内容正文:
司
第三章
圆锥曲线的方程
3.1.1 椭圆及其标准方程
课标要点
1.理解椭圆的定义,掌握椭圆的几何特征,明确定义中常数的限制条件。
2.推导椭圆的标准方程,分清焦点在x轴、y轴上两种标准方程形式。
3.掌握a,b,c的关系a2=b2+c2,能由标准方程求焦点、a,b,c的值。
4.会用待定系数法求椭圆标准方程,能判断点与椭圆的位置关系。
5.体会坐标法、数形结合思想,理解用代数方法研究几何曲线的基本思路。
学习重难点
重点:
1.椭圆的定义,定义中2a>|F1F2|的条件。
2.椭圆两种标准方程的形式,a,b,c三者之间的关系。
3.利用定义、待定系数法求解椭圆的标准方程。
难点:
1.椭圆标准方程的推导过程,含根式的化简运算。
2.辨析定义条件:区分2a>|F1F2|、2a=|F1F2|、2a<|F1F2|对应的不同轨迹。
3.焦点位置的判断,根据条件灵活选择合适形式设椭圆方程。
知识点 椭圆的定义
1、定义:平面内与两个定点的、的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距,焦距的一半叫做半焦距.
2、椭圆定义的集合语言表示:
教材延伸
定义中条件不能少,这是根据三角形中的两边之和大于第三边得出来的.
否则:①当时,其轨迹为线段; ②当时,其轨迹不存在.
随学随练
1.(25-26高二上·河北张家口·期中)已知分别为椭圆的左右焦点,为椭圆上一点,若,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
2.(25-26高二上·河南驻马店·阶段检测)设,分别是椭圆的左、右焦点,点P在C上,且,则( )
A. B. C. D.
知识点 椭圆的标准方程
1、椭圆标准方程的推导:
(1)怎样建立适当的直角坐标系?
以经过点、的直线为轴,线段的垂直平分为y轴建立直角坐标系,如图1.
(2)椭圆可以看作是哪些点的集合?用坐标如何表示?
设点是椭圆上任一点,椭圆的焦距为(>0).图1
焦点的坐标分别是,
又设M与的距离的和等于常数.
由椭圆的定义,椭圆就是集合P={M|}
因为,
所以
(3)遇到根式怎么办?两个根式在同一侧能不能直接平方?
即
两边平方得
整理得
再平方并整理得
两边同除以得
考虑,应有,故设,就有.
2、椭圆的标准方程对比
3、椭圆标准方程的求解
(1)利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
①定位:确定焦点在那个坐标轴上;
②定量:依据条件及确定的值;
③写出标准方程.
(2)求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为;
(3)当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为,将点的坐标代入,解方程组求得系数.
特别提醒
椭圆标准方程中“标准”的含义
椭圆放置在平面直角坐标系的“标准状态下”的方程,即:①两个焦点、在坐标轴上;②线段的中点是坐标原点
随学随练
1.(26-27高二上·广西南宁·阶段检测)两个焦点的坐标分别为,的椭圆上的任一点到两焦点的距离之和为8,则椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二下·湖南株洲·阶段检测)以,为焦点的椭圆过点,则椭圆的方程为__________.
知识点 点与椭圆的位置关系
1、定义法:根据椭圆的定义判断点与椭圆的位置关系,有如下结论:
点P在椭圆内部;
点P在椭圆上;
点P在椭圆外部.
2、代数法:对于点与椭圆的位置关系,有如下结论:
点在椭圆外;
点在椭圆内;
点在椭圆上;
随学随练
1.(25-26高二上·陕西榆林·阶段检测)点与椭圆的位置关系为( )
A.在椭圆上 B.在椭圆内 C.在椭圆外 D.不能确定
2.(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.
知识点 椭圆的焦点三角形
1、焦点三角形定义:椭圆上一点与椭圆的两个焦点组成的三角形通常称为“焦点三角形”.
一般利用椭圆的定义、余弦定理和完全平方公式等知识,建立,,之间的关系,采用整体代入的方法解决焦点三角形的面积、周长及角的有关问题.
(设为)
2、两条性质
性质1:,(两个定义)
拓展:的周长为
的周长为
性质2:(余弦定理).
随学随练
1.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)椭圆的两个焦点分别为,,过焦点的直线交椭圆于,两点,则的周长为( )
A.10 B.16 C.18 D.20
2.(25-26高二上·贵州遵义·阶段检测)已知,为椭圆的两个焦点,若上一点满足,则面积为____.
题型 椭圆定义及其辨析
▌例1 (25-26高二上·四川南充·阶段检测)已知,分别是椭圆的上、下焦点,P是该椭圆上一点,则( )
A. B. C.2 D.4
解题贴士
平面内到两定点距离之和为定值,且.辨析时分类判断:轨迹为椭圆;轨迹是线段;无轨迹。求值类题目直接利用定义转化线段长度,简化距离计算;注意定点、动点的位置,区分椭圆上点满足的恒等式,规避忽略条件造成的轨迹误判.
▌对点练1-1 (25-26高二上·福建泉州·阶段检测)如果椭圆上一点P与焦点的距离等于3,那么点P与另一个焦点的距离是( )
A.5 B.13 C.1 D.3
▌对点练1-2 (25-26高二上·江苏无锡·阶段检测)为坐标原点,椭圆的左、右焦点分别为,,,,在上,,关于点对称,,关于直线对称,则四边形的周长为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
▌对点练1-3 (25-26高二上·山东济南·阶段检测)如图,把椭圆的长轴分成等份,过每个分点作轴的垂线交椭圆的上半部分于,,,,,,七个点,是椭圆的一个焦点,则__________.
题型 求椭圆的标准方程
▌例2 (25-26高二上·重庆·阶段检测)已知椭圆的左右焦点分别是,椭圆上任意一点到的距离之和为4,焦距为2,则椭圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
解题贴士
(1)利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
①定位:确定焦点在那个坐标轴上;
②定量:依据条件及确定的值;
③写出标准方程.
(2)求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为;
(3)当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为,将点的坐标代入,解方程组求得系数.
▌对点练2-1 (25-26高二上·云南昭通·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,过且倾斜角为的直线交于第一象限内一点.若轴,的面积为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
▌对点练2-2 (25-26高二上·浙江·阶段检测)已知椭圆的左、右两个焦点分别为,且焦距为是上一点,若,且,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
▌对点练2-3 (25-26高二上·江西上饶·阶段检测)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)已知椭圆的一个焦点为,且过点,求椭圆的标准方程;
(2)已知椭圆经过,两点,求椭圆的标准方程.
题型 椭圆方程的参数问题
▌例3 (25-26高二上·江苏南京·期中)已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
解题贴士
先识别焦点所在坐标轴,确定椭圆标准方程形式,抓住a2=b2+c2核心关系式.
已知方程求参数,对照标准式读出a2,b2,建立方程求解;已知条件求参数范围,结合a>b>0、a>c>0等隐含限制列不等式。焦点位置不确定时,要分类讨论焦点在x轴、y轴两种情况,检验参数满足椭圆成立条件,排除不符合a>b>0的增根.
▌对点练3-1 (25-26高二上·浙江宁波·阶段检测)设,若方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值围是____________.
▌对点练3-2 (25-26高二上·浙江杭州·期中)已知方程表示椭圆,则k的取值范围为( )
A. B.
C.且 D.且
▌对点练3-3 (25-26高二上·四川成都·阶段检测)是方程表示椭圆的( )
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 利用定义求解决焦三角问题
▌例4 (25-26高二上·上海·阶段检测)设椭圆的左右焦点为,直线过点且交椭圆于两点,则的周长为_________.
解题贴士
(1)关于椭圆的焦点三角形问题,可结合椭圆的定义,利用这个关系式便可求出结果,因此回归定义式求解椭圆的焦点三角形的常用方法;
(2)在椭圆中,焦点三角形引出的问题很多,在处理这些问题时,经常利用定义结合正弦定理、余弦定理及勾股定理来解决,还经常用到配方法、解方程及把看成一个整体等.
▌对点练4-1 (25-26高二下·湖北宜昌·阶段检测)设,是椭圆的两个焦点,P是椭圆上的点,且点P到两个焦点的距离之差的绝对值为2,则是( )
A.钝角三角形 B.锐角三角形 C.等边三角形 D.直角三角形
▌对点练4-2 (25-26高二上·江西南昌·阶段检测)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.
▌对点练4-3 (25-26高二上·河北石家庄·阶段检测)已知P是椭圆上的一点,以点P及焦点,为顶点的三角形的面积等于,则点P的横坐标的绝对值为( )
A. B.1 C. D.2
题型 利用定义解决距离和差的最值问题
▌例5 (25-26高二上·重庆荣昌·阶段检测)为椭圆上一点,是它的上焦点,,则的最大值为( )
A. B. C.3 D.
解题贴士
抓住|PF1|与|PF2|之和为定值,可联系到利用基本不等式求|PF1|·|PF2|的最值;利用定义|PF1|+|PF2|=2a转化或变形,借助三角形性质求最值.
▌对点练5-1 (25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)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___________.
▌对点练5-2 (25-26高二上·山东·阶段检测)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,为上任意一点,为圆:上任意一点,则的最小值为______.
▌对点练5-3 (25-26高二上·江西萍乡·阶段检测)已知椭圆的左焦点为,点为上一点,若,则的最大值为______.
题型 与椭圆有关的轨迹问题
▌例6 (25-26高二上·安徽·阶段检测)已知,,直线相交于点P,且直线与直线的斜率之积为,则点P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
解题贴士
常用方法:定义法、直译法(直接法)、相关点代入法.优先观察动点是否满足椭圆定义,满足则直接写出快速得到轨迹方程;不满足定义时,设动点坐标,把几何条件翻译成代数等式化简;相关点问题利用已知点在椭圆上的条件,建立动点与已知点坐标的代换关系.最后必须检验轨迹范围,剔除不符合题意的点,保证轨迹纯粹性,注意区分完整椭圆与椭圆的一部分.
▌对点练6-1 (25-26高二上·天津南开·阶段检测)已知曲线,从上任意一点向轴作垂线为垂足,则的中点所在曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
▌对点练6-2 (25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)在直角坐标系中,线段的长为3,其中端点分别位于轴、轴上,点为线段上靠近点的三等分点,则点的轨迹方程为___________.
▌对点练6-3 (25-26高二上·湖北孝感·阶段检测)已知点M是圆C:上的动点,,线段的垂直平分线与线段交于点Q,当点M在圆C上运动时,点Q的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
基础通关
1.(25-26高二上·安徽池州·阶段检测)设椭圆的标准方程为,若焦距为2,则的值等于( )
A.7 B.7或5 C.10 D.10或2
2.(25-26高二上·安徽阜阳·阶段检测)已知点P在以F1,F2分别为左、右焦点的椭圆上,若,则( )
A.3 B.13 C.5 D.7
3.(25-26高二上·吉林·阶段检测)若动点满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二下·甘肃嘉峪关·开学考试)已知椭圆,则下列各点不在椭圆内部的是( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·河南周口·阶段检测)(多选)下列说法中正确的有( )
A.已知点,,到,两点的距离之和等于7的点的轨迹是椭圆
B.已知点,,到,两点的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆
C.已知点,,到,两点的距离之和等于9的点的轨迹是椭圆
D.已知点,,到,两点的距离之和等于10的点的轨迹是椭圆
6.(25-26高二上·湖南长沙·期末)(多选)已知椭圆:的两个焦点分别为,,是椭圆上任意一点,则( )
A.的面积最大值为8 B.的周长为12
C.的最小值为3 D.的最大值为16
7.(25-26高二上·甘肃兰州·阶段检测)已知椭圆的一个焦点是,那么__________
8.(25-26高二上·安徽六安·期末)已知方程表示椭圆,则实数的取值范围为______.
9.(25-26高二上·天津·阶段检测)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1),,焦点在坐标轴上;
(2)椭圆上一点P到其两焦点,的距离之和为10;
(3)两个焦点坐标分别是,,并且经过点.
10.(25-26高二上·辽宁·期中)已知动点P与两定点,连线的斜率之积为,记P的轨迹为曲线
(1)求点P的轨迹E的方程;
(2)设点,点,求的最大值;
素养提升
11.(25-26高二下·安徽马鞍山·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知点分别为椭圆的左,右焦点,为椭圆上的点,过作角的外角平分线的垂线,垂足为点,则点的轨迹长度为( )
A. B. C. D.
12.(25-26高二上·四川达州·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点分别为,下顶点为,过原点作于点,点到直线的距离为,则的方程为( )
A. B. C. D.
13.(25-26高二上·江西鹰潭·阶段检测)(多选)关于的方程,下列说法正确的是( )
A.若,则该方程表示椭圆,其焦点在轴上
B.若,则该方程表示圆,其半径为
C.若,则该方程表示椭圆,其焦点在轴上
D.该方程不可能表示直线
14.(25-26高二上·河南·阶段检测)(多选)已知椭圆的左、右焦点分别是,,点是上一点,是等腰三角形,则的面积可能是( )
A. B. C.7 D.
15.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)已知椭圆:的右焦点为,点为椭圆内一点.若椭圆上存在一点,使得,则的取值范围为______.
迁移创新
16.(25-26高二上·江西上饶·阶段检测)已知圆C的方程为,直线l为圆C的切线,记,两点到直线l的距离分别为,,动点P满足,,则动点P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
17.(25-26高二下·湖南长沙·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,是上异于顶点的一个动点,记△的内切圆圆心为,则点与点的横坐标之比为( )
A. B. C. D.
18.(25-26高二上·黑龙江佳木斯·阶段检测)已知为曲线上的一点,,分别为圆和圆上的点,则的最小值为______.
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第三章
圆锥曲线的方程
3.1.1 椭圆及其标准方程
课标要点
1.理解椭圆的定义,掌握椭圆的几何特征,明确定义中常数的限制条件。
2.推导椭圆的标准方程,分清焦点在x轴、y轴上两种标准方程形式。
3.掌握a,b,c的关系a2=b2+c2,能由标准方程求焦点、a,b,c的值。
4.会用待定系数法求椭圆标准方程,能判断点与椭圆的位置关系。
5.体会坐标法、数形结合思想,理解用代数方法研究几何曲线的基本思路。
学习重难点
重点:
1.椭圆的定义,定义中2a>|F1F2|的条件。
2.椭圆两种标准方程的形式,a,b,c三者之间的关系。
3.利用定义、待定系数法求解椭圆的标准方程。
难点:
1.椭圆标准方程的推导过程,含根式的化简运算。
2.辨析定义条件:区分2a>|F1F2|、2a=|F1F2|、2a<|F1F2|对应的不同轨迹。
3.焦点位置的判断,根据条件灵活选择合适形式设椭圆方程。
知识点 椭圆的定义
1、定义:平面内与两个定点的、的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距,焦距的一半叫做半焦距.
2、椭圆定义的集合语言表示:
教材延伸
定义中条件不能少,这是根据三角形中的两边之和大于第三边得出来的.
否则:①当时,其轨迹为线段; ②当时,其轨迹不存在.
随学随练
1.(25-26高二上·河北张家口·期中)已知分别为椭圆的左右焦点,为椭圆上一点,若,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【解析】因为椭圆方程为,所以,解得,
由椭圆的定义可得,又,所以,故选:B.
2.(25-26高二上·河南驻马店·阶段检测)设,分别是椭圆的左、右焦点,点P在C上,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据椭圆的定义可知,,
又,解得,.故选:A.
知识点 椭圆的标准方程
1、椭圆标准方程的推导:
(1)怎样建立适当的直角坐标系?
以经过点、的直线为轴,线段的垂直平分为y轴建立直角坐标系,如图1.
(2)椭圆可以看作是哪些点的集合?用坐标如何表示?
设点是椭圆上任一点,椭圆的焦距为(>0).
焦点的坐标分别是,
又设M与的距离的和等于常数.图1
由椭圆的定义,椭圆就是集合P={M|}
因为,
所以
(3)遇到根式怎么办?两个根式在同一侧能不能直接平方?
即
两边平方得
整理得
再平方并整理得
两边同除以得
考虑,应有,故设,就有.
2、椭圆的标准方程对比
3、椭圆标准方程的求解
(1)利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
①定位:确定焦点在那个坐标轴上;
②定量:依据条件及确定的值;
③写出标准方程.
(2)求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为;
(3)当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为,将点的坐标代入,解方程组求得系数.
特别提醒
椭圆标准方程中“标准”的含义
椭圆放置在平面直角坐标系的“标准状态下”的方程,即:①两个焦点、在坐标轴上;②线段的中点是坐标原点
随学随练
1.(26-27高二上·广西南宁·阶段检测)两个焦点的坐标分别为,的椭圆上的任一点到两焦点的距离之和为8,则椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为两个焦点的坐标分别是,,所以椭圆的焦点在横轴上,并且,
所以由椭圆的定义可得:,即,所以由,,的关系解得,
所以椭圆方程是.故选:B.
2.(25-26高二下·湖南株洲·阶段检测)以,为焦点的椭圆过点,则椭圆的方程为__________.
【答案】
【解析】因为焦点为,,所以可设椭圆方程为,
因为点在椭圆上,所以,解得,
所以椭圆方程为.
知识点 点与椭圆的位置关系
1、定义法:根据椭圆的定义判断点与椭圆的位置关系,有如下结论:
点P在椭圆内部;
点P在椭圆上;
点P在椭圆外部.
2、代数法:对于点与椭圆的位置关系,有如下结论:
点在椭圆外;
点在椭圆内;
点在椭圆上;
随学随练
1.(25-26高二上·陕西榆林·阶段检测)点与椭圆的位置关系为( )
A.在椭圆上 B.在椭圆内 C.在椭圆外 D.不能确定
【答案】B
【解析】,可知点在椭圆内.故选:B.
2.(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.
【答案】B
【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
知识点 椭圆的焦点三角形
1、焦点三角形定义:椭圆上一点与椭圆的两个焦点组成的三角形通常称为“焦点三角形”.
一般利用椭圆的定义、余弦定理和完全平方公式等知识,建立,,之间的关系,采用整体代入的方法解决焦点三角形的面积、周长及角的有关问题.
(设为)
2、两条性质
性质1:,(两个定义)
拓展:的周长为
的周长为
性质2:(余弦定理).
随学随练
1.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)椭圆的两个焦点分别为,,过焦点的直线交椭圆于,两点,则的周长为( )
A.10 B.16 C.18 D.20
【答案】D
【分析】利用椭圆的定义易得.
【解析】由可得椭圆焦点在轴上,且长半轴长为,
则的周长为
.故选:D.
2.(25-26高二上·贵州遵义·阶段检测)已知,为椭圆的两个焦点,若上一点满足,则面积为____.
【答案】2025
【解析】因为,所以椭圆的焦点在轴上,设焦距为,
由定义可得,因为,由勾股定理可得,
即,
所以,
所以面积为.
题型 椭圆定义及其辨析
▌例1 (25-26高二上·四川南充·阶段检测)已知,分别是椭圆的上、下焦点,P是该椭圆上一点,则( )
A. B. C.2 D.4
【答案】B
【解析】由椭圆方程可知,
所以椭圆上的一点到两个焦点的距离之和为.故选:B.
解题贴士
平面内到两定点距离之和为定值,且.辨析时分类判断:轨迹为椭圆;轨迹是线段;无轨迹。求值类题目直接利用定义转化线段长度,简化距离计算;注意定点、动点的位置,区分椭圆上点满足的恒等式,规避忽略条件造成的轨迹误判.
▌对点练1-1 (25-26高二上·福建泉州·阶段检测)如果椭圆上一点P与焦点的距离等于3,那么点P与另一个焦点的距离是( )
A.5 B.13 C.1 D.3
【答案】A
【解析】由椭圆方程得,由椭圆的定义得,
则故选:A
▌对点练1-2 (25-26高二上·江苏无锡·阶段检测)为坐标原点,椭圆的左、右焦点分别为,,,,在上,,关于点对称,,关于直线对称,则四边形的周长为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【解析】连接,,因为,关于点对称,所以,
由于,关于直线对称,则为的中垂线,
则,,
所以四边形的周长为,
由椭圆的定义可得:,所以,
即四边形的周长为,故选:D
▌对点练1-3 (25-26高二上·山东济南·阶段检测)如图,把椭圆的长轴分成等份,过每个分点作轴的垂线交椭圆的上半部分于,,,,,,七个点,是椭圆的一个焦点,则__________.
【答案】35
【解析】由题可得,为椭圆上顶点,
则根据椭圆的对称性知,,,,
∴.
题型 求椭圆的标准方程
▌例2 (25-26高二上·重庆·阶段检测)已知椭圆的左右焦点分别是,椭圆上任意一点到的距离之和为4,焦距为2,则椭圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据椭圆定义,椭圆上任意一点到两焦点距离之和为2a,
已知该和为,故,得,
椭圆焦距为2c,已知焦距为,故,得,
由椭圆中,可得,
所以椭圆的标准方程为.故选:C.
解题贴士
(1)利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
①定位:确定焦点在那个坐标轴上;
②定量:依据条件及确定的值;
③写出标准方程.
(2)求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为;
(3)当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为,将点的坐标代入,解方程组求得系数.
▌对点练2-1 (25-26高二上·云南昭通·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,过且倾斜角为的直线交于第一象限内一点.若轴,的面积为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】如图,因轴,为线段的中点,,B为线段的中点,
在中,,设,则,.
因为的面积为,所以,解得(负值已舍去),
所以,,,,
所以,则C的方程为,故选:C.
▌对点练2-2 (25-26高二上·浙江·阶段检测)已知椭圆的左、右两个焦点分别为,且焦距为是上一点,若,且,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由
在中,由余弦定理可得,解得,
又,所以.故选:D.
▌对点练2-3 (25-26高二上·江西上饶·阶段检测)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)已知椭圆的一个焦点为,且过点,求椭圆的标准方程;
(2)已知椭圆经过,两点,求椭圆的标准方程.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)根据题意可知:椭圆的焦点在轴上,且,,
则,所以椭圆的标准方程为.
(2)设椭圆方程为,
代入点,可得,解得,
所以所求椭圆的标准方程为.
题型 椭圆方程的参数问题
▌例3 (25-26高二上·江苏南京·期中)已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意,方程表示焦点在轴上的椭圆.
则必有,解可得:.
即m的取值范围是.故选:A.
解题贴士
先识别焦点所在坐标轴,确定椭圆标准方程形式,抓住a2=b2+c2核心关系式.
已知方程求参数,对照标准式读出a2,b2,建立方程求解;已知条件求参数范围,结合a>b>0、a>c>0等隐含限制列不等式。焦点位置不确定时,要分类讨论焦点在x轴、y轴两种情况,检验参数满足椭圆成立条件,排除不符合a>b>0的增根.
▌对点练3-1 (25-26高二上·浙江宁波·阶段检测)设,若方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值围是____________.
【答案】
【解析】由题意可得:
,解得:.
所以的取值围为:.
▌对点练3-2 (25-26高二上·浙江杭州·期中)已知方程表示椭圆,则k的取值范围为( )
A. B.
C.且 D.且
【答案】C
【解析】因为方程表示椭圆,
所以,解得且.
▌对点练3-3 (25-26高二上·四川成都·阶段检测)是方程表示椭圆的( )
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】D
【解析】当时,,,此时,
方程化简为表示圆,不满足充分性,
当方程表示椭圆时,,解得,不满足必要性.
故是方程表示椭圆的既不充分也不必要条件.故选:D.
题型 利用定义求解决焦三角问题
▌例4 (25-26高二上·上海·阶段检测)设椭圆的左右焦点为,直线过点且交椭圆于两点,则的周长为_________.
【答案】12
【解析】
由椭圆可得,
由椭圆的定义可知,
故.
解题贴士
(1)关于椭圆的焦点三角形问题,可结合椭圆的定义,利用这个关系式便可求出结果,因此回归定义式求解椭圆的焦点三角形的常用方法;
(2)在椭圆中,焦点三角形引出的问题很多,在处理这些问题时,经常利用定义结合正弦定理、余弦定理及勾股定理来解决,还经常用到配方法、解方程及把看成一个整体等.
▌对点练4-1 (25-26高二下·湖北宜昌·阶段检测)设,是椭圆的两个焦点,P是椭圆上的点,且点P到两个焦点的距离之差的绝对值为2,则是( )
A.钝角三角形 B.锐角三角形 C.等边三角形 D.直角三角形
【答案】D
【解析】椭圆方程,得,,,,.
由椭圆定义,;
已知,即。
当时, ,两式相加得,即, 代入得;
当时, ,两式相加得,即, 代入得;
综上所述或,焦距.
因为,即或,故是直角三角形.
▌对点练4-2 (25-26高二上·江西南昌·阶段检测)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
【解析】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:
▌对点练4-3 (25-26高二上·河北石家庄·阶段检测)已知P是椭圆上的一点,以点P及焦点,为顶点的三角形的面积等于,则点P的横坐标的绝对值为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【解析】由题知,则,,
设,则,即,
因为,所以,即.
所以点P的横坐标的绝对值为故选:B
题型 利用定义解决距离和差的最值问题
▌例5 (25-26高二上·重庆荣昌·阶段检测)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
【解析】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.
解题贴士
抓住|PF1|与|PF2|之和为定值,可联系到利用基本不等式求|PF1|·|PF2|的最值;利用定义|PF1|+|PF2|=2a转化或变形,借助三角形性质求最值.
▌对点练5-1 (25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)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】
【解析】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﹒
▌对点练5-2 (25-26高二上·山东·阶段检测)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,为上任意一点,为圆:上任意一点,则的最小值为______.
【答案】
【解析】
根据椭圆的定义可知,
所以,
又为圆上任意一点,则,
所以,
当且仅当、、、共线且、在和之间时,等号成立.
由题意知,,,
所以,即,
所以的最小值为.
▌对点练5-3 (25-26高二上·江西萍乡·阶段检测)已知椭圆的左焦点为,点为上一点,若,则的最大值为______.
【答案】
【解析】由题可得,,则,故,
设右焦点为,则,
,
由椭圆的定义可得,则,
易得点在椭圆外,
所以,
当且仅当三点共线且点在线段上时等号成立,
所以的最大值为.
题型 与椭圆有关的轨迹问题
▌例6 (25-26高二上·安徽·阶段检测)已知,,直线相交于点P,且直线与直线的斜率之积为,则点P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设点,则,且,
可得,化简得,即,且.故选:D.
解题贴士
常用方法:定义法、直译法(直接法)、相关点代入法.优先观察动点是否满足椭圆定义,满足则直接写出快速得到轨迹方程;不满足定义时,设动点坐标,把几何条件翻译成代数等式化简;相关点问题利用已知点在椭圆上的条件,建立动点与已知点坐标的代换关系.最后必须检验轨迹范围,剔除不符合题意的点,保证轨迹纯粹性,注意区分完整椭圆与椭圆的一部分.
▌对点练6-1 (25-26高二上·天津南开·阶段检测)已知曲线,从上任意一点向轴作垂线为垂足,则的中点所在曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设,则,
因为,所以,所以.故选:A.
▌对点练6-2 (25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)在直角坐标系中,线段的长为3,其中端点分别位于轴、轴上,点为线段上靠近点的三等分点,则点的轨迹方程为___________.
【答案】
【解析】设,,.
由可得,,即.
又点为线段上靠近点的三等分点,所以,
即,所以,.
所以,整理得.
▌对点练6-3 (25-26高二上·湖北孝感·阶段检测)已知点M是圆C:上的动点,,线段的垂直平分线与线段交于点Q,当点M在圆C上运动时,点Q的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】圆的圆心,半径为,
由题意可知,又点是圆上的点,则,
且,则,
由椭圆的定义可知,点的轨迹是以为焦点的椭圆,其中,,,
则点的轨迹方程;故选:B.
基础通关
1.(25-26高二上·安徽池州·阶段检测)设椭圆的标准方程为,若焦距为2,则的值等于( )
A.7 B.7或5 C.10 D.10或2
【答案】B
【解析】因为焦距为2,所以.
当焦点在轴上,此时,且,解得;
当焦点在轴上,此时,且,解得.
综上,的值为7或5.故选:B
2.(25-26高二上·安徽阜阳·阶段检测)已知点P在以F1,F2分别为左、右焦点的椭圆上,若,则( )
A.3 B.13 C.5 D.7
【答案】D
【解析】因为椭圆C的方程为,所以,
由椭圆的定义可得,且,所以.故选:D.
3.(25-26高二上·吉林·阶段检测)若动点满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由动点满足方程,
根据椭圆的定义,可得动点的轨迹是以为焦点的椭圆,
且,即,则,
所以动点P的轨迹方程为.故选:C
4.(24-25高二下·甘肃嘉峪关·开学考试)已知椭圆,则下列各点不在椭圆内部的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由椭圆方程为,
因为,所以点在椭圆内部,A错误;
因为,所以点在椭圆内部,B错误;
因为,所以点在椭圆外部,C正确;
因为,所以点在椭圆内部,D错误.故选:C.
5.(24-25高二上·河南周口·阶段检测)(多选)下列说法中正确的有( )
A.已知点,,到,两点的距离之和等于7的点的轨迹是椭圆
B.已知点,,到,两点的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆
C.已知点,,到,两点的距离之和等于9的点的轨迹是椭圆
D.已知点,,到,两点的距离之和等于10的点的轨迹是椭圆
【答案】CD
【解析】根据题意,点,,则,
对于A,,到,两点的距离之和等于7的点的轨迹不存在,错误;
对于B,,到,两点的距离之和等于8的点的轨迹为线段,错误;
对于C,,到,两点的距离之和等于9的点的轨迹是椭圆,正确;
对于D,,到,两点的距离之和等于10的点的轨迹是椭圆,正确;故选:CD.
6.(25-26高二上·湖南长沙·期末)(多选)已知椭圆:的两个焦点分别为,,是椭圆上任意一点,则( )
A.的面积最大值为8 B.的周长为12
C.的最小值为3 D.的最大值为16
【答案】BD
【解析】由,所以,,,令,,
对于A:点在上、下顶点时,的面积最大,最大值为,故A错误;
对于B:的周长为,故B正确;
对于C:的最小值为,故C错误;
对于D:,即,
当且仅当时等号成立,故D正确.故选:BD.
7.(25-26高二上·甘肃兰州·阶段检测)已知椭圆的一个焦点是,那么__________.
【答案】
【解析】椭圆可化为,
因为一个焦点是,所以,
而,即,解得.
8.(25-26高二上·安徽六安·期末)已知方程表示椭圆,则实数的取值范围为__________.
【答案】
【解析】因为方程表示椭圆,
则,解得且,
所以实数的取值范围为.
9.(25-26高二上·天津·阶段检测)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1),,焦点在坐标轴上;
(2)椭圆上一点P到其两焦点,的距离之和为10;
(3)两个焦点坐标分别是,,并且经过点.
【答案】(1)或;(2);(3).
【解析】(1)因为,,所以.
若椭圆焦点在轴上,则椭圆方程为;
若椭圆焦点在轴上,则椭圆方程为.
(2)由题意,椭圆焦点在轴上,可设椭圆方程为,
且,,
所以,
所以椭圆方程为:.
(3)由题意,椭圆焦点在轴上,可设椭圆方程为,且,
又,故所求椭圆方程为.
10.(25-26高二上·辽宁·期中)已知动点P与两定点,连线的斜率之积为,记P的轨迹为曲线
(1)求点P的轨迹E的方程;
(2)设点,点,求的最大值;
【答案】(1);(2);
【解析】(1)设,则,,
由,得,整理得,
故点P的轨迹方程E为.
(2)由(1)知,点P的轨迹为除去长轴端点的椭圆,其中,,,
故点为椭圆的左焦点,设椭圆的右焦点为,
因为,所以点N在椭圆内,
由椭圆的定义得,
当P,N,三点共线(在线段PN上)时取等号,
所以的最大值为·
素养提升
11.(25-26高二下·安徽马鞍山·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知点分别为椭圆的左,右焦点,为椭圆上的点,过作角的外角平分线的垂线,垂足为点,则点的轨迹长度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意可得
延长交延长线于点,因是的外角平分线且,
故为等腰三角形,即,为中点,
由椭圆定义:,
则,
在中,为中点,为中点,
根据三角形中位线定理:,
所以点的轨迹是以原点为圆心、半径的圆,
则轨迹长度(圆周长):.
12.(25-26高二上·四川达州·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点分别为,下顶点为,过原点作于点,点到直线的距离为,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,因为,
所以,所以,又,所以,
所以,化简得,所以,
直线方程即,因为点到直线的距离为,
所以,所以,所以,
所以椭圆的方程为.故选:C
13.(25-26高二上·江西鹰潭·阶段检测)(多选)关于的方程,下列说法正确的是( )
A.若,则该方程表示椭圆,其焦点在轴上
B.若,则该方程表示圆,其半径为
C.若,则该方程表示椭圆,其焦点在轴上
D.该方程不可能表示直线
【答案】AC
【解析】对于A,当时,,则,
方程,即表示椭圆,其焦点在轴上,故A正确;
对于B,当时,方程表示圆,其半径为,故B错误;
对于C,当时,,则,
方程,即表示椭圆,其焦点在轴上,故C正确;
对于D,当,,方程表示两条直线,故D错误.故选:AC
14.(25-26高二上·河南·阶段检测)(多选)已知椭圆的左、右焦点分别是,,点是上一点,是等腰三角形,则的面积可能是( )
A. B. C.7 D.
【答案】AD
【解析】设为坐标原点,则,,
当时,,,
所以的面积为;
当时,,
所以的面积为.
同理,当时,的面积为.故选:AD.
15.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)已知椭圆:的右焦点为,点为椭圆内一点.若椭圆上存在一点,使得,则的取值范围为______.
【答案】
【解析】设椭圆的左焦点为,
因,则,
则椭圆的左焦点,右焦点,
由椭圆的定义可知,,
则,
因,所以,等号成立时三点共线,
因椭圆上存在一点,使得,
所以,得,
因点为椭圆内一点,则,,得,
故的取值范围为.
故答案为:
迁移创新
16.(25-26高二上·江西上饶·阶段检测)已知圆C的方程为,直线l为圆C的切线,记,两点到直线l的距离分别为,,动点P满足,,则动点P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】如图,分别过点作直线l的垂线,垂足分别为,
则,,切点为,
∵,,∴O是AB中点,
∴是梯形的中位线,
∴,
又∵圆C的方程为,半径,
∴,∴,即,
∴动点P的轨迹是以为焦点,长轴长为的椭圆,
设该椭圆的方程为,则,,
∴,,,
∴动点P的轨迹方程为.故选:D
17.(25-26高二下·湖南长沙·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,是上异于顶点的一个动点,记△的内切圆圆心为,则点与点的横坐标之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由椭圆,
则,
设,与圆分别切于点,所以,
因为,
又因为,所以,
所以,
由切线性质可知,
所以,
所以,
又点与点的横坐标相同,所以点与点的横坐标之比为.故选:B
18.(25-26高二上·黑龙江佳木斯·阶段检测)已知为曲线上的一点,,分别为圆和圆上的点,则的最小值为______.
【答案】7
【解析】设,,则(大于)
所以曲线表示椭圆,焦点为,,
所以,,,椭圆方程为
又和圆的圆心分别为,
所以的最小值为.
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