内容正文:
【专题9】椭圆方程及其简单几何性质
【思维导图】
【考点梳理】
1.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.
[点睛] 定义中的条件2a>|F1F2|>0不能少,这是根据三角形中的两边之和大于第三边得出来的.否则:
①当2a=|F1F2|时,其轨迹为线段F1F2;
②当2a<|F1F2|时,其轨迹不存在.
2.椭圆的标准方程
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
焦点坐标
(-c,0),(c,0)
(0,-c),(0,c)
图 形
性质
范 围
-a≤x≤a
-b≤y≤b
-b≤x≤b
-a≤y≤a
对称性
对称轴:坐标轴 对称中心:原点
顶 点
A1(-a,0),A2(a,0),
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a),
B1(-b,0),B2(b,0)
轴
长轴A1A2的长为2a;短轴B1B2的长为2b
焦 距
|F1F2|=2c
离心率
e=∈(0,1)
a,b,c的关系
a2=b2+c2
F1,F2为椭圆的两个焦点,P是椭圆上一点,则a-c≤|PF1|≤a+c,a-c≤|PF2|≤a+c.
· 考法一 椭圆定义
类型1: 判断直线与椭圆的位置关系
【典例1】(1)已知椭圆,、是其左右焦点.
①过作一条斜率不为0的直线交椭圆于、两点,则的周长为
②已知椭圆过原点的直线 (斜率不为零)与椭圆交于两点,为椭圆的左、右焦点,则四边形的周长为
(2)
已知为坐标原点,椭圆上的点到左焦点的距离为,为的中点,则的值等于
归纳总结:
(1)椭圆定义的应用主要有:求椭圆的标准方程,求焦点三角形的周长、面积及弦长、最值和离心率等.
(2)通常定义和余弦定理结合使用,求解关于焦点三角形的周长和面积问题.
【变式1】已知F1,F2是椭圆的两个焦点,点P在椭圆上.
(1)若点P到焦点F1的距离等于1,则点P到焦点F2的距离为 ;
(2)过F1作直线与椭圆交于A,B两点,则的周长为 ;
(3)若,则点P到焦点F1的距离为 .
【变式2】设定点、,动点满足,则点的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.不存在 D.椭圆或线段
【变式3】Q是椭圆上一点,为左、右焦点,过F1作外角平分线的垂线交的延长线于点,当点在椭圆上运动时,点的轨迹是( )
A.直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线
【变式4】已知点,椭圆与直线交于点A,B,则的周长为( )
A. B.8 C.4 D.
【典例2】(2021·全国高二)已知F是椭圆=1的左焦点,P为椭圆上的动点,椭圆内部一点M的坐标是(3,4),则|PM|+|PF|的最大值是( )
A.10 B.11 C.13 D.21
归纳总结:
椭圆定义的应用求最值通常定义和三角形边长关系结合使用,利用两边和与两边差的关系求解最值.
【变式1】点是椭圆的左焦点,点是椭圆上一动点,则的最大值是___________.
【变式2】(2021·全国高二)已知椭圆:的左焦点为,点在椭圆上,点在圆:上,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.7 D.8
【变式3】(选做)早在古希腊时期,亚历山大的科学家赫伦就发现:光从一点直接传播到另一点选择最短路径,即这两点间的线段.若光从一点不是直接传播到另一点,而是经由一面镜子(即便镜面是曲面)反射到另一点,仍然选择最短路径.已知曲线,且将假设为能起完全反射作用的曲面镜,若光从点射出,经由上一点反射到点,则( )
A. B. C. D.
【痛点直击】有关椭圆上的点到焦点的距离最值时,要运用椭圆定义,椭圆上的点到两焦点的距离和为定值进行转化。
· 考法二 轨迹方程和椭圆的标准方程
1、对椭圆的两种标准方程的理解:对于方程,
①表示焦点在x轴上的椭圆;
②表示焦点在y轴上的椭圆;
③表示椭圆且.
2、(1)椭圆经过两个点一般方程可设为
(2)共焦点的椭圆系方程
与椭圆共焦点的椭圆可设为;
与椭圆共焦点的椭圆可设为;
(3)相同离心率的椭圆系方程
与椭圆共离心率的椭圆可设为
【典例1】“方程的曲线是椭圆”的一个必要不充分条件是( )
A.“” B.“”
C.“” D.“”且“”
【变式1】在平面直角坐标系中,“”是“方程表示椭圆”的__________条件.(填“充分不必要”“必要不充分”“充要“既不充分也不必要”)
【变式2】方程(,且)与方程表示的椭圆,那