第8章 第5讲 椭 圆(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·数学
2026-08-12
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习讲义聚焦椭圆核心考点,涵盖定义、标准方程及几何性质,按“定义辨析-方程推导-性质应用”逻辑架构知识体系,通过考点梳理(如定义中2a与|F₁F₂|关系)、方法指导(如焦点三角形面积公式)、真题训练(如离心率计算)等环节,帮助学生构建完整知识网络,突破难点。
资料突出数学思维与数学语言融合,如推导焦点三角形面积时引导学生用余弦定理结合椭圆定义,培养推理能力;讲解离心率时通过齐次式转化训练代数表达,提升运算能力。设置分层练习(基础判断、中档计算、综合应用),配合即时反馈,助力教师精准把控复习节奏,有效提升学生应考能力。
内容正文:
第5讲 椭 圆
课标要求 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、标准方程及简单的几何性质.
1.椭圆的定义
条件
结论1
结论2
平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点
M点的轨迹为椭圆
F1,F2为椭圆的焦点;
|F1F2|为椭圆的焦距
|MF1|+|MF2|=2a
2a>|F1F2|
提醒 若2a=|F1F2|,则动点M的轨迹是线段F1F2;若2a<|F1F2|,则动点M的轨迹不存在.
2.椭圆的标准方程及几何性质
焦点的位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准
方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
范围
-a≤x≤a且
-b≤y≤b
-b≤x≤b且
-a≤y≤a
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
短轴长为2b,长轴长为2a
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c
对称性
对称轴:x轴和y轴,对称中心:原点
离心率
e=(0<e<1)
a,b,c的关系
a2=b2+c2
提醒 焦点在x轴上⇔标准方程中x2项的分母较大;焦点在y轴上⇔标准方程中y2项的分母较大.
常用结论
1.若点P在椭圆上,O为坐标原点,F为椭圆的一个焦点,则
(1)b≤|OP|≤a;
(2)a-c≤|PF|≤a+c.
2.焦点三角形
椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点F1,F2构成的△PF1F2叫做焦点三角形,设∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S.
(1)当P为短轴端点时,θ最大;
(2)S=|PF1||PF2|sin θ=b2tan =c|y0|,当|y0|=b,即点P为短轴端点时,S取最大值,最大值为bc;
(3)焦点三角形的周长为2(a+c).
3.椭圆的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于坐标轴),其长为.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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)+=1(a>b>0)与+=1(a>b>0)的焦距相同.( )
(4)方程mx2+ny2=1(m>0,n>0)表示的曲线是椭圆.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.已知椭圆C:+=1的一个焦点为(2,0),则C的离心率为( )
A. B. C. D.
解析:选C.由已知可得b2=4,c=2,则a2=b2+c2=8,所以a=2,则离心率e==.
3.(多选)(选择性必修第一册P112例4改编)已知椭圆的方程为16x2+25y2=400,则( )
A.椭圆的长轴长为5
B.椭圆的离心率e=
C.点(3,0)是椭圆的一个焦点
D.椭圆上存在一点P到两焦点的距离的和等于10
解析:选BCD.把原方程化成标准方程,得+=1,所以a=5,b=4,c==3,因此,椭圆的长轴长是2a=10,离心率e==,两个焦点坐标分别是(-3,0)和(3,0),椭圆上任一点P到两焦点的距离的和为2a=10.
4.(选择性必修第一册P109T1改编)设椭圆+=1上一点P到焦点F1的距离等于6,则点P到另一个焦点F2的距离为________.
解析:由椭圆的定义知|PF1|+|PF2|=2a,又椭圆+=1上一点P到焦点F1的距离等于6,即|PF1|=6,且a=10,所以6+|PF2|=20,故|PF2|=14.
答案:14
5.(用结论)已知F(1,0)是椭圆C的右焦点,过F且垂直于x轴的直线交椭圆C于A,B两点,且|AB|=3,则椭圆C的方程为________________________.
解析:由题意可知|AB|=3=,又c=1,a2=b2+c2,解得a=2,b2=3,所以椭圆C的方程为+=1.
答案:+=1
考点一 椭圆的定义及其应用
(1)已知点P是椭圆+=1上一点,椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,且cos ∠F1PF2=,则△PF1F2的面积为( )
A.6 B.12 C. D.2
(2)(2026·辽宁名校联盟月考)已知椭圆C:+=1上一点P到左焦点F的距离为8,O为坐标原点,若点M满足=+,则||=( )
A.6 B.4 C. D.2
【解析】 (1)由椭圆+=1,
得a=5,b=3,c=4.
设|PF1|=m,|PF2|=n,所以m+n=10,
在△PF1F2中,由余弦定理可得
(2c)2=m2+n2-2mn·cos ∠F1PF2
=(m+n)2-2mn-2mn·,
可得64=100-mn,得mn=,
故S△PF1F2=mn·sin ∠F1PF2=××=.
(2)
设椭圆C的右焦点为F1,连接PF,PF1,取PF的中点为N,连接ON,如图所示.
由椭圆定义可知|PF|+|PF1|=12,由|PF|=8,可得|PF1|=4.易知=+=2,所以||=2||,又因为O为FF1的中点,所以ON∥PF1,且|ON|=|PF1|=2,可得||=4.
【答案】 (1)C (2)B
【感悟进阶】 椭圆定义的应用主要有两个方面:
一是确认平面内与两定点有关的轨迹是否为椭圆;
二是当P在椭圆上时,与椭圆的两焦点F1,F2组成的三角形通常称为“焦点三角形”,利用定义可求其周长,利用定义和余弦定理可求|PF1|·|PF2|的值,通过整体代入可求其面积等.
已知椭圆E:+=1的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,过F1且垂直于AF2的直线与E交于B,C两点,则△ABC的周长为( )
A.12 B.16
C.20 D.24
解析:选B.
由椭圆E:+=1,得a=4,
过F1且垂直于AF2的直线与椭圆E交于B,C两点,
所以BC为线段AF2的垂直平分线,连接BF2,CF2得|AB|=|BF2|,|AC|=|CF2|,
则△ABC的周长为|AB|+|AC|+|BC|=|BF2|+|CF2|+|BF1|+|CF1|=2a+2a=16.
考点二 椭圆的标准方程
(1)已知椭圆的两个焦点分别为F1(0,2),F2(0,-2),P为椭圆上任意一点,若|F1F2|是|PF1|,|PF2|的等差中项,则此椭圆的标准方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
(2)已知椭圆的长轴长是短轴长的3倍,过点A(3,0),且以坐标轴为对称轴,则椭圆的标准方程为____________________.
【解析】 (1)由题意得|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=8=2a,故a=4,
又c=2,则b=2,因为椭圆焦点在y轴上,故椭圆的标准方程为+=1.
(2)设椭圆的方程为+=1(m>0,n>0,m≠n),由题意知或解得或
所以椭圆的标准方程为+y2=1或+=1.
【答案】 (1)D (2)+y2=1或+=1
【感悟进阶】 求椭圆方程的两个基本方法
(1)定义法:根据椭圆的定义确定a2,b2的值,再结合焦点位置求出椭圆方程.
(2)待定系数法:先定形,再定量,即首先确定焦点所在位置,然后再根据条件建立关于a,b的方程组.如果焦点位置不确定,要考虑是否有两解,有时为了解题方便,也可把椭圆方程设为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)的形式.
1.若方程+=1表示焦点在x轴上的椭圆,则( )
A.-1<m<1
B.0<m<1
C.-1<m<0
D.-1<m<0或0<m<1
解析:选C.因为方程+=1表示焦点在x轴上的椭圆,
所以解得-1<m<0.
2.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·=-2,则椭圆C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:选B.由离心率e====,解得=,则b2=a2 ①.因为A1,A2分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点,所以A1(-a,0),A2(a,0),B(0,b),所以=(-a,-b),=(a,-b),·=-a2+b2=-2 ②,联立①②,解得a2=8,b2=6,所以椭圆C的方程为+=1.
考点三 椭圆的几何性质
角度1 离心率
(1)(2025·武汉二调)已知直线3x+2y=6经过椭圆m2x2+n2y2=1(m≠n)的两个顶点,则该椭圆的离心率为__________.
(2)已知矩形ABCD的四个顶点都在椭圆+=1(a>b>0)上,边AD和BC分别经过椭圆的左、右焦点,且3|AB|=2|BC|,则该椭圆的离心率为__________.
【解析】 (1)在3x+2y=6中,令x=0,得y=3,令y=0,得x=2.
由题意可得(0,3),(2,0)为椭圆m2x2+n2y2=1的顶点,则椭圆的方程为+=1,所以a=3,b=2,则c==,
所以离心率e==.
(2)由椭圆的方程+=1(a>b>0)可得,当x=c时,y=±,所以|AB|=2c,|BC|=.因为3|AB|=2|BC|,所以6c=,所以3ac=2b2=2a2-2c2,所以3e=2-2e2,解得e=或e=-2(舍去).
【答案】 (1) (2)
【感悟进阶】 求椭圆的离心率的方法
(1)直接求出a,c来求解,通过已知条件列方程组,解出a,c的值.
(2)构造a,c的齐次式,解出e.由已知条件得出关于a,c的二元齐次方程,然后转化为关于离心率e的一元二次方程求解.
角度2 最值(范围)问题
(1)已知椭圆C的方程为+y2=1,点A是椭圆C的上顶点,点M是椭圆C上任意一点,则|MA|的最大值是( )
A.2 B.4 C. D.
(2)(2026·长沙月考)过椭圆C:+=1的中心作直线 l 交椭圆于P,Q两点,F是C的一个焦点,则△PFQ 周长的最小值为( )
A.16 B.14 C.12 D.10
【解析】 (1)因为椭圆C的方程为+y2=1,则A(0,1),设M(x,y),由+y2=1,得x2=4-4y2,且-1≤y≤1,所以|MA|2=x2+(y-1)2=4-4y2+(y-1)2=-3y2-2y+5=-3(y+)2+,当y=-时,|MA|2取得最大值,故|MA|max=.
(2)设C的另一个焦点为F′,由题意知,2a=8,连接F′Q,
根据椭圆的对称性知|PF|=|QF′|,所以△PFQ 的周长为|PF|+|QF|+|PQ|=|QF′|+|QF|+|PQ|=8+|PQ|,当线段PQ为椭圆短轴时,|PQ|有最小值6,所以△PFQ 周长的最小值为 14.
【答案】 (1)C (2)B
【感悟进阶】 与椭圆有关的最值或范围问题的求解方法
(1) 利用数形结合、几何意义,尤其是椭圆的性质.
(2) 利用函数,尤其是二次函数.
(3) 利用不等式,尤其是基本不等式.
1.若点O和点F分别为椭圆+=1的中心和左焦点,点P为椭圆上的任意一点,则·的最大值为( )
A.2 B.3 C.6 D.8
解析:选C.由椭圆+=1可得F(-1,0),设P(x,y),-2≤x≤2,则·=x2+x+y2=x2+x+3(1-)=x2+x+3=(x+2)2+2,-2≤x≤2,则当且仅当x=2时,·取得最大值6.
2.(2026·淮安段考)设F1,F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,过点F2作x轴的垂线与椭圆C交于A,B两点.若△ABF1为钝角三角形,则离心率e的取值范围为( )
A.(0,-1) B.(-1,1)
C.(,1) D.(0,)
解析:选A.由题意可得|AB|=,即|AF2|=.因为△ABF1为钝角三角形,所以∠AF1F2>45°,可得|F1F2|<,即2c<,即b2>2ac.由b2=a2-c2,可得a2-c2>2ac,即c2+2ac-a2<0,即e2+2e-1<0,且0<e<1,解得0<e<-1.
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