内容正文:
专题05 椭圆(期中复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
椭圆定义
掌握椭圆的定义
基础考点,常出现在选择题,填空题
根据椭圆定义求方程
掌握椭圆的定义求标准方程
基础考点,常出现在选择题,填空题
根据方程表示椭圆求参数
掌握椭圆的标准方程
基础考点,常出现在选择题,填空题
椭圆离心率
掌握椭圆的简单几何性质,了解椭圆中a,b,c,e的几何意义
基础考点,常出现在选择题,填空题
椭圆中的焦点三角形
掌握椭圆中焦点三角形常用结论,定义,余弦定理,面积公式
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
椭圆的实际应用
能通过审题,将椭圆的实际应用问题转化为椭圆方程及性质的应用问题
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
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
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
说明:(1)在椭圆的两种标准方程中,都有和;
(2)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,;
(3) 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.
·易错点: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;
知识点03 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
,
说明:椭圆的离心率为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
知识点04 椭圆的参数方程(拓展)
以焦点在x轴上的椭圆标准方程为例进行推导。
我们知道三角函数中有,这与椭圆标准方程的形式相似。于是,我们可以令:
将其代入椭圆标准方程中:
所以,焦点在x轴上的椭圆的参数方程为(为参数)。
同理,焦点在y轴上的椭圆标准方程的参数方程为(为参数)。
知识点05 椭圆的参数方程(拓展)
1、与椭圆共焦点的椭圆方程可设为:
2、有相同离心率:(,焦点在轴上)或(,焦点在轴上)
3、椭圆的图象中线段的几何特征(如下图):
(1);
(2),,;
(3),,.
(4)椭圆的焦点三角形面积:已知椭圆方程,长轴端点为,,焦点为,,是椭圆上一点,,则的面积为.
(5)椭圆的焦半径公式:
若点P在椭圆C: 上,且C的左、右焦点分别为,则(可巧记为:左加右减).
若点P在椭圆C: 上,且C的下、上焦点分别为,则(可巧记为:下加上减).
题型一 利用椭圆的定义求轨迹方程
解|题|技|巧
用椭圆定义求轨迹方程的思路:先观察、分析已知条件,看所求动点轨迹是否符合椭圆的定义,若符合椭圆的定义,则用待定系数法求解即可.
【典例1-1】.(25-26高三上·山东青岛·开学考试)已知圆的方程为,定点,为圆上任意一点,线段的垂直平分线与直线相交于点,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【典例1-2】(24-25高二上·湖北孝感·阶段练习)一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(2025·山西临汾·三模)已知动点满足,则动点M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】在中,,,的中垂线交于点,则的面积的最大值是 .
题型二 根据方程表示椭圆求参数
解|题|技|巧
表示椭圆的充要条件为:;
表示圆方程的充要条件为:.
【典例2】 “是“方程表示焦点在y轴上的椭圆”的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式2-1】(多选)若方程表示椭圆,则的值可以为( )
A.1 B.3 C.6 D.8
【变式2-2】(多选)如果方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数a的取值范围可以是( )
A. B. C. D.
题型三 求椭圆的标准方程
解|题|技|巧
(1)定义法:根据椭圆定义,确定的值,再结合焦点位置,直接写出椭圆方程.
(2)待定系数法:根据椭圆焦点是在轴还是轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件列出的方程组,解出,从而求得标准方程.
注意:①如果椭圆的焦点位置不能确定,可设方程为.
②与椭圆共焦点的椭圆可设为.
③与椭圆有相同离心率的椭圆,可设为(,焦点在轴上)或(,焦点在轴上).
【典例3】(25-26高三上·黑龙江·开学考试)已知椭圆的左、右焦点分别为,左右顶点分别为,过的直线交于两点(异于点),的周长为,且直线与的斜率之积为,则椭圆的标准方程为 ( )
A. B.
C. D.
【变式3-1】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3-2】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3-3】(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 .
题型四 和、差距离的最值
解|题|技|巧
设,分别为椭圆的两焦点,点是椭圆上任一点,点为平面内一定点.
(1)
若定点在椭圆内,
①求 的最值:由 ,转化为求的最值. 有
,当、、三点共线时取等号,则;
②求 的最值:有,当、、三点共线时取等号,则;
(2)若定点在椭圆外,分析过程同(1).
【典例4】已知动点在椭圆上,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】已知分别为椭圆的左、右焦点,椭圆内一点的坐标为,为椭圆上的一个动点,则的最大值是 .
【变式4-2】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 .
题型五 椭圆的焦点三角形问题
解|题|技|巧
以椭圆为例,,分别为椭圆的左右焦点,点(除长轴两端点外)是椭圆上任一点,直线与椭圆相交与、两点,,与轴相交于点
(1)焦点三角形面积
(2) (为点到直线的距离)
(3)(为坐标原点)
【典例5-1】(多选)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5-2】(多选)(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5-1】(多选)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5-2】(多选)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
题型六 椭圆的离心率问题
解|题|技|巧
常用工具:定义:
余弦定理:
齐次式:通过三角函数(如正弦定理)转化几何关系,或利用不等式(如三角形三边关系)构造,的齐次式求离心率(注意椭圆).
【典例6-1】已知是椭圆的两个焦点,是椭圆上的一点,,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例6-2】(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 .
【变式6-1】已知椭圆的左、右两个焦点为,,若椭圆上存在两点、关于原点对称,且满足,,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
【变式6-2】已知椭圆上存在一点,使得(为长轴端点),则此椭圆的离心率的取值范围是 .
题型七 椭圆有界性的应用(拓展)
解|题|技|巧
对于与椭圆上的动点有关的取值范围或最值问题,常见的一种解题策略是:将所求量用椭圆上点的坐标表示,建立关于横坐标或纵坐标的函数,再利用椭圆上点的坐标的范围求解.
【典例7-1】(24-25高二上·浙江绍兴·期中)已知M,N是椭圆上关于原点对称的两点,是椭圆的右焦点,则的取值范围为( )
A.[51,76] B.[52,76] C.[64,80] D.[68,80]
【典例7-2】(多选)(24-25高二上·浙江·期中)已知,分别是椭圆的左、右焦点,点是上的任意一点,则下列结论成立的是( )
A. B.
C. D.
【变式7-1】(多选)(2024·山东济南·一模)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
【变式7-2】(24-25高二上·江苏南京·期中)设为正实数,椭圆:长轴的两个端点是,,若椭圆上存在点满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
题型八 椭圆的实际应用(学科交叉题)
解|题|技|巧
解决椭圆的实际应用问题的一般思路是:根据题意得到几何图形,建立适当的平面直角坐标系,与椭圆知识相联系,找出题目中已知量和隐含条件的关系,求出椭圆方程.
【典例8-1】某彗星的运行轨道是以太阳为一个焦点的椭圆,测得轨道的近日点(距离太阳最近的点)与太阳中心的距离为,远日点(距离太阳最远的点)与太阳中心的距离为,并且近日点、远日点及太阳中心在同一条直线上,则( )
A.轨道的焦距为 B.轨道的离心率为
C.轨道的短轴长为 D.当越大时,轨道越圆
【典例8-2】(25-26高二上·江西南昌·期中联考)椭圆的光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线,经椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点,如图所示.设椭圆的两个焦点分别为.若光线由发出经椭圆两次反射后回到经过的路程为12c,点是椭圆上除顶点外的任意一点,在点处的切线为在上的射影在圆上,则的周长为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【变式8-1】(25-26高二上·全国·单元测试)2024年10月22日,我国在太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭,成功将天平三号、、卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.如图,假设天平三号卫星运动的轨道是以地球的球心为一个焦点的椭圆,已知地球的直径约为1.3万千米,卫星运动至近地点距离地球表面高度约1.35万千米,运动至远地点距离地球表面高度约3.35万千米,则天平三号卫星运行的轨迹方程可以为( )
A. B.
C. D.
【变式8-2】(2025高三·全国·专题练习)我国著名科幻作家刘慈欣的小说《三体2:黑暗森林》中的“水滴”是三体文明使用强互作用力材料(SIM)所制成的宇宙探测器,其外形与水滴相似.某科研小组研发的新材料水滴角测试结果如图所示(水滴角可看作液、固、气三相交点处气一液两相界面的切线与液一固两相交线所成的角),圆法和椭圆法是测量水滴角的常用方法,即将水滴轴截面看成圆或者椭圆(长轴平行于液一固两者的相交线,椭圆的短半轴长小于圆的半径)的一部分,设图中用圆法和椭圆法测量所得水滴角分别为,,则( )
A. B.
C. D.和的大小关系无法确定
题型九 椭圆参数方程的应用(拓展)
解|题|技|巧
椭圆的参数方程常用于解决与椭圆有关的点的轨迹问题,代数式的取值范围问题等.
【典例9】(2024高三·全国·专题练习)若椭圆的焦点在y轴上,过点作圆的切线,切点分别为A、B,直线AB恰好和椭圆只有一个交点,则椭圆内接矩形面积最大时的离心率是 .
【变式9-1】(22-23高二·全国·课堂例题)已知椭圆的标准方程为,则椭圆上的点P到椭圆中心O的距离的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式9-2】(23-24高二上·宁夏银川·期中)椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,椭圆经过点且短轴长为2.
(1)求椭圆的标准方程:
(2)过点且倾斜角为的直线与椭圆交于A、两点,线段的中垂线与轴交于点,是椭圆上的一点,求的最小值.
题型十 椭圆方程及性质的综合应用
解|题|技|巧
对于这类综合应用问题,一般采用各个击破的策略,即该用到椭圆定义或方程的就用定义或方程求解,该用到几何性质的应用几何性质求解.
【典例10】.(23-24高二上·江西·期末)已知点为椭圆的焦点,过F的直线l交C于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)若D为的中点.
①求D的轨迹方程;
②求的最大值.
【变式10-1】(24-25高二下·上海·阶段练习)已知直线与曲线.
(1)若与有公共点,求实数的取值范围;
(2)若与有两个不同的公共点,且线段中点的横坐标为,求实数的值.
【变式10-2】(24-25高二上·安徽·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上,且直线与轴垂直.
(1)证明:;
(2)若的角平分线恰好过点,求的面积.
期中基础通关练(测试时间:45分钟)
1.(24-25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高二下·重庆·期中)若在同一个平面直角坐标系内,一个椭圆绕其中心旋转,所得椭圆短轴两个顶点恰好是旋转前椭圆的两焦点,则这个椭圆的离心率为( )
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.(24-25高二下·广东深圳·期中)已知为椭圆上一点,则C的焦距为( )
A.1 B. C. D.
5.(24-25高二下·重庆渝中·期中)已知分别是轴、轴上的两个动点,,且点是的中点,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
6.方程表示的曲线为( )
A.圆 B.椭圆 C.线段 D.不表示任何图形
7.(2025·河南·三模)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,D为BC边上一点,且,,当在变化时,点总在椭圆上,则该椭圆的长轴长为( )
A.6 B. C. D.3
8.(多选)(24-25高二下·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
9.已知椭圆的右焦点为,直线经过椭圆右焦点,交椭圆于、两点(点在第二象限),若点关于轴对称点为,且满足,求直线的方程是 .
10.设椭圆:的左、右焦点分别为,,过作平行于轴的直线交于两点,若,,则C的离心率为 .
11.(24-25高二上·上海·期中)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)两个焦点的坐标分别为,,并且椭圆经过点
(2)椭圆经过点和.
12.已知椭圆C:经过点,、是椭圆C的左、右两个焦点,,P是椭圆C上的一个动点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若点P在第一象限,且,求点P的横坐标的取值范围.
期中重难突破练(测试时间:40分钟)
13.(24-25高三下·山东·阶段练习)设甲:曲线表示焦点在x轴上的椭圆,乙:是第一或第四象限角,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
14.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)已知曲线C:(),从C上任意一点P向x轴作垂线段,为垂足,则线段的中点M的轨迹方程为( )
A.() B.()
C.() D.()
15.已知椭圆的右焦点为,且过点,为上一动点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
16.过椭圆内一点的直线与椭圆交于点和,且.点满足,若为坐标原点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
17.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,直线与的另一个交点为,下列结论正确的是( )
A.若,则的离心率为
B.若,则的离心率为
C.若,则的离心率为
D.若,则的离心率为
18.(多选)(24-25高二下·辽宁朝阳·期中)已知离心率为的椭圆的左、右焦点分别为,,过点的直线与该椭圆相交于,两点,点在该椭圆上,且的最小值为,则下列说法正确的是( )
A.存在点,使得
B.满足为等腰三角形的点有2个
C.若,则的面积为
D.
19.在平面直角坐标系中,椭圆的右焦点为,直线与椭圆交于点与椭圆的另一个交点为.若,且,则椭圆的离心率的取值范围是 .
20.已知椭圆的左、右焦点分别为为椭圆上的动点,下列说法中正确的是 .
①当时,满足的点有2个;
②当时,满足的点有4个;
③的面积最大为;
④的周长小于.
21.(24-25高二上·重庆·期末)椭圆、双曲线、抛物线这些圆锥曲线都有焦点.焦点,顾名思义,就是光线的聚集点,圆锥曲线具有丰富的光学性质.体外冲击波碎石术是椭圆光学性质在医疗方面的典型应用:治疗时,将患者体内的结石置于椭圆反射面的一个焦点处,在另一个焦点释放高能冲击波.依据椭圆光学性质,冲击波经反射后聚焦于结石,利用高强度能量将结石击碎,达到治疗目的,且对周围组织损伤小.
现有一个离心率为的椭圆反射面,过椭圆上任意一点作椭圆的切线,若焦点在切线上的射影在一个半径为的定圆上,则该椭圆的焦距为 .
22.已知椭圆C:,椭圆的长轴长为6,离心率为,M为椭圆上一动点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点,,求的最小值.
23.(24-25高二上·黑龙江绥化·期中)以椭圆的焦点为焦点,过直线上一点作椭圆,要使所作椭圆的长轴最短,点应在何处?求出坐标,并求出此时的椭圆方程.
期中综合拓展练(测试时间:35分钟)
24.椭圆的左顶点为,右焦点为为上一点,则的周长的取值范围为( )
A. B. C. D.
25.“蒙日圆”涉及几何学中的一个著名定理,该定理的内容为:椭圆上任意两条互相垂直的切线的交点,必在一个与椭圆同心的圆上,称此圆为该椭圆的“蒙日圆”,该圆由法国数学家加斯帕尔·蒙日(1746-1818)最先发现,若椭圆的左、右焦点分别为、,P为椭圆C上一动点,过P和原点作直线l与圆C的蒙日圆相交于M,N,则的最小值为 .
26.(24-25高二下·云南曲靖·期末)已知椭圆的长、短轴长之比为,且经过点.
(1)求的方程;
(2)设椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,又与的离心率相等.
①用一个正的参数写出的方程;
②已知为的右端点,若,分别为、上的点,满足:,,求的长轴长的取值范围.
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专题05 椭圆(期中复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
椭圆定义
掌握椭圆的定义
基础考点,常出现在选择题,填空题
根据椭圆定义求方程
掌握椭圆的定义求标准方程
基础考点,常出现在选择题,填空题
根据方程表示椭圆求参数
掌握椭圆的标准方程
基础考点,常出现在选择题,填空题
椭圆离心率
掌握椭圆的简单几何性质,了解椭圆中a,b,c,e的几何意义
基础考点,常出现在选择题,填空题
椭圆中的焦点三角形
掌握椭圆中焦点三角形常用结论,定义,余弦定理,面积公式
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
椭圆的实际应用
能通过审题,将椭圆的实际应用问题转化为椭圆方程及性质的应用问题
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
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
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
说明:(1)在椭圆的两种标准方程中,都有和;
(2)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,;
(3) 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.
·易错点: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;
知识点03 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
,
说明:椭圆的离心率为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
知识点04 椭圆的参数方程(拓展)
以焦点在x轴上的椭圆标准方程为例进行推导。
我们知道三角函数中有,这与椭圆标准方程的形式相似。于是,我们可以令:
将其代入椭圆标准方程中:
所以,焦点在x轴上的椭圆的参数方程为(为参数)。
同理,焦点在y轴上的椭圆标准方程的参数方程为(为参数)。
知识点05 椭圆的参数方程(拓展)
1、与椭圆共焦点的椭圆方程可设为:
2、有相同离心率:(,焦点在轴上)或(,焦点在轴上)
3、椭圆的图象中线段的几何特征(如下图):
(1);
(2),,;
(3),,.
(4)椭圆的焦点三角形面积:已知椭圆方程,长轴端点为,,焦点为,,是椭圆上一点,,则的面积为.
(5)椭圆的焦半径公式:
若点P在椭圆C: 上,且C的左、右焦点分别为,则(可巧记为:左加右减).
若点P在椭圆C: 上,且C的下、上焦点分别为,则(可巧记为:下加上减).
题型一 利用椭圆的定义求轨迹方程
解|题|技|巧
用椭圆定义求轨迹方程的思路:先观察、分析已知条件,看所求动点轨迹是否符合椭圆的定义,若符合椭圆的定义,则用待定系数法求解即可.
【典例1-1】.(25-26高三上·山东青岛·开学考试)已知圆的方程为,定点,为圆上任意一点,线段的垂直平分线与直线相交于点,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据条件可得点在以,为焦点,的椭圆上,即可求解.
【详解】因为圆的圆心为,半径为,
由题知,又,则,
所以点在以,为焦点,的椭圆上,
由,得,所以点的轨迹方程为,
故选:B.
【典例1-2】(24-25高二上·湖北孝感·阶段练习)一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由圆与圆的位置关系及椭圆的定义和标准方程可得结果.
【详解】设动圆圆心为,半径为,设已知圆的圆心分别为、,
将圆的方程配方得:,圆心,半径为,
圆同理化为,圆心,半径为,
当动圆与圆相外切时,有①
当动圆与圆相内切时,有②
将①②两式相加,得
动圆圆心到点和的距离和是常数,
所以点的轨迹是焦点为点、,长轴长等于的椭圆,
故,,,.
故选:A.
【变式1-1】(2025·山西临汾·三模)已知动点满足,则动点M的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由椭圆的定义,结合题意,可得焦点坐标,从而可得的值,可得答案.
【详解】由题意可得动点到与两点的距离之和为,
且,则动点的轨迹为椭圆,
易知,,,即方程为.
故选:C.
【变式1-2】在中,,,的中垂线交于点,则的面积的最大值是 .
【答案】12
【详解】设 ,则 .由 ,知点 的轨迹是以 , 为焦点的椭圆,长轴长为 10 ,焦距为 6 .椭圆半长轴 ,半焦距 ,
半短轴 .
设,则的轨迹是椭圆,
面积 ,
当 取最大值(即半短轴 )时,面积最大.
最大面积为.
题型二 根据方程表示椭圆求参数
解|题|技|巧
表示椭圆的充要条件为:;
表示圆方程的充要条件为:.
【典例2】 “是“方程表示焦点在y轴上的椭圆”的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】由题意,方程,可化为标,
当时,方程表示焦点在上的椭圆,即充分性成立;
若方程表示焦点在上的椭圆,则满足,即必要性成立,
所以时方程表示焦点在上的椭圆的充要条件.故选:A.
【变式2-1】(多选)若方程表示椭圆,则的值可以为( )
A.1 B.3 C.6 D.8
【答案】BD
【分析】根据方程表示椭圆列不等式,由此求得的取值范围,结合选项即可判断.
【详解】由于方程表示椭圆,
所以,解得或,
结合选项,可知的值可以为3和8.
故选:BD
【变式2-2】(多选)如果方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数a的取值范围可以是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】根据椭圆方程特征得出关系式,解不等式即可.
【详解】焦点在x轴上,则标准方程中,解得或.
又,,得,所以或.
故选:BC.
题型三 求椭圆的标准方程
解|题|技|巧
(1)定义法:根据椭圆定义,确定的值,再结合焦点位置,直接写出椭圆方程.
(2)待定系数法:根据椭圆焦点是在轴还是轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件列出的方程组,解出,从而求得标准方程.
注意:①如果椭圆的焦点位置不能确定,可设方程为.
②与椭圆共焦点的椭圆可设为.
③与椭圆有相同离心率的椭圆,可设为(,焦点在轴上)或(,焦点在轴上).
【典例3】(25-26高三上·黑龙江·开学考试)已知椭圆的左、右焦点分别为,左右顶点分别为,过的直线交于两点(异于点),的周长为,且直线与的斜率之积为,则椭圆的标准方程为 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义即可求得,设,由求得,进而求解.
【详解】由的周长为,由椭圆的定义得,解得,
所以,,设,则,可得,
则,解得,
所以椭圆C的方程,
故选:A.
【变式3-1】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3-2】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3-3】(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:.
题型四 和、差距离的最值
解|题|技|巧
设,分别为椭圆的两焦点,点是椭圆上任一点,点为平面内一定点.
(1)
若定点在椭圆内,
①求 的最值:由 ,转化为求的最值. 有
,当、、三点共线时取等号,则;
②求 的最值:有,当、、三点共线时取等号,则;
(2)若定点在椭圆外,分析过程同(1).
【典例4】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.
【变式4-1】已知分别为椭圆的左、右焦点,椭圆内一点的坐标为,为椭圆上的一个动点,则的最大值是 .
【答案】30
【分析】根据定义,再利用求解即可.
【详解】由椭圆的定义得,,
则,又点在椭圆内部,,
所以,
即,当点在的延长线上时,等号成立,
所以的最大值为30.
故答案为:30.
【变式4-2】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,
题型五 椭圆的焦点三角形问题
解|题|技|巧
以椭圆为例,,分别为椭圆的左右焦点,点(除长轴两端点外)是椭圆上任一点,直线与椭圆相交与、两点,,与轴相交于点
(1)焦点三角形面积
(2) (为点到直线的距离)
(3)(为坐标原点)
【典例5-1】(多选)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5-2】(多选)(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5-1】(多选)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5-2】(多选)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.
题型六 椭圆的离心率问题
解|题|技|巧
常用工具:定义:
余弦定理:
齐次式:通过三角函数(如正弦定理)转化几何关系,或利用不等式(如三角形三边关系)构造,的齐次式求离心率(注意椭圆).
【典例6-1】已知是椭圆的两个焦点,是椭圆上的一点,,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,,在中,通过椭圆的定义,余弦定理以及,得到关于,,,的等式,再通过基本不等式进行求解即可.
【详解】在中,设,,则,如图:
根据余弦定理,得,配方得:,
所以,所以,
当且仅当时,等号成立,即,故,解得.
故选:D
【典例6-2】(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.
【变式6-1】已知椭圆的左、右两个焦点为,,若椭圆上存在两点、关于原点对称,且满足,,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意可得四边形是平行四边形,进而可求得,利用向量的数量积为,又由基本不等式可得,可得为等边三角形,进而可求离心率.
【详解】连接,,因为点、关于原点对称,所以四边形是平行四边形,
所以,又因为,所以,
所以,
因为,所以,所以,
又,所以,
当且仅当时取等号,又
所以为等边三角形,所以,所以椭圆的离以率为.
故选:C.
【变式6-2】已知椭圆上存在一点,使得(为长轴端点),则此椭圆的离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】写出所在直线的斜率表达式,利用三角形的外角,得出,两边取正切,得出,由点在椭圆上得出,两式联立求出有关的表达式,即可求解离心率范围.
【详解】由题意,设点的坐标分别为.
由椭圆的对称性,不妨设点在轴上方,即,
则所在直线的斜率分别为,.
设的外角为,,
由外角性质得,即,
∴,
∵,
∴,即,
化简得,
又点在椭圆上,则,即.
,得,
∵,∴.
∵,∴,即,
∴,整理得,
即,解得.
∵,∴.
故答案为:.
题型七 椭圆有界性的应用(拓展)
解|题|技|巧
对于与椭圆上的动点有关的取值范围或最值问题,常见的一种解题策略是:将所求量用椭圆上点的坐标表示,建立关于横坐标或纵坐标的函数,再利用椭圆上点的坐标的范围求解.
【典例7-1】(24-25高二上·浙江绍兴·期中)已知M,N是椭圆上关于原点对称的两点,是椭圆的右焦点,则的取值范围为( )
A.[51,76] B.[52,76] C.[64,80] D.[68,80]
【答案】C
【分析】由是左焦点,连接,利用椭圆对称性及定义,将目标式化为,结合及二次函数性质求范围.
【详解】若是左焦点,连接,又关于原点对称,
所以为平行四边形或为左右顶点,则,
由,则,
故,则
,开口向上且对称轴为,又,
所以.
故选:C
【典例7-2】(多选)(24-25高二上·浙江·期中)已知,分别是椭圆的左、右焦点,点是上的任意一点,则下列结论成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据椭圆的定义,,将转化为二次函数,即可求解范围,判断A,利用坐标表示,转化为二次函数求解B,利用向量的运算可知,,根据的范围,即可求解,判断C,利用焦半径的最值,即可判断D.
【详解】,,,,,设,,则,,
A.,范围是,故A正确;
B.设,则,故B错误;
C.设为原点,则;故C正确;
D.和的最大值为,最小值为 ,所以的最大值为,最小值为,,故D正确.
故选:ACD
【变式7-1】(多选)(2024·山东济南·一模)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
【详解】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.
【变式7-2】(24-25高二上·江苏南京·期中)设为正实数,椭圆:长轴的两个端点是,,若椭圆上存在点满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】当位于短轴的端点时,取最大值,要使椭圆上存在点满足,则此时,则,讨论焦点在轴和在轴上两种情况即可求解.
【详解】因为为正实数,则若椭圆焦点在轴上,即,即时,
则当位于短轴的端点时,取最大值,
要使椭圆上存在点满足,则此时,则,
则,解得;
若椭圆焦点在轴上,即,即时,
则当位于短轴的端点时,取最大值,
要使椭圆上存在点M满足,则此时,则,
则,解得,
综上,m的取值范围是
故选:B.
题型八 椭圆的实际应用(学科交叉题)
解|题|技|巧
解决椭圆的实际应用问题的一般思路是:根据题意得到几何图形,建立适当的平面直角坐标系,与椭圆知识相联系,找出题目中已知量和隐含条件的关系,求出椭圆方程.
【典例8-1】某彗星的运行轨道是以太阳为一个焦点的椭圆,测得轨道的近日点(距离太阳最近的点)与太阳中心的距离为,远日点(距离太阳最远的点)与太阳中心的距离为,并且近日点、远日点及太阳中心在同一条直线上,则( )
A.轨道的焦距为 B.轨道的离心率为
C.轨道的短轴长为 D.当越大时,轨道越圆
【答案】BCD
【详解】设椭圆的长轴长为,短轴长为,焦距为,根据题意得到;故,
对于A:焦距,故选项A错误;
对于B:因为离心率,故选项B正确;
对于C:短轴长,故选项C正确;
对于D:离心率,
当越大时,椭圆的离心率越小,即椭圆越圆,故D正确;
故选:BCD
【典例8-2】(25-26高二上·江西南昌·期中联考)椭圆的光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线,经椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点,如图所示.设椭圆的两个焦点分别为.若光线由发出经椭圆两次反射后回到经过的路程为12c,点是椭圆上除顶点外的任意一点,在点处的切线为在上的射影在圆上,则的周长为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【分析】先根据题意求出的关系,然后根据几何关系列出等式,求出,进而求出的周长.
【详解】由光线由发出经椭圆两次反射后回到经过的路程为,得,即.
延长交于点,如图,由光的反射定律知垂直平分线段(关键点),连接OH,
则OH是的中位线,于是,
而点在圆上,则的周长等于.
故选:D.
【变式8-1】(25-26高二上·全国·单元测试)2024年10月22日,我国在太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭,成功将天平三号、、卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.如图,假设天平三号卫星运动的轨道是以地球的球心为一个焦点的椭圆,已知地球的直径约为1.3万千米,卫星运动至近地点距离地球表面高度约1.35万千米,运动至远地点距离地球表面高度约3.35万千米,则天平三号卫星运行的轨迹方程可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意可得,,进而可求,即可得椭圆方程.
【详解】由题意知,卫星的运动轨迹为椭圆,地球的球心为该椭圆的一个焦点.
设椭圆的长轴长为2a,短轴长为2b,焦距为2c,
由题可知,,即.
因为天平三号卫星运动至近地点距离地球表面高度约1.35万千米,地球半径约为0.65万千米,
所以,可得,
因此,结合选项可知A满足.
故选:A.
【变式8-2】(2025高三·全国·专题练习)我国著名科幻作家刘慈欣的小说《三体2:黑暗森林》中的“水滴”是三体文明使用强互作用力材料(SIM)所制成的宇宙探测器,其外形与水滴相似.某科研小组研发的新材料水滴角测试结果如图所示(水滴角可看作液、固、气三相交点处气一液两相界面的切线与液一固两相交线所成的角),圆法和椭圆法是测量水滴角的常用方法,即将水滴轴截面看成圆或者椭圆(长轴平行于液一固两者的相交线,椭圆的短半轴长小于圆的半径)的一部分,设图中用圆法和椭圆法测量所得水滴角分别为,,则( )
A. B.
C. D.和的大小关系无法确定
【答案】A
【分析】先求将水滴轴截面看成圆的一部分时的水滴角的正切值,再求将水滴轴截面看成椭圆的一部分时的水滴角的正切值,最后比较和的大小得到结果;
【详解】将水滴轴截面看成圆的一部分时,如图1,设圆的半径为,为切线,
为弦的中点,连接,,
则水滴角,所以,由题知,,
所以,解得,所以.
将水滴轴截面看成椭圆的一部分时,建立如图2所示的平面直角坐标系,
设椭圆方程为,则切点为,
易知椭圆在点处的切线方程为,
则此直线的斜率即水滴角的正切值,即.
因为点在切线上,所以,所以,
所以,
因为,所以,因为,
所以.
故选:A.
题型九 椭圆参数方程的应用(拓展)
解|题|技|巧
椭圆的参数方程常用于解决与椭圆有关的点的轨迹问题,代数式的取值范围问题等.
【典例9】(2024高三·全国·专题练习)若椭圆的焦点在y轴上,过点作圆的切线,切点分别为A、B,直线AB恰好和椭圆只有一个交点,则椭圆内接矩形面积最大时的离心率是 .
【答案】
【分析】由题意,AB是圆与以为直径的圆的公共弦所在直线,可求出直线AB方程,利用椭圆参数方程表示椭圆上点到直线AB的距离,当时,直线和椭圆相切,再椭圆内接矩形面积为,利用基本不等式可得时面积最大,从而得解.
【解析】设,圆的圆心,
则AB是圆与以为直径的圆的公共弦所在直线,
以为直径的圆的方程为,
即,两圆方程相减,
得直线AB方程为:,
设椭圆上的点为,到直线AB的距离为
.
由于直线和椭圆相切,因此得当时,d取得最小值,
且最小值为0,所以.
椭圆内接矩形面积为.
所以面积的最大值为.
由均值不等式,当且仅当时取等号,
所以离心率.
故答案为:
【变式9-1】(22-23高二·全国·课堂例题)已知椭圆的标准方程为,则椭圆上的点P到椭圆中心O的距离的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】方法一:设点,则,结合点P在椭圆上,得,结合的范围可得结果;
方法二:设,,,结合三角函数的性质可得结果.
【解析】方法一:设点,则.
由椭圆的范围,知,.
∵点P在椭圆上,∴,则,∴.
∵,∴,即.
方法二:设,,,
则,
因为,所以.故选:C.
【变式9-2】(23-24高二上·宁夏银川·期中)椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,椭圆经过点且短轴长为2.
(1)求椭圆的标准方程:
(2)过点且倾斜角为的直线与椭圆交于A、两点,线段的中垂线与轴交于点,是椭圆上的一点,求的最小值.
【分析】(1)根据椭圆的几何性质即可求解.
(2)由直线和椭圆方程式联立得线段的中点坐标,得到线段的中垂线方程,由此求得的坐标,再由椭圆的参数方程得的坐标,再由两点间的距离公式和复合函数求最值即得.
【解析】(1)由题意设椭圆的方䄇为,
因为椭圆经过点且短轴长为2,所以,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由已知得直线的方程为,
设,将直线代入,
得,解得,不妨设则;同理得,
即,所以线段的中点坐标,
所以线段的中垂线的方程为,
因为线段的中垂线与轴交于点,所以令得,得,
因为椭圆的标准方程为.
所以设椭圆的参数方程为,,因为是椭圆上的一点,
所以,
所以,
因为,所以,
当时,取得最小值为.
题型十 椭圆方程及性质的综合应用
解|题|技|巧
对于这类综合应用问题,一般采用各个击破的策略,即该用到椭圆定义或方程的就用定义或方程求解,该用到几何性质的应用几何性质求解.
【典例10】.(23-24高二上·江西·期末)已知点为椭圆的焦点,过F的直线l交C于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)若D为的中点.
①求D的轨迹方程;
②求的最大值.
【分析】(1)根据椭圆的基本量关系求解即可;
(2)①设,,,根据点差法可得,再分斜率存在与不存在求解即可;
②由①知,D的轨迹是个椭圆,原点O是该椭圆的左顶点即可得.
【解析】(1)由题意有,所以C的方程为;
(2)设,,,则,
即,
当斜率存在时,有,即,
①当斜率存在时,由上述分析有,得,
当斜率不存在时,易知,满足上面得出的方程,
综上,D的轨迹方程为;
②由①知,D的轨迹是个椭圆,且F是该椭圆的右顶点,
不难看出坐标原点O是该椭圆的左顶点,所以.
【变式10-1】(24-25高二下·上海·阶段练习)已知直线与曲线.
(1)若与有公共点,求实数的取值范围;
(2)若与有两个不同的公共点,且线段中点的横坐标为,求实数的值.
【分析】(1)联立直线与椭圆,利用方程组与两个交点,求出的范围.
(2)设交点,利用韦达定理求解即可.
【解析】(1)联立
的取值范围
(2)设由得.
线段中点的横坐标为
【变式10-2】(24-25高二上·安徽·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上,且直线与轴垂直.
(1)证明:;
(2)若的角平分线恰好过点,求的面积.
【分析】(1)利用椭圆定义以及勾股定理计算可得结论;
(2)由角平分线定理可得,,解得,代入可求得面积.
【解析】(1)由椭圆的定义得,
因为直线与x轴垂直,所以,
即,故.
(2)因为平分,所以,即,如下图所示:
由和,解得,,
代入得,解得;
故的面积为.
期中基础通关练(测试时间:45分钟)
1.(24-25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
【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高二下·重庆·期中)若在同一个平面直角坐标系内,一个椭圆绕其中心旋转,所得椭圆短轴两个顶点恰好是旋转前椭圆的两焦点,则这个椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意.
故选:B.
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
【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.(24-25高二下·广东深圳·期中)已知为椭圆上一点,则C的焦距为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】将点代入C的方程得,故,再根据焦距概念得解.
【详解】因为点在C上,代入C的方程得,解得,故,
所以C的焦距为.
故选:C.
5.(24-25高二下·重庆渝中·期中)已知分别是轴、轴上的两个动点,,且点是的中点,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设,因为,所以,
整理得,因为点是的中点,所以,
则,又,得到,
整理得,则点的轨迹方程为,故C正确.
故选:C.
6.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】D
【分析】结合椭圆的定义求解即可.
【详解】由题可得:方程左边的几何意义是点到点,点的距离之和,
即,
因为,所以,
所以满足点的轨迹不存在,即方程不表示任何图形.
故选:D.
7.(2025·河南·三模)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,D为BC边上一点,且,,当在变化时,点总在椭圆上,则该椭圆的长轴长为( )
A.6 B. C. D.3
【答案】A
【详解】由及余弦定理,得,
整理得,
即,故该椭圆的长轴长为.
故选:A
8.(多选)(24-25高二下·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
【详解】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
9.已知椭圆的右焦点为,直线经过椭圆右焦点,交椭圆于、两点(点在第二象限),若点关于轴对称点为,且满足,求直线的方程是 .
【答案】
【分析】先求出椭圆的右焦点坐标,再根据对称性求出直线的倾斜角,从而得到其斜率,再由点斜式即可求得直线的方程.
【详解】由点关于轴对称点为,则直线与轴的夹角相等,
又,则直线的倾斜角为,
则直线的倾斜角为,即直线的斜率为,
又椭圆的右焦点为,
所以直线的方程是,即,
故答案为:.
10.设椭圆:的左、右焦点分别为,,过作平行于轴的直线交于两点,若,,则C的离心率为 .
【答案】
【分析】由题意求出,,利用椭圆的定义求出,利用勾股定理得,即可求出离心率.
【详解】由题意知,,而轴,故,
所以,解得;
又,所以,
所以椭圆的离心率为.
故答案为:.
11.(24-25高二上·上海·期中)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)两个焦点的坐标分别为,,并且椭圆经过点
(2)椭圆经过点和.
【分析】(1)根据焦点坐标以及点在椭圆上得到关于的方程组,由此可求的值,则椭圆标准方程可得;
(2)设出椭圆方程,代入点的坐标可求,则椭圆标准方程可求.
【解析】(1)由题意可知椭圆的焦点在x轴上,
设它的标准方程为,
由已知得,又因为,
因为在椭圆上,所以,即,
从而有,解得或,
因此,从而所求椭圆的标准方程为,
(2)设椭圆的方程为,
因为椭圆经过两点和,
所以,即椭圆方程为,
12.已知椭圆C:经过点,、是椭圆C的左、右两个焦点,,P是椭圆C上的一个动点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若点P在第一象限,且,求点P的横坐标的取值范围.
【分析】(1)依题意得焦点坐标,再利用椭圆的定义求得,进而求得即可;
(2)设,从而可求得,再把代入求解即可.
【详解】(1)由已知得,,
,,,
同理,
,
,,
椭圆的标准方程为.
(2)设,且,则,,
.
由椭圆方程可得,
整理得,所以,
即点的横坐标的取值范围是.
期中重难突破练(测试时间:40分钟)
13.(24-25高三下·山东·阶段练习)设甲:曲线表示焦点在x轴上的椭圆,乙:是第一或第四象限角,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
【答案】C
【分析】根据充分必要条件的性质,结合椭圆和三角函数的性质,即可判断选项.
【解析】由条件可知,若甲正确,则,即可,
即,且,得是第一或第四象限角,即甲是乙的充分条件;
反过来,若是第一或第四象限角,则,即,
此时,即
所以,则甲也是乙的必要条件.
所以甲是乙的充要条件.
故选:C
14.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)已知曲线C:(),从C上任意一点P向x轴作垂线段,为垂足,则线段的中点M的轨迹方程为( )
A.() B.()
C.() D.()
【答案】A
【分析】设点,由题意,根据中点的坐标表示可得,代入圆的方程即可求解.
【详解】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:A
15.已知椭圆的右焦点为,且过点,为上一动点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题目条件求椭圆的方程,进而由椭圆的定义及两点间线段最短求两线段长度之和的最大值
【详解】设半焦距为,因为,故.
又过点,故.
由椭圆得,代入解得,.即,.
所以的方程为.
设的左焦点为,故.
根据椭圆的几何性质可知,
由于两点之间线段最短,所以.
因此.
当且仅当,,在一条直线上时,等号成立.
故选:
16.过椭圆内一点的直线与椭圆交于点和,且.点满足,若为坐标原点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据条件得到点的轨迹是直线,再转化为点到直线上一点距离的最小值问题.
【详解】设,,
因为,,
化简可得,,
于是,,
整理得,
因为点、在椭圆上,则,
所以,
即,所以点的轨迹是直线,即为原点到直线的距离,
所以,
故选:D.
17.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,直线与的另一个交点为,下列结论正确的是( )
A.若,则的离心率为
B.若,则的离心率为
C.若,则的离心率为
D.若,则的离心率为
【答案】ABD
【分析】根据题意,利用椭圆的标准方程,以及几何性质,结合余弦定理,列出关于的方程,进而求得椭圆的离心率.
【详解】由椭圆,可得,且,则,
对于A中,若,可得,
又由椭圆的定义,可得,所以,
在中,由余弦定理得,
在中,可得,
因为,所以,整理得,
所以椭圆的离心率为,所以A正确;
对于B中,若,因为,可得,
在和中,由余弦定理得, ,
因为,所以,整理得,
所以椭圆的离心率为,所以B正确;
对于C中,若,可得
由椭圆的定义, 且,
所以,可得,所以,
在和中,由余弦定理得, ,
因为,所以,整理得,
所以椭圆的离心率为,所以C不正确;
对于D中,若,设,则,
由勾股定理,可得,即,
解得,即,,
由,且三点共线,可得,
代入椭圆的方程,可得,整理得,
所以椭圆的离心率为,所以D正确.
故选:ABD.
18.(多选)(24-25高二下·辽宁朝阳·期中)已知离心率为的椭圆的左、右焦点分别为,,过点的直线与该椭圆相交于,两点,点在该椭圆上,且的最小值为,则下列说法正确的是( )
A.存在点,使得
B.满足为等腰三角形的点有2个
C.若,则的面积为
D.
【答案】ACD
【分析】首先求出椭圆方程,当点为椭圆的上、下顶点时,最大,即可判断A,根据的范围判断B,利用余弦定理及椭圆的定义求出焦点三角形的面积,即可判断C,根据焦点弦的性质判断D.
【详解】因为,的最小值为,即,所以,
则,所以椭圆的方程为;
对于A,当点为椭圆的上、下顶点时,最大,如下图:
由椭圆,则,,在中,,
易知此时,所以的取值范围为,故A正确;
对于B,当点在椭圆的上,下顶点时,满足为等腰三角形,
又因为,,
所以满足的点有个,同理,满足的点有个,
综上可得,满足为等腰三角形的点有个,故B错误;
对于C,设,,则,,
在中,根据余弦定理得,
所以,整理可得,
则,故C正确;
对于D:因为过点的直线与该椭圆相交于,两点,
当过点且垂直于轴的直线与该椭圆相交于,两点时取得最小值,
由,解得,所以,又,
所以,故D正确;
故选:ACD
19.在平面直角坐标系中,椭圆的右焦点为,直线与椭圆交于点与椭圆的另一个交点为.若,且,则椭圆的离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】运用坐标进行运算,把坐标代入进已知条件中,化简后得到离心率的范围.
【详解】因为,,所以,令,
因为,所以
由点都在椭圆上,得解得
因为,所以,解得.所以.
所以椭圆的离心率的取值范围为.
20.已知椭圆的左、右焦点分别为为椭圆上的动点,下列说法中正确的是 .
①当时,满足的点有2个;
②当时,满足的点有4个;
③的面积最大为;
④的周长小于.
【答案】①④
【分析】本题考查椭圆的焦点三角形,运用椭圆的性质和三角形的相关知识点判断.
【详解】对于①②,椭圆中最大的点位于短轴的两个端点,
点位于短轴的端点时,当时,由余弦定理和,可得,为直角,
所以为椭圆上的动点,满足的点有2个,故①正确;
同理,当时,可得为锐角,
所以为椭圆上的动点,满足的点有0个,故②错误;
对于③,的面积,所以当点位于短轴的端点时,的面积的最大值,故③错误;
对于④,的周长为,故④正确.
故答案为:①④.
21.(24-25高二上·重庆·期末)椭圆、双曲线、抛物线这些圆锥曲线都有焦点.焦点,顾名思义,就是光线的聚集点,圆锥曲线具有丰富的光学性质.体外冲击波碎石术是椭圆光学性质在医疗方面的典型应用:治疗时,将患者体内的结石置于椭圆反射面的一个焦点处,在另一个焦点释放高能冲击波.依据椭圆光学性质,冲击波经反射后聚焦于结石,利用高强度能量将结石击碎,达到治疗目的,且对周围组织损伤小.
现有一个离心率为的椭圆反射面,过椭圆上任意一点作椭圆的切线,若焦点在切线上的射影在一个半径为的定圆上,则该椭圆的焦距为 .
【答案】
【详解】如下图所示:
不妨设椭圆的焦点在轴上,、分别为椭圆的左、右焦点,连接,
延长、交于点,
由题意可知,点与点关于直线对称,则,且为的中点,
又因为为的中点,则,
所以,点在以圆心为原点,半径为的圆上,故,
由题意可得,解得,故该椭圆的焦距为.
故答案为:.
22.已知椭圆C:,椭圆的长轴长为6,离心率为,M为椭圆上一动点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点,,求的最小值.
【分析】(1)由已知条件列方程组解出和,得到椭圆方程.
(2)设,则,由和的取值范围讨论最小值.
【详解】(1)依题意有:,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)设,有,得,,
则,
当时,,当,;
当时,,当,.
23.(24-25高二上·黑龙江绥化·期中)以椭圆的焦点为焦点,过直线上一点作椭圆,要使所作椭圆的长轴最短,点应在何处?求出坐标,并求出此时的椭圆方程.
【详解】椭圆的焦点为,,如图所示,
要求所作椭圆的长轴最短,即求的最小值,
设关于直线的对称点为,则,即共线时,取得最小值,
设,则有,解得,故,
所以,故直线的方程为,即,
联立,解得,故,
故所求椭圆的长轴,
所以,又,故,
此时椭圆的方程为,
所以的坐标为,此时椭圆的方程为.
期中综合拓展练(测试时间:35分钟)
24.椭圆的左顶点为,右焦点为为上一点,则的周长的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】可先根据椭圆的标准方程求出相关参数,再结合椭圆的定义求出的周长表达式,最后根据椭圆上点的坐标范围确定周长的取值范围。
【详解】对于椭圆,根据椭圆的标准方程,
其中为长半轴长,为短半轴长,为半焦距且
可得,则,,所以
已知椭圆的左顶点,右焦点
根据椭圆的定义:平面内与两个定点的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆,且(为椭圆的左焦点)
椭圆的左焦点,则,即
的周长,其中
所以
根据三角形三边关系:两边之差小于第三边,可得
,即
所以,
又因为当共线时,
此时或,所以,D正确.
答选:D
25.“蒙日圆”涉及几何学中的一个著名定理,该定理的内容为:椭圆上任意两条互相垂直的切线的交点,必在一个与椭圆同心的圆上,称此圆为该椭圆的“蒙日圆”,该圆由法国数学家加斯帕尔·蒙日(1746-1818)最先发现,若椭圆的左、右焦点分别为、,P为椭圆C上一动点,过P和原点作直线l与圆C的蒙日圆相交于M,N,则的最小值为 .
【答案】
【分析】令,利用椭圆的定义可得,再由平面向量的知识可得,从而得到;结合“蒙日圆”的定义可知,由此得到,故,所以,故得解.
【详解】因为椭圆,所以,,故,,,
如图,令,因为,所以,
即,结合图象,由平面向量的知识可得,
故,两式相加得,
即,即,由“蒙日圆”的定义,当我们过椭圆上下左右四个顶点作椭圆的切线时,
易知椭圆的“蒙日圆”的直径为这四条切线所围成的矩形的对角线,故由勾股定理得,,
所以,故.
令,,则,
所以,由二次函数易知,所以,
,所以最小值为.
故答案为:.
26.(24-25高二下·云南曲靖·期末)已知椭圆的长、短轴长之比为,且经过点.
(1)求的方程;
(2)设椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,又与的离心率相等.
①用一个正的参数写出的方程;
②已知为的右端点,若,分别为、上的点,满足:,,求的长轴长的取值范围.
【解析】(1)因为椭圆的长、短轴长之比为,且经过点,
所以,解得,,所以的方程为.
(2)
①因为的方程为,的中心在坐标原点,焦点在轴上,
又与的离心率相等,所以可设的方程为,
即的方程为.
②因为,,所以且,,
设,
所以,,
设,所以,,
直线的方程为,即,
所以,代入得,
,
因为,所以,
不妨设,代入的方程可解得,
因为位于上,所以 ,
为上任一点,所以,化简得,
设,因为为上任一点,即有解,
整理得,,
解得,所以,
所以的长轴长.
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