内容正文:
3.1.1 椭圆的标准方程
课程标准
学习目标
1、能说明本章的学习内容、学习方法与学习价值.
2、能举例说明圆锥曲线在现实世界中的广泛应用.
3、经历从具体情境中抽象出椭圆的过程,能说出椭圆的定义,能推导椭圆的标准方程,进一步体会数形结合思想.
1、理解并掌握椭圆的定义.
2、掌握椭圆的标准方程的推导.
3、会求简单的椭圆的标准方程.
知识点一: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.
知识点诠释:
若,则动点的轨迹为线段;
若,则动点的轨迹无图形.
【即学即练1】椭圆上一点P到一个焦点的距离为2,则点P到另一个焦点的距离为 .
知识点二:椭圆的标准方程
标准方程的推导:
由椭圆的定义,可以知道它的基本几何特征,但对椭圆还具有哪些性质,我们还一无所知,所以需要用坐标法先建立椭圆的方程.
如何建立椭圆的方程?根据求曲线方程的一般步骤,可分:(1)建系设点;(2)点的集合;(3)代数方程;(4)化简方程等步骤.
(1)建系设点
建立坐标系应遵循简单和优化的原则,如使关键点的坐标、关键几何量(距离、直线斜率等)的表达式简单化,注意充分利用图形的对称性,使学生认识到下列选取方法是恰当的.
以两定点、的直线为轴,线段的垂直平分线为轴,建立直角坐标系(如图).
设(),为椭圆上任意一点,则有.
(2)点的集合
由定义不难得出椭圆集合为:
.
(3)代数方程
,
即:.
(4)化简方程
由可得,则得方程
关于证明所得的方程是椭圆方程,因教材中对此要求不高,可从略.
因此,方程即为所求椭圆的标准方程.它表示的椭圆的焦点在轴上,焦点是.这里.
椭圆的标准方程:
(1)当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;
(2)当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;
知识点诠释:
(1)这里的“标准”指的是中心在坐标原点,对称轴为坐标轴建立直角坐标系时,才能得到椭圆的标准方程;
(2)在椭圆的两种标准方程中,都有和;
(3)椭圆的焦点总在长轴上.当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,;当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,;
(4)在两种标准方程中,因为,所以可以根据分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上.
【即学即练2】椭圆的焦点坐标为和,椭圆上任一点到两个焦点的距离之和为10的椭圆的标准方程为 .
知识点三:求椭圆的标准方程
求椭圆的标准方程主要用到以下几种方法:
(1)待定系数法:①若能够根据题目中条件确定焦点位置,可先设出标准方程,再由题设确定方程中的参数a,b,即:“先定型,再定量”.②由题目中条件不能确定焦点位置,一般需分类讨论;有时也可设其方程的一般式:(且).
(2)定义法:先分析题设条件,判断出动点的轨迹,然后根据椭圆的定义确定方程,即“先定型,再定量”.利用该方法求标准方程时,要注意是否需先建立平面直角坐标系再解题.
【即学即练3】在平面直角坐标系中,动圆与圆内切,且与圆:外切,记动圆的圆心的轨迹为.则轨迹的方程为 ;
题型一:椭圆的定义与标准方程
【典例1-1】(2024·高二·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
【典例1-2】(2024·高二·浙江嘉兴·阶段练习)求焦点在轴上,焦距为,且经过点的椭圆标准方程
【方法技巧与总结】
(1)定义法:根据椭圆定义,确定的值,再结合焦点位置,直接写出椭圆方程.
(2)待定系数法:根据椭圆焦点是在轴还是轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件列出的方程组,解出,从而求得标准方程.
注意:①如果椭圆的焦点位置不能确定,可设方程为.
②与椭圆共焦点的椭圆可设为.
③与椭圆有相同离心率的椭圆,可设为(,焦点在轴上)或(,焦点在轴上).
【变式1-1】(2024·吉林·模拟预测)已知复数满足,则复数在复平面内所对应的点的轨迹为( )
A.线段 B.圆 C.椭圆 D.双曲线
【变式1-2】(2024·高二·江苏淮安·阶段练习)分别根据下列条件求椭圆标准方程:
(1)一个焦点为
(2)与椭圆有相同的焦点,且经过点
【变式1-3】(2024·高二·四川成都·阶段练习)求适合下列条件的椭圆的标准方程 :
(1)已知椭圆的两个焦点坐标分别是,,并且经过点,求它的标准方程
(2)长轴长是短轴长的3倍,且经过点;
【变式1-4】(2024·高二·全国·期中)已知椭圆的中心在原点,对称轴为坐标轴,且过点,,
(1)求的标准方程;
(2)写出的焦点和顶点坐标.
【变式1-5】(2024·高二·陕西渭南·阶段练习)求两焦点分别为,,且经过点的椭圆标准方程.
题型二:椭圆方程的充要条件
【典例2-1】(2024·高二·云南昆明·阶段练习)方程表示椭圆的充要条件是( )
A. B.
C. D.或
【典例2-2】(2024·高二·江苏南京·期末)已知方程表示椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
表示椭圆的充要条件为:;
表示圆方程的充要条件为:.
【变式2-1】(2024·高二·河南·阶段练习)若曲线表示椭圆,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2024·高二·安徽芜湖·期中)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.
【变式2-3】(2024·高二·浙江·期中)若方程表示椭圆,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.且
【变式2-4】(2024·高二·湖南长沙·期中)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.
题型三:椭圆中焦点三角形的周长与面积及其他问题
【典例3-1】(2024·高二·江苏常州·期中)已知是椭圆的左右焦点,若直线过焦点,且与椭圆交于,则的周长为 .
【典例3-2】(2024·高三·湖北武汉·阶段练习)设椭圆的左右焦点为,椭圆上点满足,则的面积为 .
【方法技巧与总结】
焦点三角形的问题常用定义与解三角形的知识来解决,对于涉及椭圆上点到椭圆两焦点将距离问题常用定义,即.
【变式3-1】(2024·高三·河北秦皇岛·开学考试)已知椭圆的上顶点为,左焦点为,线段的中垂线与交于两点,则的周长为 .
【变式3-2】(2024·高二·江苏常州·期中)若是椭圆的两焦点,过作直线与椭圆交于A,B两点,则的周长为 .
【变式3-3】(2024·高二·全国·专题练习)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 .
【变式3-4】(2024·高二·河北石家庄·期中)设点P为椭圆上一点,分别为C的左、右焦点,且,则的面积为 .
【变式3-5】(2024·高二·广东东莞·期中)已知,为椭圆的两个焦点,是椭圆上的点,且,则三角形的面积为 .
题型四:椭圆上两点距离的最值问题
【典例4-1】(2024·高二·吉林长春·期末)已知是椭圆的上顶点,点是椭圆上的任意一点,则的最大值为( )
A.2 B. C. D.
【典例4-2】(2024·高二·江苏南通·阶段练习)为椭圆:上一点,,则最小值为( )
A.1 B. C. D.
【方法技巧与总结】
利用几何意义进行转化.
【变式4-1】(2024·陕西西安·一模)已知点在椭圆上运动,点在圆上运动,则的最大值为( )
A. B. C.5 D.6
【变式4-2】(2024·高三·浙江·阶段练习)已知点在曲线()上,设,则的最大值( )
A.与有关,且与有关
B.与有关,但与无关
C.与无关,但与有关
D.与无关,且与无关
【变式4-3】(2024·高三·广东·阶段练习)已知点在椭圆:上运动,,动点满足,则的最大值为 .
题型五:椭圆上两线段的和差最值问题
【典例5-1】(2024·高二·全国·专题练习)设实数满足的最小值为 .
【典例5-2】(2024·高二·全国·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,,为椭圆上任意一点,为圆上任意一点,则的最小值为 .
【方法技巧与总结】
在解析几何中,我们会遇到最值问题,这种问题,往往是考察我们定义.求解最值问题的过程中,如果发现动点在圆锥曲线上,要思考并用上圆锥曲线的定义,往往问题能迎刃而解.
【变式5-1】(2024·高二·云南曲靖·学业考试)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 .
【变式5-2】(2024·高二·安徽·阶段练习)已知F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,M是椭圆上的动点,点A(1,1),则的最大值是 .
【变式5-3】(2024·高三·山东临沂·期末)已知F是椭圆C:的左焦点,点P为该椭圆上一动点,若在椭圆内部,则的最大值为 .
【变式5-4】(2024·高二·江苏徐州·期末)已知P是椭圆上的一个动点,点,则的最小值为 .
【变式5-5】(2024·高二·全国·专题练习)已知P是椭圆上一点,点P在直线l:上的射影为Q,F是椭圆C的右焦点,则的最小值为 .
【变式5-6】(2024·高二·全国·专题练习)已知定点,点为椭圆的右焦点,点M在椭圆上移动,求的最大值与最小值的和为 .
【变式5-7】(2024·高二·湖南长沙·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,M为C上任意一点,N为圆上任意一点,则的最小值为 .
【变式5-8】(2024·高三·全国·中职高考)设P是椭圆上一点,M、N分别是两圆:和上的点,则的最小值、最大值分别是 .
题型六:利用第一定义求解轨迹
【典例6-1】(2024·高二·全国·课后作业)已知点到定点的距离与它到定直线的距离的比是常数,点的轨迹为曲线,则曲线的方程为 .
【典例6-2】(2024·高二·全国·课后作业)已知定点,动点满足.设点的轨迹为,则轨迹的方程为 .
【方法技巧与总结】
常见考题中,会让我们利用圆锥曲线的定义求解点P的轨迹方程,这时候要注意把动点P和满足焦点标志的定点连起来做判断.焦点往往有以下的特征:(1)关于坐标轴对称的点;(2)标记为F的点;(3)圆心;(4)题上提到的定点等等.当看到满足以上的标志的时候要想到曲线的定义,把曲线和满足焦点特征的点连起来结合曲线定义判断.注意:在求解轨迹方程的题中,要注意x和y的取值范围.
【变式6-1】(2024·高二·江苏南京·阶段练习)已知动圆与圆,圆均相切,则动圆圆心的轨迹方程是 .
【变式6-2】(2024·广东江门·二模)已知圆内切于圆,圆内切于圆,则动圆的圆心的轨迹方程为 .
【变式6-3】(2024·高二·陕西榆林·期中)已知点,动点A在圆M:上运动,线段AN的垂直平分线交AM于P点,则P的轨迹方程为 ;若动点Q在圆上运动,则的最大值为 .
【变式6-4】(2024·高二·全国·竞赛)射线OA的方程是,射线OB的方程是,长为的动线段MN的端点M在OA上移动,端点N在OB上移动,则MN的中点的轨迹方程为 .
【变式6-5】(2024·高二·全国·竞赛)一圆形纸片的圆心为点,点是圆内异于点的一个定点,点是圆周上一动点,把纸片折叠使点与点重合,然后抹平纸片,折痕与交于点,当点运动时,点的轨迹是 .(只需填曲线的名称)
【变式6-6】(2024·高二·河南信阳·期末)圆与的位置关系为 ;与圆,都内切的动圆圆心的轨迹方程为 .
【变式6-7】(2024·高二·山西吕梁·期末)已知为坐标原点,动点满足,其中,且,则动点的轨迹方程是 .
【变式6-8】(2024·高二·全国·专题练习)已知△ABC的两个顶点坐标分别是和,边AB,AC所在直线的斜率的乘积是,则顶点A的轨迹方程为
【变式6-9】(2024·高二·宁夏石嘴山·阶段练习)已知圆E:,点,P是圆E上的任意一点,线段PF的垂直平分线和半径PE相交于点Q,则动点Q的轨迹方程为 .
【变式6-10】(2024·高二·浙江宁波·期末)已知点,动点P满足直线与的斜率之积为,则点P的轨迹方程 .
【变式6-11】(2024·高二·天津南开·专题练习)已知动圆与圆外切,同时与圆内切;则动圆圆心的轨迹方程为 .
【变式6-12】(2024·高二·全国·课后作业)如图所示,的顶点,直角顶点,顶点C在x轴上,点P为线段OA的中点.
(1)求边BC所在直线的方程;
(2)M为外接圆的圆心,求圆M的方程;
(3)若动圆N过点P且与圆M内切,求动圆N的圆心N的轨迹方程.
1.(2024·高二·贵州黔南·期末)如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,过点的直线与椭圆E交于点A,B.直线l为椭圆E在点A处的切线,点B关于l的对称点为M.由椭圆的光学性质知,,A,M三点共线.若,则( )
A. B. C. D.
2.(2024·高二·北京·期中)数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微”.事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,例如,与相关的代数问题,可以转化为点与点之间距离的几何问题.结合上述观点,可求得方程的解是( )
A. B. C. D.
3.(2024·陕西安康·模拟预测)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.
4.(2024·高二·广东河源·阶段练习)已知点F为椭圆的右焦点,点A,B是C上与其长轴端点不重合的两点,设甲:直线AB经过C的左焦点;乙:的周长为,则甲是乙的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
5.(2024·陕西安康·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,真线与轴的交点为,过右焦点作于点,且的中点在椭圆上,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
6.(2024·高二·山东烟台·期末)已知椭圆C:()经过和两点,则C上的点到右焦点距离的最小值为( )
A. B.1 C.2 D.3
7.(2024·高二·浙江·阶段练习)设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
8.(2024·新疆·二模)设分别是椭圆的左,右焦点,过的直线交椭圆于两点,则的最大值为( )
A. B. C. D.6
9.(2024·高二·江西吉安·阶段练习)已知是椭圆的左、右焦点,为上一点,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.4
10.(多选题)(2024·高二·吉林·阶段练习)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
11.(多选题)(2024·高二·四川成都·开学考试)已知椭圆的左,右焦点分别为,,点P是椭圆C上的任意一点,则( )
A. B.的最大值为
C.的最小值为4 D.的最大值为4
12.(多选题)(2024·山西吕梁·一模)画法几何的创始人——法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:椭圆的两条切线互相垂直,则两切线的交点位于一个与椭圆同中心的圆上,称此圆为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆分别为椭圆的左、右焦点,,其短轴上的一个端点到的距离为,点在椭圆上,直线,则( )
A.直线与蒙日圆相切
B.椭圆的蒙日圆方程为
C.若点是椭圆的蒙日圆上的动点,过点作椭圆的两条切线,分别交蒙日圆于两点,则的长恒为4
D.记点到直线的距离为,则的最小值为
13.(2024·高二·江苏常州·期中)已知是椭圆的焦点,点是上的动点,则的取值范围为 .
14.(2024·高二·全国·课后作业)已知过点的直线与相交于点C,过点的直线与相交于点D,若直线CD与圆相切,则直线AC与BD的交点M的轨迹方程为 .
15.(2024·高二·全国·课后作业)已知动点P在椭圆C:上,若点A的坐标为,点M满足,,则的最小值是 .
16.(2024·高二·全国·课堂例题)我国发射的第一颗人造地球卫星的运行轨道是以地球的中心(简称“地心”)为一个焦点的椭圆.已知它的近地点(离地面最近的点)距地面439km,远地点(离地面最远的点)距地面2384km,是椭圆的长轴,地球半径为6371km,如图所示,以直线为轴,线段的中垂线为轴,建立平面直角坐标系,与地球交于,两点.求卫星运行的轨道方程.(结果精确到1km)
17.(2024·高二·全国·课堂例题)求下列椭圆的方程.
(1)过且与有相同的焦点;
(2)经过点,.
18.(2024·高二·全国·课堂例题)如图所示,以过焦点的直线为轴,线段的垂直平分线为轴,建立平面直角坐标系.其中,椭圆上任意一点满足,求椭圆的标准方程.
19.(2024·高三·全国·专题练习)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.
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3.1.1 椭圆的标准方程
课程标准
学习目标
1、能说明本章的学习内容、学习方法与学习价值.
2、能举例说明圆锥曲线在现实世界中的广泛应用.
3、经历从具体情境中抽象出椭圆的过程,能说出椭圆的定义,能推导椭圆的标准方程,进一步体会数形结合思想.
1、理解并掌握椭圆的定义.
2、掌握椭圆的标准方程的推导.
3、会求简单的椭圆的标准方程.
知识点一: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.
知识点诠释:
若,则动点的轨迹为线段;
若,则动点的轨迹无图形.
【即学即练1】椭圆上一点P到一个焦点的距离为2,则点P到另一个焦点的距离为 .
【答案】8
【解析】设椭圆的左、右焦点分别为,结合椭圆定义,可得.
故答案为:8
知识点二:椭圆的标准方程
标准方程的推导:
由椭圆的定义,可以知道它的基本几何特征,但对椭圆还具有哪些性质,我们还一无所知,所以需要用坐标法先建立椭圆的方程.
如何建立椭圆的方程?根据求曲线方程的一般步骤,可分:(1)建系设点;(2)点的集合;(3)代数方程;(4)化简方程等步骤.
(1)建系设点
建立坐标系应遵循简单和优化的原则,如使关键点的坐标、关键几何量(距离、直线斜率等)的表达式简单化,注意充分利用图形的对称性,使学生认识到下列选取方法是恰当的.
以两定点、的直线为轴,线段的垂直平分线为轴,建立直角坐标系(如图).
设(),为椭圆上任意一点,则有.
(2)点的集合
由定义不难得出椭圆集合为:
.
(3)代数方程
,
即:.
(4)化简方程
由可得,则得方程
关于证明所得的方程是椭圆方程,因教材中对此要求不高,可从略.
因此,方程即为所求椭圆的标准方程.它表示的椭圆的焦点在轴上,焦点是.这里.
椭圆的标准方程:
(1)当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;
(2)当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;
知识点诠释:
(1)这里的“标准”指的是中心在坐标原点,对称轴为坐标轴建立直角坐标系时,才能得到椭圆的标准方程;
(2)在椭圆的两种标准方程中,都有和;
(3)椭圆的焦点总在长轴上.当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,;当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,;
(4)在两种标准方程中,因为,所以可以根据分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上.
【即学即练2】椭圆的焦点坐标为和,椭圆上任一点到两个焦点的距离之和为10的椭圆的标准方程为 .
【答案】
【解析】依题意,椭圆长轴长,则,而椭圆半焦距,因此椭圆短半轴长,
所以所求椭圆标准方程是.
故答案为:
知识点三:求椭圆的标准方程
求椭圆的标准方程主要用到以下几种方法:
(1)待定系数法:①若能够根据题目中条件确定焦点位置,可先设出标准方程,再由题设确定方程中的参数a,b,即:“先定型,再定量”.②由题目中条件不能确定焦点位置,一般需分类讨论;有时也可设其方程的一般式:(且).
(2)定义法:先分析题设条件,判断出动点的轨迹,然后根据椭圆的定义确定方程,即“先定型,再定量”.利用该方法求标准方程时,要注意是否需先建立平面直角坐标系再解题.
【即学即练3】在平面直角坐标系中,动圆与圆内切,且与圆:外切,记动圆的圆心的轨迹为.则轨迹的方程为 ;
【答案】
【解析】设动圆的半径为,由已知得:
圆可化为标准方程:,
即圆心,半径,
圆可化为标准方程:,
即圆心,半径,,
经分析可得,,则.
由题意可知:,
两式相加得,,
所以点的轨迹为以为焦点的椭圆,
可设方程为,
则,,,,,
所以轨迹的方程为.
故答案为:
题型一:椭圆的定义与标准方程
【典例1-1】(2024·高二·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
【解析】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.
【典例1-2】(2024·高二·浙江嘉兴·阶段练习)求焦点在轴上,焦距为,且经过点的椭圆标准方程
【解析】由题意焦距为,得,
又焦点在轴上,所以焦点为,,
所以,
所以,,
所以椭圆方程为.
【方法技巧与总结】
(1)定义法:根据椭圆定义,确定的值,再结合焦点位置,直接写出椭圆方程.
(2)待定系数法:根据椭圆焦点是在轴还是轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件列出的方程组,解出,从而求得标准方程.
注意:①如果椭圆的焦点位置不能确定,可设方程为.
②与椭圆共焦点的椭圆可设为.
③与椭圆有相同离心率的椭圆,可设为(,焦点在轴上)或(,焦点在轴上).
【变式1-1】(2024·吉林·模拟预测)已知复数满足,则复数在复平面内所对应的点的轨迹为( )
A.线段 B.圆 C.椭圆 D.双曲线
【答案】C
【解析】设,
因为,
所以,
其几何意义为任意一点到点于的距离和为,
又点和之间的距离小于,符合椭圆定义,
所以复数在复平面内所对应的点的轨迹为椭圆.
故选:C.
【变式1-2】(2024·高二·江苏淮安·阶段练习)分别根据下列条件求椭圆标准方程:
(1)一个焦点为
(2)与椭圆有相同的焦点,且经过点
【解析】(1)由题知,,椭圆焦点在x轴上,
又,所以,
所以,椭圆方程为.
(2)椭圆的焦点为,
设所求椭圆方程为,
则有,解得,
所以所求椭圆方程为.
【变式1-3】(2024·高二·四川成都·阶段练习)求适合下列条件的椭圆的标准方程 :
(1)已知椭圆的两个焦点坐标分别是,,并且经过点,求它的标准方程
(2)长轴长是短轴长的3倍,且经过点;
【解析】(1)由题意设椭圆的标准方程为,
由解得:.
所以椭圆的标准方程为;
(2)由题意:当椭圆的焦点位于x轴上时,设椭圆的标准方程为,
故,故,此时椭圆的标准方程为,
当椭圆的焦点位于轴上时,设椭圆的标准方程为,
故,故,此时椭圆的标准方程为.
综上所述:椭圆的标准方程为或.
【变式1-4】(2024·高二·全国·期中)已知椭圆的中心在原点,对称轴为坐标轴,且过点,,
(1)求的标准方程;
(2)写出的焦点和顶点坐标.
【解析】(1)设椭圆的方程为(,,),
则,解得,,
椭圆的标准方程为.
(2)椭圆的焦点在轴上,
焦点坐标为,顶点坐标为,.
【变式1-5】(2024·高二·陕西渭南·阶段练习)求两焦点分别为,,且经过点的椭圆标准方程.
【解析】由焦点坐标可知,为轴椭圆,
设所求椭圆的标准方程为
两焦点分别为,,
又椭圆过点,,又
,,
所以椭圆的标准方程为.
题型二:椭圆方程的充要条件
【典例2-1】(2024·高二·云南昆明·阶段练习)方程表示椭圆的充要条件是( )
A. B.
C. D.或
【答案】D
【解析】若表示椭圆,则有,
解得或.
故选:D.
【典例2-2】(2024·高二·江苏南京·期末)已知方程表示椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】依题意,解得或
故选:D
【方法技巧与总结】
表示椭圆的充要条件为:;
表示圆方程的充要条件为:.
【变式2-1】(2024·高二·河南·阶段练习)若曲线表示椭圆,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为曲线表示椭圆,即表示椭圆
则应满足即.
故选:D.
【变式2-2】(2024·高二·安徽芜湖·期中)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
【解析】命题等价于,解得.
故选:C.
【变式2-3】(2024·高二·浙江·期中)若方程表示椭圆,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.且
【答案】D
【解析】方程表示椭圆,
,得,得且.
故选:D.
【变式2-4】(2024·高二·湖南长沙·期中)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
【解析】将椭圆方程变形为,因为焦点在轴上,所以,解得.
故选:B.
题型三:椭圆中焦点三角形的周长与面积及其他问题
【典例3-1】(2024·高二·江苏常州·期中)已知是椭圆的左右焦点,若直线过焦点,且与椭圆交于,则的周长为 .
【答案】8
【解析】已知是椭圆的左右焦点,
若直线过焦点,且与椭圆交于,
根据椭圆定义可知,,
所以的周长.
故答案为:8
【典例3-2】(2024·高三·湖北武汉·阶段练习)设椭圆的左右焦点为,椭圆上点满足,则的面积为 .
【答案】
【解析】由椭圆定义可得,
则有,即,,
又,
由,故,
故.
故答案为:.
【方法技巧与总结】
焦点三角形的问题常用定义与解三角形的知识来解决,对于涉及椭圆上点到椭圆两焦点将距离问题常用定义,即.
【变式3-1】(2024·高三·河北秦皇岛·开学考试)已知椭圆的上顶点为,左焦点为,线段的中垂线与交于两点,则的周长为 .
【答案】
【解析】设椭圆的右焦点为,连接,,,
依题意可得长半轴长,半焦距,且,
所以为等边三角形,则直线过,
所以
,即的周长为.
故答案为:
【变式3-2】(2024·高二·江苏常州·期中)若是椭圆的两焦点,过作直线与椭圆交于A,B两点,则的周长为 .
【答案】24
【解析】如图所示:
根据椭圆方程可知,
因为点A,B在椭圆上,
所以的周长为
.
故答案为:24.
【变式3-3】(2024·高二·全国·专题练习)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 .
【答案】
【解析】椭圆的半焦距,则,设点,
于是,消去得,
所以的面积.
故答案为:
【变式3-4】(2024·高二·河北石家庄·期中)设点P为椭圆上一点,分别为C的左、右焦点,且,则的面积为 .
【答案】/
【解析】
设,
根据椭圆的定义可得,,
在中,设,
由余弦定理可得,
,
所以,
所以,所以,
所以,
故答案为: .
【变式3-5】(2024·高二·广东东莞·期中)已知,为椭圆的两个焦点,是椭圆上的点,且,则三角形的面积为 .
【答案】4
【解析】根据椭圆定义可知,
由勾股定理可得,
所以可得,
因此可得三角形的面积为.
故答案为:4
题型四:椭圆上两点距离的最值问题
【典例4-1】(2024·高二·吉林长春·期末)已知是椭圆的上顶点,点是椭圆上的任意一点,则的最大值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【解析】设,,且,
所以
,
又因为,所以当时取最大值,
所以,
故选:C.
【典例4-2】(2024·高二·江苏南通·阶段练习)为椭圆:上一点,,则最小值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【解析】设,
则
,
由于,故当时,取最小值,
故选:D
【方法技巧与总结】
利用几何意义进行转化.
【变式4-1】(2024·陕西西安·一模)已知点在椭圆上运动,点在圆上运动,则的最大值为( )
A. B. C.5 D.6
【答案】B
【解析】设圆的圆心为,则,
设,则,
所以
,当且仅当时取得最大值,
所以.
故选:B.
【变式4-2】(2024·高三·浙江·阶段练习)已知点在曲线()上,设,则的最大值( )
A.与有关,且与有关
B.与有关,但与无关
C.与无关,但与有关
D.与无关,且与无关
【答案】B
【解析】
表示的是椭圆的部分,而是椭圆的下焦点,
设为椭圆的上焦点,为直线与轴的夹角,则,
,
当且仅当轴时取等号,则只与有关,与无关,
故选:B.
【变式4-3】(2024·高三·广东·阶段练习)已知点在椭圆:上运动,,动点满足,则的最大值为 .
【答案】
【解析】依题设,则,,
因为,
所以,当且仅当取等号,即,
由,可得点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
故.
故答案为:
题型五:椭圆上两线段的和差最值问题
【典例5-1】(2024·高二·全国·专题练习)设实数满足的最小值为 .
【答案】
【解析】设,则在椭圆上,
因为,
设,则为椭圆的右焦点,
如图所示,设椭圆的左焦点为,
则,
当且仅当三点共线且在之间时等号成立,
而,故的最小值为.
故答案为:.
【典例5-2】(2024·高二·全国·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,,为椭圆上任意一点,为圆上任意一点,则的最小值为 .
【答案】/
【解析】由为椭圆上任意一点,则
又为圆上任意一点,则(当且仅当M、N、E共线时取等号),
∴,
当且仅当M、N、E、共线时等号成立.
∵,,则,
∴的最小值为.
故答案为:.
【方法技巧与总结】
在解析几何中,我们会遇到最值问题,这种问题,往往是考察我们定义.求解最值问题的过程中,如果发现动点在圆锥曲线上,要思考并用上圆锥曲线的定义,往往问题能迎刃而解.
【变式5-1】(2024·高二·云南曲靖·学业考试)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】/
【解析】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:.
【变式5-2】(2024·高二·安徽·阶段练习)已知F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,M是椭圆上的动点,点A(1,1),则的最大值是 .
【答案】5
【解析】设椭圆的半焦距为,则,,
所以,,,
所以.
如图,因为(当M在的延长线上时取等号),,
所以.
所以的最大值为5,
故答案为:5
【变式5-3】(2024·高三·山东临沂·期末)已知F是椭圆C:的左焦点,点P为该椭圆上一动点,若在椭圆内部,则的最大值为 .
【答案】11
【解析】由条件可知,,,则,
设椭圆的右焦点为,且,
所以,当点(点在第四象限)三点共线时,等号成立,
且,
所以的最大值为.
故答案为:11
【变式5-4】(2024·高二·江苏徐州·期末)已知P是椭圆上的一个动点,点,则的最小值为 .
【答案】
【解析】易知为椭圆的下焦点,点在椭圆内部;
设为椭圆的上焦点,连接,
由椭圆定义可得,则,
所以,
当且仅当三点共线时,取得最小值,如下图所示:
因此则的最小值为.
故答案为:
【变式5-5】(2024·高二·全国·专题练习)已知P是椭圆上一点,点P在直线l:上的射影为Q,F是椭圆C的右焦点,则的最小值为 .
【答案】
【解析】由椭圆,可得左焦点为,则,
于是,当且仅当三点共线,且P在线段上时,取得最小值,
又由的最小值为点到直线的距离,
所以的最小值为.
故答案为:.
【变式5-6】(2024·高二·全国·专题练习)已知定点,点为椭圆的右焦点,点M在椭圆上移动,求的最大值与最小值的和为 .
【答案】
【解析】设椭圆的左焦点为,可得,
由椭圆定义知,
又由点在椭圆内,,直线交椭圆于,
因为,即,
当且仅当点共线时取等号,
当点与重合时,,则,
当点与重合时,,则,
所以的最大值和最小值为,可得.
故答案为:.
【变式5-7】(2024·高二·湖南长沙·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,M为C上任意一点,N为圆上任意一点,则的最小值为 .
【答案】/
【解析】如图,
由M为椭圆C上任意一点,则,
又N为圆E:上任意一点,
则(当且仅当M、N、E共线且N在M、E之间时取等号),
,
,
当且仅当M、N、E、共线且M、N在E、之间时等号成立.
由题意知,,,
则,
的最小值为,
故答案为:
【变式5-8】(2024·高三·全国·中职高考)设P是椭圆上一点,M、N分别是两圆:和上的点,则的最小值、最大值分别是 .
【答案】4,8
【解析】椭圆的两个焦点坐标为,
且恰好为两个圆的圆心坐标,两个圆的半径相等都等于1,
则由椭圆的定义可得
故椭圆上动点与焦点连线与圆相交于、时,最小,
所以,
.
故答案为:4,8.
题型六:利用第一定义求解轨迹
【典例6-1】(2024·高二·全国·课后作业)已知点到定点的距离与它到定直线的距离的比是常数,点的轨迹为曲线,则曲线的方程为 .
【答案】
【解析】根据题意可得,化简得,
曲线的方程为.
故答案为:.
【典例6-2】(2024·高二·全国·课后作业)已知定点,动点满足.设点的轨迹为,则轨迹的方程为 .
【答案】
【解析】设动点,则.
又,
.
化简得,即,
动点的轨迹的方程为.
故答案为:.
【方法技巧与总结】
常见考题中,会让我们利用圆锥曲线的定义求解点P的轨迹方程,这时候要注意把动点P和满足焦点标志的定点连起来做判断.焦点往往有以下的特征:(1)关于坐标轴对称的点;(2)标记为F的点;(3)圆心;(4)题上提到的定点等等.当看到满足以上的标志的时候要想到曲线的定义,把曲线和满足焦点特征的点连起来结合曲线定义判断.注意:在求解轨迹方程的题中,要注意x和y的取值范围.
【变式6-1】(2024·高二·江苏南京·阶段练习)已知动圆与圆,圆均相切,则动圆圆心的轨迹方程是 .
【答案】或
【解析】由题意可知,共有两种情况,设动圆半径为,,
动圆与圆内切,与圆内切,所以
所以,此时动圆圆心的轨迹是椭圆,,
所以动圆圆心的轨迹方程为;
动圆与圆外切,与圆内切,所以,
所以,此时动圆圆心的轨迹为椭圆,,
动圆圆心的轨迹方程为,
故答案为:或.
【变式6-2】(2024·广东江门·二模)已知圆内切于圆,圆内切于圆,则动圆的圆心的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设圆的半径为,则,则,
所以点的轨迹为以A,B为焦点,长轴长为6的椭圆.
则,所以,
所以动圆的圆心的轨迹方程为.
故答案为:.
【变式6-3】(2024·高二·陕西榆林·期中)已知点,动点A在圆M:上运动,线段AN的垂直平分线交AM于P点,则P的轨迹方程为 ;若动点Q在圆上运动,则的最大值为 .
【答案】
【解析】由题意,圆的圆心为,点,
线段的垂直平分线交于点,
所以是的垂直平分线上的一点,所以,
又由,所以点满足,
根据椭圆的定义,可得点表示为焦点的椭圆,其中,
可得,所以,
所以椭圆的方程为.
圆的方程为,
圆心,半径,
设,则,,
到圆心的距离,
又当时,取得最大值,
的最大值为:,
故答案为:,.
【变式6-4】(2024·高二·全国·竞赛)射线OA的方程是,射线OB的方程是,长为的动线段MN的端点M在OA上移动,端点N在OB上移动,则MN的中点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设,,则,,
由题意,,
又,则,
即,所以,
整理得.
故答案为:
【变式6-5】(2024·高二·全国·竞赛)一圆形纸片的圆心为点,点是圆内异于点的一个定点,点是圆周上一动点,把纸片折叠使点与点重合,然后抹平纸片,折痕与交于点,当点运动时,点的轨迹是 .(只需填曲线的名称)
【答案】椭圆
【解析】由题意知点是圆内异于点的一个定点,则圆的半径,
则,
点的轨迹为椭圆,
故答案为:椭圆
【变式6-6】(2024·高二·河南信阳·期末)圆与的位置关系为 ;与圆,都内切的动圆圆心的轨迹方程为 .
【答案】 内含
【解析】依题意,圆心,半径,圆心,半径,
所以,则两圆内含;
设动圆的圆心,半径为,则,
,
依椭圆的定义知,的轨迹为椭圆,其中,
又,
所以的轨迹方程为.
故答案为:内含;.
【变式6-7】(2024·高二·山西吕梁·期末)已知为坐标原点,动点满足,其中,且,则动点的轨迹方程是 .
【答案】
【解析】设动点,
因为动点满足,其中,
所以,
所以解得,,
因为,
所以,整理得.
故答案为:.
【变式6-8】(2024·高二·全国·专题练习)已知△ABC的两个顶点坐标分别是和,边AB,AC所在直线的斜率的乘积是,则顶点A的轨迹方程为
【答案】
【解析】设顶点A的坐标为,依题意,,整理得,
所以顶点A的轨迹方程为.
故答案为:
【变式6-9】(2024·高二·宁夏石嘴山·阶段练习)已知圆E:,点,P是圆E上的任意一点,线段PF的垂直平分线和半径PE相交于点Q,则动点Q的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】连结QF,根据题意,,
则,
故Q的轨迹是以E,F为焦点,长轴长为4的椭圆,
设椭圆方程为,则有
所以,则,
所以点Q的轨迹方程为.
故答案为: .
【变式6-10】(2024·高二·浙江宁波·期末)已知点,动点P满足直线与的斜率之积为,则点P的轨迹方程 .
【答案】
【解析】设,则,,,
所以,即,整理得,
所以点的轨迹方程为,.
故答案为:,.
【变式6-11】(2024·高二·天津南开·专题练习)已知动圆与圆外切,同时与圆内切;则动圆圆心的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】由,即,半径为,
,即,半径为,
有,
故圆与圆为内含关系,
设动圆半径为,由动圆与圆外切,故,
由动圆与圆内切,故,
又圆与圆为内含关系,故点在圆内部,故,
有,
故动圆圆心的轨迹为以、为焦点,为长轴长的椭圆,
则半长轴长为,半短轴长为,
故动圆圆心的轨迹方程为.
故答案为:.
【变式6-12】(2024·高二·全国·课后作业)如图所示,的顶点,直角顶点,顶点C在x轴上,点P为线段OA的中点.
(1)求边BC所在直线的方程;
(2)M为外接圆的圆心,求圆M的方程;
(3)若动圆N过点P且与圆M内切,求动圆N的圆心N的轨迹方程.
【解析】(1)因为点,点,
则,又,所以,
所以边BC所在直线的方程为,
即.
(2)因为边BC所在直线的方程为,
令,得,
所以圆心,又因为,
∴圆M的方程为.
(3)因为点P为线段OA的中点所以,
又,且圆N过点,
所以是该圆的半径,
因为动圆N与圆M内切,所以,
即,
所以点N的轨迹是以M,P为焦点的椭圆,且,
所以,,,
所以圆心N的轨迹方程为.
1.(2024·高二·贵州黔南·期末)如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,过点的直线与椭圆E交于点A,B.直线l为椭圆E在点A处的切线,点B关于l的对称点为M.由椭圆的光学性质知,,A,M三点共线.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图.因为点B关于l的对称点为M,则.
因为,
且,所以,
所以,
可得,则,
所以,故.
故选:B.
2.(2024·高二·北京·期中)数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微”.事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,例如,与相关的代数问题,可以转化为点与点之间距离的几何问题.结合上述观点,可求得方程的解是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,
所以可以转化为到的距离,
同理,可以转化为到的距离,
因为,
所以到两定点和的距离之和为,
所以在以点和为焦点的椭圆上,
设椭圆的标准方程为:,
则,,
即,
又,
所以,
所以椭圆的方程为:,
由,
得,
解得,.
故选:D.
3.(2024·陕西安康·模拟预测)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
【解析】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
4.(2024·高二·广东河源·阶段练习)已知点F为椭圆的右焦点,点A,B是C上与其长轴端点不重合的两点,设甲:直线AB经过C的左焦点;乙:的周长为,则甲是乙的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】设C的左焦点为E,若直线AB经过C的左焦点E,则△ABF的周长为,故充分性成立.
由三角形不等式性质可知,,当且仅当点共线时等号成立.
故的周长为.故若的周长为,则直线AB经过C的左焦点,必要性成立.
故选:C.
5.(2024·陕西安康·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,真线与轴的交点为,过右焦点作于点,且的中点在椭圆上,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】连接,依题意,知是线段的中点,,
又是线段的中点,所以,,
因为,所以,
因为点在椭圆上,结合椭圆的定义,
,得,
解得(舍去),所以,
所以椭圆的方程为.
故选:C.
6.(2024·高二·山东烟台·期末)已知椭圆C:()经过和两点,则C上的点到右焦点距离的最小值为( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】∵椭圆C:()经过和两点,
∴,,∴,椭圆方程为:.
∴C上的点到右焦点距离的最小值为:.
故选:B.
7.(2024·高二·浙江·阶段练习)设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【答案】B
【解析】因为椭圆,所以,
又因为,所以,即,
设,则①,且②,
由①②得到,即,所以,
故选:B.
8.(2024·新疆·二模)设分别是椭圆的左,右焦点,过的直线交椭圆于两点,则的最大值为( )
A. B. C. D.6
【答案】B
【解析】由椭圆的定义知
∴的周长为,
∴当最小时,最大.
当轴,即AB为通径时,最小,此时,
∴的最大值为.
故选:B.
9.(2024·高二·江西吉安·阶段练习)已知是椭圆的左、右焦点,为上一点,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】A
【解析】因为是椭圆的左、右焦点,P在椭圆上运动,
所以.
所以,所以(当且仅当时等号成立).
所以.
即的最小值为1.
故选:A
10.(多选题)(2024·高二·吉林·阶段练习)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
【解析】
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.
11.(多选题)(2024·高二·四川成都·开学考试)已知椭圆的左,右焦点分别为,,点P是椭圆C上的任意一点,则( )
A. B.的最大值为
C.的最小值为4 D.的最大值为4
【答案】ACD
【解析】对于A中,由椭圆,可得,则,
根据椭圆的定义,可得,所以A正确;
对于B中,由,可得,
当且仅当时取等号,所以B错误;
对于C中,设,
可得,,
则,所以C正确;
对于D中,由C项,可得,所以D正确.
故选:ACD.
12.(多选题)(2024·山西吕梁·一模)画法几何的创始人——法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:椭圆的两条切线互相垂直,则两切线的交点位于一个与椭圆同中心的圆上,称此圆为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆分别为椭圆的左、右焦点,,其短轴上的一个端点到的距离为,点在椭圆上,直线,则( )
A.直线与蒙日圆相切
B.椭圆的蒙日圆方程为
C.若点是椭圆的蒙日圆上的动点,过点作椭圆的两条切线,分别交蒙日圆于两点,则的长恒为4
D.记点到直线的距离为,则的最小值为
【答案】AC
【解析】当两切线分别与两坐标轴垂直时,两切线的方程分别为、,
所以点在蒙日圆上,故蒙日圆的方程为,
又由题意可得,,结合解得,,
对于A选项,蒙日圆圆心到直线的距离为,
所以,直线与蒙日圆相切,故A正确;
对于B选项,的蒙日圆的方程为,故B错误;
对于C选项,由题意可知,,所以为蒙日圆的直径,,故C正确;
对于D选项,由椭圆的定义可得,,
所以,,
直线的方程为,
点到直线的距离为,
所以,,
当且仅当时,等号成立,故D错误;
故选:AC
13.(2024·高二·江苏常州·期中)已知是椭圆的焦点,点是上的动点,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】不妨取为椭圆的左焦点,设,
由椭圆可得,且满足,即;
因此,
又易知,所以可得,
所以的取值范围为.
故答案为:
14.(2024·高二·全国·课后作业)已知过点的直线与相交于点C,过点的直线与相交于点D,若直线CD与圆相切,则直线AC与BD的交点M的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设点,,,,
则直线CD的方程为,
因为直线CD与圆相切,则,可得;
又因为直线AC与BD的交点为M,
所以,解得,可得,
所以点M的轨迹方程为.
故答案为:.
15.(2024·高二·全国·课后作业)已知动点P在椭圆C:上,若点A的坐标为,点M满足,,则的最小值是 .
【答案】
【解析】因为,所以点M的轨迹为以A为圆心,半径为1的圆,如图,
因为,所以,,
要想使最小,只需最小,
设,,则,
其中,
因为,所以当时,取得最小值,
即,此时.
故答案为:.
16.(2024·高二·全国·课堂例题)我国发射的第一颗人造地球卫星的运行轨道是以地球的中心(简称“地心”)为一个焦点的椭圆.已知它的近地点(离地面最近的点)距地面439km,远地点(离地面最远的点)距地面2384km,是椭圆的长轴,地球半径为6371km,如图所示,以直线为轴,线段的中垂线为轴,建立平面直角坐标系,与地球交于,两点.求卫星运行的轨道方程.(结果精确到1km)
【解析】设椭圆方程为.
由题意知,,.
,
.
两式相加得,
所以.
因此,卫星运行的轨道方程是.
17.(2024·高二·全国·课堂例题)求下列椭圆的方程.
(1)过且与有相同的焦点;
(2)经过点,.
【解析】(1)由方程可知,其焦点的坐标为,即.
则, 设所求椭圆方程,
因为椭圆过点,代入方程得,
解得(舍去),,
故椭圆的标准方程为;
(2)方法一 ①当椭圆的焦点在轴上时,
设标准方程为,
依题意有,解得,
因为,所以方程组无解.
②当椭圆的焦点在轴上时,
设标准方程为,
依题意有,解得,
所以所求椭圆的方程为;
方法二 设所求椭圆的方程为,
依题意得,解得,
故所求椭圆的方程为,
即.
18.(2024·高二·全国·课堂例题)如图所示,以过焦点的直线为轴,线段的垂直平分线为轴,建立平面直角坐标系.其中,椭圆上任意一点满足,求椭圆的标准方程.
【解析】设椭圆上任意一点,焦点,,
因为.
则,
即,
两边平方得,
整理得,,
两边平方得,
整理得.
两边同除以得,.
由椭圆定义知,即,所以.
令,得.
即椭圆的标准方程为.
19.(2024·高三·全国·专题练习)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.
【解析】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.
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