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高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第一册3.1 椭圆优秀综合训练题
展开知识点01:椭圆的定义
1、椭圆的定义:平面内一个动点 SKIPIF 1 < 0 到两个定点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的距离之和等于常数 SKIPIF 1 < 0 ,
这个动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹叫椭圆. 这两个定点( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )叫椭圆的焦点,两焦点的距离( SKIPIF 1 < 0 )叫作椭圆的焦距.说明:
若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的轨迹为线段 SKIPIF 1 < 0 ;
若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的轨迹无图形
2、定义的集合语言表述
集合 SKIPIF 1 < 0 .
【即学即练1】(2023秋·四川南充·高二四川省南充高级中学校考期末)设定点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,动点P满足条件 SKIPIF 1 < 0 ,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
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以点P的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆.
故选:A.
知识点02:椭圆的标准方程
【即学即练2】(2023秋·广东广州·高二广州市第八十六中学校考期末)已知 SKIPIF 1 < 0 的周长为20,且顶点 SKIPIF 1 < 0 ,则顶点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】错解:∵△ABC的周长为20,顶点 SKIPIF 1 < 0 ,∴|BC|=8,|AB|+|AC|=20-8=12,
∵12>8,∴点A到两个定点的距离之和等于定值,∴点A的轨迹是椭圆,
∵a=6,c=4,∴b2=20,∴椭圆的方程是 SKIPIF 1 < 0 故选:D.
错因:忽略了A、B、C三点不共线这一隐含条件.
正解:∵△ABC的周长为20,顶点 SKIPIF 1 < 0 ,∴|BC|=8,|AB|+|AC|=20-8=12,
∵12>8,∴点A到两个定点的距离之和等于定值,∴点A的轨迹是椭圆,
∵a=6,c=4,∴b2=20,∴椭圆的方程是 SKIPIF 1 < 0 故选:B.
特别说明:
1、两种椭圆 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;不同点是:两种椭圆的位置不同,它们的焦点坐标也不同.
2、给出椭圆方程 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),判断该方程所表示的椭圆的焦点位置的方法是:椭圆的焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上⇔标准方程中 SKIPIF 1 < 0 项的分母较大;椭圆的焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上⇔标准方程中 SKIPIF 1 < 0 项的分母较大,这是判断椭圆焦点所在坐标轴的重要方法.可简记作:焦点位置看大小,焦点跟着大的跑.
题型01椭圆的定义及辨析
【典例1】(2023春·新疆塔城·高二统考开学考试)设 SKIPIF 1 < 0 满足: SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 点的轨迹为( )
A.圆B.椭圆C.线段D.不存在
【答案】B
【详解】∵ SKIPIF 1 < 0 表示为 SKIPIF 1 < 0 到定点 SKIPIF 1 < 0 的距离之和为5,即 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 点的轨迹为椭圆.故选:B.
【典例2】.(2023·全国·高三专题练习)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是两个定点,且 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 是正常数),动点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,则动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是( )
A.椭圆B.线段C.椭圆或线段D.直线
【答案】C
【详解】解:因为 SKIPIF 1 < 0 (当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,此时动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是椭圆;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,此时动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是线段 SKIPIF 1 < 0 .故选:C.
【变式1】(2023·全国·高二专题练习)如果点 SKIPIF 1 < 0 在运动过程中,总满足关系式 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是( ).
A.不存在B.椭圆C.线段D.双曲线
【答案】B
【详解】 SKIPIF 1 < 0 表示平面由点 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 的距离之和为 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,所以点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是椭圆,故选:B
【变式2】(2023秋·四川成都·高二统考期末)椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点P与它的一个焦点的距离等于6,那么点P与另一个焦点的距离等于 .
【答案】14
【详解】设左、右焦点为 SKIPIF 1 < 0 , 设 SKIPIF 1 < 0 ,由题得 SKIPIF 1 < 0 因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .所以点P与另一个焦点的距离等于14.故答案为:14,故选:B.
题型02利用椭圆定义求方程
【典例1】(2023·上海·高二专题练习)方程 SKIPIF 1 < 0 ,化简的结果是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 ,可得点 SKIPIF 1 < 0 到定点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的距离之和等于12,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆,
设其方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故方程为 SKIPIF 1 < 0 .
【典例2】(2023秋·广东广州·高二西关外国语学校校考期末)已知圆 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 ,动圆M与圆 SKIPIF 1 < 0 外切,同时与圆 SKIPIF 1 < 0 内切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】如图,由题意得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由椭圆定义可知:动圆圆心M的轨迹为以 SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆,设 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,故动圆圆心M的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D
【变式1】(2023春·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 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,且过点 SKIPIF 1 < 0 则椭圆标准方程为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】由题知: SKIPIF 1 < 0 ,① 又椭圆经过点 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,② 又 SKIPIF 1 < 0 ,③
联立解得: SKIPIF 1 < 0 ,故椭圆的标准方程为: SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【变式2】(2023·高二课时练习)已知动点M到定点 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的距离的和是 SKIPIF 1 < 0 ,则点M的轨迹方程是 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】因为M到顶点 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的距离的和为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以M的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,设方程为 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,M的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
题型03椭圆上点到焦点距离(含最值)问题
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点 SKIPIF 1 < 0 到右准线的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 到它的左焦点的距离为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆的左、右焦点, SKIPIF 1 < 0 到左准线的距离为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 到右准线的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,由圆锥曲线的统一定义知: SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 到它的左焦点距离为 SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
【典例2】(2023秋·陕西宝鸡·高二统考期末)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 上的动点 SKIPIF 1 < 0 到右焦点距离的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.1B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】根据椭圆的性质,椭圆上的点到右焦点距离最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ;故选:A
【典例3】(2023·全国·高三专题练习)设 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是圆 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 上的点,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】根据题意作出如图所示的图象,其中 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 是椭圆的左,右焦点,在 SKIPIF 1 < 0 中可得:
SKIPIF 1 < 0 ①,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,等号成立,在 SKIPIF 1 < 0 中可得: SKIPIF 1 < 0 ②,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,等号成立,由① SKIPIF 1 < 0 ②得: SKIPIF 1 < 0 ,
由椭圆方程 SKIPIF 1 < 0 可得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,由椭圆定义可得: SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
【典例4】(2023·云南曲靖·宣威市第七中学校考模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的右焦点为 SKIPIF 1 < 0 是椭圆上一点,点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的周长最大值为( )
A.14B.16C.18D.20
【答案】C
【详解】如图所示设椭圆的左焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的周长 SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当三点M, SKIPIF 1 < 0 ,A共线时取等号. SKIPIF 1 < 0 的周长最大值等于18.故选:C.
【变式1】(2023·全国·高二专题练习)已知A为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点,F为椭圆一焦点, SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,若 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】不妨设椭圆 SKIPIF 1 < 0 左焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 .故选:B.
【变式2】(2023春·陕西宝鸡·高二虢镇中学校考开学考试)如图,把椭圆 SKIPIF 1 < 0 的长轴 SKIPIF 1 < 0 八等分,过每个分点作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线交椭圆的上半部分于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 七个点, SKIPIF 1 < 0 是椭圆的一个焦点,则 SKIPIF 1 < 0 的值为 .
【答案】28
【详解】设椭圆的另一个焦点为 SKIPIF 1 < 0 由椭圆的几何性质可知: SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,故答案为 SKIPIF 1 < 0 .
【变式3】(2022秋·上海宝山·高二上海市行知中学校考期末)已知 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上的一点,若 SKIPIF 1 < 0 分别是圆 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 上的点,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 / SKIPIF 1 < 0
【详解】由题设圆 SKIPIF 1 < 0 和圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心分别为 SKIPIF 1 < 0 ,
半径分别为 SKIPIF 1 < 0 ,则椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 分别在 SKIPIF 1 < 0 的延长线上时取等号,此时最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
题型04椭圆上点到坐标轴上点的距离(含最值)问题
【典例1】(2023·江西上饶·校联考模拟预测)点 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点,曲线 SKIPIF 1 < 0 与坐标轴的交点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 轴的距离为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】由曲线 SKIPIF 1 < 0 与坐标轴的交点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,不妨设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点,而 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点,所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
根据椭圆定义知点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为以C、D为焦点的椭圆,所以轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故点 SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 轴的距离为 SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
【典例2】(2023秋·黑龙江哈尔滨·高二哈尔滨三中校考期末)已知点 SKIPIF 1 < 0 ,P是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上的动点,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值是 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】解:设 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取得最大值 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【典例3】(2023·高二课时练习)已知P是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点, SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值与最大值.
【答案】最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,最大值为11
【详解】因为P是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点,所以 SKIPIF 1 < 0 ,且椭圆焦点在y轴上,
点P是椭圆上任意一点,设点P的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0
【变式1】(2022秋·山东淄博·高一校考期末)椭圆 SKIPIF 1 < 0 上任一点 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 的距离的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C.2D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】设点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
又由 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取得最小值,最小值为 SKIPIF 1 < 0 .故选:B.
【变式2】(2023秋·山西晋城·高二统考期末)椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点为F1、F2,点P在椭圆上,若Rt SKIPIF 1 < 0 F1PF2,则点P到x轴的距离为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【详解】设点 SKIPIF 1 < 0 ,则到 SKIPIF 1 < 0 轴的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 时,则 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 轴的距离为 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由(1)(2)知: SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 轴的距离为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【变式3】(2022秋·天津和平·高二天津市第二南开中学校考期中)已知 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两个焦点,P为椭圆上一点,且 SKIPIF 1 < 0 ,则点P到y轴的距离为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】如图,由椭圆 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , 则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 , 且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 , 且 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以点 SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 轴的距离为 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
.
.
题型05椭圆上点到焦点和定点距离的和差最值
【典例1】(2023·甘肃定西·统考模拟预测)已知椭圆C: SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,A是C上一点, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为( )
A.7B.8C.9D.11
【答案】A
【详解】
设椭圆的半焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,如图,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 共线且 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 中间时等号成立,故 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A.
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知点P为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上任意一点,点M、N分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 上的点,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为( )
A.4B.5C.6D.7
【答案】C
【详解】设圆 SKIPIF 1 < 0 和圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心分别为 SKIPIF 1 < 0 ,半径分别为 SKIPIF 1 < 0 .
则椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 .又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 分别在 SKIPIF 1 < 0 的延长线上时取等号.
此时 SKIPIF 1 < 0 最大值为 SKIPIF 1 < 0 .故选:C.
【典例3】(2023秋·甘肃兰州·高二兰州一中校考期末)已知椭圆C: SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,M为椭圆C上任意一点,N为圆E: SKIPIF 1 < 0 上任意一点,则 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】如图,
由 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上任意一点,则 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 为圆 SKIPIF 1 < 0 上任意一点,则 SKIPIF 1 < 0 (当且仅当M、N、E共线时取等号),
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当M、N、E、 SKIPIF 1 < 0 共线时等号成立.
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 共线时, SKIPIF 1 < 0 最大,如下图所示: SKIPIF 1 < 0 ,
最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左焦点为F,P是椭圆上一点,若点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 / SKIPIF 1 < 0
【详解】根据椭圆的定义: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 取得最小值时,即 SKIPIF 1 < 0 最小,
如图所示: SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 共线时取得最小值.
SKIPIF 1 < 0 的最小值为: SKIPIF 1 < 0 ﹒故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【变式2】(2023·广西柳州·高三统考阶段练习)已知F是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的右焦点,P为椭圆C上一点, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 / SKIPIF 1 < 0
【详解】设椭圆的左焦点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 共线且 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 中间时等号成立.
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【变式3】(2023·高二课时练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点P为椭圆上一点,点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 .
【答案】1
【详解】依题意,椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左焦点 SKIPIF 1 < 0 ,右焦点 SKIPIF 1 < 0 ,点P为椭圆上一点,点A在此椭圆外,由椭圆的定义得 SKIPIF 1 < 0 ,因此, SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当点P是线段 SKIPIF 1 < 0 与椭圆的交点时取“=”,所以 SKIPIF 1 < 0 的最小值为1.
故答案为:1
题型06判断方程是否表示椭圆
【典例1】(2023·高二课时练习)已知条件 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,条件 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 表示一个椭圆,则 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 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
【答案】B
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 表示一个圆,充分性不成立;
而 SKIPIF 1 < 0 表示一个椭圆,则 SKIPIF 1 < 0 成立,必要性成立.所以 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的必要不充分条件.故选:B
【典例2】(2023·高二课时练习)设方程① SKIPIF 1 < 0 ;② SKIPIF 1 < 0 .其中表示椭圆的方程是 .
【答案】①
【详解】对于①,方程 SKIPIF 1 < 0 表示平面内的动点 SKIPIF 1 < 0 到
定点 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的距离之和等于8的点的轨迹,因为 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 之间的距离为6,且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是椭圆,所以方程①表示椭圆的方程,
对于②,方程 SKIPIF 1 < 0 表示平面内的动点 SKIPIF 1 < 0 到
定点 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的距离之和等于2的点的轨迹,由于 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 之间的距离为2,
所以动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是一条线段,所以方程②表示的不是椭圆方程,
故答案为:①
【典例3】(2023·高二课时练习)“ SKIPIF 1 < 0 ”是“方程 SKIPIF 1 < 0 表示的曲线为椭圆”的 条件.
【答案】必要不充分
【详解】当 SKIPIF 1 < 0 时表示圆,当 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 时表示椭圆,充分性不成立;
当 SKIPIF 1 < 0 为椭圆,则 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,必要性成立;
综上,“ SKIPIF 1 < 0 ”是“方程 SKIPIF 1 < 0 表示的曲线为椭圆”的必要不充分条件.
故答案为:必要不充分
【变式1】(多选)(2023·全国·高二专题练习)已知曲线 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 是椭圆,其焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上
B.若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 是椭圆,其焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上
C.若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 是圆,其半径为 SKIPIF 1 < 0
D.若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 是两条直线
【答案】AD
【详解】对于A,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 可化为 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即曲线 SKIPIF 1 < 0 表示焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆,故A正确,故B错误;
对于C,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 可化为 SKIPIF 1 < 0 ,此时曲线 SKIPIF 1 < 0 表示圆心在原点,半径为 SKIPIF 1 < 0 的圆,故C不正确;
对于D,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 可化为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,此时曲线 SKIPIF 1 < 0 表示平行于 SKIPIF 1 < 0 轴的两条直线,故D正确;
故选:AD.
【变式2】(2023春·四川遂宁·高二遂宁中学校考阶段练习)方程 SKIPIF 1 < 0 表示椭圆的充要条件是 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 答案不唯一
【详解】方程 SKIPIF 1 < 0 表示椭圆,则必有 SKIPIF 1 < 0 解之得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
故答案为: SKIPIF 1 < 0 ,(答案不唯一,其他等价情况也对)
题型07求椭圆方程
【典例1】(2023秋·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 SKIPIF 1 < 0 ,则这个椭圆的方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D.以上都不对
【答案】B
【详解】 由题意,当椭圆焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,设椭圆方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
由题意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆方程为: SKIPIF 1 < 0 ,当椭圆焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上时,同理可得: SKIPIF 1 < 0 ,故选:B
【典例2】(2023秋·辽宁沈阳·高二东北育才双语学校校考期末)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )的一个焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B.3C.41D.9
【答案】A
【详解】由题意可知:椭圆的焦点在y轴上,且 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
【典例3】(2023春·陕西宝鸡·高二虢镇中学校考开学考试)已知椭圆C: SKIPIF 1 < 0 ,四点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 中恰有三点在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,则椭圆C的标准方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】根据椭圆的对称性可知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在椭圆上, SKIPIF 1 < 0 不在椭圆上, SKIPIF 1 < 0 在椭圆上.
将 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入椭圆方程得: SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,椭圆C的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
【典例4】(2023·高二课时练习)已知椭圆以原点为中心,长轴长是短轴长的2倍,且过点 SKIPIF 1 < 0 ,求此椭圆的标准方程.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【详解】当焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上时,设椭圆方程 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,故椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
当焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上时,设椭圆方程 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,故椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
综上,椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦距等于 SKIPIF 1 < 0 ,则实数 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】因为椭圆的焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,根据题意可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点在对称轴为坐标轴的椭圆上,则椭圆的标准方程为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】当焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上时,设椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
又因 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在椭圆上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,此时, SKIPIF 1 < 0 ,故舍弃.
当焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上时,设椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
又因 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在椭圆上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【变式3】(2023春·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 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,且过点 SKIPIF 1 < 0 则椭圆标准方程为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】由题知: SKIPIF 1 < 0 ,① 又椭圆经过点 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,② 又 SKIPIF 1 < 0 ,③
联立解得: SKIPIF 1 < 0 ,故椭圆的标准方程为: SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【变式4】(2023秋·江苏连云港·高二校考期末)经过 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点的椭圆的标准方程是 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】设所求椭圆的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,将点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入椭圆方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
因此,所求椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
题型08根据椭圆方程求参数
【典例1】(2023·全国·高二专题练习)方程 SKIPIF 1 < 0 表示焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆的一个充分但不必要条件是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】方程 SKIPIF 1 < 0 可变形为 SKIPIF 1 < 0 ,表示焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆,则有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
易知当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时未必有 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的充分但不必要条件.故选:B.
【典例2】(2023秋·山东威海·高二统考期末)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦距为2,则实数m=( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 或1
【答案】D
【详解】焦距为2,即 SKIPIF 1 < 0 .
当焦点在 SKIPIF 1 < 0 上时, SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ;当焦点在 SKIPIF 1 < 0 上时, SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ;综合得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
【典例3】(2023·高三课时练习)若方程 SKIPIF 1 < 0 表示焦点在x轴上的椭圆,则实数a的取值范围是 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】∵方程 SKIPIF 1 < 0 表示焦点在x轴上的椭圆,∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴实数a的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【变式1】(2023春·江西景德镇·高一景德镇一中校考期中)方程 SKIPIF 1 < 0 表示椭圆的一个充分不必要条件是( )
A. SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】若方程 SKIPIF 1 < 0 表示椭圆,则有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 是集合 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 的真子集,
所以“ SKIPIF 1 < 0 ”是“方程 SKIPIF 1 < 0 表示椭圆”的充分不必要条件,故选:B.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 恒有公共点,则实数m的取值范围( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】直线 SKIPIF 1 < 0 过定点 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ①.
由于方程 SKIPIF 1 < 0 表示椭圆,所以 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ②.由①②得 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
故选:C
题型09椭圆中的轨迹方程问题
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,已知点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,动点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 .记 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为 SKIPIF 1 < 0 .求 SKIPIF 1 < 0 的方程;
【答案】 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,动圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 内切,且与圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 外切,记动圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心的轨迹为 SKIPIF 1 < 0 .则轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程为 ;
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】设动圆的半径为 SKIPIF 1 < 0 ,由已知得:圆 SKIPIF 1 < 0 可化为标准方程: SKIPIF 1 < 0 ,
即圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 可化为标准方程: SKIPIF 1 < 0 ,
即圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,经分析可得, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
由题意可知: SKIPIF 1 < 0 ,两式相加得, SKIPIF 1 < 0 ,
所以点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为以 SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆,可设方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【典例3】(2023秋·高二课时练习)已知 SKIPIF 1 < 0 的三边a,b,c成等差数列,且 SKIPIF 1 < 0 ,A、C两点的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 ,则顶点B的轨迹方程为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 的三边a,b,c成等差数列,A、C两点的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
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 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为B、A、C三点构成 SKIPIF 1 < 0 ,所以B、A、C三点不能在一条直线上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以顶点B的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)设O为坐标原点,动点M在椭圆C SKIPIF 1 < 0 上,过M作x轴的垂线,垂足为N,点P满足 SKIPIF 1 < 0 .求点P的轨迹方程;
【答案】 SKIPIF 1 < 0 ;
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 .因为 SKIPIF 1 < 0 在C上,所以 SKIPIF 1 < 0 .
因此点P的轨迹为 SKIPIF 1 < 0 .
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知点 SKIPIF 1 < 0 ,动点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,记 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为曲线 SKIPIF 1 < 0 .求 SKIPIF 1 < 0 的方程;
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】动点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,两边平方整即得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以曲线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
【变式3】(2023秋·高二课时练习)已知定圆 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 ,动圆M和定圆 SKIPIF 1 < 0 外切和圆 SKIPIF 1 < 0 内切,求动圆圆心M的轨迹方程.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】圆 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 因为圆M与圆 SKIPIF 1 < 0 外切,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为圆M与圆 SKIPIF 1 < 0 内切,所以, SKIPIF 1 < 0 ,两式相加得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以M的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆,故其方程为 SKIPIF 1 < 0 .
题型10椭圆中焦点三角形周长问题
【典例1】(2023春·河南开封·高二统考期末)直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,则 SKIPIF 1 < 0 与椭圆的两个焦点构成的四边形的周长为( )
A.10B.16C.20D.不能确定
【答案】C
【详解】设椭圆两个焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,由题可得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 与椭圆的两个焦点构成的四边形的周长为 SKIPIF 1 < 0 .故选:C
【典例2】(2023·高二课时练习)若F为椭圆C: SKIPIF 1 < 0 的右焦点,A,B为C上两动点,则△ABF周长的最大值为( )
A.4B.8C.10D.20
【答案】D
【详解】解:设 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左焦点,则由椭圆的定义可得:
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 共线时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 不共线时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以△ABF周长的最大值为20.故选:D.
【典例3】(2023·全国·高二专题练习)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,过点 SKIPIF 1 < 0 的直线交椭圆 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的周长为16,求 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】5
【详解】
由已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 的周长为16,则 SKIPIF 1 < 0 .
根据椭圆定义可得, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 .
【变式1】(2023秋·高二课时练习)设 SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点,过 SKIPIF 1 < 0 的直线交椭圆于A、B两点,则 SKIPIF 1 < 0 的周长为( )
A.12B.24C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】由题意可得,对于椭圆 SKIPIF 1 < 0 有长半轴长 SKIPIF 1 < 0 ,又过 SKIPIF 1 < 0 的直线交椭圆于A、B两点,
故 SKIPIF 1 < 0 的周长 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,故选:D
【变式2】(2023秋·广东·高二统考期末)椭圆 SKIPIF 1 < 0 的一个焦点是F,过原点O作直线(不经过焦点)与椭圆相交于A,B两点,则 SKIPIF 1 < 0 的周长的最小值是( )
A.14B.15C.18D.20
【答案】C
【详解】如图所示:不妨取 SKIPIF 1 < 0 为左焦点, SKIPIF 1 < 0 为右焦点,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 为平行四边形, SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为椭圆上下顶点时等号成立.故选:C
【变式3】(2023·北京·101中学校考三模)已知 SKIPIF 1 < 0 分别是双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点, SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 上的一点,且 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的周长是 .
【答案】34
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 .故答案为:34.
题型11椭圆中焦点三角形面积问题
【典例1】(2023秋·高二单元测试)已知点 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点,椭圆的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的面积为( )
A.6B.12C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】由椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由余弦定理可得: SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .故选:C.
【典例2】(2023春·四川德阳·高二德阳五中校考阶段练习)椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左,右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,点P是椭圆C上异于左、右端点的一点,若M是 SKIPIF 1 < 0 的内心,且 SKIPIF 1 < 0 ,则实数 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】
设 SKIPIF 1 < 0 的内切圆半径为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 (舍去负值),所以 SKIPIF 1 < 0 .故选:A
【典例3】(2023春·江西·高二校联考开学考试)椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为椭圆上一点,则 SKIPIF 1 < 0 面积与 SKIPIF 1 < 0 周长的比值的最大值为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 /0.75
【详解】设椭圆 SKIPIF 1 < 0 的长半轴为 SKIPIF 1 < 0 ,短半轴为 SKIPIF 1 < 0 ,半焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的周长为16,
由椭圆的几何性质知,当点P为椭圆的短轴端点时, SKIPIF 1 < 0 的面积最大,
所以 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 面积与 SKIPIF 1 < 0 周长的比值的最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【典例4】(2023春·陕西西安·高二校考期末)已知点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 是椭圆的焦点,且 SKIPIF 1 < 0 ,求
(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 的面积
【答案】(1)48(2)24
【详解】(1)因为椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)得 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上的点, SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别是椭圆的左、右焦点,若 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的面积为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】设椭圆 SKIPIF 1 < 0 的长半轴为 SKIPIF 1 < 0 ,短半轴为 SKIPIF 1 < 0 ,半焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,所以由椭圆的定义可得: SKIPIF 1 < 0 ①.
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以由数量积的公式可得: SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
在 SKIPIF 1 < 0 中 SKIPIF 1 < 0 ,所以由余弦定理可得: SKIPIF 1 < 0 ②,
由①②可得: SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上.当 SKIPIF 1 < 0 最大时,求 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】由椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当则 SKIPIF 1 < 0 时等号成立,即 SKIPIF 1 < 0 为椭圆短轴端点时 SKIPIF 1 < 0 最大,此时, SKIPIF 1 < 0 .
故选:C.
【变式3】(2023·全国·高二专题练习)设椭圆C: SKIPIF 1 < 0 (a>0,b>0)的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 .P是C上一点,且 SKIPIF 1 < 0 ⊥ SKIPIF 1 < 0 .若 SKIPIF 1 < 0 的面积为4,则a=
A.1B.2C.4D.8
【答案】C
【详解】 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由椭圆定义, SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ⊥ SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的面积为4,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:C.
【变式4】(2023春·上海黄浦·高二上海市大同中学校考期中)设 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两个焦点,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆上,且满足 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的面积是 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 / SKIPIF 1 < 0
【详解】椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以点 SKIPIF 1 < 0 为短轴顶点,所以 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
题型12椭圆中焦点三角形其他问题
【典例1】(2023春·广东深圳·高二深圳市耀华实验学校校考阶段练习)在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上有一点P, SKIPIF 1 < 0 是椭圆的左、右焦点, SKIPIF 1 < 0 为直角三角形,这样的点P有( )
A.2个B.4个C.6个D.8个
【答案】C
【详解】当 SKIPIF 1 < 0 为直角时,这样的点 SKIPIF 1 < 0 有2个,如下图中的点 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 为直角时,这样的点 SKIPIF 1 < 0 有2个,如下图中的点 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 为直角时,因为椭圆 SKIPIF 1 < 0 中 SKIPIF 1 < 0 ,所以这样的点 SKIPIF 1 < 0 有2个,如下图中的点 SKIPIF 1 < 0 ,
所以符合条件 SKIPIF 1 < 0 为直角三角形的点 SKIPIF 1 < 0 有6个,故选:C.
【典例2】(2023春·甘肃白银·高二校考期末)已知 SKIPIF 1 < 0 分别是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点, SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 在第一象限内的一点,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 / SKIPIF 1 < 0
【详解】由椭圆方程得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
设 SKIPIF 1 < 0 ,由椭圆定义知: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 在第一象限内的点, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【典例3】(2023春·陕西西安·高二校考期末)已知点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 是椭圆的焦点,且 SKIPIF 1 < 0 ,求
(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 的面积
【答案】(1)48(2)24
【详解】(1)因为椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)得 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
【典例4】(2023·全国·高三对口高考)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆上,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的大小为 .
【答案】 2 SKIPIF 1 < 0
【详解】∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,由余弦定理,得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
故答案为:2, SKIPIF 1 < 0
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)设 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上的一点, SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆的左、右焦点,且 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 等于( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
两边平方得 SKIPIF 1 < 0 ①,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由余弦定理得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ②,
由①②得 SKIPIF 1 < 0 .故选:B
【变式2】(2023春·四川遂宁·高二射洪中学校考期中)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是椭圆C的两个焦点,P为C上一点, SKIPIF 1 < 0 ,若C的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】解:记 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,及 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,又由余弦定理知 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,从而 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
【变式3】(2023秋·陕西宝鸡·高二统考期末)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两个焦点,点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 .
【答案】4
【详解】因为点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上,所以有 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时取等号,
故答案为:4
【变式4】(2023·全国·高三专题练习)设椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右两焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 上的点,则使得 SKIPIF 1 < 0 是直角三角形的点 SKIPIF 1 < 0 的个数为 .
【答案】6
【详解】由椭圆性质知:当 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 上下顶点时 SKIPIF 1 < 0 最大,此时 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故焦点三角形中 SKIPIF 1 < 0 最大为 SKIPIF 1 < 0 ,故有2个;又 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 对应的直角三角形各有2个;综上,使得 SKIPIF 1 < 0 是直角三角形的点 SKIPIF 1 < 0 的个数为6个.故答案为:6
A夯实基础
一、单选题
1.(2023秋·四川南充·高二四川省南充高级中学校考期末)设定点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,动点P满足条件 SKIPIF 1 < 0 ,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
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以点P的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆.故选:A.
2.(2023秋·高二课时练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,若椭圆的焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C.3D.4
【答案】A
【详解】椭圆 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又椭圆的焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .故选:A
3.(2023秋·高二单元测试)过点 SKIPIF 1 < 0 且与 SKIPIF 1 < 0 有相同焦点的椭圆方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 知,焦点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .设所求椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,故所求椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
4.(2023·全国·高三专题练习)已知 SKIPIF 1 < 0 的顶点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,顶点 SKIPIF 1 < 0 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在 SKIPIF 1 < 0 边上,则 SKIPIF 1 < 0 的周长是( )
A.12B. SKIPIF 1 < 0 C.16D.10
【答案】C
【详解】设椭圆的另外一个焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,如图,
则 SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,故选:C.
5.(2023秋·高二单元测试)设 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两个焦点,点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.1B.2C.4D.5
【答案】B
【详解】方法一:因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,从而 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .故选:B.
方法二:因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,由椭圆方程可知, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,平方得:
SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .故选:B.
6.(2023秋·高二课时练习)椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,点P在此椭圆上,如果线段 SKIPIF 1 < 0 的中点在y轴上,那么 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B.4C.7D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 =1可知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以F1(-3,0),F2(3,0),
∵线段PF1的中点M在y轴上,且原点 SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 轴,
∴可设P(3,m),把P(3,m)代入椭圆 SKIPIF 1 < 0 =1,得 SKIPIF 1 < 0 .
∴|PF1|= SKIPIF 1 < 0 ,|PF2|= SKIPIF 1 < 0 .∴ SKIPIF 1 < 0 .
故选:C
7.(2023秋·高二课时练习)已知点P为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上动点, SKIPIF 1 < 0 分别是椭圆C的焦点,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为( )
A.2B.3C. SKIPIF 1 < 0 D.4
【答案】D
【详解】由椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又由椭圆的定义可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立,所以 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
8.(2023·广东广州·广州市从化区从化中学校考模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 .若点 SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 的对称点 SKIPIF 1 < 0 恰好在 SKIPIF 1 < 0 上,且直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的另一个交点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
可知 SKIPIF 1 < 0 ,又知 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 为直角,
由题意,点 SKIPIF 1 < 0 恰好在 SKIPIF 1 < 0 上,根据椭圆定义 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
在直角三角形 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,从而 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .故选:D.
二、多选题
9.(2023·云南·校联考二模)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为C的左、右焦点,P为C上一点,且 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 交C点于点Q,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 周长为8B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 面积为 SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】AD
【详解】由题意,在椭圆 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,不妨设 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上方,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故B错;
SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,A正确;
设 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0
得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,D正确;
SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故C不正确,
故选:AD.
10.(2023·高二课时练习)对于曲线 SKIPIF 1 < 0 ,下面四个说法正确的是( )
A.曲线 SKIPIF 1 < 0 不可能是椭圆
B.“ SKIPIF 1 < 0 ”是“曲线 SKIPIF 1 < 0 是椭圆”的充分不必要条件
C.“曲线 SKIPIF 1 < 0 是焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆”是“ SKIPIF 1 < 0 ”的必要不充分条件
D.“曲线 SKIPIF 1 < 0 是焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆”是“ SKIPIF 1 < 0 ”的充要条件
【答案】CD
【详解】对于A选项,若曲线 SKIPIF 1 < 0 为椭圆,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,A错;
对于B选项,因为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,“ SKIPIF 1 < 0 ”是“曲线 SKIPIF 1 < 0 是椭圆”的必要不充分条件,B错;
对于C选项,若曲线 SKIPIF 1 < 0 是焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,“曲线 SKIPIF 1 < 0 是焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆”是“ SKIPIF 1 < 0 ”的必要不充分条件,C对;
对于D选项,若曲线 SKIPIF 1 < 0 是焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,“曲线 SKIPIF 1 < 0 是焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆”是“ SKIPIF 1 < 0 ”的充要条件,D对.
故选:CD.
三、填空题
11.(2023春·上海金山·高二华东师范大学第三附属中学校考期末)已知P: SKIPIF 1 < 0 ,Q: SKIPIF 1 < 0 表示椭圆,则P是Q的 条件.
【答案】必要不充分
【详解】若方程 SKIPIF 1 < 0 表示椭圆,则 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 是方程 SKIPIF 1 < 0 表示椭圆的必要不充分条件,即P是Q的必要不充分条件.
故答案为:必要不充分.
12.(2023秋·高二课时练习)已知 SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,点P在椭圆上, SKIPIF 1 < 0 (O为坐标原点)是面积为 SKIPIF 1 < 0 的正三角形,则此椭圆的方程为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】不妨设点 SKIPIF 1 < 0 位于第一象限,且 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 是面积为 SKIPIF 1 < 0 的正三角形,可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由椭圆的定义得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
四、解答题
13.(2023·全国·高三对口高考)P是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是椭圆的左、右两个焦点,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的最大值和最小值;
(2)求 SKIPIF 1 < 0 的面积.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 最小值 SKIPIF 1 < 0 ,最大值 SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0
【详解】(1)设 SKIPIF 1 < 0 ,椭圆的半焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取到最小值 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取到最大值 SKIPIF 1 < 0 .
(2)因为 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中,由余弦定理可得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
14.(2023·全国·高二专题练习)椭圆 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且过 SKIPIF 1 < 0 的直线交椭圆于 SKIPIF 1 < 0 两点,且 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求椭圆的标准方程.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】
由椭圆的定义得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以有 SKIPIF 1 < 0 ,所以有 SKIPIF 1 < 0 ,
即有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 ,
故所求椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0
15.(2023秋·四川南充·高二四川省南充高级中学校考期末)已知点P是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上的一点, SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 分别为左右焦点,焦距为6,且过 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若动直线l过 SKIPIF 1 < 0 与椭圆交于A、B两点,求 SKIPIF 1 < 0 的周长.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2)20
【详解】(1)设焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,又椭圆 SKIPIF 1 < 0 过 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,∴椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)动直线l过 SKIPIF 1 < 0 与椭圆交于A、B两点,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 的周长为20.
B能力提升
1.(2023春·四川达州·高二统考期末)椭圆 SKIPIF 1 < 0 任意两条相互垂直的切线的交点轨迹为圆: SKIPIF 1 < 0 ,这个圆称为椭圆的蒙日圆.在圆 SKIPIF 1 < 0 上总存在点P,使得过点P能作椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两条相互垂直的切线,则r的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】由题意可知:与椭圆 SKIPIF 1 < 0 相切的两条互相垂直的直线的交点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为
圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,圆心 SKIPIF 1 < 0 由于 SKIPIF 1 < 0 在圆 SKIPIF 1 < 0 ,圆心 SKIPIF 1 < 0 ,
故两圆有公共点即可,故两圆的圆心距为 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .故选:D
2.(2023·四川成都·成都市锦江区嘉祥外国语高级中学校考三模)19世纪法国著名数学家加斯帕尔•蒙日,创立了画法几何学,推动了空间几何学的独立发展,提出了著名的蒙日圆定理:椭圆的两条切线互相垂直,则切线的交点位于一个与椭圆同心的圆上,称为蒙日圆,椭圆 SKIPIF 1 < 0 的蒙日圆方程为 SKIPIF 1 < 0 .若圆 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的蒙日圆有且仅有一个公共点,则 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A.±3B.±4C.±5D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】由题意可得椭圆 SKIPIF 1 < 0 的蒙日圆的半径 SKIPIF 1 < 0 ,所以蒙日圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为圆 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的蒙日圆有且仅有一个公共点,所以两圆相外切,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .故选:B.
3.(2023·陕西·西北工业大学附属中学校联考模拟预测)阿基米德在他的著作《关于圆锥体和球体》中计算了一个椭圆的面积.当我们垂直地缩小一个圆时,我们得到一个椭圆.椭圆的面积等于圆周率 SKIPIF 1 < 0 与椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,且点 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 左、右顶点连线的斜率之积为 SKIPIF 1 < 0 ,记椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两个焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的值不可能为( )
A.4B.7C.10D.14
【答案】D
【详解】依题意,得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故
SKIPIF 1 < 0 ,故选:D.
4.(2023·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别是其左,右焦点,P为椭圆C上非长轴端点的任意一点,D是x轴上一点,使得 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 .过点D作 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的垂线,垂足分别为A、B.则 SKIPIF 1 < 0 的最大值是 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 /0.1875
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,依题意, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
椭圆 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由余弦定理得 SKIPIF 1 < 0 ,
即有 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
因此 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时取等号,
所以 SKIPIF 1 < 0 的最大值是 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0
5.(2023春·云南曲靖·高三统考阶段练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点, SKIPIF 1 < 0 为椭圆上任意一点,椭圆外的动点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】如图,延长 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 为椭圆外的动点,
所以 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,可知当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
C综合素养
1.(2023春·江西赣州·高二校联考阶段练习)已知 SKIPIF 1 < 0 的两顶点坐标 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)不垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴的动直线 SKIPIF 1 < 0 与轨迹 SKIPIF 1 < 0 相交于 SKIPIF 1 < 0 两点,定点 SKIPIF 1 < 0 ,若直线 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称,求 SKIPIF 1 < 0 面积的取值范围.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0
【详解】(1)由 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因此动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 是以 SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆,且去掉椭圆与 SKIPIF 1 < 0 轴的交点,
设椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由题意可知直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率不为0,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , 点 SKIPIF 1 < 0 ,
把 SKIPIF 1 < 0 代入椭圆方程 SKIPIF 1 < 0 可得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,化为 SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故直线 SKIPIF 1 < 0 经过定点 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0 ,
由于 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0
因此, SKIPIF 1 < 0 .
2.(2023春·广西·高三统考阶段练习)已知点 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左顶点,点 SKIPIF 1 < 0 为右焦点,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴的交点为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 为椭圆上异于点 SKIPIF 1 < 0 的任意一点,直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)判断 SKIPIF 1 < 0 是否恒成立,并说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2)恒成立,理由见解析
【详解】(1)由已知得 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 得, SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
又因 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程 SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 恒成立
理由:由(1) SKIPIF 1 < 0 ,则设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
与椭圆方程 SKIPIF 1 < 0 联立,可得 SKIPIF 1 < 0
得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 .
在 SKIPIF 1 < 0 中,显然 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
特别的,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
综上所述 SKIPIF 1 < 0 .
3.(2023春·湖北·高二黄石二中校联考阶段练习)已知圆 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 ,动圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 相外切,与圆 SKIPIF 1 < 0 相内切.
(1)求动圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心的轨迹方程;
(2)过点 SKIPIF 1 < 0 的两直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别交动圆 SKIPIF 1 < 0 圆心的轨迹于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .求四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【详解】(1)设动圆 SKIPIF 1 < 0 的半径为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 是以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为焦点,以 SKIPIF 1 < 0 为长轴长的椭圆,
可设方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程是 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,( SKIPIF 1 < 0 为0时不符合题意), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 与椭圆的方程 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
同理设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 不为0,可得 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,不妨取 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
此时 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
而 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
同理 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
3.1.2椭圆的简单几何性质
知识点01:椭圆的简单几何性质
【即学即练1】(2023春·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
【详解】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.
知识点02:椭圆的简单几何性质
离心率:椭圆焦距与长轴长之比:. ()
当越接近1时,越接近,椭圆越扁;
当越接近0时,越接近0,椭圆越接近圆;
当且仅当时,图形为圆,方程为
【即学即练2】(2023春·云南玉溪·高二云南省玉溪第三中学校考期末)已知椭圆E:的右焦点为,左顶点为,若E上的点P满足轴,,则E的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】设,则直线:,由,得,即,
而,,由,得,即,
有,又,因此,所以E的离心率为.故选:A
知识点03:常用结论
1、与椭圆共焦点的椭圆方程可设为:
2、有相同离心率:(,焦点在轴上)或(,焦点在轴上)
3、椭圆的图象中线段的几何特征(如下图):
(1);
(2),,;
(3),,;
知识点04:直线与椭圆的位置关系
1、直线与椭圆的位置关系
将直线的方程与椭圆的方程联立成方程组,消元转化为关于或的一元二次方程,其判别式为.
①直线和椭圆相交直线和椭圆有两个交点(或两个公共点);
②直线和椭圆相切直线和椭圆有一个切点(或一个公共点);
③直线和椭圆相离直线和椭圆无公共点.
【即学即练3】(2023春·江西吉安·高二校考期中)直线与椭圆的位置关系是( )
A.相离B.相切C.相交D.无法确定
【答案】C
【详解】联立,则所以方程有两个不相等的实数根,
所以直线与椭圆相交,故选:C.
2、直线与椭圆的相交弦
直线与椭圆问题(韦达定理的运用)
(1)弦长公式:若直线与圆锥曲线相交与、两点,则:
弦长
弦长
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
;
(2)结论1:已知弦是椭圆()的一条弦,中点坐标为,则的斜率为
运用点差法求的斜率,设,;、都在椭圆上,
两式相减得:,
即 ,故
结论2:弦的斜率与弦中心和椭圆中心的连线的斜率之积为定值:
(3).已知椭圆方程,长轴端点为,,焦点为,,是椭圆上一点,
.求:的面积(用、、表示).
设,由椭圆的对称性,不妨设,由椭圆的对称性,不妨设在第一象限.
由余弦定理知: · ①
由椭圆定义知: ②,则得
故
【即学即练4】(2023·全国·高三对口高考)通过椭圆的焦点且垂直于x轴的直线l被椭圆截得的弦长等于( )
A.B.3C.D.6
【答案】B
【详解】由题设,不妨设过焦点且垂直于x轴的直线,代入椭圆方程得,可得,故被椭圆截得的弦长等于.故选:B
题型01根据椭圆的标准方程研究其几何性质
【典例1】(2023春·上海杨浦·高二校考期中)椭圆与椭圆的( )
A.长轴相等B.短轴相等C.焦距相等D.长轴、短轴、焦距均不相等
【答案】C
【详解】椭圆即,则此椭圆的长轴长为10,短轴长为6,焦距为;
椭圆即,因为,
则此椭圆的长轴长为,短轴长为,焦距为,
故两个椭圆的焦距相等.故选:C.
【典例2】(2023秋·高二课时练习)已知P点是椭圆上的动点,A点坐标为,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】设,则,因为P点在椭圆上,则,记,
所以,又因为开口向上,对称轴,
且,所以当时,取到最小值.故选:B.
【典例3】(2023秋·浙江湖州·高二统考期末)椭圆的长轴长、短轴长、离心率依次是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】由已知,可得椭圆标准方程为,则,,,
所以长轴长为、短轴长为、离心率为.故选:D.
【变式1】(2023春·广东茂名·高二统考期末)已知椭圆的离心率为,下顶点为,点为上的任意一点,则的最大值是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】由椭圆的离心率,可得,所以椭圆的方程为,
设,则,可得,又由点,
可得,
因为,所以,所以.故选:A.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)若椭圆的离心率为,则椭圆的长轴长为( )
A.6B.或C.D.或
【答案】D
【详解】当焦点在轴时,由,解得,符合题意,此时椭圆的长轴长为;
当焦点在轴时,由,解得,符合题意,此时椭圆的长轴长为.
故选:D.
【变式3】(2023秋·高二课时练习)椭圆的焦距为4,则m的值为 .
【答案】10或2
【详解】椭圆的焦距为4,即,当时,;
当时,;故m的值为10或2,
故答案为:10或2
题型02根据椭圆的几何性质求其标准方程
【典例1】(2023秋·新疆乌鲁木齐·高二乌鲁木齐市第十九中学校考期末)过点且与椭圆有相同焦点的椭圆方程为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】由化简可得,焦点为在轴上,同时又过点,设,
有,解得,故选:C
【典例2】(2023春·四川泸州·高二四川省泸县第四中学校考期末)已知椭圆的对称轴是坐标轴,离心率为,长轴长为12,则椭圆方程为( )
A.B.
C.或D.
【答案】C
【详解】由题意知,,,所以,,∴,
又因为椭圆的对称轴是坐标轴,则焦点可能在或轴上.∴椭圆方程:或故选:C
【典例3】(2023秋·广东江门·高二台山市华侨中学校考期中)已知椭圆焦点在轴,它与椭圆有相同离心率且经过点,则椭圆标准方程为 .
【答案】
【详解】椭圆的离心率为,
设所求椭圆方程为,则,从而,,
又,∴,∴所求椭圆的标准方程为.
故答案为: .
【变式1】(2022秋·高二课时练习)过点且与椭圆有相同焦点的椭圆的标准方程是( ).
A.B.
C.D.
【答案】A
【详解】解:因为椭圆,即,
,,可得,椭圆的焦点为,
设椭圆方程是,则,解得
所求椭圆的方程为.故选:A.
【变式2】(2023·陕西西安·长安一中校考二模)“蒙日圆”涉及几何学中的一个著名定理,该定理的内容为:椭圆上两条互相输出垂直的切线的交点必在一个与椭圆同心的圆上,该圆称为椭圆的蒙日圆.若椭圆C:的离心率为,则椭圆C的蒙日圆的方程为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】因为椭圆:的离心率为,则,解得,即椭圆的方程为,于是椭圆的上顶点,右顶点,经过两点的椭圆切线方程分别为,,则两条切线的交点坐标为,显然这两条切线互相垂直,因此点在椭圆的蒙日圆上,
圆心为椭圆的中心O,椭圆的蒙日圆半径,所以椭圆的蒙日圆方程为.故选:B
【变式3】(2023秋·江苏泰州·高三统考期末)若椭圆的焦点在轴上,且与椭圆:的离心率相同,则椭圆的一个标准方程为 .
【答案】(答案不唯一)
【详解】椭圆:的离心率为.则焦点在轴上离心率为的椭圆可取:.故答案为:
题型03求椭圆的离心率的值
【典例1】(2023春·江西宜春·高二江西省宜丰中学校考期末)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,某活动中将一把油纸伞撑开后摆放在户外展览场地上,如图所示.该伞的伞面是一个半径为的圆形平面,圆心到伞柄底端距离为2,当光线与地面夹角为时,伞面在地面形成了一个椭圆形影子,且伞柄底端正好位于该椭圆的长轴上,该椭圆的离心率( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】依题意,过伞面上端边沿的光线、过这个边沿点伞面的直径及椭圆的长轴围成底角为的等腰三角形,腰长为伞面圆的直径,椭圆长轴长为底边长,则,即,
而椭圆的短轴长,即,所以椭圆的离心率故选:D
【典例2】(2023·河南新乡·新乡市第一中学校考模拟预测)已知椭圆的左顶点为,点是椭圆上关于轴对称的两点.若直线的斜率之积为,则的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】由题意,椭圆的左顶点为,因为点是椭圆上关于轴对称的两点,可设,则,所以,可得,
又因为,即,代入可得,所以离心率为.
故选:D.
【典例3】(2023·辽宁辽阳·统考二模)已知椭圆的右焦点为,过坐标原点的直线与椭圆交于两点,点位于第一象限,直线与椭圆另交于点,且,若,,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】如图,设椭圆的左焦点为,连接,所以四边形为平行四边形.
设,则.因为,所以,
又因为,所以,所以.
在中,,
由余弦定理得,
所以,所以.故选:B.
【典例4】(2023春·浙江温州·高二校联考期末)已知椭圆的左顶点为,上顶点为,为坐标原点,椭圆上的两点,分别在第一,第二象限内,若与的面积相等,且,则椭圆的离心率为 .
【答案】/
【详解】由题意得,故,
又,将代入可得,即,
又,故,离心率.
故答案为:
【变式1】(2023春·广东深圳·高二统考期末)已知椭圆的右焦点为,过原点的直线与交于两点,若,且,则的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】如图,设椭圆的左焦点为,由椭圆的对称性可得,
所以四边形为平行四边形,又,所以四边形为矩形,所以,
由,得,又,所以,
在中,由,得,即,所以,
即的离心率为.故选:A.
【变式2】(2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测)已知,分别是椭圆:()的左,右焦点,是上的一点,若,且,则的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】在中,,设,由题意知,,
由余弦定理得,,
由椭圆定义知,则离心率.故选:C.
【变式3】(2023春·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
【详解】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.
【变式4】(2023·陕西咸阳·武功县普集高级中学校考模拟预测)已知是椭圆:的右焦点,过作直线的垂线,垂足为,,则该椭圆的离心率为 .
【答案】
【详解】由题知,,且,即,
∴,∴,∴,∴.
故答案为:
题型04求椭圆的离心率的最值或范围
【典例1】(2023春·湖南益阳·高二统考期末)若椭圆上存在点,使得到椭圆两个焦点的距离之比为,则称该椭圆为“倍径椭圆”.则“倍径椭圆”的离心率的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】由题可设点到椭圆两个焦点的距离之分别,所以,得到,
又,所以,得到,故.故选:C.
【典例2】(2023春·上海青浦·高二统考期末)点为椭圆的右顶点,为椭圆上一点(不与重合),若(是坐标原点),则椭圆的离心率的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】解:设,又,且,则,与椭圆方程联立,即,解得或,则,即,即,则,故选:B
【典例3】(2023·陕西西安·统考一模)已知椭圆上一点,它关于原点的对称点为,点为椭圆右焦点,且满足,设,且,则该椭圆的离心率的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题意,在中,设左焦点为,,它关于原点的对称点为,点为椭圆右焦点,
∵,∴四边形为矩形,∴.
∵,∴,由椭圆的定义得,
∴.∵∴,∴,
∴.故答案为:.
【典例4】(2023·甘肃定西·统考模拟预测)过原点作一条倾斜角为的直线与椭圆交于A,B两点,F为椭圆的左焦点,若,则该椭圆的离心率e的取值范围为 .
【答案】
【详解】当倾斜角时,直线的斜率不存在,如图则,又椭圆左焦点
若,则,即,所以,即
所以椭圆的离心率;
当倾斜角为,直线的斜率存在设为,则,
设,则,所以①,
若,则②,
联立①②,结合可得,
由,,所以,且,
所以,则,故,
所以,即,故
综上,椭圆的离心率e的取值范围为.故答案为:.
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知c是椭圆)的半焦距,则取最大值时椭圆的离心率是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】,因为∴.
设,则
∴当,即时,取最大值,此时离心率.故选:C
【变式2】(2023·重庆万州·重庆市万州第三中学校考模拟预测)已知点,为椭圆上的两点,点满足,则的离心率的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】因为,则,
所以,即,
,
又因为点,为椭圆上的两点,
所以,两式相减可得:,即,
所以,
因为,所以,
所以,即,即,
因为,所以,又因为,为椭圆上的两点,所以,
所以,解得:,即.故选:C.
【变式3】(2023秋·浙江嘉兴·高二统考期末)已知点是椭圆:的右焦点,点关于直线的对称点在上,其中,则的离心率的取值范围为 .
【答案】
【详解】过点且与直线垂直的直线为,
两直线的交点,从而点.
点在椭圆上,则,即
则.由于,则,,
故答案为:
【变式4】(2023·重庆沙坪坝·重庆南开中学校考模拟预测)已知为圆上一点,椭圆焦距为6,点关于直线的对称点在椭圆上,则椭圆离心率的取值范围为 .
【答案】
【详解】圆关于直线对称的圆为:,
依题意可得圆与椭圆有交点,又椭圆的右焦点是圆的圆心,
所以,且,又,所以,.
故答案为:.
题型05根据椭圆离心率求参数
【典例1】(2023秋·高二单元测试)设椭圆的离心率分别为.若,则( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】由,得,因此,而,所以.故选:A
【典例2】(2023春·江苏镇江·高二江苏省扬中高级中学校考阶段练习)椭圆()的左、右焦点分别是,,斜率为1的直线l过左焦点,交C于A,B两点,且的内切圆的面积是,若椭圆C的离心率的取值范围为,则线段AB的长度的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】解:设的内切圆的圆心为,半径为,则,解得,
,
又,
,,,,则,
即线段的长度的取值范围是,故选:C
【典例3】(2023·全国·高二专题练习)椭圆的左、右焦点分别是 ,斜率为的直线过左焦点且交于两点,且的内切圆的周长是,若椭圆的离心率为,则线段的长度的取值范围是
【答案】
【详解】如图示,由椭圆定义可得 ,
则的周长为4a,设,设内切圆半径为,的内切圆的周长是,
故 ,由题意得 ,
得,由于,故,
所以由可得,
故答案为:
【变式1】(2023秋·重庆沙坪坝·高二重庆市第七中学校校考期末)已知椭圆的离心率,则的值可能是( )
A.3B.7C.3或D.7或
【答案】C
【详解】椭圆的离心率,当椭圆焦点在x轴上时,,即,,解得,当椭圆焦点在y轴上时,,即,,解得,所以的值可能是3或.故选:C
【变式2】(2023春·上海松江·高三上海市松江二中校考阶段练习)设,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,若,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】记椭圆,双曲线的半焦距分别为,由题意知椭圆的,双曲线的,则椭圆与双曲线共焦点,设,则,
,设,则,解得,即,
又,且,故的取值范围是.
故答案为:
【变式3】(2023·吉林长春·校联考一模)已知椭圆C:的左、右焦点分别为、,点、在椭圆C上,满足,,若椭圆C的离心率,则实数λ取值范围为 .
【答案】
【详解】根据题意知,由得,不妨设点在第一象限,则点的坐标为.
由知,且,从而得到点的坐标为.
将点的坐标代入椭圆C方程得,整理得,即,所以.
又因为,所以,即实数λ取值范围为.
故答案为:.
题型06直线与椭圆的位置关系
【典例1】(2023·全国·高三对口高考)若直线与椭圆有且只有一公共点,那么的值为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】因为方程表示的曲线为椭圆,则,
将直线的方程与椭圆的方程联立,,可得,
则,解得.故选:C.
【典例2】(2023春·上海浦东新·高二统考期中)已知椭圆,直线,则直线l与椭圆C的位置关系为( )
A.相交B.相切C.相离D.不确定
【答案】A
【详解】对于直线,整理得,
令,解得,故直线过定点.
∵,则点在椭圆C的内部,所以直线l与椭圆C相交.故选:A.
【变式1】(2023·广东广州·统考模拟预测)已知以为焦点的椭圆与直线有且仅有一个公共点,则椭圆的长轴长为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】设椭圆方程为,直线代入椭圆方程,消得:,,整理,得又,由焦点在轴上,所以,联立解得:,,故椭圆方程为,则长轴长为;故选:C
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知直线与椭圆恒有公共点,则实数m的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】直线过定点,所以,解得①.
由于方程表示椭圆,所以且②. 由①②得的取值范围是.
故选:C
题型07直线与椭圆相切
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)已知过圆锥曲线上一点的切线方程为.过椭圆上的点作椭圆的切线,则过点且与直线垂直的直线方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【详解】过椭圆上的点的切线的方程为,即,切线的斜率为.与直线垂直的直线的斜率为,过点且与直线垂直的直线方程为,即.
故选:B
【典例2】(2023春·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】
【详解】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:
【变式1】(2023·全国·高二专题练习)椭圆上的点P到直线x+ 2y- 9= 0的最短距离为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】设与已知直线平行,与椭圆相切的直线为 ,则
,所以
所以椭圆上点P到直线的最短距离为 ,故选:A
【变式2】(2023·广西·统考一模)在平面直角坐标系中,动点在椭圆上运动,则点到直线的距离的最大值为 .
【答案】
【详解】解:设直线与椭圆相切联解消去,得
,解得或
与直线平行且与椭圆相切的直线方程为
其中与直线距离较远的是,且距离为,
到直线的最大距离为,
故答案为:.
题型08弦长
【典例1】(2023·全国·高三对口高考)已知椭圆,过左焦点作倾斜角为的直线交椭圆于、两点,则弦的长为 .
【答案】
【详解】在椭圆中,,,则,故点,
设点、,由题意可知,直线的方程为,即,
联立可得,,
由韦达定理可得,,所以,.
故答案为:.
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆,设直线被椭圆C截得的弦长为,求k的值.
【答案】
【详解】设直线与椭圆的交点为,联立消去整理得,
解得,所以弦长,
整理得即解得,.
【典例3】(2023秋·山东滨州·高二统考期末)已知椭圆C的两个焦点分别是,,并且经过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线与椭圆C相交于A,B两点,当线段AB的长度最大时,求直线l的方程.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)解法一:因为椭圆C的焦点在x轴上.所以设它的标准方程为.
由题意知,,解得.所以,椭圆C的标准方程为.
解法二:由于椭圆C的焦点在x轴上,所以设它的标准方程为.
根据椭圆定义得,即.
又因为,所以,所以,椭圆C的标准方程为.
(2)由,消去y,得,因为直线与椭圆C相交于A,B两点,
所以,解得.设,,
则,,
所以
当时,取最大值,此时直线l的方程为
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆,过左焦点的斜率为1的直线与椭圆分别交于A,B两点,求.
【答案】
【详解】因为椭圆方程为,则左焦点,
因为直线过椭圆左焦点且斜率为1,所以直线方程为,即,
设,联立直线与椭圆方程可得,化简可得,
且,由韦达定理可得,
由弦长公式可得.
【变式2】(2023秋·青海西宁·高二期末)已知点,椭圆的离心率为,是椭圆的右焦点,直线的斜率为,为坐标原点.
(1)求椭圆E的方程:
(2)设过椭圆的左焦点且斜率为的直线与椭圆交于不同的两、,求的长.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)解:由离心率,则,右焦点,
直线的斜率,解得,,所以,椭圆的方程为;
(2)解:由(1)可知椭圆的左焦点,则直线的方程为,
由,解得或,不妨令、,
所以.
【变式3】(2023·江苏南通·统考模拟预测)已知椭圆的左、右顶点是双曲线的顶点,的焦点到的渐近线的距离为.直线与相交于A,B两点,.
(1)求证:
(2)若直线l与相交于P,Q两点,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析(2)
【详解】(1)由题意得椭圆焦点坐标为,双曲线渐近线方程为,
所以,解得,所以的方程为,
由,消y得,
所以得,
设,,则,
所以
,化简得,得证;
(2)由消x,得,
所以,即,
结合,及,可得,
设,,则,
所以,
所以,
设,由,得,所以,
所以,所以.
题型09中点弦和点差法
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆C: ,过点的直线l与椭圆C交于A,B两点,若点P恰为弦AB的中点,则直线l的斜率是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】设,,则,,且,,
作差得,所以,即直线l的斜率是.故选:C.
【典例2】(2023·全国·高三对口高考)直线截椭圆所得弦的中点M与椭圆中心连线的斜率为 .
【答案】/
【详解】设线与椭圆的交点坐标为,则,
可得,因为在椭圆上,则,两式相减得,整理得,即所以.
故答案为:.
【典例3】(2023春·新疆塔城·高二统考开学考试)已知过点的直线,与椭圆 相交于A,B两点,且线段AB以点M为中点,则直线AB的方程是 .
【答案】
【详解】设,,根据中点坐标公式,,,
且,,两式相减,化简可得,
所以,即直线的斜率为,
根据点斜式,得到直线的方程为,即.
故答案为:
【典例4】(2023·全国·高三对口高考)中心在原点,一个焦点为的椭圆被直线截得弦的中点的横坐标为,则椭圆的方程为 .
【答案】
【详解】由题意,在椭圆中,一个焦点为,设椭圆的方程为,
∴,设直线与椭圆的交点为,弦中点为
∵直线截得弦的中点的横坐标为,∴,,
∴ 即∴.∴,解得:
∴椭圆的方程为:,故答案为:.故答案为:.
【变式1】(2023春·湖北荆州·高二沙市中学校考阶段练习)若椭圆的弦AB被点平分,则AB所在直线的方程为( )
A.B.
C. D.
【答案】A
【详解】设,则所以,整理得,
因为为弦的中点,所以,所以,
所以弦所在直线的方程为,即.故选:A.
【变式2】(2023·四川巴中·南江中学校考模拟预测)已知椭圆四个顶点构成的四边形的面积为,直线与椭圆C交于A,B两点,且线段的中点为,则椭圆C的方程是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【详解】设,,则,,两式作差并化简整理得
,因为线段AB的中点为,所以,,
所以,由,得,又因为,解得,,
所以椭圆C的方程为.故选:A.
【变式3】(2023·全国·高三专题练习)直线l与椭圆交于A,B两点,已知直线的斜率为1,则弦AB中点的轨迹方程是 .
【答案】
【详解】设,,线段AB的中点为,连接(为坐标原点).
由题意知,则,∴点的轨迹方程为.
又点在椭圆内,∴,解得:,故答案为:.
【变式4】(2023春·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】/
【详解】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:
题型10椭圆中三角形面积问题
【典例1】(2023秋·高二课时练习)已知经过椭圆的右焦点的直线的倾斜角为,交椭圆于A、B两点,是椭圆的左焦点,求的周长和面积.
【答案】的周长为,面积为.
【详解】如下图所示:
由椭圆方程可知,根据椭圆定义可知,
所以的周长为,即的周长为;
易知,又直线的倾斜角为,则,
所以直线的方程为,设
联立整理可得,由韦达定理可知;
由图可知的面积为;
所以的周长为,面积为
【典例2】(2023春·北京·高二北京师大附中校考期中)已知椭圆的离心率为,其左焦点为.直线交椭圆于不同的两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求的面积.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由已知有 解得 所以椭圆的方程为.
(2)由 消去,整理得.
设,则
直线的方程为,到直线的距离.
所以的面积为
【典例3】(2023春·四川·高二统考期末)已知点是圆上的任意一点,点,线段的垂直平分线交于点.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)若过点的直线交轨迹于、两点,是的中点,点是坐标原点,记与的面积之和为,求的最大值.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由题意可知,
所以动点的轨迹是以为焦点且长轴长为4的椭圆,
则,所以,因此动点的轨迹的方程是.
(2)如图:
不妨设点在轴上方,连接,因为分别为有中点,所以,
所以,
当直线的斜率不存在时,其方程为,则,,
此时;
当直线的斜率存在时,设其方程为,
设,,显然直线不与轴重合,即,
联立,得,则,,
所以,
又点到直线的距离,所以,令,
则,因为,所以,
所以,所以.
综上,,即的最大值为.
【变式1】(2023春·湖南衡阳·高二校联考期末)已知是椭圆的左顶点,过点的直线与椭圆交于两点(异于点),当直线的斜率不存在时,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求面积的取值范围.
【答案】(1);(2).
【详解】(1)依题意,,当直线的斜率不存在时,由,得直线过点,于是,解得,所以椭圆的方程为.
(2)依题意,直线不垂直于y轴,设直线的方程为,
由消去整理得,则,
的面积
,令,对勾函数在上单调递增,
则,即,从而,当且仅当时取等号,
故面积的取值范围为.
【变式2】(2023春·江西九江·高二江西省湖口中学校考期中)已知椭圆的离心率为,且椭圆上任意一点到椭圆两个焦点的距离之和为.直线交椭圆于不同的两点,
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆左焦点为,求的面积.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由已知有,解得,则椭圆的方程为.
(2) 消去,整理得,解得,,如图
则,,则,
直线的方程为,到直线的距离.
所以的面积为.
【变式3】(2023春·河南洛阳·高二统考期末)已知圆,点是圆上的动点,是抛物线的焦点,为的中点,过作交于,记点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过的直线交曲线于点、,若的面积为(为坐标原点),求直线的方程.
【答案】(1)(2)或或
【详解】(1)解:圆的标准方程为,圆心为,半径为,
由题意可得,且为线段的垂直平分线,所以,,
因为,所以,点的轨迹是以点、为焦点的椭圆,
设椭圆的标准方程为,则,,则,
因此,曲线的轨迹方程为.
(2)解:若直线与轴重合,则、、三点共线,不合乎题意.
设直线的方程为,联立可得,
则,设点、,则,,
则,
所以,,解得或,
故直线的方程为或或.
题型11椭圆的定点、定值、定直线问题
【典例1】(2023春·广东韶关·高二校考阶段练习)已知椭圆的右焦点为,A、B分别是椭圆的左、右顶点,为椭圆的上顶点,的面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆交于不同的两点,,点,若直线的斜率与直线的斜率互为相反数,求证:直线过定点.
【答案】(1)(2)证明见解析
【详解】(1)由题知,,,,由的面积为,得,
又,代入可得,,∴椭圆的方程为.
(2)联立得,
设,,可得,,
由题知,即,
即,解得,
∴直线的方程为,故直线恒过定点.
【典例2】(2023春·河南平顶山·高二统考期末)已知椭圆经过点,且离心率为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若经过点,且斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点P,Q(均异于点A),证明:直线AP与AQ的斜率之和为定值.
【答案】(1)(2)见解析
【详解】(1)由题意可知:,又,解得,
所以椭圆方程为
(2)证明:由题意可知直线有斜率,由于与点的连线的斜率为,且的横纵坐标恰好与相反,因此直线有斜率满足且,
直线的方程为:,
联立直线与椭圆方程:,
设,则,
,
将代入可得
故直线AP与AQ的斜率之和为1,即为定值,得证.
【典例3】(2023·河南洛阳·模拟预测)已知椭圆:的离心率为,右焦点为,A,B分别为椭圆的左、右顶点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作斜率不为0的直线,直线与椭圆交于P,Q两点,直线AP与直线BQ交于点M,记AP的斜率为,BQ的斜率为.求证:
①为定值;
②点M在定直线上.
【答案】(1) (2)①证明见解析,;②证明见解析,点M在定直线上.
【详解】(1)依题可得,解得:,所以,
即椭圆的方程为.
(2)①设,,因为直线过点且斜率不为0,所以可设的方程为,代入椭圆方程得,,其判别式,所以,. 两式相除得,即.
因为分别为椭圆的左、右顶点,所以点的坐标为,点的坐标为,所以,. 从而.
②由①知,设,则,所以直线的方程为:,直线的方程为,联立可得,所以直线与直线的交点的坐标为,所以点在定直线上.
【变式1】(2023·四川成都·校考一模)已知分别为椭圆的左,右顶点,为其右焦点,,且点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若过的直线与椭圆交于两点,且与以为直径的圆交于两点,证明:为定值.
【答案】(1) (2)证明见解析
【详解】(1)由,可得,解得,
又因为,所以,因为点在椭圆上,所以,
解得,,,所以椭圆的标准方程为.
(2)证明:当与轴重合时,,所以
当不与轴重合时,设,直线的方程为,
由整理得,则,
故
圆心到直线的距离为,则,
所以,即为定值.
【变式2】(2023秋·江西萍乡·高三统考期末)已知椭圆E的中心在原点,周长为8的的顶点,为椭圆E的左焦点,顶点B,C在E上,且边BC过E的右焦点.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)椭圆E的上、下顶点分别为M,N,点若直线PM,PN与椭圆E的另一个交点分别为点S,T,证明:直线ST过定点,并求该定点坐标.
【答案】(1) (2)证明见解析,
【详解】(1)由题意知,椭圆E的焦点在x轴上,
所以设椭圆方程为,焦距为,
所以周长为,即,
因为左焦点,所以,,所以,
所以椭圆E的标准方程为
(2)由题意知,,直线斜率均存在,
所以直线,与椭圆方程联立得,对恒成立,
则,即,则,
同理,,
所以,
所以直线方程为:,
所以直线过定点,定点坐标为
【变式3】(2023·北京海淀·中央民族大学附属中学校考模拟预测)已知曲线.
(1)若曲线C是椭圆,求m的取值范围.
(2)设,曲线C与y轴的交点为A,B(点A位于点B的上方),直线与曲线C交于不同的两点M,N.设直线AN与直线BM相交于点G.试问点G是否在定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【答案】(1) (2)在定直线上,理由见详解.
【详解】(1)因为曲线C是椭圆,所以,解得;.
(2)是在定直线上,理由如下:
当时,此时椭圆,设点与直线l联立得,
,且,
所以
易知,则,
两式作商得是定值,
故G在定直线上.
题型12椭圆中的向量问题
【典例1】(2023春·河南周口·高二校考开学考试)已知椭圆的右焦点,长半轴长与短半轴长的比值为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设为椭圆的上顶点,直线与椭圆相交于不同的两点,,若,求直线的方程.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)由题意得,,,,,,
椭圆的标准方程为.
(2)依题意,知,设,.
联立消去,可得.
,即,,,.
,.
,
,整理,得,解得或(舍去).
直线的方程为.
【典例2】(2023春·江苏南京·高二校考阶段练习)在平面直角坐标系中,椭圆:的左顶点到右焦点的距离是3,离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)斜率为的直线经过椭圆的右焦点,且与椭圆相交于,两点.已知点,求的值.
【答案】(1);(2).
【详解】(1)因为椭圆的左顶点到右焦点的距离是3,所以.
又椭圆的离心率是,所以,解得,,从而.
所以椭圆的标准方程.
(2)因为直线的斜率为,且过右焦点,所以直线的方程为.
联立直线的方程与椭圆方程,消去,得,其中.
设,,则,.
因为,所以
.
因此的值是.
【变式1】(2023·全国·高三对口高考)若点O和点F分别是椭圆的中心和左焦点,点P为该椭圆上的任意一点,则的最大值为( )
A.6B.5C.4D.2
【答案】A
【详解】设,,则,则,
因为点为椭圆上,所以有:,即,
所以,
又因为,所以当时,的最大值为6.
故选:A.
【变式2】(2023春·河南洛阳·高二校联考阶段练习)已知、是椭圆的左、右焦点,点在椭圆上,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知,两点的坐标分别是,,若过点的直线与椭圆交于,两点,且以为直径的圆过点,求出直线的所有方程.
【答案】(1) (2)或
【详解】(1)解:因为,
所以椭圆的左焦点的坐标是,
所以解得所以椭圆的方程为.
(2)若直线与轴垂直,则直线与椭圆的交点,的坐标分别是,,
以为直径的圆显然过点,此时直线的方程是;
若直线与轴不垂直,设直线的方程是,
与椭圆的方程联立,消去并整理,得.
设,,则,
,,.
因为以为直径的圆过点,
所以,即,,
所以,,
,解得.显然满足,
所以直线与轴不垂直时,直线的方程是,即.
综上所述,当以为直径的圆经过点时,直线的方程是或.
题型13新定义问题
1.(2023·全国·高二专题练习)开普勒第一定律也称椭圆定律、轨道定律,其内容如下:每一行星沿各自的椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点上.将某行星看作一个质点,绕太阳的运动轨迹近似成曲线,行星在运动过程中距离太阳最近的距离称为近日点距离,距离太阳最远的距离称为远日点距离.若行星的近日点距离和远日点距离之和是18(距离单位:亿千米),近日点距离和远日点距离之积是16,则( )
A.39B.52C.86D.97
【答案】D
【详解】根据椭圆方程,得长半轴,半焦距,
近日点距离为,远日点距离为,
近日点距离和远日点距离之和是,
近日点距离和远日点距离之积是,
解得,则.
故选:D.
2.(2023·广东韶关·统考模拟预测)韶州大桥是一座独塔双索面钢砼混合梁斜拉桥,具有桩深,塔高、梁重、跨大的特点,它打通了曲江区、浈江区、武江区交通道路的瓶颈,成为连接曲江区与芙蓉新城的重要交通桥梁,大桥承担着实现韶关“三区融合”的重要使命,韶州大桥的桥塔外形近似椭圆,若桥塔所在平面截桥面为线段,且过椭圆的下焦点,米,桥塔最高点距桥面米,则此椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】如图按椭圆对称轴所在直线建立直角坐标系,
设椭圆方程为,令,即,解得,
依题意可得,所以,所以,所以.故选:D.
3.(多选)(2023·全国·高二专题练习)青花瓷又称白地青花瓷,常简称青花,中华陶瓷烧制工艺的珍品,是中国瓷器的主流品种之一,属釉下彩瓷.如图为青花瓷大盘,盘子的边缘有一定的宽度且与桌面水平,可以近似看成由大小两个椭圆围成.经测量发现两椭圆的长轴长之比与短轴长之比相等.现不慎掉落一根质地均匀的长筷子在盘面上,恰巧与小椭圆相切,设切点为,盘子的中心为,筷子与大椭圆的两交点为,点关于的对称点为.给出下列四个命题其中正确的是( )
A.两椭圆的焦距长相等B.两椭圆的离心率相等
C.D.与小椭圆相切
【答案】BC
【详解】设大、小椭圆的长轴长之比与短轴长之比均为,设点、、,
以椭圆的中心为坐标原点,椭圆的长轴、短轴所在直线分别为、轴建立如下图所示的平面直角坐标系,设小椭圆的方程为,
则大椭圆的方程为,
对于A,大椭圆的焦距长为,两椭圆的焦距不相等,A错;
对于B,大椭圆的离心率为,则两椭圆的离心率相等,B对;
对于C,当直线与坐标轴垂直时,则点关于坐标轴对称,此时点为线段的中点,合乎题意,当直线的斜率存在且不为零时,设直线的方程为,
联立可得,
,可得,
此时,,联立,
可得,
由韦达定理可得,
即点为线段的中点,所以,,C对;
对于D,当点的坐标为时,将代入可得,不妨取点、,则,若,则直线的方程为,此时直线与椭圆不相切,D错.
故选:BC
4.(多选)(2023春·湖南长沙·高二长沙市明德中学校考期中)加斯帕尔•蒙日(图1)是18~19世纪法国著名的几何学家,他在研究圆锥曲线时发现:椭圆的任意两条互相垂直的切线的交点都在同一个圆上,其圆心是椭圆的中心,这个圆被称为“蒙日圆”(图2).已知长方形R的四边均与椭圆相切,则下列说法正确的是( )
A.椭圆C的离心率为B.椭圆C的蒙日圆方程为
C.椭圆C的蒙日圆方程为D.长方形R的面积最大值为18
【答案】ACD
【详解】解:由题知椭圆方程为:,所以,故选项A正确;
因为长方形R的四边均与椭圆相切,所以点,即在蒙日圆上,
故半径为,可得椭圆C的蒙日圆方程为;故选项B错误,选项C正确;
设长方形R的边长为m,n,则有,
所以长方形R的面积等于,当且仅当时取等,故选项D正确.
故选:ACD
A夯实基础
一、单选题
1.(2023秋·高二课时练习)椭圆的焦点坐标为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【详解】由于,所以椭圆的焦点在轴上,且,故焦点为,
故选:D
2.(2023·安徽·校联考模拟预测)已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,则的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】由题意得,,所以,.故选:D.
3.(2023春·上海长宁·高二上海市第三女子中学校考期中)椭圆和( )
A.长轴长相等B.短轴长相等C.焦距相等D.顶点相同
【答案】C
【详解】对于椭圆,,,,∴,,,
∴长轴长,短轴长,焦距,对于椭圆,
,,,∴,,,
∴长轴长,短轴长,焦距,
∴椭圆和的长轴长和短轴长均不相等,故顶点不相同,焦距相等.故选:C.
4.(2023·河南·校联考模拟预测)关于椭圆C:,有下面四个命题:
甲:长轴长为4;乙:短轴长为2;丙:离心率为;丁:.
如果只有一个假命题,则该命题是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
【答案】D
【详解】假设甲乙正确,则,,所以,所以,,
可得到甲、乙、丙三个命题中,已知某两个正确,均可推出第三个正确,故丁是假命题.
故选:D
5.(2023春·河南·高三阶段练习)已知分别为椭圆的两个焦点,且的离心率为为椭圆上的一点,则的周长为( )
A.6B.9C.12D.15
【答案】C
【详解】因为的离心率为,且,所以,解得,则,所以的周长为.故选:C
6.(2023春·福建福州·高二校联考期中)椭圆中,点为椭圆的右焦点,点A为椭圆的左顶点,点B为椭圆的短轴上的顶点,若,此椭圆称为“黄金椭圆”,“黄金椭圆”的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】设为椭圆的半焦距,由题意可得,由对称性可设,
则,因为,所以,
所以,即,解得或(舍).故选:B.
7.(2023秋·高二课时练习)过椭圆的中心作直线与椭圆交于A、B两点,为椭圆的左焦点,则面积的最大值为( )
A.6B.12C.24D.48
【答案】B
【详解】如图:
设点的坐标为,由于过椭圆中心,所以,两点关于原点对称,于是,所以,因此,当最大时,的面积最大,而当,为椭圆上下顶点时,最大,所以,的面积最大为.故选:B.
8.(2023春·全国·高二卫辉一中校联考阶段练习)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,圆:,点P和点B分别为椭圆C和圆A上的动点,当取最小值3时,的面积为( )
A.B.C.2D.
【答案】A
【详解】由题知,所以.
所以,
因为,所以,
所以.当P,B两点在的延长线上时,等号成立.
所以,所以,.
所以直线的方程为,即,与方程联立,
可得,解得(负值已舍去,其中为点P的纵坐标).
所以的面积为.
故选:A.
二、多选题
9.(2023春·湖南常德·高二常德市一中校考期中)关于椭圆有以下结论,其中正确的有( )
A.离心率为B.长轴长是
C.焦距2D.焦点坐标为
【答案】ACD
【详解】将椭圆方程化为标准方程为所以该椭圆的焦点在轴上,焦点坐标为,故焦距为2,故C、D正确;因为所以长轴长是,故B错误,因为,所以,离心率,故A正确.故选:ACD
10.(2023·全国·高三专题练习)椭圆的左、右焦点分别为,,点P在椭圆C上,若方程所表示的直线恒过定点M,点Q在以点M为圆心,C的长轴长为直径的圆上,则下列说法正确的是( )
A.椭圆C的离心率为B.的最大值为4
C.的面积可能为2D.的最小值为
【答案】ABD
【详解】对于选项A,由椭圆C的方程知,,,所以离心率,故选项A正确;
对于选项B,由椭圆的定义可得,所以,即的最大值为4,故选项B正确;
对于选项C,当点P位于椭圆的上、下顶点时,的面积取得最大值,故选项C错误;
对于选项D,易知,则圆,所以,故选项D正确,
故选:ABD.
三、填空题
11.(2023·全国·高三对口高考)椭圆上的点到直线:的距离的最小值为 .
【答案】
【详解】在椭圆上任取一点,设,
那么点到直线的距离为:,其中 .
故答案为:.
12.(2023春·新疆乌鲁木齐·高二乌市八中校考开学考试)过椭圆:的右焦点且倾斜角为的直线被椭圆截得的弦长为
【答案】/
【详解】解:由椭圆:,可得右焦点.设此直线与椭圆相交于点,
直线方程为:.联立,可得,,.
.故答案为:.
四、解答题
13.(2023秋·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.
【答案】答案见解析
【详解】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
14.(2023·全国·高三专题练习)已知直线和椭圆,为何值时,直线被椭圆所截的弦长为.
【答案】
【详解】设直线与椭圆交于两点,
联立,可得,,解得,
,,
弦长,
解得,
故时,直线被椭圆所截的弦长为.
15.(2023春·甘肃兰州·高二兰大附中校考阶段练习)已知椭圆的长轴长是短轴长的倍,且右焦点为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线交椭圆于,两点,若线段中点的横坐标为.求直线的方程.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由椭圆的长轴长是短轴长的倍,可得.所以.
又,所以,解得.所以.
所以椭圆的标准方程为.
(2)设,,
由,得.则,.
因为线段中点的横坐标为,所以.解得,即,经检验符合题意.
所以直线l的方程为.
B能力提升
1.(2023春·浙江杭州·高二统考期末)设椭圆的左右焦点分别为,,是椭圆上不与顶点重合的一点,记为的内心.直线交轴于点,,且,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】不妨设点位于第一象限,如图所示,
因为为的内心,所以为的角平分线,
所以,因为,所以,
设,则,由椭圆的定义可知,,
可得,所以,,
又因为,
所以,在中,由余弦定理可得,
,所以,则,故选:B.
2.(2023春·浙江·高二校联考阶段练习)已知椭圆方程为,为椭圆内一点,以为中点的弦与椭圆交于点,与轴交于点,线段的中垂线与轴交于点,当面积最小时,椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】如图,
设,由题意可得,
则由以为中点的弦与椭圆交于点可得,
两式相减可得,即,
所以直线方程为,
令,可得,由知,,所以直线的方程为,
令,可得,,
当且仅当,即时等号成立,此时,故.
故选:B
3.(2023·全国·高三专题练习)画法几何的创始人——法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:与椭圆相切的两条垂直切线的交点的轨迹是以椭圆中心为圆心的圆.我们通常把这个圆称为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆的蒙日圆方程为,椭圆的离心率为,为蒙日圆上一个动点,过点作椭圆的两条切线,与蒙日圆分别交于、两点,则面积的最大值为 .(用含的代数式表示)
【答案】
【详解】因为,所以,,
所以,蒙日圆的方程为,由已知条件可得,则为圆的一条直径,
由勾股定理可得,所以,,
当且仅当时,等号成立,因此,面积的最大值为.
故答案为:.
4.(2023·湖北黄冈·浠水县第一中学校考模拟预测)在生活中,我们经常看到椭圆,比如放在太阳底下的篮球, 在地面上的影子就可能是一个椭圆. 已知影子椭圆,C的上顶点为A,两个焦点为,,离心率为.过且垂直于的直线与C交于D,E两点,,则的最小值是 .
【答案】
【详解】解:∵椭圆的离心率为,∴,∴,
∴椭圆的方程为,不妨设左焦点为,右焦点为,如图所示,
∵,∴,∴为正三角形,
∵过且垂直于的直线与C交于D,E两点,为线段的垂直平分线,
∴直线的斜率为,斜率倒数为, 直线的方程:,
代入椭圆方程,整理得:,,
∴,∴ , 得,
∵为线段的垂直平分线,根据对称性,,∴
则,
当且仅当
故答案为:.
5.(2023·安徽·合肥一中校联考模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点P在E及直线上.若,则E的离心率的取值范围是 .
【答案】
【详解】设关于直线的对称点为,则解得即.
由椭圆定义及对称性可得,则,
当且仅当P,F,三点共线时,等号成立.所以E的离心率.
在中,由余弦定理可得,
又,
所以,
即,解得,
设椭圆E的上顶点为Q,则,
所以,解得,所以E的离心率的取值范围是.
故答案为:.
C综合素养
1.(2023春·湖南·高二统考期末)已知平面上动点到点与到圆的圆心的距离之和等于该圆的半径.
(1)求点的轨迹方程;
(2)已知两点的坐标分别为,过点的直线与(1)中点的轨迹交于两点(与不重合).证明:直线与的交点的横坐标是定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)
依题意,,圆的半径为4.于是,且,故点的轨迹为椭圆.
.所以点的轨迹方程为:.
(2)依题意直线的斜率不为0,设直线的方程为:
代入椭圆方程得:.所以①,②
又直线的方程为:,直线的方程为:
联立上述两直线方程得:,即,
将①②代入上式得:,即,解得.
所以直线与的交点的横坐标是定值4.
2.(2023春·福建泉州·高二校联考期末)已知为坐标原点,点到点的距离与它到直线的距离之比等于,记的轨迹为.点在上,三点共线,为线段的中点.
(1)证明:直线与直线的斜率之积为定值;
(2)直线与相交于点,试问以为直径的圆是否过定点,说明理由.
【答案】(1)证明见解析 (2)定点,理由见解析
【详解】(1)设,则有, 整理得;
设,,,则,,
由 ,两式相减:,
整理得,,,
即直线与直线的斜率之积为定值.
(2)显然直线的斜率不为0,设直线方程为,
联立方程组,消去得:,
所以, , ,
, 直线, 从而点,
根据椭圆的对称性可知,若以为直径的圆过定点,则该定点在轴上,可设为,
以为直径的圆过定点,则,
又,, 从而,
整理得, 故 ,解方程组可得,
即以为直径的圆过定点.
3.(2023·吉林白山·抚松县第一中学校考模拟预测)在xOy平面上,设椭圆,梯形ABCD的四个顶点均在上,且.设直线AB的方程为
(1)若AB为的长轴,梯形ABCD的高为,且C在AB上的射影为的焦点,求m的值;
(2)设,直线CD经过点,求的取值范围;
【答案】(1)2;(2);
【详解】(1)因为梯形为的长轴,的高为,,
所以点的纵坐标为,代入椭圆方程得,
可得,又因为在上的射影为的焦点,∴,解得,
∵,∴.
(2)由题意,椭圆,直线CD的方程为,
设,,则,化简得,
,得,∴,,
∴
,
∵,所以,
所以的取值范围为.
课程标准
学习目标
①了解圆锥曲线的实际背景。
②了解圆锥
曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用。
③掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程。
④会根据相关的条件求椭圆的标准方程。
⑤会求与椭圆有关的量。
1.通过本节课的学习,要求掌握椭圆的定义(相关的量的掌握)及椭圆的标准方程(满足的条件),会求与椭圆有关的几何量
焦点位置
焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上
焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上
标准方程
SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )
SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )
图象
焦点坐标
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 的关系
SKIPIF 1 < 0
课程标准
学习目标
①掌握椭圆的简单几何性质,了解椭圆中a,b,c,e的几何意义。
②会根据椭圆的方程解决椭圆的几何性质,会用椭圆的几何意义解决相关问题。
③会判断点与椭圆、直线与椭圆的位置关系,会求直线与椭圆相交的弦长。
通过本节课的学习,要求掌握椭圆的几何量a,b,c,e的意义,会利用几何量之间的关系,求相关几何量的大小,会利用椭圆的几何性质解决与椭圆有关的点、弦、周长、面积等问题。
焦点的位置
焦点在轴上
焦点在轴上
图形
标准方程
()
()
范围
,
,
顶点
,,
,
轴长
短轴长=,长轴长=
焦点
焦距
对称性
对称轴:轴、轴 对称中心:原点
离心率
,
人教A版 (2019)选择性必修 第一册2.5 直线与圆、圆与圆的位置精品课后练习题: 这是一份人教A版 (2019)选择性必修 第一册<a href="/sx/tb_c4000330_t7/?tag_id=28" target="_blank">2.5 直线与圆、圆与圆的位置精品课后练习题</a>,文件包含人教A版高中数学选择性必修第一册同步讲义+题型讲解第17讲25直线与圆圆与圆的位置关系原卷版doc、人教A版高中数学选择性必修第一册同步讲义+题型讲解第17讲25直线与圆圆与圆的位置关系教师版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共90页, 欢迎下载使用。
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高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第一册1.3 空间向量及其运算的坐标表示优秀随堂练习题: 这是一份高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第一册<a href="/sx/tb_c4000322_t7/?tag_id=28" target="_blank">1.3 空间向量及其运算的坐标表示优秀随堂练习题</a>,文件包含人教A版高中数学选择性必修第一册同步讲义+题型讲解第03讲13空间向量及其运算的坐标表示原卷版doc、人教A版高中数学选择性必修第一册同步讲义+题型讲解第03讲13空间向量及其运算的坐标表示教师版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共52页, 欢迎下载使用。