内容正文:
第01讲 椭圆及其标准方程
课程标准
学习目标
1 了解认识椭圆的形状;
2 了解椭圆的简单几何性质;
3 培养观察、分析和计算的能力.
1. 理解椭圆的定义;
2. 能够顺利推导椭圆的标准方程;
3. 掌握椭圆标准方程的求法.
知识点一、椭圆的定义
(1)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.
(2)定义集合表示P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
①当2a>|F1F2|时,M点的轨迹为椭圆;
②当2a=|F1F2|时,M点的轨迹为线段F1F2;
③当2a<|F1F2|时,M点的轨迹不存在.
知识点二、椭圆的标准方程及图像
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
知识点三、焦点三角形
椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点F1,F2构成的△PF1F2叫做焦点三角形.
若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,即点P为短轴端点时,θ最大;
②S=|PF1||PF2|sin θ=c|y0|,当|y0|=b,即点P为短轴端点时,S取得最大值,最大值为bc;
③△PF1F2的周长为2(a+c).
题型01 椭圆的定义--焦点三角形
1.已知是椭圆的两个焦点,点、在上,若,则的最大值为( )
A.9 B.20 C.25 D.30
2.已知是椭圆的左、右焦点,是椭圆上的一点,若,则
3.已知点在椭圆上,,是该椭圆的两个焦点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
4.已知椭圆:,的右焦点为F,P为椭圆上任意一点,点A的坐标为,则的最大值为( )
A. B.5 C. D.
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,过点的射线分别与椭圆和圆相交于点,过点作,垂足为为坐标原点,则( )
A. B. C.2 D.
6.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,为椭圆上不同于左右顶点的任意一点,则下列说法正确的是( )
A.的周长为8 B.存在点,使得
C.的取值范围为 D.的取值范围为
题型02 利用椭圆的定义求椭圆方程
1.如果动点满足,则点的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线 C.抛物线 D.线段
2.已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上,且满足,延长线交椭圆于另一点,,则椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
3.已知曲线C:(),从C上任意一点P向x轴作垂线段,为垂足,则线段的中点M的轨迹方程为( )
A.() B.()
C.() D.()
4.平面内,已知两点,及动点.给出下列结论:
①满足的点的轨迹为线段;
②若直线,的斜率之积是,则点的轨迹方程为;
③若点到定点的距离与它到定直线的距离之比为,则点的轨迹为椭圆.
其中所有正确结论的序号是 .
5.已知椭圆的两个焦点为,,M是椭圆上一点,若,且,则该椭圆的方程是 .
6.已知点为圆上任意一点,点,线段的中垂线交于点,求动点的轨迹方程.
题型03 用待定系数法求椭圆方程
1.已知椭圆的中心在原点且过点,焦点在坐标轴上,长轴长是短轴长的3倍,求该椭圆的方程 .
2.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点的坐标分别是,,并且经过点;
(2)经过两点,.
3.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别是,椭圆上一点P到两焦点距离的和是10;
(2)焦点在y轴上,且经过两个点和;
(3)经过和点.
4.已知椭圆的左、右焦点分别为,,且点在椭圆上,动点C,D分别在直线和椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程及其焦点坐标;
(2)若椭圆上存在一点E,使得四边形是矩形,求点D的横坐标.
题型04 根据椭圆方程求参数的范围
1.若方程表示椭圆,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.且
2.若方程表示焦点在x轴的椭圆,则t的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.若曲线表示椭圆,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围为 .
5.已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.椭圆与椭圆的关系为( )
A.有相同的长轴长与短轴长 B.有相同的焦距
C.有相同的焦点 D.有相同的离心率
题型05 椭圆中有关三角形周长和面积问题
1.已知椭圆的两个焦点为上有一点,则的周长为( )
A. B.20 C. D.16
2.点P是椭圆上一点,,是椭圆的两个焦点,且的内切圆半径为1,当点P在第一象限时,P点的纵坐标为( )
A.2 B. C. D.
3.已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,P为椭圆C上一点,的最小值为1,且的周长为34,则椭圆C的标准方程为 .
4.(1)已知点P在椭圆上,与分别为左、右焦点.若,则的面积为 .
(2)若F为椭圆C:的右焦点,A、B为椭圆C上两个动点,则的周长的最大值为 .
5.已知为坐标原点,为椭圆上任意一点,延长至,使,记点的轨迹为曲线,则曲线的方程为 ;若过点的直线交曲线于两点,则面积的最大值为 .
6.已知椭圆C:,,过P点斜率为k的直线与椭圆C交于另一点为Q.
(1)若的面积为,求k的值;
(2)若直线与椭圆C交于M,N两点,且,求的值.
7.已知椭圆的上顶点为,右焦点为,原点到直线的距离为的面积为1.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与交于两点,过点作轴于点,过点作轴于点与交于点.
①求证:点在定直线上,
②求的面积的最大值.
8.已知椭圆的一个顶点为,左、右焦点为,,其中O为坐标原点,过右焦点的直线交椭圆于P,Q两点,的周长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点C满足,点B在椭圆上(异于椭圆的顶点),直线与以C为圆心的圆相切于点M,且M为线段的中点,求直线的方程.
1.已知椭圆,则椭圆的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
2.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.
3.(多选)已知椭圆的对称中心为坐标原点,焦点在坐标轴上,若椭圆的长轴长为10,短半轴长为4,则椭圆的标准方程可能为( )
A. B. C. D.
4.阿基米德是古希腊著名的数学家、物理学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率π等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.在平面直角坐标系中,已知椭圆:的面积为,以的两焦点与短轴的一个端点为顶点的三角形是等边三角形,则的标准方程是( )
A. B. C. D.
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,M为C上一点,若的中点为,且的周长为,则C的标准方程为( )
A. B.
C. D.
6.已知方程表示椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.设点分别为椭圆的左、右焦点,点是椭圆上任意一点,若使得成立的点恰好是个,则实数的值可以是 .(写出一个正确答案即可)
8.已知、是椭圆C:的两个焦点,点在C上,则的最大值为 .
9.已知椭圆的左、右焦点分别为在椭圆上且关于原点对称,则的最大值与最小值之和为 .
10.已知椭圆的左、右焦点分别为,过点的直线与交于两点,若,且,则 .
11.已知椭圆的离心率为,点分别为椭圆的右顶点和上顶点,且.
(1)试求椭圆的方程;
(2)斜率为的直线与椭圆交于两点,点在第一象限,求证:四点共圆.
12.已知定圆,动圆P过点,且和圆相切.
(1)求动圆圆心P的轨迹E的方程;
(2)设P是第一象限内轨迹E上的一点,的延长线分别交轨迹E于点.若分别为,的内切圆的半径,求的最大值.
13.已知椭圆C:的左焦点为F,点A在C上,过点A作轴,垂足为B,其中点B异于点A,且.
(1)求动点D的轨迹方程;
(2)过点F的直线与C交于M,N两点,与动点D的轨迹交于P,Q两点,求的最大值.
14.已知椭圆的左、右焦点分别为、,离心率为.点在直线上运动,且直线的斜率与直线的斜率之商为2.
(1)求的方程;
(2)若点A、B在椭圆上,为坐标原点,且,求面积的最小值.
15.已知椭圆的离心率为,且椭圆的短轴长为.
(1)求椭圆的方程.
(2)设是椭圆上第一象限内的一点,是椭圆的左顶点,是椭圆的上顶点,直线与轴相交于点,直线与轴相交于点.记的面积为,的面积为.证明:为定值.
16.已知点为椭圆的焦点,过F的直线l交C于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)若D为的中点.
①求D的轨迹方程;
②求的最大值.
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第01讲 椭圆及其标准方程
课程标准
学习目标
1 了解认识椭圆的形状;
2 了解椭圆的简单几何性质;
3 培养观察、分析和计算的能力.
1. 理解椭圆的定义;
2. 能够顺利推导椭圆的标准方程;
3. 掌握椭圆标准方程的求法.
知识点一、椭圆的定义
(1)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.
(2)定义集合表示P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
①当2a>|F1F2|时,M点的轨迹为椭圆;
②当2a=|F1F2|时,M点的轨迹为线段F1F2;
③当2a<|F1F2|时,M点的轨迹不存在.
知识点二、椭圆的标准方程及图像
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
知识点三、焦点三角形
椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点F1,F2构成的△PF1F2叫做焦点三角形.
若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,即点P为短轴端点时,θ最大;
②S=|PF1||PF2|sin θ=c|y0|,当|y0|=b,即点P为短轴端点时,S取得最大值,最大值为bc;
③△PF1F2的周长为2(a+c).
题型01 椭圆的定义--焦点三角形
1.已知是椭圆的两个焦点,点、在上,若,则的最大值为( )
A.9 B.20 C.25 D.30
【答案】C
【详解】根据椭圆定义可得:,
因为,所以,
即,当且仅当时等号成立,
所以,则的最大值为25,
故选:C.
2.已知是椭圆的左、右焦点,是椭圆上的一点,若,则
【答案】4
【详解】由椭圆的方程,可知,
又是椭圆上的一点,由椭圆的定义知,,
又,则.
故答案为:4.
3.已知点在椭圆上,,是该椭圆的两个焦点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题知,,,即,,则,
因为(当且仅当时,等号成立),
所以,
所以
(当且仅当时,等号成立).
故选:D.
4.已知椭圆:,的右焦点为F,P为椭圆上任意一点,点A的坐标为,则的最大值为( )
A. B.5 C. D.
【答案】B
【详解】如图,
设椭圆C的左焦点为,由由椭圆定义可得,,
所以
.
故选:B.
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,过点的射线分别与椭圆和圆相交于点,过点作,垂足为为坐标原点,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【详解】由椭圆,可得,则,
又由圆可化为,可得圆心,半径,则,
根据椭圆的定义,可得,则,
因为,可得为的中点,
又因为为的中点,可得.
故选:C.
6.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,为椭圆上不同于左右顶点的任意一点,则下列说法正确的是( )
A.的周长为8 B.存在点,使得
C.的取值范围为 D.的取值范围为
【答案】BCD
【详解】
由可得,焦点坐标分别为.
对A项, 的周长为,故A错误;
对B项,设存在点,根据两点间距离公式和椭圆的定义得,
即,解得或,故B正确;
对C项, 设点,,则,
所以,,
则,又因为,所以,
所以的取值范围为,故C正确;
对D项, 由C知, ,则,因为,
所以,则,同理可得,所以,
当时,取得最大值,
当或时, 的值,但且,所以的取值范围为,故D正确.
故选:BCD.
题型02 利用椭圆的定义求椭圆方程
1.如果动点满足,则点的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线 C.抛物线 D.线段
【答案】D
【详解】方程表示动点到定点的距离与它到定点的距离之和为3,
即,
所以点M的轨迹是线段.
故选:D
2.已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上,且满足,延长线交椭圆于另一点,,则椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为点在椭圆上,延长线交椭圆于另一点,且,
所以,,则,由于,
所以,即,解得,
所以,则,
则,,
所以椭圆方程为,
故选:C
3.已知曲线C:(),从C上任意一点P向x轴作垂线段,为垂足,则线段的中点M的轨迹方程为( )
A.() B.()
C.() D.()
【答案】A
【详解】设点,则,
因为为的中点,所以,即,
又在圆上,
所以,即,
即点的轨迹方程为.
故选:A
4.平面内,已知两点,及动点.给出下列结论:
①满足的点的轨迹为线段;
②若直线,的斜率之积是,则点的轨迹方程为;
③若点到定点的距离与它到定直线的距离之比为,则点的轨迹为椭圆.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①②③
【详解】对于①:,则点的轨迹为线段;
对于②: 设,因为,
即,所以点的轨迹方程为;
对于③:设,则,
,整理得,
即点的轨迹为椭圆.
故答案为:①②③
5.已知椭圆的两个焦点为,,M是椭圆上一点,若,且,则该椭圆的方程是 .
【答案】
【详解】设点,
又因为,,,
所以,
所以,
所以,根据椭圆定义可得,
所以椭圆的方程是.
故答案为:.
6.已知点为圆上任意一点,点,线段的中垂线交于点,求动点的轨迹方程.
【答案】
【详解】由题意,线段的中垂线交于点,
所以,
即,
所以点的轨迹是以为焦点的椭圆,
设点的轨迹方程,
所以,则,
所以动点的轨迹方程为.
题型03 用待定系数法求椭圆方程
1.已知椭圆的中心在原点且过点,焦点在坐标轴上,长轴长是短轴长的3倍,求该椭圆的方程 .
【答案】或
【详解】若焦点在轴上,设,则由题意,
解得,∴.
若焦点在轴上,设,则由题意,
解得,∴.
故答案为:或.
2.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点的坐标分别是,,并且经过点;
(2)经过两点,.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)设椭圆的焦距为,长轴长为,短轴长为,
则,且焦点在轴上,
,
所以,
所以椭圆方程为;
(2)设椭圆的方程为,
则,解得,
所以椭圆方程为.
3.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别是,椭圆上一点P到两焦点距离的和是10;
(2)焦点在y轴上,且经过两个点和;
(3)经过和点.
【答案】(1)1
(2)
(3).
【详解】(1)由题意,椭圆焦点在轴上,且,
则,
∴椭圆方程为1;
(2)根据题意,所求椭圆的焦点在y轴上,且经过两个点和,
则,则椭圆的标准方程为;
(3)根据题意,要求椭圆经过(,)和点(,1)两点,
设其方程为,
则有,解可得,
则所求椭圆的方程为.
4.已知椭圆的左、右焦点分别为,,且点在椭圆上,动点C,D分别在直线和椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程及其焦点坐标;
(2)若椭圆上存在一点E,使得四边形是矩形,求点D的横坐标.
【答案】(1)方程为,焦点坐标为,
(2)横坐标为或
【详解】(1)由题设,解得,.
所以椭圆G的方程为.焦点坐标为,
(2)设,,,,
因为四边形是矩形,一定为平行四边形,所以,
则,,所以,
D,E都在椭圆上,,变形得①,
又,所以,即,
则,②
②代入①得,解得:或,
若时,,,此时C与重合,D点坐标为;
若时,联立,
可得:,解得:,
因为,所以,
所以D点横坐标为或.
题型04 根据椭圆方程求参数的范围
1.若方程表示椭圆,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.且
【答案】D
【详解】方程表示椭圆,
,得,得且.
故选:D.
2.若方程表示焦点在x轴的椭圆,则t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】命题等价于,解得.
故选:C.
3.若曲线表示椭圆,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为曲线表示椭圆,即表示椭圆
则应满足即.
故选:D.
4.若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围为 .
【答案】
【详解】因为椭圆的焦点在x轴上可得
,
所以.
故答案为:.
5.已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】将椭圆方程变形为,因为焦点在轴上,所以,解得.
故选:B.
6.椭圆与椭圆的关系为( )
A.有相同的长轴长与短轴长 B.有相同的焦距
C.有相同的焦点 D.有相同的离心率
【答案】B
【详解】对于椭圆,则,且焦点在x轴上,
所以长轴长为10,短轴长为6,焦距为8,焦点为,离心率为,
对于椭圆,因为,则,
可得,且焦点在y轴上,
所以长轴长为,短轴长为,焦距为8,焦点为,离心率为,
所以A、C、D错误,B正确.
故选:B.
题型05 椭圆中有关三角形周长和面积问题
1.已知椭圆的两个焦点为上有一点,则的周长为( )
A. B.20 C. D.16
【答案】B
【详解】解:因为,,所以,
故的周长为.
故选:B.
2.点P是椭圆上一点,,是椭圆的两个焦点,且的内切圆半径为1,当点P在第一象限时,P点的纵坐标为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【详解】由,得,
所以,
所以,
设的内切圆半径为,
因为
所以,得.
故选:B
3.已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,P为椭圆C上一点,的最小值为1,且的周长为34,则椭圆C的标准方程为 .
【答案】
【详解】令椭圆的半焦距为,由的最小值为1,得,
由的周长为34,得,解得,,由,得,
所以椭圆C的标准方程为.
故答案为:
4.(1)已知点P在椭圆上,与分别为左、右焦点.若,则的面积为 .
(2)若F为椭圆C:的右焦点,A、B为椭圆C上两个动点,则的周长的最大值为 .
【答案】 20
【详解】(1)由椭圆可知,,
所以,即,,
由余弦定理得,
解得,
所以.
(2)设椭圆的左焦点为,
由椭圆C:可得,,
则的周长为,
由,可得,
当且仅当三点共线时等号成立,即的周长的最大值为20.
故答案为:;
5.已知为坐标原点,为椭圆上任意一点,延长至,使,记点的轨迹为曲线,则曲线的方程为 ;若过点的直线交曲线于两点,则面积的最大值为 .
【答案】 .
【详解】
设,因为,则,
将点代入椭圆方程可得,
即曲线的方程为;
连接,由可知,所以,
设,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
代入曲线的方程可得,
则,
所以
,
将直线的方程为代入曲线的方程可得,
因为与曲线有公共点,所以,
化简可得,令,则,
所以;
当直线的斜率不存在时,设直线的方程为,
代入曲线的方程可得,
所以,
令,则,则;
综上所述,面积的最大值为,
则面积的最大值为.
故答案为:;
6.已知椭圆C:,,过P点斜率为k的直线与椭圆C交于另一点为Q.
(1)若的面积为,求k的值;
(2)若直线与椭圆C交于M,N两点,且,求的值.
【答案】(1)或; (2)
【详解】(1)
易知直线PQ的方程为,不妨设,
联立,消去y并整理得,
由韦达定理得,所以,
又点O到直线的距离,
则
解得或;
(2)
不妨设,
联立,消去y并整理得,
此时,解得,
由韦达定理得,
不妨设线段MN的中点为D,
此时,所以,
因为,所以,即,
解得,满足,故.
7.已知椭圆的上顶点为,右焦点为,原点到直线的距离为的面积为1.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与交于两点,过点作轴于点,过点作轴于点与交于点.
①求证:点在定直线上,
②求的面积的最大值.
【答案】(1) (2)①证明见解析;②.
【详解】(1)由题知,因为的面积为1,所以.
又直线的方程,即,
因为点到直线的距离为,所以,
解得,所以陏圆的方程为.
(2)①由题意,当直线斜率为0时,不符合题意;
当直线斜率不为0时,设直线方程为,
联立,得,
易知.
设,则,
因为轴,轴,所以,
所以直线 (1),
直线 (2),
联立(1)(2)解得,
所以点在定直线上
②因为与直线平行,
所以
因为所以
,
令所以
当且仅当是等号成立所以的面积的最大值为.
8.已知椭圆的一个顶点为,左、右焦点为,,其中O为坐标原点,过右焦点的直线交椭圆于P,Q两点,的周长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点C满足,点B在椭圆上(异于椭圆的顶点),直线与以C为圆心的圆相切于点M,且M为线段的中点,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)
由题意得,,
解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)
由(1)知,又,所以,
由题意,点B在椭圆上(异于椭圆的项点),所以直线斜率存在且不为0,
设,直线和椭圆方程联立得,得,
当时,则,
因为直线与以为圆心的圆相切于点,即为中点,
则,,
,,
因为,所以,得,
因为,所以得.
所以直线或.
1.已知椭圆,则椭圆的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】方程可化为,
则椭圆的焦点在轴,且,
则,
故其焦点坐标为.
故选:C.
2.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
【详解】由题意可得,解得,故椭圆的方程为.
故选:B
3.(多选)已知椭圆的对称中心为坐标原点,焦点在坐标轴上,若椭圆的长轴长为10,短半轴长为4,则椭圆的标准方程可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】由题意,,故,
椭圆的标准方程可能为或.
故选:AC.
4.阿基米德是古希腊著名的数学家、物理学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率π等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.在平面直角坐标系中,已知椭圆:的面积为,以的两焦点与短轴的一个端点为顶点的三角形是等边三角形,则的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意知:且,则,.
所以椭圆标准方程.
故选:B
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,M为C上一点,若的中点为,且的周长为,则C的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为的周长为,所以,则,
又,的中点为 ,所以M的坐标为,
故,则,
结合,,解得,
所以椭圆C的标准方程为,
故选:A
6.已知方程表示椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为方程表示椭圆,
所以有,
解得或.
故选:C
7.设点分别为椭圆的左、右焦点,点是椭圆上任意一点,若使得成立的点恰好是个,则实数的值可以是 .(写出一个正确答案即可)
【答案】(写出一个满足的即可)
【详解】由题知,解得,所以,
设,则,,
又,得到,整理得到,
由于使得成立的点恰好是个,
所以点的轨迹是以为圆心,半径为的圆,
又,所以,得到,
故答案为:(写出一个满足的即可).
8.已知、是椭圆C:的两个焦点,点在C上,则的最大值为 .
【答案】25
【详解】由,得,
因为点在C上,所以,
所以,当且仅当时取等号,
所以,得,当且仅当时取等号,
所以的最大值为25.
故答案为:25
9.已知椭圆的左、右焦点分别为在椭圆上且关于原点对称,则的最大值与最小值之和为 .
【答案】
【详解】解:设,
,
,
,
,
,
令,
则在上单调递减,在上单调递增,
,
,
则的最大值与最小值之和为,
故答案为:.
10.已知椭圆的左、右焦点分别为,过点的直线与交于两点,若,且,则 .
【答案】
【详解】
设的半焦距为,由题可知,且,因为,
所以,令,
则,
所以,
则,得,
所以,因为,
所以,
解得,则.
故答案为:.
11.已知椭圆的离心率为,点分别为椭圆的右顶点和上顶点,且.
(1)试求椭圆的方程;
(2)斜率为的直线与椭圆交于两点,点在第一象限,求证:四点共圆.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)依题意知,,即,又,解得,
∴椭圆的方程为.
(2)设直线的方程为,根据点在第一象限可知,
因为,,故方程为:,
整理得方程为,
过四点的曲线系方程为:
,
即,
取,
则方程可以转化为①.
此时,
,
而,
故恒成立,
故,
则①为圆的方程,故对, 总四点共圆.
12.已知定圆,动圆P过点,且和圆相切.
(1)求动圆圆心P的轨迹E的方程;
(2)设P是第一象限内轨迹E上的一点,的延长线分别交轨迹E于点.若分别为,的内切圆的半径,求的最大值.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)圆的圆心为,半径.
设动圆P的半径为r,依题意有.由,可知点在圆内,从而圆P内切于圆,故即.
所以动点P的轨迹E是以为焦点,长轴长为的椭圆.
并且,则,,则,求出=1
则动圆圆心P的轨迹E的方程为:.
(2)
如图所示,
设,则.
直线的方程为,代入椭圆的方程可得,
整理可得,
则,得,
故.
当时,直线的方程为,
将其代入椭圆方程并整理可得,
同理可得,
由椭圆定义可知:,
则和的周长均为.
因为,
所以
.
当且仅当时,等号成立,又因为,解方程组.
则当且仅当时,等号成立.
当轴时,易知.
此时.
综上的最大值为.
13.已知椭圆C:的左焦点为F,点A在C上,过点A作轴,垂足为B,其中点B异于点A,且.
(1)求动点D的轨迹方程;
(2)过点F的直线与C交于M,N两点,与动点D的轨迹交于P,Q两点,求的最大值.
【答案】(1) (2)4
【详解】(1)设点D坐标为,∵,∴点A的坐标为,
∴,∴动点D的轨迹方程为.
(2)
若轴,则,,∴.
若直线不与x轴垂直,设直线的方程为,
即,
则坐标原点到直线的距离:,
∴.
设,,联立,
得,
∴,.
∴
,
∴,
当日仅当,即时,等号成立.
综上所述,最大值为4.
14.已知椭圆的左、右焦点分别为、,离心率为.点在直线上运动,且直线的斜率与直线的斜率之商为2.
(1)求的方程;
(2)若点A、B在椭圆上,为坐标原点,且,求面积的最小值.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)
设,
所以,由直线的斜率与直线的斜率之商为2,
可得,所以,
又离心率,所以,则,
所以的标准方程为.
(2)
当直线,直线其中一条直线斜率不存在时,不妨令,
此时面积为;
当直线,直线的斜率均存在时,不妨设直线的方程为,
则直线的方程为,设点,
联立方程可得,
所以,
联立方程可得,
所以,
所以,
因为,又,
所以,又,
所以面积的最小值为,当且仅当,即时等号成立.
15.已知椭圆的离心率为,且椭圆的短轴长为.
(1)求椭圆的方程.
(2)设是椭圆上第一象限内的一点,是椭圆的左顶点,是椭圆的上顶点,直线与轴相交于点,直线与轴相交于点.记的面积为,的面积为.证明:为定值.
【答案】(1) (2)证明见解析
【详解】(1)由题可知,,解得,
故椭圆的方程为.
(2)
证明:设,则直线的方程为,令,得.
直线的方程为,令,得.
,,
.
由,得,
则.
故为定值.
16.已知点为椭圆的焦点,过F的直线l交C于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)若D为的中点.
①求D的轨迹方程;
②求的最大值.
【答案】(1)
(2)① ;②1
【详解】(1)由题意有,所以C的方程为;
(2)设,,,则,
即,
当斜率存在时,有,即,
①当斜率存在时,由上述分析有,得,
当斜率不存在时,易知,满足上面得出的方程,
综上,D的轨迹方程为;
②由①知,D的轨迹是个椭圆,且F是该椭圆的右顶点,
不难看出坐标原点O是该椭圆的左顶点,所以.
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