定义法求椭圆的标准方程
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今天我们研究用定义法求椭圆的方程。
根据椭圆的定义,确定22,a b 的值,再结合焦点的位置, 直接写出椭圆方程。
先看例题例:已知椭圆C 以坐标轴为对称轴,以坐标原点为对称中心,椭圆的一个焦点为()0,1,点⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛26,23M 在椭圆上,求椭圆C 的方程;故椭圆方程为:12322=+y x归纳整理: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 22221(0)x y a b a b +=>>22221(0)y x a b a b +=>>利用椭圆定义,求解椭圆方程,首先要明确焦点的位置。
选择合适的方程。
如果不能确定焦点位置,需要分类讨论。
再看一个例题,加深印象例:已知椭圆中心在原点,以坐标轴为对称轴, 椭圆上的点到两焦点的距离之和为10,短轴长为8 ,求椭圆方程.解:焦点在x 轴上,设椭圆标准方程为22221(0)x y a b a b +=>>的情况.这是本题的关键。
焦点在y轴上,设椭圆标准方程为22221(0) y xa ba b+=>>由题意,确定长轴、短轴、焦距可得:a=5,b=4,c=3椭圆方程为221 1625x y+=总结:椭圆定义:平面内与两定点的距离之和等于常数(大于两定点的距离)的点的轨迹叫做椭圆.根据椭圆的焦点坐标位置,222bac-=,写出方程的对应形式。
练习:1。
一束光线从点1(1,0)F-出发,经直线:230l x y-+=上一点D反射后,恰好穿过点2(1,0)F.求以1F、2F为焦点且过点D的椭圆C的方程.2。
已知中心在坐标原点O的椭圆C经过点A(2,3),且点F(2,0)为其右焦点.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)是否存在平行于OA的直线l,使得直线l与椭圆C有公共点,且直线OA与l的距离等于4?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.答案2a =12||||PF PF '+=12||F F '2292(1)(0)2255--+-= ∴2a =1c =,211b =-=.∴椭圆C 的方程为2212x y +=.2.。
求椭圆的标准方程式首先,我们来看一下椭圆的定义。
椭圆的定义可以通过一个动点到两个固定点的距离之和等于常数的轨迹来描述。
这两个固定点称为焦点,它们之间的距离称为焦距,常数称为椭圆的长轴长度。
椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和等于常数,这就是椭圆的定义。
接下来,我们来推导椭圆的标准方程式。
设椭圆的两个焦点分别为F1(-c,0)和F2(c,0),椭圆的长轴长度为2a,短轴长度为2b。
根据椭圆的定义,椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和等于常数,即。
PF1 + PF2 = 2a。
设椭圆上一点P(x,y),则。
PF1 = √((x+c)²+y²)。
PF2 = √((x-c)²+y²)。
代入椭圆的定义式,得。
√((x+c)²+y²) + √((x-c)²+y²) = 2a。
整理得。
[(x+c)²+y²] + [(x-c)²+y²] + 2√((x+c)²+y²)√((x-c)²+y²) = 4a²。
化简得。
2x² + 2y² + 2c² 2c² + 2√((x²-c²)²+y²) = 4a²。
化简得。
x²/a² + y²/b² = 1。
这就是椭圆的标准方程式。
在求椭圆的标准方程式时,我们还可以通过椭圆的焦点、长轴、短轴等参数来确定椭圆的标准方程式。
对于一个已知焦点、长轴、短轴的椭圆,我们可以根据焦点的坐标、长轴的长度、短轴的长度来求出椭圆的标准方程式。
在实际问题中,求椭圆的标准方程式是解析几何中的一个重要问题。
通过求椭圆的标准方程式,我们可以更好地理解椭圆的性质,进而应用到实际问题中。
比如在工程中,我们可以利用椭圆的性质设计出更加合理的结构;在物理学中,椭圆的运动规律也有着重要的应用价值。
椭圆方程的几种常见求法XX 陈长松对于求椭圆方程的问题,通常有以下常见方法:一、定义法例1 已知两圆C 1:169)4(22=+-y x ,C 2:9)4(22=++y x ,动圆在圆C 1内部且和圆C 1相内切,和圆C 2相外切,求动圆圆心的轨迹方程.分析:动圆满足的条件为:①与圆C 1相内切;②与圆C 2相外切.依据两圆相切的充要条件建立关系式.解:设动圆圆心M(x ,y ),半径为r ,如图所示,由题意动圆M内切于圆C 1, ∴r MC -=131,圆M外切于圆C 2, ∴r MC +=32, ∴1621=+MC MC ,∴ 动圆圆心M的轨迹是以C 1、C 2为焦点的椭圆,且82,162==c a ,481664222=-=-=c a b ,故所求轨迹方程为:1486422=+y x . 评注:利用圆锥曲线的定义解题,是解决轨迹问题的基本方法之一.此题先根据平面几何知识,列出外切的条件,内切的条件,可发现利用动圆的半径过度,恰好符合椭圆的定义.从而转化问题形式,抓住本质,充分利用椭圆的定义是解题的关键.二、待定系数法例2已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点)2,3(),16(21--P P ,求该椭圆的方程. 分析:已知两点,椭圆标准方程的形式不确定,我们可以设椭圆方程的一般形式: 22ny mx +=1()0,0>>n m ,进行求解,避免讨论。
解:设所求的椭圆方程为22ny mx +=1()0,0>>n m . ∵椭圆经过两点)2,3(),16(21--P P ,∴⎩⎨⎧=+=+.123,16n m n m 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.31,91n m ,故所求的椭圆标准方程为13922=+y x . 评注:求椭圆标准方程,可以根据焦点位置设出椭圆标准方程,用待定系数法求出b a ,的值:若焦点位置不确定,可利用椭圆一般形式简化解题过程.三、直接法例3 设动直线l 垂直于x 轴,且交椭圆12422=+y x 于A、B两点,P是l 上线段 AB 外一点,且满足1=•PB PA ,求点P的轨迹方程.分析:如何利用点P的坐标与椭圆上A,B两点坐标的关系,是求点P的轨迹的关键,因直线l 垂直于x 轴,所以P、A、B三点的横坐标一样,由A、B在椭圆上,所以A、B两点的纵坐标互为相反数,因此,紧紧抓住等式1=•PB PA 即可求解.解:设P(x ,y ),A(A x ,A y ),B(B x ,B y ) ,由题意:x =A x =B x ,A y +B y =0 ∴A y y PA -=,B y y PB -=,∵P在椭圆外,∴y -A y 与y -B y 同号, ∴PB PA •=(y -A y )(y -B y )=1)(2=++-B A B A y y y y y y ∵)41(2)41(2222x x y y y A A B A --=--=-= 1)41(222=--x y ,即)22(13622<<-=+x y x 为所求. 评注:求轨迹方程,首先要找出动点与已知点之间的关系,建立一个等式,用坐标代换.四、相关点法例4 ABC ∆的底边BC =16,AC 和AB 两边上的中线长之和为30,求此三角形重心G和定点A的轨迹方程.分析:由题意可知G到B、C两点的距离之和为定值,故可用定义法求解,A点和G点的关系式好建立,故可用相关点法去求.解(1)以BC 边所在直线为x 轴,BC 边的中点为坐标原点建立直角坐标系,设G(x ,y ),由3032⨯=+GB GC ,知G点的轨迹是以B、C为焦点,长轴长为20的椭圆且除去x 轴上的两顶点,方程为)0(13610022≠=+y y x . (2)设A(x ,y ),G(),00y x ,则由(1)知G的轨迹方程是)0(13610002020≠=+y y x ∵ G为ABC ∆的重心 ∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==3300y y x x 代入得:)0(132490022≠=+y y x 其轨迹是中心为原点,焦点在x 轴上的椭圆,除去长轴上的两个端点.评注:本题的两问是分别利用定义法和相关点法求解的,要注意各自的特点,另要注意轨迹与轨迹方程的不同.。
椭圆方程的几种常见求法河南 陈长松对于求椭圆方程的问题,通常有以下常见方法:一、定义法例1 已知两圆C 1:169)4(22=+-y x ,C 2:9)4(22=++y x ,动圆在圆C 1内部且和圆C 1 相内切,和圆C2相外切,求动圆圆心的轨迹方程.分析:动圆满足的条件为:①与圆C1相内切;②与圆C2相外切.依据两圆相切的充要条件建立关系式.解:设动圆圆心M(x ,y ),半径为r ,如图所示,由题意动圆M内切于圆C 1, ∴r MC -=131,圆M外切于圆C 2 , ∴r MC +=32,∴1621=+MC MC ,∴ 动圆圆心M的轨迹是以C 1、C2为焦点的椭圆, 且82,162==c a ,481664222=-=-=c a b , 故所求轨迹方程为:1486422=+y x . 评注:利用圆锥曲线的定义解题,是解决轨迹问题的基本方法之一.此题先根据平面几何知识,列出外切的条件,内切的条件,可发现利用动圆的半径过度,恰好符合椭圆的定义.从而转化问题形式,抓住本质,充分利用椭圆的定义是解题的关键.二、待定系数法例2已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点)2,3(),1,6(21--P P ,求该椭圆的方程.分析:已知两点,椭圆标准方程的形式不确定,我们可以设椭圆方程的一般形式: 22ny mx +=1()0,0>>n m ,进行求解,避免讨论。
解:设所求的椭圆方程为22ny mx +=1()0,0>>n m .∵椭圆经过两点)2,3(),1,6(21--P P ,∴⎩⎨⎧=+=+.123,16n m n m 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.31,91n m ,故所求的椭圆标准方程为13922=+y x . 评注:求椭圆标准方程,可以根据焦点位置设出椭圆标准方程,用待定系数法求出的值b a ,:若焦点位置不确定,可利用椭圆一般形式简化解题过程.三、直接法例3 设动直线垂l 直于x 轴,且交椭圆于12422=+y x A、B两点,P是上线段l AB 外一点,且满足1=∙PB PA ,求点P的轨迹方程.分析:如何利用点P的坐标与椭圆上A,B两点坐标的关系,是求点P的轨迹的关键,因直线垂直l 于x 轴,所以P、A、B三点的横坐标相同,由A、B在椭圆上,所以A、B两点的纵坐标互为相反数,因此,紧紧抓住等式即可求解1=∙PB PA .解:设P(x ,y ),A(A x ,A y ),B(B x ,B y ) ,由题意:x =A x =B x ,A y +B y =0∴A y y PA -=,B y y PB -=,∵P在椭圆外,∴y -A y 与y -B y 同号, ∴PB PA ∙=(y -A y )(y -B y )=1)(2=++-B A B A y y y y y y∵)41(2)41(2222x x y y y A A B A --=--=-= 1)41(222=--x y ,即)22(13622<<-=+x y x 为所求. 评注:求轨迹方程,首先要找出动点与已知点之间的关系,建立一个等式,用坐标代换.四、相关点法例4 ABC ∆的底边BC =16,AC 和AB 两边上的中线长之和为30,求此三角形重心G和定点A的轨迹方程.分析:由题意可知G到B、C两点的距离之和为定值,故可用定义法求解,A点和G点的关系式好建立,故可用相关点法去求.解(1)以BC 边所在直线为轴x ,BC 边的中点为坐标原点建立直角坐标系,设G(x ,y ),由3032⨯=+GB GC ,知G点的轨迹是以B、C为焦点,长轴长为20的椭圆且除去轴上的x 两顶点,方程为)0(13610022≠=+y y x . (2)设A(x ,y ),G(),00y x ,则由(1)知G的轨迹方程是)0(13610002020≠=+y y x ∵ G为的重心ABC ∆ ∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==3300y y x x 代入得:)0(132490022≠=+y y x 其轨迹是中心为原点,焦点在轴上x 的椭圆,除去长轴上的两个端点.评注:本题的两问是分别利用定义法和相关点法求解的,要注意各自的特点,另要注意轨迹与轨迹方程的不同.。
椭圆定义及标准方程椭圆定义及标准方程椭圆是一种广为人知的几何图形,可以用来描述天文学、宇航学、力学等领域的许多轨迹。
它的特点是自身的短轴大于长轴,形态有点像一个橄榄果,因此也称为橄榄式椭圆。
在几何上,椭圆可以通过标准方程的形式来定义。
首先,我们需要明确椭圆的结构,即椭圆的焦点、长轴和短轴。
焦点是椭圆周围的两个特殊点,椭圆的点都在连接焦点的线段对称;长轴是椭圆主要轴线,从一个焦点到另一个焦点的距离;短轴就是椭圆的副轴,它是从一个焦点到圆周上任意一点的距离。
椭圆的标准方程都是指圆心坐标为(0, 0)的情况,即椭圆的圆心也是其中心点O。
根据椭圆的结构,可以推出椭圆的标准方程:$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$,其中$a$是长轴长度,$b$是短轴长度。
若要表示一般性的椭圆,需要使用一般性的椭圆方程:$\frac{(x-x_0)^2}{a^2}+\frac{(y-y_0)^2}{b^2}=1$,其中$x_0, y_0$是椭圆中心点的坐标。
可以通过改变$x_0, y_0$的值,将椭圆移动到任意位置。
在代数形式中,椭圆的标准方程可以定义为:$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$,而一般性的椭圆方程为:$Ax^2+Bxy+Cy^2+Dx+Ey+F=0$。
总结,椭圆可以用标准方程来定义。
如果椭圆的圆心为(0, 0),那么标准方程就是$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$,如果椭圆的圆心不在原点,则一般性的椭圆方程为:$Ax^2+Bxy+Cy^2+Dx+Ey+F=0$。
椭圆的定义和标准方程对于理解和记忆椭圆有至关重要的作用,因此需要用心去学习。
定义法求椭圆的标准方程1焦点在坐标轴上,且 a 2= 13, c 2= 12的椭圆的标准方程为( )2 x A . 2 y 12 x B . 2 -1或 2 x 2y 1 13 12 13 25 25 132 2 2x C . 2 y 1 x D . y 2诚: 2 x y_ 1 1313 13设 B(-4, 0), C(4, 0),且厶ABC 的周长等 于 18,则动点 2 2 2 2x y1(y 0)y : x 1 y0 A .B . — 25 925 92 2 2 2x y 1 y 0 y x 1 yC .D . — 16 1616 92 2、 A 的轨迹方程为() 3、已知椭圆经过点 _ 2 (J 3,0)且与椭圆——14 9 的焦点相同,则这个椭圆的标准方程4、已知椭圆的焦点在 y 轴上,其上任意一点到两焦点的距离和为8,焦距为2. 15,则此椭圆的标准方程为 5、求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)焦点在y 轴上,焦距是 4,且经过点 M (3,2);⑵焦距是10,且椭圆上一点到两焦点的距离的和为 26.参考答案(三)定义法求椭圆的标准方程1、答案D 解析显然,此题中并没有讲明椭圆的焦点在哪个轴上,题中也没有条件能够得出相应的信息,所以本题中椭圆的标准方程应有两种情况,所以可以先排除选项A 和C,又由于a2= 13, c2= 12,「. b2= a2—4= 13-12= 1.2、答案A 解析由已知|AB|+ |AC|+ |BC|= 18 , |BC|= 8,得|AB|+ |AC|= 10.由椭圆的定义可知,点A的轨迹是椭圆的一部分,且2a= 10, 2c = 8,即a = 5, c= 4,所以b22 2=a2—c2= 25 —16= 9,则椭圆方程为X y1.当点A在直线BC上,即卩y= 0时,A,25 92 2B,C三点不能构成三角形•因此,顶点A的轨迹方程是25 9 1 y 02 2 2 23、答案丫x x1 解析椭圆y- 1的焦点在y轴上,8 3 49且c= 9 45,故所求椭圆的焦点在y轴上,又它过(3 , 0),所以b = ■. 3 ,故a2= b2+ c2= 3 + 5= 8,故所求方程为 2 2 -乞1.4、答案—X21 解析由已知2a = 8, 2c= 2J15 ,「. a= 4, c= JT5 ,16••• b2= a2—c2= 16—15= 1, •••椭圆标准方程为y x21162 2 2 2 2 2y x5、答案(1)1x y 亠.(2) 1或y X 116 12169 144169 144解析(1)由焦距是4可得c= 2,且焦点坐标为(0, —2), (0, 2) •由椭圆的定义知2a 32(2 2)2\32(2 2)28 所以a= 4,所以b2= a2—c2= 16— 4 = 12.2 2又焦点在y轴上,所以椭圆的标准方程为y x 116 12⑵由题意知2c= 10, 2a = 26,所以c= 5, a= 13,所以b2= a2- c2= 132- 52= 144,因为焦点所在的坐标轴不确定,所以椭圆的标准方程为2 2 2 2x y1或y x1 169 144 169 144。
第5讲椭圆[考纲解读] 1.掌握两种求椭圆方程的方法:定义法、待定系数法,并能根据其标准方程及几何图形研究椭圆的几何性质(X围、对称性、顶点、离心率).(重点) 2.掌握直线与椭圆位置关系的判断,并能求解直线与椭圆相关的综合问题.(难点) [考向预测]从近三年高考情况来看,本讲为高考的必考内容.预测2021年将会考查:①椭圆标准方程的求解;②直线与椭圆位置关系的应用;③求解与椭圆性质相关的问题.试题以解答题的形式呈现,灵活多变、技巧性强,具有一定的区分度,试题中等偏难.1.椭圆的定义(1)定义:在平面内到两定点F1,F2的距离的□01和等于□02常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做□03焦距.(2)集合语言:P={M||MF1|+|MF2|=□042a,且2a□05>|F1F2|},|F1F2|=2c,其中a>c>0,且a,c为常数.注:当2a>|F1F2|时,轨迹为椭圆;当2a=|F1F2|时,轨迹为线段F1F2;当2a<|F1F2|时,轨迹不存在.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X围-a≤x≤a,-b≤y≤b -b≤x≤b,-a≤y≤a直线与椭圆方程联立方程组,消掉y,得到Ax2+Bx+C=0的形式(这里的系数A一定不为0),设其判别式为Δ:(1)Δ>0⇔直线与椭圆□01相交;(2)Δ=0⇔直线与椭圆□02相切;(3)Δ<0⇔直线与椭圆□03相离.4.弦长公式(1)假设直线y=kx+b与椭圆相交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),那么|AB|=□011+k2|x1-x2|=□021+1k2|y1-y2|.(2)焦点弦(过焦点的弦):最短的焦点弦为通径长□032b2a,最长为□042a.5.必记结论(1)设椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上任意一点P(x,y),那么当x=0时,|OP|有最小值b,P点在短轴端点处;当x=±a时,|OP|有最大值a,P点在长轴端点处.(2)过焦点F1的弦AB,那么△ABF2的周长为4a.1.概念辨析(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)方程mx2+ny2=1(m>0,n>0且m≠n)表示的曲线是椭圆.()(3)椭圆上一点P与两焦点F1,F2构成△PF1F2的周长为2a+2c(其中a为椭圆的长半轴长,c为椭圆的半焦距).()(4)x2a2+y2b2=1(a>b>0)与y2a2+x2b2=1(a>b>0)的焦距相同.()答案(1)×(2)√(3)√(4)√2.小题热身(1)椭圆x29+y24=1的离心率是()A.133 B.53C.23 D.59答案 B解析由得a=3,b=2,所以c=a2-b2=32-22=5,离心率e=ca=5 3.(2)椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0),假设长轴的长为6,且两焦点恰好将长轴三等分,那么此椭圆的标准方程为()A.x236+y232=1 B.x29+y28=1C.x29+y25=1 D.x216+y212=1答案 B解析由题意,得2c2a=13,2a=6,解得a=3,c=1,那么b=32-12=8,所以椭圆C的方程为x29+y28=1.应选B.(3)假设方程x2m-2+y26-m=1表示椭圆,那么m的取值X围是________.答案2<m<6且m≠4解析方程x2m-2+y26-m=1表示椭圆⇔⎩⎪⎨⎪⎧m-2>0,6-m>0,m-2≠6-m,解得2<m<6且m≠4.(4)动点P(x,y)的坐标满足x2+(y+7)2+x2+(y-7)2=16,那么动点P的轨迹方程为________.答案x264+y215=1解析由得点P到点A(0,-7)和B(0,7)的距离之和为16,且16>|AB|,所以点P的轨迹是以A(0,-7),B(0,7)为焦点,长轴长为16的椭圆.显然a=8,c=7,故b2=a2-c2=15,所以动点P的轨迹方程为x264+y215=1.题型一椭圆的定义及应用1.过椭圆x24+y2=1的左焦点F1作直线l交椭圆于A,B两点,F2是椭圆右焦点,那么△ABF2的周长为()A.8 B.4 2 C.4 D.2 2 答案 A解析因为椭圆为x24+y2=1,所以椭圆的半长轴a=2,由椭圆的定义可得AF1+AF2=2a=4,且BF1+BF2=2a=4,所以△ABF2的周长为AB+AF2+BF2=(AF1+AF2)+(BF1+BF2)=4a=8.2.在平面直角坐标系xOy中,P是椭圆y24+x23=1上的一个动点,点A(1,1),B(0,-1),那么|P A|+|PB|的最大值为() A.5 B.4 C.3 D.2 答案 A解析如图,∵椭圆y24+x23=1,∴焦点坐标为B(0,-1)和B′(0,1),连接PB′,AB′,根据椭圆的定义,得|PB|+|PB′|=2a=4,可得|PB|=4-|PB′|,因此|P A|+|PB|=|P A|+(4-|PB′|)=4+(|P A|-|PB′|).∵|P A|-|PB′|≤|AB′|,∴|P A|+|PB|≤4+|AB′|=4+1=5.当且仅当点P 在AB ′的延长线上时,等号成立. 综上所述,可得|P A |+|PB |的最大值为5.3.(2019·某某模拟)F 1,F 2是椭圆x 29+y 27=1的左、右焦点,A 为椭圆上一点,且∠AF 1F 2=45°,那么△AF 1F 2的面积为( )A .7 B.74 C.72 D.752答案 C解析 由题意,得a =3,b =7,c =2,|AF 1|+|AF 2|=6.∴|AF 2|=6-|AF 1|.在△AF 1F 2中,|AF 2|2=|AF 1|2+|F 1F 2|2-2|AF 1|·|F 1F 2|·cos45°=|AF 1|2-4|AF 1|+8,∴(6-|AF 1|)2=|AF 1|2-4|AF 1|+8,解得|AF 1|=72,∴△AF 1F 2的面积S =12×72×22×22=72.利用定义解焦点三角形问题及求最值的方法解焦点三角形问题利用定义求焦点三角形的周长和面积.解决焦点三角形问题常利用椭圆的定义、正弦定理或余弦定理.其中|PF 1|+|PF 2|=2a 两边平方是常用技巧.见举例说明3求最值抓住|PF 1|与|PF 2|之和为定值,可联系到基本不等式求|PF 1|·|PF 2|的最值;利用定义|PF 1|+|PF 2|=2a 转化或变形,借助三角形性质求最值.见举例说明21.如下图,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 ,那么点P 的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .圆答案 A解析 由题意得|PF |=|MP |,所以|PO |+|PF |=|PO |+|MP |=|MO |>|OF |,即点P 到两定点O ,F 的距离之和为常数(圆的半径),且此常数大于两定点的距离,所以点P 的轨迹是椭圆.2.(2019·某某皖江模拟)F 1,F 2是长轴长为4的椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,P 是椭圆上一点,那么△PF 1F 2面积的最大值为________.答案 2解析 解法一:∵△PF 1F 2的面积为12|PF 1||PF 2|·sin ∠F 1PF 2≤12⎝⎛⎭⎪⎫|PF 1|+|PF 2|22=12a 2.又2a =4,∴a 2=4,∴△PF 1F 2面积的最大值为2.解法二:由题意可知2a =4,解得a =2.当P 点到F 1F 2距离最大时,S △PF 1F 2最大,此时P 为短轴端点,S △PF 1F 2=12·2c ·b =bc .又a 2=b 2+c 2=4,∴bc ≤b 2+c 22=2, ∴当b =c =2时,△PF 1F 2面积最大,为2.题型二 椭圆的标准方程角度1 定义法求椭圆的标准方程1.A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0,B 是圆⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+y 2=4(F 为圆心)上一动点,线段AB 的垂直平分线交BF 于点P ,那么动点P 的轨迹方程为________.答案 x 2+y 234=1解析 如图,由题意知|P A |=|PB |,|PF |+|BP |=2.所以|P A |+|PF |=2且|P A |+|PF |>|AF |,即动点P 的轨迹是以A ,F 为焦点的椭圆,a =1,c =12,b 2=34.所以动点P 的轨迹方程为x 2+y 234=1.角度2 待定系数法求椭圆的标准方程2.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),那么椭圆方程为________.答案 y 210+x 26=1解析设椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0且m ≠n ).由得⎩⎨⎧94m +254n =1,3m +5n =1,解得m =16,n =110,所以椭圆方程为y 210+x 26=1.1.定义法求椭圆的标准方程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.见举例说明1.其中常用的关系有:(1)b2=a2-c2;(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实半轴长a.2.待定系数法求椭圆的标准方程的四步骤提醒:当椭圆的焦点位置不明确时,可设为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)可简记为“先定型,再定量〞.见举例说明2.1.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________.答案x225+y216=1解析设动圆的半径为r,圆心为P(x,y),那么有|PC1|=r+1,|PC2|=9-r. 所以|PC1|+|PC2|=10>|C1C2|,所以点P的轨迹是以C1(-3,0),C2(3,0)为焦点,长轴长为10的椭圆,点P的轨迹方程为x225+y216=1.2.(2019·某某调研)一个椭圆的中心在原点,焦点F1,F2在x轴上,P(2,3)是椭圆上一点,且|PF1|,|F2F2|,|PF2|成等差数列,那么椭圆方程为________.答案x28+y26=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 2b 2=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,∴椭圆方程为x 28+y 26=1.题型三 椭圆的几何性质1.椭圆x 2a 2+y 2b 2=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,那么椭圆的左顶点为( )A .(-3,0)B .(-4,0)C .(-10,0)D .(-5,0)答案 D解析 由得,椭圆的一个焦点坐标为(3,0),故c =3,又因为2b =8,b =4,所以a 2=b 2+c 2=16+9=25.故a =5.所以椭圆的左顶点为(-5,0).2.F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,过F 1且垂直于x 轴的直线与椭圆交于A ,B 上下两点,假设△ABF 2是锐角三角形,那么该椭圆的离心率e 的取值X 围是( )A .(0,2-1)B .(2-1,1)C .(0,3-1)D .(3-1,1)答案 B解析 ∵F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,过F 1且垂直于x轴的直线与椭圆交于A ,B 上下两点,∴F 1(-c,0),F 2(c,0),A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-c ,b 2a ,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-c ,-b 2a ,∵△ABF 2是锐角三角形,∴∠AF 2F 1<45°,∴tan ∠AF 2F 1<1,∴b 2a2c <1,整理,得b 2<2ac ,∴a 2-c 2<2ac ,两边同时除以a 2,并整理,得e 2+2e -1>0,解得e >2-1或e <-2-1(舍去),∵0<e <1,∴椭圆的离心率e 的取值X 围是(2-1,1).3.(2019·某某质检)如图,焦点在x 轴上的椭圆x 24+y 2b 2=1的离心率e =12,F ,A 分别是椭圆的一个焦点和顶点,P 是椭圆上任意一点,那么PF →·P A →的最大值为________.答案 4解析 由题意知a =2,因为e =c a =12,所以c =1,b 2=a 2-c 2=3.故椭圆方程为x 24+y 23=1.设P 点坐标为(x 0,y 0).所以-2≤x 0≤2,-3≤y 0≤ 3.因为F (-1,0),A (2,0),PF →=(-1-x 0,-y 0),P A →=(2-x 0,-y 0),所以PF →·P A →=x 20-x 0-2+y 20=14x 20-x 0+1=14(x 0-2)2.那么当x 0=-2时,PF →·P A →取得最大值4.1.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X 围问题时,经常用到x ,y 的X 围,离心率的X 围等不等关系.见举例说明3.(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,理清顶点、焦点、长轴、短轴等基本量的内在联系.见举例说明1.2.求椭圆离心率的方法(1)直接求出a,c,利用离心率公式e=ca求解.(2)由a,b,c之间的关系求离心率,可以利用变形公式e=1-b2a2求解.也可以利用b2=a2-c2消去b,得到关于a,c的方程或不等式,进而转化为关于e 的不等式再求解.如举例说明2.(3)由椭圆的定义求离心率.e=ca=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.1.椭圆E的焦点在x轴上,中心在原点,其短轴上的两个顶点和两个焦点恰为边长是2的正方形的顶点,那么椭圆E的标准方程为()A.x22+y22=1 B.x22+y2=1C.x24+y22=1 D.y24+x22=1答案 C解析易知b=c=2,故a2=b2+c2=4,从而椭圆E的标准方程为x24+y22=1.2.(2020·某某模拟)椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)和直线l:x4+y3=1,假设过C的左焦点和下顶点的直线与l平行,那么椭圆C的离心率为()A.45B.35C.34D.15答案 A解析 直线l 的斜率为-34,过C 的左焦点和下顶点的直线与l 平行,所以bc =34,又b 2+c 2=a 2⇒⎝ ⎛⎭⎪⎫34c 2+c 2=a 2⇒2516c 2=a 2,所以e =c a =45. 3.假设点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,那么OP →·FP→的最大值为( )A .2B .3C .6D .8 答案 C解析 由椭圆x 24+y 23=1,得F (-1,0),点O (0,0),设P (x ,y )(-2≤x ≤2),那么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.题型四 直线与椭圆的综合问题角度1 直线与椭圆的位置关系1.直线l :y =2x +m ,椭圆C :x 24+y 22=1.试问当m 取何值时,直线l 与椭圆C :(1)有两个不重合的公共点; (2)有且只有一个公共点; (3)没有公共点. 解将直线l的方程与椭圆C 的方程联立,得方程组⎩⎨⎧y =2x +m , ①x 24+y 22=1, ②将①代入②,整理,得9x 2+8mx +2m 2-4=0. ③方程③根的判别式Δ=(8m )2-4×9×(2m 2-4)=-8m 2+144.(1)当Δ>0,即-32<m <32时,方程③有两个不同的实数根,可知原方程组有两组不同的实数解.这时直线l 与椭圆C 有两个不重合的公共点.(2)当Δ=0,即m =±32时,方程③有两个相同的实数根,可知原方程组有两组相同的实数解.这时直线l 与椭圆C 有两个互相重合的公共点,即直线l 与椭圆C 有且只有一个公共点.(3)当Δ<0,即m <-32或m >32时,方程③没有实数根,可知原方程组没有实数解,这时直线l 与椭圆C 没有公共点.角度2 点差法解中点弦问题2.焦点是F (0,52),并截直线y =2x -1所得弦的中点的横坐标是27的椭圆的标准方程为________.答案 y 275+x 225=1解析 设所求的椭圆方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0),直线被椭圆所截弦的端点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由题意,可得弦AB 的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,y 1+y 22,且x 1+x 22=27,y 1+y 22=-37.将A ,B 两点坐标代入椭圆方程,得⎩⎪⎨⎪⎧y 21a 2+x 21b 2=1,y 22a 2+x 22b 2=1.两式相减并化简,得a 2b 2=-y 1-y 2x 1-x 2×y 1+y 2x 1+x 2=-2×-6747=3,所以a 2=3b 2,又c 2=a 2-b 2=50,所以a 2=75,b 2=25,故所求椭圆的标准方程为y 275+x225=1.角度3 弦长问题3.椭圆4x 2+y 2=1及直线y =x +m .(1)当直线和椭圆有公共点时,某某数m 的取值X 围; (2)求被椭圆截得的最长弦所在的直线方程.解(1)由⎩⎪⎨⎪⎧4x 2+y 2=1,y =x +m ,得5x 2+2mx +m 2-1=0,因为直线与椭圆有公共点,所以Δ=4m 2-20(m 2-1)≥0,解得-52≤m ≤52. (2)设直线与椭圆交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点, 由(1)知,5x 2+2mx +m 2-1=0, 所以x 1+x 2=-2m 5,x 1x 2=15(m 2-1), 所以|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=2(x 1-x 2)2=2[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]= 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤4m 225-45(m 2-1) =2510-8m 2.所以当m =0时,|AB |最大,即被椭圆截得的弦最长,此时直线方程为y =x . 角度4 综合计算问题4.(2019·某某高考)设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,上顶点为B .椭圆的短轴长为4,离心率为55.(1)求椭圆的方程;(2)设点P 在椭圆上,且异于椭圆的上、下顶点,点M 为直线PB 与x 轴的交点,点N 在y 轴的负半轴上,假设|ON |=|OF |(O 为原点),且OP ⊥MN ,求直线PB 的斜率.解(1)设椭圆的半焦距为c ,依题意,2b =4,c a =55, 又a 2=b 2+c 2,可得a =5,b =2,c =1. 所以椭圆的方程为x 25+y 24=1.(2)由题意,设P (x P ,y P )(x P ≠0),M (x M,0).设直线PB 的斜率为k (k ≠0),又B (0,2),那么直线PB 的方程为y =kx +2,与椭圆方程联立⎩⎨⎧y =kx +2,x 25+y 24=1,整理得(4+5k 2)x 2+20kx =0,可得x P =-20k 4+5k2,代入y =kx +2得y P =8-10k 24+5k2,进而直线OP 的斜率为y P x P =4-5k2-10k.在y=kx+2中,令y=0,得x M=-2 k.由题意得N(0,-1),所以直线MN的斜率为-k2.由OP⊥MN,得4-5k2-10k·⎝⎛⎭⎪⎫-k2=-1,化简得k2=245,从而k=±2305.所以直线PB的斜率为2305或-2305.1.直线与椭圆位置关系的判定方法(1)代数法联立直线与椭圆方程可得到一个关于x,y的方程组,消去y(或x)得一元方程,此方程根的个数即为交点个数,方程组的解即为交点坐标.见举例说明1.(2)几何法画出直线与椭圆的图象,根据图象判断公共点个数.2.“点差法〞的四步骤处理有关中点弦及对应直线斜率关系的问题时,常用“点差法〞,步骤如下:3.中点弦的重要结论AB为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的弦,A(x1,y1),B(x2,y2),弦中点M(x0,y0).(1)斜率:k =-b 2x 0a 2y 0.见举例说明2.(2)弦AB 的斜率与弦中点M 和椭圆中心O 的连线的斜率之积为定值-b 2a 2. 4.直线与椭圆相交的弦长公式(1)假设直线y =kx +m 与椭圆相交于两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),那么|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+1k 2|y 1-y 2|.见举例说明3.(2)焦点弦(过焦点的弦):最短的焦点弦为通径长2b 2a ,最长为2a .1.假设直线y =kx +1与椭圆x 25+y 2m =1总有公共点,那么m 的取值X 围是( ) A .m >1B .m >0C .0<m <5且m ≠1D .m ≥1且m ≠5答案 D解析 直线y =kx +1恒过定点(0,1),假设直线y =kx +1与椭圆x 25+y 2m =1总有公共点,那么点(0,1)在椭圆x 25+y 2m =1内部或在椭圆上,所以1m ≤1,由方程x 25+y 2m =1表示椭圆,那么m >0且m ≠5,综上知m 的取值X 围是m ≥1且m ≠5.2.直线y =x +m 被椭圆2x 2+y 2=2截得的线段的中点的横坐标为16,那么中点的纵坐标为________.答案 -13解析 解法一:由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +m ,2x 2+y 2=2,消去y 并整理得3x 2+2mx +m 2-2=0,设线段的两端点分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),那么x 1+x 2=-2m 3,∴-2m 3=13,解得m =-12.由截得的线段的中点在直线y =x -12上,得中点的纵坐标y =16-12=-13.解法二:设线段的两端点分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),那么2x 21+y 21=2,2x 22+y 22=2.两式相减得2(x 1-x 2)(x 1+x 2)+(y 1-y 2)(y 1+y 2)=0.把y 1-y 2x 1-x 2=1,x 1+x 2=13代入上式,得y 1+y 22=-13,那么中点的纵坐标为-13.3.(2019·某某六中模拟)直线l :y =kx +2与椭圆C :x 28+y 22=1交于A ,B 两点,直线l 1与直线l 2:x +2y -4=0交于点M .(1)证明:直线l 2与椭圆C 相切;(2)设线段AB 的中点为N ,且|AB |=|MN |,求直线l 1的方程.解(1)证明:由⎩⎨⎧x 28+y 22=1,x +2y -4=0,消去x 整理得y 2-2y +1=0, ∵Δ=4-4=0,∴l 2与C 相切.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,x +2y -4=0,得M 的坐标为(0,2).由⎩⎨⎧x 28+y 22=1,y =kx +2,消去y 整理得(1+4k 2)x 2+16kx +8=0, 因为直线l 1与椭圆交于A ,B 两点, 所以Δ=(16k )2-32(1+4k 2)=128k 2-32>0,解得k 2>14.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),N (x 0,y 0), 那么x 1+x 2=-16k 1+4k 2,x 1x 2=81+4k 2, 所以x 0=x 1+x 22=-8k1+4k 2. ∵|AB |=|MN |, 即1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2|x 0-0|,∴(x 1+x 2)2-4x 1x 2=|x 0|, 即8k1+4k2=4 24k 2-11+4k 2,解得k 2=12,满足k 2>14.∴k =±22,∴直线l 1的方程为y =±22x +2.组 基础关1.椭圆mx 2+3y 2-6m =0的一个焦点的坐标为(0,2),那么m 的值为( ) A .1 B .3 C .5 D .8答案 C解析 由mx 2+3y 2-6m =0,得x 26+y22m =1.因为椭圆的一个焦点的坐标为(0,2),所以2m =6+4,解得m =5.2.(2019·某某模拟)如图,某瓷器菜盘的外轮廓线是椭圆,根据图中数据可知该椭圆的离心率为( )A.25B.35C.235D.255答案 B解析 由题2b =16.4,2a =20.5,那么b a =45,那么离心率e =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫452=35.3.如果方程x 2a 2+y 2a +6=1表示焦点在x 轴上的椭圆,那么实数a 的取值X 围是( )A .(-6,-2)B .(3,+∞)C .(-6,-2)∪(3,+∞)D .(-6,-3)∪(2,+∞) 答案 C解析 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 2>a +6,a +6>0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a <-2或a >3,a >-6,所以-6<a <-2或a >3.4.过椭圆x 25+y 24=1的右焦点作一条斜率为2的直线与椭圆交于A ,B 两点,O 为坐标原点,那么△OAB 的面积为( )A.43B.53C.54D.103答案 B解析 由题意知椭圆的右焦点F 的坐标为(1,0),那么直线AB 的方程为y =2x-2.联立⎩⎨⎧x 25+y 24=1,y =2x -2,解得交点(0,-2),⎝ ⎛⎭⎪⎫53,43,∴S △OAB =12·|OF |·|y A -y B |=12×1×⎪⎪⎪⎪⎪⎪-2-43=53.应选B.5.如图,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,那么椭圆C 的方程为( )A.x 225+y 25=1 B.x 230+y 210=1 C.x 236+y 216=1 D.x 245+y 225=1答案 C解析 设F ′为椭圆的右焦点,连接PF ′,在△POF 中,由余弦定理,得cos ∠POF =|OP |2+|OF |2-|PF |22|OP ||OF |=35,那么|PF ′|=|OP |2+|OF ′|2-2|OP ||OF ′|cos (π-∠POF )=8,由椭圆定义,知2a =4+8=12,所以a =6,又c =25,所以b 2=16.故椭圆C 的方程为x 236+y 216=1.6.椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一条弦所在的直线方程是x -y +5=0,弦的中点坐标是M (-4,1),那么椭圆的离心率是( )A.12B.22C.32D.55答案 C解析 设直线x -y +5=0与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,因为AB 的中点M (-4,1),所以x 1+x 2=-8,y 1+y 2=2.易知直线AB 的斜率k =y 2-y 1x 2-x 1=1.⎩⎪⎨⎪⎧x 21a 2+y 21b 2=1,x 22a 2+y 22b 2=1,两式相减得,(x 1+x 2)(x 1-x 2)a 2+(y 1+y 2)(y 1-y 2)b 2=0,所以y 1-y 2x 1-x 2=-b 2a 2·x 1+x 2y 1+y 2,所以b 2a 2=14,于是椭圆的离心率e =ca =1-b 2a 2=32.应选C.7.(2020·某某一诊)点M (-1,0)和N (1,0),假设某直线上存在点P ,使得|PM |+|PN |=4,那么称该直线为“椭型直线〞,现有以下直线:①x -2y +6=0;②x -y =0;③2x -y +1=0;④x +y -3=0. 其中是“椭型直线〞的是( ) A .①③ B .①② C .②③ D .③④答案 C解析 由椭圆的定义知,点P 的轨迹是以M ,N 为焦点的椭圆,其方程为x 24+y 23=1.对于①,把x -2y +6=0代入x 24+y 23=1,整理得2y 2-9y +12=0,由Δ=(-9)2-4×2×12=-15<0,知x -2y +6=0不是“椭型直线〞;对于②,把y =x 代入x 24+y 23=1,整理得x 2=127,所以x -y =0是“椭型直线〞;对于③,把2x -y +1=0代入x 24+y 23=1,整理得19x 2+16x -8=0,由Δ=162-4×19×(-8)>0,知2x-y+1=0是“椭型直线〞;对于④,把x+y-3=0代入x24+y23=1,整理得7x2-24x+24=0,由Δ=(-24)2-4×7×24<0,知x+y-3=0不是“椭型直线〞.故②③是“椭型直线〞.8.椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为55,且过点P(-5,4),那么椭圆的标准方程为________.答案x245+y236=1解析由题意设椭圆的标准方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0).由离心率e=55可得a2=5c2,所以b2=4c2,故椭圆的方程为x25c2+y24c2=1,将P(-5,4)代入可得c2=9,故椭圆的方程为x245+y236=1.9.椭圆x25+y24=1的右焦点为F,假设过点F且倾斜角为π4的直线l与椭圆相交于A,B两点,那么|AB|的值为________.答案165 9解析由题意知,F(1,0).∵直线l的倾斜角为π4,∴斜率k=1.∴直线l的方程为y=x-1.代入椭圆方程,得9x2-10x-15=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),那么x1+x2=109,x1x2=-53.∴|AB|=2·(x1+x2)2-4x1x2=2×⎝⎛⎭⎪⎫1092+4×53=1659. 10.椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆上,且PF2垂直于x轴,假设直线PF1的斜率为33,那么该椭圆的离心率为________.答案3 3解析 因为点P 在椭圆上,且PF 2垂直于x 轴,所以点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫c ,b 2a .又因为直线PF 1的斜率为33,所以在Rt △PF 1F 2中, PF 2F 1F 2=33,即b 2a 2c =33.所以3b 2=2ac . 3(a 2-c 2)=2ac ,3(1-e 2)=2e , 整理得3e 2+2e -3=0, 又0<e <1,解得e =33.组 能力关1.过椭圆x 225+y 216=1的中心任意作一条直线交椭圆于P ,Q 两点,F 是椭圆的一个焦点,那么△PQF 周长的最小值是( )A .14B .16C .18D .20答案 C解析 如图,设F 1为椭圆的左焦点,右焦点为F 2,根据椭圆的对称性可知|F 1Q |=|PF 2|,|OP |=|OQ |,所以△PQF 1的周长为|PF 1|+|F 1Q |+|PQ |=|PF 1|+|PF 2|+2|PO |=2a +2|PO |=10+2|PO |,易知2|OP |的最小值为椭圆的短轴长,即点P ,Q 为椭圆的上、下顶点时,△PQF 1(或△PQF 2)的周长即△PQF 周长的最小值,为10+2×4=18.2.离心率为22的椭圆C :y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的下、上焦点分别为F 1,F 2,直线l :y =kx +1过椭圆C 的焦点F 2,与椭圆交于A ,B 两点,假设点A 到y 轴的距离是点B 到y 轴距离的2倍,那么k 2=________.答案 27解析 直线l 过定点(0,1),即F 2为(0,1),由于c a =22,a 2=b 2+c 2,故a =2,b =1,那么椭圆C 的方程为y 22+x 2=1,由⎩⎨⎧y 22+x 2=1,y =kx +1,得(k 2+2)x 2+2kx -1=0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),那么x 1+x 2=-2kk 2+2,x 1x 2=-1k 2+2,由点A 到y 轴的距离是点B 到y 轴距离的2倍,得x 1=-2x 2,代入x 1+x 2=-2kk 2+2,解得x 2=2kk 2+2,x 1=-4k k 2+2,代入x 1x 2=-1k 2+2,解得k 2=27.3.(2019·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.假设△MF 1F 2为等腰三角形,那么M 的坐标为________.答案 (3,15)解析 设F 1为椭圆的左焦点,分析可知点M 在以F 1为圆心,焦距为半径的圆上,即在圆(x +4)2+y 2=64上.因为点M 在椭圆x 236+y 220=1上,所以联立方程可得⎩⎨⎧(x +4)2+y 2=64,x 236+y 220=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =±15.又因为点M 在第一象限,所以点M 的坐标为(3,15).4.(2020·某某摸底)椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个焦点为(3,0),A 为椭圆C 的右顶点,以A 为圆心的圆与直线y =b a x 相交于P ,Q 两点,且A P →·A Q →=0,O P →=3O Q →,那么椭圆C 的标准方程为________,圆A 的标准方程为________.答案 x 24+y 2=1 (x -2)2+y 2=85 解析 如图,设T 为线段PQ 的中点,连接AT ,那么AT ⊥PQ . ∵A P →·A Q →=0,即AP ⊥AQ , ∴|AT |=12|PQ |.又O P →=3O Q →,∴|OT |=|PQ |. ∴|AT ||OT |=12,即b a =12.由得焦半距c =3,∴a 2=4,b 2=1, 故椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.又|AT |2+|OT |2=4,∴|AT |2+4|AT |2=4, ∴|AT |=255,r =|AP |=2105. ∴圆A 的方程为(x -2)2+y 2=85.5.椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),e =12,其中F 是椭圆的右焦点,焦距为2,直线l 与椭圆C 交于点A ,B ,线段AB 中点的横坐标为14,且AF→=λFB →(其中λ>1).(1)求椭圆C 的标准方程; (2)某某数λ的值.解(1)由椭圆的焦距为2,知c =1, 又e =12,∴a =2,故b 2=a 2-c 2=3, ∴椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1.(2)由AF→=λFB →,可知A ,B ,F 三点共线, 设点A (x 1,y 1),点B (x 2,y 2).假设直线AB ⊥x 轴,那么x 1=x 2=1,不符合题意; 当AB 所在直线l 的斜率k 存在时, 设l 的方程为y =k (x -1).由⎩⎨⎧y =k (x -1),x 24+y 23=1,消去y 得(3+4k 2)x 2-8k 2x +4k 2-12=0.①①的判别式Δ=64k 4-4(4k 2+3)(4k 2-12)=144(k 2+1)>0. ∵⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=8k 24k 2+3,x 1x 2=4k 2-124k 2+3,∴x 1+x 2=8k 24k 2+3=2×14=12,∴k 2=14.将k 2=14代入方程①,得4x 2-2x -11=0,解得x =1±354. 又AF →=(1-x 1,-y 1),FB →=(x 2-1,y 2),AF →=λFB →, 即1-x 1=λ(x 2-1),λ=1-x 1x 2-1,又λ>1,∴λ=3+52.组 素养关1.(2019·某某二模)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 为椭圆上一点,且满足PF 2⊥x 轴,|PF 2|=32,离心率为12.(1)求椭圆的标准方程;(2)假设M 为y 轴正半轴上的定点,过M 的直线l 交椭圆于A ,B 两点,设O 为坐标原点,S AOB =-32tan ∠AOB ,求点M 的坐标.解(1)由题意,知c a =12,b 2a =32,结合a 2=b 2+c 2,得a =2,b =3,所以x 24+y 23=1.(2)设M (0,t ),t >0,由题意知,直线l 的斜率存在,设l 为y =kx +t ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由S △AOB =-32tan ∠AOB ,得12|OA ||OB |sin ∠AOB =-32·sin ∠AOBcos ∠AOB ,得|OA ||OB |cos ∠AOB =-3,即OA →·OB→=-3, 联立直线l 和椭圆C 的方程,有 ⎩⎨⎧y =kx +t ,x 24+y 23=1,整理得(3+4k 2)x 2+8ktx +4t 2-12=0, ∴x 1+x 2=-8kt3+4k 2,x 1x 2=4t 2-123+4k 2,由x 1x 2+(kx 1+t )(kx 2+t )=-3,得(k 2+1)x 1x 2+kt (x 1+x 2)+t 2=-3, ∴(k 2+1)4t 2-123+4k 2-kt ·8kt3+4k 2+t 2=-3, 整理可得7t 2=3,又t >0,得t =217. 故M 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫0,217 2.(2019·某某六市第二次联考)动点P 到定点F (1,0)和到直线x =2的距离之比为22,设动点P 的轨迹为曲线E ,过点F 作垂直于x 轴的直线与曲线E 相交于A ,B 两点,直线l :y =mx +n 与曲线E 交于C ,D 两点,与AB 相交于一点(交点位于线段AB 上,且与点A ,B 不重合).(1)求曲线E 的方程;(2)求直线l 与圆x 2+y 2=1相切时,四边形ABCD 的面积是否有最大值?假设有,求出其最大值及对应的直线l 的方程;假设没有,请说明理由.解(1)设点P (x ,y ).由题意可得(x -1)2+y 2|x -2|=22,化简得x 22+y 2=1.所以曲线E 的方程为x 22+y 2=1. (2)设点C (x 1,y 1),D (x 2,y 2).将x =1代入x 22+y 2=1,得|y |=22,所以|AB |= 2. 当m =0时,显然不符合题意.当m ≠0时,因为直线l 与圆x 2+y 2=1相切,word- 31 - / 31 所以|n |m 2+1=1,所以n 2=m 2+1.由⎩⎨⎧ y =mx +n ,x 22+y 2=1消去y 并整理, 得⎝ ⎛⎭⎪⎫m 2+12x 2+2mnx +n 2-1=0. 因为Δ=4m 2n 2-4⎝ ⎛⎭⎪⎫m 2+12(n 2-1)=2m 2>0, 所以x 1+x 2=-4mn2m 2+1,x 1x 2=2(n 2-1)2m 2+1. 所以S 四边形ACBD =12|AB |·|x 1-x 2|=12×2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=2|m |2m 2+1=22|m |+1|m |≤22, 当且仅当2|m |=1|m |,即m =±22时等号成立.将m =±22代入n 2=m 2+1,得n =±62.经检验可知,直线y =22x -62和直线y =-22x +62符合题意.故四边形ACBD 的面积有最大值,最大值为22,对应的直线方程为y =22x-62和y =-22x +62.。
椭圆方程的几种常见求法公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]椭圆方程的几种常见求法河南 陈长松对于求椭圆方程的问题,通常有以下常见方法: 一、定义法例1 已知两圆C 1:169)4(22=+-y x ,C 2:9)4(22=++y x ,动圆在圆C 1内部且和圆C 1 相内切,和圆C 2相外切,求动圆圆心的轨迹方程.分析:动圆满足的条件为:①与圆C 1相内切;②与圆C 2相外切.依据两圆相切的充要条件建立关系式.解:设动圆圆心M(x ,y ),半径为r ,如图所示,由题意动圆M内切于圆C 1, ∴r MC -=131,圆M外切于圆C 2 , ∴r MC +=32, ∴1621=+MC MC ,∴ 动圆圆心M的轨迹是以C 1、C 2 且82,162==c a ,481664222=-=-=c a b ,故所求轨迹方程为:1486422=+y x . 评注:利用圆锥曲线的定义解题,是解决轨迹问题的基本方法之一.此题先根据平面几何知识,列出外切的条件,内切的条件,可发现利用动圆的半径过度,恰好符合椭圆的定义.从而转化问题形式,抓住本质,充分利用椭圆的定义是解题的关键.二、待定系数法例2已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点)2,3(),1,6(21--P P ,求该椭圆的方程.分析:已知两点,椭圆标准方程的形式不确定,我们可以设椭圆方程的一般形式:22ny mx +=1()0,0>>n m ,进行求解,避免讨论。
解:设所求的椭圆方程为22ny mx +=1()0,0>>n m . ∵椭圆经过两点)2,3(),1,6(21--P P ,∴⎩⎨⎧=+=+.123,16n m n m 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.31,91n m ,故所求的椭圆标准方程为13922=+y x . 评注:求椭圆标准方程,可以根据焦点位置设出椭圆标准方程,用待定系数法求出b a ,的值:若焦点位置不确定,可利用椭圆一般形式简化解题过程.三、直接法例3 设动直线l 垂直于x 轴,且交椭圆12422=+y x 于A、B两点,P是l 上线段 AB 外一点,且满足1=•PB PA ,求点P的轨迹方程.分析:如何利用点P的坐标与椭圆上A,B两点坐标的关系,是求点P的轨迹的关键,因直线l 垂直于x 轴,所以P、A、B三点的横坐标相同,由A、B在椭圆上,所以A、B两点的纵坐标互为相反数,因此,紧紧抓住等式1=•PB PA 即可求解.解:设P(x ,y ),A(A x ,A y ),B(B x ,B y ) ,由题意:x =A x =B x ,A y +B y =0∴A y y PA -=,B y y PB -=,∵P在椭圆外,∴y -A y 与y -B y 同号,∴PB PA •=(y -A y )(y -B y )=1)(2=++-B A B A y y y y y y ∵)41(2)41(2222x x y y y A AB A --=--=-=1)41(222=--x y ,即)22(13622<<-=+x y x 为所求. 评注:求轨迹方程,首先要找出动点与已知点之间的关系,建立一个等式,用坐标代换.四、相关点法例4 ABC ∆的底边BC =16,AC 和AB 两边上的中线长之和为30,求此三角形重心G和定点A的轨迹方程.分析:由题意可知G到B、C两点的距离之和为定值,故可用定义法求解,A点和G点的关系式好建立,故可用相关点法去求.解(1)以BC 边所在直线为x 轴,BC 边的中点为坐标原点建立直角坐标系, 设G(x ,y ),由3032⨯=+GB GC ,知G点的轨迹是以B、C为焦点,长轴长为20的椭圆且除去x 轴上的两顶点,方程为)0(13610022≠=+y y x . (2)设A(x ,y ),G(),00y x ,则由(1)知G的轨迹方程是)0(13610002020≠=+y yx ∵ G为ABC ∆的重心 ∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==3300y y x x 代入得:)0(132490022≠=+y y x 其轨迹是中心为原点,焦点在x 轴上的椭圆,除去长轴上的两个端点. 评注:本题的两问是分别利用定义法和相关点法求解的,要注意各自的特点,另要注意轨迹与轨迹方程的不同.。
椭圆是一种常见的几何图形,具有许多独特的特性和性质。
在数学和几何学中,椭圆是一种闭合的曲线,其定义为平面上所有到两个给定点(焦点)的距离之和等于常数的点的集合。
椭圆也可以通过其标准方程来描述,标准方程是椭圆的一般表达形式,用于表示椭圆的位置、形状和大小。
椭圆的标准方程的一般形式是:\[ \frac{(x-h)^2}{a^2} + \frac{(y-k)^2}{b^2} = 1 \]其中,(h, k)是椭圆的中心坐标,a和b分别是椭圆在x轴和y轴上的半长轴长度。
根据椭圆的定义,椭圆上所有点到两个焦点的距离之和等于常数,我们可以将椭圆的标准方程与焦点的坐标关联起来。
对于椭圆来说,焦点在x轴上位于(h + c, k)和(h - c, k),在y轴上位于(h, k + d)和(h, k - d),其中c为焦距之一,d为焦距之二。
根据这些信息,我们可以进一步推导出椭圆的标准方程,并利用标准方程来描述椭圆的形状和位置。
椭圆的标准方程也可以通过焦点和顶点的坐标来确定。
对于椭圆来说,椭圆的顶点为(h ± a, k),焦点为(h ± c, k),如上所述,当我们知道椭圆的顶点和焦点的坐标时,我们可以利用这些信息来建立椭圆的标准方程。
通过利用椭圆的顶点和焦点坐标,我们可以确定椭圆的形状、大小和位置,并以标准方程的形式将这些信息清晰地表达出来。
椭圆的标准方程是描述椭圆的一种数学表达形式,它可以通过椭圆的中心坐标、半长轴、焦点坐标或顶点坐标等信息来确定。
利用标准方程,我们可以清晰地了解椭圆的形状、大小和位置,进而推导出椭圆的各种性质和定理。
椭圆是一种重要的几何图形,其标准方程的理解和运用对于数学和几何学的学习都具有重要意义。
椭圆是数学中非常重要的一个几何图形,它具有许多独特的特性和性质,因此在数学和几何学中有着广泛的应用。
椭圆的标准方程是描述椭圆的一种数学表达形式,通过该方程我们可以清晰地了解椭圆的形状、大小和位置,进而推导出椭圆的各种性质和定理。
椭圆定义及标准方程椭圆是几何中常见的一种图形,它既可以是水平的,也可以是垂直的。
一般来说,它是一种扁圆形,但在特殊情况下也可以成为类似圆形的形状,这也是它与圆形最大的不同之处。
椭圆的定义可以描述为:椭圆是一系列的点,满足以下公式的集合:$$frac{x^2}{a^2}+frac{y^2}{b^2}=1$$其中$a$和$b$是椭圆长轴和短轴的长度,且$a>b$。
根据上式可求知,椭圆的长轴的方程为:$y=pm asqrt{1-frac{x^2}{a^2}}$,短轴的方程为:$x=pm bsqrt{1-frac{y^2}{b^2}}$,将两式相加即可得到标准椭圆方程:$$frac{x^2}{a^2}+frac{y^2}{b^2}=1$$椭圆具有许多独特的性质,它的长轴和短轴的比值就是它的离心率,若只有长轴,则称椭圆为圆形;若两轴长度相等,则称椭圆为双曲线;若它的一个轴为无限长,则称椭圆为抛物线。
另外,椭圆也是一种平行四边形,它的四边形的边都是相等的,因此,椭圆也可以被称为对称的平行四边形。
从几何上讲,椭圆的特性可以细分为三部分:它的两个焦点、它的长短轴、它的定义方程。
第一,椭圆的两个焦点是椭圆的特征点,它们都位于椭圆的长轴上,它们的距离称为焦距,椭圆的焦距定义为:$2c=a^2-b^2$。
第二,椭圆的长轴和短轴是衡量椭圆形状的重要因素,它们对椭圆的外形有着重要的意义,如果仅仅只有长轴,那么椭圆将会变成圆形,而只有短轴的椭圆将会变成双曲线形状。
第三,椭圆的定义方程也是椭圆的重要特性之一,它直观地定义了椭圆的形状,而上述的“标准椭圆方程”就是椭圆的定义方程。
椭圆既可以被定义为几何学中的一种形状,也可以被用于物理学中的许多其他地方。
比如,它可以用来模拟太阳系中行星运动的轨道,由这种轨道可以推导出物理现象,例如逆行星因子、椭圆形轨道等。
此外,椭圆还可以作为控制机械系统、气动力学系统和电子系统的轨迹,从而让机器更加高效地运转。
定义法求椭圆轨迹方程例题椭圆是一种特殊的曲线,具有特定的几何性质。
定义椭圆轨迹方程的方法有很多种,其中一种较为常见的方法是使用焦点和准线的定义。
首先,我们先来了解一下椭圆的基本概念。
椭圆由两个焦点和一条固定的准线构成,其中焦点是椭圆上到定点的距离与椭圆上到准线的距离的比的特定值。
准线是一条通过焦点的固定直线,并且准线的垂直平分线与焦点之间的距离是一个特定值。
现在,我们来考虑如何通过焦点和准线的定义来求椭圆的轨迹方程。
假设椭圆的两个焦点分别为F₁和F₂,准线为L,并且焦点之间的距离为2c。
我们可以将焦点F₁的坐标表示为(-c,0),焦点F₂的坐标表示为(c,0),并且假设焦点到准线的距离为2a。
我们可以使用直线的距离公式来表示焦点到准线的距离:y-a,=√((x+c)²+y²)这个公式表示,焦点到准线的垂直距离的绝对值等于焦点到任意一点(x,y)的欧几里德距离。
这个公式的正负号取决于焦点和(x,y)之间的位置关系。
为了简化计算,我们可以将上述方程移项,得到:(y-a)²=(x+c)²+y²展开并整理上述方程,得到:y² - 2ay + a² = x² + 2cx + c² + y²消去y²项,整理方程,得到:x² + (2c)x + (a² - 2ay) + c² - a² = 0移项并整理方程,得到:x² + (2c)x + c² - a² = 2ay将上述方程除以2a,得到:(x²+(2c)x+c²-a²)/(2a)=y简化得到的方程,我们可以得到椭圆轨迹的标准方程:(x+c)²/a²+y²/a²=1这就是椭圆轨迹的标准方程,其中a是椭圆的长半轴,c是椭圆的焦距,且a>c。
椭圆的标准方程怎么求首先,我们来回顾一下椭圆的定义。
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。
这两个定点F1和F2称为椭圆的焦点,常数2a称为椭圆的长轴长度。
根据椭圆的定义,我们可以得到椭圆的标准方程为:(x-h)²/a² + (y-k)²/b² = 1。
其中(h,k)为椭圆的中心坐标,a为椭圆长轴的长度的一半,b 为椭圆短轴的长度的一半。
接下来,我们来讨论如何求解椭圆的标准方程。
首先,我们需要知道椭圆的中心坐标(h,k)和长短轴的长度a和b。
如果我们已知椭圆的焦点坐标和长轴长度,我们可以通过以下步骤求解椭圆的标准方程:步骤一,确定椭圆的中心坐标(h,k)。
椭圆的中心坐标可以通过焦点坐标F1和F2的平均值得到,即(h,k) = ((x1+x2)/2,(y1+y2)/2)。
步骤二,确定椭圆长轴的长度2a和短轴的长度2b。
根据椭圆的定义,长轴的长度2a等于两个焦点的距离,即2a = 2√((x2-x1)² + (y2-y1)²)。
而短轴的长度2b可以通过长轴长度和离心率e计算得到,即2b = 2a√(1-e²)。
步骤三,代入椭圆的中心坐标(h,k)和长短轴的长度a和b到椭圆的标准方程中,即可得到椭圆的标准方程。
通过以上步骤,我们可以求解椭圆的标准方程。
需要注意的是,当椭圆的长轴与x轴平行时,椭圆的标准方程为:(x-h)²/a² + (y-k)²/b² = 1。
而当椭圆的长轴与y轴平行时,椭圆的标准方程为:(x-h)²/b² + (y-k)²/a² = 1。
总之,求解椭圆的标准方程是一个基础而重要的数学问题。
通过掌握椭圆的定义和标准方程的求解方法,我们可以更好地理解和运用椭圆的性质,为数学和工程领域的应用奠定坚实的基础。
希望本文的介绍能够对您有所帮助,谢谢阅读!。
椭圆标准方程的七种求法一、定义法例1.已知圆22:(1)8C x y ++=,点(10)A ,是圆内一点,AM 的垂直平分线l 交CM 于点N ,当点M 在圆C 上运动时,求点N 的轨迹方程。
评注:用定义法求椭圆的方程,首先要清楚椭圆的中心是否在原点、对称轴是否为坐标轴;其次,要紧紧的抓住定义,由定义产生椭圆的基本量a 、b 、c .二、待定系数法例2.已知椭圆的焦距离为26且过点(32),,求焦点在x 轴上时,它的标准方程.评注:用待定系数法求椭圆方程的基本步骤是:首先设出含待定系数的椭圆方程;然后根据题目条件再逐步求出待定的系数,从而得到方程.三、第二定义法例3.点()P x y ,到定点(01)A -,的距离与定直线14y =-的距离之比为1414,求动点P 的轨迹方程.评注:用轨迹法求椭圆方程,首先要写出适合条件的点集,然后用坐标代入,再对含x y ,的式子进行化简,最后产生所求方程,这是必须的基本步骤.四、奇思妙解法-----一般方程法例4.已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点1(02)2A B ⎛ ⎝,,求该椭圆的标准方程五、奇思妙解法-----同焦点 例5.求经过点(32)-,且与椭圆22194x y +=有相同焦点的椭圆方程.评注:用待定系数法求椭圆标准方程时,如果求设得当,常可避繁就简,事半功倍.上述两例,就是寻求椭圆方程的两种巧妙解法,故把此法与待定系数法分开列举出来。
六、奇思妙解法-----同焦距例6求经过点(32)-,且与椭圆22194x y +=有相同焦点的椭圆方程.七、奇思妙解法-----同离心率例7求经过点(32)-,且与椭圆22194x y +=有相同焦点的椭圆方程.。
定义法求椭圆的标准方程
1、焦点在坐标轴上,且a 2=13,c 2=12的椭圆的标准方程为( )
A .2211312
x y += B . 2222
1113252513x y x y +=+=或 C .22113x y += D .22
22y 111313
x y x +=+=或 2、设B (-4,0),C (4,0),且△ABC 的周长等于18,则动点A 的轨迹方程为( )
A .221(0)259x y y +=≠
B .()22
10259
y x y +=≠ C .()22101616x y y +=≠ D .()22
10169
y x y +=≠
为____.
此椭圆的标准方程为________.
5、求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点在y 轴上,焦距是4,且经过点M (3,2);
(2)焦距是10,且椭圆上一点到两焦点的距离的和为26.
参考答案
(三)定义法求椭圆的标准方程
1、答案D解析显然,此题中并没有讲明椭圆的焦点在哪个轴上,题中也没有条件能够得出相应的信息,所以本题中椭圆的标准方程应有两种情况,所以可以先排除选项A 和C,又由于a2=13,c2=12,∴b2=a2-c2=13-12=1.
2、答案A解析由已知|AB|+|AC|+|BC|=18,|BC|=8,得|AB|+|AC|=10.由椭圆的定义可知,点A的轨迹是椭圆的一部分,且2a=10,2c=8,即a=5,c=4,所以b2。