方程,得2222,1.y kx m x y ab =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去方程组中的一个变量,得到关于另一变量的一元二次方程,写出判别式∆,则0∆>⇔直线与椭圆相交⇔有两个公共点;0∆=⇔直线与椭圆相切⇔有且只有一个公共点;0∆<⇔直线与椭圆相离⇔无公共点.(2)弦长问题设直线:y kx m =+交椭圆22221(0)x y a b a b+=>>于111(,)P x y ,222(,)P x y 两点,则1212||||PP x x =-=或1212||||PP y y =-=考点六椭圆中弦的中点问题例7焦点分别为和的椭圆截直线32y x =-所得椭圆的弦的中点的横坐标为12,求此椭圆方程.分析:设椭圆的方程→联立椭圆的方程与直线的方程→利用根与系数的关系设而不求→由中点列出方程→已知焦点→求出方程.解析:设22221(0)y x a b a b+=>>依题意,有22250a b -==.①由22221,32y x a b y x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩消去y 并整理,得2222222(9)1240a b x b x b a b +-+-=.因为12122x x +=,所以2226192b a b =+.所以223a b =.②由①②,得275a =,225b =.经检验,此时0∆>.所以椭圆方程为2217525y x +=.弦的中点问题的解决方法关于中点的问题,我们一般可以采用两种方法解决:(1)联立方程、消元,利用根与系数进行设而不求,从而简化运算过程;(2)利用“点差法”,求出与中点、斜率有关的式子,进而求解.不管应用何种方法,我们都必须要注意判别式∆的限制.考点七椭圆中的最值问题例8设椭圆的中心是坐标原点,长轴在x轴上,离心率e =3(0,2P 到这个椭圆P的点的坐标.分析:本题是解析几何与代数中的最大值的综合题.解题关键是怎样运用“最远距离是”这个条件,可尝试用两点间的距离公式,转化为函数的最大值问题来解.解析:设所求椭圆方程为22221x y a b +=(a >b >0).由c e a ==,得a =2b .①设椭圆上任一点M 的坐标为(x ,y ),点M 到点P 的距离为d ,则22222a y x a b =-,且2222222233()()22a d x y a y yb =+-=-+-2222913343()4342y y b y b =--++=-+++,其中b y b -≤≤.若12b <,则当y =-b 时,2d 取得最大值223()2b =+.解得3122b =>,与12b <矛盾.若12b ≥,则当12y =-时,2d 取得最大值2243b =+.②由①②,得b =1,a =2.故所求椭圆方程为2214x y +=.由12y =-,得椭圆上到点P 的点为1()2-,12-.本题是一道考查椭圆知识和函数最值的综合性问题,需要全面的掌握基础知识和基本方法,在建立二次函数求最值时,要特别注意通过椭圆的范围来确定自变量的取值范围.考点八与椭圆相关的实际问题例9在大西北的荒漠上,A ,B 两地相距2km ,正在准备在荒漠上围成一片以AB 为一条对角线的平行四边形区域,建立农艺园.按照规划,围墙总长度为8km .(1)农艺园的最大面积能达到多少?(2)该荒漠上有一条直线型水沟刚好过点A ,且与AB 成45︒角,现要对整条水沟进行加固改造,但考虑到今后农艺园内的水沟要重新设计改造,因此该水沟可能被农艺园围住的部分暂不加固,那么暂不加固的部分有多长?分析:(1)如图2.2-12所示,求农艺园的最大面积,实际就是求平行四边形ADBC 的面积的最大值.结合图形和椭圆的几何性质,易知当点C 位于短轴端点时,ACB ∆的面积最大,即平行四边形ADBC 的面积最大;(2)实质就是求弦长.解析:(1)如图2.2-12所示,由题意,知平行四边形相邻两边长之和为4km ,另两个端点C ,D 在以A ,B 为焦点的椭圆上.以AB 所在的直线为x 轴,以AB 的垂直平分线为y 轴建立平面直角坐标系,则椭圆方程为22143x y +=(0y ≠).因为max ()ABC S ∆=(点C 在短轴端点),所以农艺园的最大面积为2km .(2)由题可知,直线型水沟的方程是y =x +1,暂时不加固的部分的长度即直线被椭圆所截得的弦长.把直线方程代入椭圆方程,得27880x x +-=.1224|7x x -=.所以暂时不加固的部分长为247km .椭圆是天文学和日常生产、生活中常见的一个模型,因此,我们必须熟练掌握利用代数方法解决与椭圆有关的问题的技巧.。
高二上数学知识点椭圆椭圆是数学中一种重要的曲线,广泛应用于几何学以及物理学中。
下面将逐一介绍椭圆的定义、性质以及相关的定理。
一、椭圆的定义椭圆是平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a的动点P的轨迹。
这两个定点F1和F2称为椭圆的焦点,而轨迹上的每个点P到两个焦点的距离之和等于常数2a。
二、椭圆的性质椭圆有以下几个重要的性质:1. 首先,在椭圆上任意取一点P,过点P分别作P到两个焦点的垂线,这两条垂线与椭圆的两条轴交于四个点A、B、C、D。
通过实际计算可以得到这四个点满足AC + BD = 2a,其中a为椭圆的长半轴。
2. 其次,根据椭圆定义可知,椭圆上到两个焦点的距离之和等于常数2a,所以对于椭圆上的任意一点Q,可以得到QF1 + QF2 = 2a。
3. 再次,椭圆是关于两条轴对称的,即椭圆上的任意一点Q关于两条轴对称的点Q'也在椭圆上。
4. 最后,与椭圆的焦点连线相交于椭圆上的两个点,则两焦点与这两个焦点之间的连线构成的四边形面积相等。
三、椭圆的相关定理1. 定理一:弦长定理若在椭圆上任取两点P、Q,并分别连接两焦点F1、F2与这两点,那么线段PF1 + QF2 的长度等于线段PQ的长度。
2. 定理二:切线性质椭圆上的切线与该点到两个焦点的连线垂直。
3. 定理三:切线的交点椭圆上一条切线与两个焦点连线的交点构成的线段,称为切线段。
两条不同的切线段交于一点,该点在椭圆上。
四、椭圆的方程椭圆的标准方程为:[(x - h)² / a²] + [(y - k)² / b²] = 1,其中(a>b>0)。
椭圆的中心坐标为(h, k),a为椭圆的长半轴,b为椭圆的短半轴。
五、椭圆的应用椭圆广泛应用于实际生活中的各个领域,例如天文学、卫星轨道设计、球类运动等。
在天文学中,行星、卫星以及彗星的轨道就可以近似看作椭圆。
而在卫星轨道设计以及导弹轨迹计算中,也离不开椭圆的存在。
椭圆知识点总结加例题一、椭圆的定义和性质1.1 椭圆的定义在平面上,椭圆的定义为:对于给定的两个不重合的实点F1和F2,以及一个实数2a (a>0),定义为到点F1和点F2的距离的和等于2a的点的轨迹,这个轨迹就是椭圆。
1.2 椭圆的几何性质(1)焦点性质:椭圆上到焦点的距离之和是一个常数2a。
(2)长短轴性质:椭圆有两个互相垂直的对称轴,其中较长的轴称为长轴,较短的轴称为短轴。
(3)离心率性质:椭圆的离心率e定义为焦距与长轴的比值,介于0和1之间。
(4)焦点到顶点的连线和短轴的交点为端点的线段称为短轴的焦径。
(5)焦点到顶点的连线和长轴的交点为端点的线段称为长轴的焦径。
1.3 椭圆的方程和标准方程椭圆的一般方程为:$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$, 其中a、b分别为椭圆长轴和短轴的半轴长。
通过坐标平移和旋转,可以得到椭圆的标准方程:$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$, 椭圆长轴在x轴上,且椭圆的中心为原点。
1.4 椭圆的参数方程和极坐标方程椭圆的参数方程:$\begin{cases}x=a\cos \theta\\ y=b\sin \theta\end{cases}$, $\theta \in [0, 2\pi)$。
椭圆的极坐标方程:$r(\theta)=\frac{ab}{\sqrt{b^2\cos^2\theta+a^2\sin^2\theta}}$。
二、椭圆的相关性质2.1 椭圆的离心率和焦距的关系设椭圆的长轴和短轴分别为2a和2b,焦点到几点段为2c,则椭圆的离心率e满足关系:$e=\frac{c}{a}$。
2.2 椭圆的面积和周长椭圆的面积:$S=\pi ab$。
椭圆的周长:$L=4aE(e)$,其中E(e)为第二类完全椭圆积分。
2.3 椭圆的切线和法线对于椭圆上任一点P(x,y),其切线的斜率为$k=-\frac{b^2x}{a^2y}$,切线的方程为$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$,且斜率为$k$的切线方程为$y-kx+ka^2=0$。
椭 圆1.椭圆的定义:把平面内与两个定点21,F F 的距离之和等于常数(大于21F F )的点的轨迹叫做椭圆轨迹叫做椭圆..这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做焦距这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做焦距((设为2c).2.2.椭圆的标准方程:椭圆的标准方程:椭圆的标准方程:12222=+b y a x (a >b >0) 12222=+b x a y (a >b >0)焦点在坐标轴上的椭圆标准方程有两种情形,为了计算简便,可设方程为mx 2+ny 2=1(m>0=1(m>0,,n>0)n>0)不必考虑焦点位置,求出方程不必考虑焦点位置,求出方程不必考虑焦点位置,求出方程3.3.求轨迹方程的方法求轨迹方程的方法求轨迹方程的方法: : 定义法、待定系数法、相关点法、直接法定义法、待定系数法、相关点法、直接法.,.2,,1的轨迹中点求线段段轴作垂线向从这个圆上任意一点半径为标原点已知一个圆的圆心为坐如图例M P P P P x P ¢¢解:(:(相关点法相关点法相关点法))设点M(x, y),点P(x 0, y 0),则x =x 0, y =20y 得x 0=x , y 0=2y.∵x 02+y 02=4, 得x 2+(2y)2=4,即.142=+y x 所以点M 的轨迹是一个椭圆的轨迹是一个椭圆..4.范围范围范围. x . x 2≤a 2,y 2≤b 2,∴,∴|x||x||x|≤≤a ,|y||y|≤≤b .椭圆位于直线x =±=±a a 和y =±=±b b 围成的矩形里.围成的矩形里.5.5.椭圆的对称性椭圆的对称性椭圆的对称性 椭圆是关于y 轴、轴、x x 轴、原点都是对称的.坐标轴是椭圆的对称轴.轴、原点都是对称的.坐标轴是椭圆的对称轴. 原点是椭圆的对称中心.椭圆的对称中心叫做椭圆的中心.原点是椭圆的对称中心.椭圆的对称中心叫做椭圆的中心.6.6.顶点顶点顶点 只须令x =0,得y =±=±b b ,点B 1(0,(0,--b)b)、、B 2(0, b)b)是椭圆和是椭圆和y 轴的两个交点;令y =0,得x =±=±a a ,点A 1(-a,0)a,0)、、A 2(a,0)(a,0)是椭圆和是椭圆和x 轴的两个交点.椭圆有四个顶点:A 1(-a, 0)、A 2(a, 0)、B 1(0, -b)b)、、B 2(0, b).椭圆和它的对称轴的四个交点叫椭圆的顶点..椭圆和它的对称轴的四个交点叫椭圆的顶点. 线段A 1A 2、B 1B 2分别叫做椭圆的长轴和短轴分别叫做椭圆的长轴和短轴. . 长轴的长等于2a. 短轴的长等于2b.a 叫做椭圆的叫做椭圆的 长半轴长.长半轴长.b b 叫做椭圆的短半轴长.叫做椭圆的短半轴长. |B 1F 1|=|B 1F 2|=|B 2F 1|=|B 2F 2|=a .在Rt Rt△△OB 2F 2中,中,|OF |OF 2|2=|B 2F 2|2-|OB 2|2,即c 2=a 2-b 2.a A 1yO F 1F 2x B 2B 1A 2c b yO F 1F 2xMc c xF 2F 1O y MccyxPO P ¢M)的离心率为(轴分成三等份,则椭圆若椭圆的连个焦点把长 .1无法确定 D.32C. 31 B. 61 A..7),0()0,()0,()0(1 .2112222=-->>=+e bAB F b B a A c F b a by a x ,则椭圆的离心率的距离为到直线如果是两个顶点,、,的左焦点为椭圆.1612)2,1( .322的标准方程有相同的离心率的椭圆,且与椭圆求经过点=+y x M越小,因此椭圆越扁;,从而越接近时,越接近当221)1(c a b a c e -=因此椭圆越接近于圆;,越接近,从而越接近时,越接近当a b c e 00)2( .0)3(222a y x c b a =+==为圆,方程成为,两焦点重合,图形变时,当且仅当.)2(; )1(12045.222121221点坐标求求,为左右焦点,,上的点,为椭圆已知P S PF PF F F y x P F PF D ^=+yO x椭圆典型例题椭圆典型例题例1 已知椭圆06322=-+m y mx 的一个焦点为(的一个焦点为(00,2)求m 的值.的值.分析:把椭圆的方程化为标准方程,由2=c ,根据关系222222c b a +=可求出m 的值.的值.解:方程变形为12622=+my x .因为焦点在y 轴上,所以62>m ,解得3>m . 又2=c ,所以22262=-m ,5=m 适合.故5=m .例2 已知椭圆的中心在原点,且经过点()03,P ,b a 3=,求椭圆的标准方程.,求椭圆的标准方程.分析:分析:因椭圆的中心在原点,故其标准方程有两种情况.因椭圆的中心在原点,故其标准方程有两种情况.因椭圆的中心在原点,故其标准方程有两种情况.根据题设条件,运用待定系数根据题设条件,运用待定系数法,法,求出参数a 和b (或2a 和2b )的值,即可求得椭圆的标准方程.)的值,即可求得椭圆的标准方程.解:当焦点在x 轴上时,设其方程为()012222>>=+b a b y a x .由椭圆过点()03,P ,知10922=+ba .又b a 3=,代入得12=b ,92=a ,故椭圆的方程为1922=+y x .当焦点在y 轴上时,设其方程为()012222>>=+b a b x a y .由椭圆过点()03,P ,知10922=+b a .又b a 3=,联立解得812=a ,92=b ,故椭圆的方程为198122=+x y .例3 ABC D 的底边16=BC ,AC 和AB 两边上中线长之和为3030,,求此三角形重心G 的轨迹和顶点A 的轨迹.的轨迹.分析:(1)由已知可得20=+GB GC ,再利用椭圆定义求解.,再利用椭圆定义求解.(2)由G 的轨迹方程G 、A 坐标的关系,利用代入法求A 的轨迹方程.的轨迹方程.解: (1)以BC 所在的直线为x 轴,BC 中点为原点建立直角坐标系.设G 点坐标为()y x ,,由20=+GB GC ,知G 点的轨迹是以B 、C 为焦点的椭圆,且除去轴上两点.因10=a ,8=c ,有6=b ,故其方程为()013610022¹=+y y x .(2)设()y x A ,,()y x G ¢¢,,则()013610022¹¢=¢+¢y y x . ① 由题意有ïïîïïíì=¢=¢33y y x x,代入①,得A 的轨迹方程为()0132490022¹=+y y x ,其轨迹是椭圆(除去x 轴上两点).例4 已知P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P 到两焦点的距离分别为354和352,过P 点作焦点所在轴的垂线,它恰好过椭圆的一个焦点,求椭圆方程.点作焦点所在轴的垂线,它恰好过椭圆的一个焦点,求椭圆方程.解:设两焦点为1F 、2F ,且3541=PF ,3522=PF .从椭圆定义知52221=+=PF PF a .即5=a .从21PF PF >知2PF 垂直焦点所在的对称轴,所以在12F PF Rt D 中,21s i n1221==ÐPF PF F PF ,可求出621p=ÐF PF ,3526cos 21=×=pPF c ,从而310222=-=c a b .∴所求椭圆方程为1103522=+y x 或1510322=+y x . 例5 已知椭圆方程()012222>>=+b a by a x ,长轴端点为1A ,2A ,焦点为1F ,2F ,P 是椭圆上一点,q =Ð21PA A ,a=Ð21PF F .求:21PF F D 的面积(用a 、b 、a 表示).分析:求面积要结合余弦定理及定义求角a 的两邻边,从而利用C ab S sin 21=D求面积.解:如图,如图,设设()y x P ,,由椭圆的对称性,由椭圆的对称性,不妨设不妨设()y x P ,,由椭圆的对称性,由椭圆的对称性,不妨设不妨设P 在第一象限.由余弦定理知:第一象限.由余弦定理知:221F F 2221PF PF +=12PF -·224cos c PF =a .①.① 由椭圆定义知:由椭圆定义知: a PFPF221=+②,则-①②2得 acos 12221+=×b PF PF .故a sin 212121PF PF S PF F ×=D a asin cos 12212+=b 2tan 2a b =.例6 已知动圆P 过定点()03,-A ,且在定圆()64322=+-y x B :的内部与其相内切,求动圆圆心P 的轨迹方程.的轨迹方程.分析:关键是根据题意,列出点P 满足的关系式.满足的关系式.解:如图所示,设动圆P 和定圆B 内切于点M .动点P 到两定点,到两定点,即定点()03,-A 和定圆圆心()03,B 距离之和恰好等于定圆半径,距离之和恰好等于定圆半径,即8==+=+BM PB PM PB PA .∴点P 的轨迹是以A ,B 为两焦点,为两焦点,半长轴为4,半短轴长为73422=-=b 的椭圆的方程:171622=+y x .说明:说明:本题是先根据椭圆的定义,判定轨迹是椭圆,然后根据椭圆的标准方程,求轨迹的方本题是先根据椭圆的定义,判定轨迹是椭圆,然后根据椭圆的标准方程,求轨迹的方程.这是求轨迹方程的一种重要思想方法.程.这是求轨迹方程的一种重要思想方法. 例7 已知椭圆1222=+y x(1)求过点÷øöçèæ2121,P 且被P 平分的弦所在直线的方程;平分的弦所在直线的方程;(2)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;的平行弦的中点轨迹方程;(3)过()12,A 引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程;引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程;(4)椭圆上有两点P 、Q ,O 为原点,且有直线OP 、OQ 斜率满足21-=×OQ OP k k ,求线段PQ 中点M 的轨迹方程.的轨迹方程.分析:此题中四问都跟弦中点有关,因此可考虑设弦端坐标的方法.分析:此题中四问都跟弦中点有关,因此可考虑设弦端坐标的方法.解:设弦两端点分别为()11y x M ,,()22y x N ,,线段MN 的中点()y x R ,,则,则ïïîïïíì=+=+=+=+④,③,②,①,y y y x x x y x y x222222212122222121①-②得()()()()022*******=-++-+y y y y x x x x . 由题意知21x x ¹,则上式两端同除以21x x -,有()()0221212121=-+++x x y y y y x x ,将③④代入得022121=--+x x y y y x .⑤.⑤(1)将21=x ,21=y 代入⑤,得212121-=--x x y y ,故所求直线方程为: 0342=-+y x . ⑥ 将⑥代入椭圆方程2222=+y x 得041662=--y y ,416436>´´-=D 符合题意,0342=-+y x 为所求.为所求.(2)将22121=--x x y y 代入⑤得所求轨迹方程为:代入⑤得所求轨迹方程为:04=+y x .(椭圆内部分) (3)将212121--=--x y x x y y 代入⑤得所求轨迹方程为:代入⑤得所求轨迹方程为: 022222=--+y x y x .(椭圆内部分)部分)(4)由①+②得)由①+②得: ()2222212221=+++y y x x ,⑦,⑦,⑦, 将③④平方并整理得将③④平方并整理得 212222124x x x x x -=+, ⑧,⑧, 212222124y y y y y -=+,⑨ 将⑧⑨代入⑦得:将⑧⑨代入⑦得:()224424212212=-+-y y y x x x , ⑩再将212121x x y y -=代入⑩式得:代入⑩式得: 221242212212=÷øöçèæ--+-x x y x x x , 即12122=+y x .此即为所求轨迹方程.当然,此题除了设弦端坐标的方法,还可用其它方法解决.例8 已知椭圆1422=+y x 及直线m x y +=. (1)当m 为何值时,直线与椭圆有公共点?为何值时,直线与椭圆有公共点? (2)若直线被椭圆截得的弦长为5102,求直线的方程.,求直线的方程.解:(1)把直线方程m x y +=代入椭圆方程1422=+y x 得 ()1422=++m x x , 即012522=-++m mx x .()()020*******22³+-=-´´-=D m m m ,解得2525££-m .(2)设直线与椭圆的两个交点的横坐标为1x ,2x ,由(1)得5221m x x -=+,51221-=m x x .根据弦长公式得根据弦长公式得 :51025145211222=-´-÷øöçèæ-×+m m .解得0=m .方程为x y =.说明:处理有关直线与椭圆的位置关系问题及有关弦长问题,采用的方法与处理直线和圆的有所区别.有所区别.这里解决直线与椭圆的交点问题,这里解决直线与椭圆的交点问题,一般考虑判别式一般考虑判别式D ;解决弦长问题,一般应用弦长公式.公式.用弦长公式,若能合理运用韦达定理(即根与系数的关系),可大大简化运算过程.,可大大简化运算过程. 例9 以椭圆131222=+y x 的焦点为焦点,过直线09=+-y x l :上一点M 作椭圆,要使所作椭圆的长轴最短,点M 应在何处?并求出此时的椭圆方程.应在何处?并求出此时的椭圆方程. 分析:椭圆的焦点容易求出,按照椭圆的定义,本题实际上就是要在已知直线上找一点,使该点到直线同侧的两已知点(即两焦点)的距离之和最小,只须利用对称就可解决.解:如图所示,椭圆131222=+y x 的焦点为()031,-F ,()032,F . 点1F 关于直线09=+-y x l :的对称点F 的坐标为(-的坐标为(-99,6),直线2FF 的方程为032=-+y x .解方程组îíì=+-=-+09032y x y x 得交点M 的坐标为(-的坐标为(-55,4).此时21MF MF +最小.最小. 所求椭圆的长轴:562221==+=FF MF MF a ,∴53=a ,又3=c ,∴()3635322222=-=-=c a b .因此,所求椭圆的方程为136452222=+y x .例10 已知方程13522-=-+-ky k x 表示椭圆,求k 的取值范围.的取值范围.解:由ïîïíì-¹-<-<-,35,03,05k k k k 得53<<k ,且4¹k .∴满足条件的k 的取值范围是53<<k ,且4¹k .说明:本题易出现如下错解:由îíì<-<-,03,05k k 得53<<k ,故k 的取值范围是53<<k .出错的原因是没有注意椭圆的标准方程中0>>b a 这个条件,当b a =时,并不表示椭圆.椭圆.例11 已知1cos sin 22=-a a y x )0(p a ££表示焦点在y 轴上的椭圆,求a 的取值范围.围.分析:依据已知条件确定a 的三角函数的大小关系.再根据三角函数的单调性,求出a 的取值范围.取值范围.解:方程可化为1cos 1sin 122=+aa y x .因为焦点在y 轴上,所以0sin 1cos 1>>-aa . 因此0sin >a 且1tan -<a 从而)43,2(p p a Î.说明:说明:(1)(1)(1)由椭圆的标准方程知由椭圆的标准方程知0sin 1>a ,0cos 1>-a,这是容易忽视的地方.,这是容易忽视的地方. (2)(2)由焦点在由焦点在y 轴上,知a cos 12-=a ,asin 12=b . (3)求a 的取值范围时,应注意题目中的条件p a <£0.例12 12 求中心在原点,对称轴为坐标轴,且经过求中心在原点,对称轴为坐标轴,且经过)2,3(-A 和)1,32(-B 两点的椭圆方程分析:由题设条件焦点在哪个轴上不明确,椭圆标准方程有两种情形,为了计算简便起见,可设其方程为122=+ny mx (0>m ,0>n ),且不必去考虑焦点在哪个坐标轴上,直接可求出方程.直接可求出方程.解:设所求椭圆方程为122=+ny mx (0>m ,0>n ).由)2,3(-A 和)1,32(-B 两点在椭圆上可得在椭圆上可得îïíì=×+-×=-×+×,11)32(,1)2()3(2222n m n m 即îíì=+=+,112,143n m n m所以151=m ,51=n .故所求的椭圆方程为151522=+y x .例13 已知长轴为1212,,短轴长为6,焦点在x 轴上的椭圆,过它对的左焦点1F 作倾斜解为3p的直线交椭圆于A ,B 两点,求弦AB 的长.的长.分析:可以利用弦长公式]4))[(1(1212212212x x x x k x x k AB -++=-+=求得,求得,也可以利用椭圆定义及余弦定理,还可以利用焦点半径来求.也可以利用椭圆定义及余弦定理,还可以利用焦点半径来求.解:解:((法1)1)利用直线与椭圆相交的弦长公式求解.利用直线与椭圆相交的弦长公式求解.利用直线与椭圆相交的弦长公式求解.2121x x k AB -+=]4))[(1(212212x x x x k -++=.因为6=a ,3=b,所以33=c .因为焦点在x 轴上,轴上, 所以椭圆方程为193622=+y x ,左焦点)0,33(-F ,从而直线方程为93+=x y .由直线方程与椭圆方程联立得:0836372132=´++x x .设1x ,2x 为方程两根,所以1337221-=+x x ,1383621´=x x ,3=k , 从而1348]4))[(1(1212212212=-++=-+=x x x x k x x k AB .(法2)2)利用椭圆的定义及余弦定理求解.利用椭圆的定义及余弦定理求解.利用椭圆的定义及余弦定理求解.由题意可知椭圆方程为193622=+y x ,设m AF =1,n BF =1,则m AF -=122,nBF -=122.在21F AF D 中,3cos22112212122pF F AF F F AF AF -+=,即21362336)12(22×××-×+=-m m m ; 所以346-=m .同理在21F BF D 中,用余弦定理得346+=n ,所以1348=+=n m AB .(法3)3)利用焦半径求解.利用焦半径求解.利用焦半径求解.先根据直线与椭圆联立的方程0836372132=´++x x 求出方程的两根1x ,2x ,它们分别是A ,B 的横坐标.的横坐标.再根据焦半径11ex a AF +=,21ex a BF +=,从而求出11BF AF AB +=.例14 14 椭圆椭圆192522=+y x 上的点M 到焦点1F 的距离为2,N 为1MF 的中点,则ON (O 为坐标原点)的值为A .4 4 B .2 2 C .8 8D .23解:如图所示,设椭圆的另一个焦点为2F ,由椭圆第一定义得10221==+a MF MF ,所以82101012=-=-=MF MF , 又因为ON 为21F MF D 的中位线,所以4212==MF ON ,故答案为A .说明:说明:(1)(1)(1)椭圆定义:平面内与两定点的距离之和等于常数(大于椭圆定义:平面内与两定点的距离之和等于常数(大于21F F )的点的轨迹叫做椭圆.椭圆.(2)(2)椭圆上的点必定适合椭圆的这一定义,即椭圆上的点必定适合椭圆的这一定义,即aMFMF221=+,利用这个等式可以解决椭圆上的点与焦点的有关距离.圆上的点与焦点的有关距离.例15 已知椭圆13422=+y x C :,试确定m 的取值范围,使得对于直线m x y l +=4:,椭圆C 上有不同的两点关于该直线对称.上有不同的两点关于该直线对称.分析:若设椭圆上A ,B 两点关于直线l 对称,则已知条件等价于:对称,则已知条件等价于:(1)(1)(1)直线直线l AB ^;(2)弦AB 的中点M 在l 上.上.利用上述条件建立m 的不等式即可求得m 的取值范围.的取值范围.解:解:((法1)1)设椭圆上设椭圆上),(11y x A ,),(22y x B 两点关于直线l 对称,直线AB 与l 交于),(00y x M 点.点.∵l 的斜率4=l k ,∴设直线AB 的方程为n x y +-=41.由方程组ïïîïïíì=++-=,134,4122yx n x y 消去y 得 0481681322=-+-n nx x ①。
高二数学《椭圆曲线知识点与例题》1 椭圆定义:平面内与两个定点21,F F 的距离之和等于常数(大于||21F F )的点的轨迹叫作椭圆,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注意:椭圆定义中容易遗漏的两处地方: (1)两个定点---两点间距离确定(2)绳长--轨迹上任意点到两定点距离和确定思考:在同样的绳长下,两定点间距离较长,则所画出的椭圆较扁(→线段)在同样的绳长下,两定点间距离较短,则所画出的椭圆较圆(→圆)由此,椭圆的形状与两定点间距离、绳长有关(为下面离心率概念作铺垫)2.根据定义推导椭圆标准方程:取过焦点21,F F 的直线为x 轴,线段21F F 的垂直平分线为y 轴设),(y x P 为椭圆上的任意一点,椭圆的焦距是c 2(0>c ).则)0,(),0,(21c F c F -,又设M 与21,F F 距离之和等于a 2(c a 22>)(常数){}a PF PF P P 221=+=∴ 221)(y c x PF ++= 又,a y c x y c x 2)()(2222=+-+++∴,化简,得 )()(22222222c a a y a x c a -=+-, 由定义c a 22>,022>-∴c a令222b c a =-∴代入,得 222222b a y a x b =+,两边同除22b a 得 12222=+by a x此即为椭圆的标准方程它所表示的椭圆的焦点在x 轴上,焦点是)0,()0,(21c F c F -,中心在坐标原点的椭圆方程其中22b c a +=公式推导:平面内两个定点21,F F 之间的距离为2,一个动点M 到这两个定点的距离和为6.建立适当的坐标系,推导出点M 的轨迹方程.选题意图:本题考查椭圆标准方程的推导方法.解:建立直角坐标系xoy ,使x 轴经过点21,F F ,并且点O 与线段21F F 的中点重合. 设),(y x M 是椭圆上任意一点,椭圆的焦距为2c(c=1),M 与21,F F 的距离的和等于常数6,则21,F F 的坐标分别是(-1,0),(1,0).∵222221)1(,)1(y x MF y x MF +-=++=∴6)1()1(2222=+-+++y x y x . 将这个方程移项后,两边平方,得22222222)1(39,)1()1(1236)1(yx x y x y x y x +-=-+-++--=++两边再平方,得:222991891881y x x x x ++-=+- 整理得:729822=+y x两边除以72得:18922=+y x . 说明:本题若不限制解题方法则可借助椭圆的定义直接写出方程.例题 已知B ,C 是两个定点,|BC |=6,且ABC ∆的周长等于16,求顶点A 的轨迹方程解:以BC 所在直线为x 轴,BC 中垂线为y 轴建立直角坐标系,设顶点),(y x A ,根据已知条件得|AB|+|AC|=10再根据椭圆定义得,3,5===b c a所以顶点A 的轨迹方程为1162522=+y x (y ≠0)(特别强调检验) 因为A 为△ABC 的顶点,故点A 不在x 轴上,所以方程中要注明y ≠0的条件基本练习:2.椭圆171622=+y x 的左右焦点为21,F F ,一直线过1F 交椭圆于A、B 两点,则2ABF ∆的周长为 ( )A.32B.16C.8D.4答案:B3.设α∈(0,2π),方程1cos sin 22=+ααy x 表示焦点在x 轴上的椭圆,则α∈A.(0,4π]B.(4π,2π) C.(0,4π) D.[4π,2π) 答案:B4.如果方程222=+ky x 表示焦点在y 轴上的椭圆,则k 的取值范围是______.分析:将方程整理,得12222=+ky x ,据题意⎪⎩⎪⎨⎧>>022k k ,解之得0<k <1. 5.方程11222=--m y m x 表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是______. 分析:据题意⎪⎩⎪⎨⎧>--><-mm m m 2)1(0201,解之得0<m <316.在△ABC 中,BC =24,AC 、AB 的两条中线之和为39,求△ABC 的重心轨迹方程.分析:以BC 所在直线为x 轴,BC 的中垂线为y 轴建立如图所示的平面直角坐标系,M 为重心,则|MB |+|MC |=32×39=26.根据椭圆定义可知,点M 的轨迹是以B 、C 为焦点的椭圆,故所求椭圆方程为12516922=+y x (y ≠0) 例1 如图,已知一个圆的圆心为坐标原点,半径为2,从这个圆上任意一点P 向x 轴作垂线段PP ˊ,求线段PP ˊ的中点M 的轨迹(若M 分 PP ˊ之比为21,求点M 的轨迹) 解:(1)当M 是线段PP ˊ的中点时,设动点M 的坐标为),(y x ,则P 的坐标为2,(y x因为点P 在圆心为坐标原点半径为2的圆上,所以有 4)2(22=+y x ,即 1422=+y x 所以点M 的轨迹是椭圆,方程是1422=+y x (2)当M 分 PP ˊ之比为21时,设动点M 的坐标为),(y x ,则P的坐标为23,(y x 因为点P 在圆心为坐标原点半径为2的圆上,所以有 4)23(22=+y x ,即 1169422=+y x 所以点M 的轨迹是椭圆,方程是1169422=+y x 例2 已知x 轴上的一定点A (1,0),Q 为椭圆1422=+y x 上的动点,求AQ 中点M 的轨迹方程解:设动点M 的坐标为),(y x ,则Q 的坐标为2,12(y x -因为点Q 为椭圆1422=+y x 上的点, 所以有1)2(4)12(22=+-y x ,即14)21(22=+-y x 所以点M 的轨迹方程是14)21(22=+-y x例3 长度为2的线段AB 的两个端点A 、B 分别在x 轴、y 轴上滑动,点M 分AB 的比为32,求点M 的轨迹方程解:设动点M 的坐标为),(y x ,则A 的坐标为0,35(x B 的坐标为)25,0(y 因为2||=AB ,所以有 4)25()35(22=+y x ,即442592522=+y x所以点M 的轨迹方程是442592522=+y x 例4 已知定圆05562=--+x y x ,动圆M 和已知圆内切且过点P(-3,0),求圆心M 的轨迹及其方程分析:由两圆内切,圆心距等于半径之差的绝对值 根据图形,用数学符号表示此结论:MP MQ -=8上式可以变形为8=+MP MQ ,又因为86<=PQ ,所以圆心M 的轨迹是以P ,Q 为焦点的椭圆解 已知圆可化为:()64322=+-y x圆心Q(3,0),8=r ,所以P 在定圆内 设动圆圆心为),(y x M ,则MP 为半径 又圆M和圆Q 内切,所以MP MQ -=8,即 8=+MP MQ ,故M 的轨迹是以P ,Q 为焦点的椭圆,且PQ 中点为原点,所以82=a ,72=b ,故动圆圆心M 的轨迹方程是:71622=+y x 练习:1.已知圆22y x +=1,从这个圆上任意一点P 向y 轴作垂线段PP′,求线段PP′的中点M 的轨迹.选题意图:训练相关点法求轨迹方程的方法,考查“通过方程,研究平面曲线的性质”这一解析几何基本思想.解:设点M 的坐标为),(y x ,则点P 的坐标为),2(y x .∵P 在圆122=+y x 上,∴1)2(22=+y x ,即14122=+y x . ∴点M 的轨迹是一个椭圆1422=+y x2.△ABC 的两个顶点坐标分别是B (0,6)和C (0,-6),另两边AB 、AC 的斜率的乘积是-94,求顶点A 的轨迹方程.选题意图:巩固求曲线方程的一般方法,建立借助方程对应曲线后舍点的解题意思,训练根据条件对一些点进行取舍.解:设顶点A 的坐标为),(y x . 依题意得9466-=+⋅-x y x y , ∴顶点A 的轨迹方程为)6(1368122±≠=+y y x . 说明:方程1368122=+y x 对应的椭圆与y 轴有两个交点,而此两交点为(0,-6)与(0,6)应舍去.3.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 .选题意图:综合考查数列与椭圆标准方程的基础知识,灵活运用等比定理进行解题. 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 F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 . 说明:曲线上的点与焦点连线构成的三角形称曲线三角形,与曲线三角形有关的问题常常借助正(余)弦定理,借助比例性质进行处理.对于第二问还可用后面的几何性质,借助焦半径公式余弦定理把P 点横坐标先求出来,再去解三角形作答椭圆的第二定义:一动点到定点的距离和它到一条定直线的距离的比是一个)1,0(内常数e ,那么这个点的轨迹叫做椭圆 其中定点叫做焦点,定直线叫做准线,常数e 就是离心率2.椭圆的准线方程对于12222=+b y a x ,相对于左焦点)0,(1c F -对应着左准线c a x l 21:-=;相对于右焦点)0,(2c F 对应着右准线cx l 22:=对于12222=+b x a y ,相对于下焦点),0(1c F -对应着下准线c a y l 21:-=;相对于上焦点),0(2c F 对应着上准线cy l 22:=准线的位置关系:ca a x 2<≤焦点到准线的距离cb c c a c c a p 2222=-=-=(焦参数) 椭圆的焦半径公式:设),(00y x M 是椭圆12222=+by a x )0(>>b a 的一点,1r 和2r 分别是点M 与点)0,(1c F -,)0,(2c F 的距离.那么(左焦半径)01ex a r +=,(右焦半径)02ex a r -=,其中e 是离心率推导方法一: 202021)(y c x MF ++=,202022)(y c x MF +-=022214cx MF MF =-∴,a MF MF 221=+ 又⎪⎩⎪⎨⎧=+=-∴2221021a MF MF x a c MF MF ⎪⎩⎪⎨⎧-=-=+=+=∴002001ex a x a ca MF ex a x a c a MF即(左焦半径)01ex a r +=,(右焦半径)02ex a r -= 推导方法二:,||11e MF r =e MF r =||22⇒00211)(||ex a x c a e MF e r +=+==,00222)(||ex a x ca e MF e r -=-==同理有焦点在y 轴上的椭圆的焦半径公式:⎩⎨⎧-=+=0201ey a MF ey a MF( 其中21F F 分别是椭圆的下上焦点)注意:焦半径公式的两种形式的区别只和焦点的左右有关,而与点在左在右无关可以记为:左加右减,上减下加例1 如图所示,我国发射的第一颗人造地球卫星运行轨道是以地心(地球的中心)2F 为一个焦点的椭圆,已知它的近地点A(离地面最近的点)距地面439km ,远地点B(离地面最远的点)距地面2384km ,并且2F 、A 、B 在同一直线上,设地球半径约为6371km ,求卫星运行的轨道方程 (精确到1km).解:建立如图所示直角坐标系,使点A 、B 、2F 在x 轴上, 则 c a -=|OA|-|O 2F |=|2F A|=6371+439=6810c a +=|OB|+|O 2F |=|2F B|=6371+2384=8755解得a =7782.5,c =972.5772287556810))((22≈⨯=-+=-=c a c a c a b .卫星运行的轨道方程为1772277832222=+y x 例2 椭圆)0( 12222>>=+b a by a x ,其上一点P(3,y )到两焦点的距离分别是6.5和3.5,求椭圆方程解:由椭圆的焦半径公式,得⎩⎨⎧=-=+5.335.63e a e a ,解得21,5==e a ,从而有 4,25222=-==c a b c 所求椭圆方程为17542522=+y x 练习:1.P 为椭圆192522=+y x 上的点,且P 与21,F F 的连线互相垂直,求P 解:由题意,得+-20)545(x 20)545(x +=641625720⨯=⇒x ,16812=y ⇒P 的坐标为)49,475(,)49,475(-,)49,475(--,49,475(- 2.椭圆192522=+y x 上不同三点),(),59,4(),,(2211y x C B y x A 与焦点F(4,0)的距离成等差数列,求证21=+x x证明:由题意,得 ++)545(1x )545(2x +=2)4545(⨯+⇒821=+x x 3.设P 是以0为中心的椭圆上任意一点,2F 为右焦点,求证:以线段P F 2为直径的圆与此椭圆长轴为直径的圆内切证明:设椭圆方程为12222=+by a x ,(0>>b a ),焦半径P F 2是圆1O 的直径, 则由11222222OO PF PF a PF a ==-=-知,两圆半径之差等于圆心距,所以,以线段P F 2为直径的圆与此椭圆长轴为直径的圆内切椭圆的参数方程1.例题:如图,以原点O 为圆心,分别以b a , (0>>b a )为半径作两个图,点B 是大圆半径OA 与小圆的交点,过点A 作NA ⊥OX 垂足为N ,过点B 作BM ⊥AN ,垂足为M .求当半径OA 绕点O 旋转时点M 的轨迹的参数方程解答:设A 的坐标为ϕ=∠NOA y x ),,(,取ϕ 为参数,那么⎩⎨⎧====ϕϕsin ||cos ||OB NM y OA ON x 也就是 (sin cos 为参数ϕϕϕ⎩⎨⎧==b y a x这就是所求点A 的轨迹的参数方程将⎩⎨⎧==ϕϕsin cos b y a x 变形为⎪⎩⎪⎨⎧==ϕϕsin cos by a x发现它可化为)0(12222>>=+b a by a x ,说明A 的轨迹是椭圆椭圆的参数方程:(sin cos 为参数ϕϕϕ⎩⎨⎧==b y a x 注意:ϕ角不是角NOM ∠例2 已知椭圆),0,0(sin 2cos 为参数ϕϕϕ>>⎩⎨⎧==b a y x 上的点P(y x ,),求y x 21+的取值范围.解:y x 21+=[]2,2)4sin(2sin cos -∈+=+πϕϕϕ 例3 已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 与x 轴的正半轴交于A,O 是原点,若椭圆上存在一点M,使MA ⊥MO,求椭圆离心率的取值范围解:A(a ,0),设M 点的坐标为)sin ,cos (ϕϕb a (20πϕ<<),由MA ⊥MO 得1cos sin cos sin -=⋅-ϕϕϕϕa b a a b化简得 ⎝⎛∈+-=+=-=21,0cos 111cos 1cos sin )cos 1(cos 222ϕϕϕϕϕϕa b 所以 ⎭⎫⎝⎛∈-=1,22122a b e 练习:求椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的内接矩形面积的最大值答案:S ab b a S 22sin 2sin cos 4max =⇒=⋅=ϕϕϕ。