内容正文:
3.1.1椭圆及其标准方程
【考点梳理】
· 考点一:利用椭圆的定义求方程
· 考点二:椭圆的焦点三角形周长问题
· 考点三:椭圆的焦点三角形面积问题
· 考点四:根据方程表示椭圆求参数问题
· 考点五:椭圆的标准方程的求法
· 考点六:与椭圆有关的轨迹问题
· 考点七:椭圆的最值问题
· 考点八:椭圆方程的综合问题
【知识梳理】
知识点一:椭圆的定义
1.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.
2.焦点:两个定点F1,F2.
3.焦距:两焦点间的距离|F1F2|.
4.几何表示:|MF1|+|MF2|=2a(常数)且2a>|F1F2|.
知识点二: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)
图形
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
b2=a2-c2
知识点三:求轨迹方程的方法、直译法——“四步一回头”,
四步:(1)建立适当坐标系,设出动点M的坐标;
(2)写出适合条件的点M的集合;
(3)将 “翻译”成代数方程;
(4)化简代数方程为最简形式.
【题型归纳】
题型一:利用椭圆的定义求方程
1.(23-24高二上·贵州黔南·期末)若动点满足方程,则动点P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·四川达州·期末)已知平面内一动点P到两定点,的距离之和为8,则动点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·江西·阶段练习)已知圆:和:,若动圆P与这两圆一个内切一个外切,记该动圆圆心的轨迹为M,则M的方程为( )
A. B.
C. D.
题型二:椭圆的焦点三角形周长问题
4.(23-24高二下·贵州六盘水·期中)设,分别为椭圆:的两个焦点,过且不与坐标轴重合的直线椭圆C于A,B两点,则的周长为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
5.(23-24高二上·广东佛山·期末)已知平行四边形的顶点在椭圆上,顶点分别为的左、右焦点,则该平行四边形的周长为( )
A. B.4 C. D.8
6.(23-24高二上·河北承德·期末)已知椭圆的左、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( )
A. B. C. D.
题型三:椭圆的焦点三角形面积问题
7.(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.
8.(23-24高二下·安徽芜湖·期末)已知是椭圆的两个焦点,点在上,且,则的面积为( )
A.3 B.4 C.6 D.10
9.(23-24高二上·四川德阳·期末)设、是椭圆:的两个焦点,点P在C上,若为直角三角形,则的面积为( )
A. B. C.或1 D.1或
题型四:根据方程表示椭圆求参数问题
10.(24-25高二上·江西·阶段练习)若方程表示椭圆,则m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
11.(23-24高二下·广西·阶段练习)已知方程表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围为( )
A. B. C. D.
12.(23-24高二上·江西宜春·期末)“”是“方程表示的曲线为椭圆”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
题型五:椭圆的标准方程的求法
13.(23-24高二上·北京西城·期中)一个椭圆的两个焦点分别是,,椭圆上的点到两焦点的距离之和等于8,则该椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
14.(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.
15.(23-24高二上·天津·期末)设,分别是椭圆()的左右焦点,过的直线与椭圆交于、两点,若的周长为16,且的最小值为2,则椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
题型六:与椭圆有关的轨迹问题
16.(24-25高二上·河南南阳)动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,则动点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
17.(2024·全国·高考真题)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.()
18.(23-24高二上·天津南开·阶段练习)设分别是直线和上的两个动点,并且,动点满足.动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
题型七:椭圆的最值问题
19.(23-24高二下·湖北·期末)设为椭圆上一动点,分别为椭圆的左、右焦点,已知点,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
20.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,点是该椭圆上的动点、点,则的最大值是( )
A.9 B.8 C.7 D.6
21.(23-24高二上·河北·阶段练习)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.
题型八:椭圆方程的综合问题
22.(2024高二上·全国·专题练习)分别写出满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦距为4,且经过点;
(2)求经过点和点的椭圆方程.
23.(23-24高二上·河南郑州·阶段练习)(1)动点与定点的距离和M到定直线的距离的比是常数,求动点的轨迹.
(2)如图,在圆上任取一点,过点向轴作垂线段,为垂足,求线段PD的中点M的轨迹方程.
24.(23-24高二上·江西·期末)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.
【高分达标】
一、单选题
25.(24-25高二上·江苏徐州)若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数m的取值范围为( )
A. B.且 C. D.
26.(24-25高二上·重庆·阶段练习)经过椭圆的右焦点的直线交椭圆于,两点,是椭圆的左焦点,则的周长是( )
A.8 B.9 C.10 D.20
27.(24-25高二上·重庆渝中·阶段练习)平面内,动点的坐标满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
28.(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆的左、右焦点分别为,点为上一点,若,则的面积为( )
A. B. C.3 D.5
29.(24-25高二上·全国·随堂练习)设为椭圆上的任意一点,,为其上、下焦点,则的最大值是( )
A.4 B.6 C.9 D.12
30.(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.
31.(23-24高二下·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
32.(23-24高三上·河南周口·阶段练习)已知椭圆E:的左焦点为F,离心率为,直线与E交于A,B两点,周长的最大值为8,则E的方程为( )
A. B. C. D.
二、多选题
33.(24-25高二上·全国·课后作业)设,是椭圆的两个焦点,P是椭圆上一点,且.则下列说法中正确的是( )
A., B.为直角三角形
C.的面积为6 D.的面积为12
34.(23-24高二上·福建福州·期末)已知点是椭圆上的一点,是椭圆的左、右焦点,则下列说法正确的是( )
A.存在点,使得 B.
C.的面积最大值为 D.
35.(2024高二上·全国·专题练习)已知圆,,动圆与,都相切,则动圆C的圆心轨迹E的方程为( )
A. B.
C. D.
36.(23-24高二上·甘肃武威·期末)设椭圆的右焦点为F,直线与椭圆交于A,B两点,则下述结论正确的是( )
A.为定值 B.的周长的取值范围是[6,12]
C.当时,为直角三角形 D.当时,的面积为
三、填空题
37.(24-25高二上·重庆·阶段练习)已知椭圆的两个焦点坐标分别是,,并且经过点,则它的标准方程是 .
38.(24-25高二上·江西新余·阶段练习)椭圆的焦点为,点在该椭圆上,若,则的大小为 .
39.(24-25高二上·浙江台州·阶段练习),分别是椭圆的左、右焦点,分别为其短袖的两个端点,且四边形的周长为,设过的直线与椭圆相交于,两点,且,则的最大值为 .
40.(24-25高二上·天津红桥·阶段练习)如图:已知圆 内有一点 ,Q是圆C上的任意一点,线段AQ的垂直平分线与CQ相交点M ,当点Q在圆C上运动时,点M 的轨迹方程为
四、解答题
41.(24-25高二上·黑龙江牡丹江·阶段练习)求下列曲线方程:
(1)求过点且与椭圆有相同焦点的椭圆的标准方程.
(2)已知动圆与圆内切,与圆外切,记圆心的轨迹为曲线.求曲线的方程.
42.(24-25高二上·江苏徐州·阶段练习)求出适合下列条件的圆锥曲线的标准方程:
(1)已知椭圆的两个焦点坐标分别是,,并且经过点;
(2)两个焦点在坐标轴上,且经过和两点的椭圆方程
(3)过点,且与椭圆有相同焦点椭圆方程.;
43.(24-25高二上·江西·阶段练习)已知,分别是椭圆C:()的左、右焦点,P为C上一点.
(1)若,点P的坐标为,求椭圆C的标准方程;
(2)若,的面积为4,求b的值.
44.(24-25高二上·全国)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.
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3.1.1椭圆及其标准方程
【考点梳理】
· 考点一:利用椭圆的定义求方程
· 考点二:椭圆的焦点三角形周长问题
· 考点三:椭圆的焦点三角形面积问题
· 考点四:根据方程表示椭圆求参数问题
· 考点五:椭圆的标准方程的求法
· 考点六:与椭圆有关的轨迹问题
· 考点七:椭圆的最值问题
· 考点八:椭圆方程的综合问题
【知识梳理】
知识点一:椭圆的定义
1.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.
2.焦点:两个定点F1,F2.
3.焦距:两焦点间的距离|F1F2|.
4.几何表示:|MF1|+|MF2|=2a(常数)且2a>|F1F2|.
知识点二: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)
图形
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
b2=a2-c2
知识点三:求轨迹方程的方法、直译法——“四步一回头”,
四步:(1)建立适当坐标系,设出动点M的坐标;
(2)写出适合条件的点M的集合;
(3)将 “翻译”成代数方程;
(4)化简代数方程为最简形式.
【题型归纳】
题型一:利用椭圆的定义求方程
1.(23-24高二上·贵州黔南·期末)若动点满足方程,则动点P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,结合根据椭圆的定义,可得点的轨迹是以为焦点的椭圆,进而求得椭圆的方程,得到答案.
【详解】由动点满足方程,
根据椭圆的定义,可得点的轨迹是以为焦点的椭圆,
且,可得,则,
所以动点P的轨迹方程为.
故选:A.
2.(23-24高二上·四川达州·期末)已知平面内一动点P到两定点,的距离之和为8,则动点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义直接求解即可.
【详解】因为平面内一动点P到两定点,的距离之和为8,且,
所以动点P的轨迹方程为焦点位于轴的椭圆,
设椭圆方程为,焦距为,
则,解得,故动点P的轨迹方程为.
故选:B
3.(24-25高二上·江西·阶段练习)已知圆:和:,若动圆P与这两圆一个内切一个外切,记该动圆圆心的轨迹为M,则M的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据圆的位置关系及椭圆的定义可判断P点轨迹为椭圆,即可得出轨迹方程.
【详解】圆:和:的圆心、半径分别为,
由可知圆内含于圆内,
设动圆半径为,
由题意,,,
两式相加可得,
故P点的轨迹为以为焦点的椭圆,其中,
所以,
所以椭圆方程为.
故选:C
题型二:椭圆的焦点三角形周长问题
4.(23-24高二下·贵州六盘水·期中)设,分别为椭圆:的两个焦点,过且不与坐标轴重合的直线椭圆C于A,B两点,则的周长为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
【答案】C
【分析】由椭圆定义求焦点三角形周长.
【详解】根据题意,椭圆中,
根据椭圆定义,的周长为
.
故选:C
5.(23-24高二上·广东佛山·期末)已知平行四边形的顶点在椭圆上,顶点分别为的左、右焦点,则该平行四边形的周长为( )
A. B.4 C. D.8
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用椭圆的定义求解即得.
【详解】椭圆的长半轴长,由点在椭圆上,分别为的左、右焦点,
得,所以平行四边形的周长为.
故选:D
6.(23-24高二上·河北承德·期末)已知椭圆的左、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( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用焦点三角形的周长为,及,结合椭圆的知识求解出椭圆方程即可.
【详解】因为的最小值为1,所以.
因为的周长为34,所以,
所以.因为,
所以,所以椭圆C的标准方程为.
故选:C.
题型三:椭圆的焦点三角形面积问题
7.(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.
【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.
8.(23-24高二下·安徽芜湖·期末)已知是椭圆的两个焦点,点在上,且,则的面积为( )
A.3 B.4 C.6 D.10
【答案】C
【分析】由椭圆定义和得到,结合,由余弦定理得,进而得到正弦值,利用三角形面积公式求出答案.
【详解】由椭圆定义可得,
故,
又,
则由余弦定理得,
故,
故.
故选:C
9.(23-24高二上·四川德阳·期末)设、是椭圆:的两个焦点,点P在C上,若为直角三角形,则的面积为( )
A. B. C.或1 D.1或
【答案】D
【分析】分析确定直角顶点后位置,当焦点(或)为直角,结合三角形的面积公式即可求解.
【详解】由已知,若是直角三角形,则直角顶点可能是点P,
;
若是直角三角形,则直角顶点可能是焦点(或)为直角顶点,
此时(或),.
故选:D.
【点睛】方法点睛:分类讨论得出直角位置,结合椭圆定义得出面积计算即可;
题型四:根据方程表示椭圆求参数问题
10.(24-25高二上·江西·阶段练习)若方程表示椭圆,则m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据椭圆标准方程的形式求解即可.
【详解】因为方程表示椭圆,
所以,解得,
故选:D.
11.(23-24高二下·广西·阶段练习)已知方程表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意列出含有参数的不等式组求解即可.
【详解】根据题意,要使方程表示焦点在轴上的椭圆,
需满足,解得.
故选:B.
12.(23-24高二上·江西宜春·期末)“”是“方程表示的曲线为椭圆”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】B
【分析】首先求方程表示椭圆的的取值范围,再根据集合的包含关系,即可判断选项.
【详解】若方程表示椭圆,则
,解得:,且,
所以“”是“方程表示的曲线为椭圆”的必要不充分条件.
故选:B
题型五:椭圆的标准方程的求法
13.(23-24高二上·北京西城·期中)一个椭圆的两个焦点分别是,,椭圆上的点到两焦点的距离之和等于8,则该椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用椭圆的定义求解即可.
【详解】椭圆上的点到两焦点的距离之和等于8,故,
且,故,
所以椭圆的标准方程为.
故选:B
14.(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
15.(23-24高二上·天津·期末)设,分别是椭圆()的左右焦点,过的直线与椭圆交于、两点,若的周长为16,且的最小值为2,则椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义及椭圆的通径求出,即可得出椭圆方程.
【详解】如图,
由椭圆定义知,
所以的周长为,
所以,
又最小时,轴,即为椭圆的通径,所以,
所以,
所以椭圆的标准方程为:,
故选:B
题型六:与椭圆有关的轨迹问题
16.(24-25高二上·河南南阳)动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,则动点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据已知条件列方程,化简整理即可求解.
【详解】设是点到直线的距离,
根据题意,动点的轨迹就是集合.
由此得,将上式两边平方并化简,得,
即.
所以动点的轨迹方程为.
故选:B.
17.(2024·全国·高考真题)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
【分析】设点,由题意,根据中点的坐标表示可得,代入圆的方程即可求解.
【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
18.(23-24高二上·天津南开·阶段练习)设分别是直线和上的两个动点,并且,动点满足.动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题意可设:,根据向量的坐标运算结合两点间距离公式分析求解.
【详解】由题意可设:,
则,
因为,则,解得,
又因为,
则,整理得,
所以动点的轨迹方程为.
故选:A.
题型七:椭圆的最值问题
19.(23-24高二下·湖北·期末)设为椭圆上一动点,分别为椭圆的左、右焦点,已知点,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】利用椭圆定义转化为,即求的最大值,根据三角形性质,当三点共线时最大可得答案.
【详解】,所以,所以轴,
因为,所以在椭圆内部,且,
所以,
即求的最大值,
由于,当三点共线时最大,
此时,,
所以.
故选:B.
20.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,点是该椭圆上的动点、点,则的最大值是( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【答案】A
【分析】
由椭圆定义得出,于是有,只要求得的最大值即可得,而,从而可得结论.
【详解】由题可知,,
所以,
而,即,
故,当且仅当是的延长线与椭圆的交点时等号成立,
故选:A.
21.(23-24高二上·河北·阶段练习)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
【分析】根据椭圆的定义,将转化为,当三点共线时,取最大值即,再利用两点距离公式就可求解.
【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.
题型八:椭圆方程的综合问题
22.(2024高二上·全国·专题练习)分别写出满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦距为4,且经过点;
(2)求经过点和点的椭圆方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)讨论焦点位置,求出,可得结果;
(2)方法一: 讨论焦点位置,结合题中所给条件经过点和点,求出,可得结果;
方法二:设所求椭圆的方程为(,,),结合题中所给条件经过点和点,代入求解即可.
【详解】(1)当焦点在轴上时,设椭圆的标准方程为,
依题意得,,则,
故椭圆的标准方程为.
当焦点在轴上时,设椭圆的标准方程为,
依题意得,,则,
故椭圆的标准方程为.
(2)方法一:①当焦点在轴上时,设椭圆的标准方程为().
依题意有,解得,故所求椭圆的标准方程为.
②当焦点在轴上时,设椭圆的标准方程为().
依题意有,解得
因为,所以无解.所以所求椭圆的标准方程为.
方法二:设所求椭圆的方程为(,,).
依题意有解得所以所求椭圆的标准方程为.
23.(23-24高二上·河南郑州·阶段练习)(1)动点与定点的距离和M到定直线的距离的比是常数,求动点的轨迹.
(2)如图,在圆上任取一点,过点向轴作垂线段,为垂足,求线段PD的中点M的轨迹方程.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据条件,建立方程,化简即可求出结果;
(2)设点M的坐标为,点P的坐标为,则,,再利用点在圆上,根据相关点代入法即可求得的轨迹方程.
【详解】(1)设d是点M到直线的距离,
根据题意,动点的轨迹就是集合,则,
将上式两边平方,并化简,得,即,
所以,点M的轨迹是长轴、短轴长分别为10、6的椭圆.
(2)设点M的坐标为,点P的坐标为,则,,
因为点在圆上,所以,
把,代入上述方程,得,即所求轨迹方程为.
24.(23-24高二上·江西·期末)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
【分析】(1)根据椭圆的基本量关系求解即可;
(2)①设,,,根据点差法可得,再分斜率存在与不存在求解即可;
②由①知,D的轨迹是个椭圆,原点O是该椭圆的左顶点即可得.
【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.
【高分达标】
一、单选题
25.(24-25高二上·江苏徐州)若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数m的取值范围为( )
A. B.且 C. D.
【答案】D
【分析】根据焦点在x轴上的椭圆的标准方程列出不等式即可求解.
【详解】,即,
因为方程表示焦点在x轴上的椭圆,
所以,解得.
故选:.
26.(24-25高二上·重庆·阶段练习)经过椭圆的右焦点的直线交椭圆于,两点,是椭圆的左焦点,则的周长是( )
A.8 B.9 C.10 D.20
【答案】D
【分析】为焦点三角形,周长等于两个长轴长,再根据椭圆方程,即可求出的周长.
【详解】
为椭圆的两个焦点,
,
的周长为.
故选:D.
27.(24-25高二上·重庆渝中·阶段练习)平面内,动点的坐标满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义求解即可.
【详解】由题意,点到两个定点,的距离之和等于常数,
故根据椭圆的定义可知:此点的轨迹为焦点在轴上的椭圆,且,,
故,故椭圆的标准方程为.
故选:B
28.(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆的左、右焦点分别为,点为上一点,若,则的面积为( )
A. B. C.3 D.5
【答案】C
【分析】由已知,,结合,得,进而解得,再利用三角形的面积公式求解即可.
【详解】由椭圆的定义可知,且,
因为,所以,
又,故,
所以.
故选:C
29.(24-25高二上·全国·随堂练习)设为椭圆上的任意一点,,为其上、下焦点,则的最大值是( )
A.4 B.6 C.9 D.12
【答案】C
【分析】利用椭圆的定义和基本不等式求解即可.
【详解】椭圆,
故,
故,当且仅当时,等号成立.
故选:C
30.(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
【分析】连接,结合椭圆的定义,利用求出,由求出可得答案.
【详解】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.
31.(23-24高二下·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
【分析】利用椭圆的定义知,利用基本不等式即可求出的最小值.
【详解】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
32.(23-24高三上·河南周口·阶段练习)已知椭圆E:的左焦点为F,离心率为,直线与E交于A,B两点,周长的最大值为8,则E的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合椭圆的定义,求解面积的最大值,即可求解椭圆方程.
【详解】设椭圆的右焦点为,得,
而的周长为,
当且仅当过点时,等号成立,
所以,得,椭圆的离心率,所以,,
所以椭圆的方程为.
故选:B
二、多选题
33.(24-25高二上·全国·课后作业)设,是椭圆的两个焦点,P是椭圆上一点,且.则下列说法中正确的是( )
A., B.为直角三角形
C.的面积为6 D.的面积为12
【答案】ABC
【分析】由椭圆的定义可得,结合可求出的值,然后逐个分析判断即可.
【详解】由,得,则
,
因为P是椭圆上一点,所以,
因为,所以,,所以A正确,
对于B,因为,所以,所以为直角三角形,所以B正确,
对于CD,因为为直角三角形,,所以,所以C正确,D错误.
故选:ABC.
34.(23-24高二上·福建福州·期末)已知点是椭圆上的一点,是椭圆的左、右焦点,则下列说法正确的是( )
A.存在点,使得 B.
C.的面积最大值为 D.
【答案】BD
【分析】
由题意,由椭圆定义、数形结合可判断BC;由余弦定理以及基本不等式得,由此可判断A,由焦半径范围即可判断D.
【详解】
由题意,所以,的面积最大值为,故B对,C错;
对于A,,
又,当且仅当等号成立,
所以,所以,故A错;
对于D,,故D对.
故选:BD.
35.(2024高二上·全国·专题练习)已知圆,,动圆与,都相切,则动圆C的圆心轨迹E的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】先得到圆内含于圆,故圆与外切或内切,与圆一定内切,分两种情况,结合椭圆定义,求出轨迹方程.
【详解】圆的圆心,半径为1,
圆的圆心,半径为9,
由于,故圆内含于圆,
故动圆与,都相切,则圆与外切或内切,与圆一定内切,
设动圆的半径为,
当圆与圆外切时,可得,当圆与圆内切时,可得,
故,可得的轨迹为以,为焦点的椭圆,
且长轴长为10,焦距为6,短轴长为8,可得方程为;
当圆与圆内切时,可得,当圆与圆内切时可得,
故,可得的轨迹为以,为焦点的椭圆,
且长轴长为8,焦距为6,短轴长为,
可得方程为.
综上,轨迹方程为或.
故选:AB.
36.(23-24高二上·甘肃武威·期末)设椭圆的右焦点为F,直线与椭圆交于A,B两点,则下述结论正确的是( )
A.为定值 B.的周长的取值范围是[6,12]
C.当时,为直角三角形 D.当时,的面积为
【答案】AD
【分析】根据椭圆的定义可求的值,结合三角形的边长关系可判断周长的取值范围,计算可判断不是直角三角形,计算,利用面积公式可求的面积.
【详解】设椭圆的左焦点为,则
∴为定值,A正确;
的周长为,因为为定值6,
∴的范围是,
∴的周长的范围是,B错误;
将与椭圆方程联立,可解得,,
又∵,∴,
∴不是直角三角形,C不正确;
将与椭圆方程联立,解得,,
∴,D正确.
故选:AD
三、填空题
37.(24-25高二上·重庆·阶段练习)已知椭圆的两个焦点坐标分别是,,并且经过点,则它的标准方程是 .
【答案】
【分析】设椭圆方程为,得到方程组,求出,得到答案.
【详解】设椭圆方程为,则,
解得,故椭圆方程为.
故答案为:
38.(24-25高二上·江西新余·阶段练习)椭圆的焦点为,点在该椭圆上,若,则的大小为 .
【答案】
【分析】由椭圆方程,结合椭圆的定义求,在焦点三角形中应用余弦定理求的余弦值,进而确定其大小.
【详解】∵,,
∴,
∴,又,,
∴,由余弦定理,得,
∴.
故答案为:
39.(24-25高二上·浙江台州·阶段练习),分别是椭圆的左、右焦点,分别为其短袖的两个端点,且四边形的周长为,设过的直线与椭圆相交于,两点,且,则的最大值为 .
【答案】
【分析】根据椭圆的性质可得,即可根据焦点三角形的性质得,由基本不等式即可求解.
【详解】∵四边形为菱形,周长为,∴,故,
由椭圆的定义可知,
∵,∴,
∴,当且仅当时等号成立,
故答案为:
40.(24-25高二上·天津红桥·阶段练习)如图:已知圆 内有一点 ,Q是圆C上的任意一点,线段AQ的垂直平分线与CQ相交点M ,当点Q在圆C上运动时,点M 的轨迹方程为
【答案】
【分析】利用线段的中垂线性质,即可推导出动点到两定点的距离之和为定值,所以动点轨迹是椭圆,即可出椭圆方程.
【详解】
连接,由线段的垂直平分线与相交点M,可得,
则有,
所以点M 的轨迹是以为焦点,以5为长轴长的椭圆,
则,即,
所以点M 的轨迹方程为:,即,
故答案为:.
四、解答题
41.(24-25高二上·黑龙江牡丹江·阶段练习)求下列曲线方程:
(1)求过点且与椭圆有相同焦点的椭圆的标准方程.
(2)已知动圆与圆内切,与圆外切,记圆心的轨迹为曲线.求曲线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)方法一,根据题意可得,进而得到椭圆的焦点坐标,再结合椭圆定义即可得到的值,进而求解;方法二,根据题意可得,进而将点代入椭圆方程,结合解方程组即可求解;方法三,先设椭圆的标准方程为,进而将点代入椭圆方程,解方程即可求解;
(2)设圆的半径为,进而得到点的轨迹是以为焦点的椭圆,进而求解即可.
【详解】(1)方法一:由题意得.
因此所求椭圆的焦点坐标为,.
由椭圆定义得,
即,所以.
故所求椭圆的标准方程为.
方法二:因为所求椭圆与椭圆的焦点相同,
所以其焦点在x轴上,且.
设所求椭圆的标准方程为,则①.
又点在所求椭圆上,所以,即②.
由①②得,,故所求椭圆的标准方程为.
方法三: 由条件设所求椭圆的标准方程为.
将点P的坐标代入,得,解得或(舍去).
故所求椭圆的标准方程为.
(2)由题意可知,动圆与圆内切,与圆外切,设圆的半径为,
则,
所以,
所以点的轨迹是以为焦点的椭圆,
设点的轨迹方程,
所以,则,
所以点的轨迹方程为.
42.(24-25高二上·江苏徐州·阶段练习)求出适合下列条件的圆锥曲线的标准方程:
(1)已知椭圆的两个焦点坐标分别是,,并且经过点;
(2)两个焦点在坐标轴上,且经过和两点的椭圆方程
(3)过点,且与椭圆有相同焦点椭圆方程.;
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由题意可得,设椭圆方程为,代入点解出即可;
(2)设椭圆方程为,代入两点解出即可;
(3)设椭圆方程为,代入点解出即可;
【详解】(1)由题意可得,设椭圆方程为,
由点在椭圆上可得,
又,
由以上两式消去并整理可得,解得或(舍去),
所以,
所以椭圆方程为,
(2)设椭圆方程为,
由题意可得,解得,
所以椭圆方程为,
(3)由题意可设椭圆方程为,
代入,可得,整理可得,
解得或(舍去)
所以椭圆方程为,
43.(24-25高二上·江西·阶段练习)已知,分别是椭圆C:()的左、右焦点,P为C上一点.
(1)若,点P的坐标为,求椭圆C的标准方程;
(2)若,的面积为4,求b的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)已知可求出,点坐标可代入椭圆方程求出,进而求出;
(2)得到椭圆标准方程根据,利用三角形面积公式和椭圆定义以及勾股定理来求解的值.
【详解】(1)已知,因为,所以.点在椭圆上,将其代入椭圆方程,可得,即,解得.
又因为,,,所以.
所以椭圆的标准方程为.
(2)因为,所以的面积,则.根据椭圆定义,.
由勾股定理可得.
又,即.
在椭圆中有,将变形为,即,解得.
44.(24-25高二上·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.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由已知,可得,又,则,即可求得BC所在直线的方程;
(2)由BC的直线方程,可得,则得圆心,又,即可求得圆M的方程;
(3)由已知,可得是该圆的半径,因为动圆N与圆M内切,可得,则点N的轨迹是以M,P为焦点的椭圆,即可由待定系数法求椭圆方程.
【详解】(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.
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