内容正文:
高中数学 选修2-1 曲线方程
测试内容:椭圆性质
考试时间:100分钟; 总分:100分 命题人:田思思
椭圆的简单几何性质
题型一:椭圆的简单几何性质
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)椭圆+=1(a>b>0)的长轴长等于a.( )
(2)椭圆上的点到焦点的距离的最小值为a-c.( )
(3)椭圆的离心率e越小,椭圆越圆.( )
答案 (1)× (2)√ (3)√
2.做一做
(1)(教材改编P46例4)椭圆25x2+9y2=225的长轴长、短轴长、离心率依次是( )
A.5,3, B.10,6,
C.5,3, D.10,6,
(2)椭圆x2+9y2=36的短轴的端点为________.
(3)设P(m,n)是椭圆+=1上任意一点,则m的取值范围是________.
答案 (1)B (2)(0,2),(0,-2) (3)[-5,5]
解析 (1)变形为+=1,∵焦点在y轴上,∴a=5,b=3,∴长轴长为10,短轴长为6,e=.
3.已知椭圆x2+(m+3)y2=m(m>0)的离心率e=,求m的值及椭圆的长轴长、短轴长、焦点坐标、顶点坐标.
[解] 椭圆方程可化为+=1.
∵m-=>0,∴m>,
∴椭圆焦点在x轴上,即a2=m,b2=,c= = .
由e=得, =,∴m=1.
∴椭圆的标准方程为x2+=1.
∴a=1,b=,c=.
∴椭圆的长轴长为2;短轴长为1;两焦点坐标分别为F1,F2;四个顶点分别为A1(-1,0),A2(1,0),B1,B2.
拓展提升
1.用标准方程研究几何性质的步骤
(1)将椭圆方程化为标准形式.
(2)确定焦点位置.
(3)求出a,b,c.
(4)写出椭圆的几何性质.
2.根据椭圆的几何性质求标准方程
此类问题通常采用待定系数法,其步骤仍然是“先定型,后计算”,即首先确定焦点位置,其次根据已知条件构造关于参数的关系式,利用方程(组)求得参数.
4.求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)长轴长是短轴长的5倍,且过点A(5,0);
(2)离心率e=,焦距为12.
解 (1)若椭圆焦点在x轴上,设其标准方程为+=1(a>b>0),由题意得解得
故所求椭圆的标准方程为+y2=1;
若焦点在y轴上,设其标准方程为+=1(a>b>0),
由题意,得解得
故所求椭圆的标准方程为+=1.综上所述,所求椭圆的标准方程为+y2=1或+=1.
(2)由e==,2c=12,得a=10,c=6,
∴b2=a2-c2=64.
当焦点在x轴上时,所求椭圆的标准方程为+=1;
当焦点在y轴上时,所求椭圆的标准方程为+=1.
综上所述,所求椭圆的标准方程为+=1或+=1.
题型二:椭圆的离心率问题
求椭圆离心率及范围的两种方法
(1)直接法:若已知a,c可直接利用e=求解.若已知a,b或b,c可借助于a2=b2+c2求出c或a,再代入公式e=求解.
(2)方程法:若a,c的值不可求,则可根据条件建立a,b,c的关系式,借助于a2=b2+c2,转化为关于a,c的齐次方程或不等式,再将方程或不等式两边同除以a的最高次幂,得到关于e的方程或不等式,即可求得e的值或范围.
5.直线l经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l的距离为其短轴长的,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
[解析] 不妨设直线l过椭圆的上顶点(0,b)和左焦点(-c,0),b>0,c>0,则直线l的方程为bx-cy+bc=0,由已知得=×2b,解得b2=3c2,又b2=a2-c2,所以=,即e2=,所以e=.故选B.
[答案] B
[解法探究] 解答例2有没有其他解法呢?
解 如图,由题意得在椭圆中,
OF=c,OB=b,OD=×2b=b,BF=a.
在Rt△OFB中,|OF|×|OB|=|BF|×|OD|,即c×b=a×b,解得=,所以椭圆的离心率e=.
6.(1)已知F1(-c,0),F2(c,0)为椭圆+=1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( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 设P(m,n),·=c2=(-c-m,-n)·(c-m,-n)=m2-c2+n2,∴m2+n2=2c2,2c2-m2=n2,①
把P(m,n)代入椭圆+=1得b2m2+a2n2=a2b2,②
把①代入②得m2=≥0,∴a2b2≤2a2c2,
∴b2≤2c2,∴a2≤3c2,∴e=≥.又m2=≤a2,∴a2≥2c2,∴e=≤.综上知此椭圆离心率的取值范围是.故选C.
(2) 已知F1为椭圆的左焦点,A,B分别为椭圆的右顶点和上顶点,P为椭圆上的点,当PF1⊥F1A,P