内容正文:
2.2.1 椭圆的标准方程
题型1:椭圆定义及辨析
1.集合,,其中,,且a、c为常数:
(1)若 ,则集合P表示椭圆;
(2)若 ,则集合P表示线段;
(3)若 ,则集合P为空集.
2.椭圆上一点到两个焦点的距离之和为 .
3.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 .
题型2:利用椭圆定义求方程
4.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 .
5.椭圆两焦点间的距离为16,且椭圆上某一点到两焦点的距离分别等于9和15,则椭圆的标准方程是 .
题型3:根据椭圆方程求a、b、c
6.已知椭圆上一点到其一个焦点的距离为,则点到另一个焦点的距离为 .
7.已知两椭圆与的焦距相等,则a的值为 .
题型6:根据a、b、c求椭圆标准方程
8.焦点在轴上,焦距为,且经过点的椭圆的标准方程为 .
9.与椭圆有相等的焦距,且过圆的圆心的椭圆的标准方程为 .
题型7:椭圆方程与椭圆位置的特征
10.方程表示椭圆的充要条件是 .
11.“”是“方程表示的曲线为椭圆”的 条件.
题型8:求椭圆上的点的坐标
12.若椭圆上点P到右焦点的距离为4,则点P的横坐标为 .
13.已知F为椭圆的右焦点,P为C上的一点,若,则点P的坐标为 .
题型9:椭圆上点到焦点的距离及定值
14.已知,P是椭圆上的任意一点,则的最大值为 .
15.已知点为椭圆上任意一点,是圆的一条直径,则的最大值是 .
题型10:椭圆上点到坐标轴上的点的距离及最值
16.椭圆的左、右焦点为F1、F2,点P在椭圆上,若RtF1PF2,则点P到x轴的距离为 .
17.已知F是椭圆C:的右焦点,P是椭圆上一点,,当△APF周长最大时,该三角形的面积为 .
题型11:椭圆中焦点三角形的周长问题
18.已知椭圆的右焦点为,记与轴正半轴的交点为,点在上,则周长的最大值为 .
19.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 .
题型12:椭圆上的点到焦点和定点距离的和、差最值
20.已知,,动点满足,若,则的范围为 .
21.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 .
题型13:轨迹问题
22.已知,过点且斜率不为零的直线交于,两点,过点作交于,则 ;点的轨迹方程为 .
23.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 .
题型14:椭圆中焦点三角形的面积问题
24.已知分别为椭圆的左、右焦点,为椭圆上一点且,则的面积为 .
25.已知为椭圆上任意一点,为左、右焦点,为的内心,记的面积分别为,则的值为 .
题型15:椭圆中焦点三角形的其他问题
26.椭圆+=1(m>0)的焦点为F1,F2,上顶点为A,若∠F1AF2=,则m等于( )
A.1 B. C. D.2
27.在平面直角坐标系中,已知△ABC顶点和,顶点B在椭圆上,则的值是( )
A.0 B.1 C.2 D.不确定
28.若椭圆的左、右焦点分别为、,点P为椭圆C上一动点,则下列说法中不正确的是( )
A.当点P不在x轴上时,的周长是6
B.当点P不在x轴上时,面积的最大值为
C.存在点P,使
D.的取值范围是
题型16:解答题
29.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)经过两点.
(2)经过点,且与椭圆有共同的焦点;
30.已知方程=1.
(1)若上述方程表示焦点在x轴上的椭圆,求实数m的取值范围;
(2)若上述方程表示焦点在y轴上的椭圆,求实数m的取值范围;
(3)若上述方程表示焦点在坐标轴上的椭圆,求实数m的取值范围.
31.已知椭圆的左、右焦点分别为,且经过两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若椭圆上的点满足,求点的坐标.
32.已知椭圆的上顶点为,右顶点为,且直线的斜率为.
(1)求的方程;
(2)若直线与交于两点(异于点),且满足,求面积的最大值.
33.已知F1,F2分别为椭圆 (0<b<10)的左、右焦点,P是椭圆上一点.
(1)若∠F1PF2=60°,且F1PF2的面积为,求b的值;
(2)求|PF1||PF2|的最大值.
一、填空题
1.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 .
2.在某城市中,F地位于E地的正南方向,相距2km;Q地位于E地的正东方向,相距1km.现有一条沿湖小径(曲线),其上任意一点到E和F的距离之和为4km.现计划在该小径上选择一个合适的点P建造一个观景台,经测算从P到F,Q两地修建观景步道的费用都是5万元/km,则修建两条观景步道的总费用最低是 万元.
3.已知椭圆的左、右焦点分别为,过上的一点作的切线,点关于的对称点分别为,则四边形的面积为 .
4.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 .
5.已知椭圆的左、右焦点分别为在椭圆上且关于原点对称,则的取值范围是 .
二、单选题
6.已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,M为C上任意一点,N为圆E:上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.已知分别为双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,为的内心,点满足,若且,记的外接圆半径为,则的值为( )
A. B. C. D.1
三、解答题
8.已知椭圆的上、下焦点分别为,,为坐标原点,是上一动点,,的周长为 .
(1)求椭圆的方程;
(2)证明:无论动点在上如何运动,恒为一个常数.
9.已知椭圆的长轴长为,,为的左、右焦点,点在上运动,且的最小值为.连接,并延长分别交椭圆于,两点.
(1)求的方程;
(2)证明:为定值.
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2.2.1 椭圆的标准方程
题型1:椭圆定义及辨析
1.集合,,其中,,且a、c为常数:
(1)若 ,则集合P表示椭圆;
(2)若 ,则集合P表示线段;
(3)若 ,则集合P为空集.
【答案】 ; ; .
【分析】无
【解析】无
2.椭圆上一点到两个焦点的距离之和为 .
【答案】
【分析】根据椭圆的定义结合题意求解即可.
【解析】因为,所以,则,
所以椭圆上一点到两个焦点的距离之和为.
故答案为:20
题型2:利用椭圆定义求方程
3.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
【分析】根据椭圆的定义计算即可.
【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
4.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】
【分析】根据给定条件,利用椭圆定义求出椭圆方程作答.
【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:
5.椭圆两焦点间的距离为16,且椭圆上某一点到两焦点的距离分别等于9和15,则椭圆的标准方程是 .
【答案】或
【分析】根据椭圆的定义,可求得c,a,求得 ,可得答案.
【解析】由题意可设椭圆的标准方程为 或,
由题意可得 , ,
故 ,
故椭圆的标准方程为:或,
故答案为:或
题型3:根据椭圆方程求a、b、c
6.已知椭圆上一点到其一个焦点的距离为,则点到另一个焦点的距离为 .
【答案】
【分析】根据椭圆的定义计算可得.
【解析】椭圆,则,所以,
根据椭圆的定义可知椭圆上的点到两焦点的距离之和为,
因为椭圆上点到其一个焦点的距离为,则点到另一个焦点的距离为.
故答案为:
7.已知两椭圆与的焦距相等,则a的值为 .
【答案】或9/9或
【分析】讨论焦点所在位置,根据题意列式求解.
【解析】因为两椭圆方程分别为,,
由题意可得:或,解得或.
故答案为:或9
题型6:根据a、b、c求椭圆标准方程
8.焦点在轴上,焦距为,且经过点的椭圆的标准方程为 .
【答案】
【分析】由题意确定可得,进而求得标准方程.
【解析】由焦点在轴上,设椭圆的标准方程为,
由焦距为可得,解得;
又椭圆经过点,故,所以,
所以椭圆的标准方程为.
故答案为:.
9.与椭圆有相等的焦距,且过圆的圆心的椭圆的标准方程为 .
【答案】或
【分析】根据圆的一般方程得出其圆心坐标,再根据椭圆的定义计算即可.
【解析】由题意可知,
即其圆心为,
因为椭圆的焦距为,
所以与该椭圆等焦距的椭圆的焦点为或,
若焦点为,则圆心到两焦点的距离之和为,
所以相应椭圆方程为;
若焦点为,则圆心到两焦点的距离之和为,
所以相应椭圆方程为.
故答案为:或.
题型7:椭圆方程与椭圆位置的特征
10.方程表示椭圆的充要条件是 .
【答案】答案不唯一
【分析】两个分母为不相等的正值时,所给方程表示椭圆.
【解析】方程表示椭圆,
则必有解之得或
故答案为:,(答案不唯一,其他等价情况也对)
11.“”是“方程表示的曲线为椭圆”的 条件.
【答案】必要不充分
【分析】由充分、必要性的定义,结合圆锥曲线的性质判断题设条件的推出关系,即可确定答案.
【解析】当时表示圆,当且时表示椭圆,充分性不成立;
当为椭圆,则,可得且,必要性成立;
综上,“”是“方程表示的曲线为椭圆”的必要不充分条件.
故答案为:必要不充分
题型8:求椭圆上的点的坐标
12.若椭圆上点P到右焦点的距离为4,则点P的横坐标为 .
【答案】
【分析】由椭圆方程求得右焦点坐标,设,由椭圆方程和距离列方程组求解.
【解析】由已知,,右焦点为,
设,,
则,消去得,
,,(舍去),
所以点横坐标为.
故答案为:.
13.已知F为椭圆的右焦点,P为C上的一点,若,则点P的坐标为 .
【答案】
【分析】由椭圆方程知:椭圆上的点与距离范围为,结合已知即可确定P的坐标.
【解析】由题设,,则,,
所以椭圆上点与距离范围为,又,
所以是椭圆的右顶点,即P的坐标为.
故答案为:
题型9:椭圆上点到焦点的距离及定值
14.已知,P是椭圆上的任意一点,则的最大值为 .
【答案】
【分析】先根据条件得,再利用基本不等式求最值.
【解析】由已知可得为椭圆的焦点,
根据椭圆定义知,
所以,
当且仅当时等号成立,
故的最大值为.
故答案为:.
15.已知点为椭圆上任意一点,是圆的一条直径,则的最大值是 .
【答案】
【分析】根据平面向量数量积的运算性质,结合平面向量加法的运算法则、椭圆的性质进行求解即可.
【解析】由,
设该椭圆的右焦点坐标为,
显然该点同时也是圆的圆心,
因为是圆的一条直径,所以,
因为为椭圆上任意一点,
所以,
因此的最大值是,
故答案为:
题型10:椭圆上点到坐标轴上的点的距离及最值
16.椭圆的左、右焦点为F1、F2,点P在椭圆上,若RtF1PF2,则点P到x轴的距离为 .
【答案】
【分析】点,易得点P到轴的距离为,然后分或,,三种情况结合椭圆的定义求解.
【解析】设点,则到轴的距离为,
因为,,
,
当或时,
则,得,
,即到轴的距离为.
当时,
则,
,
,
,
由(1)(2)知:到轴的距离为或,
又,所以P到x轴的距离为.
故答案为:.
17.已知F是椭圆C:的右焦点,P是椭圆上一点,,当△APF周长最大时,该三角形的面积为 .
【答案】//
【分析】根据椭圆的定义,结合三角形的几何性质,可得当共线时周长最大,由截距式求得直线方程,可得此时点的纵坐标,由三角形面积公式可得结果.
【解析】
由得右焦点,左焦点,
周长,
当共线时周长最大,
此时直线方程为与联立,
解得,可得,
故答案为:.
【点睛】方法点睛:解决圆锥曲线中的最值问题一般有两种方法:一是几何意义,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来解决,非常巧妙;二是将圆锥曲线中最值问题转化为函数问题,然后根据函数的特征选用参数法、配方法、判别式法、三角函数有界法、函数单调性法以及均值不等式法,
题型11:椭圆中焦点三角形的周长问题
18.已知椭圆的右焦点为,记与轴正半轴的交点为,点在上,则周长的最大值为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,利用椭圆定义求解即得.
【解析】设椭圆的左焦点为,则,而,则,
则的周长为,
而,则,
当且仅当三点共线时取等号,
所以周长的最大值为.
故答案为:
19.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】
【分析】设椭圆的右焦点为,连接,,,依题意可得为等边三角形,从而得到直线过,再根据线段垂直平分线的性质及椭圆的定义计算可得.
【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:
题型12:椭圆上的点到焦点和定点距离的和、差最值
20.已知,,动点满足,若,则的范围为 .
【答案】
【分析】由椭圆的定义可知动点的运动轨迹为椭圆,将变形成结合三角形的性质求解即可.
【解析】由椭圆的定义可知动点的轨迹为椭圆,且,,
所以,
又由三角形的性质可知,当且仅当共线时等号成立,
所以,
所以,
故答案为:
21.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】/
【分析】根据椭圆定义可将转化为,再根据可得的最小值为,结合两点间距离公式即得答案.
【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:.
题型13:轨迹问题
22.已知,过点且斜率不为零的直线交于,两点,过点作交于,则 ;点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】根据等腰三角形性质可得,即可得,再根据椭圆定义可得轨迹方程.
【解析】
如图所示,
由的方程得圆心,半径为,
因为,所以,
又,所以,
则,所以,
又,
所以,
又斜率不为,所以点不在轴上,
所以点的轨迹是以,为焦点的椭圆,且点不在轴上,
则,,所以,
即点的轨迹方程为,
故答案为:,.
23.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】
【分析】设点,,,,根据切线可得,结合交点运算求解即可.
【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:.
题型14:椭圆中焦点三角形的面积问题
24.已知分别为椭圆的左、右焦点,为椭圆上一点且,则的面积为 .
【答案】
【分析】根据椭圆的定义求得三边长,根据三角形面积公式求解即可.
【解析】由椭圆可知,
故,结合,
可得,而,
故为等腰三角形,其面积为.
故答案为:.
25.已知为椭圆上任意一点,为左、右焦点,为的内心,记的面积分别为,则的值为 .
【答案】/
【分析】不妨设,且的内切圆半径为,由,取得,再结合椭圆的定义即可求解.
【解析】由椭圆,可得,则,所以,
如图所示,不妨设,且的内切圆半径为,
可得,
又由,
可得,即,
又由,
所以.
故答案为:
题型15:椭圆中焦点三角形的其他问题
26.椭圆+=1(m>0)的焦点为F1,F2,上顶点为A,若∠F1AF2=,则m等于( )
A.1 B. C. D.2
【答案】C
【分析】由椭圆方程及焦点三角形的大小,应用余弦定理列方程求参数m即可.
【解析】由题设,,,故,,
在△中,则,又,
所以.
故选:C
27.在平面直角坐标系中,已知△ABC顶点和,顶点B在椭圆上,则的值是( )
A.0 B.1 C.2 D.不确定
【答案】C
【分析】由正弦定理的边角关系及椭圆的定义、性质,即可求目标式的值.
【解析】由题设知:是椭圆的两个焦点,又B在椭圆上,
所以,
而,,故.
故选:C
28.若椭圆的左、右焦点分别为、,点P为椭圆C上一动点,则下列说法中不正确的是( )
A.当点P不在x轴上时,的周长是6
B.当点P不在x轴上时,面积的最大值为
C.存在点P,使
D.的取值范围是
【答案】C
【分析】根据椭圆定义以及焦距即可判断选项A;当点位于上下顶点时,面积的最大即可判断选项B;当点为椭圆短轴的一个端点时,为最大与比较即可判断选项C;当点为椭圆的左右顶点时取得最值,即可判断选项D.
【解析】由椭圆方程可知,,从而.
对于选项A;根据椭圆定义,,又,所以的周长是 ,故选项A正确;
对于选项B:设点,因为,则.
因为,则面积的最大值为,故选项B正确;
对于选项C:由椭圆性质可知,当点为椭圆短轴的一个端点时,为最大.
此时,,又,
则为正三角形,,
所以不存在点,使,故选项C错误;
对于选项D:由椭圆的性质可知,当点为椭圆的右顶点时,取最大值,此时;
当点为椭圆的左顶点时,取最小值,此时,所以,故选项D正确.
故选:C.
【点睛】结论点睛:椭圆中焦点三角形的有关结论
以椭圆上一点和焦点为顶点的中,若,则
(1)焦点三角形的周长为;
(2)当点为椭圆短轴的一个端点时,为最大;
(3),当时,即点为椭圆短轴的一个端点时取最大值,为;
(4).
题型16:解答题
29.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)经过两点.
(2)经过点,且与椭圆有共同的焦点;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意,设椭圆的一般式方程,代入两点,列出方程组,求解即得;
(2)由已知椭圆求出半焦距并判断焦点位置,设出所求椭圆方程,列方程组,求解后即得.
【解析】(1)设所求椭圆的方程,
将代入上式得,解得,
所以所求椭圆的标准方程为;
(2)椭圆,即,故,
则焦点为,,
依题意,设所求椭圆的标准方程,
则有,解得,
所以所求椭圆的标准方程为.
30.已知方程=1.
(1)若上述方程表示焦点在x轴上的椭圆,求实数m的取值范围;
(2)若上述方程表示焦点在y轴上的椭圆,求实数m的取值范围;
(3)若上述方程表示焦点在坐标轴上的椭圆,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据椭圆的标准方程求解;
(2)根据椭圆的标准方程求解;
(3)根据椭圆的标准方程求解.
【解析】(1)依题意,有,解得.
故实数m的取值范围为.
(2)依题意,有,解得.
故实数m的取值范围为.
(3)依题意,有,解得,且,
故实数m的取值范围是.
31.已知椭圆的左、右焦点分别为,且经过两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若椭圆上的点满足,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)点坐标为或或或
【分析】(1)待定系数法求椭圆方程;
(2)假设椭圆上存在点,根据垂直得到,得到,联立椭圆方程,求出交点坐标,得到答案.
【解析】(1)因为椭圆经过,
则,解得.
所以椭圆的方程为.
(2)由(1)知,
假设椭圆上存在点,使得,
则,即,
联立,解得.
当时,,当时,,
椭圆上存在点使得,点坐标为或或或.
32.已知椭圆的上顶点为,右顶点为,且直线的斜率为.
(1)求的方程;
(2)若直线与交于两点(异于点),且满足,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)代入点的坐标求椭圆方程即可.
(2)利用直线和椭圆的位置关系求面积即可.
【解析】(1)依题意可得,
由,得,
所以的方程为.
(2)
易知不与轴平行,设其方程为,
由得,
由,得.
设,则①,
,即,
所以,
将①代入,整理得,即,解得或(舍去),
所以直线的方程为,即直线过定点.
令,则,
,
当,即时,最大,且最大值为.
33.已知F1,F2分别为椭圆 (0<b<10)的左、右焦点,P是椭圆上一点.
(1)若∠F1PF2=60°,且F1PF2的面积为,求b的值;
(2)求|PF1||PF2|的最大值.
【答案】(1)8;
(2)100.
【分析】(1)利用F1PF2的面积得到,再利用余弦定理求解;
(2)结合椭圆的定义,利用基本不等式求解.
【解析】(1)解:由椭圆方程知,a=10,
则,
由F1PF2的面积为,
解得,
由余弦定理得,
,
即,
所以,即;
(2)由基本不等式得,
当且仅当时,等号成立,
所以的最大值为100.
一、填空题
1.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】
【分析】根据写出和的关系,令,求出,根据写出勾股定理,据此即可求解.
【解析】
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:.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于令,求出.
2.在某城市中,F地位于E地的正南方向,相距2km;Q地位于E地的正东方向,相距1km.现有一条沿湖小径(曲线),其上任意一点到E和F的距离之和为4km.现计划在该小径上选择一个合适的点P建造一个观景台,经测算从P到F,Q两地修建观景步道的费用都是5万元/km,则修建两条观景步道的总费用最低是 万元.
【答案】15
【分析】由题意求出点的轨迹方程,再根据椭圆的定义化简费用关系式,数形结合可知在处有最小值.
【解析】以所在直线为轴,的垂直平分线为轴,建立如图所示的直
角坐标系.
设Р为沿湖小径上的任意一点,则,
根据椭圆的定义可知,点P的轨迹为椭圆.
所以,
则点P的轨迹方程为,
由题意,修建两条观景步道的总费用为,
由图形可知,当三点共线且在之间时,即运动到处时,总费用最低,最低为.
故答案为:15
【点睛】关键点点睛:本题关键在于建立平面直角坐标系,利用椭圆定义得到动点的轨迹方程,再由数形结合,得出三点共线时,动点的位置,属于较难题目.
3.已知椭圆的左、右焦点分别为,过上的一点作的切线,点关于的对称点分别为,则四边形的面积为 .
【答案】
【分析】依题意,根据点在椭圆上,求得值,设出过点的切线方程,与椭圆方程联立,利用求得切线方程,再利用点到直线的距离公式,求出梯形的上下底边长以及高线的长,最后利用对称性即得四边形的面积.
【解析】
如图,因点在椭圆上,故有,解得,则得.
设椭圆上过点的切线方程为,即,代入整理得:,
由解得:,即切线方程为.
设直线与分别交于点,依题意,,
则,
利用图形对称性可知,四边形的面积为
故答案为:
【点睛】关键点点睛:本题主要考查与椭圆的切线有关的四边形面积问题,属于较难题.
解题的关键是通过设出切线斜率得出切线方程,代入椭圆方程消元后,利用根的判别式等于零求出切线方程,运算量较大,之后只需分别求出两底边和高的长即可求得面积.
4.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】
【分析】由题意得出,得到点满足,根据椭圆的定义,求得点表示为焦点的椭圆,即可求解.
将求最大值的问题,转化为求点P到圆心距离最大值的问题,结合点P满足椭圆方程,转化为二次函数求给定区间的最大值即可.
【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:,.
5.已知椭圆的左、右焦点分别为在椭圆上且关于原点对称,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】由椭圆性质,有,,,则,利用构造函数的方法求取值范围.
【解析】由椭圆方程可知,,设,
,
由对称性可知,由,得,则有,
,
令,设,
由对勾函数的性质可知在上单调递减,在上单调递增,
,,,
则,所以.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:
与椭圆的焦点三角形有关的计算或证明常利用正弦定理、余弦定理、,得到a,c的关系.求算式的限值范围,根据题目的特点,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效.
二、单选题
6.已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,M为C上任意一点,N为圆E:上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用椭圆的定义,将转化为,结合图形,得最小值.
【解析】如图,M为椭圆C上任意一点,则,
又因为N为圆E:上任意一点,
,
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,
所以的最小值为.
故选:B.
【点睛】求最值时,可以利用定点,和E,当M、N、E、共线且M、N在E、之间时最短,等于.
7.已知分别为双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,为的内心,点满足,若且,记的外接圆半径为,则的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】设,根据点满足,得到,再由,得到的纵坐标是,然后设,由利用等面积法得到,结合椭圆的定义,由余弦定理求得,进而得到c,再利用正弦定理求解.
【解析】设,
由题意得,
因为点满足,
所以点G是的重心,则,
又因为,
所以轴,
则的纵坐标是,
所以,
设,则,
所以,
即,
则,
由余弦定理得,
即,
解得或,
所以,
则,
解得,
故选:A
三、解答题
8.已知椭圆的上、下焦点分别为,,为坐标原点,是上一动点,,的周长为 .
(1)求椭圆的方程;
(2)证明:无论动点在上如何运动,恒为一个常数.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据椭圆的定义可得解;
(2)设点,结合向量线性运算及模长公式化简可得证.
【解析】(1)
由已知,则,即,
又的周长为,
则,,
则,
即椭圆方程为:;
(2)由(1)可知,,
设,
则,,,
,
又,
即,
即,
所以无论动点在上如何运动,恒为一个常数.
9.已知椭圆的长轴长为,,为的左、右焦点,点在上运动,且的最小值为.连接,并延长分别交椭圆于,两点.
(1)求的方程;
(2)证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由已知可得,根据焦点三角形各边长,结合余弦定理可得,即可得椭圆方程;
(2)设出直线与,分别与椭圆联立可得点与点的坐标,代入面积即可得证.
【解析】(1)由题意得,
设,的长分别为,,
则,当且仅当时取等号,
从而,得,,
则椭圆的标准方程为;
(2)由(1)得,,
设,,
设直线的方程为,直线的方程为,
由,得,
则,
,
同理可得,
所以.
所以为定值.
【点睛】解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:
(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;
(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.
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