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2020高考数学理科大一轮复习导学案:第八章平面解析几何8.5
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知识点一 椭圆的定义
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.
1.判断正误
(1)平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.( × )
(2)动点P到两定点A(0,-2),B(0,2)的距离之和为4,则点P的轨迹是椭圆.( × )
2.已知动点P(x,y)的坐标满足 +=16,则动点P的轨迹方程为+=1.
解析:由等式关系可知,点P(x,y)到两定点(0,7)以及(0,-7)的距离之和等于16,且距离之和大于两定点间的距离,由椭圆的定义可知,动点P的轨迹是以点(0,7)和点(0,-7)为焦点,长半轴长为8的椭圆,其方程为+=1.
知识点二 椭圆的标准方程和几何性质
3.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,过F2的直线l交C于A,B两点,若△AF1B的周长为4,则C的方程为( A )
A.+=1 B.+y2=1
C.+=1 D.+=1
解析:∵△AF1B的周长为4,∴4a=4,∴a=,∵离心率为,∴c=1,∴b==,∴椭圆C的方程为+=1.故选A.
4.(2018·全国卷Ⅰ)已知椭圆C:+=1的一个焦点为(2,0),则C的离心率为( C )
A. B.
C. D.
解析:不妨设a>0,因为椭圆C的一个焦点为(2,0),所以c=2,所以a2=4+4=8,所以a=2,所以椭圆C的离心率e==.
5.(2018·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=5时,点B横坐标的绝对值最大.
解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),由=2,
得即x1=-2x2,y1=3-2y2.因为点A,B在椭圆上,所以得y2=m+,所以x=m-(3-2y2)2=-m2+m-=-(m-5)2+4≤4,所以当m=5时,点B横坐标的绝对值最大,最大值为2.
1.椭圆方程中的a,b,c
(1)a,b,c关系:a2=b2+c2.
(2)e与:因为e===,所以离心率e越大,则越小,椭圆就越扁;离心率e越小,则越大,椭圆就越圆.
2.焦点三角形:椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点构成的△PF1F2叫作焦点三角形.r1=|PF1|,r2=|PF2|,∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则在椭圆+=1(a>b>0)中:
(1)当r1=r2时,即点P的位置为短轴端点时,θ最大;
(2)S=b2tan=c|y0|,当|y0|=b时,即点P的位置为短轴端点时,S取最大值,最大值为bc.
3.焦点弦(过焦点的弦):焦点弦中以通径(垂直于长轴的焦点弦)最短,弦长lmin=.
4.AB为椭圆+=1(a>b>0)的弦,A(x1,y1),B(x2,y2),弦中点M(x0,y0),则
①弦长l=|x1-x2|=|y1-y2|;
②直线AB的斜率kAB=-.
考向一 椭圆的定义
【例1】 (1)已知△ABC的顶点B,C在椭圆+y2=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.2 B.6
C.4 D.12
(2)F1,F2是椭圆+=1的两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF1F2=45°,则△AF1F2的面积为( )
A.7 B.
C. D.
【解析】 (1)由椭圆的方程得a=.设椭圆的另一个焦点为F,则由椭圆的定义得|BA|+|BF|=|CA|+|CF|=2a,所以△ABC的周长为|BA|+|BC|+|CA|=|BA|+|BF|+|CF|+|CA|=(|BA|+|BF|)+(|CF|+|CA|)=2a+2a=4a=4.
(2)由题意得a=3,b=,c=,
∴|F1F2|=2,|AF1|+|AF2|=6.
∵|AF2|2=|AF1|2+|F1F2|2-2|AF1|·|F1F2|cos45°=|AF1|2-4|AF1|+8,
∴(6-|AF1|)2=|AF1|2-4|AF1|+8.
∴|AF1|=.∴△AF1F2的面积S=××2×=.
【答案】 (1)C (2)C
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F1,F2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|PF1|·|PF2|,通过整体代入可求其面积等.
(1)椭圆+y2=1上一点P到一个焦点的距离为2,则点P到另一个焦点的距离为( D )
A.5 B.6
C.7 D.8
(2)(2019·河北衡水中学调研)设F1、F2分别是椭圆+=1的左、右焦点,P为椭圆上任意一点,点M的坐标为(6,4),则|PM|-|PF1|的最小值为-5.
解析:(1)由椭圆的定义知点P到另一个焦点的距离是10-2=8.
(2)由椭圆的方程可知F2(3,0),
由椭圆的定义可得|PF1|=2a-|PF2|.
∴|PM|-|PF1|=|PM|-(2a-|PF2|)
=|PM|+|PF2|-2a≥|MF2|-2a,
当且仅当M,P,F2三点共线时取得等号,
又|MF2|==5,2a=10,
∴|PM|-|PF1|≥5-10=-5,
即|PM|-|PF1|的最小值为-5.
考向二 椭圆的标准方程
【例2】 (1)(2019·济南调研)已知两圆C1:(x-4)2+y2=169,C2:(x+4)2+y2=9,动圆在圆C1内部且和圆C1相内切,和圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A.-=1 B.+=1
C.-=1 D.+=1
(2)(2019·宁德模拟)一个椭圆的中心在原点,焦点F1,F2在x轴上,P(2,)是椭圆上一点,且|PF1|,|F1F2|,|PF2|成等差数列,则椭圆的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
【解析】 (1)设圆M的半径为r,则|MC1|+|MC2|=(13-r)+(3+r)=16>8=|C1C2|,所以M的轨迹是以C1,C2为焦点的椭圆,且2a=16,2c=8,故所求的轨迹方程为+=1.
(2)设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).
由点P(2,)在椭圆上知+=1.
又|PF1|,|F1F2|,|PF2|成等差数列,则|PF1|+|PF2|=2|F1F2|,
即2a=2×2c,=,
又c2=a2-b2,联立
得a2=8,b2=6,故椭圆方程为+=1.
【答案】 (1)D (2)A
(1)求椭圆的标准方程多采用定义法和待定系数法.
(2)利用定义法求椭圆方程,要注意条件2a>|F1F2|;利用待定系数法要先定形(焦点位置),再定量,也可把椭圆方程设为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)的形式.
(1)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点,(,),则椭圆方程为+=1.
(2)设F1,F2分别是椭圆E:x2+=1(0b>0)的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为( )
A. B.
C. D.
(2)椭圆x2+=1(0