内容正文:
阶段提升(五) 椭圆及其性质(范围:3.1)
题型一 椭圆的标准方程
1.与椭圆有相同焦点,且短轴长为2的椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】选.椭圆 可化为标准方程,可知椭圆 的焦点在 轴上,焦点坐标为,故可设所求椭圆的标准方程为,则.
又,即,所以,故所求椭圆的标准方程为.
2.[(2025·北京期末)]已知椭圆的焦点为,.过点的直线与椭圆交于,两点.若的周长为8,则椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】选.因为椭圆 的焦点为,,所以,椭圆的焦点在 轴上,又过点 的直线与 交于,两点,的周长为8,则根据椭圆定义可得,解得,因此,所以椭圆 的标准方程为.
3.已知过椭圆右焦点的直线交于,两点,为的中点,且的斜率为,则椭圆的标准方程为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .
【答案】
【解析】在 中令 得,所以椭圆右焦点为,即,设,,,,,因为,在椭圆上,所以 两式相减得,
因为,
所以,即,从而,所以,
又,因此,
所以椭圆 的标准方程为.
求椭圆标准方程的策略
(1)定形:先确定椭圆的焦点在轴上,还是在轴上;
(2)定式:根据“形”设方程的形式,若椭圆的焦点位置不确定时,可以分类讨论,也可设方程为;
(3)定量:由题设中的条件找到“式”中待定系数的等量关系,通过解方程得到量的大小.
题型二 椭圆的几何性质
1.[(2025·东营期中)]已知椭圆的离心率为,则椭圆的长轴长为( )
A. B. 6 C. D. 12
【答案】C
【解析】选.由题意可知,解得,即,
所以椭圆 的长轴长为.
2.[(2025·洛阳期中)]椭圆与且的( )
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
【解析】选.对于椭圆,,,所以,所以该椭圆的长轴长为6,短轴长为4,焦距为,离心率为.
对于 且,则,,该方程表示的是焦点在 轴上的椭圆,则,,所以,长轴长为,短轴长为,焦距为,离心率为,
所以两个椭圆的焦距相等,都为.
3.已知椭圆的左、右顶点分别为,,点是椭圆上异于,的任意一点,则直线,的斜率之积为_ _ _ _ _ _ .
【答案】
【解析】由题意可得,则,,设,则,整理得,可得直线,的斜率分别为,,所以.
4.已知椭圆的焦距为,若直线恒与椭圆 有两个不同的公共点,则椭圆 的离心率的取值范围是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .
【答案】,
【解析】将直线 整理可得,易知该直线恒过定点,,若直线 恒与椭圆 有两个不同的公共点,可知点,在椭圆内部,易知椭圆上的点当其横坐标为 时,纵坐标为,即可得,整理可得,即,解得,又,故.
与椭圆几何性质有关的两种题型
(1)已知椭圆的方程研究其性质:范围、对称性、顶点及离心率,尤其离心率问题是椭圆考查的重点.
(2)已知椭圆的性质求其标准方程,基本方法是待定系数法或分类讨论法.
题型三 与椭圆有关的最值
[例1]
(1) 已知为坐标原点,在椭圆上,则的最大值为_ _ _ _ .
(2) 已知是椭圆上一动点,则点到直线的距离的最小值为 _ _ _ _ _ _ .
【答案】(1) 2
(2)
【解析】
(1) 设点,,则有,即.
所以,当 时,取最大值2.
(2) 方法一:要使 点到直线 的距离最小,只要找到与椭圆相切且与 平行的最近的一条直线,设与 平行且与椭圆相切的直线为,
联立 消去 整理得,由,解得 或,对于直线,与直线 的距离为,
对于直线,与直线 的距离为,所以 点到直线 的距离的最小值为.
方法二:因为点 在椭圆 上,
故可设 点坐标是,
所以点 到直线 的距离,
所以,
当且仅当,
即 时,取得最小值.
解决与椭圆有关的最值问题的常用方法
(1)利用定义转化为几何问题处理.
(2)利用数形结合,挖掘数学表达式的几何特征,进而求解.
(3)利用函数最值的研究方法,将其转化为函数的最值问题来处理,此时应注意椭圆中,的取值范围,常常是化为闭区间上的二次函数的最值问题来求解.
[跟踪训练1].已知点是椭圆上任意一点,定点,为右焦点,则的最小值为( )
A. 1 B. 3 C. D.
【答案】D
【解析】选.依题意,设 为椭圆 的左焦点,
因为椭圆,
则,,,,,
所以.
题型四 椭圆中的求值问题
[例2] 已知椭圆的离心率为,左、右顶点分别为,,左、右焦点分别为,.过右焦点的直线交椭圆于点,,且的周长为16.
(1) 求椭圆的标准方程;
(2) 记直线,的斜率分别为,,求的值.
【答案】
(1) 【解】由 的周长为16及椭圆的定义,可知,即,又离心率为,
所以,所以.
所以椭圆 的标准方程为.
(2) 依题意,直线 与 轴不重合,设 的方程为.
联立 得,
因为 在椭圆内,所以,设,,由根与系数的关系得,,,
即.
又,,则,所以 的值为.
圆锥曲线中求值问题的常用方法及基本思路
(1)常用方法:
①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
②直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
(2)基本思路:用参数表示要解决的问题,证明要解决的问题与参数无关,消元是关键.
[跟踪训练2].已知点,分别为椭圆的左、右焦点,直线与椭圆 有且仅有一个公共点,直线,的垂足分别为点,.
(1) 求证:;
(2) 求证:为定值,并求出该定值.
【答案】
(1) 证明:联立
消 得,
由直线与椭圆有一个公共点可知,
化简得.
(2) 解:由题意得,,因为,,所以,
故,
其中,,
所以,
所以 为定值,该定值为1.
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