内容正文:
第11讲 椭圆
01 思维导图与题型归纳
02 全面梳理基础知识,夯实学习根基
03 聚焦核心题型,举一反三
04 过关测试,检验成效
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.
知识点二: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,∵a2>b2,∴可以根据分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上.
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:.
(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.
知识点四:椭圆的简单几何性质
我们根据椭圆来研究椭圆的简单几何性质
椭圆的范围
椭圆上所有的点都位于直线x=±a和y=±b所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足|x|≤a,|y|≤b.
椭圆的对称性
对于椭圆标准方程,把x换成-x,或把y换成-y,或把x、y同时换成-x、-y,方程都不变,所以椭圆是以x轴、y轴为对称轴的轴对称图形,且是以原点为对称中心的中心对称图形,这个对称中心称为椭圆的中心。
椭圆的顶点
①椭圆的对称轴与椭圆的交点称为椭圆的顶点。
②椭圆(a>b>0)与坐标轴的四个交点即为椭圆的四个顶点,坐标分别为A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)。
③线段A1A2,B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴,|A1A2|=2a,|B1B2|=2b。a和b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
椭圆的离心率
①椭圆的焦距与长轴长度的比叫做椭圆的离心率,用e表示,记作.
②因为a>c>0,所以e的取值范围是0<e<1。e越接近1,则c就越接近a,从而越小,因此椭圆越扁;反之,e越接近于0,c就越接近0,从而b越接近于a,这时椭圆就越接近于圆。当且仅当a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,方程为x2+y2=a2。
知识点五:椭圆标准方程中的三个量a、b、c的几何意义
椭圆标准方程中,a、b、c三个量的大小与坐标系无关,是由椭圆本身的形状大小所确定的,分别表示椭圆的长半轴长、短半轴长和半焦距长,均为正数,且三个量的大小关系为:a>b>0,a>c>0,且a2=b2+c2。
可借助下图帮助记忆:
a、b、c恰构成一个直角三角形的三条边,其中a是斜边,b、c为两条直角边。
和a、b、c有关的椭圆问题常与与焦点三角形有关,这样的问题考虑到用椭圆的定义及余弦定理(或勾股定理)、三角形面积公式相结合的方法进行计算与解题,将有关线段、、,有关角()结合起来,建立、之间的关系.
知识点六:椭圆两个标准方程几何性质的比较
标准方程
图形
性质
焦点
,
,
焦距
范围
,
,
对称性
关于x轴、y轴和原点对称
顶点
,
,
轴
长轴长=,短轴长=
离心率
知识点诠释:椭圆,(a>b>0)的相同点为形状、大小都相同,参数间的关系都有a>b>0和,a2=b2+c2;不同点为两种椭圆的位置不同,它们的焦点坐标也不相同;
椭圆的焦点总在长轴上,因此已知标准方程,判断焦点位置的方法是:看x2、y2的分母的大小,哪个分母大,焦点就在哪个坐标轴上。
题型一:椭圆的定义
【典例1-1】(2025·高二·辽宁抚顺·开学考试)已知平面内两个定点,,动点P满足,则点P的轨迹为( ).
A.椭圆 B.线段
C.双曲线 D.抛物线
【典例1-2】(2025·高二·山东烟台·期末)已知分别为椭圆的左、右焦点,直线与交于两点,则平行四边形的周长为( )
A. B.8 C. D.16
【变式1-1】已知椭圆的两焦点分别为,点为椭圆上任意一点,则的值为( )
A.2 B. C.4 D.
【变式1-2】(2025·高二·广西·开学考试)设是椭圆上的动点,则点到的两个焦点的距离之和为( )
A.80 B.10 C.20 D.40
【变式1-3】(2025·高二·贵州安顺·期中)若椭圆上一点到椭圆一个焦点的距离为3,则到另一个焦点的距离为( )
A.5 B.2 C.7 D.6
题型二:求椭圆的标准方程
【典例2-1】方程表示的曲线的标准方程是 .
【典例2-2】已知椭圆两个焦点的坐标分别是,,并且经过点,则它的标准方程为 .
【变式2-1】已知两定点,,曲线上的点到、的距离之和是12,则该曲线的标准方程为 .
【变式2-2】(2025·高二·山东青岛·期中)过点,且与椭圆有相同的焦点的椭圆标准方程是 .
【变式2-3】(2025·高二·河北·期中)古希腊数学家阿基米德利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆C的中心为原点,焦点均在x轴上,C的面积为,且离心率为,则C的标准方程为 .
题型三:焦点三角形
【典例3-1】(多选题)设椭圆C:的左、右焦点分别为,,点P为椭圆C上一动点,则下列说法正确的是( )
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
【典例3-2】(多选题)(2025·高二·湖南永州·期中)已知点是椭圆:上一点,,是椭圆的左、右焦点,且的面积为4,则下列说法正确的是( )
A.点的纵坐标为 B.
C.的周长为 D.的内切圆半径为
【变式3-1】(多选题)已知点是左、右焦点为,的椭圆上的动点,则( )
A.若,则的面积为
B.使为直角三角形的点有6个
C.的最大值为
D.若,则的最大、最小值分别为和
【变式3-2】(多选题)设椭圆的左、右焦点分别为,,坐标原点为O.若椭圆C上存在一点P,使得,则下列说法正确的有( )
A. B.的面积为2
C. D.的内切圆半径为
【变式3-3】(多选题)已知点为椭圆C:的左焦点,点P为C上的任意一点,点的坐标为,则下列正确的是( )
A.的最小值为
B.的最大值为7
C.的最小值为
D.的最大值为1
【变式3-4】(多选题)(2025·高二·四川自贡·期末)已知椭圆 为左,右焦点. O为原点,P为椭圆上一点, 下列说法正确的是 ( )
A.满足条件的P点总共有4个 B.=4
C.|PO|=3 D.
题型四:轨迹方程
【典例4-1】(2025·高二·吉林长春·期末)已知点P是:上的动点,点,的垂直平分线交于点M,则点M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【典例4-2】(2025·高二·广东清远·期末)一动圆与圆外切,同时与圆内切,则该动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式4-1】(2025·高二·广东梅州·期末)线段的长度为,其两个端点和分别在轴和轴上滑动,则线段上靠近点的三等分点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(2025·高二·吉林·期末)已知一动圆O与圆外切,同时与内切,则动圆圆心O的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式4-3】(2025·高二·辽宁大连·期末)已知曲线:(),从上任意一点向轴作垂线段,为垂足,则线段中点的轨迹方程为( )
A.() B.()
C.() D.()
【变式4-4】(2025·高二·内蒙古包头·期末)在平面直角坐标系中,已知圆(圆心为),点,点在圆上运动,设线段的垂直平分线和直线的交点为,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【变式4-5】(2025·高二·甘肃兰州·期末)已知曲线,从上任意一点向轴作垂线段,为垂足(若在轴上,即为),则线段的中点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
题型五:椭圆的简单几何性质
【典例5-1】(多选题)已知椭圆,则( )
A.C的长轴长为8
B.C的焦点坐标为
C.C的离心率为
D.C上的点到焦点的最大距离为
【典例5-2】(多选题)(2025·高二·福建·期中)已知椭圆的两个焦点分别为,是上任意一点,则( )
A.椭圆的离心率为 B.的周长为12
C.的最小值为3 D.椭圆的离心率越大形状越扁平
【变式5-1】(多选题)(2025·高二·广西百色·期末)已知椭圆,则下列正确的是( )
A.焦点在x轴 B.焦点在y轴 C.焦距是 D.焦距是2
【变式5-2】(多选题)已知是椭圆的两个焦点,点在上且不在轴上,则( )
A.椭圆的长轴长为10 B.椭圆的离心率为
C.椭圆的焦距为8 D.的周长为10
【变式5-3】(多选题)已知,是椭圆的两个焦点,过且垂直于轴的直线与交于,两点,且,则( )
A.椭圆离心率为 B.周长为6 C.周长为6 D.椭圆方程为
【变式5-4】(多选题)已知椭圆的两个焦点分别为,,P是C上任意一点,则( )
A.C的离心率为 B.的周长为12
C.的最小值为3 D.的最大值为16
题型六:求椭圆的离心率
【典例6-1】(2025·高二·四川南充·期中)已知椭圆(且)的焦点为为上的一点,若的周长为18,则椭圆的离心率为 .
【典例6-2】(2025·高二·云南昆明·期末)如图,一束平行光线与地平面的夹角为60°,一直径为24cm的篮球在这束光线的照射下,在地平面上形成的影子轮廓为椭圆,则此椭圆的离心率为 .
【变式6-1】(2025·高二·浙江金华·期中)设O是坐标原点,是椭圆的左焦点,椭圆上的点P关于O的对称点是Q,若,,则该椭圆的离心率是 .
【变式6-2】(2025·高二·上海·期中)已知,分别为椭圆:的左、右焦点,过的直线与交于,两点,若,则椭圆的离心率为 .
【变式6-3】已知是椭圆的右焦点,点是短轴的一个端点,线段的延长线交椭圆于点,且,则椭圆的离心率为 .
【变式6-4】已知为坐标原点,椭圆:()的右顶点为,以为直径的圆与椭圆的三个公共点分别为,,,若以,,,为顶点的四边形是正方形,则椭圆的离心率为 .
题型七:求椭圆离心率的取值范围
【典例7-1】(2025·高二·湖北咸宁·期末)加斯帕尔·蒙日是18~19世纪法国著名的几何学家,他在研究时发现:椭圆的任意两条互相垂直的切线的交点都在同一个圆上,其圆心是椭圆的中心,这个圆被称为“蒙日圆”.已知椭圆:,若直线:上存在点P,过P可作C的两条互相垂直的切线,则椭圆离心率的取值范围是 .
【典例7-2】(2025·高二·重庆渝中·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,若以为圆心,为半径作圆,过椭圆上一点作此圆的切线,切点为,若恒成立,则该椭圆离心率的取值范围为 .
【变式7-1】(2025·高二·广东深圳·期末)已知椭圆,设,若上存在3个不同的点使得,则的离心率的取值范围为 .
【变式7-2】(2025·高二·贵州安顺·期中)已知椭圆和圆,过椭圆C上一点P引圆O的两条切线,切点分别为A,B.若椭圆上存在点P,使得,则椭圆C的离心率e的取值范围是
【变式7-3】如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,P是椭圆上任意一点,直线垂直于OP且交线段于点M,若,则该椭圆的离心率的取值范围 .
【变式7-4】已知椭圆的左、右焦点分别为、,若上存在点满足:,则的离心率的取值范围是 .
题型八:由椭圆离心率求参数的取值范围
【典例8-1】(2025·高二·湖北武汉·期末)已知椭圆的左,右焦点分别为,,点P是椭圆上在第二象限的点,且P的纵坐标为,若椭圆的离心率e的范围是,则的范围是 .
【典例8-2】(2025·高二·广东茂名·期末)焦点在轴上的椭圆的离心率为,则值为 .
【变式8-1】(2025·高二·四川自贡·期中)若椭圆比椭圆更扁,则椭圆的长轴长的取值范围是 .
【变式8-2】(2025·上海普陀·一模)设椭圆的左、右焦点分别为、,左顶点为,若椭圆的离心率为,则的值为 .
【变式8-3】(2025·高二·河南开封·期中)已知椭圆的离心率为,若椭圆上的点到直线的最短距离不小于,则长半轴长的取值范围为 .
【变式8-4】如图,在平面直角坐标系中,椭圆的左、右焦点分别为,为椭圆上一点(在轴上方),连结并延长交椭圆于另一点,设,若垂直于轴,且椭圆的离心率,求实数的取值范围 .
题型九:椭圆中的范围与最值问题
【典例9-1】已知动点P在椭圆上,,,则的最小值为 .
【典例9-2】已知、、,若的周长为,则的最大值为 ,此时点的坐标为 .
【变式9-1】(2025·高二·江西南昌·期中)已知是椭圆的左焦点,是椭圆上一动点,若,则的最大值为 .
【变式9-2】(2025·高二·广东·期中)已知为椭圆的右焦点,为上一点,为圆上一点,则的最小值为 .
【变式9-3】已知椭圆:的左、右焦点分别为,,为上一点,则的取值范围为 .
【变式9-4】(2025·高二·辽宁·期末)点是椭圆上任意一点,点是圆上任意一点,求的取值范围 .
题型十:椭圆的综合问题
【典例10-1】已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知直线交椭圆于不同的两点和,若直线的斜率为1,且以为直径的圆经过椭圆的右顶点,求直线的方程.
【典例10-2】已知椭圆的左、右焦点分别为、,过的直线与椭圆交于、两点.
(1)求的短轴长及的周长;
(2)若直线过点,求弦长.
【变式10-1】(2025·浙江·三模)如图,椭圆C:的离心率为,左右焦点分别为,,左右顶点分别为A,B,椭圆上有一动点D(异于A,B),点E为线段的中点,点O为坐标原点.直线与直线相交于点M.已知面积有最大值为.
(1)当点M坐标为时,求;
(2)证明:.
【变式10-2】(2025·高二·河南新乡·期中)已知椭圆的离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程.
(2)直线与椭圆C交于M,N两点.
①求m的取值范围;
②若,求的值.
【变式10-3】(2025·高二·甘肃兰州·开学考试)已知椭圆的离心率为,短轴长为2.过点的直线l与椭圆W交于A,B两点,O为坐标原点.
(1)求椭圆W的方程;
(2)设C为AB的中点,当直线l的斜率为1时,求中点C的坐标.
1.已知椭圆的右焦点为,离心率为.若,点是上的任意一点,则的最大值为( )
A. B.6 C. D.
2.已知焦点在轴上的椭圆,上顶点为,左、右焦点分别为,,经过点的直线垂直平分线段,且交椭圆于,两点,的周长为8,则椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
3.“”是“方程表示焦点在y轴上的椭圆”的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分 C.充分必要 D.既非充分又非必要
4.(2025·高二·上海·期中)我国发射的第一颗人造地球卫星的运行轨道是以地心(地球的中心)为一个焦点的椭圆.已知它的近地点(离地面最近的点)距地面千米,远地点(离地面最远的点)距离地面千米,并且、、在同一条直线上,地球的半径为千米,则卫星运行的轨道的短轴长为( )千米
A. B. C.2 D.
5.(2025·高二·广东广州·期中)已知直线与椭圆交于A,B两点,椭圆E右焦点为F,直线AF与E的另外一个交点为C,若,若,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
6.(2025·高二·上海·期中)某彗星绕太阳运动的轨道是椭圆Γ,太阳的中心是Γ的一个焦点.若该彗星在绕太阳运动的过程中,距太阳表面距离的最大值为ρ,最小值为μ,太阳半径为r,则椭圆Γ的离心率为( )
A. B. C. D.
7.设分别为椭圆的左,右焦点,是椭圆上一点,是的中点,,则点到椭圆左焦点的距离为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
8.(2025·高二·山西·期中)已知椭圆E:的上、下顶点与左、右焦点分别为A,B,,,且四边形是正方形,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
9.(多选题)(2025·高二·云南·期中)已知点,,,点在曲线:上,则( )
A.存在无数个点,使得为定值
B.存在无数个点,使得为定值
C.直线与的所有交点的横坐标之积为
D.直线与的所有交点的横坐标之和大于5
10.(多选题)已知,分别是椭圆的左、右焦点,是椭圆上一点,则( )
A.当时,满足的点共有4个
B.的周长不一定小于
C.的面积不可能大于
D.若恒成立,则的离心率的可能值为
11.已知椭圆的焦点在轴上,焦距为,求实数的值为 .
12.(2025·上海浦东新·三模)短轴长为2,离心率的椭圆的两焦点为,,过作直线交椭圆于A,B两点,则的周长为 .
13.(2025·高二·云南曲靖·期中)已知,分别是椭圆:的左、右焦点,是上一点,若的周长为14,则的离心率为 .
14.(2025·高二·云南昆明·期末)已知椭圆C的中心在原点,一个焦点为,且C经过点.
(1)求C的方程;
(2)设C与y轴的正半轴交于点D,直线l:y=kx+m与C交于A、B两点(l不经过D点),且AD⊥BD.证明:直线l经过定点
15.已知椭圆,点.
(1)求椭圆的离心率和短轴长;
(2)设直线与椭圆有两个不同的交点,,且,求实数的取值范围.
16.(2025·高二·云南昭通·期中)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求的方程;
(2)若直线与有且只有一个公共点,求的值.
17.(2025·高二·上海·期末)已知动点与平面上两定点,连线的斜率的积为定值,试求:
(1)动点的轨迹的方程;
(2)求直线与(1)中曲线相交所得弦的弦长.
18.(2025·高二·广东深圳·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为、,上顶点为P,长轴长为4,若为正三角形.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点,斜率为的直线与椭圆相交M,N两点,求的长.
19.已知点是圆上的动点,是坐标原点,,过垂直于轴的直线与过垂直于轴的直线交于点,点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2),,点是上一点,在射线上且,,求的面积.
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第11讲 椭圆
01 思维导图与题型归纳
02 全面梳理基础知识,夯实学习根基
03 聚焦核心题型,举一反三
04 过关测试,检验成效
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.
知识点二: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,∵a2>b2,∴可以根据分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上.
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:.
(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.
知识点四:椭圆的简单几何性质
我们根据椭圆来研究椭圆的简单几何性质
椭圆的范围
椭圆上所有的点都位于直线x=±a和y=±b所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足|x|≤a,|y|≤b.
椭圆的对称性
对于椭圆标准方程,把x换成-x,或把y换成-y,或把x、y同时换成-x、-y,方程都不变,所以椭圆是以x轴、y轴为对称轴的轴对称图形,且是以原点为对称中心的中心对称图形,这个对称中心称为椭圆的中心。
椭圆的顶点
①椭圆的对称轴与椭圆的交点称为椭圆的顶点。
②椭圆(a>b>0)与坐标轴的四个交点即为椭圆的四个顶点,坐标分别为A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)。
③线段A1A2,B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴,|A1A2|=2a,|B1B2|=2b。a和b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
椭圆的离心率
①椭圆的焦距与长轴长度的比叫做椭圆的离心率,用e表示,记作.
②因为a>c>0,所以e的取值范围是0<e<1。e越接近1,则c就越接近a,从而越小,因此椭圆越扁;反之,e越接近于0,c就越接近0,从而b越接近于a,这时椭圆就越接近于圆。当且仅当a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,方程为x2+y2=a2。
知识点五:椭圆标准方程中的三个量a、b、c的几何意义
椭圆标准方程中,a、b、c三个量的大小与坐标系无关,是由椭圆本身的形状大小所确定的,分别表示椭圆的长半轴长、短半轴长和半焦距长,均为正数,且三个量的大小关系为:a>b>0,a>c>0,且a2=b2+c2。
可借助下图帮助记忆:
a、b、c恰构成一个直角三角形的三条边,其中a是斜边,b、c为两条直角边。
和a、b、c有关的椭圆问题常与与焦点三角形有关,这样的问题考虑到用椭圆的定义及余弦定理(或勾股定理)、三角形面积公式相结合的方法进行计算与解题,将有关线段、、,有关角()结合起来,建立、之间的关系.
知识点六:椭圆两个标准方程几何性质的比较
标准方程
图形
性质
焦点
,
,
焦距
范围
,
,
对称性
关于x轴、y轴和原点对称
顶点
,
,
轴
长轴长=,短轴长=
离心率
知识点诠释:椭圆,(a>b>0)的相同点为形状、大小都相同,参数间的关系都有a>b>0和,a2=b2+c2;不同点为两种椭圆的位置不同,它们的焦点坐标也不相同;
椭圆的焦点总在长轴上,因此已知标准方程,判断焦点位置的方法是:看x2、y2的分母的大小,哪个分母大,焦点就在哪个坐标轴上。
题型一:椭圆的定义
【典例1-1】(2025·高二·辽宁抚顺·开学考试)已知平面内两个定点,,动点P满足,则点P的轨迹为( ).
A.椭圆 B.线段
C.双曲线 D.抛物线
【答案】A
【解析】因为为平面内两个不同定点,且,
,
则动点的轨迹是以为焦点的椭圆.
故选:A
【典例1-2】(2025·高二·山东烟台·期末)已知分别为椭圆的左、右焦点,直线与交于两点,则平行四边形的周长为( )
A. B.8 C. D.16
【答案】C
【解析】由题意知,,由椭圆的定义知,
四边形的周长为.
故选:C
【变式1-1】已知椭圆的两焦点分别为,点为椭圆上任意一点,则的值为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】D
【解析】由椭圆的标准方程可得,由椭圆的定义可得.
故选:D
【变式1-2】(2025·高二·广西·开学考试)设是椭圆上的动点,则点到的两个焦点的距离之和为( )
A.80 B.10 C.20 D.40
【答案】D
【解析】由椭圆方程可知:椭圆的长半轴长为,
所以点到的两个焦点的距离之和为.
故选:D.
【变式1-3】(2025·高二·贵州安顺·期中)若椭圆上一点到椭圆一个焦点的距离为3,则到另一个焦点的距离为( )
A.5 B.2 C.7 D.6
【答案】C
【解析】椭圆的长轴长,由点到椭圆一个焦点的距离为3及椭圆定义,
得到另一个焦点的距离为.
故选:C
题型二:求椭圆的标准方程
【典例2-1】方程表示的曲线的标准方程是 .
【答案】
【解析】方程,
表示点到两点的距离之和等于10,而,
所以方程表示的曲线是椭圆,
且长轴长,焦距,所以,
所以短半轴长,
所以其标准方程为,
故答案为:
【典例2-2】已知椭圆两个焦点的坐标分别是,,并且经过点,则它的标准方程为 .
【答案】
【解析】因为椭圆的焦点在x轴上,所以设它的标准方程为,
由椭圆的定义知,
所以.
又因为,
所以,
所以椭圆的标准方程为.
故答案为:.
【变式2-1】已知两定点,,曲线上的点到、的距离之和是12,则该曲线的标准方程为 .
【答案】
【解析】由条件可知,,所以点的轨迹是以点为焦点的椭圆,
且,,,,
所以椭圆的标准方程为.
故答案为:
【变式2-2】(2025·高二·山东青岛·期中)过点,且与椭圆有相同的焦点的椭圆标准方程是 .
【答案】
【解析】由题意设椭圆的方程为,,
将点代入,,
整理可得:,
解得或(舍,
所以椭圆的方程为:,
故答案为:.
【变式2-3】(2025·高二·河北·期中)古希腊数学家阿基米德利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆C的中心为原点,焦点均在x轴上,C的面积为,且离心率为,则C的标准方程为 .
【答案】
【解析】设C的标准方程为,则解得所以C的标准方程为.
故答案为:.
题型三:焦点三角形
【典例3-1】(多选题)设椭圆C:的左、右焦点分别为,,点P为椭圆C上一动点,则下列说法正确的是( )
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】ABD
【解析】由椭圆方程可知,,则,
由椭圆定义得的周长是,故A正确;
设,面积的为,
则面积的最大值为,故B正确;
可知,当位于椭圆短轴一个端点时,最大,此时,
又,则为正三角形,,
即不存在点P,使,故C错误;
可知,当位于椭圆右顶点时,最大值为,
当位于椭圆左顶点时,最小值为,
即的取值范围是,故D正确;
故选:ABD.
【典例3-2】(多选题)(2025·高二·湖南永州·期中)已知点是椭圆:上一点,,是椭圆的左、右焦点,且的面积为4,则下列说法正确的是( )
A.点的纵坐标为 B.
C.的周长为 D.的内切圆半径为
【答案】BC
【解析】依题意,不妨设点,由可得故,
则的面积为解得:,
对于A选项,由上分析知点的纵坐标为,故A项错误;
对于B选项,由 知,此时点为椭圆短轴顶点,故,
又由知,故B项正确;
对于C选项,因点在椭圆上,故有
于是的周长为故C项正确;
对于D选项,设的内切圆半径为,则由三角形面积相等可得:
,解之得:
故D项错误.
故选:BC.
【变式3-1】(多选题)已知点是左、右焦点为,的椭圆上的动点,则( )
A.若,则的面积为
B.使为直角三角形的点有6个
C.的最大值为
D.若,则的最大、最小值分别为和
【答案】BCD
【解析】A选项:由椭圆方程,所以,,所以,
所以的面积为,故A错误;
B选项:当或时为直角三角形,这样的点有4个,
设椭圆的上下顶点分别为,,则,,,同理,
知,所以当位于椭圆的上、下顶点时也为直角三角形,
其他位置不满足,满足条件的点有6个,故B正确;
C选项:由于,
所以当最小即时,取得最大值,故C正确;
D选项:因为,
又,
的最大、最小值分别为和,
当点位于的延长线上时取最大值,
当位置的延长线上时取最小值,故D正确.
故选:BCD
【变式3-2】(多选题)设椭圆的左、右焦点分别为,,坐标原点为O.若椭圆C上存在一点P,使得,则下列说法正确的有( )
A. B.的面积为2
C. D.的内切圆半径为
【答案】ABD
【解析】由题意得,,则,.
由对称性可设(,),,,,
由,解得,又,,
所以,,
所以.
由椭圆的定义得,
对于A,在中,设,由余弦定理,得,
即,
解得,故A正确;
对于B,的面积为,故B正确;
对于C,,故C错误;
对于D,设的内切圆半径为r,由的面积相等,得,
即,解得,故D正确.
故选:ABD.
【变式3-3】(多选题)已知点为椭圆C:的左焦点,点P为C上的任意一点,点的坐标为,则下列正确的是( )
A.的最小值为
B.的最大值为7
C.的最小值为
D.的最大值为1
【答案】ABD
【解析】依题意,,所以,
的最小值,即是的长,当点在位置时取到,
所以的最小值为,故A正确;
设椭圆的右焦点为,所以,
则当点在位置时取到最大值,
所以的最大值为,故B正确;
的最小值当在位置时取到,
即的最小值为,故C错误;
由,
则当点在位置时取到最大值,
所以的最大值为,故D正确.
故选:ABD
【变式3-4】(多选题)(2025·高二·四川自贡·期末)已知椭圆 为左,右焦点. O为原点,P为椭圆上一点, 下列说法正确的是 ( )
A.满足条件的P点总共有4个 B.=4
C.|PO|=3 D.
【答案】ABD
【解析】由题意得,,设 则
在中,由余弦定理得,,
即 ,即 ,解得 故B项正确;
设P(x₀,y₀),
代入椭圆方程得, 解得
则 故C项错误;
由故P点共有4个,故A项正确;
对于D, 故D项正确.
故选:ABD.
题型四:轨迹方程
【典例4-1】(2025·高二·吉林长春·期末)已知点P是:上的动点,点,的垂直平分线交于点M,则点M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】:的圆心C为,半径,
点,,又的垂直平分线交于点M,
,
的轨迹是以为焦点,长轴长为3的椭圆,
,,
,,,
点M的轨迹方程是
故选:
【典例4-2】(2025·高二·广东清远·期末)一动圆与圆外切,同时与圆内切,则该动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,
因为,所以两圆相内切于点,
设动圆的圆心为,半径为,则,
,
因此点的轨迹方程是以为焦点,长轴长为10的椭圆(不含点),
所以该动圆的圆心的轨迹方程为.
故选:B
【变式4-1】(2025·高二·广东梅州·期末)线段的长度为,其两个端点和分别在轴和轴上滑动,则线段上靠近点的三等分点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设点、,设线段上靠近点的三等分点为,
由题意可得,则,
所以,,所以,,
则,化简得,
故线段上靠近点的三等分点的轨迹方程为.
故选:C.
【变式4-2】(2025·高二·吉林·期末)已知一动圆O与圆外切,同时与内切,则动圆圆心O的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设动圆的圆心为,半径为R,
动圆与圆外切,同时与圆内切,
则,又,
因此该动圆是以原点为中心,焦点在x轴上的椭圆,
设椭圆的方程为,故,解得,,
由a、b、c的关系得,故椭圆的方程为:
故选:A
【变式4-3】(2025·高二·辽宁大连·期末)已知曲线:(),从上任意一点向轴作垂线段,为垂足,则线段中点的轨迹方程为( )
A.() B.()
C.() D.()
【答案】C
【解析】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:C.
【变式4-4】(2025·高二·内蒙古包头·期末)在平面直角坐标系中,已知圆(圆心为),点,点在圆上运动,设线段的垂直平分线和直线的交点为,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】圆:的圆心,半径.
由于,
所以在圆内,,
根据垂直平分线的性质可知,
所以,
所以点的轨迹是椭圆,
设该椭圆方程为,设椭圆的半焦距为,
则,,
所以,,,
所以点的轨迹方程是.
故选:B.
【变式4-5】(2025·高二·甘肃兰州·期末)已知曲线,从上任意一点向轴作垂线段,为垂足(若在轴上,即为),则线段的中点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意,设,,则,
因是线段的中点,
又因为点在曲线上,即,
故,即.
故选:A
题型五:椭圆的简单几何性质
【典例5-1】(多选题)已知椭圆,则( )
A.C的长轴长为8
B.C的焦点坐标为
C.C的离心率为
D.C上的点到焦点的最大距离为
【答案】ACD
【解析】对于椭圆,,则,
则,
对于A,椭圆的长轴长为,故A正确;
对于B,椭圆的焦点在轴上,且,
则焦点坐标为,故B错误;
对于C,离心率,故C正确;
对于D,椭圆上的点到焦点的最大距离为,故D正确;
故选:ACD
【典例5-2】(多选题)(2025·高二·福建·期中)已知椭圆的两个焦点分别为,是上任意一点,则( )
A.椭圆的离心率为 B.的周长为12
C.的最小值为3 D.椭圆的离心率越大形状越扁平
【答案】ABD
【解析】椭圆的长半轴长,短半轴长,半焦距,
对于A,椭圆的离心率,A正确;
对于B,的周长为,B正确;
对于C,的最小值为,C错误;
对于D,当一定时,椭圆的离心率越大,则越大,越小,椭圆形状越扁平,D正确.
故选:ABD
【变式5-1】(多选题)(2025·高二·广西百色·期末)已知椭圆,则下列正确的是( )
A.焦点在x轴 B.焦点在y轴 C.焦距是 D.焦距是2
【答案】BD
【解析】方程可化为,
表示焦点在y轴的椭圆,A错误,B正确;
由方程可得,,,
故焦距,C错误,D正确.
故选:BD.
【变式5-2】(多选题)已知是椭圆的两个焦点,点在上且不在轴上,则( )
A.椭圆的长轴长为10 B.椭圆的离心率为
C.椭圆的焦距为8 D.的周长为10
【答案】AC
【解析】由椭圆方程可知,焦点在轴,,
所以椭圆长轴长为,离心率为,
焦距为,的周长为,所以AC正确,BD错误.
故选:AC.
【变式5-3】(多选题)已知,是椭圆的两个焦点,过且垂直于轴的直线与交于,两点,且,则( )
A.椭圆离心率为 B.周长为6 C.周长为6 D.椭圆方程为
【答案】CD
【解析】由题意可设椭圆方程为,则,
当时,则,则,
结合故可得,故椭圆方程为,
离心率为,的周长为,的周长为,
故CD正确,AB错误,
故选:CD
【变式5-4】(多选题)已知椭圆的两个焦点分别为,,P是C上任意一点,则( )
A.C的离心率为 B.的周长为12
C.的最小值为3 D.的最大值为16
【答案】BD
【解析】椭圆即为,
故,
对于A,,故A错误;
对于B,的周长为,故B正确;
对于C,的最小值为,故C错误;
对于D,,当且仅当时等号成立,故D正确,
故选:BD.
题型六:求椭圆的离心率
【典例6-1】(2025·高二·四川南充·期中)已知椭圆(且)的焦点为为上的一点,若的周长为18,则椭圆的离心率为 .
【答案】/
【解析】若的长半轴为3,即,又,
所以的周长小于12,不符题意.
所以的长半轴为,,解得,
所以椭圆,
所以的离心率为.
故答案为:
【典例6-2】(2025·高二·云南昆明·期末)如图,一束平行光线与地平面的夹角为60°,一直径为24cm的篮球在这束光线的照射下,在地平面上形成的影子轮廓为椭圆,则此椭圆的离心率为 .
【答案】/
【解析】由图可得,椭圆的为球的直径,故,
椭圆的为球在地面投影,故,
,
故答案为:.
【变式6-1】(2025·高二·浙江金华·期中)设O是坐标原点,是椭圆的左焦点,椭圆上的点P关于O的对称点是Q,若,,则该椭圆的离心率是 .
【答案】/0.5
【解析】
由题意,点P关于O的对称点是Q,所以点是线段的中点,
根据椭圆的对称性知,点是线段(为椭圆的右焦点)的中点,
则四边形为平行四边形;
由,得,则,
在平行四边形中,由,得,
所以,
在中,由余弦定理得,
所以,
由题意,,
又,
所以,则,即,
得,所以离心率.
故答案为:.
【变式6-2】(2025·高二·上海·期中)已知,分别为椭圆:的左、右焦点,过的直线与交于,两点,若,则椭圆的离心率为 .
【答案】/
【解析】设,则,
由椭圆定义知,故,
其中,
在中,由余弦定理得
,
在中,由余弦定理得
,
因为,所以,
即,故,
解得,
故,,
由,
故离心率.
故答案为:
【变式6-3】已知是椭圆的右焦点,点是短轴的一个端点,线段的延长线交椭圆于点,且,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【解析】取为椭圆上顶点,则,
因为,所以,即,
代入椭圆得,
所以,又,所以.
故答案为:.
【变式6-4】已知为坐标原点,椭圆:()的右顶点为,以为直径的圆与椭圆的三个公共点分别为,,,若以,,,为顶点的四边形是正方形,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【解析】以为直径的圆,和椭圆关于轴对称,则交点在中垂线上,不妨设点在第一象限,则,代入椭圆:,得,
即,解得.
故答案为:.
题型七:求椭圆离心率的取值范围
【典例7-1】(2025·高二·湖北咸宁·期末)加斯帕尔·蒙日是18~19世纪法国著名的几何学家,他在研究时发现:椭圆的任意两条互相垂直的切线的交点都在同一个圆上,其圆心是椭圆的中心,这个圆被称为“蒙日圆”.已知椭圆:,若直线:上存在点P,过P可作C的两条互相垂直的切线,则椭圆离心率的取值范围是 .
【答案】
【解析】由题可知,点在椭圆的蒙日圆上,又因为点在直线上,所以,问题转化为直线和蒙日圆有公共点.
由椭圆方程,
如图当长方形的边与椭圆的轴平行时,长方形的边长分别为和,
其对角线长为,因此蒙日圆半径为,所以蒙日圆方程为,因此,需满足圆心到直线的距离不大于半径,
即,所以,所以椭圆离心率,所以.
故答案为:
【典例7-2】(2025·高二·重庆渝中·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,若以为圆心,为半径作圆,过椭圆上一点作此圆的切线,切点为,若恒成立,则该椭圆离心率的取值范围为 .
【答案】
【解析】如下图所示:易知,
又焦半径的最小值为,且恒成立,
则,又,所以,
整理可得,即,可得,即,
又,解得,又半径,则,解得,
所以.
故答案为:
【变式7-1】(2025·高二·广东深圳·期末)已知椭圆,设,若上存在3个不同的点使得,则的离心率的取值范围为 .
【答案】
【解析】设,由,得,
整理得,
即点的轨迹是以为圆心,1为半径的圆.
因为椭圆与圆有3个不同的交点,
由椭圆,则.
结合图形可知,点是椭圆与圆的一个公共点.
由,消去,整理得,
易知,且为该方程的一个根,
由椭圆与圆有3个不同的交点,
则方程必有另一根,且在内.
设另一个根为(),且此根对应椭圆与圆的个公共点,
由韦达定理得,即,所以,
解得,
所以,
又,所以.
故答案为:
【变式7-2】(2025·高二·贵州安顺·期中)已知椭圆和圆,过椭圆C上一点P引圆O的两条切线,切点分别为A,B.若椭圆上存在点P,使得,则椭圆C的离心率e的取值范围是
【答案】
【解析】由,得,又是圆的切线,
由圆的性质,得四边形是正方形,则,
因此,椭圆离心率,
所以椭圆C的离心率e的取值范围是.
故答案为:
【变式7-3】如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,P是椭圆上任意一点,直线垂直于OP且交线段于点M,若,则该椭圆的离心率的取值范围 .
【答案】
【解析】设,
若点为右顶点,则,此时点重合,
,由得,故,
若点为左顶点,则,此时点重合,
,由得,无解,
若点是椭圆上下顶点,此时重合,,,不合要求,舍去,
若点不是椭圆顶点时,
由得,其中,
故,解得,
所以,
又⊥,,
故,
即,
整理得①,
因为②,两式联立得,
解得或,
因为,所以(舍去),
又,解得,
综上,
所以椭圆离心率取值范围是.
故答案为:
【变式7-4】已知椭圆的左、右焦点分别为、,若上存在点满足:,则的离心率的取值范围是 .
【答案】
【解析】由椭圆的定义可得,
由余弦定理可得
,
当且仅当时,即当时,等号成立,
又因为余弦函数在上单调递减,
故当时,即当为椭圆短轴顶点时,最大,
因为椭圆上存在点满足:,则,可得,
所以,,故椭圆的离心率的取值范围是.
故答案为:.
题型八:由椭圆离心率求参数的取值范围
【典例8-1】(2025·高二·湖北武汉·期末)已知椭圆的左,右焦点分别为,,点P是椭圆上在第二象限的点,且P的纵坐标为,若椭圆的离心率e的范围是,则的范围是 .
【答案】
【解析】将P的纵坐标代入椭圆的方程,则,
所以,,
即
,
所以,
因为,
令,则
所以,
即,所以,故
故答案为:
【典例8-2】(2025·高二·广东茂名·期末)焦点在轴上的椭圆的离心率为,则值为 .
【答案】4
【解析】由,故离心率为,解得.
故答案为:4.
【变式8-1】(2025·高二·四川自贡·期中)若椭圆比椭圆更扁,则椭圆的长轴长的取值范围是 .
【答案】
【解析】由椭圆可得其离心率,
由椭圆可得其离心率为,
由于比椭圆更扁,
故的离心率满足,即,解得,
故长轴长为.
故答案为:.
【变式8-2】(2025·上海普陀·一模)设椭圆的左、右焦点分别为、,左顶点为,若椭圆的离心率为,则的值为 .
【答案】
【解析】由题意可得,则,,
由椭圆离心率为,可得,则,
所以.
故答案为:.
【变式8-3】(2025·高二·河南开封·期中)已知椭圆的离心率为,若椭圆上的点到直线的最短距离不小于,则长半轴长的取值范围为 .
【答案】
【解析】过第二,三,四象限,由题意得椭圆与直线没有公共点,
故在椭圆下方,
设直线在上方,与平行,
且它们之间的距离为,设直线方程为,
故,解得或7,
时,直线在下方,不合要求,当时,直线在上方,
则的方程为,
由整理得,
因为上的点到直线的最短距离不小于,
所以,整理得,
由椭圆的离心率为,可知,所以,
所以,则,所以.
故答案为:
【变式8-4】如图,在平面直角坐标系中,椭圆的左、右焦点分别为,为椭圆上一点(在轴上方),连结并延长交椭圆于另一点,设,若垂直于轴,且椭圆的离心率,求实数的取值范围 .
【答案】
【解析】设,
因为垂直于轴,所以代入椭圆方程,
得,所以,
设,
联立,消去整理得,,
所以,所以,
又因为,所以,
又因为,所以,
所以,
因为,所以,所以,
所以,所以.
故答案为:.
题型九:椭圆中的范围与最值问题
【典例9-1】已知动点P在椭圆上,,,则的最小值为 .
【答案】1
【解析】由题意是椭圆的下焦点,如图,设上焦点为,
在椭圆上,则,
所以,
当且仅当是线段与椭圆的焦点时等号成立,
故答案为:1.
【典例9-2】已知、、,若的周长为,则的最大值为 ,此时点的坐标为 .
【答案】
【解析】由题意可得,,
所以,点的轨迹是以点、为焦点,长轴长为的椭圆(除去长轴的端点),
设其方程为,则,,
所以,点的轨迹方程为,如下图所示:
因为,故点在椭圆外,
由椭圆的定义可得,
所以,,
当且仅当点为直线与椭圆的交点,且、方向相同时,等号成立,
因为,直线的方程为,
联立,解得,即点.
故答案为:;.
【变式9-1】(2025·高二·江西南昌·期中)已知是椭圆的左焦点,是椭圆上一动点,若,则的最大值为 .
【答案】/
【解析】椭圆,则,,,
如图,椭圆的右焦点为,
则,
,
由图结合三角形两边之差小于第三边,则,
则当点在射线与椭圆的交点时,取最大值,
的最大值为.
故答案为:
【变式9-2】(2025·高二·广东·期中)已知为椭圆的右焦点,为上一点,为圆上一点,则的最小值为 .
【答案】/
【解析】
如图所示,
由圆,可知圆心,半径,
设椭圆的左焦点为,且,
则,
再由椭圆定义可知,
即,
当且仅当点,在线段上时,等号成立,
又,
即的最小值为,
故答案为:.
【变式9-3】已知椭圆:的左、右焦点分别为,,为上一点,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】由题意知,,所以,
设,则,即,
由,得,
故,
所以当时,取得最大值9,
当或时,取得最小值5,
故的取值范围为.
故答案为:.
【变式9-4】(2025·高二·辽宁·期末)点是椭圆上任意一点,点是圆上任意一点,求的取值范围 .
【答案】
【解析】由题意可知:圆的圆心为,半径,
因为点是圆上任意一点,
则,即,
又因为点是椭圆上任意一点,设,
可得,
当时,取到最小值;
当时,取到最大值5;
可得,所以的取值范围为.
故答案为:.
题型十:椭圆的综合问题
【典例10-1】已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知直线交椭圆于不同的两点和,若直线的斜率为1,且以为直径的圆经过椭圆的右顶点,求直线的方程.
【解析】(1)因为椭圆C的离心率为,且过点,
所以,,
又,解得,,则椭圆C的方程.
(2)设直线l的方程为,
联立,消去y并整理得,,
由韦达定理得,,
因为以MN为直径的圆经过椭圆C的右顶点,所以,
即,
整理得,
因为,,
所以,
即,解得或,
因为,
所以当或时,满足条件,
则直线的方程为或.
【典例10-2】已知椭圆的左、右焦点分别为、,过的直线与椭圆交于、两点.
(1)求的短轴长及的周长;
(2)若直线过点,求弦长.
【解析】(1)由题意,所以短轴长为,且,
所以的周长为,
即的周长为.
(2),又直线过点,所以,
所以直线的方程为,
联立,整理可得,可得或,可得或,
所以.
【变式10-1】(2025·浙江·三模)如图,椭圆C:的离心率为,左右焦点分别为,,左右顶点分别为A,B,椭圆上有一动点D(异于A,B),点E为线段的中点,点O为坐标原点.直线与直线相交于点M.已知面积有最大值为.
(1)当点M坐标为时,求;
(2)证明:.
【解析】(1)由题意得,,,解得,,
故椭圆C的方程为.
当点M坐标为时,,
设,则.
代入椭圆方程得解得或0(舍去),即,
又,故.
(2)设直线AD:,与椭圆C方程联立得,,
又,故,则,,又,
故直线的斜率,
所以,故.
【变式10-2】(2025·高二·河南新乡·期中)已知椭圆的离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程.
(2)直线与椭圆C交于M,N两点.
①求m的取值范围;
②若,求的值.
【解析】(1)因为点在椭圆C上,所以.
椭圆C的离心率为,解得.
故椭圆C的标准方程为.
(2)联立得.
①,解得,
所以m的取值范围为.
②因为,所以,解得.
.
【变式10-3】(2025·高二·甘肃兰州·开学考试)已知椭圆的离心率为,短轴长为2.过点的直线l与椭圆W交于A,B两点,O为坐标原点.
(1)求椭圆W的方程;
(2)设C为AB的中点,当直线l的斜率为1时,求中点C的坐标.
【解析】(1)因为短轴长为2,所以,
因为椭圆W的离心率为,所以,即,
解得,
所以椭圆的方程为.
(2)当直线的斜率为1时,直线l的方程为.
由得,
设.
则,
所以,代入直线得.
所以中点的坐标为.
1.已知椭圆的右焦点为,离心率为.若,点是上的任意一点,则的最大值为( )
A. B.6 C. D.
【答案】D
【解析】设的左焦点为,半焦距为,
由题意得,又离心率,所以,
由椭圆的定义得:,
所以,
当点为线段的延长线与的交点时取等号,
故的最大值为.
故选:D.
2.已知焦点在轴上的椭圆,上顶点为,左、右焦点分别为,,经过点的直线垂直平分线段,且交椭圆于,两点,的周长为8,则椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
如图,因经过点的直线垂直平分线段,则,即,
因,则的周长等于的周长,
即,解得,,故椭圆的标准方程为.
故选:D.
3.“”是“方程表示焦点在y轴上的椭圆”的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分 C.充分必要 D.既非充分又非必要
【答案】B
【解析】由题意有,
所以“”是“方程表示焦点在y轴上的椭圆”的必要非充分条件,
故选:B.
4.(2025·高二·上海·期中)我国发射的第一颗人造地球卫星的运行轨道是以地心(地球的中心)为一个焦点的椭圆.已知它的近地点(离地面最近的点)距地面千米,远地点(离地面最远的点)距离地面千米,并且、、在同一条直线上,地球的半径为千米,则卫星运行的轨道的短轴长为( )千米
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】由题知,记椭圆的长半轴、短半轴、半焦距分别为、、,由题可知,
由题意可得,
上述两个等式相乘可得,
因此,卫星运行的轨道的短轴长为千米.
故选:A.
5.(2025·高二·广东广州·期中)已知直线与椭圆交于A,B两点,椭圆E右焦点为F,直线AF与E的另外一个交点为C,若,若,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设椭圆的左焦点为,连接,
设,由对称性可知,
由定义得,则,
又,,所以,
在直角中,由,
即,解得.
在直角中,,即,
把代入整理得,由解得.
故选:C
6.(2025·高二·上海·期中)某彗星绕太阳运动的轨道是椭圆Γ,太阳的中心是Γ的一个焦点.若该彗星在绕太阳运动的过程中,距太阳表面距离的最大值为ρ,最小值为μ,太阳半径为r,则椭圆Γ的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设椭圆的焦距为,长轴长为,
则由已知可得,
两式相加可得,两式相减可得,
则,,
所以离心率.
故选:A.
7.设分别为椭圆的左,右焦点,是椭圆上一点,是的中点,,则点到椭圆左焦点的距离为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】A
【解析】如图,连接,
因为是的中点,是的中点,
所以为的中位线,即,
又由椭圆的定义可得,所以.
故选:A.
8.(2025·高二·山西·期中)已知椭圆E:的上、下顶点与左、右焦点分别为A,B,,,且四边形是正方形,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意得,故,
又,
则E的离心率为.
故选:B
9.(多选题)(2025·高二·云南·期中)已知点,,,点在曲线:上,则( )
A.存在无数个点,使得为定值
B.存在无数个点,使得为定值
C.直线与的所有交点的横坐标之积为
D.直线与的所有交点的横坐标之和大于5
【答案】ABD
【解析】由,得,
即4或,
所以曲线由圆与椭圆组成,且圆的圆心为,椭圆的焦点为,故A,B均正确.
将代入,得,
由判别式大于0,得该方程有两个不相等的实根,则,,
将代入,得,
由判别式大于0,得该方程有两个不相等的实根,,
则,,则,
,故C错误,D正确.
故选:ABD.
10.(多选题)已知,分别是椭圆的左、右焦点,是椭圆上一点,则( )
A.当时,满足的点共有4个
B.的周长不一定小于
C.的面积不可能大于
D.若恒成立,则的离心率的可能值为
【答案】AC
【解析】对于A,当点的坐标为或时,最大,
若,此时,所以,
所以,即最大值为,
故使的点有个,故A正确;
对于B,由椭圆的定义可知的周长为,故B错误;
对于C,的面积为,故C正确;
对于D,因为,所以,
两边平方结合可得,
得,解得,又,所以,
因为,故D错误.
故选:AC.
11.已知椭圆的焦点在轴上,焦距为,求实数的值为 .
【答案】5
【解析】椭圆的焦点在轴上,焦距为
所以.
可得,解得.
故答案为:5.
12.(2025·上海浦东新·三模)短轴长为2,离心率的椭圆的两焦点为,,过作直线交椭圆于A,B两点,则的周长为 .
【答案】/
【解析】设椭圆的长半轴长为,短半轴长为,则,
又离心率为,则,解得,
所以周长为.
故答案为:.
13.(2025·高二·云南曲靖·期中)已知,分别是椭圆:的左、右焦点,是上一点,若的周长为14,则的离心率为 .
【答案】/
【解析】因为,分别是椭圆:的左、右焦点,是上一点,
所以的周长为14,
所以,,解得,
故离心率.
故答案为:
14.(2025·高二·云南昆明·期末)已知椭圆C的中心在原点,一个焦点为,且C经过点.
(1)求C的方程;
(2)设C与y轴的正半轴交于点D,直线l:y=kx+m与C交于A、B两点(l不经过D点),且AD⊥BD.证明:直线l经过定点
【解析】(1)设椭圆的方程为,一个焦点为,
所以,椭圆的另一个焦点为,
又C经过点,所以由椭圆定义得:
,
即,所以,
所以的方程为.
(2)证明:由已知得,
由,得,
故,
设,,则,,
,,
由得,
即,
所以,解得或,
①当 时,直线 经过点,舍去;
②当时,显然有,直线 经过定点.
15.已知椭圆,点.
(1)求椭圆的离心率和短轴长;
(2)设直线与椭圆有两个不同的交点,,且,求实数的取值范围.
【解析】(1)依题意得,故,进而
故离心率为,短轴长为,
(2)由得.
因为直线与椭圆有两个交点,
所以,即(*),
设,,则,
所以,
所以线段的中点.易知,
直线的斜率,
由,得,所以,解得
将代入到(*)中,得,即,且
解得,
综上所述,实数的取值范围是.
16.(2025·高二·云南昭通·期中)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求的方程;
(2)若直线与有且只有一个公共点,求的值.
【解析】(1)椭圆的离心率为,且过点,
可得解得,,
故的方程为.
(2)联立得.
由题可得,
解得,∴.
17.(2025·高二·上海·期末)已知动点与平面上两定点,连线的斜率的积为定值,试求:
(1)动点的轨迹的方程;
(2)求直线与(1)中曲线相交所得弦的弦长.
【解析】(1)设,,
所以,整理为,;
(2)设直线与曲线的两个交点分别为,,
联立,得,得,,
所以弦长.
18.(2025·高二·广东深圳·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为、,上顶点为P,长轴长为4,若为正三角形.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点,斜率为的直线与椭圆相交M,N两点,求的长.
【解析】(1)由题设,又为正三角形,则,
所以,则椭圆C的标准方程为.
(2)由(1)知,,故该直线为,
由,消去可得,故,,
所以.
19.已知点是圆上的动点,是坐标原点,,过垂直于轴的直线与过垂直于轴的直线交于点,点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2),,点是上一点,在射线上且,,求的面积.
【解析】(1)设点,则,.
,所以.
在圆上,得,
的方程是.
(2)设,,
则
由②、③式联立,解得:,由题意,,
解得:或
当,时,,
到的距离为,,
故,
当,时,同理可得.
故所求面积为.
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