艺术生高考数学专题讲义:考点42 椭圆
- 格式:doc
- 大小:91.00 KB
- 文档页数:9
高考数学椭圆知识点汇总椭圆,作为高考数学中的一个重要知识点,经常出现在考试中。
对于很多学生来说,椭圆可能会让人感到有些困惑和难以掌握。
因此,本文将对高考数学中的椭圆知识点进行汇总,以帮助大家更好地理解和应对考试。
一、基本概念椭圆是平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a,且以两点连线的中点为中心的闭合曲线。
F1和F2称为椭圆的焦点,连线F1F2的长度称为椭圆的焦距,直线段连接两个焦点的中点和椭圆上一点的长度称为椭圆的半径。
二、标准方程椭圆的标准方程为:(x-x0)²/a² + (y-y0)²/b² = 1 或 (y-y0)²/a² + (x-x0)²/b² = 1,其中(x0, y0)为椭圆的中心坐标,a为长轴长度,b为短轴长度。
三、图形性质1. 在横轴上,椭圆的离心率为e=√(a²-b²)/a,范围为0<e<1。
当e→0时,椭圆变成一个圆。
2. 椭圆关于x、y轴对称,即对于任意(x, y)在椭圆上,则(-x, y)、(x, -y)、(-x, -y)也在椭圆上。
3. 椭圆的离心率小于1,因此离心率为1的图形为双曲线,离心率大于1的图形为抛物线。
四、焦点与半径1. 焦距等于2ae,其中e为焦距与长轴的比值。
2. 椭圆离焦点的距离之和等于椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和。
3. 椭圆的半径r和焦距f的关系为r² = a² - b² = a²(1 - e²) = f² + b²。
五、直线与椭圆的关系1. 直线与椭圆相交于两个点,则这两个点关于椭圆的中心对称。
2. 直线与椭圆相切于一点,则这个点恰好位于椭圆的一个焦点上。
3. 直线既不与椭圆相交也不相切,则直线与椭圆没有交点。
六、椭圆的参数方程椭圆的参数方程为:x = x0 + a*cosθ,y = y0 + b*sinθ,其中θ为参数,0 ≤ θ ≤ 2π。
新高考数学一轮复习考点知识专题讲解与练习考点知识总结42 双曲线高考 概览高考在本考点的常考题型为选择题、填空题,分值为5分,中、高等难度考纲 研读1.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道其简单的几何性质(范围、对称性、顶点、离心率、渐近线) 2.了解双曲线的简单应用 3.理解数形结合的思想一、基础小题1.已知双曲线x 2m 2+16-y 24m -3=1的实轴长为10,则该双曲线的渐近线的斜率为( )A .±54B .±45 C.±53 D .±35 答案 D解析 由m 2+16=52,解得m =3(m =-3舍去).所以a =5,b =3,从而±b a =±35.故选D.2.已知平面内两定点A (-5,0),B (5,0),动点M 满足|MA |-|MB |=6,则点M 的轨迹方程是( )A.x 216-y 29=1 B .x 216-y 29=1(x ≥4) C.x 29-y 216=1 D .x 29-y 216=1(x ≥3) 答案 D解析 由双曲线的定义知,点M 的轨迹是双曲线的右支,故排除A ,C ;又c =5,a =3,∴b 2=c 2-a 2=16.∵焦点在x 轴上,∴轨迹方程为x 29-y 216=1(x ≥3).故选D.3.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦距为10,点P (2,1)在C 的渐近线上,则C 的方程为( )A.x 220-y 25=1 B .x 25-y 220=1 C.x 280-y 220=1 D .x 220-y 280=1 答案 A解析 ∵双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的焦距为10, ∴c =5=a 2+b 2.①又双曲线的渐近线方程为y =±b a x ,且P (2,1)在渐近线上,∴2ba =1,即a =2b .②由①②,解得a =25,b =5, 则C 的方程为x 220-y 25=1.故选A.4.设双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,以OF 为直径的圆交双曲线的一条渐近线于另一点A (O 为坐标原点),且|OA |=2|AF |,则双曲线C 的离心率e 为( )A.5 B .52 C.2 D .2 答案 B解析 由题意可得tan ∠AOF =|AF ||OA |=|AF |2|AF |=12,渐近线方程为y =±b a x ,∴b a =12,e 2=c 2a 2=b 2+a 2a 2=a 24+a 2a 2=54,故e =52.故选B.5.已知F 1,F 2为双曲线C :x 2-y 2=1的左、右焦点,点P 在C 上,∠F 1PF 2=60°,则|PF 1|·|PF 2|等于( )A .2B .4 C.6 D .8 答案 B解析 由双曲线的方程,得a =1,c =2,由双曲线的定义,得||PF 1|-|PF 2||=2.在△PF 1F 2中,由余弦定理,得|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|·cos60°=|PF 1|2+|PF 2|2-|PF 1|·|PF 2|=(|PF 1|-|PF 2|)2+|PF 1|·|PF 2|=22+|PF 1|·|PF 2|=(22)2,解得|PF 1|·|PF 2|=4.故选B.6.(多选)已知曲线C 的方程为x 2k 2-2-y 26-k =1,则下列结论正确的是( )A .当k =8时,曲线C 为椭圆,其焦距为4+15B .当k =2时,曲线C 为双曲线,其离心率为3C .对任意实数k ,曲线C 都不可能为焦点在y 轴上的双曲线D .当k =3时,曲线C 为双曲线,其渐近线与圆(x -4)2+y 2=9相切答案 BC解析 对于A ,当k =8时,曲线C 的方程为x 262+y 22=1,该曲线为椭圆,焦距2c =262-2=415,A 错误;对于B ,当k =2时,曲线C 的方程为x 22-y 24=1,该曲线为双曲线,则a =2,c =6,其离心率e =ca =3,B 正确;对于C ,若曲线C 为焦点在y 轴上的双曲线,则⎩⎨⎧6-k <0,k 2-2<0,不等式组无解,故不存在实数k 使得曲线C 为焦点在y 轴上的双曲线,C 正确;对于D ,当k =3时,曲线C 的方程为x 27-y 23=1,该曲线为双曲线,其渐近线方程为y =±217x ,则圆(x -4)2+y 2=9的圆心到渐近线的距离d =|±421|21+49=4310=2305≠3,所以双曲线C 的渐近线与圆(x -4)2+y 2=9不相切,D 错误.故选BC.7.(多选)已知动点P 在双曲线C :x 2-y 23=1上,双曲线C 的左、右焦点分别为F 1,F 2,下列结论正确的是( )A .C 的离心率为2B .C 的渐近线方程为y =±33xC .动点P 到两条渐近线的距离之积为定值D .当动点P 在双曲线C 的左支上时,|PF 1||PF 2|2的最大值为14答案 AC解析 对于双曲线C :x 2-y 23=1,a =1,b =3,c =2,所以双曲线C 的离心率为e =c a =2,渐近线方程为y =±3x ,A 正确,B 错误;设点P 的坐标为(x 0,y 0),则x 20-y 203=1,双曲线C 的两条渐近线方程分别为x -33y =0和x +33y =0,则点P 到两条渐近线的距离之积为⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 0-33y 01+⎝ ⎛⎭⎪⎫-332·⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 0+33y 01+⎝ ⎛⎭⎪⎫332=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 20-y 20343=34,C 正确;当动点P 在双曲线C 的左支上时,|PF 1|≥c -a =1,|PF 2|=2a +|PF 1|=|PF 1|+2,|PF 1||PF 2|2=|PF 1|(|PF 1|+2)2=|PF 1||PF 1|2+4+4|PF 1|=1|PF 1|+4|PF 1|+4≤12|PF 1|·4|PF 1|+4=18,当且仅当|PF 1|=2时,等号成立,所以|PF 1||PF 2|2的最大值为18,D 错误.故选AC.8.设F 1,F 2分别为双曲线x 216-y 220=1的左、右焦点,点P 在双曲线上,若点P 到焦点F 1的距离为9,则点P 到焦点F 2的距离为________.答案 17解析 解法一:∵实轴长2a =8,半焦距c =6,∴||PF 1|-|PF 2||=8.∵|PF 1|=9,∴|PF 2|=1或|PF 2|=17.又|PF 2|的最小值为c -a =6-4=2,∴|PF 2|=17.解法二:若P 在右支上,则|PF 1|≥a +c =4+6=10>9,∴P 在左支上.∴|PF 2|-|PF 1|=2a =8,∴|PF 2|=9+8=17.9.直线y =k (x +6)(k >0)与双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)及其渐近线从左至右依次交于点A ,B ,C ,D ,双曲线的左、右焦点分别为F 1,F 2,且焦距为4,则△F 2CD 与△F 1AB 的面积之比为________.答案 2解析 由⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2-y2b2=1,y =k (x +6),得⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2-k 2b 2x 2-12k 2xb 2-1-36k 2b 2=0,由⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2-y 2b 2=0,y =k (x +6),得⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2-k 2b 2x 2-12k 2x b 2-36k2b 2=0,由以上两式可知,x A +x D =x B +x C ,故AD ,BC 具有相同的中点,故|AB |=|CD |,又直线y =k (x +6)过定点G (-6,0),如图,过F 1,F 2作直线y =k (x +6)的垂线,垂足分别为N ,M ,由焦距为4可得F 1(-2,0),F 2(2,0),则|GF 2|=2|GF 1|.所以S △F 2CD S △F 1AB=12|CD |·|MF 2|12|AB |·|NF 1|=|GF 2||GF 1|=2.二、高考小题10.(2022·北京高考)双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1过点(2,3),且离心率为2,则该双曲线的标准方程为( )A .x 2-y 23=1 B .x 23-y 2=1C .x 2-3y 23=1D .3x23-y 2=1答案 A解析 ∵e =c a =2,∴c =2a ,b =c 2-a 2=3a ,则双曲线的方程为x 2a 2-y 23a 2=1,将点(2,3)代入双曲线的方程可得2a 2-33a 2=1a 2=1,解得a =1,故b =3,因此,双曲线的方程为x 2-y 23=1.故选A.11.(2022·全国甲卷)已知F 1,F 2是双曲线C 的两个焦点,P 为C 上一点,且∠F 1PF 2=60°,|PF 1|=3|PF 2|,则C 的离心率为( )A.72 B .132 C.7 D .13 答案 A解析 由|PF 1|=3|PF 2|,|PF 1|-|PF 2|=2a ,得|PF 2|=a ,|PF 1|=3a ,在△F 1PF 2中,由余弦定理,得|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos ∠F 1PF 2,即(2c )2=(3a )2+a 2-2×3a ×a ×cos60°,得4c 2=7a 2,所以C 的离心率e =c a =72.故选A.12.(2022·天津高考)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点与抛物线y 2=2px (p >0)的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A ,B 两点,交双曲线的渐近线于C ,D 两点,若|CD |=2|AB |.则双曲线的离心率为( )A.2 B . 3 C.2 D .3 答案 A解析 设双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)与抛物线y 2=2px (p >0)的公共焦点为(c,0),则抛物线y 2=2px (p >0)的准线为x =-c ,令x =-c ,则c 2a 2-y 2b 2=1,解得y =±b 2a ,所以|AB |=2b 2a ,又因为双曲线的渐近线方程为y =±b a x ,所以|CD |=2bc a ,所以2bc a =22b 2a ,即c =2b ,所以a 2=c 2-b 2=12c 2,所以双曲线的离心率e =ca = 2.故选A.13.(2022·浙江高考)已知a ,b ∈R ,ab >0,函数f (x )=ax 2+b (x ∈R ).若f (s -t ),f (s ),f (s +t )成等比数列,则平面上点(s ,t )的轨迹是()A .直线和圆B .直线和椭圆C .直线和双曲线D .直线和抛物线 答案 C解析 因为函数f (x )=ax 2+b ,所以f (s -t )=a (s -t )2+b ,f (s )=as 2+b ,f (s +t )=a (s +t )2+b .因为f (s -t ),f (s ),f (s +t )成等比数列,所以[f (s )]2=f (s -t )f (s +t ),即(as 2+b )2=[a (s -t )2+b ]·[a (s +t )2+b ],化简得-2a 2s 2t 2+a 2t 4+2abt 2=0,得t =0或2as 2-at 2=2b ,即t =0或as 2b -at 22b =1,易知点(s ,t )的轨迹是直线和双曲线.故选C.14.(2022·天津高考)设双曲线C 的方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),过抛物线y 2=4x 的焦点和点(0,b )的直线为l .若C 的一条渐近线与l 平行,另一条渐近线与l 垂直,则双曲线C 的方程为( )A.x 24-y 24=1 B .x 2-y 24=1C.x 24-y 2=1 D .x 2-y 2=1 答案 D解析 由题可知,抛物线的焦点为(1,0),所以直线l 的斜率为-b ,又双曲线的渐近线的方程为y =±b a x ,所以-b =-b a ,-b ×ba =-1.因为a >0,b >0,所以a =1,b =1.故选D.15.(2022·全国Ⅲ卷)设双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,离心率为 5.P 是C 上一点,且F 1P ⊥F 2P .若△PF 1F 2的面积为4,则a =( )A .1B .2 C.4 D .8 答案 A解析 ∵ca =5,∴c =5a ,根据双曲线的定义可得||F 1P |-|F 2P ||=2a ,∵S △PF 1F 2=12|F 1P |·|F 2P |=4,∴|F 1P |·|F 2P |=8.∵F 1P ⊥F 2P ,∴|F 1P |2+|F 2P |2=(2c )2,∴(|F 1P |-|F 2P |)2+2|F 1P |·|F 2P |=4c 2,即(2a )2+2×8=4(5a )2,解得a =1.故选A.16.(2022·全国Ⅱ卷)设O 为坐标原点,直线x =a 与双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线分别交于D ,E 两点,若△ODE 的面积为8,则C 的焦距的最小值为( )A .4B .8 C.16 D .32 答案 B解析 ∵直线x =a 与双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线分别交于D ,E 两点,双曲线的渐近线方程是y =±ba x ,不妨设D 在第一象限,E 在第四象限,联立⎩⎪⎨⎪⎧x =a ,y =b ax ,解得⎩⎨⎧x =a ,y =b .故D (a ,b ).联立⎩⎪⎨⎪⎧x =a ,y =-ba x ,解得⎩⎨⎧x =a ,y =-b .故E (a ,-b ).∴|ED |=2b .∴△ODE 的面积为S △ODE =12a ×2b =ab =8.∵双曲线的焦距为2c =2a 2+b 2≥22ab =216=8,当且仅当a =b =22时取等号,∴C 的焦距的最小值为8.故选B.17.(2022·全国Ⅱ卷)设F 为双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2交于P ,Q 两点.若|PQ |=|OF |,则C 的离心率为( )A.2 B . 3 C.2 D . 5 答案 A解析 设双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点F 的坐标为(c,0).由圆的对称性及条件|PQ |=|OF |可知,PQ 是以OF 为直径的圆的直径,且PQ ⊥OF .设垂足为M ,连接OP ,如图,则|OP |=a ,|OM |=|MP |=c 2.由|OM |2+|MP |2=|OP |2得⎝ ⎛⎭⎪⎫c 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫c 22=a 2,故c a =2,即e = 2.故选A.18.(2022·全国Ⅲ卷)双曲线C :x 24-y 22=1的右焦点为F ,点P 在C 的一条渐近线上,O 为坐标原点,若|PO |=|PF |,则△PFO 的面积为( )A.324 B .322 C.22 D .3 2 答案 A解析 双曲线x 24-y 22=1的右焦点坐标为(6,0),一条渐近线的方程为y =22x ,不妨设点P 在第一象限,由于|PO |=|PF |,则点P 的横坐标为62,纵坐标为22×62=32,即△PFO 的底边长为6,高为32,所以它的面积为12×6×32=324.故选A.19.(2022·全国Ⅰ卷)已知双曲线C :x 23-y 2=1,O 为坐标原点,F 为C 的右焦点,过F 的直线与C 的两条渐近线的交点分别为M ,N .若△OMN 为直角三角形,则|MN |=( )A.32 B .3 C.23 D .4 答案 B解析 因为双曲线的一条渐近线为y =33x ,所以tan ∠FON =33,所以∠FON =30°,∠MON =60°,又因为△OMN 是直角三角形,不妨取∠NMO =90°,则∠ONF =30°,于是|FN |=|OF |=2,|FM |=12|OF |=1,所以|MN |=3.故选B.20.(2022·全国Ⅲ卷)设F 1,F 2是双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,O 是坐标原点.过F 2作C 的一条渐近线的垂线,垂足为P .若|PF 1|=6|OP |,则C 的离心率为( )A.5 B .2 C.3 D . 2 答案 C解析 由题可知|PF 2|=b ,|OF 2|=c ,∴|PO |=a .在Rt △POF 2中,cos ∠PF 2O =|PF 2||OF 2|=bc ,∵在△PF 1F 2中,cos ∠PF 2O =|PF 2|2+|F 1F 2|2-|PF 1|22|PF 2||F 1F 2|=b c ,∴b 2+4c 2-(6a )22b ·2c =b c⇒c 2=3a 2,∴e = 3.故选C.21.(2022·天津高考)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线交于A ,B 两点.设A ,B 到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d 1和d 2,且d 1+d 2=6,则双曲线的方程为( )A.x 24-y 212=1 B .x 212-y 24=1C.x 23-y 29=1 D .x 29-y 23=1 答案 C解析 解法一:∵双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,∴e 2=1+b 2a 2=4,∴b 2a 2=3,即b 2=3a 2,∴c 2=a 2+b 2=4a 2,由题意可设A (2a,3a ),B (2a ,-3a ),∵b 2a 2=3,∴渐近线方程为y =±3x ,则点A 与点B 到直线3x -y =0的距离分别为d 1=|23a -3a |2=23-32a ,d 2=|23a +3a |2=23+32a ,又d 1+d 2=6,∴23-32a +23+32a =6,解得a =3,∴b 2=9.∴双曲线的方程为x 23-y 29=1.故选C.解法二:如图,设双曲线的右焦点为F (c,0),一条渐近线为y =ba x ,则F 到该渐近线的距离d =|bc |a 2+b2=b ,又d 1+d 2=6,由梯形中位线可知2d =d 1+d 2,即2b =6,b =3,∵双曲线离心率为2,∴e =c 2a 2=a 2+b 2a 2=2,∴a 2=3.∴双曲线的方程为x 23-y 29=1.故选C.22.(2022·新高考Ⅱ卷)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,则该双曲线的渐近线方程为________.答案 y =±3x解析 因为双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,所以e =c 2a 2=a 2+b 2a 2=2,所以b 2a 2=3,所以该双曲线的渐近线方程为y =±ba x =±3x .23.(2022·全国乙卷)已知双曲线C :x 2m -y 2=1(m >0)的一条渐近线为3x +my =0,则C 的焦距为________.答案 4解析 双曲线x 2m -y 2=1(m >0)的渐近线为y =±1m x ,即x ±my =0,又双曲线的一条渐近线为3x +my =0,即x +m3y =0,对比两式可得m =3.设双曲线的实半轴长为a ,虚半轴长为b ,半焦距为c ,则有a 2=m =3,b 2=1,所以双曲线的焦距2c =2a 2+b 2=4.24.(2022·北京高考)已知双曲线C :x 26-y 23=1,则C 的右焦点的坐标为________;C 的焦点到其渐近线的距离是________.答案 (3,0)3解析 在双曲线C 中,a =6,b =3,则c =a 2+b 2=3,则双曲线C 的右焦点的坐标为(3,0).双曲线C 的渐近线方程为y =±22x ,即x ±2y =0,所以双曲线C 的焦点到其渐近线的距离为31+2= 3. 25.(2022·全国Ⅰ卷)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线与C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点.若F 1A →=AB →,F 1B →·F 2B →=0,则C 的离心率为________.答案 2解析 解法一:由F 1A →=AB →,得A 为F 1B 的中点.又O 为F 1F 2的中点, ∴OA ∥BF 2. 又F 1B →·F 2B →=0, ∴∠F 1BF 2=90°. ∴|OF 2|=|OB |, ∴∠OBF 2=∠OF 2B .又∠F 1OA =∠BOF 2,∠F 1OA =∠OF 2B , ∴∠BOF 2=∠OF 2B =∠OBF 2, ∴△OBF 2为等边三角形. 如图1所示,不妨设B ⎝ ⎛⎭⎪⎫c 2,-32c .∵点B 在直线y =-b a x 上,∴ba =3,∴离心率e =ca = 1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2=2. 解法二:∵F 1B →·F 2B →=0,∴∠F 1BF 2=90°.在Rt △F 1BF 2中,O 为F 1F 2的中点,∴|OF 2|=|OB |=c .如图2,作BH ⊥x 轴于H ,由l 1为双曲线的渐近线,可得|BH ||OH |=ba ,且|BH |2+|OH |2=|OB |2=c 2,∴|BH |=b ,|OH |=a ,∴B (a ,-b ),F 2(c,0).又F 1A →=AB →,∴A 为F 1B 的中点.∴OA ∥F 2B ,∴b a =b c -a,∴c =2a ,∴离心率e =c a =2.三、模拟小题26.(2022·广东广州荔湾区高三上调研考试)已知F 1,F 2分别是双曲线C :x 23-y 2=1的左、右焦点,点P 是其一条渐近线上一点,且以线段F 1F 2为直径的圆经过点P ,则点P 的横坐标为( )A .±1B .±2 C.±3 D .±2 答案 C解析 由题设,渐近线为y =±33x ,不妨令P ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0,33x 0,而F 1(-2,0),F 2(2,0),∴F 1P →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+2,33x 0,F 2P →=⎝⎛⎭⎪⎫x 0-2,33x 0,又F 1P →·F 2P →=x 20-4+x 203=0,∴x 0=±3.故选C.27.(2022·湖北恩施州高三上第一次教学质量监测)双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左顶点为A ,右焦点为F ,过点A 的直线交双曲线C 于另一点B ,当BF ⊥AF 时满足|AF |>2|BF |,则双曲线离心率e 的取值范围是( )A .1<e <2B .1<e <32 C.32<e <2 D .1<e <3+32 答案 B解析 设双曲线半焦距为c ,因BF ⊥AF ,则由⎩⎪⎨⎪⎧x =c ,x 2a 2-y 2b 2=1,得|BF |=|y |=b 2a ,而|AF |=a +c ,于是得a +c >2·b 2a ,即a +c >2·c 2-a 2a ,整理得a >23c ,从而有e =c a <32,又e >1,所以双曲线离心率e 的取值范围是1<e <32.故选B.28.(2022·湖北黄石高三上调研)P 为双曲线x 2-y 2=1左支上任意一点,EF 为圆C :(x -2)2+y 2=4的任意一条直径,则PE →·PF→的最小值为() A .3 B .4 C.5 D .9 答案 C解析 如图,圆C 的圆心C 为(2,0),半径r =2,PE →·PF →=(PC →+CE →)·(PC →+CF →)=(PC →+CE →)·(PC →-CE →)=|PC →|2-|CE →|2=|PC →|2-4,则当点P 位于双曲线左支的顶点时,|PC →|2-4最小,即PE →·PF →最小.此时PE →·PF→的最小值为(1+2)2-4=5.故选C.29.(2022·重庆实验外国语学校高三上入学考试)如图,O 是坐标原点,P 是双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)右支上的一点,F 是E 的右焦点,延长PO ,PF 分别交E 于Q ,R 两点,已知QF ⊥FR ,且|QF |=2|FR |,则E 的离心率为( )A.174 B .173 C.214 D .213 答案 B解析 如图,令双曲线E 的左焦点为F ′,连接PF ′,QF ′,RF ′,由对称性可知,点O 是线段PQ 的中点,则四边形PFQF ′是平行四边形,而QF ⊥FR ,于是有▱PFQF ′是矩形,设|FR |=m ,则|PF ′|=|FQ |=2m ,|PF |=2m -2a ,|RF ′|=m +2a ,|PR |=3m -2a ,在Rt △F ′PR 中,(2m )2+(3m -2a )2=(m +2a )2,解得m =4a 3或m =0(舍去),从而有|PF ′|=8a 3,|PF |=2a 3,Rt △F ′PF 中,⎝ ⎛⎭⎪⎫8a 32+⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 32=4c 2,整理得c 2a 2=179,e =c a =173,所以双曲线E 的离心率为173.故选B.30.(2022·河北沧州第一中学等十五校高三上摸底考试)已知F 1,F 2是双曲线C :x 23-y 2=1的两个焦点,点M 在直线x -y +3=0上,则|MF 1|+|MF 2|的最小值为( )A .213B .6 C.26 D .5 答案 C解析 由双曲线C :x 23-y 2=1可得a 2=3,b 2=1,所以c 2=a 2+b 2=4,可得c =2,所以F 1(-2,0),F 2(2,0),设点F 2(2,0)关于x -y +3=0对称的点为P (m ,n ),由⎩⎪⎨⎪⎧m +22-n 2+3=0,n m -2=-1,可得⎩⎨⎧m =-3,n =5,所以P (-3,5),所以|MF 1|+|MF 2|=|MF 1|+|MP |≥|PF 1|,当且仅当P ,M ,F 1三点共线时等号成立,|PF 1|=[-3-(-2)]2+(5-0)2=26,所以|MF 1|+|MF 2|的最小值为26,故选C.31.(多选)(2022·辽宁朝阳建平县高三上学期第一次联考)双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦点在圆O :x 2+y 2=13上,圆O 与双曲线C 的渐近线在第一、二象限分别交于点M ,N ,点E (0,a )满足EO→+EM →+EN →=0(其中O 为坐标原点),则() A .双曲线C 的一条渐近线方程为3x -2y =0 B .双曲线C 的离心率为132 C .|OE→|=1 D .△OMN 的面积为6 答案 ABD解析 如图,设双曲线C 的焦距为2c =213,MN 与y 轴交于点P ,由题可知|OM |=c =13,则P (0,b ),由EO→+EM →+EN →=0得点E 为△OMN 的重心,可得|OE |=23|OP |,即a =23b ,b 2a 2=c 2-a 2a 2=94,a =2,b =3,e 2-1=94,解得e =132.双曲线C 的渐近线方程为3x ±2y =0,|OE →|=2,M 的坐标为(2,3),S△OMN =6.故选ABD.32.(多选)(2022·湖北襄阳五中高三开学考试)已知F 1,F 2分别为双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,C 的一条渐近线l 的方程为y =3x ,且F 1到l 的距离为33,点P 为C 在第一象限上的点,点Q 的坐标为(2,0),PQ 为∠F 1PF 2的平分线.则下列结论正确的是( )A .双曲线的方程为x 29-y 227=1 B.|PF 1||PF 2|=2C .|PF 1→+PF 2→|=36 D .点P 到x 轴的距离为3152 答案 ABD解析 ∵F 1(-c,0)到y =3x 距离为33,∴3c2=33,解得c =6,又渐近线方程为y =3x ,则b a =3,结合a 2+b 2=c 2可解得a =3,b =33,则双曲线的方程为x 29-y 227=1,故A 正确;∵PQ 为∠F 1PF 2的平分线,∴S △F 1PQ S △F 2PQ =12×|PF 1|×|PQ |×sin ∠F 1PQ12×|PF 2|×|PQ |×sin ∠F 2PQ =|PF 1||PF 2|,又S △F 1PQ S △F 2PQ =|QF 1||QF 2|=84=2,∴|PF 1||PF 2|=2,故B 正确;由双曲线定义可得|PF 1|-|PF 2|=6,则可得|PF 1|=12,|PF 2|=6,则在△PF 1F 2中,cos ∠F 1PF 2=122+62-1222×12×6=14,则|PF 1→+PF 2→|2=PF 1→2+2PF 1→·PF 2→+PF 2→2=122+2×12×6×14+62=216,则|PF 1→+PF 2→|=66,故C 错误;在△PF 1F 2中,sin ∠F 1PF 2=1-cos 2∠F 1PF 2=154,设点P 到x 轴的距离为d ,则S △PF 1F 2=12×|F 1F 2|×d =12|PF 1|×|PF 2|×sin ∠F 1PF 2,即12×12×d =12×12×6×154,解得d =3152,故D 正确.故选ABD.33.(2022·湖南娄底双峰县第一中学高三上学期入学摸底)双曲线x 2-my 2=m (m >0)的一条渐近线与y =2x 垂直,右焦点为F ,则以原点为圆心,|OF |为半径的圆的面积为________.答案 5π解析 由x 2-my 2=m (m >0)可得x 2m -y 2=1,所以a =m ,b =1,所以渐近线方程为y =±b a x =±1m x ,因为双曲线x 2-my 2=m (m >0)的一条渐近线与y =2x 垂直,所以-1m ×2=-1,可得m =4,所以c =a 2+b 2=m +1=5,所以右焦点为F (5,0),所以|OF |=5,以|OF |为半径的圆的面积为π×(5)2=5π.34.(2022·上饶模拟)已知F 1,F 2分别是双曲线x 2-y 2b 2=1(b >0)的左、右焦点,A 是双曲线上在第一象限内的点,若|AF 2|=2且∠F 1AF 2=45°,延长AF 2交双曲线的右支于点B ,则△F 1AB 的面积为________.答案 4解析 由题意知a =1,由双曲线定义知|AF 1|-|AF 2|=2a =2,|BF 1|-|BF 2|=2a =2,∴|AF 1|=2+|AF 2|=4,|BF 1|=2+|BF 2|.由题意知|AB |=|AF 2|+|BF 2|=2+|BF 2|,∴|AB |=|BF 1|,∴△F 1AB 为等腰三角形, ∵∠F 1AF 2=45°,∴∠ABF 1=90°, ∴△F 1AB 为等腰直角三角形.∴|AB |=|BF 1|=22|AF 1|=22×4=2 2.∴S △F 1AB =12|AB |·|BF 1|=12×22×22=4.一、高考大题1.(2022·新高考Ⅰ卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知点F 1(-17,0),F 2(17,0),点M 满足|MF 1|-|MF 2|=2.记M 的轨迹为C .(1)求C 的方程;(2)设点T 在直线x =12上,过T 的两条直线分别交C 于A ,B 两点和P ,Q 两点,且|TA |·|TB |=|TP |·|TQ |,求直线AB 的斜率与直线PQ 的斜率之和.解 (1)因为|MF 1|-|MF 2|=2<|F 1F 2|=217,所以点M 的轨迹C 是以F 1,F 2分别为左、右焦点的双曲线的右支.设双曲线的方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),半焦距为c ,则2a =2,c =17,得a =1,b 2=c 2-a 2=16,所以点M 的轨迹C 的方程为x 2-y 216=1(x ≥1).(2)设T ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,t ,由题意可知直线AB ,PQ 的斜率均存在且不为0,设直线AB 的方程为y -t =k 1⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12(k 1≠0),直线PQ 的方程为y -t =k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12(k 2≠0),由⎩⎪⎨⎪⎧y -t =k 1⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12,x 2-y 216=1,得(16-k 21)x 2-2k 1⎝ ⎛⎭⎪⎫t -k 12x -⎝ ⎛⎭⎪⎫t -k 122-16=0. 设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),易知16-k 21≠0,则x A x B =-⎝ ⎛⎭⎪⎫t -k 122-1616-k 21,x A +x B =2k 1⎝ ⎛⎭⎪⎫t -k 1216-k 21, 所以|TA |=1+k 21⎪⎪⎪⎪⎪⎪x A -12=1+k 21⎝ ⎛⎭⎪⎫x A -12, |TB |=1+k 21⎪⎪⎪⎪⎪⎪x B -12=1+k 21⎝ ⎛⎭⎪⎫x B -12, 则|TA |·|TB |=(1+k 21)⎝ ⎛⎭⎪⎫x A -12⎝ ⎛⎭⎪⎫x B -12 =(1+k 21)⎣⎢⎡⎦⎥⎤x A x B -12(x A +x B )+14 =(1+k 21)-⎝ ⎛⎭⎪⎫t -k 122-1616-k 21-12·2k 1⎝ ⎛⎭⎪⎫t -k 1216-k 21+14=(1+k 21)(t 2+12)k 21-16. 同理得|TP |·|TQ |=(1+k 22)(t 2+12)k 22-16. 因为|TA |·|TB |=|TP |·|TQ |,所以(1+k 21)(t 2+12)k 21-16=(1+k 22)(t 2+12)k 22-16, 所以k 22-16+k 21k 22-16k 21=k 21-16+k 21k 22-16k 22,即k 21=k 22,又k 1≠k 2,所以k 1=-k 2,即k 1+k 2=0. 二、模拟大题2.(2022·湖南岳阳第一次模拟)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1的离心率为52,点P (4,3)在C 上.(1)求双曲线C 的方程;(2)设过点(1,0)的直线l 与双曲线C 交于M ,N 两点,问在x 轴上是否存在定点Q ,使得QM →·QN→为常数?若存在,求出点Q 的坐标及此常数的值;若不存在,说明理由. 解(1)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧16a 2-3b 2=1,c a =52,a 2+b 2=c 2,解得a 2=4,b 2=1.∴双曲线C 的方程为x 24-y 2=1.(2)设直线l 的方程为x =my +1,设定点Q (t,0), 联立⎩⎪⎨⎪⎧x24-y 2=1,x =my +1,得(m 2-4)y 2+2my -3=0.∴m 2-4≠0,且Δ=4m 2+12(m 2-4)>0,解得m 2>3且m 2≠4.设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),∴y 1+y 2=-2m m 2-4,y 1y 2=-3m 2-4,∴x 1+x 2=m (y 1+y 2)+2=-2m 2m 2-4+2=-8m 2-4,x 1x 2=(my 1+1)(my 2+1)=m 2y 1y 2+m (y 1+y 2)+1=-3m 2m 2-4-2m 2m 2-4+1=-4m 2+4m 2-4=-4-20m 2-4.∴QM →·QN →=(x 1-t ,y 1)·(x 2-t ,y 2)=(x 1-t )(x 2-t )+y 1y 2=x 1x 2-t (x 1+x 2)+t 2+y 1y 2=-4-20m 2-4+t ·8m 2-4-3m 2-4+t 2=-4+t 2+8t -23m 2-4为常数,与m 无关,∴8t -23=0,即t =238,此时QM →·QN→=27364.∴在x 轴上存在定点Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫238,0,使得QM →·QN →为常数27364.3.(2022·广东珠海高三摸底)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一个焦点为F (2,0),且经过点T ⎝ ⎛⎭⎪⎫52,12.(1)求双曲线C 的标准方程;(2)已知点A 是C 上一定点,过点B (0,1)的动直线与双曲线C 交于P ,Q 两点,若k AP +k AQ 为定值λ,求点A 的坐标及实数λ的值.解 (1)由题意a 2+b 2=c 2=2.且54a 2-14b 2=1.联立解得a =b =1,所以双曲线C 的标准方程为x 2-y 2=1. (2)设A (m ,n ),过点B 的动直线为:y =tx +1.设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),联立⎩⎨⎧x 2-y 2=1,y =tx +1得(1-t 2)x 2-2tx -2=0,由1-t 2≠0且Δ>0,解得t 2<2且t 2≠1,所以x 1+x 2=2t1-t 2,x 1x 2=-21-t 2,k AP +k AQ =λ,即y 1-n x 1-m +y 2-n x 2-m =λ,即tx 1+1-n x 1-m +tx 2+1-nx 2-m =λ,化简得(2t -λ)x 1x 2+(-mt +1-n +λm )(x 1+x 2)-2m +2mn -λm 2=0, 所以(2t -λ)-21-t 2+(-mt +1-n +λm )2t 1-t 2-2m +2mn -λm 2=0, 化简得m (λm -2n )t 2+2(λm -n -1)t +2λ-2m +2mn -λm 2=0, 由于上式对无穷多个不同的实数t 都成立, 所以⎩⎪⎨⎪⎧m (λm -2n )=0,λm -n -1=0,2λ-2m +2mn -λm 2=0如果m =0,那么n =-1,此时A (0,-1)不在双曲线C 上,舍去. 因此m ≠0,从而λm =2n =n +1,所以n =1,代入2λ-2m +2mn -λm 2=0, 得2λ=λm 2,解得m =±2,此时A (±2,1)在双曲线C 上. 综上,A (2,1),λ=2或A (-2,1),λ=- 2.4. (2022·广东普通高中高三阶段性质量检测)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知等轴双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左顶点为A ,过右焦点F 且垂直于x 轴的直线与E 交于B ,C 两点,若△ABC 的面积为2+1.(1)求双曲线E 的方程;(2)若直线l :y =kx -1与双曲线E 的左、右两支分别交于M ,N 两点,与双曲E 的两条渐近线分别交于P ,Q 两点,求|MN ||PQ |的取值范围.解 (1)因为双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)为等轴双曲线,可得a =b . 设双曲线的焦距为2c ,c >0, 故c 2=a 2+b 2=2a 2,即c =2a . 因为BC 过右焦点F ,且垂直于x 轴,将x B =c =2a 代入双曲线的方程可得|y B |=a ,故|BC |=2a . 又△ABC 的面积为1+2,即12|BC |·|AF |=12×2a ×(a +c )=1+2, 解得a =1.故双曲线E 的方程为x 2-y 2=1.(2)由题意可得直线l :y =kx -1与双曲线的左右两支分别交于M ,N 两点, 联立⎩⎨⎧x 2-y 2=1,y =kx -1,可得(1-k 2)x 2+2kx -2=0,所以1-k 2≠0,Δ=(2k )2-4(1-k 2)(-2)>0,x M x N <0,可得-1<k <1, 且x M +x N =-2k1-k 2,x M x N=-21-k 2, 所以|MN |=(x M -x N )2+(y M -y N )2 =1+k 2|x M -x N |=1+k 2·(x M +x N )2-4x M x N =21+k 2·2-k 21-k 2,联立⎩⎨⎧y =x ,y =kx -1,可得x P =1k -1,同理可得x Q =1k +1, 所以|PQ |=1+k 2|x P -x Q |=1+k 2·⎪⎪⎪⎪⎪⎪1k -1-1k +1=21+k 21-k 2,所以|MN ||PQ |=21+k 2·2-k 221+k2=2-k 2, 其中-1<k <1,所以|MN ||PQ |∈(1,2].。
高考椭圆专题知识点椭圆是高中数学中的一个重要几何形状,也是高考数学中的热点考点之一。
掌握椭圆的基本概念和相关知识点对于解题至关重要。
本文将详细介绍高考椭圆专题的知识点,帮助同学们更好地理解和应用。
一、椭圆的定义和特点椭圆是平面上到两个不重合点的距离之和等于常数的动点构成的轨迹。
其中,这两个点被称为焦点,记作F1和F2,二者之间的距离为2a。
椭圆的长轴为2a,短轴为2b,焦距为2c。
椭圆的离心率定义为e=c/a,表示椭圆的瘦胖程度。
椭圆的主要特点包括:1. 对称性:椭圆关于长轴、短轴及原点均具有对称性。
2. 焦点:椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为常数。
3. 直径:椭圆上的直径包括长轴和短轴,长轴和短轴的中点都在椭圆上。
4. 首尾距离:椭圆上首尾相接的两个点到两个焦点的距离之和也等于常数。
5. 扇形面积:以焦点和首尾相接的两个焦点连线为半径的扇形面积与椭圆扇形面积的和为常数。
6. 弧长性质:椭圆上的弧长与弦长的关系满足等角弧弦定理。
7. 方程表达:椭圆可以用方程的形式表达,常见的标准方程为x^2/a^2+y^2/b^2=1。
二、椭圆的性质与方程推导1. 椭圆的离心率性质:椭圆的离心率e满足0<e<1,当e=0时,为圆。
2. 椭圆的焦点距离性质:椭圆的焦点距离满足2a=c^2=a^2-b^2。
3. 椭圆的焦半径平方和:椭圆上任意一点到两个焦点距离平方之和等于两个焦点距离平方之和。
4. 椭圆的参数方程:椭圆的参数方程为x=a·cosθ,y=b·sinθ。
5. 椭圆的斜轴方程:斜轴方程为(x-h)^2/a^2+(y-k)^2/b^2=1,其中(h, k)为椭圆中心坐标。
6. 椭圆的标准方程:标准方程为x^2/a^2+y^2/b^2=1。
三、椭圆的相关定理和性质1. 弦长定理:椭圆上两个不相交的弦的长度之积与它们两个弦所夹的角的余弦值成正比。
2. 切线定理:过椭圆上一点的切线与椭圆两焦连线的夹角等于该点切线与椭圆中心连线的夹角。
2019年高考数学(文)一轮复习精品资料1.了解椭圆的实际背景,了解椭圆在刻画现实世界和解决实际问题中的作用;2.掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质.1.椭圆的定义在平面内与两定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.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高频考点一 椭圆的定义及其应用【例1】 (1)已知椭圆x 24+y 22=1的两个焦点是F 1,F 2,点P 在该椭圆上,若|PF 1|-|PF 2|=2,则△PF 1F 2的面积是( )A. 2B.2C.2 2D. 3(2)与圆C 1:(x +3)2+y 2=1外切,且与圆C 2:(x -3)2+y 2=81内切的动圆圆心P 的轨迹方程为________. 【答案】(1)A (2)x 225+y 216=1【解析】(1)由椭圆的方程可知a =2,c =2,且|PF 1|+|PF 2|=2a =4,又|PF 1|-|PF 2|=2,所以|PF 1|=3,【举一反三】 (1)(如图所示,一圆形纸片的圆心为O ,F 是圆内一定点,M 是圆周上一动点,把纸片折叠使M 与F 重合,然后抹平纸片,折痕为CD ,设CD 与OM 交于点P ,则点P 的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .圆(2)已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF →1⊥PF →2.若△PF 1F 2的面积为9,则b =________.【答案】(1)A (2)3规律方法 椭圆定义的应用主要有两个方面:一是确认平面内与两定点有关的轨迹是否为椭圆;二是当P 在椭圆上时,与椭圆的两焦点F 1,F 2组成的三角形通常称为“焦点三角形”,利用定义可求其周长;利用定义和余弦定理可求|PF 1|·|PF 2|;通过整体代入可求其面积等.【变式探究】 (1)已知F 1,F 2是椭圆x 216+y 29=1的两焦点,过点F 2的直线交椭圆于A ,B 两点,在△AF 1B 中,若有两边之和是10,则第三边的长度为( )A .6B .5C .4D .3(2)与圆C 1:(x +3)2+y 2=1外切,且与圆C 2:(x -3)2+y 2=81内切的动圆圆心P 的轨迹方程为________. 【答案】(1)A (2)x 225+y 216=1【解析】(1)由椭圆定义知,⎩⎪⎨⎪⎧|AF 1|+|AF 2|=8,|BF 1|+|BF 2|=8,两式相加得|AB |+|AF 1|+|BF 1|=16,即△AF 1B 周长为16,又因为在△AF 1B 中,有两边之和是10,所以第三边长度为16-10=6.选A.(2)设动圆的半径为r ,圆心为P (x ,y ),则有|PC 1|=r +1,|PC 2|=9-r .所以|PC 1|+|PC 2|=10>|C 1C 2|, 即P 在以C 1(-3,0),C 2(3,0)为焦点,长轴长为10的椭圆上, 得点P 的轨迹方程为x 225+y 216=1.高频考点二 求椭圆的标准方程【例2】 (1)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率为22.过F 1的直线l 交C 于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么椭圆C 的方程为________.(2)设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2+y 2b2=1(0<b <1)的左、右焦点,过点F 1的直线交椭圆E 于A ,B 两点.若|AF 1|=3|F 1B |,AF 2⊥x 轴,则椭圆E 的方程为________.(3)已知椭圆的长轴长是短轴长的3倍,且过点A (3,0),并且以坐标轴为对称轴,则椭圆的标准方程为________. 【答案】(1)x 216+y 28=1 (2)x 2+3y 22=1 (3)x 29+y 2=1或y 281+x 29=1【解析】(1)设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由e =22,知c a =22,故b 2a 2=12.由于△ABF 2的周长为|AB |+|BF 2|+|AF 2|=(|AF 1|+|AF 2|)+(|BF 1|+|BF 2|)=4a =16,故a =4. ∴b 2=8,∴椭圆C 的方程为x 216+y 28=1. (2)设点A 在点B 上方,F 1(-c ,0),F 2(c ,0),其中c =1-b 2,则可设A (c ,b 2),B (x 0,y 0),由|AF 1|=3|F 1B |,可得AF →1=3F 1B →,故⎩⎪⎨⎪⎧-2c =3(x 0+c ),-b 2=3y 0,法二 设椭圆的方程为x 2m +y 2n=1(m >0,n >0,m ≠n ),则由题意知⎩⎪⎨⎪⎧9m =1,2m =3×2n 或⎩⎪⎨⎪⎧9m =1,2n =3×2m ,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =9,n =1或⎩⎪⎨⎪⎧m =9,n =81. ∴椭圆的标准方程为x 29+y 2=1或y 281+x 29=1.【方法规律】根据条件求椭圆方程常用的主要方法是定义法和待定系数法.定义法的要点是根据题目所给条件确定动点的轨迹满足椭圆的定义,待定系数法的要点是根据题目所给的条件确定椭圆中的两个系数a ,b .【举一反三】(1)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,52,(3,5),则椭圆方程为________.(2)过点(3,-5),且与椭圆y 225+x 29=1有相同焦点的椭圆标准方程为________.【答案】(1)y 210+x 26=1 (2)y 220+x 24=11,解得k =5(k =21舍去),所以所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1.【变式探究】(1)已知椭圆的中心在原点,离心率e =12,且它的一个焦点与抛物线y 2=-4x 的焦点重合,则此椭圆方程为( )A.x 24+y 23=1B.x 28+y 26=1C.x 22+y 2=1D.x 24+y 2=1(2)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________.【答案】(1)A (2)x 24+y 23=1【解析】(1)依题意,可设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由已知可得抛物线的焦点为(-1,0),所以c =1,又离心率e =c a =12,解得a =2,b 2=a 2-c 2=3,所以椭圆方程为x 24+y 23=1,故选A.高频考点三 椭圆的几何性质例3、(1)(2016·全国Ⅲ卷)已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点,A ,B 分别为C 的左、右顶点.P 为C 上一点,且PF ⊥x 轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E .若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为( )A.13B.12C.23D.34(2)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F ,短轴的一个端点为M ,直线l :3x -4y =0交椭圆E 于A ,B 两点.若|AF |+|BF |=4,点M 到直线l 的距离不小于45,则椭圆E 的离心率的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,32 B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,34C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,1 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫34,1【答案】(1)A (2)A【解析】(1)设M (-c ,m ),则E ⎝⎛⎭⎪⎫0,am a -c ,OE 的中点为D , 则D ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,am2(a -c ),又B ,D ,M 三点共线,所以m 2(a -c )=m a +c ,所以a =3c ,所以e =13.(2)设左焦点为F 0,连接F 0A ,F 0B ,则四边形AFBF 0为平行四边形. ∵|AF |+|BF |=4, ∴|AF |+|AF 0|=4,∴a =2. 设M (0,b ),则4b 5≥45,∴1≤b <2.离心率e =ca =c 2a 2=a 2-b 2a 2=4-b 24∈⎝⎛⎦⎥⎤0,32. 【举一反三】(1)已知点F 1,F 2是椭圆x 2+2y 2=2的左,右焦点,点P 是该椭圆上的一个动点,那么|PF 1→+PF 2→|的最小值是( )A .0B .1C .2D .2 2(2)(2015·浙江)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点F (c ,0)关于直线y =bcx 的对称点Q 在椭圆上,则椭圆的离心率是________.【答案】(1)C (2)22知M为线段QF的中点,且OM⊥FQ.又O为线段F1F的中点,∴F1Q∥OM,∴F1Q⊥QF,|F1Q|=2|OM|.【感悟提升】(1)利用椭圆几何性质的注意点及技巧 ①注意椭圆几何性质中的不等关系在求与椭圆有关的一些量的范围,或者最大值、最小值时,经常用到椭圆标准方程中x ,y 的范围,离心率的范围等不等关系.②利用椭圆几何性质的技巧求解与椭圆几何性质有关的问题时,要结合图形进行分析,当涉及顶点、焦点、长轴、短轴等椭圆的基本量时,要理清它们之间的内在联系.(2)求椭圆的离心率问题的一般思路求椭圆的离心率或其范围时,一般是依据题设得出一个关于a ,b ,c 的等式或不等式,利用a 2=b 2+c 2消去b ,即可求得离心率或离心率的范围.【变式探究】 已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F ,上顶点为A ,P 为C 1上任一点,MN 是圆C 2:x2+(y -3)2=1的一条直径,与AF 平行且在y 轴上的截距为3-2的直线l 恰好与圆C 2相切.(1)求椭圆C 1的离心率;(2)若PM →·PN →的最大值为49,求椭圆C 1的方程.考点四直线与椭圆的位置关系【例4】设圆x2+y2+2x-15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E.(1)证明|EA|+|EB|为定值,并写出点E的轨迹方程;(2)设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ 面积的取值范围.(1)证明 因为|AD |=|AC |,EB ∥AC ,【举一反三】如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆于P 、Q 两点,且PQ ⊥PF 1.(1)若|PF 1|=2+2,|PF 2|=2-2,求椭圆的标准方程; (2)若|PF 1|=|PQ |,求椭圆的离心率e . 解 (1)由椭圆的定义,2a =|PF 1|+|PF 2|=(2+2)+(2-2)=4,故a =2. 设椭圆的半焦距为c ,由已知PF 1⊥PF 2, 因此2c =|F 1F 2|=|PF 1|2+|PF 2|2=+22+-22=23,即c =3,从而b =a 2-c 2=1. 故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.(2)方法一 连接F 1Q ,如图,设点P (x 0,y 0)在椭圆上,且PF 1⊥PF 2,则x 20a 2+y 20b2=1,x 20+y 20=c 2,-2|PF 1|.又由PF 1⊥PQ ,|PF 1|=|PQ |,知|QF 1|=2|PF 1|, 因此,(2+2)|PF 1|=4a , 即(2+2)(a +a 2-2b 2)=4a , 于是(2+2)(1+2e 2-1)=4, 解得e =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+⎝ ⎛⎭⎪⎫42+2-12=6- 3. 方法二 如图,由椭圆的定义,|PF 1|+|PF 2|=2a , |QF 1|+|QF 2|=2a .从而由|PF 1|=|PQ |=|PF 2|+|QF 2|,有|QF 1|=4a -2|PF 1|.又由PF 1⊥PQ ,|PF 1|=|PQ |,知|QF 1|=2|PF 1|, 因此,4a -2|PF 1|=2|PF 1|,得|PF 1|=2(2-2)a , 从而|PF 2|=2a -|PF 1|=2a -2(2-2)a =2(2-1)a . 由PF 1⊥PF 2,知|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=(2c )2,因此e =c a =|PF 1|2+|PF 2|22a=-22+2-2=9-62=6- 3.【变式探究】已知椭圆C :x 2+3y 2=3,过点D (1,0)且不过点E (2,1)的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,直线AE 与直线x =3交于点M .(1)求椭圆C 的离心率;(2)若AB 垂直于x 轴,求直线BM 的斜率;(3)试判断直线BM 与直线DE 的位置关系,并说明理由.当直线AB 的斜率存在时,设其方程为y =k (x -1)(k ≠1),设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则直线AE 的方程为y -1=y 1-1x 1-2(x -2). 令x =3,得点M ⎝⎛⎭⎪⎫3,y 1+x 1-3x 1-2,由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+3y 2=3,y =k x -,得(1+3k 2)x 2-6k 2x +3k 2-3=0,所以x 1+x 2=6k 21+3k 2,x 1x 2=3k 2-31+3k2,直线BM 的斜率k BM =y 1+x 1-3x 1-2-y 23-x 2,因为k BM -1 =k x 1-+x 1-3-kx 2-x 1---x 2x 1--x 2x 1-=k --x 1x 2+x 1+x 2-3]-x 2x 1-=k -⎝ ⎛⎭⎪⎫-3k 2+31+3k 2+12k 21+3k 2-3-x 2x 1-=0所以k BM =1=k DE ,所以BM ∥DE . 综上可知,直线BM 与直线DE 平行.1. (2018年全国I 卷) 已知椭圆:的一个焦点为,则的离心率为A. B. C.D.【答案】C【解析】根据题意,可知,因为,所以,即,所以椭圆的离心率为,故选C.2. (2018年全国卷Ⅱ)已知,是椭圆的两个焦点,P 是C 上的一点,若,且,则C的离心率为A.B.C.D.【答案】D3. (2018年浙江卷)已知点P(0,1),椭圆+y2=m(m>1)上两点A,B满足=2,则当m=___________时,点B横坐标的绝对值最大.【答案】5【解析】设,由得因为A,B在椭圆上,所以,与对应相减得,当且仅当时取最大值.4. (2018年全国III卷)已知斜率为k的直线L与椭圆交于A,B两点.线段AB的中点为.(1)证明:;(2)设F为C的右焦点,P为C上一点,且.证明:.【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析【解析】同理.所以.故.5. (2018年天津卷)设椭圆的右顶点为A,上顶点为B.已知椭圆的离心率为,.(I)求椭圆的方程;(II)设直线与椭圆交于两点,与直线交于点M,且点P,M均在第四象限.若的面积是面积的2倍,求k的值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(I)设椭圆的焦距为2c,由已知得,又由,可得.由,从而当时,,不合题意,舍去;当时,,,符合题意.所以,的值为.6. (2018年北京卷)已知椭圆的离心率为,焦距为.斜率为k的直线l与椭圆M有两个不同的交点A,B.(Ⅰ)求椭圆M的方程;(Ⅱ)若,求的最大值;(Ⅲ)设,直线PA与椭圆M的另一个交点为C,直线PB与椭圆M的另一个交点为D.若C,D和点共线,求k.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)【解析】(Ⅰ)由题意得,所以,又,所以,所以,又,所以可设,直线的方程为,由消去可得,则,即,又,代入①式可得,所以,所以,同理可得.故,,因为三点共线,所以,将点的坐标代入化简可得,即.7. (2018年江苏卷)如图,在平面直角坐标系中,椭圆C过点,焦点,圆O的直径为.(1)求椭圆C及圆O的方程;(2)设直线l与圆O相切于第一象限内的点P.①若直线l与椭圆C有且只有一个公共点,求点P的坐标;②直线l与椭圆C交于两点.若的面积为,求直线l的方程.【答案】(1)椭圆C的方程为;圆O的方程为(2)①点P的坐标为;②直线l的方程为【解析】(1)因为椭圆C的焦点为,可设椭圆C的方程为.又点在椭圆C上,.(*)因为直线l与椭圆C有且只有一个公共点,所以.因为,所以.因此,点P的坐标为.②因为三角形OAB的面积为,所以,从而.设,由(*)得,所以.因为,所以,即,解得舍去),则,因此P 的坐标为.综上,直线l 的方程为.1.[2017·北京高考]已知椭圆C 的两个顶点分别为A (-2,0),B (2,0),焦点在x 轴上,离心率为32. (1)求椭圆C 的方程;(2)点D 为x 轴上一点,过D 作x 轴的垂线交椭圆C 于不同的两点M ,N ,过D 作AM 的垂线交BN 于点E .求证:△BDE 与△BDN 的面积之比为4∶5.解 (1)设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,c a =32,解得c =3,所以b 2=a 2-c 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)证明:设M (m ,n ),则D (m,0),N (m ,-n ), 由题设知m ≠±2,且n ≠0. 直线AM 的斜率k AM =nm +2,故直线DE 的斜率k DE =-m +2n, 所以直线DE 的方程为y =-m +2n(x -m ), 直线BN 的方程为y =n2-m(x -2).联立⎩⎪⎨⎪⎧y =-m +2n x -m ,y =n2-m x -,解得点E 的纵坐标y E =-n-m 24-m 2+n2.由点M 在椭圆C 上,得4-m 2=4n 2,所以y E =-45n .又S △BDE =12|BD |·|y E |=25|BD |·|n |,S △BDN =12|BD |·|n |,所以△BDE 与△BDN 的面积之比为4∶5.2.【2017浙江,2】椭圆22194x y +=的离心率是A B 5 C .23D .59【答案】B 【解析】94533e -==,选B . 3.【2017课标1,文12】设A 、B 是椭圆C :2213x y m+=长轴的两个端点,若C 上存在点M 满足∠AMB =120°,则m 的取值范围是A .(0,1][9,)+∞B .3][9,)+∞C .(0,1][4,)+∞D .3][4,)+∞【答案】A【解析】当03m <<,焦点在x 轴上,要使C 上存在点M 满足120AMB ∠=,则tan 603ab≥=4.【2017课标3,文11】已知椭圆C :22221x y a b+=,(a >b >0)的左、右顶点分别为A 1,A 2,且以线段A 1A 2为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为( )A B 3 C 2 D .13【答案】A【解析】以线段12A A 为直径的圆的圆心为坐标原点()0,0,半径为r a =,圆的方程为222x y a +=,直线20bx ay ab -+=与圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即22d a a b==+,整理可得223a b =,即()2223,a a c =-即2223a c =,从而22223c e a ==,则椭圆的离心率2633c e a ===,故选A.5.【2017山东,文21】(本小题满分14分)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :22221x y a b+=(a >b >0)的离心椭圆C 截直线y =1所得线段的长度为2. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)动直线l :y =kx +m (m ≠0)交椭圆C 于A ,B 两点,交y 轴于点M .点N 是M 关于O 的对称点,圆N 的半径为|NO |. 设D 为AB 的中点,DE ,DF 与圆N 分别相切于点E ,F ,求∠EDF 的最小值.【答案】(Ⅰ) 22142x y +=.(II) 3π.【解析】又()0,N m -,所以2222222121km m ND m k k ⎛⎫⎛⎫=-++ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭整理得()()22422241321m k k ND k++=+ ,因为NF m =,所以()()()2422222224318312121k k ND k NFkk+++==+++.令283,3t k t =+≥,由(*)得 22m -<<且0m ≠.故12NF ND≥, 设2EDF θ∠=, 则1sin 2NF NDθ=≥, 所以θ的最小值为π6,从而EDF ∠的最小值为π3,此时直线l 的斜率是0. 综上所述:当0k =,()(m ∈⋃时, EDF ∠取到最小值π3. 6. 【2017江苏,17】 如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,离心率为12,两准线之间的距离为8.点P 在椭圆E 上,且位于第一象限,过点1F 作 直线1PF 的垂线1l ,过点2F 作直线2PF 的垂线2l .(1)求椭圆E 的标准方程;(2)若直线E 的交点Q 在椭圆E 上,求点P 的坐标.【答案】(1)22143x y +=(2)4737(,77 【解析】解:(1)设椭圆的半焦距为c .(第17从而直线1l 的方程: ()0011x y x y +=-+, ① 直线2l 的方程: ()0011x y x y -=--. ② 由①②,解得2001,x x x y y -=-=,所以20001,x Q x y ⎛⎫-- ⎪⎝⎭.因为点Q 在椭圆上,由对称性,得20001x y y -=±,即22001x y -=或22001x y +=. 又P 在椭圆E 上,故2200143x y +=. 由22002201{ 143x y x y-=+=,解得004737x y ==; 220022001{ 143x y x y +=+=,无解.因此点P的坐标为⎝⎭.1.【2016高考新课标1文数】直线l 经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l 的距离为其短轴长的14,则该椭圆的离心率为( )(A )13 (B )12 (C )23 (D )34【答案】B【解析】如图,在椭圆中,11,,242OF c OB b OD b b ===⨯=,在Rt OFB △中,||||||||OF OB BF OD ⨯=⨯,且222a b c =+,代入解得224a c =,所以椭圆的离心率为12e =,故选B. 2.[2016高考新课标Ⅲ文数]已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点,,A B 分别为C 的左,右顶点.P 为C 上一点,且PF x ⊥轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E .若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为( )(A )13(B )12(C )23(D )34【答案】A【解析】由题意设直线l 的方程为()y k x a =+,分别令x c =-与0x =得||||()FM k a c =-,||||OE k a =,设OE 的中点为H,由OBH FBM △∽△,得1||||2||||OE OB FM BF =,即||2||()k a a k a c a c =-+,整理得13c a =,所以椭圆离心率为13e =,故选A .3.【2016高考新课标2文数】已知A 是椭圆E :22143x y +=的左顶点,斜率为()0k k >的直线交E 与A ,M 两点,点N 在E 上,MA NA ⊥.(Ⅰ)当AM AN =时,求AMN ∆的面积;(Ⅱ)当AM AN =2k <<. 【答案】(Ⅰ)14449;(Ⅱ))32,2.【解析】(Ⅰ)设11(,)M x y ,则由题意知10y >. 由已知及椭圆的对称性知,直线AM 的倾斜角为π4. 又(2,0)A -,因此直线AM 的方程为2y x =+.将2x y =-代入22143x y +=得27120y y -=.解得0y =或127y =,所以1127y =. 因此AMN ∆的面积11212144227749AMN S ∆=⨯⨯⨯=.(Ⅱ)将直线AM 的方程(2)(0)y k x k =+>代入22143x y +=得2222(34)1616120k x k x k +++-=.由2121612(2)34k x k -⋅-=+得2122(34)34k x k -=+,故22121|||2134k AM x k k+=++=+. 由题设,直线AN 的方程为1(2)y x k =-+,故同理可得2121||k kAN +=由2||||AM AN =得222343+4k k k =+,即3246380k k k -+-=. 设32()4638f t t t t =-+-,则k 是()f t 的零点,22()121233(21)0f t t t t '=-+=-≥,所以()f t 在(0,)+∞单调递增.又(3)153260,(2)60f f =<=>,因此()f t 在(0,)+∞有唯一的零点,且零点k 在2)内,所2k <<.4.【2016高考北京文数】(本小题14分)已知椭圆C :22221x y a b+=过点A (2,0),B (0,1)两点.(I)求椭圆C的方程及离心率;(Ⅱ)设P为第三象限内一点且在椭圆C上,直线PA与y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N,求证:四边形ABNM的面积为定值.【答案】(Ⅰ)2214xy+=;3=e.5.【2016高考山东文数】(本小题满分14分)已知椭圆C:(a>b>0)的长轴长为4,焦距为2. (I)求椭圆C的方程;(Ⅱ)过动点M (0,m )(m >0)的直线交x 轴与点N ,交C 于点A ,P (P 在第一象限),且M 是线段PN 的中点.过点P 作x 轴的垂线交C 于另一点Q ,延长线QM 交C 于点B .(i)设直线PM 、QM 的斜率分别为k 、k',证明为定值. (ii)求直线AB 的斜率的最小值.【答案】(Ⅰ)22142x y +=.(Ⅱ)(i)见解析;(ii)直线AB 6【解析】(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c. 由题意知24,22a c == 所以222,2a b a c ==-=所以椭圆C 的方程为22142x y +=.(Ⅱ)(ⅰ)设0000(,)(0,0)P x y x y >>, 由M(0,m),可得00(,2),(,2).P x m Q x m - 所以直线PM 的斜率002m m mk x x -== ,直线QM 的斜率0023m m mk x x --'==-. 此时3k k '=-. 所以k k'为定值–3.(ⅱ)设1122(,),(,)A x y B x y . 直线PA 的方程为y=kx+m , 直线QB 的方程为y=–3kx+m.联立 22,1,42y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩由00,0m x >>,可知k>0,所以16k k +≥6k =时取得.6=,即7m =,符号题意. 所以直线AB 66.【2016高考天津文数】(设椭圆13222=+y a x (3>a )的右焦点为F ,右顶点为A ,已知||3||1||1FA eOA OF =+,其中O 为原点,e 为椭圆的离心率. (Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设过点A 的直线l 与椭圆交于点B (B 不在x 轴上),垂直于l 的直线与l 交于点M ,与y 轴交于点H ,若HF BF ⊥,且MAO MOA ∠=∠,求直线的l 斜率.【答案】(Ⅰ)22143x y +=(Ⅱ)6【解析】(Ⅰ)解:设(,0)F c ,由113||||||c OF OA FA +=,即113()c c a a a c +=-,可得2223a c c -=,又7.【2016高考四川文科】(本小题满分13分)已知椭圆E :22221(0)x y a b a b +=>>的一个焦点与短轴的两个端点是正三角形的三个顶点,点1)2P 在椭圆E 上.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)设不过原点O 且斜率为12 的直线l 与椭圆E 交于不同的两点A ,B ,线段AB 的中点为M ,直线OM 与椭圆E交于C ,D ,证明:MA MB MC MD ⋅=⋅.【答案】(1)2214x y +=;(2)证明详见解析. 【解析】(Ⅰ)由已知,a=2b.又椭圆22221(0)x y a b a b +=>>过点1(3,)2P ,故2213414b b+=,解得21b =. 所以椭圆E 的方程是2214x y +=. (Ⅱ)设直线l 的方程为1(0)2y x m m =+≠,1122(,),(,)A x y B x y , 由方程组221,41,2x y y x m ⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩ 得222220x mx m ++-=,①方程①的判别式为24(2)Δm =-,由Δ>0,即220m ->,解得22m -<<由①得212122,22x x m x x m +=-=-.所以M 点坐标为(,)2m m -,直线OM 方程为12y x =-, 由方程组221,41,2x y y x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩得22(2,2,22C D -.所以25)(2)224MC MD m m m ⋅=-+⋅=-.又222212121212115[()()][()4]4416MA MB AB x x y y x x x x ⋅==-+-=+- 22255[44(22)](2)164m m m =--=-. 所以=MA MB MC MD ⋅⋅.1.【2015高考广东,文8】已知椭圆222125x y m+=(0m >)的左焦点为()1F 4,0-,则m =( ) A .9 B .4 C .3 D .2 【答案】C【解析】由题意得:222549m =-=,因为0m >,所以3m =,故选C .2.【2015高考福建,文11】已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的右焦点为F .短轴的一个端点为M ,直线:340l x y -=交椭圆E 于,A B 两点.若4AF BF +=,点M 到直线l 的距离不小于45,则椭圆E 的离心率的取值范围是( )A . 3(0,2 B .3(0,]4 C .3[2 D .3[,1)4【答案】A【解析】设左焦点为F ,连接1AF ,1BF .则四边形1BF AF 是平行四边形,故1AF BF =,所以142AF AF a +==,所以2a =,设(0,)M b ,则4455b ≥,故1b ≥,从而221a c -≥,203c <≤, 03c <≤E 的离心率的取值范围是3(0,]2,故选A . 3.【2015高考浙江,文15】椭圆22221x y a b +=(0a b >>)的右焦点()F ,0c 关于直线by x c=的对称点Q 在椭圆上,则椭圆的离心率是 .2【解析】设()F ,0c 关于直线b y x c =的对称点为(,)Q m n ,则有1222n bm c cn b m c⎧⋅=-⎪⎪-⎨+⎪=⨯⎪⎩,解得3222222,c b bc bc m n a a --==,所以3222222(,)c b bc bc Q a a --在椭圆上,即有32222422(2)(2)1c b bc bc a a b --+=,解得222a c =,所以离心率2c e a ==. 4.【2015高考安徽,文20】设椭圆E 的方程为22221(0),x y a b a b+=>>点O 为坐标原点,点A 的坐标为(,0)a ,点B 的坐标为(0,b ),点M 在线段AB 上,满足2,BM MA =直线OM 的斜率为510. (Ⅰ)求E 的离心率e ;(Ⅱ)设点C 的坐标为(0,-b ),N 为线段AC 的中点,证明:MN ⊥AB . 【答案】(Ⅰ)255(Ⅱ)详见解析. 【解析】(Ⅰ)解:由题设条件知,点)31,32(b a M ,又105=OM k 从而1052=a b .进而b b a c b a 2,522=-==,故552==a c e . (Ⅱ)证:由N 是AC 的中点知,点N 的坐标为⎪⎭⎫ ⎝⎛-2,2b a ,可得⎪⎭⎫⎝⎛=65,6b a . 又()b a ,-=,从而有()22225616561a b b a -=+-=⋅ 由(Ⅰ)得计算结果可知,522b a =所以0=⋅,故AB MN ⊥.5.【2015高考北京,文20】(本小题满分14分)已知椭圆C:2233x y +=,过点()D 1,0且不过点()2,1E 的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,直线AE 与直线3x =交于点M .(I )求椭圆C 的离心率;(II )若AB 垂直于x 轴,求直线BM 的斜率;(III )试判断直线BM 与直线D E 的位置关系,并说明理由.【答案】(I )3;(II )1;(III )直线BM 与直线D E 平行.【解析】121221(1)[2()3)(3)(2)k x x x x x x --++-=--2222213312(1)[3)1313(3)(2)k k k k k x x -+-+-++=-- 0=,所以1BM DE k k ==.所以//BM DE .综上可知,直线BM 与直线D E 平行.6.【2015高考湖南,文20】(本小题满分13分)已知抛物线21:4C x y =的焦点F 也是椭圆22222:1y x C a b+=(0)a b >>的一个焦点,1C 与2C 的公共弦长为6,过点F 的直线l 与1C 相交于,A B 两点,与2C 相交于,C D 两点,且AC 与BD 同向.(I )求2C 的方程;(II )若AC BD =,求直线l 的斜率.【答案】(I )22198y x += ;(II) 64±.【解析】(I )由21:4C x y =知其焦点F 的坐标为(0,1),因为F 也是椭圆2C 的一个焦点,所以221a b -=因AC 与BD 同向,且AC BD =,所以AC BD =,从而3142x x x x -=-,即3412x x x x -=-,于是2234341212()4()4x x x x x x x x +-=+- ③设直线l 的斜率为k ,则l 的方程为1y kx =+,由214y kx x y=+⎧⎨=⎩得2440x kx --=,由12,x x 是这个方程的两根,12124,4x x k x x ∴+==-④7.【2015高考山东,文21】平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :2222+=1(>>0)x y b bαα12)在椭圆C 上. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆E :2222+=144x y a b,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线=+y kx m 交椭圆E 于,A B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .(i )求||||OQ OP 的值; (ii)求ABQ ∆面积的最大值.【答案】(I )2214x y +=;(II )(i )||2||OQ OP =;(ii ) 3. 【解析】(I )由题意知22311,4a b+=223a b -=,解得224,1a b ==, 所以椭圆C 的方程为22 1.4x y +=(II )由(I )知椭圆E 的方程为221164x y +=. (i )设00||(,),,||OQ P x y OP λ=由题意知00(,)Q x y λλ--. 因为2200 1.4x y +=又2200()()1164x y λλ--+=,即22200() 1.44x y λ+= 所以2λ=,即||2.||OQ OP = (ii )设1122(,),(,),A x y B x y 将y kx m =+代入椭圆E 的方程,可得8.【2015高考陕西,文20】如图,椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>经过点(0,1)A -,且离心率为2.(I)求椭圆E 的方程;(II)经过点(1,1),且斜率为k 的直线与椭圆E 交于不同两点,P Q (均异于点A ),证明:直线AP 与AQ 的斜率之和为2.【答案】(I)2212xy+=; (II)证明略,详见解析.【解析】(Ⅰ)由题意知212cba==,综合222a b c=+,解得2a=,所以,椭圆的方程为9.【2015高考四川,文20】如图,椭圆E:22221x ya b+=(a>b>0)的离心率是2,点P(0,1)在短轴CD上,且PC PD⋅=-1(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)设O 为坐标原点,过点P 的动直线与椭圆交于A 、B 两点.是否存在常数λ,使得OA OB PA PB λ⋅+⋅为定值?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.所以12122242,2121k x x x x k k +=-=-++ 从而OA OB PA PB λ⋅+⋅=x 1x 2+y 1y 2+λ[x 1x 2+(y 1-1)(y 2-1)] =(1+λ)(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1=22(24)(21)21k k λλ--+--+=-21221k λλ---+所以,当λ=1时,-21221k λλ---+=-3此时,OA OB PA PB λ⋅+⋅=-3为定值 当直线AB 斜率不存在时,直线AB 即为直线CD此时OA OB PA PB OC OD PC PD λ⋅+⋅=⋅+⋅=-2-1=-3 故存在常数λ=-1,使得OA OB PA PB λ⋅+⋅为定值-3.10.【2015高考天津,文19】(本小题满分14分) 已知椭圆22221(a b 0)x y a b+=>>的上顶点为B ,左焦点为F ,(I )求直线BF 的斜率;(II )设直线BF 与椭圆交于点P (P 异于点B ),过点B 且垂直于BP 的直线与椭圆交于点Q (Q 异于点B )直线PQ 与y 轴交于点M ,||=||PM MQ l .(i )求l 的值; (ii )若75||sin PM BQP Ð,求椭圆的方程. 【答案】(I )2;(II )(i )78 ;(ii )22 1.54x y +=【解析】(I )设(),0F c - ,由已知5c a =及222,a b c =+ 可得5,2a c b c == ,又因为()0,B b ,(。
椭圆的全部知识点高考椭圆是高中数学中的一个重要的几何概念,也是高考中常会涉及的一个知识点。
它具有许多特殊的性质和应用,掌握椭圆的基本知识对于高考数学的学习和应试至关重要。
本文将从定义、性质、方程和参数等多个方面来论述椭圆的全部知识点。
一、定义椭圆是平面上到两个定点F1和F2距离之和与给定正常数2a的和等于一定正常数2c的点P的轨迹。
其中F1和F2称为焦点,而定常数2c称为椭圆的离心率,而定常数2a称为椭圆的长轴。
离心率e和椭圆长轴的关系是e=c/a。
二、性质1. 椭圆是对称图形,对称中心为原点O。
2. 椭圆的长轴是x轴,短轴是y轴。
3. 焦点到椭圆上任意一点的距离之和等于椭圆的长轴距离。
4. 椭圆的离心率介于0到1之间。
5. 椭圆的离心率越小,椭圆形状越接近于圆形;离心率越大,椭圆形状越扁平。
6. 椭圆的上下焦点连线与椭圆上任意一点的连线相交于右旋点。
7. 椭圆的切线和法线在焦点处垂直。
三、方程椭圆的一般方程为x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1。
其中a和b分别为椭圆的长半轴和短半轴。
当椭圆的中心位置不在原点时,方程会出现平移项。
四、参数在椭圆的参数方程中,椭圆上的每个点都可以由参数θ来表示。
椭圆的参数方程为:x = a cosθy = b sinθ其中θ的取值范围是[0, 2π]。
五、其他知识点1. 椭圆的离心率与焦距的关系:e = √(a^2 - b^2)/a2. 椭圆的射线方程:y = mx ± √(a^2m^2 + b^2)椭圆作为高考数学的一个重要的知识点,需要掌握其定义、性质、方程和参数等多个方面的知识。
理解和应用这些知识将有助于解决与椭圆相关的问题,提高解题的能力。
因此,我们在备考高考数学的过程中应该注重对椭圆及其相关知识的学习和理解。
总之,椭圆的全部知识点在高考数学中占有一定的比重,掌握这些知识点是解题的基础。
通过理论的学习和大量的练习,我们可以更好地理解椭圆的特性和运用,提高我们的解题能力。
有关椭圆的高考知识点椭圆是数学中的一种几何形状,它是离心率小于1的圆的一种特殊情况。
在高考数学中,椭圆是一个重要的知识点,它涉及到椭圆的定义、性质、方程、参数方程等内容。
本文将从不同的角度探索有关椭圆的高考知识点,帮助大家更好地理解和应用该知识。
1. 椭圆的定义和性质椭圆的定义比较简单,它是离心率小于1的圆的一种特殊情况。
在平面直角坐标系中,椭圆的定义可以表达为:给定两个固定点F1和F2,以及一个正常数a,椭圆是到这两个点的距离之和等于常数2a的点的轨迹。
椭圆具有许多重要的性质。
首先,椭圆是对称图形,其中心是坐标原点,对称轴是x轴和y轴;其次,椭圆上的点到两个焦点的距离之和是常数2a;再次,椭圆上的点关于x轴和y轴的对称点也在椭圆上。
2. 椭圆的方程和参数方程在解决椭圆相关问题时,最常用的表达方式是椭圆的方程和参数方程。
椭圆的标准方程是:x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1,其中a和b分别是椭圆的长半轴和短半轴。
通过椭圆的方程,我们可以了解椭圆的形状和位置。
a和b的大小关系决定了椭圆是瘦长椭圆还是矮胖椭圆,而a和b的值决定了椭圆的大小。
除了方程形式外,还可以使用参数方程来表示椭圆。
椭圆的参数方程为:x = a*cosθ,y = b*sinθ,其中θ是取值在0到2π之间的参数。
参数方程的优势在于可以直观地看出椭圆的运动轨迹。
当θ从0到2π变化时,椭圆的点会在平面上画出一圈完整的椭圆。
3. 椭圆的性质和应用椭圆有许多独特的性质和应用,对于理解和应用椭圆的知识点有很大的帮助。
首先,椭圆具有焦点性质。
椭圆上的每个点到两个焦点之间的距离之和是常数。
这个性质在实际生活中有很多应用,比如声波在焦点上的集中、行星的轨道等。
其次,椭圆还具有切线性质。
椭圆上的每个点的切线与该点到两个焦点的连线垂直。
这个性质在工程建模和物体运动的描述中常常使用,例如球体在椭球体内滚动的模型。
另外,椭圆还有与矩形和三角形面积相关的性质。
数学椭圆的知识点高考数学椭圆的知识点在高考中占据着重要的地位,其中的形状、公式及其应用都是考生必须掌握和理解的内容。
本文将从几何形状、相关公式和应用三个方面来展开论述。
椭圆最基本的特点就是其形状,它在平面上呈现出一个闭合轨迹。
椭圆的定义是所有到两个焦点F1和F2距离之和等于常数2a 的点的轨迹。
对于一个椭圆而言,它有两个特殊的点,即两个焦点和一个特殊的直线,即长轴。
椭圆的形状受到长轴和短轴的长度的影响,长轴长度决定了椭圆的窄胖程度,而短轴长度则决定了椭圆的压扁程度。
此外,从焦点到椭圆上任意一点的距离之和也是常数,这一点对于理解椭圆的形状也是至关重要的。
在了解了椭圆的形状之后,我们还需要熟悉椭圆的相关公式。
椭圆的标准方程是(x/a)²+(y/b)²=1,其中a和b分别是长轴半长和短轴半长,它们都是正实数。
通过这个方程,我们可以快速确定一个椭圆的形状和大小。
此外,还有一种特殊情况的椭圆方程是(x/h)²+(y/k)²=1,称为中心在原点的椭圆方程,其中h和k分别表示椭圆中心在x轴和y轴上的坐标。
这个方程常用于描述椭圆在坐标平面上的位置关系。
椭圆的应用十分广泛,涉及到很多实际问题的解决。
例如,在天文学中,行星的轨道就可以用椭圆来描述。
此外,椭圆还可以应用于其他科学领域,如椭圆的离心率可以用来分析地球的轨道问题,通过计算椭圆的离心率可以确定行星轨道的形状。
在工程领域,椭圆的形状和几何特性也有着广泛的应用。
例如,椭圆形状的天窗可以更好地收集和聚焦阳光,起到节能的作用。
除此之外,椭圆还经常出现在数学证明中。
数学家们通过使用椭圆的性质来解决各种数学难题。
例如,利用椭圆方程的对称性质可以简化计算,推导出更简洁的结果。
同时,在解析几何中,椭圆的性质也经常被用来证明等式和不等式的成立。
在高考中,椭圆作为数学的一个重要知识点,经常作为考题的出现。
考生需要掌握椭圆的形状和相关公式,能够灵活运用椭圆的性质解决实际问题。
高考椭圆专题知识点总结椭圆作为数学中的一个重要概念,是高考数学中的一个重要考点。
本文将对椭圆的相关知识进行总结,从基本概念到具体应用进行阐述,探讨其在高考中的应对策略。
一、椭圆的基本概念椭圆是平面上的一个几何图形,其定义为到两个定点F₁、F₂的距离之和等于定值2a的点集合。
F₁、F₂称为椭圆的焦点,而直线段F₁F₂的长度为椭圆的主轴。
与主轴垂直的直径称为椭圆的次轴,两轴的交点称为椭圆的中心。
二、椭圆的数学描述椭圆的数学表示是(x/a)²+(y/b)²=1或(x/a)²/(y/b)²=1,其中a为椭圆的长半轴,b为椭圆的短半轴。
根据椭圆的性质,由于离心率e=√(a²-b²)/a<1,椭圆是离心率小于1的一类曲线。
三、椭圆的参数方程椭圆的参数方程是x=a*cosθ,y=b*sinθ,其中θ为参数。
通过参数方程,我们可以很方便地求得椭圆上的各个点的坐标。
此外,椭圆的参数方程还可以用来求椭圆中心、焦点等相关信息。
四、椭圆的常见性质1. 椭圆的离心率e满足0<e<1,离心率为0时即为圆。
2. 椭圆的长半轴a和短半轴b满足a>b>0。
3. 椭圆的焦距2c满足c²=a²-b²,其中c为焦点F₁F₂到中心的距离。
五、椭圆的相关定理1. 椭圆的切线定理:椭圆上任意一点处的切线斜率等于该点对应的椭圆的切线的倾角的正切值。
2. 椭圆的法线定理:椭圆上任意一点处的法线斜率等于该点对应的椭圆的切线的倾角的负倒数。
3. 椭圆的切线和法线的判定:切线和法线的直线方程满足x²/a²+y²/b²=1和bx/a²y+ay/b²x=1。
六、椭圆的应用椭圆在现实生活中有丰富的应用。
例如,椭圆的形状被广泛应用于汽车或自行车的轮胎、卫星的轨道等。
在高考数学中,椭圆的知识点也常常涉及到与其他几何图形的相互关系以及坐标变换等问题。
考点42 椭圆【题组一 椭圆的定义及运用】1.设定点()10,3F -、()20,3F ,动点P 满足()1290PF PF a a a+=+>,则点P 的轨迹是( ) A .椭圆 B .线段C .不存在D .椭圆或线段【答案】D【解析】当0a >时,由均值不等式的结论有:96a a +≥=,当且仅当3a =时等号成立.当96a a+=时,点P 的轨迹表示线段12F F , 当1296a F F a+>=时,点P 的轨迹表示以12F F 为焦点的椭圆,本题选择D 选项. 2.如图把椭圆2212516x y +=的长轴AB 分成8等分,过每个分点作x 轴的垂线交椭圆的上半部分于P1,P2,…,P7七个点,F 是椭圆的焦点,则|P1F|+|P2F|+…+|P7F|=" " .【答案】35【解析】由已知得5a =,如图,E 是椭圆的右焦点,由椭圆的对称性知17FP EP =,26FP EP =,35FP EP =,又45FP =,∴1234567FP FP FP FP FP FP FP ++++++7655675EP EP EP FP FP FP =++++++222535a a a =+++=.故答案为35.3.椭圆22192x y+=的焦点为F1,F2,点P在椭圆上,若14PF=,2PF=_______;12F PF∠的小大为__________.【答案】2 ;23π;【解析】因为由椭圆的定义,我们可知12212221212 12121222||||cos21642812422PF PF a PF a PFPF PF F F PF F F PFPF PF +=∴=-+-∆∠=⨯+-==-⨯⨯中,4.过椭圆2212516x y+=的中心任作一直线交椭圆于P,Q两点,F是椭圆的一个焦点,则PFQ△的周长的最小值为()A.12 B.14 C.16 D.18 【答案】D【解析】如图所示,记椭圆的另一个焦点为1F ,则根据椭圆的对称性知道:1QF PF = ,2PQ PO =,设(cos ,sin )P a b θθ ,则222222222=cos +sin =()cos +PO a b a b b θθθ-,又因为220a b ->,2cos 0θ≥,所以22PO b ≥,即PO b ≥,22PQ PO b =≥.所以PQF ∆的周长为122210818QF PF PQ PF PF PQ a PQ a b ++=++=+≥+=+=故选:D5.已知椭圆22:11612x y C +=,圆22:320A x y x y +--+=,P 、Q 分別为椭圆C 和圆A 上的点,()2,0F -,则PQ PF +的最小值为( )A .42-B .8-C .4D .8【答案】D【解析】圆A 的标准方程为22311222x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,圆心31,22A ⎛⎫ ⎪⎝⎭,半径22r , 如下图所示,可知点F 为椭圆C 的左焦点,设点E 为椭圆C 的右焦点,易知点E 在圆A 上,由椭圆的定义可得28PF a PE PE =-=-,由圆的几何性质可得2PQ PA r PA ≥-=-,8888PQ PF PQ PE PA PE AE ∴+=+-≥-+≥-+-=-当且仅当P 、A 、E 三点共线且点P 在点A 的上方时,PQ PF +取得最小值8. 故选:D.【题组二 焦点三角形周长及面积】1.已知△ABC 的顶点B 、C 在椭圆23x +y 2=1上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC边上,则△ABC 的周长是( )A .23B .6C .43D .12【答案】C【解析】设另一焦点为F ,由题F 在BC 边上,所以ABC ∆的周长l AB BC CA AB BF CF CA =++=+++==故选:C2.已知椭圆22:14924x y C +=的左,右焦点分别为12,F F ,若C 上的点A 到2F 的距离为6,则△12AF F 的面积为( ) A .48 B .25C .24D .12【答案】C【解析】依题意知,7a =,b =5c =,因为12||||214AF AF a +==,且2||6AF =,所以1||8AF =,在△12AF F 中,12||210F F c ==,因为2221212||||||AF AF F F +=,所以12AF AF ⊥,所以△12AF F 的面积为1211||||862422AF AF ⋅=⨯⨯=.故选:C. 3.椭圆22192x y +=的焦点为12,F F ,点P 在椭圆上,若2||2PF =,则12F PF ∠的大小为( )A .150︒B .135︒C .120︒D .90︒【答案】C【解析】由题意,12F F =126PF PF +=,又22PF =,则14PF=, 由余弦定理可得22212121212164281cos 22242PF PF F F F PF PF PF +-+-∠===-⋅⨯⨯.故12120F PF ︒∠=.故选:C.4.已知△ABC 的顶点B 、C 在椭圆2213x y +=上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC边上,则△ABC 的周长是_______【答案】【解析】由椭圆的定义椭圆上一点到两焦点的距离之和等于长轴长2a ,可得△ABC 的周长为,所以,答案为.5.若12,F F 是椭圆2214x y +=的两个焦点,P 是该椭圆上的一个动点,则12PF PF ⋅的最大值是________.【答案】4【解析】由椭圆方程2214x y +=可知2a =,因为P 是该椭圆上的一个动点,所以1224PF PF a +==, 因此由基本不等式可得;12212()42PF PF PF PF +⋅≤=(当且仅当122PF PF ==时,取等号).故答案为:4【题组三 离心率】1.已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,则椭圆的离心率等于 。
考点四十二椭圆知识梳理1.椭圆的概念把平面内到两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的点的集合叫作椭圆.这两个定点F1,F2叫作椭圆的焦点,两个焦点F1,F2间的距离叫作椭圆的焦距.椭圆定义用集合语言表示如下:P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a,c为常数.在椭圆定义中,特别强调到两定点的距离之和要大于|F1F2|.当到两定点的距离之和等于|F1F2|时,动点的轨迹是线段F1F2;当到两定点的距离之和小于|F1F2|时,动点的轨迹不存在.2.椭圆的标准方程和几何性质说明:B是不相等的正常数,或设成x2m2+y2n2=1(m2≠n2)的形式.3.点P(x0,y0)和椭圆的关系(1)点P(x0,y0)在椭圆内⇔x20a2+y20b2<1.(2)点P(x0,y0)在椭圆上⇔x20a2+y20b2=1.(3)点P(x0,y0)在椭圆外⇔x20a2+y20b2>1.3.椭圆的焦点三角形有关结论椭圆上一点与两焦点所构成的三角形称为焦点三角形,与之有关的常用结论有: (1)|PF 1|+|PF 2|=2a ;(2)4c 2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos θ;(其中,θ=∠F 1PF 2) (3)当P 为短轴端点时,θ最大.(4)S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|sin θ=sin θ1+cos θ·b 2=b 2tan θ2=c ·|y 0|.当y 0=±b ,即P 为短轴端点时,S △PF 1F 2有最大值为bc . (5)焦点三角形的周长为2(a +c ). 4.椭圆中的弦长公式(1)若直线y =kx +b 与椭圆相交于两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则 |AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+1k2|y 1-y 2|. (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 .5.椭圆中点弦有关的结论AB 为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的弦,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),弦中点M (x 0,y 0).(1)斜率:k =-b 2x 0a 2y 0.(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 2a2.典例剖析题型一 椭圆的定义和标准方程例1 (1)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________.(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 1F 2的周长为________.答案 (1) x 24+y 23=1 (2) 16解析 (1)由题意知c =1,e =c a =12,所以a =2,b 2=a 2-c 2=3.故所求椭圆方程为x 24+y 23=1.(2) △PF 1F 2的周长为|PF 1|+|PF 2|+|F 1F 2|=2a +2c =10+6=16.变式训练 已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点P 1(6,1), P 2(-3,-2),则椭圆的方程为________. 答案 x 29+y 23=1解析 设椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,且m ≠n ). ∵椭圆经过P 1,P 2两点,∴P 1,P 2点坐标适合椭圆方程,则⎩⎪⎨⎪⎧6m +n =1, ①3m +2n =1, ② ①②两式联立,解得⎩⎨⎧m =19,n =13.∴所求椭圆方程为x 29+y23=1.解题要点 1.求解椭圆标准方程一般用待定系数法,如果能确定焦点位置,则设标准方程为 x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)或y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0),若焦点位置不明确,可设椭圆的方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ).2.若P 是椭圆上一点,则由椭圆定义可知,|PF 1|+|PF 2|=2a ,从而△PF 1F 2的周长为|PF 1|+|PF 2|+|F 1F 2|=2a +2c .题型二 二次方程表示椭圆的条件例2 “2<m <6”是“方程x 2m -2+y 26-m =1表示椭圆”的________条件答案 必要不充分条件解析 若x 2m -2+y 26-m=1表示椭圆.则有⎩⎪⎨⎪⎧m -2>0,6-m >0,m -2≠6-m ,∴2<m <6且m ≠4.故“2<m <6”是“x 2m -2+y 26-m =1表示椭圆”的必要不充分条件.变式训练 若方程x 25-k +y 2k -3=1表示椭圆,则k 的取值范围是________.答案 (3,4)∪(4,5)解析 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧5-k >0k -3>05-k ≠k -3,解得3<k <5且k ≠4.解题要点 关于x ,y 的二次方程表示Ax 2+By 2=1表示椭圆,则需系数满足⎩⎪⎨⎪⎧A >0 B >0 A ≠B .题型三 椭圆的几何性质例3 已知椭圆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________. 答案3-1解析 设过左焦点F 1的正三角形的边交椭圆于A ,则|AF 1|=c ,|AF 2|=3c ,有2a =(1+3)c , ∴e =c a =21+3=3-1.变式训练 椭圆x 29+y 24+k =1的离心率为45,则k 的值为________.答案 -1925或21解析 若a 2=9,b 2=4+k ,则c =5-k , 由c a =45,即5-k 3=45,得k =-1925; 若a 2=4+k ,b 2=9,则c =k -5, 由c a =45,即k -54+k =45,解得k =21. 解题要点 椭圆的离心率是椭圆最重要的几何性质,求椭圆的离心率(或离心率的取值范围)有两种方法:(1)求出a ,c 代入公式e =c a;(2)只需要根据一个条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合b 2=a 2-c 2转化为a ,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a 或a 2转化为关于e 或e 2的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).需要注意的是,若焦点位置未指明在x 轴还是y 轴,则应进行讨论. 题型四 直线与椭圆的位置关系例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,则△OAB 的面积为________. 答案 53解析 由题意知椭圆的右焦点F 的坐标为(1,0),则直线AB 的方程为y =2x -2. 联立⎩⎪⎨⎪⎧x 25+y 24=1y =2x -2,解得交点A (0,-2),B (53,43),∴S △OAB =12·|OF |·|y A -y B |=12×1×|-2-43|=53.变式训练 已知椭圆x 236+y 29=1以及椭圆内一点P (4,2),则以P 为中点的弦所在直线的斜率为________. 答案 -12解析 设弦的端点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=8,y 1+y 2=4,⎩⎨⎧x 2136+y 219=1,x 2236+y229=1,两式相减,得(x 1+x 2)(x 1-x 2)36+(y 1+y 2)(y 1-y 2)9=0,∴2(x 1-x 2)9=-4(y 1-y 2)9,∴k =y 1-y 2x 1-x 2=-12.说明:本题也可以直接利用结论:k =-b 2x 0a 2y 0=-9×436×2=-12.解题要点 直线与圆锥曲线的位置关系问题,一般可以直接联立方程,“设而不求”,把方程组转化成关于x 或y 的一元二次方程,利用根与系数的关系及弦长公式求解.同时,还应记住一些常用结论:(1)中点弦斜率:k =-b 2x 0a 2y 0.;(2)最短的焦点弦为通径长2b 2a ,最长为2a .(3)弦长公式|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+1k2|y 1-y 2|. 当堂练习1.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点为F 1、F 2,离心率为33,过F 2的直线l 交C 于A 、B 两点.若△AF 1B 的周长为43,则C 的方程为________. 答案 x 23+y 22=1解析 由e =33,得c a =33①.又△AF 1B 的周长为43,由椭圆定义,得4a =43,得a =3,代入①得c =1, ∴b 2=a 2-c 2=2,故C 的方程为x 23+y 22=1.2.(2015新课标Ⅰ文)已知椭圆E 的中心在坐标原点,离心率为12,E 的右焦点与抛物线C :y 2=8x 的焦点重合,A ,B 是C 的准线与E 的两个交点,则|AB |等于________. 答案 6解析 因为e =c a =12,y 2=8x 的焦点为(2,0),所以c =2,a =4,故椭圆方程为x 216+y 212=1,将x =-2代入椭圆方程,解得y =±3,所以|AB |=6.3. 椭圆Γ:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,焦距为2c .若直线y =3(x +c )与椭圆Γ的一个交点M 满足∠MF 1F 2=2∠MF 2F 1,则该椭圆的离心率等于__________. 答案 3-1解析 ∵直线y =3(x +c )过左焦点F 1,且其倾斜角为60°, ∴∠MF 1F 2=60°,∠MF 2F 1=30°, ∴∠F 1MF 2=90°,即F 1M ⊥F 2M .∵|MF 1|=c ,|MF 1|+|MF 2|=2a ,∴|MF 2|=2a -c .∵|MF 1|2+|MF 2|2=|F 1F 2|2.∴c 2+(2a -c )2=4c 2,即c 2+2ac -2a 2=0. ∴e 2+2e -2=0,解得e =3-1.4.椭圆x 2+my 2=1的焦点在y 轴上,长轴长是短轴长的两倍,则m 的值为________. 答案 14解析 将原方程变形为x 2+y 21m=1,由题意知a 2=1m ,b 2=1, ∴a =1m ,b =1.∴1m =2,∴m =14. 5.已知△ABC 中,A 、B 的坐标分别为(2,0)和(-2,0),若三角形的周长为10,则顶点C 的轨迹方程是________. 答案 x 29+y 25=1(y ≠0)解析 点C 到两个定点A 、B 的距离之和为6,6>4,故所求点C 的轨迹是以A 、B 为焦点的椭圆,其中2a =6,2c =4,则b 2=5.所以顶点C 的轨迹方程为x 29+y 25=1,又A 、B 、C 三点不共线,即y ≠0.课后作业一、 填空题1. (2015广东文)已知椭圆x 225+y 2m 2=1(m >0)的左焦点为F 1(-4,0),则m 等于________.答案 3解析 由题意知25-m 2=16,解得m 2=9,又m >0,所以m =3.2.过点A (3,-2)且与椭圆x 29+y 24=1有相同焦点的椭圆的方程为________.答案 x 215+y 210=1解析 由题意得c 2=9-4=5,又已知椭圆的焦点在x 轴上,故所求椭圆方程可设为x 2λ+5+y 2λ=1(λ>0),代入点A 的坐标得9λ+5+4λ=1,解得λ=10或λ=-2(舍去).故所求椭圆的方程为x 215+y 210=1.3.设e 是椭圆x 24+y 2k =1的离心率,且e ∈(12,1),则实数k 的取值范围是________.答案 (0,3)∪(163,+∞)解析 当k >4时,c =k -4,由条件知14<k -4k <1,解得k >163;当0<k <4时,c =4-k ,由条件知14<4-k4<1,解得0<k <3.4.椭圆x 2m +y 24=1的焦距等于2,则m 的值为________.答案 5或3解析 当m >4时,m -4=1,m =5;当m <4时,4-m =1,m =3. 5.若椭圆x 216+y 2b 2=1过点(-2,3),则其焦距为________.答案 4 3解析 ∵椭圆过(-2,3),则有416+3b 2=1,b 2=4,c 2=16-4=12,c =23,2c =4 3.6.已知斜率为-12的直线l 交椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)于A ,B 两点,若点P (2,1)是AB 的中点,则C 的离心率等于________. 答案32解析 k AB =-12,k OP =12,由k AB ·k OP =-b 2a 2,得12×(-12)=-b 2a 2.∴b 2a 2=14.∴e =ca=1-b 2a 2=32. 7.设F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,点P 在椭圆C 上,线段PF 1的中点在y 轴上,若∠PF 1F 2=30°,则椭圆的离心率为________. 答案33解析 设PF 1的中点为M ,连接PF 2,由于O 为F 1F 2的中点,则OM 为△PF 1F 2的中位线,所以OM ∥PF 2.所以∠PF 2F 1=∠MOF 1=90°. 由于∠PF 1F 2=30°,所以|PF 1|=2|PF 2|. 由勾股定理,得|F 1F 2|=|PF 1|2-|PF 2|2=3|PF 2|.由椭圆定义,得2a =|PF 1|+|PF 2|=3|PF 2|⇒a =3|PF 2|2,2c =|F 1F 2|=3|PF 2|⇒c =3|PF 2|2. 所以椭圆的离心率为e =c a =3|PF 2|2·23|PF 2|=33.8.(2015福建文)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F ,短轴的一个端点为M ,直线l :3x -4y =0交椭圆E 于A ,B 两点.若|AF |+|BF |=4,点M 到直线l 的距离不小于45,则椭圆E 的离心率的取值范围是________. 答案 ⎝⎛⎦⎤0,32解析 左焦点F 0,连接F 0A ,F 0B ,则四边形AFBF 0为平行四边形. ∵|AF |+|BF |=4,∴|AF |+|AF 0|=4,∴a =2. 设M (0,b ),则4b 5≥45,∴1≤b <2.离心率e =ca=c 2a 2=a 2-b 2a 2=4-b 24∈⎝⎛⎦⎤0,32. 9.椭圆x 22+y 2=1的弦被点(12,12)平分,则这条弦所在的直线方程是________.答案 2x +4y -3=0解析 设该弦与椭圆相交于点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则由点(12,12)平分弦AB 可得x 1+x 2=1,y 1+y 2=1,再将点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)代入椭圆方程后作差可得k AB =-12,然后根据点斜式方程可求得直线AB 的方程为2x +4y -3=0.10.已知△ABC 的顶点B 、C 在椭圆x 23+y 2=1上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC 边上,则△ABC 的周长是________. 答案 4 3 解析 如图,设椭圆的另外一个焦点为F ,则△ABC 的周长为|AB |+|AC |+|BC |=(|AB |+|BF |)+(|AC |+|CF |)=4a =4 3.11.设F 1、F 2分别是椭圆x 225+y 216=1的左、右焦点,P 为椭圆上一点,M 是F 1P 的中点,|OM |=3,则P 点到椭圆左焦点距离为________. 答案 4解析 ∵|OM |=3,∴|PF 2|=6,又|PF 1|+|PF 2|=10,∴|PF 1|=4. 二、解答题12. (2015安徽文)设椭圆E 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),点O 为坐标原点,点A 的坐标为(a,0),点B 的坐标为(0,b ),点M 在线段AB 上,满足|BM |=2|MA |,直线OM 的斜率为510. (1)求E 的离心率e ;(2)设点C 的坐标为(0,-b ),N 为线段AC 的中点,证明:MN ⊥AB .解析 (1)解 由题设条件知,点M 的坐标为⎝⎛⎭⎫23a ,13b ,又k OM =510,从而b 2a =510. 进而a =5b ,c =a 2-b 2=2b ,故e =c a =255.(2)证明 由N 是AC 的中点知,点N 的坐标为⎝⎛⎭⎫a 2,-b 2,可得NM →=⎝⎛⎭⎫a 6,5b 6, 又AB →=(-a ,b ),从而有AB →·NM →=-16a 2+56b 2=16(5b 2-a 2).由(1)的计算结果可知a 2=5b 2, 所以AB →·NM →=0,故MN ⊥AB .13.(2015北京文节选)已知椭圆C :x 2+3y 2=3,过点D (1,0)且不过点E (2,1)的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,直线AE 与直线x =3交于点M . (1)求椭圆C 的离心率;(2)若AB 垂直于x 轴,求直线BM 的斜率;解析 (1)椭圆C 的标准方程为x 23+y 2=1,所以a =3,b =1,c = 2.所以椭圆C 的离心率e =c a =63.(2)因为AB 过点D (1,0)且垂直于x 轴,所以可设A (1,y 1),B (1,-y 1), 直线AE 的方程为y -1=(1-y 1)(x -2),令x =3,得M (3,2-y 1),所以直线BM 的斜率k BM =2-y 1+y 13-1=1.。