内容正文:
3.1.1 椭圆及其标准方程
目录
01 题型归纳目录 2
02 思维导图 3
03 知识点梳理 4
知识点一:椭圆的定义 4
知识点二:椭圆的标准方程 4
知识点三:求椭圆的标准方程 5
04 题型归纳,举一反三 7
题型一:椭圆的定义与标准方程 7
题型二:椭圆方程的充要条件 10
题型三:椭圆中焦点三角形问题 13
题型四:两点距离的最值问题 16
题型五:线段的和差最值问题 19
题型六:轨迹问题 24
知识点一: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.
知识点诠释:
若,则动点的轨迹为线段;
若,则动点的轨迹无图形.
知识点二:椭圆的标准方程
标准方程的推导:
由椭圆的定义,可以知道它的基本几何特征,但对椭圆还具有哪些性质,我们还一无所知,所以需要用坐标法先建立椭圆的方程.
如何建立椭圆的方程?根据求曲线方程的一般步骤,可分:(1)建系设点;(2)点的集合;(3)代数方程;(4)化简方程等步骤.
(1)建系设点
建立坐标系应遵循简单和优化的原则,如使关键点的坐标、关键几何量(距离、直线斜率等)的表达式简单化,注意充分利用图形的对称性,使学生认识到下列选取方法是恰当的.
以两定点、的直线为轴,线段的垂直平分线为轴,建立直角坐标系(如图).
设(),为椭圆上任意一点,则有.
(2)点的集合
由定义不难得出椭圆集合为:
.
(3)代数方程
,
即:.
(4)化简方程
由可得,则得方程
关于证明所得的方程是椭圆方程,因教材中对此要求不高,可从略.
因此,方程即为所求椭圆的标准方程.它表示的椭圆的焦点在轴上,焦点是.这里.
椭圆的标准方程:
(1)当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;
(2)当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;
知识点诠释:
(1)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;
(2)在椭圆的两种标准方程中,都有和;
(3)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,;
(4)在两种标准方程中,因为,所以可以根据分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上.
知识点三:求椭圆的标准方程
求椭圆的标准方程主要用到以下几种方法:
(1)待定系数法:①若能够根据题目中条件确定焦点位置,可先设出标准方程,再由题设确定方程中的参数a,b,即:“先定型,再定量”.②由题目中条件不能确定焦点位置,一般需分类讨论;有时也可设其方程的一般式:(且).
(2)定义法:先分析题设条件,判断出动点的轨迹,然后根据椭圆的定义确定方程,即“先定型,再定量”.利用该方法求标准方程时,要注意是否需先建立平面直角坐标系再解题.
题型一:椭圆的定义与标准方程
【例题1】(2025·高二·山东泰安·月考)已知四点中恰有三点在椭圆上,则椭圆的标准方程为 .
【答案】
【解析】因椭圆为标准方程,其图像关于坐标轴对称,
点与点关于轴对称,又恰有三点在椭圆上,
可知两点必在椭圆上,
若点也在椭圆上,设椭圆方程为,
则将坐标代入椭圆标准方程可得,此方程组无解,故点不在椭圆上,
因此,在椭圆上的三点为
设椭圆方程为,将代入椭圆可得,
,解得,
所以椭圆方程为.
故答案为:
【例题2】(2025·高二·重庆·月考)已知椭圆的两个焦点坐标分别是,,并且经过点,则它的标准方程是 .
【答案】
【解析】设椭圆方程为,则,
解得,故椭圆方程为.
故答案为:
【方法技巧与总结】
(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).
【变式1】(2025·高二·湖北武汉·月考)已知,是椭圆C的两个焦点,过且垂直于y轴的直线交C于A,B两点,且,则椭圆C的标准方程为 .
【答案】
【解析】根据题意,如图:
,由椭圆的对称性可得:,
又,由勾股定理可得:,
所以,,
又,则,
椭圆标准方程为.
故答案为:.
【变式2】(2025·高二·北京·期中)已知正三角形ABC的边长为4,则以点B,C为焦点,经过点A的椭圆标准方程为 .
【答案】或
【解析】因为椭圆以点B,C为焦点,经过点A,
则,,即,
所以,
若椭圆的焦点在轴上,椭圆的标准方程为:,
若椭圆的焦点在轴上,椭圆的标准方程为:.
故答案为:或
【变式3】(2025·高二·江苏南京·月考)已知椭圆的左、右焦点为,且过点则椭圆标准方程为 .
【答案】
【解析】由题知:,①
又椭圆经过点,
所以,②
又,③
联立解得:,
故椭圆的标准方程为:.
故答案为:.
【变式4】(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:.
题型二:椭圆方程的充要条件
【例题3】(2025·高二·广东·月考)设,方程所表示的曲线是( )
A.焦点在x轴上的椭圆 B.焦点在x轴上的双曲线
C.焦点在y轴上的椭圆 D.焦点在y轴上的双曲线
【答案】C
【解析】若,则,
曲线,即,
,
表示焦点在轴上的椭圆.
故选:
【例题4】(2025·高二·海南·月考)命题,命题方程表示椭圆,则是的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】,即,
方程表示椭圆等价于,解得.
当命题成立时,若,则命题不成立,不满足充分性;
当命题成立时,必满足,则命题成立,即,满足必要性;
是的必要不充分条件,故C正确.
故选:C.
【方法技巧与总结】
表示椭圆的充要条件为:;
表示圆方程的充要条件为:.
【变式5】(2025·高二·湖北武汉·期中)若方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,解得,
所以的取值范围是.
故选:D.
【变式6】(2025·高二·重庆·月考)已知方程表示椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由方程表示椭圆,则满足,解得或,
所以实数的取值范围为.
故选:D.
【变式7】(2025·高二·广东·期中)如果方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C.或 D.且
【答案】D
【解析】由方程表示焦点在轴上的椭圆,得,解得且,
所以实数的取值范围是且.
故选:D
【变式8】(2025·高二·重庆·月考)方程表示椭圆,则n的取值范围是( )
A. B.或
C. D.
【答案】B
【解析】由于方程表示椭圆,所以,
解得或.
故选:B.
【变式9】(2025·高二·河北·期中)“曲线表示椭圆”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】若曲线表示椭圆,有,可得或,
“曲线表示椭圆”可以推出“”,
“”不可以推出“曲线表示椭圆”,
可得“曲线表示椭圆”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
题型三:椭圆中焦点三角形问题
【例题5】(2025·高二·河北石家庄·期中)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,若A是上一动点,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在椭圆C中,,
由椭圆的定义可得,
则的周长为.
故选:C
【例题6】(2025·高二·四川绵阳·期中)设点为椭圆的两个焦点,点P在此椭圆上,若,则的面积为( )
A. B.2 C.1 D.
【答案】C
【解析】设该椭圆的长轴长为,焦距长为,由题意可知,
设,则,
因为,所以,
即,
解之得或,即或,
.
故选:C
【方法技巧与总结】
焦点三角形的问题常用定义与解三角形的知识来解决,对于涉及椭圆上点到椭圆两焦点将距离问题常用定义,即.
【变式10】(2025·高二·山东青岛·期中)已知椭圆的左右焦点分别为,,点是上的一点,的面积为,则点的横坐标是( )
A. B.0 C. D.
【答案】B
【解析】由题意得,则,设,
因为的面积为,所以,解得,即
可得,解得,则点的横坐标是,故B正确.
故选:B
【变式11】(2025·高二·重庆·期中)已知是椭圆的左右焦点,点是椭圆上一点且满足 ,则 ( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】由椭圆的方程得,
由椭圆的定义知:,则
故在中,因为,
故根据余弦定理知:,
即,解得,
所以
所以,即,
所以.
故选:C
【变式12】(2025·高三·云南玉溪·期中)设为坐标原点,为椭圆的两个焦点,点在上,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为①,
,
即②,联立①②,
解得:,
而,所以,
即.
故选:B
【变式13】(2025·高二·河南南阳·月考)已知,为椭圆的两个焦点,若椭圆上存在点,使得,则椭圆的方程可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】不妨设焦点在轴上,设椭圆C的方程为,
如图,设,则①,
在中,由余弦定理得,,
又,所以,整理得到,
又,,当且仅当时取等号,
所以当时,取到最小值,此时最大,为椭圆的上顶点或下顶点,
不妨设为椭圆C的上顶点,因为椭圆C上存在点P,使得,
则,所以,
所以,即,
得到,则,
选项A中:,选项B中:,选项C中:,
选项D中:,
故B正确,其它错误,
故选:B.
【变式14】(2025·高二·全国·单元测试)已知,为椭圆的两个焦点,是椭圆上第一象限的点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】不妨令分别为椭圆的左、右焦点,如图.
由题意.
在中,由余弦定理得,
,
即,所以.
故选:A.
题型四:两点距离的最值问题
【例题7】(2025·高二·天津南开·月考)已知椭圆,则该椭圆上的点到焦点距离的最小值为 .
【答案】1
【解析】由题意可知,
所以椭圆上的点到焦点距离的最小值为.
故答案为:1
【例题8】(2025·高二·吉林长春·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为.为椭圆上的动点则的取值范围是 .
【答案】
【解析】由题意可得椭圆,
所以,
,
因为,即,
所以,即.
故答案为:.
【方法技巧与总结】
利用几何意义进行转化
【变式15】椭圆上一点到该椭圆的一个焦点的距离为6,则这样的点P有 个.
【答案】
【解析】由题意可得,根据椭圆定义,若点到椭圆的一个焦点的距离为6,
则它到椭圆的另一个焦点的距离为,
因为,所以椭圆上点到椭圆的一个焦点的距离为6等价于椭圆上点到椭圆的两个焦点的距离分别为和6,
根据椭圆的对称性,所以这样的点共有4个.
故答案为:.
【变式16】(2025·高二·江苏常州·期中)已知是椭圆的焦点,点是上的动点,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】不妨取为椭圆的左焦点,设,
由椭圆可得,且满足,即;
因此,
又易知,所以可得,
所以的取值范围为.
故答案为:
【变式17】(2025·宁夏银川·二模)已知,P是椭圆上的任意一点,则的最大值为 .
【答案】
【解析】由已知可得为椭圆的焦点,
根据椭圆定义知,
所以,
当且仅当时等号成立,
故的最大值为.
故答案为:.
【变式18】(2025·高三·辽宁朝阳·月考)已知为椭圆:的右焦点,P为C上一点,则的最大值为 .
【答案】/
【解析】依题意,,,
所以.
故答案为:.
【变式19】(2025·高三·广东·月考)已知点在椭圆:上运动,,动点满足,则的最大值为 .
【答案】
【解析】依题设,则,,
因为,
所以,当且仅当取等号,即,
由,可得点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
故.
故答案为:
题型五:线段的和差最值问题
【例题9】已知点在椭圆上,点在圆上,,则的最大值为 .
【答案】/
【解析】显然为椭圆的左焦点,令其右焦点为,
圆的圆心,半径,由椭圆的定义得,
则,
当且仅当点在线段上时取等号,而,当且仅当在线段上时取等号,
所以当是线段延长线与椭圆的交点、是线段反向延长线与圆的交点时,取得最大值.
故答案为:
【例题10】(2025·高二·天津和平·期中)已知为椭圆:上任意一点,为椭圆的左焦点,为圆:上任意一点,则的最小值为
【答案】
【解析】在椭圆中,,,则,即点,
设其右焦点为,
如图,为椭圆上任意一点,则,
又因为为圆上任意一点,圆心,半径为,
.
当且仅当共线且在之间时等号成立.
所以的最小值为.
故答案为:.
【方法技巧与总结】
在解析几何中,我们会遇到最值问题,这种问题,往往是考察我们定义.求解最值问题的过程中,如果发现动点在圆锥曲线上,要思考并用上圆锥曲线的定义,往往问题能迎刃而解.
【变式20】(2025·高二·贵州·期中)如图,已知.动点到点的距离为6,线段的垂直平分线交直线于点,当点在运动时,记点的轨迹为,则的方程为 ,的取值范围为 .
【答案】 ; .
【解析】
如图,连接,因点是线段的中垂线上一点,故,
由题意,且,即,
故点的轨迹为以点为两焦点的椭圆,
由可得,则,
故轨迹的方程为.
因点是椭圆上的一点,则,
于是,
由图知,,
当且仅当点为椭圆的左端点()时不等式右端取等号,
当且仅当点为椭圆的右端点()时不等式左端取等号,
即,故的取值范围为.
故答案为:;.
【变式21】(2025·高二·山西·期中)椭圆:的左、右焦点分别为,,P为椭圆上的动点,Q为圆:上的动点,则的最大值为 .
【答案】
【解析】由圆:有:,所以圆心,半径,
又因为椭圆:,所以,所以,
由椭圆的定义有:,所以,
所以,
当直线过圆心时,,
所以,
故答案为:.
【变式22】(2025·高二·安徽合肥·期中)在边长为3的正方形中,点为边的中点,已知点为正方形内(包括边界)一动点,且到点的距离和到边的距离的比为,则的最小值为 .
【答案】
【解析】假设正方形边在平面直角坐标系的轴上,
由题意得,点到点的距离和到边的距离的比为,
根据椭圆的第二定义(平面内与定点(焦点)和与定直线(准线)的距离的比为离心率的点的轨迹为椭圆),
点在以点为右焦点,直线为右准线的椭圆上.
设,则准线的方程为,所以,
解得,故椭圆的标准方程为.
结合正方形的几何约束,如图,点的轨迹为该椭圆上满足的弧段,且,椭圆另一焦点为.
由椭圆的定义知,
,当三点共线时,最短,
所以,故的最小值为.
故答案为:.
【变式23】(2025·高二·陕西咸阳·月考)已知F是椭圆的左焦点,P是此椭圆上的动点,是一定点,则的最大值与最小值的和为 .
【答案】12
【解析】,则椭圆左焦点为,右焦点为.
由椭圆定义,,则.
当三点共线时,易得.
因,则.
则,即的最大值为,最小值为.从而的最大值与最小值的和为12.
故答案为:12
【变式24】(2025·高二·上海·期中)点P在椭圆上运动,分别在圆,圆上运动,则的最大值为,最小值为,则 .
【答案】8
【解析】根据由题意可知椭圆的左、右焦点坐标恰好为两圆圆心;
易知两圆半径都为,由椭圆定义可得,如下图所示:
因此可得的最大值为,即图中的位置;
最小值为;即图中的位置;
所以可得.
故答案为:8
题型六:轨迹问题
【例题11】(2025·高二·天津·期中)动点满足方程,则动点P的轨迹是 ,其轨迹方程是 .
【答案】 以,为焦点,长轴长为10的椭圆;
【解析】设,
因为表示点到的距离,表示点到的距离,
又动点满足,
又,即,
动点的轨迹是以,为焦点,长轴长为10的椭圆.
得,所以椭圆的标准方程为.
故答案为:以,为焦点,长轴长为10的椭圆;
【例题12】(2025·高二·辽宁沈阳·期中)在平面直角坐标系中,已知动点分别在轴、轴上,是线段上靠近的三等分点,为关于轴的对称点.若,则点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设,是线段上靠近的三等分点,则,,为关于轴的对称点.则,
所以
若,则,即;
则点的轨迹方程为:;
故答案为:
【方法技巧与总结】
常见考题中,会让我们利用圆锥曲线的定义求解点P的轨迹方程,这时候要注意把动点P和满足焦点标志的定点连起来做判断.焦点往往有以下的特征:(1)关于坐标轴对称的点;(2)标记为F的点;(3)圆心;(4)题上提到的定点等等.当看到满足以上的标志的时候要想到曲线的定义,把曲线和满足焦点特征的点连起来结合曲线定义判断.注意:在求解轨迹方程的题中,要注意x和y的取值范围.
【变式25】(2025·高二·湖南常德·月考)已知动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆的圆心的轨迹方程是 .
【答案】
【解析】由题意,圆的圆心,半径为,
圆的圆心,半径为,
因为,所以圆和圆为内含关系.
设动圆的圆心,半径为,则,即,
所以圆心的轨迹是焦点为,,长轴长为的椭圆,即,则,
故其轨迹方程为.
故答案为:.
【变式26】如图,已知椭圆的焦点分别为,点为椭圆上任意一点,过作的外角平分线的垂线,垂足为点,过点作轴的垂线,垂足为点,若线段的中点为,求点的轨迹方程,并说明轨迹是什么.
【解析】作关于直线的对称点,如下图所示,由角平分线的性质得点在直线上,
则有,又,,
,
,.
椭圆中
.
如图,为中点,为中点,连接,则是的中位线,
.
点和点都是动点,且点依赖于点进行变化,设,则,
根据两点间距离公式:,
,则点的轨迹方程是,
若点M位于轴时,点P在轴上无法构成三角形,不符合题意,故,
点的轨迹方程化为标准方程为:,
即点的轨迹是焦点在轴上,,的椭圆(不含轴上两点).
【变式27】设椭圆的左、右焦点分别为、,在椭圆上任取一点,过点作的补角平分线的垂线,垂足为,求点的轨迹方程.
【解析】由题意,延长并交于点,易证,
则,,
又为的中点,连接,则,
从而可知
设点的坐标为,则.
故答案为:
【变式28】(2025·山东泰安·模拟预测)在平面直角坐标系中,满足,、分别为的重心、内心,若轴,则点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设,则重心,设内切圆半径为,
又,所以,
因为,则,又,所以,
所以点的轨迹方程为.
故答案为:.
【变式29】已知动圆在圆的外部且与圆相切,同时还在圆的内部且与圆相切,则动圆的圆心的轨迹的方程是 .
【答案】
【解析】设圆的半径为,则根据题意,得,
于是,
由椭圆的定义可知:点的轨迹为满足的椭圆,
因此点的轨迹方程为.
故答案为:
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3.1.1 椭圆及其标准方程
目录
01 题型归纳目录 2
02 思维导图 3
03 知识点梳理 4
知识点一:椭圆的定义 4
知识点二:椭圆的标准方程 4
知识点三:求椭圆的标准方程 5
04 题型归纳,举一反三 7
题型一:椭圆的定义与标准方程 7
题型二:椭圆方程的充要条件 8
题型三:椭圆中焦点三角形问题 9
题型四:两点距离的最值问题 10
题型五:线段的和差最值问题 10
题型六:轨迹问题 11
知识点一: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.
知识点诠释:
若,则动点的轨迹为线段;
若,则动点的轨迹无图形.
知识点二:椭圆的标准方程
标准方程的推导:
由椭圆的定义,可以知道它的基本几何特征,但对椭圆还具有哪些性质,我们还一无所知,所以需要用坐标法先建立椭圆的方程.
如何建立椭圆的方程?根据求曲线方程的一般步骤,可分:(1)建系设点;(2)点的集合;(3)代数方程;(4)化简方程等步骤.
(1)建系设点
建立坐标系应遵循简单和优化的原则,如使关键点的坐标、关键几何量(距离、直线斜率等)的表达式简单化,注意充分利用图形的对称性,使学生认识到下列选取方法是恰当的.
以两定点、的直线为轴,线段的垂直平分线为轴,建立直角坐标系(如图).
设(),为椭圆上任意一点,则有.
(2)点的集合
由定义不难得出椭圆集合为:
.
(3)代数方程
,
即:.
(4)化简方程
由可得,则得方程
关于证明所得的方程是椭圆方程,因教材中对此要求不高,可从略.
因此,方程即为所求椭圆的标准方程.它表示的椭圆的焦点在轴上,焦点是.这里.
椭圆的标准方程:
(1)当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;
(2)当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;
知识点诠释:
(1)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;
(2)在椭圆的两种标准方程中,都有和;
(3)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,;
(4)在两种标准方程中,因为,所以可以根据分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上.
知识点三:求椭圆的标准方程
求椭圆的标准方程主要用到以下几种方法:
(1)待定系数法:①若能够根据题目中条件确定焦点位置,可先设出标准方程,再由题设确定方程中的参数a,b,即:“先定型,再定量”.②由题目中条件不能确定焦点位置,一般需分类讨论;有时也可设其方程的一般式:(且).
(2)定义法:先分析题设条件,判断出动点的轨迹,然后根据椭圆的定义确定方程,即“先定型,再定量”.利用该方法求标准方程时,要注意是否需先建立平面直角坐标系再解题.
题型一:椭圆的定义与标准方程
【例题1】(2025·高二·山东泰安·月考)已知四点中恰有三点在椭圆上,则椭圆的标准方程为 .
【例题2】(2025·高二·重庆·月考)已知椭圆的两个焦点坐标分别是,,并且经过点,则它的标准方程是 .
【方法技巧与总结】
(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).
【变式1】(2025·高二·湖北武汉·月考)已知,是椭圆C的两个焦点,过且垂直于y轴的直线交C于A,B两点,且,则椭圆C的标准方程为 .
【变式2】(2025·高二·北京·期中)已知正三角形ABC的边长为4,则以点B,C为焦点,经过点A的椭圆标准方程为 .
【变式3】(2025·高二·江苏南京·月考)已知椭圆的左、右焦点为,且过点则椭圆标准方程为 .
【变式4】(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 .
题型二:椭圆方程的充要条件
【例题3】(2025·高二·广东·月考)设,方程所表示的曲线是( )
A.焦点在x轴上的椭圆 B.焦点在x轴上的双曲线
C.焦点在y轴上的椭圆 D.焦点在y轴上的双曲线
【例题4】(2025·高二·海南·月考)命题,命题方程表示椭圆,则是的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【方法技巧与总结】
表示椭圆的充要条件为:;
表示圆方程的充要条件为:.
【变式5】(2025·高二·湖北武汉·期中)若方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式6】(2025·高二·重庆·月考)已知方程表示椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式7】(2025·高二·广东·期中)如果方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C.或 D.且
【变式8】(2025·高二·重庆·月考)方程表示椭圆,则n的取值范围是( )
A. B.或
C. D.
【变式9】(2025·高二·河北·期中)“曲线表示椭圆”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
题型三:椭圆中焦点三角形问题
【例题5】(2025·高二·河北石家庄·期中)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,若A是上一动点,则的周长为( )
A. B. C. D.
【例题6】(2025·高二·四川绵阳·期中)设点为椭圆的两个焦点,点P在此椭圆上,若,则的面积为( )
A. B.2 C.1 D.
【方法技巧与总结】
焦点三角形的问题常用定义与解三角形的知识来解决,对于涉及椭圆上点到椭圆两焦点将距离问题常用定义,即.
【变式10】(2025·高二·山东青岛·期中)已知椭圆的左右焦点分别为,,点是上的一点,的面积为,则点的横坐标是( )
A. B.0 C. D.
【变式11】(2025·高二·重庆·期中)已知是椭圆的左右焦点,点是椭圆上一点且满足 ,则 ( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式12】(2025·高三·云南玉溪·期中)设为坐标原点,为椭圆的两个焦点,点在上,,则( )
A. B. C. D.
【变式13】(2025·高二·河南南阳·月考)已知,为椭圆的两个焦点,若椭圆上存在点,使得,则椭圆的方程可以是( )
A. B.
C. D.
【变式14】(2025·高二·全国·单元测试)已知,为椭圆的两个焦点,是椭圆上第一象限的点,若,则( )
A. B. C. D.
题型四:两点距离的最值问题
【例题7】(2025·高二·天津南开·月考)已知椭圆,则该椭圆上的点到焦点距离的最小值为 .
【例题8】(2025·高二·吉林长春·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为.为椭圆上的动点则的取值范围是 .
【方法技巧与总结】
利用几何意义进行转化
【变式15】椭圆上一点到该椭圆的一个焦点的距离为6,则这样的点P有 个.
【变式16】(2025·高二·江苏常州·期中)已知是椭圆的焦点,点是上的动点,则的取值范围为 .
【变式17】(2025·宁夏银川·二模)已知,P是椭圆上的任意一点,则的最大值为 .
【变式18】(2025·高三·辽宁朝阳·月考)已知为椭圆:的右焦点,P为C上一点,则的最大值为 .
【变式19】(2025·高三·广东·月考)已知点在椭圆:上运动,,动点满足,则的最大值为 .
题型五:线段的和差最值问题
【例题9】已知点在椭圆上,点在圆上,,则的最大值为 .
【例题10】(2025·高二·天津和平·期中)已知为椭圆:上任意一点,为椭圆的左焦点,为圆:上任意一点,则的最小值为
【方法技巧与总结】
在解析几何中,我们会遇到最值问题,这种问题,往往是考察我们定义.求解最值问题的过程中,如果发现动点在圆锥曲线上,要思考并用上圆锥曲线的定义,往往问题能迎刃而解.
【变式20】(2025·高二·贵州·期中)如图,已知.动点到点的距离为6,线段的垂直平分线交直线于点,当点在运动时,记点的轨迹为,则的方程为 ,的取值范围为 .
【变式21】(2025·高二·山西·期中)椭圆:的左、右焦点分别为,,P为椭圆上的动点,Q为圆:上的动点,则的最大值为 .
【变式22】(2025·高二·安徽合肥·期中)在边长为3的正方形中,点为边的中点,已知点为正方形内(包括边界)一动点,且到点的距离和到边的距离的比为,则的最小值为 .
【变式23】(2025·高二·陕西咸阳·月考)已知F是椭圆的左焦点,P是此椭圆上的动点,是一定点,则的最大值与最小值的和为 .
【变式24】(2025·高二·上海·期中)点P在椭圆上运动,分别在圆,圆上运动,则的最大值为,最小值为,则 .
题型六:轨迹问题
【例题11】(2025·高二·天津·期中)动点满足方程,则动点P的轨迹是 ,其轨迹方程是 .
【例题12】(2025·高二·辽宁沈阳·期中)在平面直角坐标系中,已知动点分别在轴、轴上,是线段上靠近的三等分点,为关于轴的对称点.若,则点的轨迹方程为 .
【方法技巧与总结】
常见考题中,会让我们利用圆锥曲线的定义求解点P的轨迹方程,这时候要注意把动点P和满足焦点标志的定点连起来做判断.焦点往往有以下的特征:(1)关于坐标轴对称的点;(2)标记为F的点;(3)圆心;(4)题上提到的定点等等.当看到满足以上的标志的时候要想到曲线的定义,把曲线和满足焦点特征的点连起来结合曲线定义判断.注意:在求解轨迹方程的题中,要注意x和y的取值范围.
【变式25】(2025·高二·湖南常德·月考)已知动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆的圆心的轨迹方程是 .
【变式26】如图,已知椭圆的焦点分别为,点为椭圆上任意一点,过作的外角平分线的垂线,垂足为点,过点作轴的垂线,垂足为点,若线段的中点为,求点的轨迹方程,并说明轨迹是什么.
【变式27】设椭圆的左、右焦点分别为、,在椭圆上任取一点,过点作的补角平分线的垂线,垂足为,求点的轨迹方程.
【变式28】(2025·山东泰安·模拟预测)在平面直角坐标系中,满足,、分别为的重心、内心,若轴,则点的轨迹方程为 .
【变式29】已知动圆在圆的外部且与圆相切,同时还在圆的内部且与圆相切,则动圆的圆心的轨迹的方程是 .
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