





第12讲 椭圆(十大题型)-暑假高一升高二数学衔接知识自学讲义(苏教版)
展开第12讲 椭圆
【题型归纳目录】
题型一:椭圆的定义
题型二:求椭圆的标准方程
题型三:椭圆的综合问题
题型四:轨迹方程
题型五:椭圆的简单几何性质
题型六:求椭圆的离心率
题型七:求椭圆离心率的取值范围
题型八:由椭圆离心率求参数的取值范围
题型九:椭圆中的范围与最值问题
题型十:焦点三角形
【知识点梳理】
知识点一:椭圆的定义
平面内一个动点到两个定点、的距离之和等于常数(),这个动点的轨迹叫椭圆.这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫作椭圆的焦距.
知识点诠释:
若,则动点的轨迹为线段;
若,则动点的轨迹无图形.
知识点二:椭圆的标准方程
1、当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;
2、当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;
知识点诠释:
(1)这里的“标准”指的是中心在坐标原点,对称轴为坐标轴建立直角坐标系时,才能得到椭圆的标准方程;
(2)在椭圆的两种标准方程中,都有和;
(3)椭圆的焦点总在长轴上.当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,;当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,;
(4) 在两种标准方程中,∵a2>b2,∴可以根据分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上.
知识点三:求椭圆的标准方程
求椭圆的标准方程主要用到以下几种方法:
(1)待定系数法:①若能够根据题目中条件确定焦点位置,可先设出标准方程,再由题设确定方程中的参数a,b,即:“先定型,再定量”.②由题目中条件不能确定焦点位置,一般需分类讨论;有时也可设其方程的一般式:.
(2)定义法:先分析题设条件,判断出动点的轨迹,然后根据椭圆的定义确定方程,即“先定型,再定量”。利用该方法求标准方程时,要注意是否需先建立平面直角坐标系再解题.
知识点四:椭圆的简单几何性质
我们根据椭圆来研究椭圆的简单几何性质
椭圆的范围
椭圆上所有的点都位于直线x=±a和y=±b所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足|x|≤a,|y|≤b.
椭圆的对称性
对于椭圆标准方程,把x换成-x,或把y换成-y,或把x、y同时换成-x、-y,方程都不变,所以椭圆是以x轴、y轴为对称轴的轴对称图形,且是以原点为对称中心的中心对称图形,这个对称中心称为椭圆的中心。
椭圆的顶点
①椭圆的对称轴与椭圆的交点称为椭圆的顶点。
②椭圆(a>b>0)与坐标轴的四个交点即为椭圆的四个顶点,坐标分别为A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)。
③线段A1A2,B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴,|A1A2|=2a,|B1B2|=2b。a和b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
椭圆的离心率
①椭圆的焦距与长轴长度的比叫做椭圆的离心率,用e表示,记作.
②因为a>c>0,所以e的取值范围是0<e<1。e越接近1,则c就越接近a,从而越小,因此椭圆越扁;反之,e越接近于0,c就越接近0,从而b越接近于a,这时椭圆就越接近于圆。当且仅当a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,方程为x2+y2=a2。
知识点五:椭圆标准方程中的三个量a、b、c的几何意义
椭圆标准方程中,a、b、c三个量的大小与坐标系无关,是由椭圆本身的形状大小所确定的,分别表示椭圆的长半轴长、短半轴长和半焦距长,均为正数,且三个量的大小关系为:a>b>0,a>c>0,且a2=b2+c2。
可借助下图帮助记忆:
a、b、c恰构成一个直角三角形的三条边,其中a是斜边,b、c为两条直角边。
和a、b、c有关的椭圆问题常与与焦点三角形有关,这样的问题考虑到用椭圆的定义及余弦定理(或勾股定理)、三角形面积公式相结合的方法进行计算与解题,将有关线段、、,有关角()结合起来,建立、之间的关系.
知识点六:椭圆两个标准方程几何性质的比较
标准方程
图形
性质
焦点
,
,
焦距
范围
,
,
对称性
关于x轴、y轴和原点对称
顶点
,
,
轴
长轴长=,短轴长=
离心率
知识点诠释:椭圆,(a>b>0)的相同点为形状、大小都相同,参数间的关系都有a>b>0和,a2=b2+c2;不同点为两种椭圆的位置不同,它们的焦点坐标也不相同;
椭圆的焦点总在长轴上,因此已知标准方程,判断焦点位置的方法是:看x2、y2的分母的大小,哪个分母大,焦点就在哪个坐标轴上。
【典例例题】
题型一:椭圆的定义
【例1】(2023·四川南充·高二四川省南充高级中学校考期末)设定点,,动点P满足条件,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】A
【解析】因为,,所以,
所以,所以点P的轨迹是以,为焦点的椭圆.
故选:A.
【对点训练1】(2023·高二课时练习)设分别为椭圆的左右焦点,过的直线交椭圆于A、B两点,则的周长为( )
A.12 B.24 C. D.
【答案】D
【解析】由题意可得,对于椭圆有长半轴长,
又过的直线交椭圆于A、B两点,
故的周长
,
故选:D
【对点训练2】(2023·高二课时练习)已知,动点C满足,则点C的轨迹是( )
A.椭圆 B.直线
C.线段 D.点
【答案】C
【解析】因为,
所以,知点C的轨迹是线段AB.
故选:C.
【对点训练3】(2023·上海静安·高二校考期中)设是椭圆上的动点,则到该椭圆的两个焦点距离之和为( )
A. B. C.4 D.
【答案】D
【解析】椭圆,则,所以,
因为是椭圆上的动点,则到该椭圆的两个焦点距离之和为.
故选:D
题型二:求椭圆的标准方程
【例2】(2023·甘肃武威·高二校考开学考试)(1)已知椭圆的焦点为,,点是椭圆上的一个点,求椭圆的标准方程;
(2)已知椭圆中,且,求椭圆的标准方程.
【解析】(1)显然椭圆的焦点在y轴上,设椭圆的方程为,
则,解得:,
椭圆方程为:
(2)因为,,解得:,
又因为,所以,
椭圆的标准方程为或.
【对点训练4】(2023·高二课时练习)求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1),,焦点在x轴上;
(2),,焦点在y轴上;
(3),.
【解析】(1)∵,,椭圆焦点在x轴上,∴其标准方程为:;
(2)∵,,∴,
∵椭圆焦点在y轴上,∴其标准方程为:;
(3)∵,,∴,
因为椭圆焦点位置不确定,其标准方程为:或.
【对点训练5】(2023·四川资阳·高二四川省资阳中学校考期中)求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)一个焦点坐标为(2,0),短轴长为2;
(2)经过点和点.
【解析】(1)因为椭圆的一个焦点坐标为(2,0),短轴长为2;
所以椭圆的焦点在轴上,设其方程为,
所以,所以,
所以椭圆的标准方程为,
(2)设椭圆的方程为,
因为椭圆经过点和点,
所以,解得,
所以椭圆的标准方程为.
【对点训练6】(2023·广东梅州·高二校考阶段练习)求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点在轴上,长轴长为4,焦距为2;
(2)经过两点.
(3)经过点,且与椭圆有共同的焦点;
【解析】(1)∵椭圆的焦点在x轴上,
∴设椭圆的方程为(),
∵长轴长为4,焦距为2,
∴,,
∴,,
∴,
∴椭圆的方程为;
(2)设所求椭圆的方程,
将代入上式得,解得,
所以所求椭圆的标准方程为;
(3)椭圆,即,故,
焦点为,,
设所求椭圆的标准方程,
所以,解得,
所以所求椭圆的标准方程为.
题型三:椭圆的综合问题
【例3】(多选题)(2023·河南·高二校联考阶段练习)已知椭圆的两个焦点为是椭圆上的动点,且的面积最大值是,则下列结论中正确的是( )
A.椭圆的离心率是
B.若是左,右端点,则的最大值为
C.若点坐标是,则过的的切线方程是
D.若过原点的直线交于两点,则
【答案】BD
【解析】的面积最大值是,则,椭圆方程.
,椭圆离心率,A选项错误;
若是椭圆的左,右端点,则,以为焦点作新椭圆, P为两个椭圆的交点,当新椭圆短轴最长时最大,所以当P为椭圆的上顶点或下顶点时,有最大值为,B选项正确;
点在椭圆上,过点的的切线斜率显然存在,设切线方程为,
代入椭圆方程消去y得,
由,解得,
则切线方程为,即,故C选项错误;
设,都在椭圆上,有和,
两式相减得,,,
,D选项正确.
故选:BD.
【对点训练7】(多选题)(2023·云南楚雄·高二统考期末)已知椭圆:的焦点分别为,,为上的动点,则( )
A.的周长为 B.的最大值为
C.的长轴长为 D.的离心率为
【答案】CD
【解析】对A,因为,,所以,,.
因为焦点在轴上,所以的周长为,故A选项错误;
对B,根据结论知的最大值为,故B选项错误;
对C,长轴长为,故C选项正确;
对D,离心率为,故D正确.
故选:CD
【对点训练8】(多选题)(2023·吉林长春·高二校考期末)设椭圆的左右焦点为,,P是C上的动点,则下列结论正确的是( ).
A.
B.P到最小的距离是2
C.面积的最大值为6
D.点P到直线的最小距离是
【答案】AD
【解析】由椭圆方程可得:,则,
对A:根据椭圆的定义可得,A正确;
对B:根据椭圆性质可知当P是椭圆的左顶点时,P到的距离最小,最小值为,B错误;
对C:根据椭圆性质可知当P是椭圆的上顶点时,的面积最大,最大值为,C错误;
对D:设,则P到直线的距离,
其中,当且仅当时等号成立,D正确.
故选:AD.
【对点训练9】(多选题)(2023·福建·高二福建师大附中校考期中)已知点F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,点P是椭圆上的一点(异于左、右顶点),若存在以为半径的圆内切于,则该椭圆的离心率可能为( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】由椭圆性质可得:的面积满足,
又存在以c为半径的圆内切于,
∴,
∴a+c≤b,
∴(a+c)2≤2b2=2(a2-c2),
∴3c2+2ac-a2≤0,
∴3e2+2e-1≤0,
又,
解得,
故选:CD.
【对点训练10】(2023·广西·高二校联考期中)已知椭圆的长轴长是短轴长的倍,且椭圆C经过点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设O为坐标原点,过右焦点F的直线l与椭圆C交于A,B两点.求使面积最大时直线l的方程.
【解析】(1)因为长轴长是短轴长的倍,则,
所以椭圆C的方程为,
把点的坐标代入上式,得,可得,所以,
故椭圆C的方程为.
(2)易知右焦点F的坐标为,
若直线l的斜率为0,则O,A,B三点不能构成三角形,
所以直线l的斜率不为0,设直线l的方程为,
联立方程组,消去x,得,
判别式,
设,则,,
.
令,则,
当且仅当时,等号成立,即,解得,
所以此时直线l的方程为或.
【对点训练11】(2023·高二课时练习)在椭圆内有一点,过点A的直线l的斜率为-1,且与椭圆交于B,C两点,线段BC的中点恰好是A,试求椭圆的方程.
【解析】设过A点的直线l与椭圆交于,,如图所示.
所以,
两式相减得,
∴.
∵A为的中点,
∴,,即.
由题意:,所以,即.
∴所求椭圆方程为.
【对点训练12】(2023·广东江门·高二台山市华侨中学校考期中)已知椭圆的长轴长是,焦点坐标分别是,.
(1)求这个椭圆的标准方程及离心率;
(2)如果直线与这个椭圆交于两不同的点,求的取值范围.
【解析】(1)由题意可得, ,
所以,,
所以椭圆的方程为:;;
(2)由,可得,
因为直线与这个椭圆交于两不同的点,
所以,
解得,
所以的取值范围为.
【对点训练13】(2023·浙江宁波·高二校考期中)已知椭圆的焦点在轴上,长轴长为4,离心率.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线:与椭圆有两个交点,求实数的取值范围.
【解析】(1)由题意可知,,解得,
故椭圆标准方程为.
(2)由,消去,得,
因为直线与椭圆有两个交点,
所以,即,解得,
所以实数的取值范围为.
【对点训练14】(2023·全国·高二专题练习)已知点P在椭圆上,为椭圆的两个焦点,求的取值范围.
【解析】由题可知,,
因为,
∴时,有最大值,或时,有最小值,
即的取值范围为.
题型四:轨迹方程
【例4】(2023·高二课时练习)已知的三边a,b,c成等差数列,且,A、C两点的坐标分别为,则顶点B的轨迹方程为__________.
【答案】
【解析】因为的三边a,b,c成等差数列,A、C两点的坐标分别为,
所以,即,
所以点B的轨迹满足椭圆的定义,此椭圆是以A、C为焦点,长轴长为4的椭圆,
故椭圆方程为,
因为,所以,所以,
又因为B、A、C三点构成,所以B、A、C三点不能在一条直线上,所以,
所以顶点B的轨迹方程为.
故答案为:
【对点训练15】(2023·高二课时练习)的两个顶点坐标分别是和,边,所在直线的斜率的乘积是,则顶点A的轨迹方程是________.
【答案】
【解析】设顶点A的坐标为,由题意得,化简整理,得,
又是的三个顶点,所以三点不共线,因此y≠±6,
所以顶点A的轨迹方程为.
故答案为:
【对点训练16】(2023·上海静安·高二校考期中)已知为椭圆上一动点,记原点为,若,则点的轨迹方程为______.
【答案】
【解析】设点,由得点,而点为椭圆上的任意一点,
所以,整理得,
所以点的轨迹方程是.
故答案为:
【对点训练17】(2023·福建泉州·高二统考期末)已知P是圆上任一点,,线段PA的垂直平分线l和半径CP交于点Q,当点P在圆上运动时,点Q的轨迹方程为___________.
【答案】
【解析】圆的圆心,半径,点Q在线段PA的中垂线l上,如图,
有,则,
因此点Q的轨迹是以A,C为焦点,实轴长的椭圆,则虚半轴长,
所以点Q的轨迹方程为.
故答案为:
【对点训练18】(2023·青海西宁·高二期末)一个动圆与圆外切,与圆内切,则这个动圆圆心的轨迹方程为__________.
【答案】
【解析】设动圆圆心为,半径为,根据题意知:,,
所以,所以圆心的轨迹为椭圆.
其中,,故,
因为焦点在轴上,故圆心轨迹方程为:.
故答案为:.
【对点训练19】(2023·高二课时练习)到直线x+3y=0和x-3y=0的距离的平方和为18的动点P的轨迹方程为______.
【答案】
【解析】设动点的坐标为,
因为点到直线x+3y=0和x-3y=0的距离的平方和为18,
所以,
所以,即.
故答案为:.
【对点训练20】(2023·上海·高二专题练习)一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程为______.
【答案】
【解析】圆,即,圆心为,,
圆,即,圆心为,,
设动圆的圆心为,半径为,
由题意得,,
则,
所以动圆的圆心为的轨迹是以为焦点的椭圆,
可设方程为,则,,
所以,,
所以动圆圆心的轨迹方程为.
故答案为:.
【对点训练21】(2023·辽宁大连·高二大连八中校考期中)在平面直角坐标系中,若动点始终满足关系式,则动点的轨迹方程为__________.
【答案】.
【解析】由平面上两点间的距离公式可知,到与的距离之和为8,
又与两点间的距离为4,且,
所以轨迹是以,为焦点的椭圆,
其中,所以.
故点的轨迹方程为.
故答案为:.
题型五:椭圆的简单几何性质
【例5】(2023·上海虹口·高二上海市复兴高级中学校考期中)椭圆的焦距为______.
【答案】
【解析】因为椭圆,即,
所以,即,
所以焦距为.
故答案为:
【对点训练22】(2023·广东梅州·高二统考期末)已知椭圆的左、右焦点分别为点、,若椭圆上顶点为点,且为等腰直角三角形,则______.
【答案】8
【解析】椭圆,故,为等腰直角三角形,故,
故,即,.
故答案为:
【对点训练23】(2023·天津宁河·高二校考阶段练习)椭圆的一个焦点是,则实数的值为________.
【答案】2
【解析】变形得到,
因为椭圆的一个焦点是,在轴上,
故,解得:.
故答案为:2
【对点训练24】(2023·河北石家庄·高二正定中学校考阶段练习)若椭圆的离心率为,则椭圆的长轴长为___________.
【答案】或
【解析】因为椭圆的离心率为,易知,
当时,椭圆焦点在轴上,,,
所以,解得,则,所以椭圆的长轴长为.
当时,椭圆焦点在轴上,,,
所以,得,满足题意,
此时,所以椭圆的长轴长为.
故答案为:或.
【对点训练25】(2023·高二课时练习)椭圆的内接正方形的周长为__________.
【答案】/19.2
【解析】根据椭圆和正方形的对称性,不妨设椭圆的内接正方形在第一象限的一个顶点为,
则,所以周长为,
故答案为:
【对点训练26】(2023·高二课时练习)已知点(m,n)在椭圆8x2+3y2=24上,则m的取值范围是________.
【答案】
【解析】因为点(m,n)在椭圆8x2+3y2=24上,即在椭圆上,
所以点(m,n)满足椭圆的范围,
因此,即.
故答案为:.
题型六:求椭圆的离心率
【例6】(2023·陕西西安·高二长安一中校考期末)已知过椭圆的左焦点的直线与椭圆交于不同的两点,,与轴交于点,若点,是线段的三等分点,则该椭圆的离心率为_______.
【答案】
【解析】
由已知可知,点,是线段的三等分点,则 为 的中点,右焦点为,所以,
所以 x 轴,由椭圆方程 得A 点的坐标为,,
关于 对称,易知 B 点坐标
将其代入椭圆方程得得,
所以离心率为.
故答案为: .
【对点训练27】(2023·江苏南京·高二南京市第一中学校考阶段练习)设,是椭圆E:的左、右焦点,过点且倾斜角为的直线l与直线相交于点P,若为等腰三角形,则椭圆E的离心率e的值是______.
【答案】/
【解析】由题可得直线l的方程为,
由,解得,则,
由于为等腰三角形,所以,
所以,
可得,,.
故答案为:.
【对点训练28】(2023·上海浦东新·高二统考期中)如图所示,为完成一项探月工程,某月球探测器飞行到月球附近时,首先在以月球球心F为圆心的圆形轨道Ⅰ上绕月球飞行,然后在P点处变轨进入以F为一个焦点的椭圆轨道Ⅱ绕月球飞行,最后在Q点处变轨进入以F为圆心的圆形轨道Ⅲ绕月球飞行,设圆形轨道Ⅰ的半径为R,圆形轨道Ⅲ的半径为r,则椭圆轨道Ⅱ的离心率为_________.(用R、r表示)
【答案】
【解析】由F为椭圆轨道Ⅱ的焦点,若分别为长轴长、焦距,则,故,
所以椭圆轨道Ⅱ的离心率为.
故答案为:
【对点训练29】(2023·福建厦门·高二厦门一中校考阶段练习)直线不与轴重合,经过点,椭圆上存在两点、关于对称,中点的横坐标为.若,则椭圆的离心率为_________.
【答案】/
【解析】设,,,则,
两式相减得,即,
所以,因为是垂直平分线,有,
所以,即,化简得,
∵,∴.
故答案为:
【对点训练30】(2023·浙江·高二浙江省开化中学校联考期中)已知椭圆的左右顶点为,,点为直线上一点,若的外接圆的面积的最小值为,则该椭圆的离心率为______.
【答案】/
【解析】若为外接圆的圆心,半径为,则,故,
由外接圆圆心为各边中垂线的交点知:必在轴上(不妨令其在轴上方),
所以,故,则.
故答案为:
【对点训练31】(2023·河南洛阳·高二校考阶段练习)已知椭圆,是它的右焦点,是它的左顶点,为直线上一点,是底角为的等腰三角形,则的离心率为________.
【答案】/0.5
【解析】由题意可知:,,
∴ , ∴,
∴,∴,.
故答案为:.
题型七:求椭圆离心率的取值范围
【例7】(2023·广东深圳·高二统考期末)已知O为坐标原点,直线与椭圆交于A,B两点,P为的中点,直线的斜率为,若,则椭圆的离心率的取值范围为_____________.
【答案】.
【解析】设,,
则,
所以,得.
将A、B两点坐标代入椭圆方程,得,
两式相减,得,有,所以,
由,得,即,
由,得,即,解得,
所以椭圆的离心率的取值范围为.
故答案为:.
【对点训练32】(2023·福建龙岩·高二校联考期中)椭圆上有且仅有4个不同的点满足,其中,则椭圆C的离心率的取值范围为________.
【答案】
【解析】设点,由得,
化简得,
依题意得圆与椭圆有四个交点,
所以,即,即,所以,
所以.
故答案为:.
【对点训练33】(2023·全国·高二专题练习)已知,是椭圆的左、右焦点,若椭圆上存在点,使,则椭圆的离心率的取值范围是______
【答案】
【解析】由椭圆性质知:当为椭圆上下顶点时最大,
所以椭圆上存在点使,
只需最大的情况下,有,
又椭圆离心率,故.
故答案为:
【对点训练34】(2023·高二课时练习)已知椭圆C:(),点A,B为长轴的两个端点,若在椭圆上存在点P,使,则椭圆的离心率的取值范围是______.
【答案】
【解析】由题可知,,设,
由点P在椭圆上,得,
所以,
可得,
所以.
故答案为:.
【对点训练35】(2023·全国·高二专题练习)已知,是椭圆的两个焦点,为椭圆上一点,,则椭圆离心率的取值范围为____.
【答案】
【解析】设,由椭圆的定义得:,
由余弦定理,得:.
又,当且仅当时,取最大值,
于是,
所以
且,.
故答案为: .
【对点训练36】(2023·江苏淮安·高二统考期末)已知椭圆的两个焦点是,满足的点总在椭圆的内部,则椭圆的离心率的取值范围是 _______________.
【答案】
【解析】因为,所以以为直径的圆始终在椭圆内部,
即椭圆的短轴两个端点在圆外部,可得,即,
即,可得.
故答案为:.
【对点训练37】(2023·河南·高二校联考期末)已知椭圆的半焦距为,且满足,则该椭圆的离心率的取值范围是__________.
【答案】
【解析】由,得,,
两边除以得,又,解得.
故答案为:
【对点训练38】(2023·北京海淀·高二统考期末)椭圆的左、右顶点分别为、,若椭圆上存在点,使,则椭圆的离心率的取值范围为__________.
【答案】
【解析】如图,当在椭圆上顶点时,最大,
此时,即可,
则,得,即,
所以,即,得,
所以,即椭圆的离心率.
故答案为:
题型八:由椭圆离心率求参数的取值范围
【例8】(2023·广东阳江·高二校考期末)已知焦点在轴上的椭圆的离心率为,则的值为______.
【答案】
【解析】由已知可得,,可得,,
所以,,解得.
故答案为:.
【对点训练39】(2023·四川乐山·高二校考期中)已知焦点在y轴上的椭圆,其离心率为,则实数m的值是___________.
【答案】/0.25
【解析】因为焦点在y轴上的椭圆,故,
又,所以.
故答案为:
【对点训练40】(2023·全国·高二专题练习)已知椭圆C的离心率为,则椭圆C的长轴长与短轴长的比值为______.
【答案】/
【解析】由题设,解得,
所以长轴长与短轴长的比值为.
故答案为:
【对点训练41】(2023·全国·高二专题练习)已知椭圆的左、右焦点分别为,,右顶点为,且离心率为,求短轴长为______.
【答案】
【解析】由题意,椭圆的右顶点为,可得,
又由椭圆的离心率为,即,可得,
所以,所以,即椭圆的短轴长为.
故答案为:.
题型九:椭圆中的范围与最值问题
【例9】(2023·上海宝山·高二上海市行知中学校考期中)椭圆的焦点为,点为其上的动点,当为锐角时,点横坐标的取值范围为_______.
【答案】
【解析】当为锐角时,则向量数量积大于零,
由椭圆方程可得,,
设,
则①,
又②,
①②联立化简得,
解得或,所以,
故答案为:
【对点训练42】(2023·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考阶段练习)已知椭圆C:,,为椭圆的左右焦点.若点P是椭圆上的一个动点,点A的坐标为(2,1),则的范围为_____.
【答案】
【解析】由椭圆标准方程可知,
又点P在椭圆上,根据椭圆定义可得,所以
所以
易知,当且仅当三点共线时等号成立;
又,所以;
即的范围为.
故答案为:
【对点训练43】(2023·全国·高二专题练习)已知分别是椭圆的左、右焦点,点是圆上的一个动点,则的取值范围是_________.
【答案】[3,5]
【解析】椭圆方程
椭圆的焦点
由在圆上,设,
•
的取值范围[3,5].
故答案为:[3,5].
【对点训练44】(2023·全国·高二专题练习)已知为椭圆的左焦点,P为椭圆上一点,则的取值范围为_________.
【答案】[1,3]
【解析】由题意,,设,则,所以,因为,所以的范围是.
故答案为:.
【对点训练45】(2023·上海浦东新·高二上海南汇中学校考期中)设P是椭圆上任意一点,F为C的右焦点,的最小值为,则椭圆C的长轴长为______.
【答案】
【解析】的最小值为,即,解得,长轴长为.
故答案为:
【对点训练46】(2023·河南周口·高二校联考阶段练习)已知椭圆的右顶点为A,上顶点为B,则椭圆上的一动点M到直线AB距离的最大值为______.
【答案】
【解析】由椭圆,可得,
故直线AB的方程为,与AB平行且与椭圆相切的直线可设为,
代入椭圆方程整理,得,
则,解得,
当时,与之间的距离为;
当时,与间的距离为,
故椭圆上的一动点M到直线AB距离的最大值为,
故答案为:
【对点训练47】(2023·贵州遵义·高二习水县第五中学校联考期末)已知点是椭圆上一动点,是圆上一动点,点,则的最大值为__________.
【答案】8
【解析】如图,
由,得,则,
则圆的圆心是椭圆的左焦点,椭圆的右焦点为,
由椭圆的定义得,
所以,
又,
所以,
,
故答案为:8
【对点训练48】(2023·陕西宝鸡·高二校联考阶段练习)已知点在椭圆上运动,点在圆上运动,则的最大值为 ______
【答案】6
【解析】圆的方程为,
圆心,半径,
设,则,,
到圆心的距离,
又 当时,取得最大值,
的最大值为: ,
故答案为:.
【对点训练49】(2023·四川遂宁·高二遂宁中学校考阶段练习)已知F是椭圆的左焦点,P为椭圆上的动点,椭圆内部一点M的坐标是,则的最大值是______.
【答案】21
【解析】由椭圆 得,则椭圆右焦点为,点M在椭圆内部,如图所示,
则
故答案为:21.
题型十:焦点三角形
【例10】(2023·高二课时练习)已知椭圆的两个焦点是、,M是此椭圆上一点,且,则的面积为______.
【答案】
【解析】由题知,,,
因为点在椭圆上,所以,
所以,
又因为,
所以,
所以,
从而.
故答案为:
【对点训练50】(2023·上海黄浦·高二上海市大同中学校考期中)设和为椭圆的两个焦点,点在椭圆上,且满足,则的面积是__________.
【答案】/
【解析】椭圆,即,所以,,,
因为,所以点为短轴顶点,所以.
故答案为:
【对点训练51】(2023·广西南宁·高二统考开学考试)已知点是椭圆上的一点,且位于第一象限内,以点及焦点、为顶点的三角形的面积等于1,则点的坐标为______.
【答案】
【解析】椭圆的焦点,,设点,
依题意,,又,于是,
所以点的坐标为.
故答案为:
【对点训练52】(2023·河南开封·高二校考阶段练习)设,是椭圆的两个焦点,P是椭圆上的点,且,则的面积为________.
【答案】24
【解析】由椭圆的方程可得:,,
,
,
,且根据椭圆的定义可得:,
,,
则在中,
,
,
故答案为:24.
【对点训练53】(2023·江苏盐城·高二江苏省响水中学校考期中)设,是椭圆:的两个焦点,为椭圆上的点,当时,的面积为_______.
【答案】4
【解析】∵,;∴,因为,所以,
设,,
则①,②,
由①2﹣②得,
∴.
故答案为:4.
【对点训练54】(2023·北京海淀·高二北京市十一学校校考期中)设是椭圆的左,右焦点,点在上,为坐标原点,且,则的面积为___________.
【答案】7
【解析】由题意得,,,,∴在以线段为直径的圆上,
∴,∴①,
由椭圆的定义知,②,由①②,解得,
.
故答案为:7.
【对点训练55】(2023·广东深圳·高二深圳中学校考期末)已知椭圆的两个焦点分别为,,为椭圆上一点,且,则的值为 __.
【答案】2
【解析】,;,,
设,,为椭圆上一点,①,
,②,
由①②得,
.
故答案为:2.
【对点训练56】(2023·高二单元测试)椭圆的焦点为点在椭圆上,若则的大小为___.
【答案】
【解析】,.
在中,,
.
故答案为:.
【对点训练57】(2023·高二单元测试)椭圆的两个焦点为、,点P在椭圆C上,且,,,则椭圆C的方程为___________.
【答案】
【解析】∵,,,
∴,又,
∴,,
∴,
∴,
∴椭圆C的方程为.
故答案为:.
【对点训练58】(2023·广东佛山·高二佛山市南海区桂城中学校考阶段练习)椭圆(为非零常数)的焦点分别为,点在椭圆上.如果线段的中点在轴上,那么等于_________.
【答案】
【解析】由,可知,,所以,
∵线段PF1的中点M在y轴上,且原点为线段的中点,
所以,所以轴,
,由椭圆的定义知,则
∴.
故答案为:7
【过关测试】
一、单选题
1.(2023·四川宜宾·高二宜宾市叙州区第一中学校校考期末)设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【答案】B
【解析】方法一:因为,所以,
从而,所以.
故选:B.
方法二:
因为,所以,由椭圆方程可知,,
所以,又,平方得:
,所以.
故选:B.
2.(2023·重庆长寿·高二统考期末)下列椭圆中最接近于圆的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为椭圆的离心率为,
对于椭圆而言,若椭圆的离心率越接近于零,则该椭圆越接近于圆.
对于A选项,椭圆的离心率为,
对于B选项,椭圆的离心率为,
对于C选项,椭圆的离心率为,
对于D选项,椭圆的离心率为,
因为,故D选项中的椭圆越接近于圆.
故选:D.
3.(2023·江苏扬州·高二统考开学考试)若将一个椭圆绕其中心旋转90°,所得椭圆短轴两顶点恰好是旋转前椭圆的两焦点,这样的椭圆称为“对偶椭圆”.下列椭圆中是“对偶椭圆”的是( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为所得椭圆短轴两顶点恰好是旋转前椭圆的两焦点,
所以,即 ,
A. ,则 ,故错误;
B. ,则 ,故错误;
C. ,则 ,故正确;
D. ,则 ,故错误;
故选:C
4.(2023·高二课时练习)椭圆与椭圆的关系为( )
A.有相同的长轴长与短轴长 B.有相同的焦距
C.有相同的焦点 D.有相同的离心率
【答案】B
【解析】对于椭圆,则,且焦点在x轴上,
所以长轴长为10,短轴长为6,焦距为8,焦点为,离心率为,
对于椭圆,因为,则,
可得,且焦点在y轴上,
所以长轴长为,短轴长为,焦距为8,焦点为,离心率为,
所以A、C、D错误,B正确.
故选:B.
5.(2023·高二课时练习)若椭圆的中心为原点,对称轴为坐标轴,短轴的一个端点与两焦点构成个正三角形,焦点到椭圆上点的最短距离为,则这个椭圆的方程为( )
A. B.或
C. D.以上都不对
【答案】B
【解析】
由题意,当椭圆焦点在轴上,设椭圆方程为:,
由题意,,
所以,,,,
所以椭圆方程为:,
当椭圆焦点在轴上时,同理可得:,
故选:B
6.(2023·贵州遵义·高二统考期中)已知是椭圆的右焦点,直线与椭圆交于,两点,若,则该椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据对称性不妨设在第二象限,在第一象限,
联立,可解得,
,,又,
,,
又,,
,
,
,
,
,又,
该椭圆的离心率.
故选:C.
7.(2023·四川广安·四川省广安友谊中学校考模拟预测)油纸伞是中国传统工艺品,至今已有1000多年的历史,为宣传和推广这一传统工艺,广安市文化宫于春分时节开展油纸伞文化艺术节.活动中将油纸伞撑开后摆放在户外展览场地上,如图所示,该伞的伞沿是一个半径为3的圆,圆心到伞柄底端距离为3,阳光照射油纸伞在地面形成了一个椭圆形影子(春分时,广安的阳光与地面夹角为),若伞柄底端正好位于该椭圆的焦点位置,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图,伞的伞沿与地面接触点B是椭圆长轴的一个端点,伞沿在地面上最远的投影点A是椭圆长轴的另一个端点,
对应的伞沿为C,O为伞的圆心,F为伞柄底端,即椭圆的左焦点,设椭圆的长半轴长为,半焦距为,
由,得,,
在中,,则,
,
由正弦定理得,,解得,则,
所以该椭圆的离心率.
故选:C.
8.(2023·高二课时练习)若点在椭圆上,则的最小值为( )
A.1 B.
C. D.以上都不对
【答案】C
【解析】的几何意义是椭圆上的点与定点连线的斜率,
椭圆化为标准方程为,
由图可知,直线与椭圆相切时取得最值,
设直线,
代入椭圆方程消去得,
令,解得,
所以,即的最小值为.
故选:C.
二、多选题
9.(2023·高二课时练习)若方程表示焦点在轴上的椭圆,则的可能取值为( )
A.1 B. C.2 D.3
【答案】ABC
【解析】方程可化为,依题意,解得.
故选:ABC.
10.(2023·江西宜春·高二上高二中校考阶段练习)已知方程表示椭圆,下列说法正确的是( )
A.m的取值范围为 B.若该椭圆的焦点在y轴上,则
C.若,则该椭圆的焦距为4 D.若,则该椭圆经过点
【答案】BC
【解析】A:因为方程表示椭圆,
所以,解得,且,故A错误;
B:因为椭圆的焦点在y轴上,
所以,解得,故B正确;
C:若,则椭圆方程为,
所以,从而,故C正确;
D:若,则椭圆方程为,
点的坐标不满足方程,即该椭圆不经过点,故D错误.
故选:BC.
11.(2023·江苏连云港·高二校考阶段练习)设椭圆的左、右焦点分别为,,是椭圆上的动点,则下列结论正确的是( )
A.以线段为直径的圆与直线相切
B.△面积的最大值为
C.
D.离心率
【答案】ACD
【解析】由椭圆可得,,
所以线段为直径的圆的方程为,圆心为,半径为1,
所以线段为直径的圆到直线的距离为,故A正确;
由题可得△面积的最大值为,故B错误;
所以,故C正确;
椭圆的离心率为,故D正确.
故选:ACD.
12.(2023·浙江衢州·高二统考期末)已知椭圆的左,右焦点分别为,,长轴长为4,点在椭圆外,点在椭圆上,则( )
A.当椭圆的离心率的取值范围是
B.当椭圆的离心率为时,的取值范围是
C.对任意点都有
D.的最小值为2
【答案】AB
【解析】由题意得,又点在椭圆外,则,解得,
所以椭圆的离心率,即椭圆的离心率的取值范围是,故A正确;
当时,,,所以的取值范围是,即,故B正确;
设椭圆的上顶点为,,,由于,
所以存在点使得,故C错误;
,当且仅当时,等号成立,又,所以,故D错误.
故选:AB
三、填空题
13.(2023·高二课时练习)常数,椭圆的长轴长是短轴长的3倍,则a的值为__________.
【答案】3或
【解析】由椭圆,可得椭圆,
当时,表示焦点在x轴上的椭圆,
∴,即,
当时,表示焦点在y轴上的椭圆,
∴,即,
综上,实数a的值为3或.
故答案为:3或.
14.(2023·江苏南京·高二江苏省江浦高级中学校联考阶段练习)已知椭圆的左、右焦点为,且过点则椭圆标准方程为___________.
【答案】
【解析】由题知:,①
又椭圆经过点,
所以,②
又,③
联立解得:,
故椭圆的标准方程为:.
故答案为:.
15.(2023·陕西榆林·高二陕西省神木中学校考阶段练习)已知、分别是椭圆的左、右顶点,、是椭圆上关于轴对称的两点,若直线、的斜率之积为,则椭圆的离心率是______.
【答案】/
【解析】依题意,设,显然,
∴,,
得,又∵M,N是椭圆上的点,
有,得,
所以,
;
故答案为:.
16.(2023·安徽六安·高二六安二中校考开学考试)若点P在椭圆C1:+y2=1上,C1的右焦点为F,点Q在圆C2:x2+y2+10x-8y+39=0上,则的最小值为__________.
【答案】
【解析】记椭圆C1:+y2=1的左焦点为E(-1,0),右焦点F(1,0),
由椭圆的定义可得,,
所以,
由,得 ,即圆C2的圆心为,半径为,
作出图形如图所示,由圆的性质可得,,==4-3= (当且仅当C2,Q,P,E四点共线时,等号成立),
所以的最小值为.
故答案为:
四、解答题
17.(2023·河南新乡·高二统考期末)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于两点,求两点的横坐标之积.
【解析】(1)由题意可得,解得
故椭圆的方程为.
(2)不妨设,
联立消去,得,
易得,则由韦达定理,故.
18.(2023·高二课时练习)已知是椭圆的两个焦点,点P在椭圆上,如果是直角三角形,求点的坐标.
【解析】根据题意可知,,
不妨设,设;
①若为直角,即与轴垂直,此时点的横坐标与,即;
又因为点在椭圆上,所以,解得
所以,点的坐标为或;
②若为直角,此时点的横坐标与,即;
又因为点在椭圆上,所以,解得
所以,点的坐标为或
③若为直角,则,即
可得,联立椭圆方程可得,
解得,所以
即点的坐标为或或或
19.(2023·全国·高二专题练习)设,分别是椭圆:的左、右焦点,过点 的直线交椭圆于,,若,的周长为16,求.
【解析】
由已知,,可得,.
因为的周长为16,则.
根据椭圆定义可得,,
所以,,
所以,,
所以,.
20.(2023·高二课时练习)过椭圆的左焦点作x轴的垂线,交椭圆于A、B两点,,又(为右焦点)的周长等于8.求椭圆的方程.
【解析】由椭圆的定义知,
的周长为,
得,
又,轴,垂足为,
将代入椭圆方程,得,
不妨设,所以,得,
所以椭圆的方程为.
21.(2023·陕西咸阳·高二统考期末)已知椭圆的左,右焦点分别为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆上是否存在点使得?若存在,求的面积,若不存在,请说明理由.
【解析】(1)椭圆的离心率为,
,解得.
椭圆的方程为.
(2)由(1)知,
假设椭圆上存在点,使得,
则,
即,
联立解得.
椭圆上存在点使得.
.
22.(2023·高二课时练习)设分别是椭圆的左、右焦点,B为椭圆上的点且坐标为.
(1)若P是该椭圆上的一个动点,求的最大值;
(2)若C为椭圆上异于B的一点,且=λ,求λ的值.
【解析】(1)因为椭圆的方程为,所以a=2,b=1,c=,
又因为,
所以,
当且仅当时取等号,所以的最大值为4.
(2)设,因为,,
所以=,=.
因为=λ,即,得,.
又,所以有,解得λ=-7或λ=1.
因为C异于B点,故λ=1舍去,所以λ=-7.
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