椭圆及其标准方程
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椭圆的一般方程和标准公式
椭圆是一个常见的二维几何图形,其一般方程和标准公式如下:
1.椭圆的一般方程:
椭圆的一般方程表示为:
A(x - h)^2 + B(y - k)^2 = 1
其中,(h, k)表示椭圆的中心坐标,A和B是正实数,且A > B。
2.椭圆的标准公式:
椭圆的标准公式表示为:
(x - h)^2/a^2 + (y - k)^2/b^2 = 1
其中,(h, k)表示椭圆的中心坐标,a和b分别表示椭圆在x轴和y轴上的半长轴长度。
具体详细解释如下:
●中心坐标(h, k):椭圆的中心点在坐标平面上的位置,坐标为(h, k)。
●半长轴长度a:椭圆在x轴上的半长轴长度,表示椭圆沿着x轴正方向延伸
的距离。
●半短轴长度b:椭圆在y轴上的半短轴长度,表示椭圆沿着y轴正方向延伸
的距离。
椭圆的标准公式以中心点(h, k) 为中心,沿x轴和y轴方向分别以a和b为轴长度绘制。
当a和b相等时,椭圆退化为一个圆。
若a大于b,则椭圆在x轴方向上更为扁平,称为长轴椭圆;若b大于a,则椭圆在y轴方向上更为扁平,称为短轴椭圆。
注意事项:
●椭圆的方程中,A和B的值与a和b的关系为A = 1/a^2,B = 1/b^2。
●当椭圆的中心不在原点时,方程中的坐标需要进行平移,即(x - h) 和(y - k)。
●椭圆的方程也可以表示为离心率和焦点的形式,但这超出了一般方程和标准
公式的范围。
通过了解椭圆的一般方程和标准公式,您可以利用这些公式来描述和绘制椭圆的几何形状,并对椭圆的中心、半长轴和半短轴进行准确的计算和描绘。
第一节 椭圆1.椭圆的定义(1) 第一定义:|)|2(2||||2121F F a a PF PF >=+ (21,F F 为焦点,c F F 2||21=为焦距) 注:①当2a =|F 1F 2|时,P 点的轨迹是 .②当2a <|F 1F 2|时,P 点的轨迹不存在.(2)第二定义:)10(,||<<=e e dPF注:第二定义中焦点与准线应对应2.椭圆的标准方程(中心在原点,对称轴为坐标原点)(1) 焦点在x 轴上,中心在原点的椭圆标准方程是:12222=+by ax ,其中( > >0,且=2a )(2) 焦点在y 轴上,中心在原点的椭圆标准方程是12222=+bx a y ,其中a ,b 满足: .说明:(1)焦点在22,y x 分母大的对应的坐标轴上; (2)222c b a +=及c b a ,,的几何意义 (3)标准方程的统一形式:),0,0(122n m n m nymx≠>>=+适用于焦点位置未知的情形(4)参数方程:⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x 3.椭圆的几何性质(对12222=+by ax ,a > b >0进行讨论)(1) 范围: ≤ x ≤ , ≤ y ≤(2) 对称性:对称轴方程为 ;对称中心为 .(3) 顶点坐标: ,焦点坐标: ,长半轴长: ,短半轴长: ;(4)离心率:=e ( 与 的比),∈e ,e 越接近1,椭圆越 ;e 越接近0,椭圆越接近于 .(5) 椭圆的准线方程为 .【课前预习】1.若方程11322=-+-k ykx为焦点在y 轴上的椭圆,则k 的取值范围是_______________2.已知椭圆的长轴长是8,离心率是43,则此椭圆的标准方程是_____________3.若椭圆1222=+myx的离心率为21,则实数=m ______4.已知21,F F 为椭圆1422=+yx的左、右焦点,弦AB 过1F ,则AB F 2∆的周长为______85.已知椭圆121622yx+=1的左、右焦点分别为F 1、F 2,M 是椭圆上一点,N 是MF 1的中点,若6||2=MF ,则|ON|的长等于 .1 【例题讲解】例1:根据下列条件求椭圆方程(1)已知椭圆以坐标轴为对称轴,且长轴是短轴的3倍,并且过点P (3,0),求椭圆的方程; (2)中心在原点的椭圆,一条准线方程为5=y ,且它的离心率55=e ;(3)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534和532,过P 作长轴的垂线恰好过椭圆的一个焦点;(4)中心在原点,以坐标轴为对称轴的椭圆,经过两点)2,3(),1,6(21--P P 小结:求椭圆的方法 例2:(1)椭圆1162522=+yx上一点P 到它的左焦点1F 的距离为6,则点P 到椭圆右准线的距离为_________(2)已知21,F F 是椭圆148:22=+yxC 的焦点,在C 上满足21PF PF ⊥的点P 的个数为________2小结:(3)椭圆的对称轴在坐标轴上,短轴的一个端点与两个焦点构成一个正三角形,焦点到椭圆上的点的最短距离是3,这个椭圆的方程是_________________1129,19122222=+=+yxyx(4)已知椭圆192522=+yx的焦点21,F F ,P 是椭圆上一点,9021=∠PF F ,则=∆21PF F S _______变式1: 6021=∠PF F ,则=∆21PF F S _______变式2:θ=∠21PF F ,则=∆21PF F S _______变式3:已知椭圆12222=+bya x的焦点21,F F ,椭圆上存在一点P ,使6021=∠PF F ,则离心率e 的取值范围是____________ 例3:关于离心率的运算(1)设椭圆的两个焦点分别为21,F F ,过2F 作椭圆长轴的垂线交椭圆于点B A ,,若1ABF ∆为正三角形,则椭圆的离心率为_________ (2)在平面直角坐标系中,椭圆12222=+by ax (a >b >0)的焦距为2,以O 为圆心,a 为半径作圆,过点⎪⎪⎭⎫⎝⎛0,2c a 作圆的两切线互相垂直,则离心率e= .(3)在ABC ∆中,187cos ,-==B BC AB ,若以B A ,为焦点的椭圆经过点C ,则该椭圆的离心率e=(4) 以椭圆12222=+by ax 的右焦点F 为圆心,a 为半径的圆与椭圆的右准线交于不同的两点,则e 的取值范围是_______________1215<<-e小结: 例4:(最值问题) (1)设P 是椭圆1162522=+yx上任意一点,F A ,分别为椭圆的左顶点和右焦点,则AFPA PF PA ⋅+⋅41的最小值为________-9变式:P 为椭圆13422=+yx上任一点,A 为右顶点,B 为下顶点则AB PA ⋅最大值为________(2)椭圆1162522=+yx内有两点)0,3(),2,2(B A P 为椭圆上一动点则||35||PB PA +的最小值为____319变式:若)0,3(-C 则||||PC PA +最大值为__________510+例5:设椭圆()22221,0x y a b ab+=>>的左右焦点分别为12,F F,离心率2e =,点2F 到右准线为l 的距离为1)求,a b 的值;(2)设,M N 是l 上的两个动点,120F M F N ⋅=,证明:当M N 取最小值时,12220F F F M F N ++=。
椭圆及其标准方程1.椭圆的定义:平面内与两个定点F1、F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做焦距.注意:定义中的常数用2a表示,|F1F2|用2c表示,当2a>2c>0时,轨迹为椭圆,当2a=2c 时,轨迹为线段F1F2;当2a<2c时,无轨迹.这样,椭圆轨迹一定要有2a>2c这一条件.另外,应用定义来求椭圆方程或解题时,往往比较简便.2.椭圆的标准方程当焦点在x轴上时:+ =1(a>b>0)当焦点在y轴上时:+ =1(a>b>0)注意:(1)三个量之间的关系:a2=b2+c2(2)由x2,y2的分母大小确定焦点在哪条坐标轴上,x2的分母大,焦点就在x轴上,y2的分母大,焦点就在y轴上.(3)在方程Ax2+By2=C中,只有A、B、C同号时,才可能表示椭圆方程.(4)当且仅当椭圆的中心在原点,其焦点在坐标轴上时,椭圆的方程才具有标准形式.典型例题例1 求与椭圆+ =1共焦点,且过点M(3,-2)的椭圆方程.解法一:(待定系数法)由已知椭圆方程+ =1得C2=9-4=5,且焦点在x轴上,设所求椭圆方程为+ =1又∵点M(3,-2)在椭圆上∴+ =1,得a4-18a2+45=0∴a2=15或a2=3<5=C2(舍)∴所求椭圆方程为+ =1解法二:(定义法)椭圆两焦点为F1(- ,0),F2( ,0),点M(3,-2)到这两个焦点距离之和是2a,即2a=|M1F1|+|M1F2|= + =2∴a2=15 b2=a2-c2=15-5=10∴所求椭圆方程为+ =1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P1( ,1),P2(- ,- ),求椭圆的方程.解:设椭圆方程为mx2+ny2=1,(m>0,n>0)由题意有解得m= ,n=∴所求椭圆方程为+ =1说明:设椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0)可免讨论焦点的位置,而且计算简便.例3 已知点P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和,过P作焦点所在轴的垂线恰好过椭圆的一个焦点,求椭圆方程.解:设两个焦点为F1F2,且|PF1|= ,|PF2|=由椭圆定义知2a=|PF1|+|PF2|=2 ∴a=而|PF1|>|PF2|知PF2与焦点所在的对称轴垂直.∴Rt△PF2F1中,sin∠PF1F2= =∴∠PF1F2=2C=|PF1|cos =∴b2=a2-c2=故所求方程为+ y2=1或x2+ =13.(代入法)与椭圆有关的轨迹问题:常用的方法有定义法,坐标转移法,交轨法,点差法. 例4 已知圆C1:x2+y2+4x-12=0与圆C2:x2+y2-4x=0,动圆C与C1相内切,且与C2相外切,求动圆圆心的轨迹方程.解:圆C1与C2的标准方程是(x+2)2+y2=16,(x-2)2+y2=4圆心分别为C1(-2,0),C2(2,0)设动圆P的圆心为P,半径为r,有|PC1|=4-r,|PC2|=2+r∴|PC1|+|PC2|=6>|C1C2|=4∴P点在椭圆上运动,又2a=6,2c=4,∴b2=a2-c2=5∴P的轨迹为+ =1(在已知圆C1内)例5 已知MN是椭圆+ =1(a>b>0)中垂直于长轴的动弦,AB是椭圆长轴的两端点,求直线MA与NB的交点P的轨迹方程.解:设M、N的坐标为M(x0,y0),N(x0,-y0),又A(-a,0),B(a,0)所以直线AM的方程为y= (x+a) ①直线BN的方程为:y= ②①×②得:y2= (x2-a2) ③∵点M(x0,y0)在椭圆上,∴b2x20+a2y20=a2b2∴x20-a2=- y02,代入得③得:y2= (x2-a2)∴交点P的轨迹方程为- =1例6已知椭圆+y2=1(1)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程(2)过A(2,1)引椭圆的割线,求截得的弦中点轨迹方程(3)求过点P( ,),且被P平分的弦所在的直线方程.解:(点差法)设弦的两端点分别为M(x1,y1)N(x2,y2)、MN的中点为P(x,y),则x21+2y21=2,x22+2y22=2,两式相减弄除以(x2-x1)得:x1+x2+2(y1+y2) =0而x1+x2=2x,y1+y2=2y∴x+2y· =0 (*)(1)将=2代入(*)式得所求的轨迹方程为x+4y=0(椭圆内部分)(2)将= 代入(*)式,得所求的轨迹方程为x2+2y2-2x-2y=0(椭圆内部分)(3)将x1+x2=1,y1+y2=1代入(*)式,得=-∴所求的直线方程为2x+4y-3=0例7已知中心在原点,一焦点为F(0,)的椭圆被直线l:y=3x-2截得弦的中点横坐标为,求椭圆方程.解:∵C= ,∴a2=b2+50∴可设椭圆方程为+ =1把直线y=3x-2代入椭圆方程整理得10(b2+5)x2-12b2x-b4-46b2=0∴x1+x2=又∵=∴12b2=10b2+50解得b2=25 a2=75∴所求的椭圆方程为+ =1例8已知P为椭圆+ =1上的一点,F1F2是椭圆上的两焦点,∠F1PF2=60°,求△F1PF2的面积.解:∵= |PF1|·|PF2|sin∠F1PF2∴只需求|PF1|·|PF2|即可又|PF1|+|PF2|=10|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|cos60°=4C2=64解得|PF1|·|PF2|=12∴= ×12× =3例9已知方程2(k2-2)x2+k2y2+k2-k-6=0表示椭圆,求实数k的取值范围.解:结合椭圆的变形方程式a2y2+b2x2-a2b2=0从而有:2(k2-2)>0 k<- 或k>k2≠0解得k≠0k2-k-6<0 -2<k<32(k2-2)≠k2k≠±2∴k∈(-2,- )∪( ,2)∪(2,3)例10△ABC的三边a>b>c,且a+c=2b,|AC|=2,求顶点B的轨迹.解:以AC的中点为坐标原点建立坐标系,则A(-1,0),C(1,0),又a+c=2b=4由椭圆的定义知B点在椭圆上运动.∵a>b>c,且A、B、C三点不共线∴B点的轨迹方程是椭圆+ =1,在y轴左侧的部分,但要去掉点(-2,0),(0,),(0,- )核心知识1.椭圆+ =1(a>b>0),范围:椭圆位于直线x=±a和y=±b所围成的矩形里,即|x|≤a,|y|≤b.2.对称性:椭圆关于x轴,y轴和原点都是对称的.坐标轴为椭圆的对称轴,原点是椭圆的对称中心,即为椭圆的中心.3.顶点:椭园与坐标轴的交点为椭圆的顶点为A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,b),B2(0,-b)4.离心率:e= ,(o<e<1),e越接近于1,则椭圆越扁;e越接近于0,椭圆就越接近于圆.5.椭圆的第二定义:平面内的点到定点的距离和它到定直线的距离的比为常数e(0<e<1=的点的轨迹.定点即为椭圆的焦点,定直线为椭圆的准线.6.椭圆的焦半径公式:设P(x0,y0)是椭圆+ =1(a>b>0)上的任意一点,F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,则|PF1|=a+ex0,|PF2|=a-ex0.7.椭圆的参数方程典型例题例1 设直线l过点P(-1,0),倾角为,求l被椭圆x2+2y2=4所截得的弦长.解:直线l的方程为y= x+ ,代入椭圆方程,得7x2+12x+2=0,∵△=144-4×7×2=88∴弦长= =例2 求椭圆+ =1上的点到直线3x+4y-64=0的最长距离与最短距离.解:设椭圆上的点为(5cosθ,9sinθ),则d= ==∴d max=例3 已知椭圆+ =1内有一点P(1,-1),F是右焦点,M是椭圆上的动点,求|MP|+2|MF|的最小值,并求此时M的坐标.解:过M作右准线x=4的垂线,垂足为M1,由椭圆第二定义,有= ∴2|MF|=|MM1|∴|MP|+2|MF|=|MP|+|MM1|过P作右准线的垂线交椭圆于N,垂足为N1,垂线方程为y=-1.显然|MP|+|MM1|≥|NP|+|NN1|(当M与N重合时等号成立)而|NP|+|NN1|=|PN1|=3由方程组得N( ,-1)∴|MP|+2|MF|的最小值是3,此时M的坐标是( ,-1)例4 P是椭圆方程为+ =1上的任意一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,试求|PF1|·|PF2|的取值范围.解:设|PF1|=t,则t∈[a-c,a+c],即t∈[4- ,4+ ]且|PF2|=2a-t=8-t.∴|PF1|·|PF2|=t(8-t)=-(t-4)2+16 t∈[4- ,4+ ]当t=4时,取最大值为16当t=4± 时,取最小值为9.∴所求范围为[9,16]例5 F1、F2是椭圆的两个焦点,过F2作一条直线交椭圆于P、Q两点,使PF1⊥PQ,且|PF1|=|PQ|,求椭圆的离心率e.解:如下图,设|PF1|=t,则|PQ|=t,|F1Q|= t,由椭圆定义有:|PF1|+|PF2|=|QF1|+|QF2|=2a∴|PF1|+|PQ|+|F1Q|=4a 即( +2)t=2a,t=(4-2 )a∴|PF2|=2a-t=(2 -2)a在Rt△PF1F2中,|F1F1|2=(2c)2∴[(4-2 )a]2+[(2 -2)a]2=(2c)2∴=9-6 ∴e= = -双曲线1.双曲线的定义平面内与两定点F1、F2的距离差的绝对值是常数(大于零小于|F1F2|)的点的轨迹叫双曲线.两定点F1、F2是焦点,两焦点间的距离|F1F2|是焦距,用2c表示.常数用2a表示.(1)若|MF1|-|MF2|=2a时,曲线只表示焦点F2所对应的一支双曲线.(2)若|MF1|-|MF2|=-2a时,曲线只表示焦点F1所对应的一支双曲线.(3)若2a=2c时,动点的轨迹不再是双曲线,而是以F1、F2为端点向外的两条射线.(4)若2a>2c时,动点的轨迹不存在.2.双曲线的标准方程- =1(a>0,b>0)焦点在x轴上的双曲线;- =1(a>0,b>0)焦点在y轴上的双曲线.判定焦点在哪条坐标轴上,不像椭圆似的比较x2、y2的分母的大小,而是x2、y2的系数的符号,焦点在系数正的那条轴上.典型例题例1 若方程+ =1表示双曲线,则实数m的取值范围是( )A.-3<m<2或m>3B.m<-3或m>3C.-2<m<3D.-3<m<3或m>3分析该方程表示双曲线,则x2与y2项的系数的符号相反,即(2-m)(|m|-3)<0,将问题转化为不等式的求解.答:A例2 求与椭圆+ =1共焦点,且过点(3 ,)的双曲线的方程.分析一由题意知所求双曲线的焦点在x轴上,且焦距为8,∴c=4,设所求双曲线方程为- =1代入点(3 ,),得λ2=7,故所求双曲线方程为- =1.分析二运用与椭圆共焦点的曲线系方程.设所求双曲线方程为+ =1,代入点(3 ,),得λ=16或λ=-7(舍),故所求双曲线方程为- =1.例3 课本第108页习题8.3第一题:△ABC一边的两个端点是B(0,6)和C(0,-6),另两边所在直线的斜率之积是,求顶点A的轨迹.分析其顶点A的轨迹方程求得:- =1(x≠0).若将问题一般化:B(0,a)、C(0,-a)·k AB·k AC= ,则顶点A的轨迹方程为:- =1(x≠0).若B(bcotφ,acosφ)、C(-cotφ,-acscφ).k AB·k AC= ,则顶点A的轨迹会是怎样?反之,双曲线- =1(x≠0)上任一点到B(0,a),C(0,-a)两点的连线的斜率之和,等于;若改变B、C的位置保持B、C两点关于原点对称于双曲线上,k AB·k AC是否成立.总之,同学们在学习过程中要多动手、多思考,举一反三,做到“以点代面,以少胜多”.例4一动圆与圆(x+3)2+y2=1外切又与圆(x-3)2+y2=9内切,求动圆圆心轨迹方程.分析如图,设动圆M与⊙O外切于A,与⊙O2内切于B,由位置关系可得数量关系:|MO1|=|MA|+1 |MO2|=|MB|-3由|MA|=|MB|可得|MO1|-|MO2|=4由定义可知M点轨迹为双曲线的一支.解:如图,设动圆圆心M坐标为M(x,y),圆M与圆O1外切于A,与圆O2内切于B,则,MO1=|MA|+1,①|MO2|=|MB|=3②,①-②:|MO1|-|MO2|=4由双曲线定义知,M点轨迹是以O1(-3,0)O2(3,0)为焦点2a=4的双曲线的右支∴b2=32-23=5∴所求轨迹方程为:- =1(x≥2)说明:在求轨迹方程时,要注意使用曲线的定义,此时的思路:位置关系(内切,外切)数量关系(|MO1|=r1+r0,|MO2|=r-r2其中r为动圆半径曲线形状写出标准方程,可以简化运算.同时应注意定义中是到两定点距离的绝对值,此时不含绝对值,要求|MO1|>|MO2|,所以是双曲线的右支,而不是整个双曲线.例5过双曲线- =1的右焦点作倾角为45°的弦,求弦AB的中点C到右焦点F 的距离,并求弦AB的长.分析将直线方程与双曲线方程联立,求出A、B两点的坐标,再求其中点,由两点的距离公式求出|CF|.解:∵双曲线的右焦点为F(5,0),直线AB的方程为y=x-5,故16x2-9y2-144=0 ①y=x-5 ②消去y,并整理得7x2+90x-369=0 ③此方程的两个根x1、x2是A、B两点的横坐标,设AB的中心点C的坐标为(x,y),则x===- .C点的坐标满足方程②,故y=- -5=-∴|CF|==(5+ )=又设A点坐标为(x1,y1),B点坐标为(x2,y2),则y1=x1-5,y2=x2-5.∴y1-y2=x1-x2,|AB|====由方程③知x1+x2=- ,x1·x2=-∴|AB|====27点评:利用韦达定理及两点间距离公式求弦长核心知识1.双曲线- =1的简单几何性质(1)范围:|x|≥a,y∈R.(2)对称性:双曲线的对称性与椭圆完全相同,关于x轴、y轴及原点中心对称。
2.2 椭圆1.椭圆的定义把平面内与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.思考:(1)椭圆定义中将“大于|F 1F 2|”改为“等于|F 1F 2|”的常数,其他条件不变,点的轨迹是什么?(2)椭圆定义中将“大于|F 1F 2|”改为“小于|F 1F 2|”的常数,其他条件不变,动点的轨迹是什么? [提示] (1)点的轨迹是线段F 1F 2.(2)当距离之和小于|F 1F 2|时,动点的轨迹不存在. 2.椭圆的标准方程1.思考辨析(1)到平面内两个定点的距离之和等于定长的点的轨迹叫做椭圆.( ) (2)到两定点F 1(-2,0)和F 2(2,0)的距离之和为3的点M 的轨迹为椭圆.( ) (3)椭圆x 225+y 249=1的焦点在x 轴上.( )2.已知椭圆x 2m +y 216=1上的一点P 到椭圆一个焦点的距离为3,到另一焦点距离为7,则m 等于( )A .10B .5C .15D .253.椭圆的两个焦点坐标分别为F 1(0,-8),F 2(0,8),且椭圆上一点到两个焦点的距离之和为20,则此椭圆的标准方程为( )A.x 2100+y 236=1B.y 2400+x 2336=1C.y 2100+x 236=1D.y 220+x 212=1(1)两个焦点的坐标分别为(-4,0)和(4,0),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); (3)经过点A (3,-2)和点B (-23,1).[跟踪训练]1.已知椭圆的中心在原点,焦点在坐标轴上,且经过两点A (0,2)和B ⎝⎛⎭12,3,求椭圆的标准方程.(1)椭圆x 9+y 2=1的焦点为F 1,F 2,点P 在椭圆上,若|PF 1|=4,则∠F 1PF 2的大小为________.(2)已知椭圆x 24+y 23=1中,点P 是椭圆上一点,F 1,F 2是椭圆的焦点,且∠PF 1F 2=120°,则△PF 1F 2的面积为________.[跟踪训练]2.(1)已知P 是椭圆y 5+x 4=1上的一点,F 1,F 2是椭圆的两个焦点,且∠F 1PF 2=30°,则△F 1PF 2的面积是______________________________.[探究问题]1.直线BP 于点Q ,求点Q 的轨迹方程.图2-2-12.如图2-2-2,在圆x 2+y 2=4上任取一点P ,过点P 作x 轴的垂线段PD ,D 为垂足.当点P 在圆上运动时,线段PD 的中点M 的轨迹方程是什么?为什么?图2-2-2(1)已知P 是椭圆x 24+y 28=1上一动点;O 为坐标原点,则线段OP 中点Q 的轨迹方程为______________.(2)一个动圆与圆Q 1:(x +3)2+y 2=1外切,与圆Q 2:(x -3)2+y 2=81内切,试求这个动圆圆心的轨迹方程.[跟踪训练]3.(1)已知x 轴上一定点A (1,0),Q 为椭圆x 4+y 2=1上任一点,求线段AQ 中点M 的轨迹方程.(2)在Rt △ABC 中,∠CAB =90°,|AB |=2,|AC |=32,曲线E 过C 点,动点P 在曲线E 上运动,且|P A |+|PB |是定值.建立适当的平面直角坐标系,求曲线E 的方程.[当 堂 达 标·固 双 基]1.已知A (-5,0),B (5,0).动点C 满足|AC |+|BC |=10,则点C 的轨迹是( )A .椭圆B .直线C .线段D .点2.已知椭圆4x 2+ky 2=4的一个焦点坐标是(0,1),则实数k 的值是( )A .1B .2C .3D .43.已知椭圆的焦点为(-1,0)和(1,0),点P (2,0)在椭圆上,则椭圆的方程为( )A.x 24+y 23=1 B.x 24+y 2=1 C.y 24+x 23=1 D.y 24+x 2=1 4.已知椭圆x 249+y 224=1上一点P 与椭圆两焦点F 1,F 2的连线夹角为直角,则|PF 1|·|PF 2|=________.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.2.2.2 椭圆的简单几何性质 第1课时 椭圆的简单几何性质1.椭圆的简单几何性质(1)定义:椭圆的焦距与长轴长的比ca称为椭圆的离心率.(2)性质:离心率e 的范围是(0,1).当e 越接近于1时,椭圆越扁;当e 越接近于0时,椭圆就越接近于圆. 1.思考辨析(1)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b )的长轴长为a ,短轴长为b .( )(2)椭圆的离心率越大,则椭圆越接近于圆.( )(3)若一个矩形的四个顶点都在椭圆上,则这四个顶点关于椭圆的中心对称.( ) 2.椭圆6x 2+y 2=6的长轴的端点坐标是( )A .(-1,0),(1,0)B .(-6,0),(6,0)C .(-6,0),(6,0)D .(0,-6),(0,6) 3.椭圆25x 2+9y 2=225的长轴长、短轴长、离心率依次是( )A .5,3,0.8B .10,6,0.8C .5,3,0.6D .10,6,0.6设椭圆方程mx 2+4y 2=4m (m >0)的离心率为12,试求椭圆的长轴的长和短轴的长、焦点坐标及顶点坐标.[跟踪训练]1.已知椭圆C 1:x 100+y 64=1,设椭圆C 2与椭圆C 1的长轴长、短轴长分别相等,且椭圆C 2的焦点在y 轴上.(1)求椭圆C 1的长半轴长、短半轴长、焦点坐标及离心率; (2)写出椭圆C 2的方程,并研究其性质.(2)在x 轴上的一个焦点与短轴两个端点的连线互相垂直,且焦距为8; (3)求经过点M (1,2),且与椭圆x 212+y 26=1有相同离心率的椭圆的标准方程.准方程为( )A.x 29+y 216=1B.x 225+y 216=1C.x 216+y 225=1D.x 216+y 29=1 (2)已知椭圆的对称轴是坐标轴,O 为坐标原点,F 是一个焦点,A 是一个顶点,椭圆的长轴长为6,且cos ∠OF A=23,则椭圆的标准方程是________.[探究问题]1点,且PF ⊥x 轴,OP ∥AB ,怎样求椭圆的离心率?2.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F 1(-c,0),A (-a,0),B (0,b )是两个顶点,如果F 1到直线AB 的距离为b7,求椭圆的离心率e .已知F 1,F 2是椭圆的两个焦点,过F 1且与椭圆长轴垂直的直线交椭圆于A ,B 两点,若△ABF 2是正三角形,则该椭圆的离心率是________.[跟踪训练]3.(1)椭圆x a 2+y b 2=1(a >b >0)的一个焦点为F ,该椭圆上有一点A ,满足△OAF 是等边三角形(O 为坐标原点),则椭圆的离心率是( )A.3-1 B .2-3 C.2-1 D .2- 2(2)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两焦点为F 1,F 2,以F 1F 2为边作正三角形,若椭圆恰好平分正三角形的另两条边,则椭圆的离心率为________.[当 堂 达 标·固 双 基]1.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与椭圆x 225+y 216=1有相同的长轴,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的短轴长与y 221+x 29=1的短轴长相等,则( )A .a 2=15,b 2=16B .a 2=9,b 2=25C .a 2=25,b 2=9或a 2=9,b 2=25D .a 2=25,b 2=9 2.已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是( )A.x 23+y 24=1B.x 24+y 23=1 C.x 24+y 22=1 D.x 24+y 23=1 3.若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是( )A.45B.35C.25D.154.若焦点在y 轴上的椭圆x 2m +y 22=1的离心率为12,则m 的值为________.5.椭圆y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的两焦点为F 1(0,-c ),F 2(0,c )(c >0),离心率e =32,焦点到椭圆上点的最短距离为2-3,求椭圆的方程.。
椭圆知识点一.椭圆及其标准方程1.椭圆的定义:平面内与两定点F1,F2距离的和等于常数2a??F1F2?的点的轨迹叫做椭圆,即点集M={P| |PF1|+|PF2|=2a,2a>|F1F2|=2c};这里两个定点F1,F2叫椭圆的焦点,两焦点间的距离叫椭圆的焦距2c。
(2a?F1F2时为线段F1F2,2a?F1F2无轨迹)。
2.标准方程: ( c2?a2?b2)x2y2①焦点在x轴上:2?2?1(a>b>0);焦点F(±c,0) aby2x2②焦点在y轴上:2?2?1(a>b>0);焦点F(0, ±c) ab注意:①在两种标准方程中,总有a>b>0,并且椭圆的焦点总在长轴上; x2y2?1 或者 mx2+ny2=1 ②两种标准方程可用一般形式表示:?mn二.椭圆的简单几何性质:x2y2 1.范围(1)椭圆2?2?1(a>b>0)横坐标-a≤x≤a ,纵坐标-b≤x≤b aby2x2(2)椭圆2?2?1(a>b>0)横坐标-b≤x≤b,纵坐标-a≤x≤a ab2.对称性: 椭圆关于x轴y轴都是对称的,这里,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3.顶点(1)椭圆的顶点:A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)(2)线段A1A2,B1B2 分别叫做椭圆的长轴长等于2a,短轴长等于2b.(3)a和b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
4.离心率:我们把椭圆的焦距与长轴长的比22cc,即称为椭圆的离心率, 2aac2b2e??1?()e?0是圆;记作e(0?e?1),2aae越接近于0 (e越小),椭圆就越接近于圆;e越接近于1 (e越大),椭圆越扁; 1。
《椭圆及其标准方程》在数学中,椭圆是一种非常重要的二次曲线,它描述了这样一个点的集合,使得对于给定的两点,点与这两点之间的距离之和为常数。
这个定义似乎有点抽象,但实际上,它在自然界和工程学中都有广泛的应用。
例如,在物理学中,行星的运动轨迹就是一个椭圆。
在工程学中,许多设计问题涉及到椭圆,例如在光学和建筑学中。
因此,学习椭圆及其标准方程是非常重要的。
椭圆的标准方程是在平面直角坐标系中描述椭圆的方程。
它的一般形式为:x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1 (a > b > 0),其中a和b是椭圆的主半轴和副半轴。
这个方程描述了一个以原点为中心,主轴长度为a,副轴长度为b的椭圆。
范围:椭圆将平面分为两个区域,内部的区域和外部的区域。
在标准方程下,当x^2/a^2 + y^2/b^2 < 1时,点位于椭圆的内部;当x^2/a^2 + y^2/b^2 > 1时,点位于椭圆的外部。
对称性:椭圆具有高度的对称性。
关于x轴对称,y轴对称以及原点对称。
这意味着如果你在椭圆上找一个点,并将这个点关于x轴或者y轴翻转,或者将这个点移动到原点的另一侧,那么这个新的点仍然在椭圆上。
焦点:椭圆有两个焦点,这两个焦点位于主轴上,距离原点的距离为c (c < a)。
这两个焦点是椭圆上任意点到原点的距离之差的绝对值的最大值。
除了标准方程外,椭圆还有一个参数方程。
这个参数方程通常用于解决一些特定的问题,如极坐标系下的问题。
椭圆的参数方程为:x = a * cos(theta)y = b * sin(theta)(0 <= theta <= 2pi)。
在许多领域中,椭圆都有其应用。
例如在物理学中,行星的运动轨迹是椭圆;在工程学中,设计问题经常涉及到椭圆,例如在光学和建筑学中;在统计学中,椭圆的分布也经常被用来描述数据。
椭圆是一种非常重要的二次曲线,它具有丰富的性质和应用。
理解并掌握椭圆及其标准方程是理解更高级数学和科学的关键一步。
2.2 椭 圆2.2.1 椭圆及其标准方程1.了解椭圆的实际背景,理解从具体情境中抽象出椭圆的过程.2.掌握椭圆的定义与标准方程.3.通过对椭圆及其标准方程的学习,了解用坐标法研究曲线的基本步骤., [学生用书P24])1.椭圆的定义(1)定义:平面内与两个定点F 1,F 2的距离之和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的轨迹. (2)焦点:两个定点F 1,F 2.(3)焦距:两焦点间的距离|F 1F 2|.(4)几何表示:|MF 1|+|MF 2|=2a (常数)且2a >|F 1F 2|.1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)到平面内两个定点的距离之和等于定长的点的轨迹叫做椭圆.( ) (2)椭圆标准方程只与椭圆的形状、大小有关,与位置无关.( )(3)椭圆的两种标准形式中,虽然焦点位置不同,但都具备a 2=b 2+c 2.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√2.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 .4B .5C .8D .10 答案:D3.已知两焦点坐标分别为(2,0)和(-2,0),且经过点(5,0)的椭圆的标准方程为( ) A .x 216+y 225=1B .x 225+y 216=1C .x 225+y 221=1D .x 29+y 225=1答案:C4.椭圆x 225+y 2169=1的焦点坐标是________.答案:(0,±12)5.下列命题是真命题的是________(将所有真命题的序号都填上).①已知定点F 1(-1,0),F 2(1,0),则满足|PF 1|+|PF 2|=2的点P 的轨迹为椭圆; ②已知定点F 1(-2,0),F 2(2,0),则满足|PF 1|+|PF 2|=4的点P 的轨迹为线段; ③到定点F 1(-3,0),F 2(3,0)距离相等的点的轨迹为椭圆;④若点P 到定点F 1(-4,0),F 2(4,0)的距离的和等于点M (5,3)到定点F 1(-4,0),F 2(4,0)的距离的和,则点P 的轨迹为椭圆.解析:①因为2<2,所以点P 的轨迹不存在;②因为|F 1F 2|=4,所以点P 的轨迹是线段F 1F 2;③到定点F 1(-3,0),F 2(3,0)距离相等的点的轨迹是线段F 1F 2的垂直平分线(y 轴);④因为点M (5,3)到定点F 1(-4,0),F 2(4,0)的距离的和为410>8,所以点P 的轨迹为椭圆.故填②④.答案:②④求椭圆的标准方程[学生用书P25](1)已知椭圆的两个焦点坐标分别是(-2,0),(2,0),并且经过点⎝⎛⎭⎫52,-32,求它的标准方程;(2)若椭圆经过两点(2,0)和(0,1),求椭圆的标准方程.【解】 (1)法一:因为椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).由椭圆的定义知 2a =⎝⎛⎭⎫52+22+⎝⎛⎭⎫-322+ ⎝⎛⎭⎫52-22+⎝⎛⎭⎫-322=210, 所以a =10.又因为c =2,所以b 2=a 2-c 2=10-4=6. 因此,所求椭圆的标准方程为x 210+y 26=1.法二:设标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).依题意得⎩⎪⎨⎪⎧254a 2+94b 2=1,a 2-b 2=4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=10,b 2=6.所以所求椭圆的标准方程为x 210+y 26=1.(2)法一:当椭圆的焦点在x 轴上时,设所求椭圆的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).因为椭圆经过两点(2,0),(0,1),所以⎩⎨⎧4a 2+0b 2=1,0a 2+1b 2=1,则⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1.所以所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1;当椭圆的焦点在y 轴上时,设所求椭圆的方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)因为椭圆经过两点(2,0),(0,1), 所以⎩⎨⎧0a 2+4b 2=1,1a 2+0b 2=1,则⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =2,与a >b 矛盾,故舍去.综上可知,所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.法二:设椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n ). 因为椭圆过(2,0)和(0,1)两点,所以⎩⎪⎨⎪⎧4m =1,n =1,所以⎩⎪⎨⎪⎧m =14,n =1.综上可知,所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.求椭圆标准方程的方法(1)定义法:根据椭圆定义,确定a 2,b 2的值,结合焦点位置写出椭圆方程. (2)待定系数法:先判断焦点位置,设出标准方程形式,最后由条件确定待定系数即可.即“先定位,后定量”.当所求椭圆的焦点位置不能确定时,应按焦点在x 轴上和焦点在y 轴上进行分类讨论,但要注意a >b >0这一条件.(3)当已知椭圆经过两点,求椭圆的标准方程时,把椭圆的方程设成mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n )的形式有两个优点:①列出的方程组中分母不含字母;②不用讨论焦点所在的位置,从而简化求解过程.求适合下列条件的标准方程:(1)两个焦点坐标分别是(-3,0),(3,0),椭圆经过点(5,0);(2)两个焦点坐标分别是(0,5),(0,-5),椭圆上一点P 到两焦点的距离之和为26. 解:(1)因为椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).因为2a =(5+3)2+02+(5-3)2+02=10,2c =6,所以a =5,c =3,所以b 2=a 2-c 2=52-3=16.所以所求椭圆的标准方程为x 225+y 216=1.(2)因为椭圆的焦点在y 轴上,所以设它的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0).因为2a =26,2c =10,所以a =13,c =5.所以b 2=a 2-c 2=144.所以所求椭圆标准方程为y 2169+x 2144=1.椭圆定义的应用[学生用书P25]已知P 为椭圆x 212+y 23=1上一点,F 1,F 2是椭圆的焦点,∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.【解】 在△PF 1F 2中,|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos 60°, 即36=|PF 1|2+|PF 2|2-|PF 1|·|PF 2|.①由椭圆的定义得|PF 1|+|PF 2|=43, 即48=|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1|·|PF 2|.② 由①②得|PF 1|·|PF 2|=4. 所以S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|·sin 60°= 3.1.[变条件]若将本例中“∠F 1PF 2=60°”变为“∠F 1PF 2=90°”,求△F 1PF 2的面积. 解:由椭圆x 212+y 23=1知|PF 1|+|PF 2|=43,|F 1F 2|=6,因为∠F 1PF 2=90°,所以|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=36, 所以|PF 1|·|PF 2|=6, 所以S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|=3.2.[变条件]若将本例中“∠F 1PF 2=60°”变为“∠PF 1F 2=90°”,求△F 1PF 2的面积. 解:由已知得a =23,b =3,所以c =a 2-b 2=12-3=3.从而|F 1F 2|=2c =6. 在△PF 1F 2中,由勾股定理可得 |PF 2|2=|PF 1|2+|F 1F 2|2, 即|PF 2|2=|PF 1|2+36,又由椭圆定义知|PF 1|+|PF 2|=2×23=43, 所以|PF 2|=43-|PF 1|.从而有(43-|PF 1|)2=|PF 1|2+36.解得|PF 1|=32.所以△PF 1F 2的面积S =12·|PF 1|·|F 1F 2|=12×32×6=332,即△PF 1F 2的面积是332.椭圆定义的应用技巧(1)椭圆的定义具有双向作用,即若|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|),则点M 的轨迹是椭圆;反之,椭圆上任意一点M 到两焦点的距离之和必为2a .(2)椭圆上一点P 与椭圆的两个焦点F 1,F 2构成的△PF 1F 2称为焦点三角形.解关于椭圆的焦点三角形的问题,通常要利用椭圆的定义,再结合正弦定理、余弦定理等知识求解.已知AB 是过椭圆49x 2+y 2=1的左焦点F 1的弦,且|AF 2|+|BF 2|=4,其中F 2为椭圆的右焦点,则|AB |=________.解析:由椭圆定义知|AF 1|+|AF 2|=2a , |BF 1|+|BF 2|=2a ,所以|AF 1|+|AF 2|+|BF 1|+|BF 2|=4a =6. 所以|AF 1|+|BF 1|=6-4=2,即|AB |=2. 答案:2求与椭圆有关的轨迹方程[学生用书P26]如图所示,已知动圆P 过定点A (-3,0),并且在定圆B :(x -3)2+y 2=64的内部与其内切,求动圆圆心P 的轨迹方程.【解】 设动圆P 和定圆B 内切于点M ,动圆圆心P 到两定点A (-3,0)和B (3,0)的距离之和恰好等于定圆半径,即|P A |+|PB |=|PM |+|PB |=|BM |=8>|AB |,所以动圆圆心P 的轨迹是以A ,B 为左,右焦点的椭圆,其中c =3,a =4,b 2=a 2-c 2=42-32=7,其轨迹方程为x 216+y 27=1.利用椭圆定义求动点轨迹方程的三个步骤已知B ,C 是两个定点,|BC |=8,且△ABC 的周长等于18,求这个三角形的顶点A 的轨迹方程.解:以过B ,C 两点的直线为x 轴,线段BC 的垂直平分线为y 轴,建立直角坐标系xOy ,如图所示.由|BC |=8,可知点B (-4,0),C (4,0).由|AB |+|AC |+|BC |=18,|BC |=8,得|AB |+|AC |=10.因此,点A 的轨迹是以B ,C 为焦点的椭圆,这个椭圆上的点与两焦点的距离之和2a =10,c =4,但点A 不在x 轴上.由a =5,c =4,得b 2=a 2-c 2=25-16=9.所以点A 的轨迹方程为x 225+y 29=1(y ≠0).1.对椭圆定义的三点说明(1)椭圆是在平面内定义的,所以“平面内”这一条件不能忽视. (2)定义中到两定点的距离之和是常数,而不能是变量.(3)常数(2a )必须大于两定点间的距离,否则轨迹不是椭圆,这是判断一曲线是否为椭圆的限制条件.2.对椭圆标准方程的两点认识(1)标准方程的几何特征:椭圆的中心在坐标原点,焦点在x 轴或y 轴上.(2)标准方程的代数特征:方程右边为1,左边是关于x a 与yb 的平方和,并且分母为不相等的正值.注意:焦点所在坐标轴不同,其标准方程的形式也不同. 3.解决与椭圆有关的轨迹问题的两种方法 (1)定义法用定义法求椭圆方程的思路是:先观察、分析已知条件,看所求动点轨迹是否符合椭圆的定义.若符合椭圆的定义,则用待定系数法求解即可.(2)相关点法(代入法)有些问题中的动点轨迹是由另一动点按照某种规律运动而形成的,只要把所求动点的坐标“转移”到另一个动点在运动中所遵循的条件中去,即可解决问题,这种方法称为相关点法.注意:求轨迹方程时注意求得的方程中的自变量的取值范围.1.“平面内一动点到两定点的距离之和为一定值”是“这个动点的轨迹为椭圆”的( )A .必要不充分条件B .充分不必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A.若动点的轨迹为椭圆,则根据椭圆的定义,得平面内一动点到两定点的距离之和为一定值.平面内一动点到两定点的距离之和为一定值时,动点轨迹的情况有三种.所以“平面内一动点到两定点的距离之和为一定值”是“这个动点的轨迹为椭圆”的必要不充分条件.2.已知椭圆x 225+y 216=1上一点P 到椭圆的一个焦点的距离为3,则点P 到另一个焦点的距离为( )A .2B .3C .5D .7 解析:选D.由椭圆方程知a =5,根据椭圆定义有|PF 1|+|PF 2|=2a =10.若|PF 1|=3,则|PF 2|=7.3.已知椭圆x 225+y 2m 2=1(m >0)的左焦点为F 1(-4,0),则m =( )A .2B .3C .4D .9解析:选B.由4=25-m 2(m >0),解得m =3.4.若方程x 2m +y 22m -1=1表示椭圆,则m 满足的条件是______.解析:由方程x 2m +y 22m -1=1表示椭圆,知⎩⎪⎨⎪⎧m >0,2m -1>0,m ≠2m -1,解得m >12且m ≠1.答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪m >12且m ≠1 5.求与椭圆x 225+y 29=1有相同焦点,且过点(3,15)的椭圆的标准方程.解:因为所求椭圆与椭圆x 225+y 29=1的焦点相同,所以其焦点在x 轴上,且c 2=25-9=16.设所求椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).因为c 2=16,且c 2=a 2-b 2,故a 2-b 2=16.①又点P (3,15)在所求椭圆上,所以32a 2+(15)2b 2=1,即9a 2+15b2=1.② 由①②得a 2=36,b 2=20,所以所求椭圆的标准方程为x 236+y 220=1., [学生用书P105(单独成册)])[A 基础达标]1.平面内,若点M 到定点F 1(0,-1),F 2(0,1)的距离之和为2,则点M 的轨迹为( ) A .椭圆 B .直线F 1F 2 C .线段F 1F 2 D .直线F 1F 2的垂直平分线解析:选C.由|MF 1|+|MF 2|=2=|F 1F 2|知,点M 的轨迹不是椭圆,而是线段F 1F 2.2.方程x 2k -4+y 210-k =1表示焦点在x 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是( )A .(4,+∞)B .(4,7)C .(7,10)D .(4,10)解析:选C.由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧k -4>0,10-k >0,k -4>10-k ,所以7<k <10.3.(2017·郑州高二检测)椭圆x 225+y 29=1上一点M 到焦点F 1的距离为2,N 是MF 1的中点,则|ON |等于( )A .2B .4C .6D .32解析:选B.设椭圆的另一个焦点为F 2,因为椭圆x 225+y 29=1上一点M 到焦点F 1的距离为2,即|MF 1|=2,又|MF 1|+|MF 2|=2a =10,所以|MF 2|=8.因为N 是MF 1的中点,O 是F 1F 2的中点,所以|ON |=12|MF 2|=4.4.已知P 为椭圆C 上一点,F 1,F 2为椭圆的焦点,且|F 1F 2|=23,若|PF 1|与|PF 2|的等差中项为|F 1F 2|,则椭圆C 的标准方程为( )A .x 212+y 29=1B .x 212+y 29=1或x 29+y 212=1C .x 29+y 212=1D .x 248+y 245=1或x 245+y 248=1解析:选B.由已知2c =|F 1F 2|=23,所以c = 3. 因为2a =|PF 1|+|PF 2|=2|F 1F 2|=43, 所以a =23,所以b 2=a 2-c 2=9.故椭圆C 的标准方程是x 212+y 29=1或x 29+y 212=1.5.已知椭圆C :x 22+y 2=1的焦点F (1,0),直线l :x =2,点A ∈l ,线段AF 交C 于点B ,若F A →=3FB →,则|AF →|=( )A . 3B .2C . 2D .3解析:选C.如图所示,设l 与x 轴交于点A 1,过B 点作x 轴的垂线BB 1,交x 轴于点B 1,设|AF →|=t ,则|FB →|=t 3,得:|AA 1→|=t 2-1,|BB 1→|=t 2-13,|FB 1→|=13,故B ⎝ ⎛⎭⎪⎫43,t 2-13, 代入椭圆方程得:⎝⎛⎭⎫4322+t 2-19=1,得:t = 2.6.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:由已知2a =8,2c =215, 所以a =4,c =15,所以b 2=a 2-c 2=16-15=1. 又椭圆的焦点在y 轴上, 所以椭圆的标准方程为y 216+x 2=1.答案:y 216+x 2=17.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|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 1||PF 2|=-12.所以∠F 1PF 2=120°.答案:2 120°8.已知椭圆的焦点F 1,F 2在x 轴上,且a =2c ,过F 1的直线l 交椭圆于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么椭圆的标准方程为________.解析:根据椭圆的焦点在x 轴上,可设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),根据△ABF 2的周长为16得4a =16,则a =4,因为a =2c ,所以c =22,则b 2=a 2-c 2=16-8=8.故椭圆的标准方程为x 216+y 28=1.答案:x 216+y 28=19.已知圆M :(x +1)2+y 2=1,圆N :(x -1)2+y 2=9,动圆P 与圆M 外切并且与圆N内切,圆心P 的轨迹为曲线C .求C 的方程.解:由已知得圆M 的圆心为M (-1,0),半径r 1=1;圆N 的圆心为N (1,0),半径r 2=3.设圆P 的圆心为P (x ,y ),半径为R .因为圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切,所以|PM |+|PN |=(R +r 1)+(r 2-R )=r 1+r 2=4.由椭圆的定义可知,曲线C 是以M ,N 为左,右焦点的椭圆(点x =-2除外),其方程为x 24+y 23=1(x ≠-2). 10.求满足下列条件的椭圆的标准方程:(1)焦点在y 轴上,且经过两个点(0,2)和(1,0); (2)经过两点(2,-2),⎝⎛⎭⎫-1,142. 解:(1)因为椭圆的焦点在y 轴上,所以设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0).因为椭圆经过点(0,2)和(1,0), 所以⎩⎨⎧4a 2+0b 2=1,0a 2+1b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1.所以所求椭圆的标准方程为y 24+x 2=1.(2)法一:若焦点在x 轴上,设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).由已知条件得⎩⎨⎧4a 2+2b 2=1,1a 2+144b 2=1,解得⎩⎨⎧1a 2=18,1b 2=14.所以所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.若焦点在y 轴上,设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).由已知条件得⎩⎨⎧4b 2+2a 2=1,1b 2+144a 2=1,解得⎩⎨⎧1b 2=18,1a 2=14.即a 2=4,b 2=8,则a 2<b 2,与a >b >0矛盾,舍去. 综上可知,所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.法二:设椭圆的一般方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ).分别将两点的坐标(2,-2),⎝⎛⎭⎫-1,142代入椭圆的一般方程,得⎩⎪⎨⎪⎧4A +2B =1,A +144B =1, 解得⎩⎨⎧A =18,B =14, 所以所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1. [B 能力提升] 11.(2017·唐山高二检测)已知椭圆x 23+y 24=1的两个焦点F 1,F 2,M 是椭圆上一点,且|MF 1|-|MF 2|=1,则△MF 1F 2是( )A .钝角三角形B .直角三角形C .锐角三角形D .等边三角形解析:选B.由椭圆定义知|MF 1|+|MF 2|=2a =4,因为|MF 1|-|MF 2|=1,所以|MF 1|=52,|MF 2|=32. 又|F 1F 2|=2c =2,所以|MF 1|2=|MF 2|2+|F 1F 2|2,即∠MF 2F 1=90°,所以△MF 1F 2为直角三角形.12.已知椭圆C 1:mx 2+y 2=8与椭圆C 2:9x 2+25y 2=100的焦距相等,则m 的值为________. 解析:将椭圆C 1化成标准方程为x 28m+y 28=1, C 2化成标准方程为x 21009+y 24=1. 设椭圆C 2的焦距为2c ,则c 2=1009-4=649. 当椭圆C 1的焦点在x 轴上时,因为椭圆C 1与椭圆C 2的焦距相等. 所以8m -8=649,解得m =917. 当椭圆C 1的焦点在y 轴上时,因为椭圆C 1与椭圆C 2的焦距相等. 所以8-8m =649,解得m =9. 综上可知,m =9或m =917. 答案:9或91713. 如图所示,F 1,F 2分别为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,点P 在椭圆上,若△POF 2为面积是3的正三角形,试求椭圆的标准方程.解:由△POF 2为面积是3的正三角形得,|PO |=|PF 2|=|OF 2|=2,所以c =2. 连接PF 1,在△POF 1中,|PO |=|OF 1|=2,∠POF 1=120°,所以|PF 1|=2 3.所以2a =|PF 1|+|PF 2|=2+23,所以a =1+3,所以b 2=a 2-c 2=4+23-4=2 3. 所以所求椭圆的标准方程为x 24+23+y 223=1. 14.(选做题)设F 1,F 2分别是椭圆x 24+y 2=1的左、右焦点,B 为椭圆上的点且坐标为(0,-1).(1)若P 是该椭圆上的一个动点,求|PF 1|·|PF 2|的最大值.(2)若C 为椭圆上异于B 的一点,且BF →1=λ CF →1,求λ的值.(3)设P 是该椭圆上的一个动点,求△PBF 1的周长的最大值.解:(1)因为椭圆的方程为x 24+y 2=1,所以a =2,b =1,c =3, 即|F 1F 2|=23,又因为|PF 1|+|PF 2|=2a =4,所以|PF 1|·|PF 2|≤⎝⎛⎭⎫|PF 1|+|PF 2|22=⎝⎛⎭⎫422=4,当且仅当|PF 1|=|PF 2|=2时取“=”,所以|PF 1|·|PF 2|的最大值为4.(2)设C (x 0,y 0),B (0,-1),F 1(-3,0),由BF →1=λ CF →1得x 0=3(1-λ)λ,y 0=-1λ. 又x 204+y 20=1,所以有λ2+6λ-7=0, 解得λ=-7或λ=1,C 异于B 点,故λ=1舍去.所以λ=-7.(3)因为|PF 1|+|PB |=4-|PF 2|+|PB |≤4+|BF 2|,所以△PBF 1的周长≤4+|BF 2|+|BF 1|=8,所以当P 点位于直线BF 2与椭圆的交点处时,△PBF 1周长最大,最大值为8.。