内容正文:
第52讲 椭圆
1
课前基础巩固
课堂考点探究
课时作业
2
1.了解椭圆的实际背景,感受椭圆在刻画现实世界和解决实际问题中
的作用.
2.经历从具体情境中抽象出椭圆的过程,掌握椭圆的定义、标准方程
及简单几何性质.
3.通过椭圆与方程的学习,进一步体会数形结合的思想.
4.了解椭圆的简单应用.
课 标 要 求
3
◆ 知识聚焦 ◆
1.椭圆的定义
平面内到两个定点F1,F2的距离之 等于常数( )的点
的集合(或轨迹)叫作椭圆.这两个定点F1,F2叫作椭圆的 ,两个焦
点间的距离|F1F2|叫作椭圆的 .
集合,,其中, ,
且, 为常数:
和
大于|F1F2|
焦距
(1)若______,则集合 为椭圆;
(2)若______,则集合 为线段;
(3)若______,则集合 为空集.
焦点
课 前 基 础 巩 固
4
2.椭圆的标准方程和几何性质
标准方程
图形
性
质 范围 ____________,_________
_____________ ____________,_________
_____________
对称性 对称轴:________ 对称中心:______
坐标轴
课 前 基 础 巩 固
5
标准方程
性
质 顶点 ________, ______,
________, ______ ________, ______,
________, ______
轴 长轴的长为____ 短轴 的长为____
焦点 , ,
焦距 ____
离心率 , ______
, ,
的关系 ________
续表
课 前 基 础 巩 固
6
常用结论
椭圆中几个常用的结论:
(1)焦半径:椭圆上的点与左(下)焦点 或右(上)焦
点的连线叫作椭圆的焦半径,分别记作, .
①,, ;
②,, ;
③焦半径中长轴端点的焦半径最大和最小.
课 前 基 础 巩 固
7
(2)焦点三角形:以椭圆上的点与两焦点, 为顶点的
叫作焦点三角形.,, ,
的面积为,则在椭圆 中:
①当,即点的位置为短轴端点时, 最大;
②,当,即点的位置为短轴端点时,
取到最大值,最大值为 ;
③焦点三角形的周长为 .
课 前 基 础 巩 固
8
(3)若,为椭圆的两个焦点,弦过焦点,则 的周
长为 .
(4)点在椭圆上,则椭圆在点 处
的切线方程为 .
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9
◆ 对点演练 ◆
题组一 常识题
1.[教材改编]如果椭圆上一点到焦点 的距离等于6,
那么点到另一个焦点的距离是____, 的周长为____.
14
36
[解析] 根据椭圆的定义得,
由,得 ,所以,故.
由 ,得,所以 的周长为
.
课 前 基 础 巩 固
10
2.[教材改编]比较椭圆与椭圆 的形状,
椭圆_ __________更接近于圆.
[解析] 因为椭圆的离心率,所以越大, 越小,
椭圆越扁;越小,越大,椭圆越圆.
椭圆 即椭圆,其离心率,
椭圆 的离心率,
因为,所以椭圆 更接近于圆.
课 前 基 础 巩 固
11
3.[教材改编]动点到定点的距离和到定直线
的距离的比值是常数,则动点 的轨迹方程为___________.
[解析] 设是点到直线的距离,
则由题意知 ,即,整理得,
故动点 的轨迹方程为 .
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12
题组二 常错题
◆ 索引:椭圆的定义中忽视 这一条件;忽视焦点的位置;
忽视椭圆方程中未知数的取值范围.
4.平面内一点到两定点,的距离之和等于12,则点
的轨迹是______.
线段
[解析] 由题意知, ,
即,所以点 的轨迹是线段.
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13
5.已知中心在原点,对称轴为坐标轴的椭圆 的长轴长为4,焦距为2,
则 的方程为_ ______________________.
或
[解析] 椭圆的中心在原点,其长轴长为4,焦距为2,
,,.
当椭圆的焦点在轴上时, 的方程为;
当椭圆的焦点在轴上时,的方程为 .
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14
6.若,分别是椭圆的左、右焦点,点 在椭圆上运动,则
的最小值是___.
1
[解析] 设,依题意得, ,
则 ,
因为,所以,所以 的最小值是1.
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15
探究点一 椭圆的定义及其应用
例1(1)[2025·山西临汾三模]已知动点 满足
,则动点 的轨迹方程是
( )
A. B. C. D.
[思路点拨]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.
√
课 堂 考 点 探 究
16
[解析] 由题意可得动点到与 两点的距离之和为10,
因为,所以动点的轨迹为焦点在 轴上的椭圆,
易知,,,
故动点 的轨迹方程为 .故选C.
课 堂 考 点 探 究
17
(2)[2023·全国甲卷]设,为椭圆的两个焦点,点
在上,若,则 ( )
A.1 B.2 C.4 D.5
[思路点拨]思路一:根据题意,分析可得 ,可得
,由椭圆的定义可得 ,将两
式联立即可得到 的值;
思路二:根据题意,分析可得 ,根据常用结论
,即可求出 的值.
√
课 堂 考 点 探 究
18
[解析] 方法一:因为,所以 .
因为,所以 ,
又 ,所以
,所以 .故选B.
方法二:因为,所以 ,
则,
所以 .故选B.
课 堂 考 点 探 究
19
[总结反思]
椭圆定义的应用主要有两个方面:一是明确平面内与两定点有关的轨
迹是否为椭圆;二是利用定义解与焦点三角形有关的问题.涉及焦点三
角形的常见问题有求焦点三角形的周长、面积等,难度不是很大.
课 堂 考 点 探 究
20
变式题(1)已知,是椭圆的两个焦点,点在 上,
则 的最大值为( )
A.13 B.12 C.9 D.6
√
[解析] 方法一:根据椭圆的定义可知, ,
所以,当且仅当 时等号成立,故 的最大值为9.
课 堂 考 点 探 究
21
方法二:不妨设,分别为椭圆 的左、右焦点,
则,,
设 ,则
.
因为,所以 ,所以,
又 ,所以 ,
则, ,
所以当时, 取得最大值9.故选C.
课 堂 考 点 探 究
22
(2)[2026·山西吕梁一中月考] 已知是椭圆 上的一点,
,是椭圆的两个焦点,且 ,则 的面积是
_ ___.
课 堂 考 点 探 究
23
[解析] 在椭圆中,,, ,
由椭圆的定义可得,.
在 中, ,
由余弦定理得
,
解得 ,
故 .
课 堂 考 点 探 究
24
[解析] 由题意可得,
记椭圆的右焦点为 ,如图,
则 的周长为
,当且仅当直线经过右焦点不经过左焦点时
取得等号,故 的周长的最大值是 .
(3)[2025·上海交通大学附中月考] 直线与椭圆 交于
,两点,为椭圆的左焦点,则 的周长的最大值是_____.
课 堂 考 点 探 究
25
探究点二 椭圆的标准方程
例2 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 ;
[思路点拨]根据焦点坐标可得 ,根据椭圆的定义可知椭圆上一点
到两焦点的距离之和为,可求出,再由求出 ,进
而得到椭圆的标准方程;
课 堂 考 点 探 究
26
解:根据题意,两个焦点的坐标分别为,,即 ,
又椭圆经过点 ,
所以,故 ,
则 ,
故所求椭圆的标准方程为 .
课 堂 考 点 探 究
27
(2)中心在原点,焦点在轴上,且经过四点, ,
, 中的三点;
[思路点拨]设出椭圆方程,由椭圆的对称性可判断椭圆过,
两点,又,不同时在椭圆上,可确定点 在椭圆上,将点的坐
标代入椭圆方程计算,可求出, 的值,从而写出椭圆的标准方程;
课 堂 考 点 探 究
28
解:设椭圆的方程为.
因为,两点关于 轴对称,所以椭圆经过, 两点,
由,知,椭圆不经过点,所以点 在椭圆上,
故解得
所以所求椭圆的标准方程为 .
课 堂 考 点 探 究
29
(3)中心在原点,离心率为 ,长轴长为6;
[思路点拨]根据长轴长求出,再结合离心率求出 ,结合
求出,分焦点在轴、 轴上即可写出椭圆的标准方程;
解:因为椭圆的长轴长为6,所以 .
因为椭圆的离心率为,所以,解得 ,
所以 ,
所以所求椭圆的标准方程为或 .
课 堂 考 点 探 究
30
(4)中心在原点,焦点在轴上,且过两点, .
[思路点拨]设出椭圆方程,根据椭圆过的点列方程组求解即可.
解:设椭圆的方程为 ,
因为椭圆过两点, ,
所以解得
所以所求椭圆的标准方程为 .
课 堂 考 点 探 究
31
[总结反思]
根据条件求椭圆方程的主要方法:
(1)定义法:根据题目所给条件确定动点的轨迹满足椭圆的定义.
(2)待定系数法:根据题目所给的条件确定椭圆方程中的, .当不知
焦点在哪一个坐标轴上时,一般可设所求椭圆的方程为
,不必考虑焦点位置,用待定系数
法求出, 的值即可.
课 堂 考 点 探 究
32
变式题(1)已知点在椭圆上,点,
分别为椭圆的左、右焦点,满足, 的面积为12,
椭圆的焦距为8,则椭圆 的标准方程为( )
A. B. C. D.
√
课 堂 考 点 探 究
33
[解析] 椭圆的焦距为8,则,故 .
由,的面积为12,得 ,
即,
又 ,
所以 ,
即,所以,
又,则 ,
则椭圆的标准方程为 .故选D.
课 堂 考 点 探 究
(2)[2022·全国甲卷]已知椭圆 的离心率
为,,分别为的左、右顶点,为的上顶点.若 ,
则 的方程为( )
A. B. C. D.
√
课 堂 考 点 探 究
35
[解析] 由离心率,得,即 .
由题意知,,,
所以, ,
因为,所以,
将 代入,得,,
故椭圆的方程为 .故选B.
课 堂 考 点 探 究
36
探究点三 椭圆的简单几何性质
微点1 求椭圆的离心率的值或范围
例3(1)[2025·河南洛阳质检]已知椭圆 的
左、右焦点分别为,,为椭圆上一点, ,
,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
√
课 堂 考 点 探 究
37
[思路点拨]设,根据题意及椭圆的定义确定, 的关系,
用表示出,,在中,根据勾股定理得到关于 ,
的齐次式,即可求解离心率;
[解析] 设,因为,所以.
因为 为椭圆上一点,所以,即,
故 ,.
因为,所以由勾股定理得 ,
得,即,所以 .故选A.
课 堂 考 点 探 究
38
(2)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.
[思路点拨]由得到点的轨迹为以原点为圆心, 为
半径的圆,再由点总在椭圆的内部,可得,结合,, 的关系
即可求离心率的取值范围.
√
课 堂 考 点 探 究
39
[解析] 设椭圆的长半轴长、短半轴长、半焦距分别为,, .
因为,所以点的轨迹为以原点为圆心, 为半径的圆.
因为点总在椭圆的内部,所以,所以 ,
所以,故,
又,所以 ,故选C.
课 堂 考 点 探 究
40
[总结反思]
求椭圆离心率的值或取值范围的方法:
(1)直接求出,,利用离心率公式 求解.
(2)由与的关系求离心率,利用变形公式 求解.
(3)构造,的齐次式,可以不求出,的具体值得出与 的关系,
从而求得 .
课 堂 考 点 探 究
41
微点2 与椭圆有关的范围(最值)问题
例4(1)已知椭圆的方程为 ,过椭圆中心的直线交椭圆
于,两点,是椭圆的右焦点,则 的周长的最小值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
[思路点拨]利用椭圆的对称性以及椭圆的定义,即可求出周长的
最小值.
√
课 堂 考 点 探 究
42
[解析] 由椭圆的方程为,得 ,
,.
设 为椭圆的左焦点,连接, ,如图,
则由椭圆的中心对称性可得四边形为
平行四边形,故 的周长
,
当, 为短轴的端点时,取得最小值,最小值为 ,
则 .故选D.
课 堂 考 点 探 究
43
(2)设是椭圆的上顶点,点在上,则 的最
大值为( )
A. B. C. D.2
[思路点拨]思路一:设,根据点在椭圆上确定, 的关
系,结合点的坐标用表示,结合 的取值范围及二次函数
的性质即可求出的最大值;
思路二:设 ,求出 的坐标,利用两点间的距离公式,
结合三角函数的有界性可求出 的最大值.
√
课 堂 考 点 探 究
44
[解析] 方法一:设,则,即, ,
易知 ,所以
,当时,取得最大值, .
方法二:设,易知 ,
所以,
当 时,取得最大值, .
课 堂 考 点 探 究
45
[总结反思]
利用椭圆的几何性质求取值范围(最值)问题的思路:
(1)将所求问题用椭圆上点的坐标表示,利用坐标的取值范围构造
函数或不等关系.
(2)将所求取值范围用,,表示,利用,, 自身的取值范
围、关系求取值范围.
课 堂 考 点 探 究
46
应用演练
1.[2025·河北秦皇岛三模]若点在椭圆 的内部,则
实数 的取值范围为( )
A. B.
C. D.
[解析] 由点在椭圆的内部,可得 ,
且,,解得或,
所以实数 的取值范围为 .故选B.
√
课 堂 考 点 探 究
47
2.(多选题)[2025·湖南长沙雅礼中学二模]已知椭圆
的左、右焦点分别为,,点是椭圆 上的一个动点,则
下列说法正确的是( )
A.椭圆 的长轴长为5
B.椭圆的离心率为
C.
D.恰好存在2个点使得
√
√
课 堂 考 点 探 究
48
[解析] 由椭圆,可得, ,所以
,即,, .
对于A,椭圆的长轴长为,所以A不正确;
对于B,椭圆 的离心率,所以B正确;
对于C, ,所以C正确;
对于D,因为,所以以为直径的圆与椭圆 有4个交点,
即存在4个点使得,所以D不正确.故选 .
课 堂 考 点 探 究
49
3.[2025·四川攀枝花三模]已知椭圆 的上顶
点为,左、右焦点分别为,,连接并延长交椭圆 于另一点
,若,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
√
课 堂 考 点 探 究
50
[解析] 如图,由题意可知 ,.
根据 ,可设, ,
则
,则,
所以 , ,.
在 中,由余弦定理得 .
又 ,所以 ,即,所以,则 .故选B.
课 堂 考 点 探 究
51
4.[2025·安徽合肥二模]已知点,, 分别是
与轴的交点.若点满足以为直径的圆与
相切,则 面积的最大值为( )
A. B.8 C.12 D.16
√
课 堂 考 点 探 究
52
[解析] 如图,设以为直径的圆的圆心为 ,,
连接,,因为点在 内,所以两圆内切,
所以,
又 为的中位线,所以 ,
所以,则,
所以点 的轨迹是以,为焦点的椭圆,且,得,
又 ,所以,
显然当为椭圆短轴的端点时, 的面积最大,
最大值为 .故选B.
课 堂 考 点 探 究
53
5.设是椭圆的上顶点,若 上的任意一
点都满足,则 的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
√
课 堂 考 点 探 究
54
[解析] 易知,设,则,得 ,
则
, .
由题知,当时, 取得最大值,
所以由二次函数图象的对称性知,故,即,
可得,故椭圆 的离心率的取值范围为 ,故选C.
课 堂 考 点 探 究
55
课时作业
56
◆ 基础热身 ◆
1.椭圆 的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
[解析] 根据椭圆方程可得焦点在 轴上,且,
所以,故焦点坐标为 .故选B.
√
课 时 作 业
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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13
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15
16
1
2
3
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5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
57
2.以原点为中心,焦点在轴上,且长轴长与短轴长之比为 ,焦
距为 的椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
[解析] 由题意可得,所以.
因为 ,所以,
又,所以,解得 ,,
所以所求椭圆的方程为 .故选B.
√
课 时 作 业
1
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5
6
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58
3.已知方程表示的曲线是椭圆,则实数 的取值范围是
( )
A. B. C. D.
[解析] 因为方程 表示的曲线是椭圆,
所以 解得且,
所以实数的取值范围是 .故选D.
√
课 时 作 业
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59
4.[2025·江西新余模拟]已知椭圆 的左、右
焦点分别为,,右顶点为,点在椭圆 上,且,
若,则 ( )
A.1 B.2 C. D.3
[解析] 依题意得,,则 ,
故.
在中, ,且 ,则为等边三
角形,所以 ,得,则 .故选D.
√
课 时 作 业
1
2
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16
60
5.已知,分别是椭圆的左、右焦点, 是椭圆上一点,且
,则该椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
[解析] 设椭圆的长轴长为,则 ,
又,所以, .
由,得,
又,所以 . 故选B.
√
课 时 作 业
1
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61
6.(多选题)已知椭圆的焦点分别为,,为 上
一点,则( )
A.的焦距为 B.的离心率为
C.的周长为 D.面积的最大值为
√
√
√
课 时 作 业
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16
62
[解析] 设椭圆的长轴长为,短轴长为 ,焦距为
,则,,,
故,, ,所以的焦距为,故A正确;
的离心率为,故B正确;
的周长为 ,
故C错误;
当点位于椭圆的上顶点或下顶点时, 的面积最大,最大值
为,故D正确.故选 .
课 时 作 业
1
2
3
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5
6
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11
12
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4
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11
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16
63
7.写出一个焦距为3的椭圆的标准方程:_ _________________________.
(答案不唯一)
[解析] 设椭圆的标准方程为,
由题得 ,所以,
取,则椭圆的标准方程可以为 .
课 时 作 业
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11
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15
16
64
[解析] 由题意知 ,
故
,所以点的轨迹是以, 为焦点的椭圆
(除去长轴端点),长轴长为10,焦距为6,
则椭圆的长半轴长,半焦距,短半轴长 .
8.[2025·浙江温州三模] 在中,,,线段
的中垂线交线段于点,则 的面积的最大值是____.
12
课 时 作 业
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65
不妨设, ,如图,
则的轨迹是椭圆(除去点, ),
则的面积 ,
当取得最大值,即时,
取得最大值,最大值为 .
课 时 作 业
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16
9.已知椭圆的左焦点为 ,点
在 上.
(1)求椭圆 的离心率;
解:因为点在上,所以,
即,所以椭圆 的离心率为 .
课 时 作 业
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13
14
15
16
67
(2)若为坐标原点,直线与的另一个交点为,关于 轴的
对称点为,若四边形的面积为,求 .
解:如图,由 及椭圆的对称性可得,
,.
因为 轴, ,
所以 ,
,
课 时 作 业
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7
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又四边形的面积为 ,
所以 ,
则.
由(1)可得 ,则,,
所以 ,故 .
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◆ 综合提升 ◆
10.[2025·贵州遵义模拟]已知的周长为12, ,当
的面积最大时, 的内切圆半径为( )
A. B. C. D.
√
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[解析] 由,且 ,
可得,
由椭圆的定义可知,点的轨迹是以, 为焦点的椭圆(除去长轴
端点),长轴长,焦距 ,可得,,
则椭圆的短半轴长.
当点 运动到椭圆短轴的端点时,的面积最大,
最大面积为 .
设的内切圆半径为 ,则 ,
可得 .故选B.
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11.[2025·广东广州二模]已知椭圆 的左、右
焦点分别为,,过的直线与相交于,两点,且 ,
,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
√
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[解析] 如图所示.设 ,因为 ,
所以 .
因为, ,所以,所以 ,
又因为,所以 ,
解得,所以.
在 中,由余弦定理可得 ,
在 中,由余弦定理可得 ,
因为 ,所以 ,
整理得,所以,则 .故选D.
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12.(多选题)[2025·山西临汾二模]已知椭圆
的左、右焦点分别为,,,为椭圆 上关
于原点对称的两点,且 ,则( )
A.
B.四边形的周长为
C.四边形的面积为
D.椭圆的离心率的取值范围为
√
√
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[解析] 对于A,依题意知,,互相平分,且 ,则
四边形是矩形,故 ,A正确;
对于B,四边形的周长为 ,
B正确;
对于C,四边形 的面积为 ,C错误;
对于D,设椭圆的半焦距为,由题意知以原点为圆心, 为半径的圆与椭圆有公共点,故,即 ,解得,可得.又椭圆的离心率,故 ,D正确.故选 .
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13.已知椭圆的离心率为 ,左、右焦点分别
是,,,是坐标原点,是上一点,且,过
作的平分线的垂线,垂足为,则 ___.
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[解析] 如图,延长,,设交点为 .
易知, , ,
所以 ,得,
由题知可得
由椭圆的定义可得,
由 ,可得 ,所以.
由 为的中位线,可得 .
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14.[2025·河南安阳质检] 已知椭圆 的离心
率,点为其左顶点,点为其上顶点,且,,
分别为椭圆 的左、右焦点.
(1)求椭圆 的方程;
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解:如图,依题意得 可得
所以椭圆的方程为 .
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(2)为椭圆上位于第一象限的一个点,且,点 为
椭圆上任意一点(异于,),求 的面积的最大值.
解:由(1)得, .
将代入得,
所以,故 ,
又在第一象限,所以 ,
又,故 ,
直线 的方程为,即 .
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设, ,
则到直线 的距离
,
所以当时,取得最大值,且 ,
所以的面积的最大值为 .
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◆ 能力拓展 ◆
15.(多选题)用平面 截圆柱面,圆柱的轴与平面
的夹角记为 ,当 为锐角时,截线是一个椭圆.
著名数学家 创立的双球实验证明了上述结论.
如图所示,将两个大小相同的球嵌入圆柱内,球心分别
为, ,使它们分别位于 的上方和下方,并且与圆柱
面和 均相切.已知 ,分别为球,球的直径,,
, 为椭圆的长轴,,分别在,上,
球,球分别与 相切于点, ,则下列结论中正确的有( )
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A.椭圆的短轴长与嵌入圆柱的球的直径相等
B.椭圆的长轴长与嵌入圆柱的两球的球心距
相等
C.椭圆的离心率
D.若为球的半径,则
√
√
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[解析] 对于B,如图,设 为椭圆上的一点,
连接,,过点作,
分别与球,球 相切于点,,
由题可知与球相切于点, 与球相切于
点 ,故 ,
由椭圆的定义可知,该椭圆以,为焦点,
为长轴长,故B正确;
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对于A,连接,设为的中点,则为的中点,
由平面 与球相切于点,可得 ,
故 ,
故椭圆的短轴长与嵌入圆柱的球的直径相等,故A正确;
对于C,由题意可得,
则 ,故C正确;
对于D,由题意可得 ,,连接,
则 ,故,即,故D错误.故 .
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16.(多选题)[2025·山东烟台三模]已知椭圆 的左、右
焦点分别为,,为椭圆 上一点,则下列说法正确的有
( )
A. 的面积的最大值为12
B. 的平分线必过椭圆的中心
C.若,则
D.若 ,则椭圆上存在点,使得
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[解析] 由题得椭圆的长半轴长,短半轴长 ,半焦距
,故,.
对于A,当为短轴的端点时, 的面积最大,
最大面积为 ,故A正确;
对于B,若的平分线过椭圆的中心,
又,则 ,此时为等腰三角形,
为短轴的端点,而当 不为短轴的端点时, 的平分线不过
椭圆的中心,故B错误;
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对于C,因为,所以,
在 中,由余弦定理可得
,
则,
故 ,所以,故 ,故C正确;
对于D,若, 则 ,
即 ,
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又,所以
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又,所以 ,
所以,即,
故 ,所以,
因为,所以 符合不等式,
故椭圆上存在点,使得,故D正确.故选 .
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