金优课高中数学北师大选修21课时作业:3 椭圆及其标准方程1 含解析
- 格式:doc
- 大小:66.00 KB
- 文档页数:4
第三章 圆锥曲线与方程§1 椭 圆1.1 椭圆及其标准方程课后作业提升1.设P 是椭圆x 225+y 216=1上的点,若F 1,F 2是椭圆的两个焦点,则|PF 1|+|PF 2|等于( ) A.4 B.5 C.8 D.10 解析:由椭圆的定义,知|PF 1|+|PF 2|=2a=10. 答案:D2.已知椭圆x 210-m +y 2m -2=1,长轴在y 轴上.若焦距为4,则m 等于( )A.4B.5C.7D.8 解析:由题意,得m-2>10-m,且10-m>0,于是6<m<10.再由(m-2)-(10-m)=22,得m=8. 答案:D3.“m>n>0”是“方程mx 2+ny 2=1表示焦点在y 轴上的椭圆”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 解析:把椭圆方程化成x 21m+y 21n=1.若m>n>0,则1n >1m >0,所以焦点在y 轴上.反之,亦成立.答案:C4.已知动圆P 过定点A(-3,0),并且在定圆B:(x-3)2+y 2=64的内部与定圆相切,则动圆的圆心P 的轨迹是( )A.线段B.直线C.圆D.椭圆解析:如图,设动圆P 和定圆B 内切于点M,则动圆的圆心P 到定点A(-3,0)和定圆的圆心B(3,0)的距离之和恰好等于定圆B 的半径,即|PA|+|PB|=|PM|+|PB|=|BM|=8>6.所以点P 的轨迹是以A,B 为焦点的椭圆. 答案:D5.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 轴的直线交C 于A,B 两点,且|AB|=3,则C 的方程为( )A.x 22+y 2=1B.x 23+y 22=1C.x 24+y 23=1 D.x 25+y 24=1解析:如图,|AF 2|=12|AB|=32,|F 1F 2|=2,由椭圆定义,得|AF 1|=2a-32.①在Rt △AF 1F 2中,|AF 1|2=|AF 2|2+|F 1F 2|2=(32)2+22.②由①②,得a=2,∴b 2=a 2-c 2=3.∴椭圆C 的方程为x 24+y 23=1,应选C .答案:C6.已知F 1,F 2是椭圆C:x 2a2+y 2b 2=1(a>b>0)的两个焦点,P 为椭圆C 上一点,且PF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥PF 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .若△PF 1F 2的面积为9,则b=.解析:由题意,得{12|PF 1||PF 2|=9,|PF 1|2+|PF 2|2=(2c )2,|PF 1|+|PF 2|=2a ,解得a 2-c 2=9,即b 2=9,所以b=3. 答案:37.椭圆x 29+y 22=1的焦点为F 1,F 2,点P 在椭圆上.若|PF 1|=4,则|PF 2|= ,∠F 1PF 2的大小为 .解析:由题设知a=3,b=√2,所以c=√7.由椭圆的定义,知|PF 1|+|PF 2|=6,则|PF 2|=2.又|F 1F 2|=2√7,由余弦定理,得cos ∠F 1PF 2=-12,所以∠F 1PF 2=120°.答案:2 120°8.求经过点(2,-3)且与椭圆9x 2+4y 2=36有共同焦点的椭圆方程.分析:椭圆9x 2+4y 2=36的焦点为(0,±√5),因而可设所求椭圆的方程为x 2λ+y 2λ+5=1(λ>0),由题设确定λ即可. 解:椭圆9x 2+4y 2=36的焦点为(0,±√5),则可设所求椭圆的方程为x 2λ+y 2λ+5=1(λ>0). 把x=2,y=-3代入,得4λ+9λ+5=1,解得λ=10或λ=-2(舍去). 故所求椭圆的方程为x 210+y 215=1.9.已知x 2sin α-y 2cos α=1(0≤α≤π)表示焦点在x 轴上的椭圆,求α的取值范围. 分析:把方程化为标准形式,依据焦点位置,得关于α的三角不等式,进而求解.解:原方程化为x 21sinα+y 2-1cosα=1.由于焦点在x 轴上,所以1sinα>-1cosα>0.又0≤α≤π,所以3π4<α<π, 即α的取值范围是(3π4,π).。
3.1.1
椭圆及其标准方程
学习目标
1.使学生理解椭圆的定义,掌握椭圆的标准方程的推导及标准方程.
2.通过对椭圆概念的引入与标准方程的推导,培养学生分析探索能力,增强运用坐标法解决几何问题的能力。
3.通过对椭圆标准方程的推导的教学,可以提高对各种知识的综合运用能力.
学习重点
重点:椭圆的定义和椭圆的标准方程.
学习难点:
椭圆的标准方程的推导,椭圆的定义中常数加以限制的原因.
1:什么叫做曲线的方程?求曲线方程的一般步骤是什么?其中哪几个步骤必不可少?
问题2:圆的几何特征是什么?你能否可类似地提出一些轨迹命题作广泛的探索?
取一条一定长的细绳,把它的两端固定在画图板上的F1和F2两点(如图2-13),当绳长大于F1和F2的距离时,用铅笔尖把绳子拉紧,使笔尖在图板上慢慢移动一周,观察画出的图形.
一.椭圆的定义:
思考:这里的常数有什么限制吗?
二.椭圆标准方程的推导
1.标准方程的推导
(1)建立坐标系,(2)设点 (3)列式(4)化简椭圆的标准方程:
2.求适合下列条件的椭圆的标准方程
(1)两个焦点的坐标分别是(—3,0)(3,0),椭圆上一点P与两交点的距离的和等于8.
(2)两个焦点的坐标分别是(0,—4)(4,0),并且椭圆经过点(3,—5)。
3.求下列方程表示的椭圆的焦点坐标
(1)
1
24
36
2
2
=
+
y
x
;(2)24
3
82
2=
+y
x
4.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
5. 平面内两定点的距离是8,写出到这两定点的距离的和是10的点的轨迹的方程.。
1.1 椭圆及其标准方程1.命题甲:动点P到两定点A,B的距离之和|PA|+|PB|=2a(a>0,常数),命题乙:P点的轨迹是椭圆,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.既不充分也不必要条件解析:若P点的轨迹是椭圆,则一定有|PA|+|PB|=2a(a>0,常数),∴甲是乙的必要条件.反过来,若|PA|+|PB|=2a(a>0,常数)是不能推出P点的轨迹是椭圆的.这是因为:仅当2a>|AB|时,P点的轨迹才是椭圆;而当2a=|AB|时,P点的轨迹是线段AB;当2a<|AB|时,P点无轨迹.∴甲不是乙的充分条件.综上,甲是乙的必要不充分条件.故选B.答案:B2.线段|AB|=4,|PA|+|PB|=6,M是AB的中点,当P点在同一平面内运动时,|PM|的最小值是( )A.2B.C.D.5解析:由于|PA|+|PB|=6>4=|AB|,故由椭圆定义知P点的轨迹是以M为原点,A、B为焦点的椭圆,且a=3,c=2,∴b=.于是|PM|的最小值是b=.答案:C3.椭圆的两个焦点的坐标分别为(0,-4),(0,4),并且经过点(,-),则椭圆的标准方程是( )A.=1B.=1C.=1D.=1解析:因为椭圆的焦点在y轴上,可设它的标准方程为=1(a>b>0).由已知得c=4,又c2=a2-b2,故a2=16+b2.①因为点(,-)在椭圆上,所以=1,即=1.②将①代入②,解得b2=4(b2=-12舍去),a2=20.所以所求椭圆的方程为=1.答案:A4.焦点在坐标轴上,且经过A(,-2)和B(-2,1)两点的椭圆的标准方程是( )A.=1B.=1C.=1D.=1解析:(方法1)(1)当焦点在x轴上时,设椭圆的标准方程为=1(a>b>0).依题意,有解得所以所求椭圆的方程为=1.(2)当焦点在y轴上时,设椭圆的标准方程为=1(a>b>0).依题意,有解得因为a<b,所以方程无解.故所求椭圆的方程为=1.(方法2)设所求椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,且m≠n).依题意,有解得所以所求椭圆的方程为=1.答案:D5.已知F1,F2是椭圆C:=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆C上一点,且.若△PF1F2的面积为9,则b=( )A.3B.9C.D.12解析:由题意,得解得a2-c2=9,即b2=9,所以b=3.答案:A6.已知F1,F2为椭圆=1的两个焦点,过F1的直线交椭圆于A,B两点.若|F2A|+|F2B|=12,则|AB|=( )A.12B.8C.25D.9解析:如图所示,由椭圆定义得|AF1|+|AF2|+|BF1|+|BF2|=4a=20,又|AF2|+|BF2|=12,所以|AF1|+|BF1|=8,即|AB|=8.答案:B7.经过点(2,-3)且与椭圆9x2+4y2=36有共同焦点的椭圆的标准方程为.解析:椭圆9x2+4y2=36的焦点为(0,±),则可设所求椭圆的方程为=1(λ>0).把x=2,y=-3代入,得=1,解得λ=10或λ=-2(舍去).∴所求椭圆的方程为=1.答案:=18.=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上.若|PF1|=4,则|PF2|=,∠F1PF2的大小为.解析:如图所示,∵|PF1|+|PF2|=2a=6,∴|PF2|=6-|PF1|=2.在△F1PF2中,cos∠F1PF2===-,∴∠F1PF2=120°.答案:2 120°9.已知动圆M过定点A(-3,0),并且在定圆B:(x-3)2+y2=64的内部与其相内切,则动圆圆心M的轨迹方程是.解析:设动圆M和定圆B内切于点C,动圆圆心M到两定点A(-3,0),B(3,0)的距离之和恰好又等于定圆B的半径,即|MA|+|MB|=|MC|+|MB|=|BC|=8,且8>|AB|=6,所以动圆圆心M的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,并且2a=8,2c=6,所以b=.所以椭圆的方程是=1.答案:=110.在△ABC中,已知点B(-6,0),C(0,8),且sin B,sin A,sin C成等差数列.(1)求证:顶点A在一个椭圆上运动;(2)指出这个椭圆的焦点坐标以及焦距.(1)证明:由题意,得sin B+sin C=2sin A,由正弦定理,得sin B=,sin C=,sin A=,所以有b+c=2a,即|AC|+|AB|=2|BC|(大于|BC|).所以顶点A到定点B,C的距离的和是常数(大于|BC|),即顶点A在一个椭圆上运动.(2)解:这个椭圆的焦点坐标分别是(-6,0),(0,8),焦距是10.11.求符合下列条件的椭圆的标准方程:(1)两个焦点的坐标分别为(-3,0)和(3,0),且椭圆经过点(5,0);(2)焦点在y轴上,且经过两个点(0,2)和(1,0).解:(1)由于椭圆的焦点在x轴上,∴设它的标准方程为=1(a>b>0).∴2a==10.∴a=5.又c=3,∴b2=a2-c2=25-9=16.故所求椭圆的方程为=1.(2)由于椭圆的焦点在y轴上,∴设它的标准方程为=1(a>b>0).由于椭圆经过点(0,2)和(1,0),∴解得故所求椭圆的方程为+x2=1.12.如图所示,已知椭圆的方程为=1,若点P在第二象限,且∠PF1F2=120°,求△PF1F2的面积.解:由已知,得a=2,b=,所以c==1.所以|F1F2|=2c=2.在△PF1F2中,由余弦定理,得|PF2|2=|PF1|2+|F1F2|2-2|PF1||F1F2|cos 120°,即|PF2|2=|PF1|2+4+2|PF1|.①由椭圆的定义,得|PF1|+|PF2|=4,即|PF2|=4-|PF1|.②②代入①,解得|PF1|=.所以|PF1|·|F1F2|·sin 120°=×2×,即△PF1F2的面积是.备选习题1.已知B,C是两个定点,且BC=8,则到这两个定点的距离的和是8的点的轨迹是( )A.椭圆B.圆C.线段D.射线解析:本题容易简单依据椭圆的定义而得出错误结果,主要是对椭圆的定义中常数的约束条件忽视所致.由于动点到这两个定点的距离的和是8,恰好等于这两个定点间的距离,故其轨迹是一条线段.答案:C2.已知F1,F2是椭圆=1的两焦点,过点F2的直线交椭圆于点A,B,若|AB|=5,则|AF1|-|BF2|=.解析:由椭圆的定义,知|AF1|+|AF2|=8,|BF1|+|BF2|=8.两式相加,得|AF1|+(|AF2|+|BF2|)+|BF1|=16.又|AF2|+|BF2|=|AB|=5,所以|AF1|+|BF1|=11.所以|AF1|=11-|BF1|.所以|AF1|-|BF2|=(11-|BF1|)-|BF2|=11-(|BF2|+|BF1|)=11-8=3.答案:33.在等腰直角△ABC中,斜边BC长为4,一个椭圆以C为其中一个焦点,另一个焦点在线段AB上,且椭圆经过A,B两点,求该椭圆的标准方程.解:设椭圆的另一个焦点为M,以MC所在直线为x轴,MC的中点为坐标原点,建立平面直角坐标系(如图).设椭圆的标准方程为=1(a>b>0),则有|AM|+|AC|=2a,|BM|+|BC|=2a,两式相加,得8+4=4a.∴a=2+.∴|AM|=2a-|AC|=4+2-4=2.在Rt△AMC中,∵|MC|2=|AM|2+|AC|2=8+16=24,且|MC|=2c,∴c2=6.∴b2=a2-c2=4.故所求椭圆的标准方程为=1.4.已知点P在中心是原点、坐标轴为对称轴的椭圆上,且点P到两个焦点的距离分别为,过P作焦点所在轴的垂线恰好过椭圆的一个焦点,求椭圆的标准方程.解:设两焦点为F1,F2,且|PF1|=,|PF2|=,由椭圆定义知2a=|PF1|+|PF2|==2,∴a=.∵|PF1|>|PF2|,∴由题意知△PF1F2为直角三角形.在△PF1F2中,sin∠PF1F2=,∴∠PF1F2=,∴2c=|PF1|·cos,∴c=,∴b2=a2-c2=.∵焦点可能在x轴上,也可能在y轴上,∴椭圆的方程为=1或=1.。
2.2.1 椭圆及其标准方程(一)1.设椭圆22221xy m m +-=1(m >1)上一点P 到其左、右焦点的距离分别为3和1,则m =( ). A .6B .3C .2D .4[答案]:C [解析]:根据题意,椭圆焦点在x 轴上,则2m =3+1,所以m =2.2.椭圆22x y 259+=1上一点M 到椭圆焦点F 1的距离为2,N 是MF 1的中点,则|ON |=( ). A .2B .4C .8D .32[答案]:B[解析]:由椭圆方程可知2A=10,|MF 1|=2,则|MF 2|=8.又∵O 为F 1F 2中点,N 为MF 1中点, ∴|ON |=12|MF 2|=4. 3.已知椭圆的方程为222x y 8m +=1,焦点在x 轴上,其焦距为( ).A .B ..D .[答案]:A[解析]:因为焦点在x 轴上,所以c 2=8-m 2,故2c 4.过点(-3,2)且与22x y 94+=1有相同焦点的椭圆的方程是( ). A .22x y 1510+=1 B.22x y 225100+=1C .22x y 1015+=1D .22x y 100225+=1 [答案]:A[解析]:∵c 2=9-4=5, ∴设椭圆的方程为2222x y a a 5+-=1.∵点(-3,2)在椭圆上,∴2294a a 5+-=1,A 2=15. ∴所求椭圆的方程为22x y 1510+=1. 5.设P 是椭圆22x y 1612+=1上一点,P 到两焦点F 1,F 2的距离之差为2,则△PF 1F 2是( ). A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .等腰直角三角形[答案]:B [解析]:由椭圆定义知|PF 1|+|PF 2|=2A=8.不妨设|PF 1|>|PF 2|,∵|PF 1|-|PF 2|=2,∴|PF 1|=5,|PF 2|=3.又|F 1F 2|=2c ∴△PF 1F 2为直角三角形.6.已知点椭圆2x 4+y 2=1与直线交于点A,B,则△ABM 的周长为( ). A .4B .8C .12D .16[答案]:B[解析]:直线y=k (x 过定点N 而M ,N 恰为椭圆2x 4+y 2=1的两个焦点,由椭圆的定义知△ABM 的周长为4A=4×2=8.7.椭圆22x y 92+=1的焦点为F 1,F 2,点P 在椭圆上.若|PF 1|=4,则|PF 2|= ;∠F 1PF 2的大小为 .[答案]:2 120°[解析]:由于A=3,∴2A=6,从而|PF 2|=6-|PF 1|=2.又∴|F 1F 2由余弦定理可得cos ∠F 1PF 212,所以 ∠F 1PF 2=120°.8.椭圆22x y 94+=1的两焦点为F 1,F 2,过F 1作直线交椭圆于A,B 两点,则△ABF 2的周长为 . [答案]:12[解析]:△ABF 2的周长等于|AF 1|+|AF 2|+|BF 1|+|BF 2|=4A=12.9.已知圆A:x 2+(y +6)2=400,圆A 内有一定点B(0,6),动圆C 过点B 且与圆A 内切,求动圆圆心C 的轨迹方程.解:设动圆C 的半径为r ,则|CB|=r .因为圆C 与圆A 内切,所以|CA|=20-r ,所以|CA|+|CB|=20,所以点C 的轨迹是以A,B 两点为焦点的椭圆.因为2A=20,2c =|AB|=12,所以A=10,c =6,b 2=64.因为点A,B 在y 轴上,所以点C 的轨迹方程为22y x 10064+=1. 10.已知椭圆2222yx a b +=1(A>b>0)的焦点分别是F 1(0,-1),F 2(0,1),且3A 2=4b 2. (1)求椭圆的方程;(2)设点P 在这个椭圆上,且|PF 1|-|PF 2|=1,求∠F 1PF 2的余弦值.解:(1)依题意知c =1,又c 2=A 2-b 2,且3A 2=4b 2,所以A 2-34A 2=1,即14A 2=1.所以A 2=4. 因此b 2=3.从而椭圆方程为22y x 43+=1. (2)由于点P 在椭圆上,所以|PF 1|+|PF 2|=2A=2×2=4,因为|PF 1|-|PF 2|=1,所以|PF 1|=52,|PF 2|=32.又|F 1F 2|=2c =2,所以由余弦定理得 cos ∠F 1PF 2=222121212|PF ||PF |-|FF |2|PF ||PF |+⋅=222532322535222⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=⨯⨯,即∠F 1PF 2的余弦值等于35.。
课时分层作业(十四)(建议用时:60分钟)[基础达标练]一、选择题1.椭圆x2169+y225=1的焦点坐标为()A.(5,0),(-5,0)B.(12,0),(-12,0)C.(0,12),(0,-12) D.(13,0),(-13,0)B[∵a2=169,b2=25,∴c2=169-25=144,∴c=12,又∵焦点在x轴上,∴焦点为(12,0),(-12,0).]2.对于常数m,n,“mn>0”是“方程mx2+ny2=1的曲线是椭圆”的() A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.即不充分也不必要条件B[mn>0,若m=n则mx2+ny2=1不是椭圆.若方程mx2+ny2=1是椭圆则“mn>0一定成立.”]3.过点(3,-2)且与椭圆x29+y24=1有相同焦点的椭圆的方程是()A.x215+y210=1 B.x2225+y2100=1C.x210+y215=1 D.x2100+y2225=1A[椭圆x29+y24=1的焦点在x轴上,且c2=5.设所求的椭圆方程为x2a2+y2a2-5=1,将(3,-2)代入方程得9a2+4a2-5=1,解得a2=15,故所求椭圆方程为x215+y210=1.]4.已知A(0,-1),B(0,1)两点,△ABC的周长为6,则△ABC的顶点C的轨迹方程是()A.x24+y23=1(x≠±2) B.y24+x23=1(y≠±2)C.x 24+y 23=1(x ≠0)D.y 24+x 23=1(y ≠0)B [∵2c =|AB |=2,∴c =1, ∴|CA |+|CB |=6-2=4=2a ,∴顶点C 的轨迹是以A ,B 为焦点的椭圆(A ,B ,C 不共线). 因此,顶点C 的轨迹方程y 24+x 23=1(y ≠±2).]5.设F 1,F 2是椭圆x 29+y 24=1的两个焦点,P 是椭圆上的点,且|PF 1|∶|PF 2|=2∶1,则△F 1PF 2的面积等于( )A .5B .4C .3D.1B [由椭圆方程,得a =3,b =2,c =5,∴|PF 1|+|PF 2|=2a =6,又|PF 1|∶|PF 2|=2∶1,∴|PF 1|=4,|PF 2|=2,由22+42=(25)2可知,△F 1PF 2是直角三角形,故△F 1PF 2的面积为12|PF 1|·|PF 2|=12×4×2=4,故选B.]二、填空题6.椭圆x 2m +y 24=1的焦距是2,则m 的值是________. 3或5 [当m >4时,m -4=1,∴m =5. 当0<m <4时,4-m =1,∴m =3.]7.若方程y 26-k +x 2k -2=1表示椭圆,则k 的取值范围是________.(2,4)∪(4,6) [若方程y 26-k +x 2k -2=1表示椭圆.则⎩⎪⎨⎪⎧6-k >0k -2>06-k ≠k -2, ∴2<k <6且k ≠4.]8.在平面直角坐标系中,A(4,0),B(-4,0),且sin A+sin Bsin C=54,则△ABC的顶点C的轨迹方程为________.x2 25+y29=1(y≠0)[由正弦定理,得|BC|+|AC||AB|=54,又|AB|=8,∴|BC|+|AC|=10.由椭圆定义可知,点C的轨迹是以点A,B为焦点的椭圆.又∵a=12×10=5,c=12×8=4,∴b2=a2-c2=25-16=9.又∵点A,B,C不共线,∴点C的轨迹方程为x225+y29=1(y≠0).]三、解答题9.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45 3和253,过点P作长轴的垂线,垂足恰好为椭圆的一个焦点,求此椭圆的方程.[解]设椭圆的两个焦点分别为F1,F2,不妨取|PF1|=453,|PF2|=253,由椭圆的定义,知2a=|PF1|+|PF2|=2 5.即a= 5.由|PF1|>|PF2|知,PF2垂直于长轴.在Rt△PF2F1中,4c2=|PF1|2-|PF2|2=609,∴c2=53,∴b2=a2-c2=103.又所求的椭圆的焦点可以在x轴上,也可以在y轴上,故所求的椭圆方程为x25+3y210=1或3x2 10+y25=1.10.已知动圆M过定点A(-3,0),并且在定圆B:(x-3)2+y2=64的内部与其相内切,求动圆圆心M的轨迹方程.[解] 设动圆M 和定圆B 内切于点C ,由|MA |=|MC |得|MA |+|MB |=|MC |+|MB |=|BC |=8,即动圆圆心M 到两定点A (-3,0),B (3,0)的距离之和等于定圆的半径,∴动圆圆心M 的轨迹是以A ,B 为焦点的椭圆,且2a =8,2c =6,b =a 2-c 2=7,∴M 的轨迹方程是x 216+y 27=1.[能力提升练]1.设α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,方程x 2sin α+y 2cos α=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则α的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,π4 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫π4,π2 C [由题意知,cos α>sin α>0,∴tan α<1, ∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,∴0<α<π4.故选C.]2.设P 是椭圆x 216+y 212=1上一点,P 到两焦点F 1,F 2的距离之差为2,则△PF 1F 2是( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .等腰直角三角形B [根据椭圆的定义知|PF 1|+|PF 2|=8. 又|PF 1|-|PF 2|=2,所以|PF 1|=5,|PF 2|=3. 而|F 1F 2|=4,所以|F 1F 2|2+|PF 2|2=|PF 1|2, 所以△PF 1F 2是直角三角形,故选B.]3.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|的最大值为________.15 [由椭圆定义知|PM |+|PF 1|=|PM |+2×5-|PF 2|, 而|PM |-|PF 2|≤|MF 2|=5,所以|PM |+|PF 1|≤2×5+5=15.]4.已知F 1,F 2为椭圆x 225+y 29=1的两个焦点,过F 1的直线交椭圆于A ,B 两点,若|F 2A |+|F 2B |=12,则|AB |=________.8 [由椭圆的定义得|AF 1|+|AF 2|=2a =10,|BF 1|+|BF 2|=2a =10,∴|AF 1|+|AF 2|+|BF 1|+|BF 2|=20. 又∵|F 2A |+|F 2B |=12,∴|AB |=|AF 1|+|BF 1|=8.]5.已知椭圆的中心在原点,两焦点F 1,F 2在x 轴上,且过点A (-4,3).若F 1A ⊥F 2A ,求椭圆的标准方程.[解] 设所求椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0). 设焦点F 1(-c ,0),F 2(c ,0)(c >0). ∴F 1A →=(-4+c ,3),F 2A →=(-4-c ,3),∵F 1A ⊥F 2A ,∴F 1A →·F 2A →=0,∴(-4+c )·(-4-c )+32=0, ∴c 2=25,即c =5.∴F 1(-5,0),F 2(5,0). ∴2a =|AF 1|+|AF 2|= (-4+5)2+32+(-4-5)2+32=10+90=410. ∴a =210,∴b 2=a 2-c 2=(210)2-52=15. ∴所求椭圆的标准方程为x 240+y 215=1.。
第三章§课时作业一、选择题.已知命题甲:动点到两定点,的距离之和+=,其中为大于的常数;命题乙:点的轨迹是椭圆.命题甲是命题乙的( ).充分不必要条件.必要不充分条件.充分且必要条件.既不充分又不必要条件解析:若点的轨迹是椭圆,则一定有+=(>,为常数).所以甲是乙的必要条件.反过来,若+=(>,为常数),点的轨迹不一定是椭圆,所以甲不是乙的充分条件.综上,甲是乙的必要不充分条件.答案:.设是椭圆+=上一点,到两焦点,的距离之差为,则△是( ).锐角三角形.直角三角形.钝角三角形.等腰直角三角形解析:由椭圆定义知+==.又-=,∴=,=.又===,∴△为直角三角形.答案:.[·西安交大附中月考]椭圆+=的焦点坐标是( ).(±) .(±,).(±,) .(,±)解析:椭圆的标准方程为+=,故焦点在轴上,其中=,=,所以=-=-=,故=.所以所求焦点坐标为(,±).答案:.若方程+=表示焦点在轴上的椭圆,则锐角α的取值范围是( ).(,) .[,).(,) .[,)解析:∵方程+=表示焦点在轴上的椭圆,∴α>,α>.∵α为锐角,∴<α<.答案:二、填空题.一个焦点坐标是(),过点(,)的椭圆的标准方程为.解析:设椭圆的标准方程为+=(>>),∴-=,①又过点(,),∴+=,②∴由①②知,=,=,∴椭圆的标准方程为+=.答案:+=.[·云南省昆明一中月考]已知椭圆的焦点在轴上,其上任意一点到两焦点的距离和为,焦距为,则此椭圆的标准方程为.解析:本题考查椭圆的标准方程.由已知,==,∴=,=,∴=-=-=,∴椭圆的标准方程为+=.答案:+=.已知椭圆的标准方程为+=(>)并且焦距为,则实数的值为.解析:∵=,∴=.当焦点在轴上时,=,∴=.当焦点在轴上时,=,∴=.答案:或三、解答题.求经过点(,-)和点(-,)的椭圆的标准方程.解:法一:()当焦点在轴上时,设椭圆的标准方程为+=(>>).依题意有错误!解得(\\(=,=.))所以所求椭圆的方程为+=.()当焦点在轴上时,设椭圆的标准方程为+=(>>).依题意有错误!解得错误!因为<,所以方程无解.故所求椭圆的方程为+=.法二:设所求椭圆的方程为+=(>,>,≠),依题意有(\\(+=,+=,))解得(\\(=(),=().))所以所求椭圆的方程为+=..如图,圆:(+)+=及点(),为圆上一点,的垂直平分线交于,求点的轨迹方程.。
第三章 §3 课时作业28一、选择题1.双曲线x 210-y 22=1的焦距为( )A .3 2B .4 2C .3 3D .4 3解析:由双曲线的标准方程可知,a 2=10,b 2=2.于是有c 2=a 2+b 2=12,则2c =4 3.故选D.答案:D2.已知双曲线的a =5,c =7,则该双曲线的标准方程为( ) A .x 225-y 224=1B .y 225-x 224=1C .x 225-y 224=1或y 225-x 224=1D .x 225-y 249=1或y 225-x 249=1解析:因为b 2=c 2-a 2=49-25=24,且焦点位置不确定,所以所求双曲线的标准方程为x 225-y 224=1或y 225-x 224=1. 答案:C3.[2014·福建宁德一模]已知椭圆x 2a 2+y 29=1(a >0)与双曲线x 24-y 23=1有相同的焦点,则a的值为( )A . 2B .10C .4D .34解析:因为椭圆x 2a 2+y 29=1(a >0)与双曲线x 24-y 23=1有相同的焦点(±7,0),则有a 2-9=7,∴a =4.选C.答案:C4.已知双曲线中心在坐标原点且一个焦点为F 1(-5,0),点P 位于该双曲线上,线段PF 1的中点坐标为(0,2),则该双曲线的方程是( )A .x 24-y 2=1B .x 2-y 24=1C .x 22-y 23=1D .x 23-y 22=1解析:设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),因为c =5,c 2=a 2+b 2,所以b 2=5-a 2,所以x 2a 2-y 25-a 2=1.由于线段PF 1的中点坐标为(0,2),则P 点的坐标为(5,4).代入双曲线方程得5a 2-165-a 2=1,解得a 2=1或a 2=25(舍去),所以双曲线方程为x 2-y 24=1.故选B.答案:B 二、填空题5.设m 是常数,若点F (0,5)是双曲线y 2m -x 29=1的一个焦点,则m =__________.解析:由点F (0,5)可知该双曲线y 2m -x 29=1的焦点落在y 轴上,所以m >0,且m +9=52,解得m =16.答案:166.已知P 是双曲线x 264-y 236=1上一点,F 1,F 2是双曲线的两个焦点,若|PF 1|=17,则|PF 2|的值为__________.解析:由双曲线方程x 264-y 236=1知,a =8,b =6,则c =a 2+b 2=10.∵P 是双曲线上一点,∴||PF 1|-|PF 2||=2a =16,又|PF 1|=17,∴|PF 2|=1或|PF 2|=33. 又|PF 2|≥c -a =2,∴|PF 2|=33. 答案:337.在△ABC 中,B (-6,0),C (6,0),直线AB ,AC 的斜率乘积为94,则顶点A 的轨迹方程为__________.解析:设顶点A 的坐标为(x ,y ),根据题意,得y x +6·y x -6=94,化简,得x 236-y 281=1(x ≠±6).故填x 236-y 281=1(x ≠±6). 答案:x 236-y 281=1(x ≠±6)三、解答题8.求适合下列条件的双曲线的标准方程:(1)以椭圆x 225+y 29=1的长轴端点为焦点,且经过点P (5,94);(2)过点P 1(3,-42),P 2(94,5).解:(1)因为椭圆x 225+y 29=1的长轴端点为A 1(-5,0),A 2(5,0),所以所求双曲线的焦点为F 1(-5,0),F 2(5,0).由双曲线的定义知,||PF 1|-|PF 2|| =⎪⎪⎪⎪(5+5)2+(94-0)2-(5-5)2+(94-0)2 =⎪⎪⎪⎪(414)2-(94)2=8,即2a =8,则a =4.又c =5, 所以b 2=c 2-a 2=9.故所求双曲线的标准方程为x 216-y 29=1.(2)设双曲线的方程为Ax 2+By 2=1(AB <0),分别将点P 1(3,-42),P 2(94,5)代入,得⎩⎪⎨⎪⎧9A +32B =18116A +25B =1,解得⎩⎨⎧A =-19B =116,故所求双曲线的标准方程为y 216-x 29=1.9.已知曲线x 216-m -y 2m=1.(1)当曲线是椭圆时,求实数m 的取值范围,并写出焦点坐标; (2)当曲线是双曲线时,求实数m 的取值范围,并写出焦点坐标. 解:(1)曲线为椭圆⇔⎩⎪⎨⎪⎧16-m >0-m >016-m ≠-m⇔⎩⎨⎧m <16m <0⇔m <0.即实数m 的取值范围是(-∞,0).此时,椭圆的焦点在x 轴上,坐标为(±4,0).(2)曲线为双曲线⇔(16-m )m >0⇔0<m <16.即实数m 的取值范围是(0,16). 此时,双曲线的焦点在x 轴上,坐标为(±4,0).。
1.a=6,c=1的椭圆的标准方程是()A.x 236+y235=1B.y236+x235=1C.x236+y21=1D.x236+y235=1或y236+x235=12.椭圆x 225+y2=1上的一个点P到一个焦点的距离为2,则点P到另一个焦点的距离为() A.5 B.6 C.7 D.83.如果方程x 2a2+y2a+6=1表示焦点在x轴上的椭圆,那么实数a的取值范围是()A.a>3B.a<-2C.a>3或a<-2D.a>3或-6<a<-24.已知椭圆x 225+y29=1上的点M到该椭圆一个焦点F的距离为2,N是MF的中点,O为坐标原点,那么线段ON的长是()A.2B.4C.8D.325.若椭圆的对称轴在坐标轴上,短轴的一个端点与两个焦点组成一个正三角形,焦点到椭圆上点的最短距离为则这个椭圆的方程为()A.x 212+y29=1B.x29+y212=1C.x212+y29=1或x29+y212=1D.以上都不对6.椭圆x 29+y22=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上.若|PF1|=4,则|PF2|=,∠F1PF2的大小为.7.已知F1,F2是椭圆C:x 2a +y2b=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆C上一点,且PF1⊥PF2.若△PF1F2的面积为9,则b=.8.已知椭圆的两焦点坐标分别是(-2,0),(2,0),并且经过点52,-32,求它的标准方程.9.已知椭圆x 24+y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,过F1作垂直于x轴的直线与椭圆相交,一个交点为P,求|PF2|的长.1.a=6,c=1的椭圆的标准方程是()A.x 236+y 235=1B.y 236+x 235=1C.x 236+y 21=1D.x 236+y 235=1或y 236+x 235=12.椭圆x 225+y 2=1上的一个点P 到一个焦点的距离为2,则点P 到另一个焦点的距离为( )A.5B.6C.7D.8a 2=25,∴a=5,2a=10.设P 到另一个焦点的距离为d ,由椭圆的定义知,d+2=2a=10,故d=83.如果方程x 2a +y 2a +6=1表示焦点在x 轴上的椭圆,那么实数a 的取值范围是( )A.a>3B.a<-2C.a>3或a<-2D.a>3或-6<a<-24.已知椭圆x 225+y 29=1上的点M 到该椭圆一个焦点F 的距离为2,N 是MF 的中点,O 为坐标原点,那么线段ON 的长是( )A.2B.4C.85.若椭圆的对称轴在坐标轴上,短轴的一个端点与两个焦点组成一个正三角形,焦点到椭圆上点的最短距离为 3,则这个椭圆的方程为( )A.x 212+y 29=1B.x 29+y 212=1C.x 212+y 29=1或x 29+y 212=1D.6.椭圆x 29+y 22=1的焦点为F 1,F 2,点P 在椭圆上.若|PF 1|=4,则|PF 2|= ,∠F 1PF 2的大小为 .|PF 1|+|PF 2|=6,且|PF 1|=4,知|PF 2|=2.在△PF 1F 2中,cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1PF 2|=-12.故∠F 1PF 2=120°.120°7.已知F1,F2是椭圆C:x 2a +y2b=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆C上一点,且PF1⊥PF2.若△PF1F2的面积为9,则b=.,有|PF1|+|PF2|=2a,|PF1|·|PF2|=18,|PF1|2+|PF2|2=4c2,解得4c2+36=4a2,即a2-c2=9,故b=3.8.已知椭圆的两焦点坐标分别是(-2,0),(2,0),并且经过点52,-32,求它的标准方程.椭圆的焦点在x轴上,∴可设标准方程为x 2a +y2b=1(a>b>0).∵2a=52+22+-322+52-22+-322=210,∴a=10,a2=10.∵c=2,∴c2=4,∴b2=a2-c2=6.故椭圆方程为x 210+y26=1.9.已知椭圆x 24+y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,过F1作垂直于x轴的直线与椭圆相交,一个交点为P,求|PF2|的长.F1的坐标为(-3,0).设P(-3,y),把P(-3,y)代入椭圆的方程中,得|y|=12,即|PF1|=12.根据椭圆的定义,得|PF1|+|PF2|=4,故|PF2|=4-|PF1|=4-12=72.。
§1 椭 圆1.1 椭圆及其标准方程授课提示:对应学生用书第31页一、椭圆的定义我们把平面内到两个定点F 1,F 2的距离之和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的集合叫作椭圆.这两个定点F 1,F 2叫作椭圆的焦点,两焦点F 1,F 2间的距离叫作椭圆的焦距.二、椭圆的标准方程焦点在x 轴上 焦点在y 轴上 标准方程 x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0) y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0) 焦点坐标 (±c,0)(0,±c )a 、b 、c 的关系 a 2=b 2+c 2[疑难提示]求椭圆标准方程时应注意的问题(1)确定椭圆的标准方程包括“定位”和“定量”两个方面.“定位”是指确定椭圆与坐标系的相对位置,即在中心为原点的前提下,确定焦点位于哪条坐标轴上,以判断方程的形式;“定量”则是指确定a 2、b 2的具体数值,常用待定系数法.(2)当椭圆的焦点位置不明确(无法确定)求其标准方程时,可设方程为x 2m +y 2n =1(m >0,n >0且m ≠n ),从而避免讨论和繁杂的计算;也可设为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0且A ≠B ),这种形式在解题中较为方便.[练一练]1.已知在平面直角坐标系中,点A (-3,0),B (3,0),点P 为一动点,且|P A |+|PB |=2a (a ≥0),给出下列说法:①当a =2时,点P 的轨迹不存在;②当a =4时,点P 的轨迹是椭圆,且焦距为3; ③当a =4时,点P 的轨迹是椭圆,且焦距为6; ④当a =3时,点P 的轨迹是以AB 为直径的圆. 其中正确的说法是__________(填序号).解析:当a =2时,2a =4<|AB |,故点P 的轨迹不存在,①正确;当a =4时,2a =8>|AB |,故点P 的轨迹是椭圆,且焦距为|AB |=6,②错误;③正确;当a =3时,点P 的轨迹为线段AB ,④错误.答案:①③2.若方程x 2k -5+y 210-k =1表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是________.解析:由10-k >k -5>0,得5<k <152.答案:(5,152)授课提示:对应学生用书第31页探究一 椭圆的定义[典例1] 点M (x ,y )在运动过程中,总满足关系式x 2+(y -1)2+x 2+(y +1)2=4,点M 的轨迹是什么曲线?写出它的方程.[解析]x 2+(y -1)2+x 2+(y +1)2=4.即为(x -0)2+(y -1)2+(x -0)2+(y +1)2=4,设F 1(0,1),F 2(0,-1),则上式即为|MF 1|+|MF 2|=4,即动点M 到两定点F 1,F 2的距离之和为定值2a =4,且2a >|F 1F 2|=2.∴点M 的轨迹是椭圆,且椭圆的焦点为F 1(0,1)和F 2(0,-1).∴2c =2,c =1,2a =4,a =2. ∴点M 的轨迹方程为y 24+x 23=1.到两定点的距离之和是常数且必须大于两定点的距离的轨迹是椭圆.特别注意焦点的位置及a ,b ,c 的关系.1.已知椭圆C 上任意一点P (x ,y )都满足关系式(x -1)2+y 2+(x +1)2+y 2=4,则椭圆C 的标准方程为( )A.x 23+y 24=1 B.x 24+y 23=1 C.x 216+y 215=1 D.x 24+y 2=1 解析:由题设可知椭圆C 的焦点在x 轴上,且2a =4,c =1,故a =2,b 2=3,所以椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1.答案:B2.求焦点在坐标轴上,且过点A (2,0)和B ⎝⎛⎭⎫1,32的椭圆的标准方程. 解析:解法一 若焦点在x 轴上,设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),依题意,有⎩⎨⎧4a 2=1,1a 2+34b 2=1.解得a 2=4,b 2=1.若焦点在y 轴上,设椭圆方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0),同理⎩⎪⎨⎪⎧a 2=1,b 2=4,这与a >b 矛盾.故所求椭圆方程为x 24+y 2=1.解法二 设椭圆的方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n ). 将A ,B 坐标代入得⎩⎪⎨⎪⎧4m =1,m +34m =1, 解得⎩⎪⎨⎪⎧m =14,n =1,故所求椭圆方程为x 24+y 2=1.探究二 椭圆定义的应用[典例2] 如图所示,已知椭圆的方程为x 24+y 23=1,若点P 在第二象限,且∠PF 1F 2=120°,求△PF 1F 2的面积.[解析] 由已知a =2,b =3,所以c =a 2-b 2=4-3=1,|F 1F 2|=2c =2, 在△PF 1F 2中,由余弦定理,得|PF 2|2=|PF 1|2+|F 1F 2|2-2|PF 1|·|F 1F 2|cos 120°, 即|PF 2|2=|PF 1|2+4+2|PF 1|.① 由椭圆定义,得|PF 1|+|PF 2|=4, 即|PF 2|=4-|PF 1|.② ②代入①解得|PF 1|=65,∴S △PF 1F 2=12|PF 1|·|F 1F 2|·sin 120°=12×65×2×32=3 35, 即△PF 1F 2的面积是35 3.椭圆上一点P 与椭圆的两焦点F 1、F 2构成的△F 1PF 2称为焦点三角形,解关于椭圆中的焦点三角形问题时要充分利用椭圆的定义、三角形中的正弦定理、余弦定理等知识.在求焦点三角形的面积时,若已知∠F 1PF 2,可利用S =12ab sin C ,把|PF 1|·|PF 2|看成一个整体,运用公式|PF 1|2+|PF 2|2=(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1|·|PF 2|及余弦定理求出|PF 1|·|PF 2|,而无需单独求出,这样可以减少运算量.3.点P 在椭圆 x 24+y 2=1上,且PF 1⊥PF 2,求S △PF 1F 2.解析:∵点P 在椭圆上,∴|PF 1|+|PF 2|=4, 即|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1||PF 2|=16,又PF 1⊥PF 2,∴|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=12,∴|PF 1||PF 2|=2,∴S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|=1.4.如图所示,已知经过椭圆x 225+y 216=1的右焦点F 2的直线AB 垂直于x 轴,交椭圆于A ,B 两点,F 1是椭圆的左焦点.(1)求△AF 1B 的周长.(2)如果直线AB 不垂直于x 轴,△AF 1B 的周长有变化吗?为什么? 解析:(1)由题意知,A ,B 在椭圆x 225+y 216=1上,故有|AF 2|+|AF 1|=2a =10,|BF 1|+|BF 2|=2a =10,|AF 2|+|BF 2|=AB ,∴△AF 1B 的周长=|AF 1|+|BF 1|+|AB |=|AF 1|+|BF 1|+|AF 2|+|BF 2|=(|AF 1|+|AF 2|)+(|BF 1|+|BF 2|)=2a +2a =4a =4×5=20.∴△AF 1B 的周长为20.(2)如果直线AB 不垂直于x 轴,△AF 1B 的周长仍为20不变,因为|AF 1|+|BF 1|+|AB |=|AF 1|+|BF 1|+|AF 2|+|BF 2|=(|AF 1|+|AF 2|)+(|BF 1|+|BF 2|)=4a 与直线AB 是否与x 轴垂直无关,所以△AF 1B 的周长没有变化.探究三 椭圆的标准方程及其应用椭程圆及的其标应准用方—⎪⎪⎪⎪—已知两个焦点坐标,求椭圆标准方程—已知椭圆经过两点,求椭圆标准方程—求与已知椭圆共焦点的椭圆方程—参数a ,b ,c 的范围问题5.写出适合下列条件的椭圆的标准方程. (1)a =5,c =2;(2)经过P 1(6,1),P 2(-3,-2)两点;(3)以椭圆9x 2+5y 2=45的焦点为焦点,且经过点M (2,6). 解析:(1)由b 2=a 2-c 2,得b 2=25-4=21. ∴椭圆的标准方程为x 225+y 221=1或y 225+x 221=1.(2)解法一 ①当焦点在x 轴上时,设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).由已知,得⎩⎨⎧ 6a 2+1b 2=13a 2+2b 2=1⇒⎩⎪⎨⎪⎧a 2=9b 2=3, 即所求椭圆的标准方程是x 29+y 23=1.②当焦点在y 轴上时,设椭圆的标准方程为x 2b 2+y 2a2=1(a >b >0),由已知,得⎩⎨⎧6b 2+1a 2=13b 2+2a 2=1⇒⎩⎪⎨⎪⎧b 2=9a 2=3, 与a >b >0矛盾,此种情况不存在. 综上,所求椭圆的标准方程是x 29+y 23=1.解法二 由已知,设椭圆的方程是Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ),故⎩⎪⎨⎪⎧6A +B =13A +2B =1⇒⎩⎨⎧A =19B =13,即所求椭圆的标准方程是x 29+y 23=1.(3)解法一 方程9x 2+5y 2=45可化为x 25+y 29=1,则焦点是F 1(0,2),F 2(0,-2).设所求椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0),∵点M 在椭圆上, ∴2a =|MF 1|+|MF 2| =(2-0)2+(6-2)2+ (2-0)2+(6+2)2=(23-2)+(23+2) =43,∴a =23,即a 2=12, ∴b 2=a 2-c 2=12-4=8,∴所求椭圆的标准方程为y 212+x 28=1.解法二 由题意,知焦点F 1(0,2),F 2(0,-2), 设所求椭圆的方程为y 2λ+4+x 2λ=1(λ>0),将x =2,y =6代入,得6λ+4+4λ=1,解得λ=8或λ=-2(舍去), ∴所求椭圆的标准方程为y 212+x 28=1.6.如图,已知定点A (-2,0),动点B 是圆F :(x -2)2+y 2=64上一点,线段AB 的垂直平分线交BF 于点P ,求动点P 的轨迹方程.解析:连接P A (图略),圆F :(x -2)2+y 2=64的圆心为F (2,0),半径R =8. ∵线段AB 的垂直平分线交BF 于点P ,∴|P A |=|PB |, ∴|P A |+|PF |=|PB |+|PF |=|BF |=R =8>|AF |=4. 由椭圆的定义,知点P 的轨迹是椭圆. 依题意,有2a =8,c =2,∴b 2=12, ∴动点P 的轨迹方程为x 216+y 212=1.7.求以椭圆9x 2+5y 2=45的焦点为焦点,且经过点M (2,6)的椭圆标准方程. 解析:由9x 2+5y 2=45,得y 29+x 25=1, 其焦点为F 1(0,2),F 2(0,-2). 设所求椭圆方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0),∵点M (2,6)在椭圆上,∴6a 2+4b 2=1.①又a 2-b 2=4,②由②得a 2=b 2+4,代入①得b 4-6b 2-16=0, 可解得b 2=8或b 2=-2(舍去),所以a 2=12. 故所求椭圆方程为y 212+x 28=1.求解椭圆问题的四种常见错误[典例] (1)设F 1(-4,0),F 2(4,0)为定点,动点M 满足|MF 1|+|MF 2|=8,则动点M 的轨迹是( )A .椭圆B .直线C .圆D .线段(2)若方程x 27-k +y 2k -5=1表示椭圆,则实数k 的取值范围是________.(3)已知椭圆的标准方程为x 225+y 2m 2=1(m >0),并且焦距为6,则实数m 为________.[解析] (1)因为|MF 1|+|MF 2|=8=|F 1F 2|, 所以动点M 的轨迹是线段F 1F 2. (2)由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧7-k >0,k -5>0,7-k ≠k -5,所以k ∈(5,6)∪(6,7).(3)因为2c =6,所以c =3.当椭圆的焦点在x 轴上时,由椭圆的标准方程知a 2=25,b 2=m 2,由a 2=b 2+c 2,得25=m 2+9,所以m 2=16,又m >0,故m =4.当椭圆的焦点在y 轴上时,由椭圆的标准方程知a 2=m 2,b 2=25,a 2=b 2+c 2,得m 2=25+9=34,又m >0,故m =34.综上,实数m 的值为4或34.[答案] (1)D (2)(5,6)∪(6,7) (3)4或34[错因与防范] 在求解椭圆问题时,要注意以下四种常见错误: (1)忽略椭圆定义中的条件2a >|F 1F 2|;(2)忽略椭圆标准方程的隐含条件(a >0,b >0,a ≠b ); (3)主观认为焦点在x 轴上而忽略讨论焦点在y 轴上的情况; (4)忽略对方程加限制条件.莘莘学子,最重要的就是不要去看远方模糊的,而要做手边清楚的事。
第三章 §1 课时作业21
一、选择题
1.已知命题甲:动点P 到两定点A ,B 的距离之和|P A |+|PB |=2a ,其中a 为大于0的常数;命题乙:P 点的轨迹是椭圆.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 .充分且必要条件
D .既不充分又不必要条件
解析:若P 点的轨迹是椭圆,则一定有|P A |+|PB |=2a (a >0,为常数).所以甲是乙的必要条件.反过来,若|P A |+|PB |=2a (a >0,为常数),P 点的轨迹不一定是椭圆,所以甲不是乙的充分条件.综上,甲是乙的必要不充分条件.
答案:B
2.设P 是椭圆x 216+y 2
12=1上一点,P 到两焦点F 1,F 2的距离之差为2,则△PF 1F 2是( )
A .锐角三角形
B .直角三角形
C .钝角三角形
D .等腰直角三角形
解析:由椭圆定义知|PF 1|+|PF 2|=2a =8. 又|PF 1|-|PF 2|=2,∴|PF 1|=5,|PF 2|=3. 又|F 1F 2|=2c =216-12=4,∴△PF 1F 2为直角三角形.
答案:B
3.[2014·西安交大附中月考]椭圆25x 2+16y 2=1的焦点坐标是( ) A .(±3,0) B .(±1
3,0)
C .(±3
20
,0)
D .(0,±3
20
)
解析:椭圆的标准方程为x 2125+y 2116=1,故焦点在y 轴上,其中a 2=116,b 2=1
25,所以c 2
=a 2-b 2=116-125=9400,故c =320.所以所求焦点坐标为(0,±3
20
).
答案:D
4.若方程x 24+y 2
8sin α
=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则锐角α的取值范围是( )
A .(π3,π2)
B .[π3,π2)
C .(π6,π2
)
D .[π6,π2
)
解析:∵方程x 24+y 2
8sin α=1表示焦点在y 轴上的椭圆,
∴8sin α>4,sin α>1
2.
∵α为锐角,∴π6<α<π
2.
答案:C 二、填空题
5.一个焦点坐标是(0,4),过点B (1,15)的椭圆的标准方程为__________. 解析:设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2
b 2=1(a >b >0),
∴a 2-b 2=16,① 又过点B (1,15), ∴15a 2+1
b
2=1,② ∴由①②知,a 2=20,b 2=4, ∴椭圆的标准方程为y 220+x 2
4=1.
答案:y 220+x 2
4
=1
6.[2014·云南省昆明一中月考]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215,则此椭圆的标准方程为________.
解析:本题考查椭圆的标准方程.由已知,2a =8,2c =215,∴a =4,c =15,∴b 2=a 2-c 2=16-15=1,
∴椭圆的标准方程为y 2
16+x 2=1.
答案:y 2
16
+x 2=1
7.已知椭圆的标准方程为x 225+y 2
m =1(m >0)并且焦距为6,则实数m 的值为__________.
解析:∵2c =6,∴c =3.
当焦点在x 轴上时,a 2=25,∴m =16.
当焦点在y 轴上时,b 2=25,∴m =34. 答案:16或34 三、解答题
8.求经过点A (3,-2)和点B (-23,1)的椭圆的标准方程.
解:法一:(1)当焦点在x 轴上时,设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2
b
2=1(a >b >0).
依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ (3)2a 2+(-2)2
b
2=1,(-2
3)2
a
2
+1
b
2=1,
解得⎩
⎪⎨⎪⎧
a 2=15,
b 2=5.
所以所求椭圆的方程为x 215+y 2
5
=1.
(2)当焦点在y 轴上时,设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2
b
2=1(a >b >0).
依题意有⎩⎪⎨
⎪⎧
(-2)2a 2+(3)2
b
2=1,1a 2
+(-23)2
b
2
=1,解得⎩
⎪⎨⎪
⎧
a 2=5,
b 2=15.
因为a <b ,所以方程无解. 故所求椭圆的方程为x 215+y 2
5
=1.
法二:设所求椭圆的方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n ),
依题意有⎩
⎪⎨⎪⎧
3m +4n =1,
12m +n =1,解得
⎩⎨⎧
m =115
,
n =15.
所以所求椭圆的方程为x 215+y 2
5
=1.
9.如图,圆C :(x +1)2+y 2=16及点A (1,0),Q 为圆上一点,AQ 的垂直平分线交CQ 于M ,求点M 的轨迹方程.
解:由垂直平分线性质可知 |MQ |=|MA |,
∴|CM |+|MA |=|CM |+|MQ |=|CQ |,又|CQ |=4, ∴|CM |+|MA |=4.
又|AC |=2,∴M 点轨迹为椭圆. 由椭圆的定义知:a =2,c =1, ∴b 2=a 2-c 2=3.
∴所求轨迹方程为:x 24+y 2
3
=1.。