内容正文:
专题22 椭圆及其标准方程
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第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点01:椭圆的定义
1、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.
说明:
若,的轨迹为线段;
若,的轨迹无图形
2、定义的集合语言表述
集合.
知识点02:椭圆的标准方程
1、椭圆标准方程的推导
图1
(1)怎样建立适当的直角坐标系?
以经过点、的直线为轴,线段的垂直平分为y轴建立直角坐标系,如图1.
(2)椭圆可以看作是哪些点的集合?用坐标如何表示?
设点是椭圆上任一点,椭圆的焦距为(>0).
焦点的坐标分别是,
又设M与的距离的和等于常数.
由椭圆的定义,椭圆就是集合P={M|}
因为,,所以
(3)遇到根式怎么办?两个根式在同一侧能不能直接平方?
即
两边平方得,整理得
再平方并整理得,两边同除以得
考虑,应有,故设,就有.
2、椭圆的标准方程对比
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
3、椭圆标准方程的求解
(1)利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
①定位:确定焦点在那个坐标轴上;
②定量:依据条件及确定的值;
③写出标准方程.
【常用结论】
①求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为;
②当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为,将点的坐标代入,解方程组求得系数.
知识点03:点与椭圆的位置关系
1、根据椭圆的定义判断点与椭圆的位置关系,有如下结论:
点P在椭圆内部;
点P在椭圆上;
点P在椭圆外部.
2、对于点与椭圆的位置关系,有如下结论:
点在椭圆外;
点在椭圆内;
点在椭圆上;
知识点04:椭圆的焦点三角形
1、定义:椭圆上一点与椭圆的两个焦点组成的三角形通常称为“焦点三角形”.
2、两个性质
性质1:,(两个定义)
拓展:的周长为
的周长为
性质2:(余弦定理).
【题型01:椭圆的定义及辨析】
一、单选题
1.(23-24高二上·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
【分析】根据给定条件,利用椭圆的定义求解.
【详解】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
2.(24-25高二上·广东·期末)已知为椭圆上一点,分别为的左、右焦点,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】由椭圆方程求出,利用椭圆的定义式,求得,代入计算即得.
【详解】由可得:,则,
因,则,故.
故选:C.
3.(24-25高二下·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
【分析】根据题意,由椭圆的定义,即可得到结果.
【详解】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
4.(24-25高二上·江苏宿迁·期中)方程表示的曲线为( )
A.圆 B.椭圆 C.线段 D.不表示任何图形
【答案】C
【分析】根据椭圆的定义求解即可.
【详解】解:∵,
∴方程可表示平面内点到点与点的距离之和为的图形,
此时,
∴方程表示的轨迹是线段,
故选:C.
5.(23-24高二上·江苏盐城·期中)点在椭圆上,则等于( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】A
【分析】先根据椭圆的标准方程,判断出和是椭圆的两个焦点及,,的值,再根据椭圆的定义,椭圆上一点到两焦点的距离之和为定值可得结论.
【详解】因为椭圆的标准方程为:,所以该椭圆的交点在轴上,且,,
所以,所以焦点坐标为:和.
因为表示点到两点和的距离之和;
根据椭圆的定义,所以.
故选:A.
【题型02:求椭圆的标准方程】
一、单选题
1.(23-24高二上·北京顺义·期中)椭圆的两个焦点是和,椭圆上的点M到两个焦点的距离之和等于10,则椭圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆定义可得a,根据焦点坐标可得c,然后由求出即可得方程.
【详解】由椭圆定义可知,,得,
又椭圆的两个焦点是和,
所以椭圆焦点在x轴上,且,所以,
所以,所求椭圆的标准方程为.
故选:C
2.(24-25高二上·河南·月考)已知曲线上任意一点都满足关系式,则曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用椭圆的定义判断得曲线为椭圆,进而求得,从而得解.
【详解】因为点都满足,
所以到两定点的距离之和为,且,
所以曲线为椭圆,焦点为,则,
且椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为,即,
故,
所以曲线的标准方程为.
故选:C
3.(24-25高二下·云南昭通·期中)已知椭圆的两个焦点坐标分别是,并且经过点,则它的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据条件设出椭圆的标准方程,再代点列方程组求系数即可.
【详解】因为椭圆的焦点在轴上,所以设它的标准方程为,
所以,解得,
所以椭圆的标准方程为.
故选:B.
4.(23-24高二上·全国·课后作业)过点且与有相同焦点的椭圆方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据已知方程求出焦点即为所求椭圆焦点,设出所求椭圆方程,代入,解方程组即可.
【详解】由知,焦点为,,即,.
设所求椭圆方程为,则,解得,
故所求椭圆方程为.
故选:A.
5.(24-25高二上·山东青岛·期中)经过、两点椭圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】设出椭圆一般方程,由待定系数法求解即可.
【详解】设椭圆方程为(,,)
则,解得,
所以椭圆方程为.
故选:A.
【题型03:判断方程是否表示椭圆】
一、单选题
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)若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】D
【分析】由焦点在轴上的椭圆方程的特征求解即可.
【详解】,解得.
故选:D
2.(24-25高二上·天津红桥·月考)已知曲线表示椭圆,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】借助椭圆定义计算即可得.
【详解】由题意可得 ,解得或.
故选:B.
3.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)若方程表示焦点在轴上的椭圆,则,的一组可能取值是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【分析】根据椭圆的方程类型列不等式求解的关系即可得结论.
【详解】方程转化为,
若方程表示焦点在轴上的椭圆,则,所以,
则,的一组可能取值是,.
故选:B.
4.(24-25高二下·上海松江·月考)“”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
【分析】由方程表示焦点在y轴上的椭圆得解出即可求解.
【详解】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.
5.(24-25高二上·福建漳州·期末)已知方程表示椭圆,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的标准方程即可求解m的范围.
【详解】椭圆的标准方程为,
依题意,解得,
故选:B.
【题型04:点与椭圆的位置关系】
一、单选题
1.(23-24高二上·河南南阳·月考)点与椭圆的位置关系为( )
A.点在椭圆上 B.点在椭圆内
C.点在椭圆外 D.不确定
【答案】B
【分析】将点代入椭圆即可求解.
【详解】由于,所以在内,
故选:B
2.(24-25高二上·陕西汉中·期中)若点是椭圆某条弦的中点,则实数的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据点在椭圆内求解可得.
【详解】由题意可知,点在椭圆内,
所以,解得或.
故选:D
3.(24-25高二上·四川眉山·期中)椭圆的焦点为,点P在此椭圆上,如果线段的中点在y轴上,那么的值为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】D
【分析】根据线段的中点M在y轴上,推出轴,由此可设,代入椭圆方程求出即,再由椭圆定义可得.
【详解】由可知,即,
所以,故不妨设,
因为线段的中点M在轴上,且原点为线段的中点,
所以,所以轴,
设,将代入椭圆方程,得,得,
所以,∴.
故选:D.
4.(23-24高二上·湖南郴州·期中)已知点和焦点在轴上的椭圆:,且过作椭圆的切线有两条,则该椭圆半焦距的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由已知可得,点在椭圆的外部.进而可推得,则,开方即可得出答案.
【详解】由题意可得,点在椭圆的外部.
所以,,所以.
又椭圆焦点在轴上,所以,所以.
又,所以,所以.
故选:C.
二、多选题
5.(23-24高二上·河北邯郸·月考)已知椭圆C:的右焦点为F,点为椭圆C内一点.若椭圆C上存在一点P,使得,则m的值可以为( )
A. B. C.24 D.25
【答案】BCD
【分析】根据题意,由点在椭圆内部,再结合椭圆的定义,列出不等式,代入计算,即可得到结果.
【详解】设椭圆的左焦点为,则,
由点A在椭圆内部得,结合,解得,
根据椭圆的定义及得,
又当P,,A三点共线时最大,从而,解得,
综上,,
故选:BCD.
【题型05:椭圆中的焦点三角形问题】
一、单选题
1.(24-25高二下·广西南宁·月考)已知椭圆,其左右焦点分别为.点是椭圆上任意一点,则的周长为( )
A.2 B.4 C.6 D.以上答案均不正确
【答案】C
【分析】由椭圆的定义求解的周长.
【详解】由题意知:椭圆中,
所以的周长为
故选:C.
2.(23-24高二下·河北·开学考试)已知,为椭圆的两个焦点,过的直线交椭圆于两点,若,则( )
A.4 B.16 C.12 D.8
【答案】B
【分析】借助椭圆定义计算即可得.
【详解】由,可得,根据椭圆的定义得,
所以.
故选:B.
3.(24-25高二上·福建福州·期末)已知分别是椭圆的左、右焦点,点在上,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,,,可得的面积.
【详解】在椭圆中,,,,
则,
点在上,,所以,
则.
故选:A
4.(23-24高二下·江西·开学考试)已知,分别是椭圆C:的左,右焦点,M是椭圆C上一点,且,则=( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意,代入椭圆方程可得,再根据椭圆的定义求解即可.
【详解】由椭圆的方程,得,,因为,所以,
又在椭圆C上,所以,解得,即,
,所以.
故选:C.
5.(23-24高二上·上海青浦·期末)设椭圆的左右焦点为,,点P在该椭圆上,则使得为等腰三角形的点P的个数为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】分别讨论为腰或者底的情况.
【详解】①当等腰的底时,可知P点为椭圆上下顶点时,2个点,满足题意;
②当等腰的腰时,分别以为圆心,以长为半径画弧,交椭圆于4个点;
综上所述,共6个点满足题意.
故答案选:C.
6.(23-24高二上·北京丰台·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上.若,则的面积为( )
A.2 B.4 C.8 D.9
【答案】B
【分析】根据题意,由椭圆的定义,得到,再由勾股定理得,联立方程组,求得,结合三角形的面积公式,即可求解.
【详解】如图所示,椭圆,可得,则,
因为点在椭圆上,可得,
又由,可得,
联立方程组,可得,
所以的面积为.
故选:B.
7.(24-25高二上·河北沧州·月考)已知椭圆的左、右焦点分别为,点为椭圆上一点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义及余弦定理可求得结果.
【详解】由椭圆方程知,,,,则,
由椭圆的定义知,,又,
所以
,
故选:A.
8.(23-24高二上·吉林·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为、,点是椭圆上一点,若为直角三角形,则的面积为( )
A.1 B. C.1或 D.1或
【答案】D
【分析】根据(或)和进行分类讨论,由此可求的面积.
【详解】椭圆中,,所以焦点,
当或时,此时面积相同,不妨取,如下图所示:
代入于椭圆方程,则,所以,所以;
当时,如下图所示:
设,由条件可知,解得,
所以;
综上,的面积为或,
故选:D.
【题型06:椭圆中的轨迹方程问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·重庆渝中·月考)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
2.(24-25高二上·四川绵阳·期中)在中,,则顶点A的轨迹方程( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义可知顶点A的轨迹是以为焦点的椭圆(不包括轴上的点),即可得方程.
【详解】因为,
可知顶点A的轨迹是以为焦点的椭圆(不包括轴上的点),
则,
所以顶点A的轨迹方程.
故选:A.
3.(24-25高二上·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
【分析】利用相关点法求动点轨迹方程.
【详解】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
4.(24-25高二上·云南昭通·月考)已知是椭圆上的动点,过作轴的垂线,垂足为,若动点满足,则动点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,,则,根据求出代入椭圆方程可得答案.
【详解】设,,则,
,
因为,所以,
可得,所以有.
故选:B.
5.(24-25高二上·河北唐山·期中)设点,的周长为36,则的顶点的轨迹方程为( )
A. B.
C.+ D.
【答案】B
【分析】由题意得到,根据椭圆的定义,可得点的轨迹是一条以为焦点的椭圆,即可得到答案.
【详解】由题意的周长为,,
所以,所以,
可知点的轨迹是以为焦点,长轴长为除去长轴的两个端点的椭圆,
所以,
所以点的轨迹方程为.
故选:B.
6.(24-25高二上·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
【分析】由条件结合垂直平分线的性质可得,结合椭圆的定义判断曲线的轨迹形状,由此确定曲线方程.
【详解】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.
【题型07:椭圆中的距离最值问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·山东东营·月考)椭圆上任一点P到点的距离的最小值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】设,结合点在椭圆上利用两点距离公式得,根据二次函数性质求解最值即可.
【详解】设点P的坐标为,其中,由,可得,
又由,
当时,取得最小值,最小值为.
故选:B
2.(24-25高二上·重庆渝中·期中)已知动点在椭圆上,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用椭圆的定义,将问题化为的最小值,数形结合即可得解.
【详解】
由题意,为一个焦点,另一焦点为,且;
因为,所以在椭圆外部,所以,即求的最小值;
由于,当三点共线时取等号;
所以的最大值为;
故选:D.
3.(24-25高二上·江苏连云港·期末)已知点,且是椭圆的左焦点,是椭圆上任意一点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义,结合三点共线,即可求解.
【详解】取椭圆的右焦点为,故,
由于,故,
因此,
故的最小值为5,当且仅当三点共线,且在上半椭圆时取到最小值,
故选:B
4.(24-25高二上·河北沧州·期末)已知为椭圆的上焦点,是椭圆上一点,为圆上一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设椭圆的下焦点为,结合椭圆的定义有,进而可得,注意等号成立条件,即可得答案.
【详解】圆的圆心为,半径,设椭圆的下焦点为,
如图,由椭圆的定义知,所以,
所以,
当且仅当,,三点共线,且点在线段的延长线上时取等号,
因为,,所以,故,
故选:D
二、填空题
5.(24-25高二上·上海·期中)已知在中,,,若点为的中点.则的最小值为 .
【答案】
【分析】根据题意可得:点在以,为焦点,且长轴长,焦距的椭圆上,不含长轴上的两顶点,从而根据椭圆的几何性质,即可求解.
【详解】在△中,,,
点在以,为焦点,且长轴长,焦距的椭圆上,不含长轴上的两顶点,
,,短半轴,又的中点为该椭圆的中心,
的最小值为.
故答案为:
6.(24-25高二上·江苏扬州·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,为上任意一点,为圆上任意一点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】根据圆上的点到定点的距离范围可知,即,
结合椭圆的定义可转化为,即可得解.
【详解】
由椭圆可知椭圆的实轴长,,,
圆的圆心,半径,
由已知圆上任意一点到得距离,
所以,
又根据椭圆定义,
则,
当且仅当,都在线段上时,等号成立,
故答案为:.
一、单选题
1.(24-25高二上·云南昭通·月考)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
【分析】根据已知条件求得,利用椭圆的定义求得正确答案.
【详解】由椭圆的标准方程可得,由椭圆的定义可得.
故选:D
2.(24-25高二上·北京·月考)平的内动点满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用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,
根据椭圆的定义可知,点的轨迹为焦点为的椭圆,
且,,即,则,
所以动点的轨迹方程为.
故选:A.
3.(24-25高二上·青海海南·期末)椭圆的两个焦点为,,椭圆C上有一点P,则的周长为( )
A.12 B.18 C.16 D.20
【答案】C
【分析】根据题意,结合椭圆的定义代入计算,即可得到结果.
【详解】因为,,所以,故的周长为.
故选:C
4.(23-24高二上·全国·课后作业)若点在椭圆上,则下列说法正确的是( )
A.点不在椭圆上 B.点不在椭圆上
C.点在椭圆上 D.无法判断上述点与椭圆的关系
【答案】C
【分析】根据椭圆的对称性可判断.
【详解】点与点关于原点对称,
点与关于轴对称,
点与关于轴对称,
若点在椭圆上,根据椭圆的对称性,,,三点都在椭圆上,
注:带点进椭圆方程可以直接得到结果
故选:C
5.(24-25高二上·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
【分析】由题意,根据椭圆的定义计算直接得出结果.
【详解】由题意知,,由椭圆的定义知,
四边形的周长为.
故选:C
6.(24-25高二上·福建泉州·期中)若方程表示椭圆,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先化为椭圆标准方程,再根据椭圆方程性质列不等式组计算即可求参.
【详解】因为方程表示椭圆,
所以且与不相等,
所以.
故选:C.
7.(24-25高二上·山东德州·月考)已知曲线C:(),从C上任意一点P向x轴作垂线段,为垂足,若点M满足,则点M的轨迹方程为( )
A.() B.()
C.() D.()
【答案】B
【分析】设点,由,得到,代入求解.
【详解】解:设点,
则,,
因为,
所以,解得,
因为点P在曲线C:上,
所以,(),即,(),
故选:B
8.(24-25高二上·湖北·月考)已知是椭圆的左焦点,为椭圆上任意一点,点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】借助椭圆定义可得,再借助两点间距离公式计算即可得.
【详解】如图,取椭圆右焦点,则,
则由椭圆定义可知,
则,
当且仅当、、三点共线,且在之间时取等,
故的最大值为.
故选:A.
9.(24-25高二上·湖南·期末)已知圆与,动圆M与圆内切,且与圆外切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由条件可得,结合椭圆的定义判断点的轨迹形状及位置,利用待定系数法求其方程.
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,设动圆的半径为,
由动圆与圆内切,且与圆外切,得,
则,因此点的轨迹为以为焦点,长轴长的椭圆,
而焦距,即,则短半轴长,
所以动圆圆心的轨迹方程为.
故选:B.
10.(24-25高二上·重庆·月考)已知是椭圆:上一点,,分别是椭圆的左、右焦点,若,则的面积为( )
A.49 B.48 C.25 D.24
【答案】D
【分析】由椭圆方程得到的值,由椭圆的定义得到的值,联立求得的值,再证明,求得面积.
【详解】由椭圆方程可知:,,,
所以作图如下:
∴由椭圆的性质可知,由,∴,,
∴,
∴,
∴,
故选:D.
11.(24-25高二下·河南·月考)已知椭圆的右焦点为,为上任意一点,点,则的最大值为( )
A.4 B.5 C.6 D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义,将转化为,当在线段上时,取最大值即,再利用两点距离公式就可求解.
【详解】由题意,椭圆的左焦点为,由椭圆定义可得,
所以,因为,故在椭圆内,
所以,
当在线段上时,等号成立.
故选:B.
12.(24-25高二上·湖北咸宁·期末)设F是椭圆的右焦点,P是椭圆上的动点,A是直线上的动点,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义,结合两点间线段最短、点到直线距离公式进行求解即可.
【详解】,
设为该椭圆的左焦点,,
所以,
于是,
显然当三点共线,且与垂直时,
有最小值,最小值为,
故选:A
二、多选题
13.(23-24高二上·吉林松原·期中)下列说法正确的是( )
A.已知点,,动点满足,则点的轨迹是椭圆
B.已知点,,动点满足,则点的轨迹是椭圆
C.已知点,,动点满足,则点的轨迹是椭圆
D.已知点,,动点满足,则点的轨迹是椭圆
【答案】AD
【分析】根据椭圆的定义分别判断各选项.
【详解】A选项:,所以动点的轨迹是椭圆,A选项正确;
B选项:,所以动点的轨迹是线段,B选项错误;
C选项:,所以动点不存在,C选项错误;
的选项:,所以动点的轨迹是椭圆,D选项正确;
故选:AD.
14.(23-24高二上·江苏徐州·期末)已知直线与圆相切,椭圆,则( )
A.点在圆O内 B.点在圆O上
C.点在椭圆C内 D.点在椭圆C上
【答案】BC
【分析】首先根据直线与圆相切的公式,得到,即可判断点与圆,以及点与椭圆的位置关系.
【详解】由直线与圆相切,可知,圆心到直线的距离,
即,所以点在圆O上,
并且,所以圆在椭圆内,在椭圆内.
故选:BC
三、填空题
15.(24-25高二下·上海·月考)已知分别为椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,则的最大值为 .
【答案】
【分析】根据椭圆的几何性质结合求解即可.
【详解】分别为椭圆的两个焦点,则,
所以,当且仅当位于椭圆的右顶点时取等号,
故的最大值为.
故答案为:.
16.(24-25高二上·江西新余·月考)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:
17.(24-25高二上·山西太原·月考)已知椭圆的两个焦点为、,为椭圆上一点,且,则的值为 .
【答案】
【分析】根据椭圆的定义及余弦定理计算可得.
【详解】椭圆,则,,,
所以,
又,由余弦定理,
即,
所以,所以.
故答案为:
18.(23-24高二上·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】/
【分析】根据椭圆的定义和余弦定理、三角形的面积公式求解.
【详解】
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: .
19.(23-24高二·全国·课堂例题)已知点P为椭圆上一个动点,点A的坐标为,则的最小值为 .
【答案】2
【分析】方法一,设点P的坐标为,根据两点间距离公式及二次函数的最值求得结果;方法二,设点P的坐标为,根据两点间距离公式及二次函数的最值求得结果.
【详解】方法一,设点P的坐标为,则,
因为点P为椭圆上一点,所以,,
则,
因为,所以当时,.
故答案为:2.
20.(24-25高二上·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】/
【分析】根据点与圆的位置关系,及椭圆的定义可得,即可得最小值.
【详解】
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:.
四、解答题
21.(24-25高二上·内蒙古通辽·期末)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1),,焦点在y轴上;
(2),.
(3)经过点,两点;
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)根据求出,结合焦点位置即可求解椭圆标准方程.
(2)根据求出,按照焦点位置分类求解即可.
(3)由题意确定焦点位置及,即可得解.
【详解】(1)因为,,所以,
因为椭圆焦点在y轴上,所以其标准方程为:;
(2)因为,,所以,
因为椭圆焦点位置不确定,所以其标准方程为:或;
(3)由题意得P、Q分别是椭圆长轴和短轴上的端点,且椭圆的焦点在x轴上,
所以,
所以椭圆的标准方程为.
22.(23-24高二上·天津和平·期中)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)
【分析】(1)根据题意求出即可;
(2)设椭圆的方程为,再利用待定系数法求解即可.
【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.
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专题22 椭圆及其标准方程
内容导航——预习三步曲
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第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点01:椭圆的定义
1、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.
说明:
若,的轨迹为线段;
若,的轨迹无图形
2、定义的集合语言表述
集合.
知识点02:椭圆的标准方程
1、椭圆标准方程的推导
图1
(1)怎样建立适当的直角坐标系?
以经过点、的直线为轴,线段的垂直平分为y轴建立直角坐标系,如图1.
(2)椭圆可以看作是哪些点的集合?用坐标如何表示?
设点是椭圆上任一点,椭圆的焦距为(>0).
焦点的坐标分别是,
又设M与的距离的和等于常数.
由椭圆的定义,椭圆就是集合P={M|}
因为,,所以
(3)遇到根式怎么办?两个根式在同一侧能不能直接平方?
即
两边平方得,整理得
再平方并整理得,两边同除以得
考虑,应有,故设,就有.
2、椭圆的标准方程对比
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
3、椭圆标准方程的求解
(1)利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
①定位:确定焦点在那个坐标轴上;
②定量:依据条件及确定的值;
③写出标准方程.
【常用结论】
①求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为;
②当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为,将点的坐标代入,解方程组求得系数.
知识点03:点与椭圆的位置关系
1、根据椭圆的定义判断点与椭圆的位置关系,有如下结论:
点P在椭圆内部;
点P在椭圆上;
点P在椭圆外部.
2、对于点与椭圆的位置关系,有如下结论:
点在椭圆外;
点在椭圆内;
点在椭圆上;
知识点04:椭圆的焦点三角形
1、定义:椭圆上一点与椭圆的两个焦点组成的三角形通常称为“焦点三角形”.
2、两个性质
性质1:,(两个定义)
拓展:的周长为
的周长为
性质2:(余弦定理).
【题型01:椭圆的定义及辨析】
一、单选题
1.(23-24高二上·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
2.(24-25高二上·广东·期末)已知为椭圆上一点,分别为的左、右焦点,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(24-25高二下·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
4.(24-25高二上·江苏宿迁·期中)方程表示的曲线为( )
A.圆 B.椭圆 C.线段 D.不表示任何图形
5.(23-24高二上·江苏盐城·期中)点在椭圆上,则等于( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【题型02:求椭圆的标准方程】
一、单选题
1.(23-24高二上·北京顺义·期中)椭圆的两个焦点是和,椭圆上的点M到两个焦点的距离之和等于10,则椭圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·河南·月考)已知曲线上任意一点都满足关系式,则曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·云南昭通·期中)已知椭圆的两个焦点坐标分别是,并且经过点,则它的标准方程为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·全国·课后作业)过点且与有相同焦点的椭圆方程为( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·山东青岛·期中)经过、两点椭圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【题型03:判断方程是否表示椭圆】
一、单选题
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)若方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·天津红桥·月考)已知曲线表示椭圆,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)若方程表示焦点在轴上的椭圆,则,的一组可能取值是( )
A., B.,
C., D.,
4.(24-25高二下·上海松江·月考)“”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
5.(24-25高二上·福建漳州·期末)已知方程表示椭圆,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【题型04:点与椭圆的位置关系】
一、单选题
1.(23-24高二上·河南南阳·月考)点与椭圆的位置关系为( )
A.点在椭圆上 B.点在椭圆内
C.点在椭圆外 D.不确定
2.(24-25高二上·陕西汉中·期中)若点是椭圆某条弦的中点,则实数的值可以是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·四川眉山·期中)椭圆的焦点为,点P在此椭圆上,如果线段的中点在y轴上,那么的值为( )
A. B. C.2 D.3
4.(23-24高二上·湖南郴州·期中)已知点和焦点在轴上的椭圆:,且过作椭圆的切线有两条,则该椭圆半焦距的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
5.(23-24高二上·河北邯郸·月考)已知椭圆C:的右焦点为F,点为椭圆C内一点.若椭圆C上存在一点P,使得,则m的值可以为( )
A. B. C.24 D.25
【题型05:椭圆中的焦点三角形问题】
一、单选题
1.(24-25高二下·广西南宁·月考)已知椭圆,其左右焦点分别为.点是椭圆上任意一点,则的周长为( )
A.2 B.4 C.6 D.以上答案均不正确
2.(23-24高二下·河北·开学考试)已知,为椭圆的两个焦点,过的直线交椭圆于两点,若,则( )
A.4 B.16 C.12 D.8
3.(24-25高二上·福建福州·期末)已知分别是椭圆的左、右焦点,点在上,,则的面积为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二下·江西·开学考试)已知,分别是椭圆C:的左,右焦点,M是椭圆C上一点,且,则=( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·上海青浦·期末)设椭圆的左右焦点为,,点P在该椭圆上,则使得为等腰三角形的点P的个数为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
6.(23-24高二上·北京丰台·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上.若,则的面积为( )
A.2 B.4 C.8 D.9
7.(24-25高二上·河北沧州·月考)已知椭圆的左、右焦点分别为,点为椭圆上一点,若,则( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二上·吉林·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为、,点是椭圆上一点,若为直角三角形,则的面积为( )
A.1 B. C.1或 D.1或
【题型06:椭圆中的轨迹方程问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·重庆渝中·月考)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.
2.(24-25高二上·四川绵阳·期中)在中,,则顶点A的轨迹方程( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·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.
4.(24-25高二上·云南昭通·月考)已知是椭圆上的动点,过作轴的垂线,垂足为,若动点满足,则动点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·河北唐山·期中)设点,的周长为36,则的顶点的轨迹方程为( )
A. B.
C.+ D.
6.(24-25高二上·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.
【题型07:椭圆中的距离最值问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·山东东营·月考)椭圆上任一点P到点的距离的最小值为( )
A. B. C.2 D.
2.(24-25高二上·重庆渝中·期中)已知动点在椭圆上,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·江苏连云港·期末)已知点,且是椭圆的左焦点,是椭圆上任意一点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·河北沧州·期末)已知为椭圆的上焦点,是椭圆上一点,为圆上一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
二、填空题
5.(24-25高二上·上海·期中)已知在中,,,若点为的中点.则的最小值为 .
6.(24-25高二上·江苏扬州·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,为上任意一点,为圆上任意一点,则的最小值为 .
一、单选题
1.(24-25高二上·云南昭通·月考)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.
2.(24-25高二上·北京·月考)平的内动点满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·青海海南·期末)椭圆的两个焦点为,,椭圆C上有一点P,则的周长为( )
A.12 B.18 C.16 D.20
4.(23-24高二上·全国·课后作业)若点在椭圆上,则下列说法正确的是( )
A.点不在椭圆上 B.点不在椭圆上
C.点在椭圆上 D.无法判断上述点与椭圆的关系
5.(24-25高二上·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
6.(24-25高二上·福建泉州·期中)若方程表示椭圆,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高二上·山东德州·月考)已知曲线C:(),从C上任意一点P向x轴作垂线段,为垂足,若点M满足,则点M的轨迹方程为( )
A.() B.()
C.() D.()
8.(24-25高二上·湖北·月考)已知是椭圆的左焦点,为椭圆上任意一点,点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
9.(24-25高二上·湖南·期末)已知圆与,动圆M与圆内切,且与圆外切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
10.(24-25高二上·重庆·月考)已知是椭圆:上一点,,分别是椭圆的左、右焦点,若,则的面积为( )
A.49 B.48 C.25 D.24
11.(24-25高二下·河南·月考)已知椭圆的右焦点为,为上任意一点,点,则的最大值为( )
A.4 B.5 C.6 D.
12.(24-25高二上·湖北咸宁·期末)设F是椭圆的右焦点,P是椭圆上的动点,A是直线上的动点,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
二、多选题
13.(23-24高二上·吉林松原·期中)下列说法正确的是( )
A.已知点,,动点满足,则点的轨迹是椭圆
B.已知点,,动点满足,则点的轨迹是椭圆
C.已知点,,动点满足,则点的轨迹是椭圆
D.已知点,,动点满足,则点的轨迹是椭圆
14.(23-24高二上·江苏徐州·期末)已知直线与圆相切,椭圆,则( )
A.点在圆O内 B.点在圆O上
C.点在椭圆C内 D.点在椭圆C上
三、填空题
15.(24-25高二下·上海·月考)已知分别为椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,则的最大值为 .
16.(24-25高二上·江西新余·月考)椭圆的焦点为,点在该椭圆上,若,则的大小为 .
17.(24-25高二上·山西太原·月考)已知椭圆的两个焦点为、,为椭圆上一点,且,则的值为 .
18.(23-24高二上·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 .
19.(23-24高二·全国·课堂例题)已知点P为椭圆上一个动点,点A的坐标为,则的最小值为 .
20.(24-25高二上·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 .
四、解答题
21.(24-25高二上·内蒙古通辽·期末)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1),,焦点在y轴上;
(2),.
(3)经过点,两点;
22.(23-24高二上·天津和平·期中)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,.
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