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2023年新高二数学暑假讲义+习题(人教A版) 第10讲 椭圆
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第10讲 椭圆
新课标要求
经历从具体情境中抽象出椭圆的过程,掌握椭圆的定义、标准方程及简单几何性质。
知识梳理
1.平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
2.焦点在x轴上的椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),焦点坐标为(±c,0),焦点在y轴上的椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),焦点坐标为(0,±c).其中a,b,c的关系为 a2=b2+c2.
3.椭圆的简单几何性质
标准方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
图形
范围
-a≤x≤a
-b≤y≤b
-a≤y≤a
-b≤x≤b
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:(0,0)
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,c),F2(0,-c)
焦距
|F1F2|=2c
顶点
A1(-a,0),A2(a,0);
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a);
B1(-b,0),B2(b,0)
轴长
长轴长2a,短轴长2b
离心率
e=∈(0,1)
4.点与椭圆的位置关系
设点P(x0,y0),椭圆+=1(a>b>0).
5.直线与椭圆的位置关系及判定
位置关系
公共点个数
组成的方程组的解
判定方法(利用判别式Δ)
相交
2个
2个解
Δ>0
相切
1个
1个解
Δ=0
相离
0个
无解
Δ<0
名师导学
知识点1 椭圆定义的应用
【例1-1】(1)已知定点F1,F2,其中F1(-4,0),F2(4,0),动点P满足|PF1|+|PF2|=8,则动点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.圆
C.直线 D.线段
(2)若P是以F1,F2为焦点的椭圆+=1上一点,则△PF1F2的周长等于( )
A.16 B.18
C.20 D.不确定
【例1-2】若方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆,则实数m的取值范围是( )
A.-9<m<16 B.-9<m<
C.<m<16 D.m>
【变式训练1-1】设F1,F2是椭圆+=1的两个焦点,P是椭圆上一点,且点P到两个焦点的距离之差为2,则△PF1F2是( )
A.钝角三角形 B.锐角三角形
C.斜三角形 D.直角三角形
【变式训练1-2】若方程x2+ky2=3表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围是________.
知识点2 求椭圆的标准方程
【例2-1】求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)焦点坐标分别为(0,-2),(0,2),且经过点(4,3);
(2)a=8,c=6;
(3)经过两点(,-2),(-2,1).
【变式训练2-1】已知F1(-1,0),F2(1,0)是椭圆C的两个焦点,过F2且垂直于x轴的直线交椭圆C于A,B两点,且|AB|=3,则椭圆C的方程为( )
A.+y2=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
知识点3 椭圆的简单几何性质
【例3-1】求椭圆4x2+9y2=36的长轴长、焦距、焦点坐标、顶点坐标和离心率.
【变式训练3-1】若直线x-2y+2=0经过椭圆的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的标准方程为( )
A.+y2=1
B.+=1
C.+y2=1或+=1
D.以上答案都不对
知识点4 根据椭圆的性质求椭圆的方程
【例4-1】根据下列条件,求椭圆的标准方程.
(1)长轴长为10,离心率为;
(2)焦点在x轴上,且一个焦点与短轴的两个端点的连线互相垂直,焦距为6.
【变式训练4-1】(1)已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,离心率为,且椭圆C上一点到两个焦点的距离之和为12,则椭圆C的标准方程为________________.
(2)若椭圆+=1的离心率为,则m=__________.
知识点5 椭圆离心率的应用
【例5-1】我国自主研制的第一个月球探测器——“嫦娥一号”卫星在西昌卫星发射中心成功发射后,在地球轨道上经历3次调相轨道变轨,奔向月球,进入月球轨道,“嫦娥一号”轨道是以地心为一个焦点的椭圆,设地球半径为R,卫星近地点,远地点离地面的距离分别是,(如图所示),则“嫦娥一号”卫星轨道的离心率为( )
A. B.
C. D.
【例5-2】若椭圆上存在点P,使得P到两个焦点的距离之比为2∶1,求这个椭圆离心率的取值范围.
【变式训练5-1】已知直线l:y=kx与椭圆C:+=1(a>b>0)交于A,B两点,其中右焦点F的坐标为(c,0),且AF与BF垂直,则椭圆C的离心率的取值范围为( )
A.[,1 ) B.(0,)
C.(,1 ) D.(0, ]
知识点6 直线与椭圆的位置关系
【例6-1】已知椭圆C:+y2=1.
(1)若(,n)在椭圆内,求实数n的取值范围;
(2)m为何值时,直线y=x+m与椭圆C相交、相切、相离?
【变式训练6-1】直线y=x+2与椭圆+=1有两个公共点,则m的取值范围是( )
A.m>1 B.m>1且m≠3
C.m>3 D.m>0且m≠3
知识点7 弦长问题
【例7-1】求直线y=x+1被椭圆+=1所截得的弦长.
【变式训练7-1】已知直线l:y=kx+1与椭圆+y2=1交于M,N两点,且|MN|=,则k=________.
知识点8 直线与椭圆的综合应用
【例8-1】设椭圆C:+y2=1的右焦点为F,过F的直线l与椭圆C交于A,B两点,点M的坐标为(2,0).
(1)当l与x轴垂直时,求直线AM的方程;
(2)设O为坐标原点,证明:∠OMA=∠OMB.
【变式训练8-1】如果点M(x,y)在运动过程中总满足关系式 +=4.
(1)说明M的轨迹是什么曲线并求出它的轨迹方程;
(2)设直线l:y=-x+m(m∈R)与点M的轨迹交于不同两点A,B,且|AB|=3,若点P(x0,2)满足(+)·=0,求x0.
名师导练
3.1.1椭圆及其标准方程
A组-[应知应会]
1.对于m,n,“mn>0”是“方程mx2+ny2=1表示的曲线是椭圆”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.方程 + =2表示( )
A.椭圆 B.圆
C.直线 D.线段
3.椭圆5x2+ky2=5的一个焦点是(0,2),则k的值为( )
A.1 B.-
C. D.25
4.已知△ABC的周长为18,|AB|=8,A(-4,0),B(4,0),|CA|b>0)的两个焦点,则椭圆C上满足∠F1PF2=90°的点P的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.4
6.已知焦点在x轴上的椭圆标准方程为+y2=1(a>0),过焦点F作x轴的垂线交椭圆于A,B两点,且|AB|=1,则该椭圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
7.已知F1(-c,0),F2(c,0)为椭圆+=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆上一点,且·=c2,则此椭圆离心率的取值范围是________.
8.已知F1,F2是椭圆+=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆短轴的端点,且∠F1PF2=90°,则该椭圆的离心率为________.
9.设F1,F2为椭圆C:+=1的两个焦点,M为椭圆C上一点且在第一象限.若△MF1F2为等腰三角形,则M的坐标为________.
10.已知椭圆的中心在原点,对称轴是坐标轴,离心率e=,且过点P(2,3),求此椭圆的标准方程.
11.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的上顶点坐标为(0,),离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设P为椭圆上一点,A为椭圆左顶点,F为椭圆右焦点,求·的取值范围.
12.在平面直角坐标系xOy中,椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0).已知点(1,e)和都在椭圆上,其中e为椭圆的离心率.求椭圆的标准方程.
B组-[素养提升]
已知椭圆+=1的左焦点为F,点P在椭圆上且在x轴的上方,若线段PF的中点在以原点O为圆心,|OF|为半径的圆上,则直线PF的斜率是________.
3.1.3直线与椭圆的位置关系
A组-[应知应会]
1.过椭圆+=1(a>)的焦点,作垂直于x轴的直线,交椭圆于A,B两点,若|AB|=,则a的值为( )
A.4 B.2
C.3 D.9
2.过坐标原点,作斜率为的直线,交椭圆+=1于A,B两点,则|AB|的长为( )
A.2 B.4
C. D.
3.已知圆M:x2+y2+2mx-3=0(m<0)的半径为2,椭圆C:+=1的左焦点为F(-c,0),若经过F点且垂直于x轴的直线l与圆M相切,则a的值为( )
A. B.1
C.2 D.4
4.设直线l过椭圆C的一个焦点,且与C的一条对称轴垂直,l与C交于A,B两点,|AB|为长轴长的一半,则C的离心率为( )
A. B.
C. D.
5.已知F1(-3,0),F2(3,0)是椭圆+=1(a>b>0)的两个焦点,P在椭圆上,∠F1PF2=α,且当α=时,△F1PF2的面积最大,则椭圆的标准方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
6.在焦距为2c的椭圆M:+=1(a>b>0)上,F1,F2是椭圆的两个焦点,则“bb>0)的左、右焦点,经过F1的直线交椭圆C于A,B两点,若△F2AB是面积为4的等边三角形,则椭圆C的方程为________________.
9.(怀化模拟)已知椭圆+=1(a>b>0)的两焦点分别为F1,F2,若椭圆上存在点P,使得∠F1PF2=120°,则椭圆的离心率的取值范围是________.
10.(抚顺模拟)M(,1)在椭圆C:+=1(a>b>0)上,且点M到椭圆两焦点的距离之和为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知动直线y=k(x+1)与椭圆C相交于A,B两点,若P-,0,求证:·为定值.
11.已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,且焦点在x轴上,又椭圆截直线y=x+2所得线段长为,求椭圆的标准方程.
12.设F1,F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左,右焦点,M是椭圆C上一点且MF2与x轴垂直,直线MF1与椭圆C的另一个交点为N.
(1)若直线MN的斜率为,求C的离心率;
(2)若直线MN在y轴上的截距为2,且|MN|=5|F1N|,求a,b.
B组-[素养提升]
(日照模拟)已知椭圆E:+=1的一个顶点为H(2,0),对于x轴上的点P(t,0),椭圆E上存在点M,使得MP⊥MH,则实数t的取值范围是________.
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