摘要:
本讲义聚焦椭圆及其标准方程核心知识点,系统梳理椭圆定义(含2a与2c关系辨析)、两种标准方程(焦点位置判断)、a,b,c几何关系、求方程方法(定义法、待定系数法)及点与椭圆位置关系,构建从概念到应用的学习支架。
资料通过“即学即练”“典例+变式”分层设计,结合思维导图直观呈现知识脉络,培养数学思维(如定义辨析逻辑推理)和数学语言(方程推导规范表达)。课中助力教师分层教学,课后帮助学生巩固提升,查漏补缺。
内容正文:
专题2.1.1椭圆及其标准方程
教学目标
理解椭圆的定义,掌握定义中限制条件;
掌握椭圆的两种标准方程,分清焦点在x轴、y轴上方程形式;理解a,b,c三者关系;
会根据条件求椭圆标准方程(定义法、待定系数法);
了解椭圆标准方程推导过程,会判断焦点位置。
教学重难点
1.重点
椭圆的定义;
椭圆的标准方程;a,b,c的关系;
求椭圆的标准方程。
2.难点
椭圆定义条件,辨析2a=2c、2a<2c对应的图形;
椭圆标准方程的化简推导;
焦点位置判断:看分母大小,哪个分母大,焦点就在哪个坐标轴上。
知识点 1: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P的轨迹叫做椭圆。
两个定点叫作椭圆的焦点;
两焦点间距离叫作焦距;
常数记为2a,即。
⚠三种情况辨析(高频易错)
:点P轨迹为椭圆;
:点P轨迹为线段;
:没有轨迹(不存在图形)。
【即学即练】
已知点,,动点满足,则动点的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的概念,求出椭圆标准方程即可.
【详解】由题意可知,所以动点的轨迹是椭圆,且,则,
所以椭圆标准方程为.
故选:A.
知识点 2 椭圆的标准方程
(a永远最大)
表格
焦点位置
标准方程
焦点坐标
说明
焦点在轴上
分母是(分母更大)
焦点在轴上
分母是(分母更大)
判断焦点位置口诀:看分母,大分母对应焦点所在坐标轴。
【即学即练】
已知椭圆经过点、,则其标准方程为______.
【答案】
【详解】设椭圆的一般方程为,
把点、的坐标分别代入椭圆方程,
得,解得,故椭圆标准方程为.
知识点 3:a,b,c的几何关系
a:长半轴长;b:短半轴长;c:半焦距; 已知任意两个量,就可以求出第三个量。
【即学即练】
离心率为,焦点在轴且长轴长为 6 的椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设为长半轴长,为短半轴长,为半焦距,因为离心率为,可得,
因为长轴长为 6,可得,所以,,所以,,
因为焦点在轴,所以椭圆的标准方程为.
知识点 4:求椭圆标准方程两种方法
定义法:根据椭圆定义求出2a、2c,算出,再结合焦点位置写方程。
待定系数法 ①定焦点位置,设对应标准方程; ②代入已知条件,列方程求出参数; ③若焦点位置不确定,可设统一形式:。
【即学即练】
已知椭圆的右焦点,短轴长为2.求椭圆的方程.
【答案】
【详解】由题意得,椭圆的半短轴长,半焦距,
因,
故椭圆的标准方程为.
知识点 5:点与椭圆的位置关系
对于椭圆,点:
,点在椭圆内部;
,点在椭圆上;
,点在椭圆外部。
题型 01 椭圆定义辨析
【典例1】若方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是______.
【答案】
【详解】因为方程表示焦点在轴上的椭圆,所以,
解得.
【变式1】方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则,解得,即m的取值范围为
【变式2】已知,则“”是“曲线表示椭圆”的( )
A.充分不必要条件 B.充要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【详解】若方程表示椭圆,则,解得且,
所以“”是“曲线表示椭圆”的必要不充分条件.
.
【变式3】在平面直角坐标系中,“”是“方程表示的曲线是椭圆”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】B
【分析】根据曲线是椭圆的条件进行判断即可.
【详解】将方程化为标准形式为.
当时,方程表示的曲线是圆,充分性不成立,
若该方程表示椭圆,则需满足分母均大于0,即且,解得且,必要性成立,
因此,“”是“方程表示的曲线是椭圆”的必要不充分条件.
故选:B
题型 02 识别椭圆标准方程,求参数、焦点坐标
【典例1】已知椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为A,点M在C上,若周长的最大值为8,则C的焦距为( )
A.3 B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】利用椭圆的定义将周长的最大值问题转化为求的最大值即可求出,再求出焦距即可.
【详解】由题意知,,且,
则,
由椭圆的定义可知,,
则的周长为,
因为,等号成立时三点共线,
所以周长的最大值为,得,则,得,
故C的焦距为.
【变式1】椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上.若,则________.
【答案】
4
【详解】由题可知,又,
所以.
【变式2】过椭圆 ()的右焦点 的直线交椭圆于 两点, 是椭圆的左焦点,则 的周长为________.
【答案】20
【详解】
如图的周长为
题型 3:椭圆定义的简单综合
【典例1】已知椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为.过且垂直于的直线与交于,两点,则的周长为( )
A.4 B.8 C.12 D.
【答案】B
【分析】由垂直平分线性质得,,再根据椭圆的定义求解即可.
【详解】因为为线段的垂直平分线,
所以,根据对称性有:,,
所以的周长等于的周长,
所以,利用椭圆的定义,的周长为.
【变式1】如图,椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,上顶点为,过且垂直于的直线与椭圆交于两点,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,连接,,,由离心率可得,即可得到为等边三角形,然后结合椭圆的定义即可得到结果.
【详解】如图,连接,,,由题意可得.
因为椭圆的离心率为,所以,即.又,
所以,故为等边三角形.
由可得为线段的垂直平分线,
所以,,
所以的周长为
.
故选:A
【变式2】 为椭圆上一点,是它的上焦点,,则的最大值为( )
A. B.
C.3 D.
【答案】A
【分析】利用椭圆的定义将化为,再结合即可求出答案.
【详解】设为椭圆的下焦点,
由椭圆方程知,,,,
则,
由椭圆的定义得
所以,当是的延长线与椭圆的交点时等号成立,
所以的最大值为.
故选:A.
【变式3】已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的最小值是( )
A.4 B.5 C. D.6
【答案】B
【分析】由椭圆方程结构特点求得范围,再结合基本不等式即可求解.
【详解】根据题意可得,解得.
令,
则,
当且仅当,即时等号成立,故的最小值为5.
题型 4:定义法求椭圆方程
【典例】已知圆 和圆 ,若动圆 与圆 外切,同时与圆 内切,则该动圆圆心 的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据两圆位置关系得动圆圆心到两已知圆心距离和为定值,再由椭圆的定义求解
【详解】圆的圆心为,
圆的圆心为,
设动圆的圆心为,半径为,
由题意得,则,
所以动圆圆心的轨迹是以为焦点,长轴长为12的椭圆,
设椭圆方程为,则,
得,所以,
的轨迹方程为,
故选:A
【变式1】平面内点到的距离之和是10,则动点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题设条件结合椭圆的定义进行求解.
【详解】由题知,,
由椭圆的定义可知,的轨迹方程是焦点在轴上的椭圆,
其中,则,
方程为:.
故选:D
【变式2】已知椭圆中心在坐标原点,焦点在轴上,椭圆与轴的一个交点到两焦点的距离分别为和,则椭圆的标准方程为____.
【答案】
【详解】由题意可得,解得,又,
所以椭圆方程为.
题型 5:椭圆中的距离问题
【典例1】已知点是椭圆的左焦点,是椭圆上的动点,为定点,则的最大值是___________.
【答案】
【分析】根据椭圆定义可知,取得最大值时,即最大,根据三角不等式即可解出﹒
【详解】根据椭圆的定义:,
取得最大值时,即最大.
由题意知,
如图所示:,
当,,共线,即为的延长线与椭圆的交点时取等号,所以的最大值为﹒
故答案为:
【变式1】已知椭圆的左、右焦点分别为,定点,若点P是椭圆E上的动点,则的范围是______
【答案】
【分析】由椭圆定义得,求出的范围即可得解.
【详解】椭圆中,,由椭圆定义得,
则,而,
因此,,即,
所以.
故答案为:
【变式2】 已知是椭圆的左焦点,P为椭圆C上任意一点,点,则的最大值是__________.
【答案】/
【分析】先根据椭圆的定义得到的关系,再利用三角形三边关系,进而求出结果.
【详解】设是椭圆的右焦点,则,.
根据椭圆的定义得,所以.
所以.
因为,
所以,所以的最大值为,
故的最大值为.
故答案为:.
【变式3】已知椭圆的左焦点为,点在上,点在圆上,则的最小值为______.
【答案】
【分析】先求解的最小值,结合圆的特点可得答案.
【详解】椭圆的左焦点,圆化为,
圆心为,半径为1,因为点在圆上,所以;
的最小值为;
因为,当且仅当三点共线时,取到等号,而,
所以的最小值为.
故答案为:
1.AB为过椭圆中心的弦,是椭圆的右焦点,则面积的最大值是( )
A.bc B.ac C.ab D.
【答案】A
【详解】设椭圆中心为原点,过中心,故,
=,
所以当与x轴垂直时,取得最大值,
所以的最大值是.
2.已知点到点的距离与点到直线的距离之比为,则的最大值为( )
A.1 B.3 C.6 D.8
【答案】C
【分析】利用设动点坐标,表示距离,结合题意可得轨迹方程,再用坐标法来求距离的最大值即可.
【详解】设点,则根据题意可得:,
整理得:,
则,
因为,所以当时,,
故选:C
3.在中,,已知点,则的最大值为( ).
A. B. C.4 D.8
【答案】A
【分析】根据正弦定理化简得到,再根据点的轨迹即可得到面积最大值.
【详解】因为,所以,
所以点的轨迹是以点为焦点,长轴为8的椭圆.
所以当且仅当点是椭圆的上下顶点,最大,面积最大值为.
故选:A.
4.椭圆C:的两个焦点为,,椭圆上有一点,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用椭圆的定义计算周长后判断选项即可.
【详解】因为椭圆C:,
所以,,
所以,
故的周长为.
故选:C
5.已知椭圆的左、右两个焦点分别为、,是上的动点,是圆上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由椭圆定义可得,可得出,结合圆的几何性质可求得的最小值.
【详解】对于椭圆,,,则,故、,
圆的标准方程为,圆心为,半径为,如下图所示:
由椭圆定义可得,
所以
,
当且仅当点、分别为线段与椭圆、圆的交点时,上述两个等号同时成立,
故的最小值为.
故选:A.
6.已知点P是椭圆上的一个动点,,则的最大值为( )
A.4 B. C. D.8
【答案】D
【分析】注意到是椭圆的下焦点,则上焦点为,故,而的最大值为,由此求得的最大值.
【详解】由椭圆方程可知,,
故为椭圆的下焦点,则椭圆的上焦点为,如图,
根据椭圆的定义,有,
根据三角形两边的差小于第三边可知,
故的最大值为.
故选:D
7.已知椭圆的左右焦点分别为,点在椭圆上,若的面积为1,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由三角形的面积确定点坐标,再结合向量数量积的坐标表示即可求解.
【详解】由椭圆,得,,即,
因此左右焦点,,
因为面积为,故,得,即,
将代入椭圆方程:,解得.
,,
则 .
8.已知是椭圆上的一点,且以点及焦点为顶点的三角形的面积等于1,则点的纵坐标为( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】直接运用三角形面积公式进行求解即可.
【详解】,
所以,设点的纵坐标为,
因为以点及焦点为顶点的三角形的面积等于1,
所以.
故选:B
9.已知椭圆的左、右焦点分别为,,P为椭圆C在第一象限内的一点,,则的面积为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】设,,根据椭圆的方程可求得利用余弦定理可求出值,再利用三角形面积公式即可求解.
【详解】因为,所以,,
设,,在中,由余弦定理得,
即,所以,
根据椭圆的定义可知,代入可求得,
故的面积为.
故选:
10.已知点P在椭圆:上,C的左焦点为F,若线段的中点在以原点O为圆心,为半径的圆上,则的值为( )
A.1 B.2 C. D.4
【答案】D
【分析】利用三角形中位线定理结合椭圆的定义,将中点的圆上条件转化为右焦点到点的距离,再通过椭圆的定义求解.
【详解】由椭圆,得,,
,故左焦点,右焦点,.
设的中点为,由题设,在以原点为圆心、为半径的圆上,故.
在中,为的中点,为的中点,
故为的中位线,得.
由椭圆的定义,,
因此,.
故选:D
11.已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在上,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据椭圆方程求出的值,再利用椭圆定义求出,最后在中运用余弦定理求出,进而得到的值.
【详解】由题意得,.若,则,
由余弦定理得,
因为,所以.
12.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.
13.已知命题,方程不能表示圆;命题,方程表示圆或椭圆.则( )
A.和都是假命题 B.和都是假命题
C.和都是假命题 D.和都是假命题
【答案】B
【分析】由圆、椭圆方程的结构特点判断即可.
【详解】对于,配方可得:,
当,即或时,表示圆,
所以当时,方程不能表示圆,故为真命题;为假命题,
对于,当时,方程不能表示圆或椭圆,故为假命题,为真命题,
故选:B
1.已知是椭圆上一点,椭圆的左、右焦点分别为,,且,则( )
A.的周长为12 B.
C.点到轴的距离为 D.
【答案】C
【详解】对于A,根据椭圆标准方程得,,,由椭圆定义知,
所以的周长为,A错误.
对于B,在中,由余弦定理可得,,
由,代入,
化简得,
所以,
在中,,所以为锐角,
且,
故,B选项错误.
对于C,由B选项知,在中,设点到的距离为,
由,得,即,
因为到的距离,就是到轴的距离,C选项正确.
对于D,根据数量积公式,,D选项错误.
2.已知椭圆:,是右焦点.设为椭圆上任意一点,以为直径的圆记为,则恒与下列哪个圆相切( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用坐标计算,求出以为直径的圆的圆心和半径,发现以为直径的圆的圆心到原点的距离与半径之和为定值2,从而可以判断其与圆内切.
【详解】设,显然,右焦点,记左焦点为,
则,
则圆的圆心 ,半径,
此时 ,
即,因此圆与以原点为圆心、半径为 的圆内切,
因此恒与圆相切(内切).
3.已知点是椭圆上的一个动点,,则的最大值为( )
A.4 B. C. D.8
【答案】D
【分析】利用椭圆的定义得到,将所求的最大值转化为求的最大值,利用三角形的两边之差小于第三边,三点共线时取等号,从而得到所求.
【详解】,,,
,
设右焦点为,左焦点,
,,
当点共线时取等号,
,,,
,的最大值为.
故选:D.
4.已知椭圆的焦点在轴上,是的上顶点,若上存在点使得,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】结合题意可得,利用二次函数的最值可求得的范围.
【详解】设,
,
又因为,因为下顶点到上顶点的距离为,
令,
要存在点使得,则的最大值必须大于,
由于是开口向下的二次函数,其最大值若要大于等于,
其对称轴必须在的右侧,
所以,解得,
故选:A
5.已知是椭圆的左焦点,为椭圆上任意一点,点,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】先根据椭圆的定义得到、的关系,再利用三角形三边关系,进而求出结果.
【分析】对于椭圆,,,则,
设是椭圆的右焦点,则、.
根据椭圆的定义得,所以.
所以.
因为,所以的最大值为,
当且仅当为直线与椭圆在轴下方的交点时,等号成立,
故的最大值为.
故选:C.
6.已知椭圆,为椭圆的左、右焦点,点为椭圆上在第一象限内的一点,且的面积为,则的角平分线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】作出图形,利用的面积,结合椭圆方程求得点,再由角平分线定理求得点。即可求得的角平分线所在的直线方程.
【详解】如图,由可得椭圆的半焦距,则,
于是的面积为,取,代入,可得,
则直线轴,且,
设的角平分线交轴于点,则,
又,则得,故,
则直线的斜率为,其方程为,即.
7.已知点为椭圆上第一象限的一点,左、右焦点为的平分线与轴交于点,过点作直线PM的垂线,垂足为H,O为坐标原点,若,则面积为( )
A. B.8 C. D.12
【答案】C
【分析】延长,交的延长线于点,确定为等腰三角形,进而得到,设,再由椭圆定义求得,进而可求解.
【详解】如图所示,延长,交的延长线于点,
因为PH为的平分线,,
故为等腰三角形,
即为的中点,
因为为的中点,所以OH为的中位线,
故,设,由椭圆定义知,
,故,解得,
故在中,边上高为.
故面积为.
故选:C
8.若点在椭圆,、分别为椭圆的左、右焦点,且,则( )
A. B.
C.的周长为 D.面积为
【答案】A
【分析】利用椭圆定义可判断C选项;利用余弦定理结合椭圆定义可判断B选项;利用三角形面积公式可判断D选项;利用三角形的面积公式可求出的值,结合椭圆方程可求出的值,可判断A选项.
【详解】在椭圆中,,,,
对于C选项,的周长为,C错;
对于B选项,由余弦定理可得
,
解得,B错;
对于D选项,,D错;
对于A选项,因为,解得,
所以,解得,A对.
故选:A.
9.在椭圆上有一点,左、右焦点分别为和,则下列说法正确的是( )
A.的周长为8
B.存在点使得
C.满足的点有且只有4个
D.如果线段的中点在轴上,此时的面积为
【答案】C
【分析】首先根据椭圆方程求,再根据椭圆的定义和性质,即可判断选项.
【详解】椭圆中,△F1PF2的周长,故A错误;
当∠F1PF2最大时此时P在椭圆短轴的端点,此时三角形为等腰三角形边长分别为2、2、此时,故B错误;
时,,由椭圆的对称性可知存在4个点,故C正确;
如果线段PF1的中点在y轴上时,设的中点为,此时是的中位线,轴,△F1PF2的面积,故D错误.
故选:C.
10.已知椭圆的左、右焦点分别为,,点P在C上且位于第一象限,,则( )
A.的周长为16 B.
C. D.直线的斜率为
【答案】AC
【详解】由题可知,∴,,
∴,的周长为,A选项正确;
∵,∴,∴,B选项错误;
,∴,C选项正确;
,
∴,
∴斜率,D选项错误.
11.若椭圆Γ上的动点到Γ的两个焦点的距离之和为10,且Γ上的动点到Γ的焦点的距离的最小值为2,则Γ的标准方程可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【详解】椭圆Γ上的动点到Γ的两个焦点的距离之和为10,则,,
且Γ上的动点到Γ的焦点的距离的最小值为2,则,
即,解得,
,故选项BD正确.
12.已知方程,则下列说法正确的有( )
A.当时,方程表示直线
B.当时,方程表示的曲线是圆
C.当时,方程表示的曲线是焦点在轴上的椭圆
D.若方程表示的曲线是焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是
【答案】ABD
【分析】对于ABC,代入数据逐个判断即可,对于D,由求解即可判断.
【详解】当时,方程可化为,解得,表示直线,故A正确.
当时,方程可化为,表示以原点为圆心,半径的圆,故B正确.
当且时,方程可化为.当时,方程可化为,表示焦点在轴上的椭圆,故C错误.
若方程表示的曲线是焦点在轴上的椭圆,
则,解得,
即实数的取值范围是,故D正确.
故选:ABD.
13.已知曲线C:,则下列结论正确的有( )
A.若,则C是焦点在x轴上的椭圆 B.若,则C是圆
C.若,则C的焦点为和 D.若,则C的长半轴长为
【答案】ABD
【分析】根据圆、椭圆的标准方程,可得答案.
【详解】对于A,若,则C是焦点在x轴上的椭圆,故A正确;
对于B,若,则曲线C:,所以C是圆,故B正确;
对于C,若,则C:,为焦点在轴上的椭圆,焦点为和,故C错误;
对于D,若,则C:,所以C的长半轴长为,故D正确.
故选:ABD.
14.已知曲线,则下列结论正确的有( )
A.若,则C是焦点在轴上的椭圆 B.若,则C是圆
C.若,则C是焦点在轴上的椭圆 D.若,则C是两条平行于y轴的直线
【答案】ABD
【分析】根据椭圆和圆的方程,逐一分析判断即可.
【详解】对于A,若,则,
所以C是焦点在轴上的椭圆,故A正确;
对于B,若,则曲线,
所以C是圆,故B正确;
对于C,若,则,
所以C是焦点在轴上的椭圆,故C错误;
对于D,若,则,
所以C是两条平行于y轴的直线,故D正确.
15.在平面直角坐标系中,已知的顶点和,顶点B在椭圆上,则_______.
【答案】
【分析】根据椭圆的标准方程,椭圆的定义,及正弦定理即可求解.
【详解】由椭圆的标准方程,
则点和为椭圆的焦点坐标,
又点B在椭圆上,
则由椭圆的定义可得,
所以由正弦定理可得.
16.设M是椭圆=1上的一点,为该椭圆的焦点,,则的面积为___.
【答案】
【详解】由椭圆,得,可得,
即,则,
设,则有,,
,
,
17.已知椭圆:的左、右焦点分别为,,点在上,若,则_______.
【答案】
【分析】根据题意,结合椭圆的定义即可求解
【详解】
已知椭圆,则,,
由椭圆的定义得,,
由于,所以,
则.
18.一动圆与圆外切,同时与圆内切,则该动圆圆心的轨迹方程为__________________
【答案】
【分析】根据两圆相切的条件 ,利用椭圆的定义求轨迹方程.
【详解】圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,
因为,所以两圆相内切于点,
设动圆的圆心为,半径为,则,
,
因此点的轨迹方程是以为焦点,长轴长为10的椭圆(不含点),
所以该动圆的圆心的轨迹方程为.
故答案为:
19.已知点P为椭圆上一个动点,点A的坐标为,则的最小值为__________.
【答案】2
【分析】方法一,设点P的坐标为,根据两点间距离公式及二次函数的最值求得结果;方法二,设点P的坐标为,根据两点间距离公式及二次函数的最值求得结果.
【详解】方法一,设点P的坐标为,则,
因为点P为椭圆上一点,所以,,
则,
因为,所以当时,.
故答案为:2.
20.已知点为椭圆上纵坐标不为零的点,、分别为椭圆左右两焦点,则的周长为______.
【答案】
【分析】根据椭圆的定义,求三角形的周长.
【详解】由椭圆方程可知,,,所以,
的周长为.
21.已知点、是椭圆的左、右焦点,若过焦点的直线交椭圆于两点,则的周长为______.
【答案】12
【详解】根据椭圆方程可得,则,
由椭圆的定义得,,,
所以的周长为.
22.已知椭圆,且,,若点是上动点,则的最大值为______.
【答案】
【分析】计算判断点为椭圆的上焦点,作下焦点为,利用椭圆的定义将待求式化成,结合图形可得当且仅当三点共线且点在之间时取得最大值.
【详解】如图,由可得其半焦距为,即点为椭圆的上焦点,取下焦点为,
因为,所以点在椭圆内,
连接,则,则,
由图知,当且仅当三点共线且点在之间时等号成立,
故,
即的最大值为.
故答案为:.
23.已知椭圆,直线被椭圆截得的弦长为,过椭圆的右焦点且斜率为的直线被椭圆截得的弦长是椭圆长轴长的,求椭圆的方程.
【答案】
【分析】解法一:(弦长公式):由得,联立与椭圆,用韦达定理得、,代入弦长公式,结合化简得,联立解.
解法二:由,联立与椭圆,用韦达定理得,因过右焦点,弦长,由得,联立得
【详解】解法一:由于经过点,结合被截得弦长为,得. ①
设代入的方程化简得:
.
由韦达定理得.
从而,
则由弦长公式,得,
化简得. ②
联立①②得.故椭圆的方程为.
解法二:同上得.
由过右焦点,及焦半径公式得弦长为:.
由题意得,化简得.以下同解法一.
24.已知椭圆E 经过点 且直线 过椭圆E的焦点.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)斜率为 的直线l与椭圆E交于P,Q两点.已知O为坐标原点,若直线OP,OQ的斜率分别为 求 的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)易得为椭圆的焦点,得到,再由椭圆经过点,代入椭圆方程求解;
(2)设直线平行的方程为,与椭圆的方程联立,结合韦达定理求解.
【详解】(1)因为椭圆E 的焦点在x轴上,且直线 过椭圆E的焦点,
所以 ∴,
∴,
∵椭圆经过点 解得.
故椭圆的标准方程为.
(2) ∴设直线的方程为,点,.
将直线的方程代入椭圆的方程得,
,解得,
由韦达定理得.
∴.
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专题2.1.1椭圆及其标准方程
教学目标
理解椭圆的定义,掌握定义中限制条件;
掌握椭圆的两种标准方程,分清焦点在x轴、y轴上方程形式;理解a,b,c三者关系;
会根据条件求椭圆标准方程(定义法、待定系数法);
了解椭圆标准方程推导过程,会判断焦点位置。
教学重难点
1.重点
椭圆的定义;
椭圆的标准方程;a,b,c的关系;
求椭圆的标准方程。
2.难点
椭圆定义条件,辨析2a=2c、2a<2c对应的图形;
椭圆标准方程的化简推导;
焦点位置判断:看分母大小,哪个分母大,焦点就在哪个坐标轴上。
知识点 1: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P的轨迹叫做椭圆。
两个定点叫作椭圆的焦点;
两焦点间距离叫作焦距;
常数记为2a,即。
⚠三种情况辨析(高频易错)
:点P轨迹为椭圆;
:点P轨迹为线段;
:没有轨迹(不存在图形)。
【即学即练】
已知点,,动点满足,则动点的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
知识点 2 椭圆的标准方程
(a永远最大)
表格
焦点位置
标准方程
焦点坐标
说明
焦点在轴上
分母是(分母更大)
焦点在轴上
分母是(分母更大)
判断焦点位置口诀:看分母,大分母对应焦点所在坐标轴。
【即学即练】
已知椭圆经过点、,则其标准方程为______.
知识点 3:a,b,c的几何关系
a:长半轴长;b:短半轴长;c:半焦距; 已知任意两个量,就可以求出第三个量。
【即学即练】
离心率为,焦点在轴且长轴长为 6 的椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
知识点 4:求椭圆标准方程两种方法
定义法:根据椭圆定义求出2a、2c,算出,再结合焦点位置写方程。
待定系数法 ①定焦点位置,设对应标准方程; ②代入已知条件,列方程求出参数; ③若焦点位置不确定,可设统一形式:。
【即学即练】
已知椭圆的右焦点,短轴长为2.求椭圆的方程.
知识点 5:点与椭圆的位置关系
对于椭圆,点:
,点在椭圆内部;
,点在椭圆上;
,点在椭圆外部。
题型 01 椭圆定义辨析
【典例1】若方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是______.
【变式1】方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式2】已知,则“”是“曲线表示椭圆”的( )
A.充分不必要条件 B.充要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【变式3】在平面直角坐标系中,“”是“方程表示的曲线是椭圆”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 02 识别椭圆标准方程,求参数、焦点坐标
【典例1】已知椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为A,点M在C上,若周长的最大值为8,则C的焦距为( )
A.3 B. C.1 D.2
【变式1】椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上.若,则________.
【变式2】过椭圆 ()的右焦点 的直线交椭圆于 两点, 是椭圆的左焦点,则 的周长为________.
题型 3:椭圆定义的简单综合
【典例1】已知椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为.过且垂直于的直线与交于,两点,则的周长为( )
A.4 B.8 C.12 D.
【变式1】如图,椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,上顶点为,过且垂直于的直线与椭圆交于两点,则的周长为( )
A. B. C. D.
【变式2】 为椭圆上一点,是它的上焦点,,则的最大值为( )
A. B.
C.3 D.
【变式3】已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的最小值是( )
A.4 B.5 C. D.6
题型 4:定义法求椭圆方程
【典例】已知圆 和圆 ,若动圆 与圆 外切,同时与圆 内切,则该动圆圆心 的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【变式1】平面内点到的距离之和是10,则动点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【变式2】已知椭圆中心在坐标原点,焦点在轴上,椭圆与轴的一个交点到两焦点的距离分别为和,则椭圆的标准方程为____.
题型 5:椭圆中的距离问题
【典例1】已知点是椭圆的左焦点,是椭圆上的动点,为定点,则的最大值是___________.
【变式1】已知椭圆的左、右焦点分别为,定点,若点P是椭圆E上的动点,则的范围是______
【变式2】 已知是椭圆的左焦点,P为椭圆C上任意一点,点,则的最大值是__________.
【变式3】已知椭圆的左焦点为,点在上,点在圆上,则的最小值为______.
1.AB为过椭圆中心的弦,是椭圆的右焦点,则面积的最大值是( )
A.bc B.ac C.ab D.
2.已知点到点的距离与点到直线的距离之比为,则的最大值为( )
A.1 B.3 C.6 D.8
3.在中,,已知点,则的最大值为( ).
A. B. C.4 D.8
4.椭圆C:的两个焦点为,,椭圆上有一点,则的周长为( )
A. B. C. D.
5.已知椭圆的左、右两个焦点分别为、,是上的动点,是圆上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
6.已知点P是椭圆上的一个动点,,则的最大值为( )
A.4 B. C. D.8
7.已知椭圆的左右焦点分别为,点在椭圆上,若的面积为1,则( )
A. B. C. D.
8.已知是椭圆上的一点,且以点及焦点为顶点的三角形的面积等于1,则点的纵坐标为( )
A.1 B. C. D.
9.已知椭圆的左、右焦点分别为,,P为椭圆C在第一象限内的一点,,则的面积为( )
A. B. C.2 D.
10.已知点P在椭圆:上,C的左焦点为F,若线段的中点在以原点O为圆心,为半径的圆上,则的值为( )
A.1 B.2 C. D.4
11.已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在上,且,则( )
A. B. C. D.
A.圆 B.椭圆 C.线段 D.不表示任何图形
13.已知命题,方程不能表示圆;命题,方程表示圆或椭圆.则( )
A.和都是假命题 B.和都是假命题
C.和都是假命题 D.和都是假命题
1.已知是椭圆上一点,椭圆的左、右焦点分别为,,且,则( )
A.的周长为12 B.
C.点到轴的距离为 D.
2.已知椭圆:,是右焦点.设为椭圆上任意一点,以为直径的圆记为,则恒与下列哪个圆相切( )
A. B. C. D.
3.已知点是椭圆上的一个动点,,则的最大值为( )
A.4 B. C. D.8
4.已知椭圆的焦点在轴上,是的上顶点,若上存在点使得,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.已知是椭圆的左焦点,为椭圆上任意一点,点,则的最大值是( )
A. B. C. D.
6.已知椭圆,为椭圆的左、右焦点,点为椭圆上在第一象限内的一点,且的面积为,则的角平分线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
7.已知点为椭圆上第一象限的一点,左、右焦点为的平分线与轴交于点,过点作直线PM的垂线,垂足为H,O为坐标原点,若,则面积为( )
A. B.8 C. D.12
8.若点在椭圆,、分别为椭圆的左、右焦点,且,则( )
A. B.
C.的周长为 D.面积为
9.在椭圆上有一点,左、右焦点分别为和,则下列说法正确的是( )
A.的周长为8
B.存在点使得
C.满足的点有且只有4个
D.如果线段的中点在轴上,此时的面积为
10.已知椭圆的左、右焦点分别为,,点P在C上且位于第一象限,,则( )
A.的周长为16 B.
C. D.直线的斜率为
11.若椭圆Γ上的动点到Γ的两个焦点的距离之和为10,且Γ上的动点到Γ的焦点的距离的最小值为2,则Γ的标准方程可能是( )
A. B. C. D.
12.已知方程,则下列说法正确的有( )
A.当时,方程表示直线
B.当时,方程表示的曲线是圆
C.当时,方程表示的曲线是焦点在轴上的椭圆
D.若方程表示的曲线是焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是
13.已知曲线C:,则下列结论正确的有( )
A.若,则C是焦点在x轴上的椭圆 B.若,则C是圆
C.若,则C的焦点为和 D.若,则C的长半轴长为
14.已知曲线,则下列结论正确的有( )
A.若,则C是焦点在轴上的椭圆 B.若,则C是圆
C.若,则C是焦点在轴上的椭圆 D.若,则C是两条平行于y轴的直线
15.在平面直角坐标系中,已知的顶点和,顶点B在椭圆上,则_______.
16.设M是椭圆=1上的一点,为该椭圆的焦点,,则的面积为___.
17.已知椭圆:的左、右焦点分别为,,点在上,若,则_______.
18.一动圆与圆外切,同时与圆内切,则该动圆圆心的轨迹方程为__________________
19.已知点P为椭圆上一个动点,点A的坐标为,则的最小值为__________.
20.已知点为椭圆上纵坐标不为零的点,、分别为椭圆左右两焦点,则的周长为______.
21.已知点、是椭圆的左、右焦点,若过焦点的直线交椭圆于两点,则的周长为______.
22.已知椭圆,且,,若点是上动点,则的最大值为______.
24.已知椭圆E 经过点 且直线 过椭圆E的焦点.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)斜率为 的直线l与椭圆E交于P,Q两点.已知O为坐标原点,若直线OP,OQ的斜率分别为 求 的值.
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