内容正文:
专题04 椭圆及其方程(考点清单,知识导图+3个考点清单+题型解读)
知识点01:椭圆的定义
1、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.
说明:
若,的轨迹为线段;
若,的轨迹无图形
2、定义的集合语言表述
集合.
知识点02:椭圆的标准方程
焦点位置
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
()
()
图象
焦点坐标
,
,
的关系
特别说明:
1、两种椭圆,()的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有,;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(,,),判断该方程所表示的椭圆的焦点位置的方法是:椭圆的焦点在轴上⇔标准方程中项的分母较大;椭圆的焦点在轴上⇔标准方程中项的分母较大,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.
知识点03:椭圆的简单几何性质
1、椭圆的简单几何性质一
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
,
2、椭圆的简单几何性质二
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
【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),,;
注:以下选择题都是单选题
【题型一:椭圆的定义及其应用】
【例1】(23-24高二上·陕西榆林·期中)已知椭圆上有一点P到右焦点的距离为4,则点P到左焦点的距离为( )
A.6 B.3 C.4 D.2
【变式2-1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知点,,动点满足,则动点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.直线 C.线段 D.不存在
【变式2-2】(24-25高二上·全国·课后作业)平面内一点M到两定点,的距离之和为10,则M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(24-25高二上·全国·课前预习)设定点,,动点满足条件,则点的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.射线 D.椭圆或线段
【变式2-4】(24-25高二上·黑龙江绥化·阶段练习)已知椭圆的两焦点为为椭圆上一点且,则( )
A. B. C. D.2
【题型二:椭圆的简单几何性质】
【例1】(23-24高二上·云南曲靖·阶段练习)椭圆的焦距为( )
A. B.4 C.8 D.16
【变式2-1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆与椭圆有相同的焦点,且的长轴长为,则的短轴长为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24高二上·江苏南通·期中)已知椭圆的的焦距为2,则m的值为( )
A.5 B. C.3或5 D.或
【变式2-3】(23-24高二下·河北张家口·开学考试)已知,是椭圆的两个焦点,是上的一点,若,且,则的长轴长与焦距的比值为( )
A. B. C. D.
【变式2-4】(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆的上顶点、右顶点分别为,则( )
A. B. C. D.
【题型三:椭圆的离心率】
【例1】(2024·辽宁·模拟预测)已知焦点在轴上的椭圆的短轴长为2,则其离心率为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(23-24高二下·湖南郴州·期末)已知为椭圆上一动点,分别为其左右焦点,直线与的另一交点为的周长为16.若的最大值为6,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24高二上·江苏南京·阶段练习)已知椭圆C:()的左顶点为A,上顶点为B,右焦点为F,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(23-24高三下·重庆·阶段练习)已知分别是椭圆的左、右焦点,是上一点.若,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式2-4】(24-25高二上·全国·课后作业)椭圆的两顶点,,且左焦点为F,是以角B为直角的直角三角形,则椭圆的离心率e为( )
A. B. C. D.
【题型四:椭圆的标准方程】
【例1】(23-24高二上·北京海淀·期末)已知P为椭圆上的动点.,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式2-1】(23-24高二上·陕西宝鸡·期中)已知椭圆过点,且椭圆的短轴长为,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】(24-25高二上·全国·假期作业)若椭圆焦点在轴上且经过点,焦距为6,则该椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(22-23高二上·河南省直辖县级单位·期末)已知,是椭圆的两个焦点,过且垂直于轴的直线交于,两点,且,则的方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-4】(22-23高二上·陕西咸阳·阶段练习)过点且与椭圆有相同焦距的椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.或
【题型五:椭圆中的焦点三角形】
【例1】(23-24高二上·吉林·期末)已知椭圆,为其左右两个焦点,过的直线与椭圆交于两点,则的周长为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(23-24高二上·江西·阶段练习)已知椭圆,过作直线与交于两点,则的周长为( )
A.24 B.20 C.16 D.12
【变式2-2】(23-24高二上·辽宁·期中)已知,为椭圆的两个焦点,为椭圆上一点,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(23-24高二上·山西大同·期末)已知,分别是椭圆的左、右焦点,点在椭圆上,是坐标原点,且,则的面积等于( )
A. B. C. D.3
【变式2-4】(2024高二上·全国·专题练习)已知椭圆的右焦点为是椭圆上一点,点,则的周长的最大值为( )
A.6 B.8 C.12 D.14
【变式2-5】(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上.若,则的面积为( )
A.4 B.6 C.8 D.9
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专题04 椭圆及其方程(考点清单,知识导图+3个考点清单+题型解读)
知识点01:椭圆的定义
1、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.
说明:
若,的轨迹为线段;
若,的轨迹无图形
2、定义的集合语言表述
集合.
知识点02:椭圆的标准方程
焦点位置
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
()
()
图象
焦点坐标
,
,
的关系
特别说明:
1、两种椭圆,()的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有,;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(,,),判断该方程所表示的椭圆的焦点位置的方法是:椭圆的焦点在轴上⇔标准方程中项的分母较大;椭圆的焦点在轴上⇔标准方程中项的分母较大,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.
知识点03:椭圆的简单几何性质
1、椭圆的简单几何性质一
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
,
2、椭圆的简单几何性质二
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
【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),,;
注:以下选择题都是单选题
【题型一:椭圆的定义及其应用】
【例1】(23-24高二上·陕西榆林·期中)已知椭圆上有一点P到右焦点的距离为4,则点P到左焦点的距离为( )
A.6 B.3 C.4 D.2
【答案】D
【分析】根据椭圆的定义即可求出.
【详解】由椭圆,得,即,设左焦点为,右焦点为,
则,因为,所以,即点到左焦点的距离为2.
故选:D.
【变式2-1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知点,,动点满足,则动点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.直线 C.线段 D.不存在
【答案】D
【分析】根据与的关系判断点的轨迹.
【详解】由题设知,
则动点P的轨迹不存在.
故选:D
【变式2-2】(24-25高二上·全国·课后作业)平面内一点M到两定点,的距离之和为10,则M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义和标准方程即可求解.
【详解】平面内一点M到两定点,的距离之和为,
所以M的轨迹满足椭圆的定义,是椭圆,
且,,则,
椭圆的焦点在y轴上,
所以椭圆的方程为.
故选:.
【变式2-3】(24-25高二上·全国·课前预习)设定点,,动点满足条件,则点的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.射线 D.椭圆或线段
【答案】D
【分析】利用基本不等式求出的范围,根据椭圆的定义可得答案.
【详解】因为,所以,
当且仅当时等号成立,
当时,,而,此时点的轨迹是线段;
当时,,
此时点的轨迹是以、为焦点的椭圆.
综上所述,点的轨迹是以、为焦点的椭圆或线段.
故选:D.
【变式2-4】(24-25高二上·黑龙江绥化·阶段练习)已知椭圆的两焦点为为椭圆上一点且,则( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义结合条件即得.
【详解】椭圆得,,,
设,,则,
,,
,
,
,即.
故选:A.
【题型二:椭圆的简单几何性质】
【例1】(23-24高二上·云南曲靖·阶段练习)椭圆的焦距为( )
A. B.4 C.8 D.16
【答案】A
【分析】由椭圆的标准方程及焦距的定义即可得解.
【详解】由,得,
所以焦距为.
故选:A.
【变式2-1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆与椭圆有相同的焦点,且的长轴长为,则的短轴长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由已知可得椭圆的半焦距,再结合椭圆的长轴可得短轴长度.
【详解】由已知,,
又,即,
所以,解得,
故的短轴长为,
故选:D.
【变式2-2】(23-24高二上·江苏南通·期中)已知椭圆的的焦距为2,则m的值为( )
A.5 B. C.3或5 D.或
【答案】C
【分析】根据题意先求出c的值,根据椭圆方程的标准形式,求出m的值.
【详解】由题有,所以
当椭圆方程的交点在轴时,
且,解得;
当椭圆方程的交点在轴时,
且,解得;
的值为5或3.
故选C.
【变式2-3】(23-24高二下·河北张家口·开学考试)已知,是椭圆的两个焦点,是上的一点,若,且,则的长轴长与焦距的比值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】借助椭圆定义与勾股定理计算即可得.
【详解】由,结合题设有,,
由,则,
化简得,故的长轴长与焦距的比值为.
故选:D.
【变式2-4】(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆的上顶点、右顶点分别为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由椭圆方程可得,再由正切值定义计算可得结果.
【详解】化简可得,作出椭圆图象如下图所示:
则,易知为直角三角形,
所以.
故选:A
【题型三:椭圆的离心率】
【例1】(2024·辽宁·模拟预测)已知焦点在轴上的椭圆的短轴长为2,则其离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义和性质即可求解.
【详解】由椭圆的短轴长为2,知,,即,,
因此,
又椭圆的离心率,
故选:A.
【变式2-1】(23-24高二下·湖南郴州·期末)已知为椭圆上一动点,分别为其左右焦点,直线与的另一交点为的周长为16.若的最大值为6,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用椭圆的标准方程及其参数的关系即可得出结果.
【详解】设椭圆的半焦距为,则由题设得,
解得,所以椭圆的离心率为.
故选:C.
【变式2-2】(23-24高二上·江苏南京·阶段练习)已知椭圆C:()的左顶点为A,上顶点为B,右焦点为F,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分别表示出,然后根据,利用勾股定理建立等式得到,两边同时除以得到关于的一元二次方程求解即可.
【详解】,,,
由题意:,
∴,
∴,
∴
∴
故选:C
【变式2-3】(23-24高三下·重庆·阶段练习)已知分别是椭圆的左、右焦点,是上一点.若,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义,结合余弦定理即可求解.
【详解】因为,所以.又,所以,
则,解得,故椭圆的离心率为.
故选:A
【变式2-4】(24-25高二上·全国·课后作业)椭圆的两顶点,,且左焦点为F,是以角B为直角的直角三角形,则椭圆的离心率e为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意结合勾股定理可得,运算求解即可.
【详解】因为为直角三角形,且,,,
由勾股定理可得,即,
整理得,两边同除以得,解得.
且,所以.
故选:B.
【题型四:椭圆的标准方程】
【例1】(23-24高二上·北京海淀·期末)已知P为椭圆上的动点.,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】根据题意,结合椭圆的定义,得到点的轨迹表示以为焦点的椭圆,进而求得的值.
【详解】因为,可得,则,
由椭圆的定义,可得点的轨迹表示以为焦点的椭圆,
其中,可得,所以,
又因为点在椭圆,所以.
故选:C.
【变式2-1】(23-24高二上·陕西宝鸡·期中)已知椭圆过点,且椭圆的短轴长为,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用椭圆上的点结合短轴长度求解参数,得到椭圆方程即可.
【详解】由题意可得,解得,故椭圆的方程为.
故选:B
【变式2-2】(24-25高二上·全国·假期作业)若椭圆焦点在轴上且经过点,焦距为6,则该椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意得出,即可得解.
【详解】由题意得椭圆焦点在轴上且经过点,焦距为6,
所以,则,
所以椭圆的标准方程为.
故选:B.
【变式2-3】(22-23高二上·河南省直辖县级单位·期末)已知,是椭圆的两个焦点,过且垂直于轴的直线交于,两点,且,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,借助勾股定理,结合椭圆定义求出椭圆长轴长即可得解.
【详解】由过且垂直于轴的椭圆的弦长,得,而椭圆的焦距,
在中,,则长轴长,
因此,,短半轴长,所以椭圆的方程为:.
故选:C
【变式2-4】(22-23高二上·陕西咸阳·阶段练习)过点且与椭圆有相同焦距的椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.或
【答案】D
【分析】根据题意,焦距为,根据焦点位置分类讨论,设出椭圆方程,结合题意列出方程组,即可求解.
【详解】由椭圆方程得两焦点坐标为,焦距为,
当所求椭圆的焦点在轴上时,设其标准方程为,
所以①,
又椭圆经过点,所以②,
联立①②解得,
故所求椭圆的标准方程为.
当所求椭圆的焦点在轴上时,设其标准方程为,
所以③,
又椭圆经过点,所以④,
联立③④解得,故所求椭圆的标准方程为.
综上,所求椭圆的标准方程为或.故选:D.
【题型五:椭圆中的焦点三角形】
【例1】(23-24高二上·吉林·期末)已知椭圆,为其左右两个焦点,过的直线与椭圆交于两点,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由椭圆定义求焦点相关三角形周长.
【详解】由题意,,而,
故的周长为.
故选:C
【变式2-1】(23-24高二上·江西·阶段练习)已知椭圆,过作直线与交于两点,则的周长为( )
A.24 B.20 C.16 D.12
【答案】A
【分析】根据焦点三角形的周长即可求解.
【详解】由椭圆方程可知,则,
所以是椭圆的焦点,
所以的周长为.
故选:.
【变式2-2】(23-24高二上·辽宁·期中)已知,为椭圆的两个焦点,为椭圆上一点,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义可得,,可得为直角三角形,进而可得解.
【详解】由,得,,
即,,
又,
则,,
所以为直角三角形,,
所以,
故选:B.
【变式2-3】(23-24高二上·山西大同·期末)已知,分别是椭圆的左、右焦点,点在椭圆上,是坐标原点,且,则的面积等于( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【分析】设出点的坐标,根据已知建立方程组,求出点的纵坐标即可求出面积.
【详解】椭圆的半焦距,则,设点,
于是,消去得,
所以的面积.
故选:C
【变式2-4】(2024高二上·全国·专题练习)已知椭圆的右焦点为是椭圆上一点,点,则的周长的最大值为( )
A.6 B.8 C.12 D.14
【答案】D
【分析】利用椭圆的定义,进行合理转化,求得周长最大值即可.
【详解】
由椭圆方程得,
,.
设椭圆的左焦点为,
则的周长为
当且仅当三点共线,且在的延长线上时取等号.
,
,的周长最大值为.故选:D
【变式2-5】(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上.若,则的面积为( )
A.4 B.6 C.8 D.9
【答案】D
【分析】在中,结合椭圆定义及勾股定理可得,进而求得的面积.
【详解】由椭圆定义可得,
又因为,所以由勾股定理可得,
即,解得,
则的面积为.
故选:D.
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