内容正文:
椭圆
课前学习任务
一、必备知识
知识点一 椭圆的定义
平面内与两个定点F1、F2的 距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的 焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的 焦距.
注:若集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a、c为常数,则有如下结论:
(1)若a>c,则集合P为 椭圆;
(2)若a=c,则集合P为 线段F1F2;
(3)若a<c,则集合P为 空集.
知识点二 椭圆的标准方程和几何性质
标准方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
图形
性质
范围
-a≤x≤a
-b≤y≤b
-b≤x≤b
-a≤y≤a
对称性
对称轴:坐标轴
对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a)
B1(-b,0),B2(b,0)
轴
长轴A1A2的长为 2a;
短轴B1B2的长为 2b
焦距
|F1F2|= 2c
离心率
e= ∈(0,1)
a、b、c
的关系
c2=a2-b2
归 纳 拓 展
1.a+c与a-c分别为椭圆上的点到焦点距离的最大值和最小值;a与b分别为椭圆上的点到原点距离的最大值和最小值.
2.过椭圆的焦点且与长轴垂直的弦|AB|=,称为通径.
3.若过焦点F1的弦为AB,则△ABF2的周长为4a.
4.e=.离心率e越大,椭圆越扁;离心率e越小,椭圆越圆.
5.椭圆的焦点在x轴上⇔标准方程中x2项的分母较大,椭圆的焦点在y轴上⇔标准方程中y2项的分母较大.
6.AB为椭圆+=1(a>b>0)的弦,A(x1,y1),B(x2,y2),弦中点M(x0,y0),则
(1)弦长|AB|=|x1-x2|=|y1-y2|;
(2)直线AB的斜率kAB=-.
7.若M、N为椭圆+=1(a>b>0)长轴端点,P是椭圆上不与M、N重合的点,则kPM·kPN=-.
二、双基自测
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.( )
(2)椭圆的离心率e越大,椭圆就越圆.( )
(3)方程mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)表示的曲线是椭圆.( )
(4)+=1(a>b>0)与+=1(a>b>0)的焦距相同.( )
2.(选择性必修1P115T6)如图所示,A是圆O内一定点,B是圆周上一个动点,AB的中垂线CD与OB交于点E,则点E的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆
C.双曲线 D.抛物线
3.(多选题)(选择性必修1P115T4)长轴长是短轴长的3倍;且经过点P(3,0)的椭圆的标准方程为( )
A.+y2=1 B.+=1
C.x2+=1 D.+=1
4.(2022·全国甲卷)椭圆C:+=1(a>b>0)的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线AP,AQ的斜率之积为,则C的离心率为( )
A. B.
C. D.
5.(2023·新课标Ⅱ卷)已知椭圆C:+y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,直线y=x+m与C交于A,B两点,若△F1AB面积是△F2AB面积的2倍,则m=( )
A. B.
C.- D.-
课堂核心考点
考点一椭圆的定义及应用
例1.过点A(2,0)且与圆x2+y2+4x-32=0内切的圆的圆心的轨迹方程为____________.
2.(2025·江苏南京外国语学校调研)设点P是椭圆C:+=1上的动点,F为C的右焦点,定点A(2,1),则|PA|+|PF|的取值范围是____________.
[引申]本例2中,若F1为椭圆的左焦点,则|PA|+|PF1|的最大值为________,|PF1|·|PF|的最大值为________,若直线PF交椭圆于另一点Q,则△F1PQ的周长为________,若∠F1PF=60°,则S△PFF1=________.
【变式训练】
(2024·吉林省吉林地区模拟)已知复数z满足|z+2|+|z-2|=6,则复数z在复平面内所对应的点的轨迹为( )
A.线段 B.圆
C.椭圆 D.双曲线
考点二 椭圆的标准方程
例1.短轴一个端点与两焦点组成一个正三角形,且焦点到同侧顶点的距离为的椭圆的标准方程为____________.
2.经过点P(-2,1),Q(,-2)两点的椭圆的标准方程为____________.
3.与椭圆+=1有相同离心率,且经过点(2,-)的椭圆的标准方程为____________.
4.(多选题)(2025·重庆调研)已知椭圆C:+=1的左、右焦点分别是F1,F2,左、右顶点分别是A1,A2,点P是椭圆C上异于A1,A2的任意一点,则下列说法正确的是( )
A.|PF1|+|PF2|=4
B.若△F1PF2的面积为2,则点P的横坐标为±
C.存在点P满足∠F1PF2=90°
D.直线PA1与直线PA2的斜率之积为-
[引申]若将本例3中“离心率”改为“焦点”,则椭圆的标准方程为____________.
【变式训练】
1.(多选题)若方程+=1所表示的曲线为C,则下面四个说法中正确的是( )
A.若1<t<3,则C为椭圆
B.若C为椭圆,且焦点在y轴上,则2<t<3
C.曲线C可能是圆
D.若C为双曲线,则t<1
2.(2022·全国甲卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,A1,A2分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若·=-1,则C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+y2=1
考点三 椭圆的几何性质
角度1 椭圆焦点、顶点、焦距、长轴、短轴
例(2025·安徽蚌埠质检)若椭圆C:+=1的离心率为,则椭圆C的长轴长为( )
A.6 B.或2
C.2 D.2或2
角度2 求椭圆的离心率
例1.(2024·江西名校教研联盟开学考)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的焦距为2,且ab=,则C的离心率为( )
A. B.
C. D.
2.(2025·江苏南通如皋中学测试)F1、F2分别是椭圆+=1(a>b>0)的左右焦点,过F2作直线交椭圆于A、B两点,已知AF1⊥BF1,∠ABF1=30°,则椭圆的离心率为( )
A. B.
C.- D.-
3.(2025·山西大同调研)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过点P(3c,0)作直线l交椭圆C于M,N两点,若=2,||=4||,则椭圆C的离心率为________.
角度3 求椭圆离心率的取值范围
例1.(2024·河南许昌中学定位考试)已知椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0).若椭圆上存在一点P使=,则该椭圆的离心率的取值范围为____________.
2.(2025·山西部分学校月考)设F1、F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左右焦点,若椭圆C上存在点P,使线段PF1的垂直平分线过点F2,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式训练】
1.(角度1)椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),点P在C上,|F2P|=2,∠F1F2P=,则C的长轴长为( )
A.2 B.2
C.2+ D.2+2
2.(角度2)(2025·广东三校模拟)已知点F,A分别是椭圆+=1(a>b>0)的左焦点、右顶点,B(0,b)满足·=0,则椭圆的离心率等于( )
A. B.
C. D.
3.(角度3)(2024·云南昆明一中双基检测)已知点P(x0,y0)是椭圆C:+=1(a>b>0)上的一点,F1,F2是C的两个焦点,若·≤0,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
课后素养提升
与椭圆有关的最值问题
例 1.(2025·浙江数海漫游模拟)已知F1,F2分别为椭圆C:+=1(a>b>0)的左右焦点,过F2的一条直线与C交于A,B两点,且AF1⊥AB,|BF2|=1,则椭圆长轴长的最小值是( )
A.4 B.3+2
C.6 D.4+2
2.(2024·山东烟台、德州诊断)在平面直角坐标系xOy中,点A(-1,0),B(2,3),向量=m+n,且m-n-4=0.若P为椭圆x2+=1上一点,则||的最小值为( )
A. B.
C. D.2
【变式训练】
(2024·江苏南通海安中学月考)P为椭圆C:+y2=1上一点,A(1,0),则|PA|最小值为( )
A.1 B.
C. D.
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椭圆
课前学习任务
一、必备知识
知识点一 椭圆的定义
平面内与两个定点F1、F2的 距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的 焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的 焦距.
注:若集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a、c为常数,则有如下结论:
(1)若a>c,则集合P为 椭圆;
(2)若a=c,则集合P为 线段F1F2;
(3)若a<c,则集合P为 空集.
知识点二 椭圆的标准方程和几何性质
标准方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
图形
性质
范围
-a≤x≤a
-b≤y≤b
-b≤x≤b
-a≤y≤a
对称性
对称轴:坐标轴
对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a)
B1(-b,0),B2(b,0)
轴
长轴A1A2的长为 2a;
短轴B1B2的长为 2b
焦距
|F1F2|= 2c
离心率
e= ∈(0,1)
a、b、c
的关系
c2=a2-b2
归 纳 拓 展
1.a+c与a-c分别为椭圆上的点到焦点距离的最大值和最小值;a与b分别为椭圆上的点到原点距离的最大值和最小值.
2.过椭圆的焦点且与长轴垂直的弦|AB|=,称为通径.
3.若过焦点F1的弦为AB,则△ABF2的周长为4a.
4.e=.离心率e越大,椭圆越扁;离心率e越小,椭圆越圆.
5.椭圆的焦点在x轴上⇔标准方程中x2项的分母较大,椭圆的焦点在y轴上⇔标准方程中y2项的分母较大.
6.AB为椭圆+=1(a>b>0)的弦,A(x1,y1),B(x2,y2),弦中点M(x0,y0),则
(1)弦长|AB|=|x1-x2|=|y1-y2|;
(2)直线AB的斜率kAB=-.
7.若M、N为椭圆+=1(a>b>0)长轴端点,P是椭圆上不与M、N重合的点,则kPM·kPN=-.
二、双基自测
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.( )
(2)椭圆的离心率e越大,椭圆就越圆.( )
(3)方程mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)表示的曲线是椭圆.( )
(4)+=1(a>b>0)与+=1(a>b>0)的焦距相同.( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√
2.(选择性必修1P115T6)如图所示,A是圆O内一定点,B是圆周上一个动点,AB的中垂线CD与OB交于点E,则点E的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆
C.双曲线 D.抛物线
[答案] B
[解析] 由题意知,|EA|+|EO|=|EB|+|EO|=r(r为圆的半径)且r>|OA|,故E的轨迹为以O,A为焦点的椭圆,故选B.
3.(多选题)(选择性必修1P115T4)长轴长是短轴长的3倍;且经过点P(3,0)的椭圆的标准方程为( )
A.+y2=1 B.+=1
C.x2+=1 D.+=1
[答案] AD
[解析] 若P为长轴的端点,则a=3,b=1,
椭圆的标准方程为+y2=1;
若P为短轴的端点,则b=3,a=9,
椭圆的标准方程为+=1.
4.(2022·全国甲卷)椭圆C:+=1(a>b>0)的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线AP,AQ的斜率之积为,则C的离心率为( )
A. B.
C. D.
[答案] A
[解析] A(-a,0),设P(x1,y1),则Q(-x1,y1),
则kAP=,kAQ=,
故kAP·kAQ=·==,
又+=1,则y=,
所以=,即=,
所以椭圆C的离心率e===.故选A.
5.(2023·新课标Ⅱ卷)已知椭圆C:+y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,直线y=x+m与C交于A,B两点,若△F1AB面积是△F2AB面积的2倍,则m=( )
A. B.
C.- D.-
[答案] C
[解析] 将直线y=x+m与椭圆联立消去y可得4x2+6mx+3m2-3=0,因为直线与椭圆相交于A,B点,则Δ=36m2-4×4(3m2-3)>0,解得-2<m<2,设F1到AB的距离d1,F2到AB的距离d2,易知F1(-,0),F2(,0),则d1=,d2=,===2,解得m=-或-3(舍去),故选C.
课堂核心考点
考点一椭圆的定义及应用
例1.过点A(2,0)且与圆x2+y2+4x-32=0内切的圆的圆心的轨迹方程为____________.
[答案] +=1
[解析] 将圆的方程化为标准形式为(x+2)2+y2=36,圆心B(-2,0),r=6,设动圆圆心M的坐标为(x,y),动圆与已知圆的切点为C.
则|BC|-|MC|=|BM|,而|BC|=6,
∴|MA|+|MB|=|MC|+|MB|=6>4=|AB|,
∴点M的轨迹是以点B(-2,0),A(2,0)为焦点、线段AB中点O为中心的椭圆,且a=3,c=2,
∴b2=a2-c2=5,
∴所求轨迹方程为+=1.
2.(2025·江苏南京外国语学校调研)设点P是椭圆C:+=1上的动点,F为C的右焦点,定点A(2,1),则|PA|+|PF|的取值范围是____________.
[答案] [4-,4+]
[解析] +=1,F为C的右焦点,F(2,0),左焦点F1(-2,0),|PA|+|PF|=|PA|+2a-|PF1|=4+|PA|-|PF1|,-|AF1|≤|PA|-|PF1|≤|AF1|⇒-≤|PA|-|PF1|≤,|PA|+|PF|∈[4-,4+].
[引申]本例2中,若F1为椭圆的左焦点,则|PA|+|PF1|的最大值为________,|PF1|·|PF|的最大值为________,若直线PF交椭圆于另一点Q,则△F1PQ的周长为________,若∠F1PF=60°,则S△PFF1=________.
[答案] 4+1 8 8
[解析] |PA|+|PF1|=4+|PA|-|PF|≤4+|AF|=4+1.(当且仅当P、A、F共线时取等号),即|PA|+|PF1|的最大值为4+1,|PF1|·|PF|≤2=8(当且仅当|PF1|=|PF|即P为椭圆与y轴交点时取等号),∴|PF1|·|PF|的最大值为8,△F1PQ的周长=|PF1|+|PF|+|FQ|+|F1Q|=4a=8,由|PF1|+|PF|=4得|PF1|2+|PF|2+2|PF1|·|PF|=32①,由∠F1PF=60°知|PF1|2+|PF|2-|PF1||PF|=4②,由①②知|PF1||PF|=,∴S△PF1F=|PF1||PF|sin 60°=.
【变式训练】
(2024·吉林省吉林地区模拟)已知复数z满足|z+2|+|z-2|=6,则复数z在复平面内所对应的点的轨迹为( )
A.线段 B.圆
C.椭圆 D.双曲线
[答案] C
[解析] 设z=x+yi(x,y∈R),因为|z+2|+|z-2|=6,所以+=6,其几何意义为任意一点(x,y)到点(2,0)与(-2,0)的距离和为6,又点(2,0)和(-2,0)之间的距离小于6,符合椭圆定义,所以复数z在复平面内所对应的点的轨迹为椭圆.故选C.
考点二 椭圆的标准方程
例1.短轴一个端点与两焦点组成一个正三角形,且焦点到同侧顶点的距离为的椭圆的标准方程为____________.
[答案] +=1或+=1
[解析] 由已知,有解得
从而b2=a2-c2=9.
∴所求椭圆方程为+=1或+=1.
2.经过点P(-2,1),Q(,-2)两点的椭圆的标准方程为____________.
[答案] +=1
[解析] 设椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),
∵点P(-2,1),Q(,-2)在椭圆上,
∴解得m=,n=.
故椭圆方程为+=1.
3.与椭圆+=1有相同离心率,且经过点(2,-)的椭圆的标准方程为____________.
[答案] +=1或+=1
[解析] 若焦点在x轴上,设所求椭圆方程为+=t(t>0),将点(2,-)代入,得t=+=2.
故所求方程为+=1.
若焦点在y轴上,设方程为+=λ(λ>0)代入点(2,-),得λ=,∴所求方程为+=1.
综上可知椭圆方程为+=1或+=1.
4.(多选题)(2025·重庆调研)已知椭圆C:+=1的左、右焦点分别是F1,F2,左、右顶点分别是A1,A2,点P是椭圆C上异于A1,A2的任意一点,则下列说法正确的是( )
A.|PF1|+|PF2|=4
B.若△F1PF2的面积为2,则点P的横坐标为±
C.存在点P满足∠F1PF2=90°
D.直线PA1与直线PA2的斜率之积为-
[答案] BD
[解析] 依题意a=4,b=3,c=,
所以|PF1|+|PF2|=2a=8,A错误;
设P(x0,y0),
|F1F2|=2,×2×|y0|=2,|y0|=2,
x===,x0=±,B正确;
cos∠F1PF2=≥===>0,“≥”中的等号成立的条件是|PF1|=|PF2|,所以不存在P满足∠F1PF2=90°,C错误;
设P(x0,y0),
+=1,9x+16y=144,y=(16-x),
A1(-4,0),A2(4,0),
kPA1·kPA2=·===-,D正确.故选BD.
[引申]若将本例3中“离心率”改为“焦点”,则椭圆的标准方程为____________.
[答案] +=1
[解析] 设椭圆的标准方程为+=1,则+=1,解得λ=±2,又3+λ>0,∴λ=2,故椭圆标准方程为+=1.
【变式训练】
1.(多选题)若方程+=1所表示的曲线为C,则下面四个说法中正确的是( )
A.若1<t<3,则C为椭圆
B.若C为椭圆,且焦点在y轴上,则2<t<3
C.曲线C可能是圆
D.若C为双曲线,则t<1
[答案] BC
[解析] 若C为椭圆则则1<t<2或2<t<3.∴A错;
若C为焦点在y轴上的椭圆则t-1>3-t>0,
则2<t<3,∴B对;显然t=2时,曲线C是圆.
∴C对;若C为双曲线,则(3-t)(t-1)<0,则t>3或t<1.∴D错.故选BC.
2.(2022·全国甲卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,A1,A2分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若·=-1,则C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+y2=1
[答案] B
[解析] 因为离心率e===,
解得=,b2=a2,
A1,A2分别为C的左右顶点,则A1(-a,0),A2(a,0),
B为上顶点,所以B(0,b).
所以=(-a,-b),=(a,-b),
因为·=-1,
所以-a2+b2=-1,将b2=a2代入,
解得a2=9,b2=8,
故椭圆的方程为+=1.故选B.
考点三 椭圆的几何性质
角度1 椭圆焦点、顶点、焦距、长轴、短轴
例(2025·安徽蚌埠质检)若椭圆C:+=1的离心率为,则椭圆C的长轴长为( )
A.6 B.或2
C.2 D.2或2
[答案] D
[解析] 当焦点在y轴时,由e==,解得m=,符合题意,此时椭圆C的长轴长为2;当焦点在x轴时,由e==,解得m=6,符合题意,此时椭圆C的长轴长为2=2.故选D.
角度2 求椭圆的离心率
例1.(2024·江西名校教研联盟开学考)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的焦距为2,且ab=,则C的离心率为( )
A. B.
C. D.
[答案] D
[解析] 根据题意知c=1,故a2=b2+c2=b2+1①,且ab=②,联立①②解得a=,C的离心率e==.故选D.
2.(2025·江苏南通如皋中学测试)F1、F2分别是椭圆+=1(a>b>0)的左右焦点,过F2作直线交椭圆于A、B两点,已知AF1⊥BF1,∠ABF1=30°,则椭圆的离心率为( )
A. B.
C.- D.-
[答案] A
[解析] 如图所示,设|AF1|=m,因为AF1⊥BF1,∠ABF1=30°,所以|AB|=2m,|AF2|=2a-m,|BF1|=m,|BF2|=2m-(2a-m)=3m-2a,所以m+3m-2a=2a,解得m==,所以3m2=(16-8)a2,6am=(12-4)a2,在△AF1F2中,由余弦定理得(2c)2=m2+(2a-m)2-2m(2a-m)cos 60°,化为4c2-4a2+6am-3m2=0,所以4c2-4a2+(12-4)a2-(16-8)a2=0,化简得e2=2-,所以e=,故选A.
3.(2025·山西大同调研)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过点P(3c,0)作直线l交椭圆C于M,N两点,若=2,||=4||,则椭圆C的离心率为________.
[答案]
[解析] 因为=2,=2所以F2N∥F1M,且|F2N|=|F1M|,延长MF1交椭圆于点Q,则由对称性可设|F1Q|=|F2N|=t,|F1M|=2t,|F2M|=4t,|F2Q|=2a-t,因为|F1M|+|F2M|=2a,所以t=.则由|QM|=a,|F2M|=,|F2Q|=,得∠QMF2=90°,在△F1MF2中,由|F1M|2+|F2M|2=|F1F2|2可得5a2=9c2,∴离心率e=.
角度3 求椭圆离心率的取值范围
例1.(2024·河南许昌中学定位考试)已知椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0).若椭圆上存在一点P使=,则该椭圆的离心率的取值范围为____________.
[答案] {e|-1<e<1}
[解析] 在△PF1F2中,由正弦定理知=.因为=,椭圆离心率e=,所以==,即|PF1|=e|PF2|.①
又因为点P在椭圆上,所以|PF1|+|PF2|=2a,
将①代入可得|PF2|=.
又a-c<|PF2|<a+c,所以两边同除以a得1-e<<1+e.又0<e<1,
所以{e|-1<e<1}.
2.(2025·山西部分学校月考)设F1、F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左右焦点,若椭圆C上存在点P,使线段PF1的垂直平分线过点F2,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
[答案] C
[解析] 由题意椭圆C上存在点P,使线段PF1的垂直平分线过点F2,则|PF2|=|F1F2|=2c,且需满足以F2为圆心,以|PF2|为半径的圆与椭圆有交点,即2c≥a-c,即e=≥,又e<1,故椭圆离心率的取值范围是,故选C.
【变式训练】
1.(角度1)椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),点P在C上,|F2P|=2,∠F1F2P=,则C的长轴长为( )
A.2 B.2
C.2+ D.2+2
[答案] D
[解析] 椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),
则c=1,
∵|PF2|=2,∴|PF1|=2a-|PF2|=2a-2,
由余弦定理可得
|PF1|2=|F1F2|2+|PF2|2-2|F1F2|·|PF2|·cos ,即(2a-2)2=4+4-2×2×2× ,
解得a=1+,a=1-(舍去),
∴2a=2+2,故选D.
2.(角度2)(2025·广东三校模拟)已知点F,A分别是椭圆+=1(a>b>0)的左焦点、右顶点,B(0,b)满足·=0,则椭圆的离心率等于( )
A. B.
C. D.
[答案] B
[解析] ∵·=0,∴FB⊥AB,∴|FB|2+|AB|2=(a+c)2,即b2+c2+a2+b2=(a+c)2,整理得2ac-2b2=0,即ac=a2-c2,∴+-1=0,即e2+e-1=0,求得e=,∵e>0,∴e=,故选B.
3.(角度3)(2024·云南昆明一中双基检测)已知点P(x0,y0)是椭圆C:+=1(a>b>0)上的一点,F1,F2是C的两个焦点,若·≤0,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
[答案] D
[解析] 由题意知,以F1F2为直径的圆与椭圆有公共点,∴c≥b,即c2≥a2-c2⇔e2=2≥⇔e≥.又e∈(0,1),∴≤e<1.故选D.
课后素养提升
与椭圆有关的最值问题
例 1.(2025·浙江数海漫游模拟)已知F1,F2分别为椭圆C:+=1(a>b>0)的左右焦点,过F2的一条直线与C交于A,B两点,且AF1⊥AB,|BF2|=1,则椭圆长轴长的最小值是( )
A.4 B.3+2
C.6 D.4+2
[答案] B
[解析] 设|AF2|=t,则|AB|=t+1,|BF1|=2a-1,|AF1|=2a-t,由AF1⊥AB得(t+1)2+(2a-t)2=(2a-1)2,则2a=>0,有t>1,所以2a==(t-1)++3≥3+2=3+2,当且仅当(t-1)=,即t=1+时取等号.则椭圆长轴长的最小值是3+2.故选B.
2.(2024·山东烟台、德州诊断)在平面直角坐标系xOy中,点A(-1,0),B(2,3),向量=m+n,且m-n-4=0.若P为椭圆x2+=1上一点,则||的最小值为( )
A. B.
C. D.2
[答案] A
[解析] 设点C(x,y),由A(-1,0),B(2,3)及=m+n,得(x,y)=(-m+2n,3n),即而m-n-4=0,消去m,n得:3x-y+12=0,设椭圆x2+=1上的点P(cos θ,sin θ),θ∈R,则点P到直线3x-y+12=0的距离d==,其中锐角φ由tan φ=确定,当sin(θ-φ)=1时,dmin=,而||≥d,所以||的最小值为.故选A.
【变式训练】
(2024·江苏南通海安中学月考)P为椭圆C:+y2=1上一点,A(1,0),则|PA|最小值为( )
A.1 B.
C. D.
[答案] D
[解析] 解法一:设P(x,y),则|PA|===,由于-2≤x≤2,故当x=时,|PA|min=.故选D.
解法二:设P(2cos θ,sin θ),θ∈R,则|PA|====,由于-1≤cos θ≤1,故当cos θ=时,|PA|取最小值,故选D.
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