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专题23 椭圆的简单几何性质
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第三步:测
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知识点01:椭圆的简单几何性质
焦点的位置
焦点在轴上
焦点在轴上
图形
标准方程
()
()
范围
,
,
顶点
,,
,
轴长
短轴长=,长轴长=
焦点
焦距
对称性
对称轴:轴、轴 对称中心:原点
离心率
,
注:离心率:椭圆焦距与长轴长之比:. ()
当越接近1时,越接近,椭圆越扁;
当越接近0时,越接近0,椭圆越接近圆;
当且仅当时,图形为圆,方程为
【常用结论】
①与椭圆共焦点的椭圆方程可设为:
②椭圆的图象中线段的几何特征(如下图):
(1);
(2),,;
(3),,;
知识点02:直线与椭圆的位置关系
1、位置关系的判断
直线与椭圆的位置关系
联立消去y得一个关于x的一元二次方程.
①直线和椭圆相交直线和椭圆有两个交点(或两个公共点);
②直线和椭圆相切直线和椭圆有一个切点(或一个公共点);
③直线和椭圆相离直线和椭圆无公共点.
2、直线与椭圆相交的弦长公式
(1)定义:连接椭圆上两个点的线段称为椭圆的弦.
(2)求弦长的方法
①交点法:将直线的方程与椭圆的方程联立,求出两交点的坐标,然后运用两点间的距离公式来求.
②根与系数的关系法:
若直线与圆锥曲线相交与、两点,则:
弦长
弦长
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
;
3、解决直线与圆锥曲线相交问题的常用步骤:
(1)得出直线方程,设交点为,;
(2)联立直线与曲线方程,得到关于x(或y)的一元二次方程;
(3)写出根与系数的关系;
(4)将所求问题或题中关系转化为关于,的形式;
(5)代入求解.
知识点03:中点弦问题与点差法
1、若椭圆与直线交于两点,为中点,且与斜率存在时,则;(焦点在x轴上时),当焦点在轴上时,
证明:设,,则椭圆
两式相减得
.
.
【题型01:椭圆的简单几何性质】
一、解答题
1.(23-24高二上·全国·课后作业)求下列各椭圆的长轴长、短轴长、焦距、顶点坐标、焦点坐标和离心率,并画出它们的草图:
(1);
(2).
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【分析】将椭圆改写为标准方程,即可确定、、及长轴、短轴的位置,进而求出(1)、(2)中椭圆的长轴、短轴长、焦距、顶点坐标、焦点坐标和离心率,并画出椭圆的图形.
【详解】(1)将化为标准方程为:,
所以,,则,
所以椭圆的长轴长为,短轴长为,焦距为,顶点坐标为、、、,焦点坐标为和,离心率为,
椭圆图象如下:
(2)将化为标准方程为:,
因为,所以椭圆的焦点落在轴上,
所以,,则,
所以椭圆的长轴长为,短轴长为,焦距为,顶点坐标为、、、,焦点坐标为和,离心率为,
椭圆图象如下:
二、单选题
2.(23-24高二上·江苏盐城·期中)已知椭圆的一个焦点坐标为,则实数m的值为( )
A.1 B.4 C.7 D.9
【答案】D
【分析】先确定焦点位置,再根据计算即可.
【详解】由已知可得椭圆的焦点在轴上,
故,
则,得.
故选:D.
3.(24-25高二上·河南南阳·期中)已知椭圆的短轴长为4,则( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】B
【分析】根据短轴长求得,讨论大小及椭圆定义求参数.
【详解】由的短轴长为4,得,即,则,
若,则,显然矛盾;
若,则.
经验证,当时,椭圆的短轴长为4,
故选:B
4.(23-24高二上·全国·课后作业)椭圆上的点的横、纵坐标的范围分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先将方程化为标准方程,然后根据椭圆的性质分析判断
【详解】由,得,
所以椭圆的标准方程为,则,
因为点在椭圆上,
所以.
故选:C
5.(24-25高二上·江苏南通·期中)椭圆与椭圆的( )
A.长轴长相等 B.短轴长相等
C.焦距相等 D.离心率相等
【答案】C
【分析】分别由两个椭圆方程求出对应的,由此得到长轴长、短轴长、焦距和离心率的值,然后得到结果.
【详解】椭圆中,,即,,∴,
即长轴长,短轴长,焦距,离心率,
椭圆中,,即,,∴,
即长轴长,短轴长,焦距,离心率,
∴两个椭圆中只有焦距相等.
故选:C.
6.(24-25高二上·浙江台州·期末)已知椭圆的标准方程为,下列说法正确的是( )
A.椭圆的长轴长为2
B.椭圆的焦点坐标为
C.椭圆关于直线对称
D.当点在椭圆上时,
【答案】D
【分析】由椭圆的标准方程先确定求得,得到长轴长,焦点为即可判断A,B;
将方程中的互换,根据所得方程是否与原方程相同可判别C;根据椭圆的范围可判断D.
【详解】对于A、B,由得,
∴长轴长,焦点为.故A、B不正确;
对于C,将互换,得椭圆与原椭圆方程不相同,故椭圆不关于直线对称.故C不正确;
对于D,因为点在椭圆上,则,∴,故D正确.
故选:D
【题型02:由椭圆的简单几何性质求标准方程】
一、解答题
1.(23-24高二上·全国·课后作业)求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)长轴长为6,离心率为;
(2)经过点,离心率为,焦点在x轴上;
(3)x轴上的一个焦点与短轴两个端点的连线互相垂直,且焦距为6.
【答案】(1)或
(2)
(3)
【分析】(1)根据离心率与长轴的定义,求解出椭圆的、、,再按焦点所在坐标轴分别写出椭圆的标准方程即可;
(2)根据离心率与顶点坐标的定义,求解椭圆的、、即可
(3)根据为等腰直角三角形,利用勾股定理求解出、、的关系即可.
【详解】(1)由题意得:,则,
又因为,所以,
则由椭圆的几何性质得:,所以,
所以椭圆的标准方程为:或.
(2)因为椭圆的焦点在轴上,由题设得:,
又因为,所以,
则由椭圆的几何性质得:,所以,
所以椭圆的标准方程为:.
(3)设椭圆标准方程为:,
如图所示,为等腰直角三角形,为斜边上的中线,且,,
又因为焦距为6,所以,
则由椭圆的几何性质得:,
所以椭圆的标准方程为:.
2.(2024高二上·全国·专题练习)求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)长轴长是短轴长的5倍,且过点;
(2)离心率,焦距为12.
【答案】(1)或;
(2)或.
【分析】(1)根据给定条件,求出椭圆的长短半轴长,再按焦点位置求出椭圆方程.
(2)根据给定条件,由离心率求出椭圆的长短半轴长,再按焦点位置求出椭圆方程.
【详解】(1)当椭圆焦点在x轴上,设其标准方程为,
由椭圆过点,得,由椭圆长轴长是短轴长的5倍,得,
则所求椭圆的标准方程为;
当焦点在y轴上,设其标准方程为,
由椭圆过点,得,由椭圆长轴长是短轴长的5倍,得,
则所求椭圆的标准方程为,
所以所求椭圆的标准方程为或.
(2)令椭圆长半轴长为a,半焦距为c,由,得,
由离心率,得,即,因此椭圆短半轴长,
当焦点在x轴上时,所求椭圆的标准方程为;
当焦点在y轴上时,所求椭圆的标准方程为,
所以所求椭圆的标准方程为或.
3.(24-25高二上·江西宜春·月考)(1)求与椭圆的焦点相同,且经过点的椭圆的标准方程.
(2)求与椭圆离心率相同,且经过点的椭圆的标准方程.
【答案】(1);(2)或
【分析】(1)根据给定的椭圆方程设出所求椭圆的方程,将已知点的坐标代入求解即得.
(2)求出已知椭圆的离心率,进而求得所求椭圆长短半轴长的关系,按焦点的位置分类设出椭圆方程求解.
【详解】(1)椭圆焦点为,设所求椭圆的标准方程为且,
由点在椭圆上,得,整理得,
而,解得,所以所求椭圆的标准方程为.
(2)椭圆离心率,
令所求椭圆的长短半轴长分别为,则,,
当所求椭圆的焦点在轴上时,设椭圆方程为,
于是,解得,方程为;
当所求椭圆的焦点在轴上时,设椭圆方程为,
于是,解得,方程为,
所以所求椭圆的标准方程为或.
4.(24-25高二上·天津静海·月考)已知椭圆,
(1)已知椭圆的一个焦点坐标为,且长轴长是短轴长的倍.求椭圆的方程;
(2)已知椭圆的离心率为,直线与圆相切,求椭圆的方程;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意结合椭圆中的关系即可求解;
(2)由题意利用点到直线的距离可得,根据离心率公式可得,继而即可求解.
【详解】(1)由题意得,
解得,
所以椭圆的方程为.
(2)直线与圆相切,
则圆心到直线的距离为,
解得,
由题意得,
解得,
所以椭圆的方程为.
【题型03:求椭圆离心率的值】
一、单选题
1.(24-25高二下·云南丽江·月考)若椭圆的焦距为,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意求出、、的值,结合椭圆离心率公式求解即可.
【详解】由题意可知,椭圆的焦点在轴上,且,则,
又因为,则,因此,该椭圆的离心率为.
故选:B.
2.(24-25高二上·贵州铜仁·期末)已知椭圆C:()的左顶点到上焦点的距离为2,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意求出,即可得离心率.
【详解】由题意知,左顶点,上焦点,
则,解得,∴
∴离心率.
故选:C.
3.(24-25高二上·江苏镇江·期末)设椭圆的左,右焦点分别为,点P在C上,若,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】在直角三角形中,,得,由,得,进行求解即可.
【详解】解:如图:
因为,所以,
则在直角三角形中,,
得,
由,得,
即椭圆的离心率为:.
故选:A
4.(24-25高二下·广西·月考)已知椭圆的左、右焦点分别是,P是椭圆外一点,直线的倾斜角为,,线段的中点在C上,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用椭圆的定义,结合离心率的意义求解.
【详解】令椭圆半焦距为c,M为线段的中点,连接,
由,,得为等边三角形,则,
所以C的离心率为.
故选:B
5.(2025·广东·一模)已知是椭圆的两个焦点,为上一点,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义及条件,表示出,结合余弦定理可得答案.
【详解】因为,由椭圆的定义可得,
所以,,
因为,由余弦定理可得
所以,
整理可得,所以,即.
故选:A.
6.(24-25高二下·广西南宁·开学考试)已知椭圆的左,右焦点分别为,过上顶点作直线交椭圆于另一点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据椭圆的定义确定中各边的长度,再结合,用余弦定理列式,化简可求椭圆的离心率.
【详解】如图:
因为的周长为,,,所以,.
又,
所以.
所以椭圆的离心率为.
故选:D
【题型04:求椭圆离心率的取值范围】
一、单选题
1.(24-25高二上·北京石景山·期末)已知是椭圆的两个焦点,满足的点总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】依题意可得点的轨迹是以原点为圆心,半焦距为半径的圆,根据点总在椭圆内部,可得,再根据椭圆的性质能够推导出椭圆离心率的取值范围.
【详解】设椭圆的半长轴、半短轴、半焦距分别为,,,
因为,所以点的轨迹是以原点为圆心,半焦距为半径的圆.
又点总在椭圆内部,
所以该圆内含于椭圆,即,所以,则.
,,即椭圆离心率的取值范围是.
故选:C.
2.(24-25高二上·河北邯郸·期末)已知,分别是椭圆C:的左、右焦点,点P是C上一点,若,则C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由,结合离心率公式即可求得范围.
【详解】由题可知,所以.
又因为,所以,,
所以C的离心率的取值范围是,
故选:D.
3.(24-25高二上·江苏无锡·月考)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,若C上存在一点P,使得,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据椭圆定义,结合椭圆的性质即可求解.
【详解】根据椭圆定义可得,又,故,
因此,故,故,
故选:D
4.(24-25高二上·河南焦作·期末)阿波罗尼斯的《圆锥曲线论》中给出了椭圆的一个基本性质:如图,过椭圆上任意一点作长轴的垂线(点与点,均不重合),垂足为,则为常数.若,则该椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,得到,,,进而得到则,,,代入,结合计算即可.
【详解】设椭圆的方程为,,,,
则,,,所以,
而,则.
由及,可得.
故选:B.
二、填空题
5.(24-25高二上·浙江·月考)已知椭圆:的左、右焦点分别为、,若总存在一条过的直线,使得点关于直线的对称点在椭圆上,则椭圆的离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据点关于直线对称结合焦半径的范围化简得出离心率范围.
【详解】设点关于直线的对称点为,则,
,
,
,即,又,
椭圆的离心率的取值范围是.
故答案为:.
6.(23-24高二上·广东深圳·期中)已知椭圆C:()的左、右两焦点分别是、,其中.椭圆C上存在一点,满足,则椭圆的离心率的取值范围是
【答案】
【分析】先设出点,然后由向量数量积得到的轨迹,应用在椭圆上则两个曲线有交点,再求离心率即可.
【详解】设点,
则,
即,所以点在以为圆心,半径为的圆上,
又因为点在椭圆上,所以圆与椭圆有交点,
根据对称性可知,即,
所以,即椭圆离心率,
故答案为:
【题型05:椭圆离心率中的参数问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·辽宁·期中)记椭圆的离心率为,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据离心率公式可得出关于实数的不等式,即可解得实数的取值范围.
【详解】因为,
所以,,,则,可得,
,则,
因为,即,可得,解得,
因此,实数的取值范围是.
故选:B.
2.(23-24高二上·江苏宿迁·开学考试)已知椭圆的离心率为,是的两个焦点,为上一点,若的周长为,则椭圆的焦距为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由椭圆的离心率和焦点三角形的周长,列方程组求,可得椭圆的焦距.
【详解】设椭圆方程为,依题意可知,,
解得,所以椭圆的焦距为.
故选:A
3.(24-25高二上·江苏扬州·期中)椭圆可以看作圆沿定直线方向拉伸或压缩而得.如图,M是圆O上动点,M在y轴上身影为N,则满足()的动点P的轨迹是椭圆.若椭圆的离心率,则λ=( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【分析】由相关点法求出椭圆的轨迹方程,再由,列方程代入解方程即可得出答案.
【详解】设圆的方程为,
设,因为,
则,所以,即
因为是圆上一点,
所以,所以,即,
所以,而椭圆的离心率为:,
所以,解得:.
故选:D.
二、填空题
4.(24-25高二上·天津红桥·月考)已知椭圆的离心率,则实数 .
【答案】或
【分析】对焦点的位置进行分类讨论,根据离心率的定义结合方程运算求解.
【详解】①若焦点在轴上,则,即,,
则,
可得,解得;
②若焦点在轴上,则,即,
则
可得,即;
故答案为:或.
5.(2024·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】
【分析】根据题意写出焦点与左顶点的坐标,表示出线段长,利用离心率写出等量关系,可得答案.
【详解】由题意可得,则,,
由椭圆离心率为,可得,则,
所以.
故答案为:.
【题型06:直线与椭圆的位置关系】
一、单选题
1.(23-24高二上·江西·期末)直线与椭圆()的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
【答案】C
【分析】由直线与椭圆的位置关系求解即可.
【详解】因为直线过点,
而为椭圆的右端点和上端点,
故直线与椭圆相交.
故选:C.
2.(23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末)已知直线,椭圆,则与的位置关系为( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.相交或相切
【答案】D
【分析】首先判断直线所过的定点,再判断定点与椭圆的位置关系,即可判断直线与椭圆的位置关系.
【详解】直线:,
令,解得:,,
所以直线恒过定点,
,所以点在椭圆上,则直线与椭圆相交或相切.
故选:D
二、解答题
3.(2024高二·全国·专题练习)已知直线l:y=2x+m,椭圆C:1.试问当m取何值时,直线l与椭圆C:
(1)有两个不重合的公共点?
(2)有且只有一个公共点?
(3)没有公共点?
【答案】(1)m∈(-3,3)
(2)m=±3
(3)m∈(-∞,-3)∪(3,+∞)
【详解】解:将直线l的方程与椭圆C的方程联立,
得方程组
消去y,得9x2+8mx+2m2-4=0 ③.
判别式Δ=(8m)2-4×9×(2m2-4)=-8m2+144.
(1) 当Δ>0,即m∈(-3,3)时,方程③有两个不同的实数根,可知原方程组有两组不同的实数解,这时直线l与椭圆C有两个不重合的公共点.
(2) 当Δ=0,即m=±3时,方程③有两个相同的实数根,可知直线l与椭圆C有且只有一个公共点.
(3) 当Δ<0,即m∈(-∞,-3)∪(3,+∞)时,方程③没有实数根,可知原方程组没有实数解.这时直线l与椭圆C没有公共点.
【考查意图】
直线和椭圆的位置关系的判断.
4.(23-24高二下·陕西咸阳·期末)已知椭圆:的离心率为,焦距为4.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与椭圆相切,且直线与直线:平行,求直线的斜截式方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意列出关于的方程组即可求解;
(2)设所求直线方程为,联立椭圆方程结合判别式等于0求出参数的值即可得解.
【详解】(1)由题意得,从而可得,
椭圆的标准方程为.
(2)设与直线平行的直线的方程为:,
联立,得,
由,得,
直线的斜截式方程为:.
5.(24-25高二上·上海·课后作业)已知椭圆C的两焦点为,,P为椭圆上一点,且到两个焦点的距离之和为6.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若已知直线,当m为何值时,直线与椭圆C有公共点?
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由焦点坐标得到c,由椭圆的定义求出a,进而求出b的值,即可得出椭圆的方程;
(2)联立直线与椭圆方程,消去y,直线与椭圆C有公共点即所得一元二次方程有解,计算得出m的范围.
【详解】(1)由题意可得:,即,可得,
且椭圆焦点在x轴上,所以所求的椭圆方程为.
(2)联立方程,消去y得.
由,得,则.
所以当时,直线与椭圆有公共点.
【题型07:弦长及三角形面积问题】
一、解答题
1.(24-25高二下·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.
【答案】(1)
(2)①;②.
【分析】(1)根据离心率和过点,代入计算得到答案;
(2)将直线的方程与椭圆方程联立得,利用根的判别式求解即可;
(3)由(2)结合,利用韦达定理和弦长公式即可求解.
【详解】(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.
.
2.(24-25高二上·上海·期末)已知椭圆的方程为,、为其左、右焦点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若直线被椭圆截得的线段长为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直接由离心率定义求解;
(2)设直线与椭圆交于,两点,联立方程组,利用韦达定理和弦长公式求解.
【详解】(1)由椭圆的方程为,
可得,
所以;
(2)设直线与椭圆交于,两点,
联立方程组,
得,
则,
由于即,
解得.
3.(24-25高二上·新疆喀什·期末)过椭圆的左焦点作倾斜角为的直线,与椭圆相交于、两点.
(1)求弦长;
(2)求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将直线的方程与椭圆方程联立,列出韦达定理,利用弦长公式可求得的值;
(2)求出原点到直线的距离,利用三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】(1)在椭圆中,,,所以,,则点,
因为直线的倾斜角为,所以直线的斜率为,其方程为,
联立消去可得,
,设点、,
由韦达定理可得,,
由弦长公式可得.
(2)原点到直线的距离为,
故的面积为.
4.(24-25高二下·云南昆明·期中)已知动点到两定点,的距离之和为定值,且过点.
(1)求动点的轨迹方程C;
(2)若过点的直线与交于两点,为坐标原点,面积为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)为或.
【分析】(1)根据给定条件,利用两点间距离公式求出定值并确定轨迹图形,进而求出方程.
(2)设出直线的方程,与的方程联立,结合韦达定理及三角形面积求出参数即可.
【详解】(1)依题意,点到点的距离和为,
因此动点的轨迹是以点为左右焦点,长轴长为4的椭圆,短半轴长为,
所以动点的轨迹方程C:.
(2)直线不垂直于轴,设其方程为,,
由消去得,,
的面积
,解得,
所以直线的方程为或.
5.(24-25高二下·辽宁朝阳·开学考试)已知椭圆的离心率为,,分别是椭圆的左右焦点,过点的直线交椭圆于两点,且的周长为
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与交于两点,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的定义可得的周长为,结合椭圆的离心率可得结果.
(2)利用弦长公式和点到直线的距离公式表示三角形面积,分析函数性质可得结果.
【详解】(1)
由椭圆的定义得,的周长为
,故.
由离心率得,∴,
∴椭圆C的方程为.
(2)
设,
由得,,
由得,,
∴,
∴
,
∵点到直线的距离为,
∴的面积,
令,则
∵二次函数对称轴为直线,
∴当时,,
∴.
6.(2025·江西·二模)在直角坐标平面内,设是圆上的动点,过作轴的垂线,垂足为,点满足,动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过点的动直线交于两点,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,借助,构造方程组,求出,代入,整理计算即可;
(2)依题意,知道直线不垂直于轴,设其方程为,直曲联立,借助韦达定理和三角形面积公式得,令,变形,结合基本不等式计算即可.
【详解】(1)设,则,过作轴的垂线,垂足为,则,
因为,则,
则整理得代入中得,
整理得,所以曲线C的方程为.
(2)
依题意知道,直线不垂直于轴,
则设其方程为,
由消去并整理得,
,解得,
设,则
则,
令,则,且
当且仅当,即时取等号,所以面积的最大值为.
【题型08:中点弦问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·天津·月考)椭圆中,以点为中点的弦所在直线斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设该直线与椭圆的两个交点坐标为,则由和作差即可计算得解.
【详解】由题意可知以点为中点的弦所在直线斜率存在且不为0,
设该直线与椭圆的两个交点坐标为,
则①,②,由②①得,
所以以点为中点的弦所在直线斜率为.
故选:D.
2.(24-25高二上·甘肃酒泉·期末)已知椭圆与直线交于两点,若点为线段的中点,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设点,利用题设条件得出利用点差法得到 ,代入结论整理得直线的斜率,即可求出直线的方程.
【详解】设点,因点为线段的中点,则(*)
又在椭圆(即)上,则 ①, ② ,
由,可得,
将(*)代入,化简得,即,可知直线的斜率为,
故直线的方程为:,即.
故选:B.
3.(24-25高二上·云南昆明·期末)已知原点为,椭圆与直线交于两点,线段的中点为,若直线的斜率为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用点差法,结合斜率公式即可求解.
【详解】设,则且,
故,故,
故,即,
因此,
故选:D
4.(24-25高二上·安徽六安·期中)已知椭圆的其中一个焦点为,过点的直线交椭圆于,两点,若的中点坐标为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设椭圆的方程为,利用点差法结合已知条件能求出椭圆方程.
【详解】设椭圆的方程为,
由题意知,且直线的斜率,
设,则,
两式相减得,
由的中点坐标为,知,
所以,
所以,即,
又,所以,
故椭圆C的方程为.
故选:C.
5.(24-25高二上·天津和平·期末)已知椭圆上存在两点关于直线对称,若椭圆离心率为,则的中点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设点、,线段的中点为,由已知条件可得出,利用点差法以及点在直线上,可得出关于、的等式,解出这两个量的值,即可得出线段的中点坐标.
【详解】设点、,线段的中点为,则,
由题意,椭圆的离心率为,可得,
因为、关于直线对称,且直线的斜率为,
则,
将点、的坐标代入椭圆方程可得,
上述两个等式作差可得,
可得,
即,即,即,
又因为点在直线上,则,
则有,解得,故线段的中点为.
故选:A.
二、填空题
6.(24-25高二上·广东广州·月考)过点作直线与椭圆交于,两点,若线段的中点为,线段的长度是 .
【答案】
【分析】用点差法求出直线的斜率,再用点斜式求出直线的方程,结合弦长公式即可求出结果.
【详解】设,,因为线段的中点为,
根据中点坐标公式得:,,
由,在椭圆上,有,两式相减化简得:
,
所以,即直线的斜率为,
可得直线的方程为:,即,
联立方程,消去得:,
则,,
所以线段的长度是:
,
故答案为:
【题型09:椭圆中的定点、定值问题】
一、解答题
1.(24-25高二下·云南昆明·月考)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.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)由椭圆的离心率及过点,结合,列方程求解即可.
(2)设直线l的方程为,与椭圆方程联立,韦达定理,由题意,结合韦达定理利用数量积的坐标运算求解,即可得解.
【详解】(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.
2.(24-25高二上·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
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题意可得,设椭圆,求得椭圆的另一个焦点坐标,利用定义求解,再求得b,即可求出椭圆方程.
(2)由已知得,联立直线方程与椭圆方程,利用根与系数的关系可得A,B横纵坐标的和与积,结合AD⊥BD,得,由此求解m值,当时,有,直线l经过定点.
【详解】(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.
3.(24-25高二上·福建莆田·期末)已知椭圆过点和.过作直线l与椭圆交于C、D两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)记直线的斜率分别为,证明是定值;
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)代入点坐标计算可得,可得椭圆的标准方程;
(2)联立直线和椭圆方程并利用韦达定理求得的表达式并化简可得结论.
【详解】(1)因为椭圆过点和,
代入椭圆表达式可得;
所以椭圆的标准方程为.
(2)证明:设,
直线的斜率一定存在,设为,
如下图所示:
联立,消去得到,
易知,可得;
且,
,
故是定值.
4.(23-24高二上·重庆·月考)已知椭圆:的焦点与双曲线的焦点重合,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作斜率不为的直线,交椭圆于两点,点,若为定值,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出双曲线的焦点坐标,再根据椭圆的离心率公式即可求解;
(2)设,,设直线方程为,由及韦达定理得,,由平面向量数量积的坐标运算得,故,求解即可.
【详解】(1)双曲线的焦点为,,
对椭圆:有,
又椭圆的离心率为,则由,得,
又有,
椭圆的标准方程为;
(2)设,,设直线方程为,
由,整理得:,
由,
,,
,,
,
要使为定值,则,
即,即,
解得:或舍,
故.
5.(24-25高二上·河南南阳·期中)已知椭圆C:的左焦点为F,若C的焦距为且经过点,过点F的直线交椭圆于P,Q两点.
(1)求椭圆方程;
(2)若直线与x轴不垂直,在x轴上是否存在点使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【分析】(1)由焦距为可求得,再将点代入椭圆C方程即可求得,进而求解即可;
(2)结合题意易得,转化为,联立直线与椭圆方程,由韦达定理代入运算得解.
【详解】(1)由题意,,即,则①;
又点在椭圆C上,故②,
联立①②解方程组得,,,
所以椭圆C的方程为.
(2)假设存在点,使得恒成立,
易知点,设点,,
设直线的方程为:,
联立方程组得,,
则由根与系数的关系得,,,(*)
若满足,则,即,
整理得,,
又,,代入上式得,,
整理得,,
将(*)式代入得,,
又,解得,
故存在点使得恒成立.
一、单选题
1.(24-25高二上·安徽淮南·期中)中心为原点,焦点在轴上,且长轴长与短轴长之比为,焦距为的椭圆方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】依据题干信息得出的值即可得椭圆方程.
【详解】设椭圆方程为,则且,得,故椭圆方程为.
故选:A.
2.(2024·浙江台州·一模)椭圆与椭圆的( )
A.长轴长相等 B.短轴长相等 C.离心率相等 D.焦距相等
【答案】D
【分析】根据椭圆的方程,求得长短半轴长及半焦距、离心率,即可判断.
【详解】对于椭圆的长短半轴长及半焦距分别为,
对于椭圆的长短半轴长及半焦距分别为,
所以它们的长轴不相等,短轴不相等,离心率不相等,焦距相等.
故选:D
3.(24-25高二上·福建福州·期末)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆和双曲线中关系和离心率公式即可得到答案.
【详解】由双曲线方程知,且焦点在轴上,
所以在椭圆中,则,离心率.
故选:A.
4.(24-25高二上·安徽·月考)已知直线经过椭圆的两个顶点,则椭圆的一个焦点为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出直线与坐标轴的交点即得椭圆的两顶点,从而可得焦点坐标.
【详解】解:由已知与坐标轴的交点为,
所以椭圆的两个顶点分别为,
故椭圆,
焦点在y轴上,一个焦点为.
故选:A.
5.(24-25高二上·河北唐山·期末)设椭圆的左,右焦点分别为,过作垂直于轴的直线交于两点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用勾股定理求出可得答案.
【详解】若,则,
所以,
可得,所以椭圆的离心率为.
故选:C.
6.(24-25高二上·云南丽江·月考)已知,分别为椭圆E:的两个焦点,P是椭圆E上的点,,且,则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用椭圆的定义结合勾股定理,建立方程求出离心率.
【详解】由椭圆定义得,而,则,
又,,于是,解得,
所以椭圆的离心率为,
故选:A
7.(24-25高二上·重庆·期末)已知椭圆的上,下顶点分别为,左顶点为,左焦点为,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用椭圆的性质,得,结合条件得到,即可求解.
【详解】易知,
则,又,则,
得到,所以,解得或(舍),
故选:C.
8.(23-24高二上·陕西西安·期末)若直线与圆相离,则过点的直线与椭圆的交点个数是( )
A.0或1 B.0 C.1 D.2
【答案】D
【分析】由直线与圆相离得,则点在椭圆的内部,由此即可得解.
【详解】由题意直线与圆相离,所以圆心到直线的距离,即,
而,即点在椭圆的内部,
所以过点的直线与椭圆的交点个数是2.
故选:D.
9.(23-24高二上·重庆·期末)若椭圆C:的离心率为,左顶点为A,点P,Q为C上任意两点且关于y轴对称,则直线AP和直线AQ的斜率之积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆离心率求得,设,表示出的表达式,结合椭圆方程化简,即可得答案.
【详解】由题意知椭圆C:的离心率为,
即,
设,则,又,
故,
又,故,
故选:C
10.(24-25高二下·湖南·月考)设,为椭圆的两个焦点,若在上存在点,满足,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意,只需在左右顶点时,,据此计算即可求得的离心率的取值范围.
【详解】由椭圆,可知焦点,在轴上,且,
所以,
在上存在点,满足,在左右顶点时,取到最大值,
只需在左右顶点时,,
所以,所以,所以,解得,
又椭圆的离心率小于1,所以的离心率的取值范围为.
故选:B.
11.(24-25高二上·天津·期末)已知椭圆的左、右顶点分别为A,B,点在椭圆上(异于,设直线AP的斜率为,直线BP的斜率为,且,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,再根据,结合椭圆的方程,可得,再根据离心率公式求解范围即可.
【详解】设,则,故,即,
故,即.
故,故.
故选:A
12.(23-24高二上·四川绵阳·期末)已知,分别为椭圆的两个焦点,椭圆C上的一点P满足,且,则a的值为( )
A.3 B.2 C.1 D.
【答案】A
【分析】根据正弦定理结合已知得出,根据勾股定理得出.根据离心率公式,结合椭圆的定义,即可得出.根据焦点即可得出答案.
【详解】
由正弦定理得.
又,则,
又,得,
所以,,,
所以椭圆C的离心率.
又,所以.
故选:A.
13.(23-24高二上·浙江舟山·期末)已知,为椭圆上的动点,直线与圆相切,切点恰为线段的中点,当直线斜率存在时点的横坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,利用点差法可得,因为点为直线与圆的切点,所以,可求解.
【详解】设,
设直线,且,
则,作差得:,
由,所以,①
因为点为直线与圆的切点,所以,②
由①②消去可得,解得.
故选:A.
【点睛】方法点睛:利用点差法解决圆锥曲线中点弦有关问题,以及圆的切线有关性质的灵活运用.
二、填空题
14.(24-25高二上·辽宁大连·期中)已知椭圆和椭圆的离心率分别为和,若,则 .
【答案】或.
【分析】根据离心率定义求椭圆的离心率,结合条件确定椭圆的离心率,讨论焦点位置列方程求.
【详解】设椭圆的长半轴长为,短半轴长为,半焦距为,
则, , ,
所以椭圆的离心率,又,
所以,
设椭圆的长半轴长为,短半轴长为,半焦距为,
则,所以,
所以,
当椭圆的焦点在轴上时,,所以,
当椭圆的焦点在轴上时,,所以,
所以或.
故答案为:或.
15.(23-24高二上·安徽亳州·月考)已知椭圆E:的左、右焦点分别为A,B,若E上存在点P满足:,则E的离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据椭圆的性质分析可得,进而可求离心率.
【详解】设椭圆E的上顶点为Q,
则,则,
又因为,则,
即E的离心率的取值范围是.
故答案为:.
16.(23-24高二上·广西玉林·月考)已知椭圆,过点的直线与椭圆交于,两点,且满足,则直线的斜率为 .
【答案】
【分析】由,得点为线段的中点,然后利用点差法可求出直线的斜率.
【详解】因为,则在椭圆内,可知直线与椭圆总有两个交点,
因为,即点为线段的中点,
设,,,,显然,则,,
,可得,
则,即,
所以,即直线的斜率,
故答案为:
17.(24-25高二上·上海·月考)在椭圆上任意一点P,左右焦点分别为,若有,则点P纵坐标的取值范围为 .
【答案】
【分析】设,结合将数量积坐标化,利用椭圆方程消建立关于的不等式,再由椭圆的几何性质得范围取交集可得.
【详解】由椭圆方程,得,
则,所以.
设,由题意得,
则,所以.
由,
解得,所以,解得,或,
所以点P纵坐标的取值范围为.
故答案为:.
18.(24-25高二下·河南洛阳·月考)已知椭圆:的左、右焦点分别是,,过点的直线与椭圆交于,两点.若,且,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【分析】先设,再结合椭圆定义及垂直关系得出即可求出离心率.
【详解】设,则,,,
所以.
在中,,所以,
解得,所以,,
所以,
所以离心率.
故答案为:.
19.(24-25高二上·安徽淮南·期中)已知椭圆的左焦点为,右焦点为,若椭圆上存在一点,满足线段与以椭圆的短轴为直径的圆相切,切点为线段的中点,则该椭圆的离心率为 .
【答案】/
【分析】设线段的中点为,连接,求出、,利用勾股定理可得出关于、、的齐次等式,即可解得该椭圆的离心率的值.
【详解】设线段的中点为,连接,
由题意知,,
因为为的中点,所以,是的中位线,则,
由椭圆的定义知,
又,,
在直角三角形中,由勾股定理得:,即,
又,可得,故有,
由此可求得离心率,
故答案为:.
三、解答题
20.(2024高二·全国·专题练习)写出分别满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点坐标为,,且椭圆经过点;
(2)椭圆经过,两点;
(3)焦距等于,且椭圆经过点.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)根据焦点位置可假设方程,结合所过点和椭圆关系即可求解;
(2)根据所过点可得长轴为轴,假设椭圆方程,结合所过点可得结果;
(3)采用待定系数法,代入所过点坐标即可求得结果.
【详解】(1)椭圆焦点在轴上,可设其方程为:;
椭圆过点,,又,,
椭圆标准方程为:;
(2),椭圆长轴为轴,可设其方程为,
则,,椭圆标准方程为:;
(3)椭圆焦距为,,
设椭圆方程为:或,
椭圆过点,,解得:,
椭圆标准方程为:或.
21.(2024高二上·全国·专题练习)已知直线与椭圆.
(1)若它们有两个公共点,求的取值范围;
(2)若它们只有一个公共点,求公共点的横坐标.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据题意,联立方程组,结合,即可求解;
(2)根据题意,结合,求得的值,代入方程,即可求解.
【详解】(1)解:根据题意,联立方程组,整理得到,
由,解得,
所以实数的取值范围为.
(2)解:由(1)中,令,解得或,
当时,可得,解得;
当时,可得,解得,
所以公共点的横坐标为或.
22.(23-24高二上·福建龙岩·期中)已知椭圆的短轴长和焦距均为.
(1)求的方程;
(2)若直线与没有公共点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知条件求出、的值,可得出的值,由此可得出椭圆的方程;
(2)将直线的方程与椭圆的方程联立,由可解得实数的取值范围.
【详解】(1)解:由题意得,得,则,
所以的方程为.
(2)解:联立得,
因为与没有公共点,所以,
得或,即的取值范围为.
23.(24-25高二上·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.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用轨迹法,结合条件列式,即可求解;
(2)联立直线与椭圆方程,代入弦长公式,即可求解.
【详解】(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.
24.(24-25高二下·河南·期中)已知椭圆经过点,且的离心率.
(1)求的方程;
(2)若直线经过点且与相切,求的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,列出关于的方程组,求得的值,即可得到椭圆的方程;
(2)设直线的斜率为,得到直线的方程为,联立方程组,结合,求得的值,即可得到的方程.
【详解】(1)解:由椭圆经过点,且的离心率,
可得,且,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)解:当过的直线的斜率不存在时,此时,显然不符合题意,
设直线的斜率为,则直线的方程为,即,
联立方程组,整理得,
因为直线与椭圆相切,所以,
整理得,解得,
所以的方程为,即.
25.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)已知椭圆,其中离心率为,且过点
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线被椭圆截得的弦长为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意,表示椭圆离心率,将点代入椭圆方程,联立方程求解;
(2)分别表示出直线方程,结合弦长公式求解.
【详解】(1)因为椭圆,其中离心率为,且过点,
所以,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)
过点的直线斜率不存在时,直线方程为,此时截得的弦长为,不符题意;
当斜率存在时,设直线方程为,即,
联立,得,
设直线与椭圆的交点为,
则,,
则,
解得,
所以直线的方程.
26.(24-25高二下·山东菏泽·月考)已知椭圆的离心率为,焦距为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线的斜率为,且与坐标轴的交点均在椭圆内部,直线与椭圆交于两点,求线段的长度的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,得到且,求得的值,即可得到椭圆的方程;
(2)设直线:,且,联立方程,设,,由韦达定理结合椭圆弦长公式得到,进而求得的取值范围.
【详解】(1)因为的离心率为,且焦距为,
可得且,解得,,则,
所以椭圆的标准方程为.
(2)直线的斜率为,且与坐标轴的交点均在椭圆内部,
设直线:,且,
联立方程组,整理得,
设,,则,,
因此
,
由,可得,即,
所以的取值范围为.
27.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知椭圆的右焦点为,点在上,且轴.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于两点,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出椭圆的焦点坐标,再利用椭圆定义求出即可.
(2)设出直线方程,与椭圆方程联立,结合韦达定理表示出三角形面积,利用基本不等式求出最大值.
【详解】(1)依题意,右焦点,则左焦点,而,轴,
则,于是,
解得,,所以椭圆的方程为.
(2)依题意,直线不垂直于轴,设其方程为,
由消去并整理得,
,解得,
设,则
则面积,
令,则,且,
,当且仅当,即时取等号,
所以面积的最大值为.
28.(24-25高二下·重庆·月考)已知椭圆的离心率,其焦点三角形面积的最大值是.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作直线.
(i)若是椭圆在第一象限的切线,求的方程.
(ii)若直线与椭圆交于两点,是坐标原点,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)
【分析】(1)根据椭圆离心率及焦点三角形面积的最大值结合关系列方程求解;
(2)(i)先设直线方程再联立方程组根据相切得出判别式为0计算求解;设直线联立方程组结合弦长公式及点到直线距离得出面积,最后换元后应用基本不等式计算得出面积最大值.
【详解】(1)因为焦点三角形面积的最大值是,
根据题意可得,解得,则椭圆方程为;
(2)(i)设直线为:,
联立,得,
则,即或,
因为是椭圆在第一象限的切线,所以,
所以方程为
(ii)当直线垂直于轴时,三点共线,不能构成三角形,
故直线的斜率存在,则设直线为:,
设,
联立,得,
则,即或,
,则,
点到直线的距离为,
则,
令,则,则,
当且仅当,即时等号成立,面积的最大值为.
29.(24-25高二下·安徽安庆·月考)已知椭圆右顶点到左焦点的距离为,上顶点的坐标为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设,,是椭圆上关于轴对称的任意两个不同的点,连结交椭圆于另一点,证明直线与轴相交于定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意可得,结合可求出;
(2)假设设直线的方程,与椭圆联立,进而由韦达定理可得;求出直线的方程,令可求出其横坐标,再结合的值代入化简即可.
【详解】(1)由题意可得 :且,
解得:,
所以椭圆的方程为;
(2)由题意,可设直线的方程为 ,,则
联立方程组消去得方程:,
,
所以,
所以直线的方程为:,
令,则,
故直线过定点.
30.(2025·陕西汉中·一模)已知,是椭圆()的左,右焦点,焦距为2,离心率,过左焦点的直线交椭圆于两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求证为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题意,列方程组,求出的值,即得椭圆方程;
(2)设,直线方程为并与椭圆方程联立,写出韦达定理,求出弦长,利用两点之间距离公式化简 ,将韦达定理代入计算即得证.
【详解】(1)由题可知,解得,
故椭圆C的标准方程是
(2)设,依题可设直线方程为,
由,消去可得:,
故
于是,,
故
,
故为定值.
31.(2025·广西南宁·模拟预测)已知椭圆,分别为椭圆E的左,右焦点,A,B分别为椭圆E的上、下顶点,且.
(1)求椭圆E的方程;
(2)已知过的直线与椭圆E交于M,N两点,且直线l不过椭圆四个顶点.
(ⅰ)若直线的倾斜角为,求的面积;
(ⅱ)若M在x轴上方,直线与直线的斜率分别为,且,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【分析】(1)根据焦距,短轴概念,计算即可;
(2)(ⅰ)先设出直线方程,与椭圆方程联立,消去得到关于的一元二次方程,利用韦达定理得出与的值,再根据公式算出其值.最后根据三角形面积公式求出面积.
(ⅱ)本题先设出直线的方程,然后联立直线与椭圆方程,得到关于的一元二次方程,利用韦达定理得到与的表达式.再根据已知条件列出等式,通过化简等式并结合韦达定理求出的值,进而得到直线的方程.
【详解】(1)由题意知
椭圆方程为
(2)(ⅰ)设
联立,消去x得
(ⅱ)已知直线的方程为,与椭圆方程联立:
将代入可得.
展开并整理得.
所以.
由韦达定理可得,.
因为,根据斜率公式可得:
,即.
又因为,,所以.
展开得.
移项可得.
将,代入:
因为,等式两边同时除以得.
即.
两边同时乘以得.
移项可得,解得.
把代入得.
整理得.
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专题23 椭圆的简单几何性质
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:椭圆的简单几何性质
焦点的位置
焦点在轴上
焦点在轴上
图形
标准方程
()
()
范围
,
,
顶点
,,
,
轴长
短轴长=,长轴长=
焦点
焦距
对称性
对称轴:轴、轴 对称中心:原点
离心率
,
注:离心率:椭圆焦距与长轴长之比:. ()
当越接近1时,越接近,椭圆越扁;
当越接近0时,越接近0,椭圆越接近圆;
当且仅当时,图形为圆,方程为
【常用结论】
①与椭圆共焦点的椭圆方程可设为:
②椭圆的图象中线段的几何特征(如下图):
(1);
(2),,;
(3),,;
知识点02:直线与椭圆的位置关系
1、位置关系的判断
直线与椭圆的位置关系
联立消去y得一个关于x的一元二次方程.
①直线和椭圆相交直线和椭圆有两个交点(或两个公共点);
②直线和椭圆相切直线和椭圆有一个切点(或一个公共点);
③直线和椭圆相离直线和椭圆无公共点.
2、直线与椭圆相交的弦长公式
(1)定义:连接椭圆上两个点的线段称为椭圆的弦.
(2)求弦长的方法
①交点法:将直线的方程与椭圆的方程联立,求出两交点的坐标,然后运用两点间的距离公式来求.
②根与系数的关系法:
若直线与圆锥曲线相交与、两点,则:
弦长
弦长
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
;
3、解决直线与圆锥曲线相交问题的常用步骤:
(1)得出直线方程,设交点为,;
(2)联立直线与曲线方程,得到关于x(或y)的一元二次方程;
(3)写出根与系数的关系;
(4)将所求问题或题中关系转化为关于,的形式;
(5)代入求解.
知识点03:中点弦问题与点差法
1、若椭圆与直线交于两点,为中点,且与斜率存在时,则;(焦点在x轴上时),当焦点在轴上时,
证明:设,,则椭圆
两式相减得
.
.
【题型01:椭圆的简单几何性质】
一、解答题
1.(23-24高二上·全国·课后作业)求下列各椭圆的长轴长、短轴长、焦距、顶点坐标、焦点坐标和离心率,并画出它们的草图:
(1);
(2).
二、单选题
2.(23-24高二上·江苏盐城·期中)已知椭圆的一个焦点坐标为,则实数m的值为( )
A.1 B.4 C.7 D.9
3.(24-25高二上·河南南阳·期中)已知椭圆的短轴长为4,则( )
A.2 B.4 C.8 D.16
4.(23-24高二上·全国·课后作业)椭圆上的点的横、纵坐标的范围分别为( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·江苏南通·期中)椭圆与椭圆的( )
A.长轴长相等 B.短轴长相等
C.焦距相等 D.离心率相等
6.(24-25高二上·浙江台州·期末)已知椭圆的标准方程为,下列说法正确的是( )
A.椭圆的长轴长为2
B.椭圆的焦点坐标为
C.椭圆关于直线对称
D.当点在椭圆上时,
【题型02:由椭圆的简单几何性质求标准方程】
一、解答题
1.(23-24高二上·全国·课后作业)求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)长轴长为6,离心率为;
(2)经过点,离心率为,焦点在x轴上;
(3)x轴上的一个焦点与短轴两个端点的连线互相垂直,且焦距为6.
2.(2024高二上·全国·专题练习)求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)长轴长是短轴长的5倍,且过点;
(2)离心率,焦距为12.
3.(24-25高二上·江西宜春·月考)(1)求与椭圆的焦点相同,且经过点的椭圆的标准方程.
(2)求与椭圆离心率相同,且经过点的椭圆的标准方程.
4.(24-25高二上·天津静海·月考)已知椭圆,
(1)已知椭圆的一个焦点坐标为,且长轴长是短轴长的倍.求椭圆的方程;
(2)已知椭圆的离心率为,直线与圆相切,求椭圆的方程;
【题型03:求椭圆离心率的值】
一、单选题
1.(24-25高二下·云南丽江·月考)若椭圆的焦距为,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·贵州铜仁·期末)已知椭圆C:()的左顶点到上焦点的距离为2,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·江苏镇江·期末)设椭圆的左,右焦点分别为,点P在C上,若,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二下·广西·月考)已知椭圆的左、右焦点分别是,P是椭圆外一点,直线的倾斜角为,,线段的中点在C上,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
5.(2025·广东·一模)已知是椭圆的两个焦点,为上一点,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二下·广西南宁·开学考试)已知椭圆的左,右焦点分别为,过上顶点作直线交椭圆于另一点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【题型04:求椭圆离心率的取值范围】
一、单选题
1.(24-25高二上·北京石景山·期末)已知是椭圆的两个焦点,满足的点总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·河北邯郸·期末)已知,分别是椭圆C:的左、右焦点,点P是C上一点,若,则C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·江苏无锡·月考)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,若C上存在一点P,使得,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·河南焦作·期末)阿波罗尼斯的《圆锥曲线论》中给出了椭圆的一个基本性质:如图,过椭圆上任意一点作长轴的垂线(点与点,均不重合),垂足为,则为常数.若,则该椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、填空题
5.(24-25高二上·浙江·月考)已知椭圆:的左、右焦点分别为、,若总存在一条过的直线,使得点关于直线的对称点在椭圆上,则椭圆的离心率的取值范围是 .
6.(23-24高二上·广东深圳·期中)已知椭圆C:()的左、右两焦点分别是、,其中.椭圆C上存在一点,满足,则椭圆的离心率的取值范围是
【题型05:椭圆离心率中的参数问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·辽宁·期中)记椭圆的离心率为,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·江苏宿迁·开学考试)已知椭圆的离心率为,是的两个焦点,为上一点,若的周长为,则椭圆的焦距为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·江苏扬州·期中)椭圆可以看作圆沿定直线方向拉伸或压缩而得.如图,M是圆O上动点,M在y轴上身影为N,则满足()的动点P的轨迹是椭圆.若椭圆的离心率,则λ=( )
A.2 B. C. D.
二、填空题
4.(24-25高二上·天津红桥·月考)已知椭圆的离心率,则实数 .
5.(2024·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 .
【题型06:直线与椭圆的位置关系】
一、单选题
1.(23-24高二上·江西·期末)直线与椭圆()的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
2.(23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末)已知直线,椭圆,则与的位置关系为( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.相交或相切
二、解答题
3.(2024高二·全国·专题练习)已知直线l:y=2x+m,椭圆C:1.试问当m取何值时,直线l与椭圆C:
(1)有两个不重合的公共点?
(2)有且只有一个公共点?
(3)没有公共点?
4.(23-24高二下·陕西咸阳·期末)已知椭圆:的离心率为,焦距为4.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与椭圆相切,且直线与直线:平行,求直线的斜截式方程.
5.(24-25高二上·上海·课后作业)已知椭圆C的两焦点为,,P为椭圆上一点,且到两个焦点的距离之和为6.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若已知直线,当m为何值时,直线与椭圆C有公共点?
【题型07:弦长及三角形面积问题】
一、解答题
1.(24-25高二下·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.
2.(24-25高二上·上海·期末)已知椭圆的方程为,、为其左、右焦点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若直线被椭圆截得的线段长为,求的值.
3.(24-25高二上·新疆喀什·期末)过椭圆的左焦点作倾斜角为的直线,与椭圆相交于、两点.
(1)求弦长;
(2)求的面积.
4.(24-25高二下·云南昆明·期中)已知动点到两定点,的距离之和为定值,且过点.
(1)求动点的轨迹方程C;
(2)若过点的直线与交于两点,为坐标原点,面积为,求直线的方程.
5.(24-25高二下·辽宁朝阳·开学考试)已知椭圆的离心率为,,分别是椭圆的左右焦点,过点的直线交椭圆于两点,且的周长为
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与交于两点,求面积的最大值.
6.(2025·江西·二模)在直角坐标平面内,设是圆上的动点,过作轴的垂线,垂足为,点满足,动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过点的动直线交于两点,求面积的最大值.
【题型08:中点弦问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·天津·月考)椭圆中,以点为中点的弦所在直线斜率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·甘肃酒泉·期末)已知椭圆与直线交于两点,若点为线段的中点,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·云南昆明·期末)已知原点为,椭圆与直线交于两点,线段的中点为,若直线的斜率为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·安徽六安·期中)已知椭圆的其中一个焦点为,过点的直线交椭圆于,两点,若的中点坐标为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·天津和平·期末)已知椭圆上存在两点关于直线对称,若椭圆离心率为,则的中点坐标为( )
A. B. C. D.
二、填空题
6.(24-25高二上·广东广州·月考)过点作直线与椭圆交于,两点,若线段的中点为,线段的长度是 .
【题型09:椭圆中的定点、定值问题】
一、解答题
1.(24-25高二下·云南昆明·月考)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.
2.(24-25高二上·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
3.(24-25高二上·福建莆田·期末)已知椭圆过点和.过作直线l与椭圆交于C、D两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)记直线的斜率分别为,证明是定值;
4.(23-24高二上·重庆·月考)已知椭圆:的焦点与双曲线的焦点重合,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作斜率不为的直线,交椭圆于两点,点,若为定值,求点的坐标.
5.(24-25高二上·河南南阳·期中)已知椭圆C:的左焦点为F,若C的焦距为且经过点,过点F的直线交椭圆于P,Q两点.
(1)求椭圆方程;
(2)若直线与x轴不垂直,在x轴上是否存在点使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
一、单选题
1.(24-25高二上·安徽淮南·期中)中心为原点,焦点在轴上,且长轴长与短轴长之比为,焦距为的椭圆方程为( )
A. B. C. D.
2.(2024·浙江台州·一模)椭圆与椭圆的( )
A.长轴长相等 B.短轴长相等 C.离心率相等 D.焦距相等
3.(24-25高二上·福建福州·期末)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·安徽·月考)已知直线经过椭圆的两个顶点,则椭圆的一个焦点为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·河北唐山·期末)设椭圆的左,右焦点分别为,过作垂直于轴的直线交于两点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二上·云南丽江·月考)已知,分别为椭圆E:的两个焦点,P是椭圆E上的点,,且,则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·重庆·期末)已知椭圆的上,下顶点分别为,左顶点为,左焦点为,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二上·陕西西安·期末)若直线与圆相离,则过点的直线与椭圆的交点个数是( )
A.0或1 B.0 C.1 D.2
9.(23-24高二上·重庆·期末)若椭圆C:的离心率为,左顶点为A,点P,Q为C上任意两点且关于y轴对称,则直线AP和直线AQ的斜率之积为( )
A. B. C. D.
10.(24-25高二下·湖南·月考)设,为椭圆的两个焦点,若在上存在点,满足,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
11.(24-25高二上·天津·期末)已知椭圆的左、右顶点分别为A,B,点在椭圆上(异于,设直线AP的斜率为,直线BP的斜率为,且,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
12.(23-24高二上·四川绵阳·期末)已知,分别为椭圆的两个焦点,椭圆C上的一点P满足,且,则a的值为( )
A.3 B.2 C.1 D.
13.(23-24高二上·浙江舟山·期末)已知,为椭圆上的动点,直线与圆相切,切点恰为线段的中点,当直线斜率存在时点的横坐标为( )
A. B. C. D.
二、填空题
14.(24-25高二上·辽宁大连·期中)已知椭圆和椭圆的离心率分别为和,若,则 .
15.(23-24高二上·安徽亳州·月考)已知椭圆E:的左、右焦点分别为A,B,若E上存在点P满足:,则E的离心率的取值范围是 .
16.(23-24高二上·广西玉林·月考)已知椭圆,过点的直线与椭圆交于,两点,且满足,则直线的斜率为 .
17.(24-25高二上·上海·月考)在椭圆上任意一点P,左右焦点分别为,若有,则点P纵坐标的取值范围为 .
18.(24-25高二下·河南洛阳·月考)已知椭圆:的左、右焦点分别是,,过点的直线与椭圆交于,两点.若,且,则椭圆的离心率为 .
19.(24-25高二上·安徽淮南·期中)已知椭圆的左焦点为,右焦点为,若椭圆上存在一点,满足线段与以椭圆的短轴为直径的圆相切,切点为线段的中点,则该椭圆的离心率为 .
三、解答题
20.(2024高二·全国·专题练习)写出分别满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点坐标为,,且椭圆经过点;
(2)椭圆经过,两点;
(3)焦距等于,且椭圆经过点.
21.(2024高二上·全国·专题练习)已知直线与椭圆.
(1)若它们有两个公共点,求的取值范围;
(2)若它们只有一个公共点,求公共点的横坐标.
22.(23-24高二上·福建龙岩·期中)已知椭圆的短轴长和焦距均为.
(1)求的方程;
(2)若直线与没有公共点,求的取值范围.
23.(24-25高二上·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.
24.(24-25高二下·河南·期中)已知椭圆经过点,且的离心率.
(1)求的方程;
(2)若直线经过点且与相切,求的方程.
25.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)已知椭圆,其中离心率为,且过点
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线被椭圆截得的弦长为,求直线的方程.
26.(24-25高二下·山东菏泽·月考)已知椭圆的离心率为,焦距为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线的斜率为,且与坐标轴的交点均在椭圆内部,直线与椭圆交于两点,求线段的长度的取值范围.
27.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知椭圆的右焦点为,点在上,且轴.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于两点,求面积的最大值.
28.(24-25高二下·重庆·月考)已知椭圆的离心率,其焦点三角形面积的最大值是.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作直线.
(i)若是椭圆在第一象限的切线,求的方程.
(ii)若直线与椭圆交于两点,是坐标原点,求面积的最大值.
29.(24-25高二下·安徽安庆·月考)已知椭圆右顶点到左焦点的距离为,上顶点的坐标为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设,,是椭圆上关于轴对称的任意两个不同的点,连结交椭圆于另一点,证明直线与轴相交于定点.
30.(2025·陕西汉中·一模)已知,是椭圆()的左,右焦点,焦距为2,离心率,过左焦点的直线交椭圆于两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求证为定值.
31.(2025·广西南宁·模拟预测)已知椭圆,分别为椭圆E的左,右焦点,A,B分别为椭圆E的上、下顶点,且.
(1)求椭圆E的方程;
(2)已知过的直线与椭圆E交于M,N两点,且直线l不过椭圆四个顶点.
(ⅰ)若直线的倾斜角为,求的面积;
(ⅱ)若M在x轴上方,直线与直线的斜率分别为,且,求直线l的方程.
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