内容正文:
2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册讲义
椭圆:椭圆的标准方程问题、离心率问题、焦点三角形问题讲义
考点目录
椭圆的标准方程问题
椭圆的离心率问题
椭圆的焦点三角形问题
考点一 椭圆的标准方程问题
一、椭圆的第一定义
平面内与两个定点、的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆。
· 两个定点、叫做椭圆的焦点;
· 两焦点的距离叫做焦距,记为,即;
· 距离和的常数记为,必须满足:
· 若,轨迹退化为线段;
· 若,不存在满足条件的轨迹。
二、两种标准方程
以两焦点中点为原点、焦点在坐标轴上建立坐标系,对应两种标准形式:
焦点位置
标准方程
焦点坐标
焦点判断方法
焦点在轴上
、
项的分母更大
焦点在轴上
、
项的分母更大
三、核心参数关系
椭圆三个基本量满足恒等式:
· :长半轴长,长轴长为,始终是三个量中最大的;
· :短半轴长,短轴长为;
· :半焦距,焦距为。
四、求标准方程的常用方法
1. 定义法:利用椭圆第一定义直接求出,再结合条件求,适用于已知焦点、距离和的场景。
1. 待定系数法:先判断焦点位置,设对应标准方程,代入已知条件列方程组求解;焦点位置不确定时,可设通用式,避免分类讨论。
例1.(26-27高二上·山东青岛·阶段检测)平面内,动点P的坐标满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】方程表示动点
到两个定点和之间的距离之和为定值,
根据椭圆的定义可以知道,,,
,焦点在轴上,∴动点的轨迹方程为
.
例2.(25-26高二上·河南周口·阶段检测)若椭圆焦点在轴上,长轴长是焦距的3倍,且经过点,则椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆的几何性质即可求解.
【详解】因为椭圆的长轴长是焦距的3倍,所以,即,
又因为经过点,且焦点在轴上,所以,,
所以,所以椭圆的标准方程为:,
故选:C.
例3.(25-26高二下·重庆渝中·期末)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.
例4.(25-26高二上·陕西汉中·阶段检测)已知点,,直线PA和直线PB的斜率的乘积为,则点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设的坐标为,根据两点斜率表达式得到方程,化简即可.
【详解】设的坐标为,则,
整理得,故点的轨迹方程为.
故选:D.
例5.(26-27高二上·上海浦东新·阶段检测)若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则m的取值范围是______.
【答案】
【详解】因为方程表示焦点在x轴上的椭圆,
所以,
即,
所以,
则m的取值范围是.
变式1.(26-27高二上·江苏常州·阶段检测)方程表示的曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用椭圆的定义确定焦点位置、长半轴长,计算短半轴长后即可得到椭圆标准方程.
【详解】表示动点到定点的距离,表示动点到定点的距离,
所以,原方程等价于,因为两定点间距,符合椭圆的定义,
所以,的轨迹为椭圆,其中焦点为、,即焦点在轴上,焦距,得;长轴长,得.
所以,,焦点在轴上的椭圆标准方程为,
所以,方程表示的曲线的标准方程为.
变式2.(25-26高二上·陕西榆林·阶段检测)中心在原点,焦点在坐标轴上,且过两点,的椭圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆的性质计算即可.
【详解】由题意可知分别为该椭圆的右顶点和上顶点,,则其焦点在纵轴上,
不妨设该椭圆方程为,即,所以该椭圆方程为.
故选:C
变式3.(25-26高二上·湖南株洲·阶段检测)焦点在x轴上,中心在原点,长轴长为10,短轴长为8的椭圆方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据椭圆长轴长、短轴长的定义,结合椭圆焦点的位置进行求解即可.
【详解】因为椭圆的焦点在x轴上,中心在原点,
所以设该椭圆的标准方程为,
因为该椭圆长轴长为10,短轴长为8,
所以,
所以椭圆方程为.
故选:D
变式4.(25-26高二上·吉林长春·期中)一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据动圆与已知两圆位置关系,求得动圆圆心满足的关系式,利用椭圆定义进行判断,并求出,得到轨迹方程.
【详解】设圆圆心为,半径为,
圆圆心为,半径为,动圆圆心为,半径为
则,
由圆与圆外切可得,
由圆与圆内切可得,
所以,所以点的轨迹是以为焦点的椭圆,
设为
则,所以,
所以轨迹方程为,
故选:B.
变式5.(25-26高二下·云南曲靖·开学考试)若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围是______
【答案】
【详解】因为方程表示焦点在x轴上的椭圆,
故,解得,即实数k的取值范围是.
考点二 椭圆的离心率问题
一、 定义与几何意义
椭圆的离心率是焦距与长轴长的比值,用于刻画椭圆的扁平程度:
· 取值范围:(椭圆核心特征,区别于双曲线);
· 变化规律:越接近1,椭圆越扁;越接近0,椭圆越接近圆;时退化为圆。
二、等价变形公式
结合,离心率也可通过直接表示:
作用:将的齐次关系直接转化为离心率,无需中间换算。
三、核心题型与解法
题型1:求离心率的值
· 定义法:直接求出和的具体值,代入计算,适用于基础题。
· 齐次方程法(最通用)
① 根据几何条件列出关于的等式;
② 用消去,得到只含的齐次式;
③ 两边同除以的对应次幂,转化为关于的一元方程;
④ 结合取舍结果。
· 几何法:利用焦点三角形、顶点三角形的边角关系(勾股定理、余弦定理),直接推导的比例。
题型2:求离心率的取值范围
· 核心思路:将几何约束转化为的齐次不等式,齐次化后得到关于的不等式,结合求解范围。
· 经典结论:椭圆上存在点使得 。
例1.(2026·安徽滁州·三模)已知椭圆C:经过点,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】已知椭圆C:经过点,
则,解得,
,
.
例2.(2026·江苏·模拟预测)已知椭圆的焦距长等于短轴长的2倍,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意得,,所以,则,解得:,
所以.
例3.(26-27高二上·陕西西安·阶段检测)古希腊数学家在研究圆锥曲线时发现了椭圆的光学性质,从椭圆的一个焦点发出的光线经过椭圆上的点反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点,且在点处的切线垂直于的平分线.若坐标原点到切线的距离为,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】借助椭圆光学性质以及梯形中位线定理确定焦点三角形中的大小,结合椭圆定义与余弦定理建立的等量关系,最终求出椭圆离心率.
【详解】记是的平分线,设点处的切线为直线,则.
设,则,所以根据椭圆光学性质,
点处切线与、的夹角均为,即.
过点作,过点作,过点作,则,
点、到切线的距离分别为,
.
因为为的中点,,由梯形中位线性质得,
原点到切线的距离为:.
由题知,解得,即,故.
在中,由余弦定理得: ,
结合椭圆定义,将右边变形为:
,
代入,,得,整理得,即.
椭圆离心率.
例4.(26-27高二上·重庆九龙坡·阶段检测)设椭圆的左、右焦点分别为,,是椭圆上一点,,,则椭圆的离心率的最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用椭圆的定义和余弦定理可表示出,从而可得,再利用换元法将转化为二次函数的形式,求出二次函数的最大值即可.
【详解】设,令,则,,
所以,所以,
在中,,则由余弦定理得
,
所以,
所以,
令,由,可得,则
,
当或时,取最大值:,
所以的最大值为.
例5.(26-27高二上·河北廊坊·阶段检测)已知,分别是椭圆:()的左、右焦点,是上一点,若(),且,则的离心率的取值范围为______.
【答案】
【分析】设,则,由椭圆定义可得即,由余弦定理可得,两式相除可得,再根据对勾函数的性质可得的范围,进而可得椭圆离心率的取值范围.
【详解】设,由椭圆定义可得,
设,则,所以,即,
因为,所以,
即,
两式相除得:,
所以,因为,所以,
根据对勾函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,,所以,所以,
所以,所以,所以.
例6.(26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,长轴长为30,过点且斜率为的直线与椭圆交于点(位于轴上方),且,则离心率__________.
【答案】或
【分析】先由直线斜率得到的余弦值,结合椭圆定义和已知边长比例,在中用余弦定理求出,再代入离心率公式计算结果.
【详解】由椭圆长轴长为30,得,即,椭圆离心率;
过的直线斜率为,且位于轴上方,故,因此,
设焦距,由得 ;
根据椭圆定义 ,得 。
在中由余弦定理知:,
即,整理得 ,
解得或,均满足题意,
当时,;当时,.
变式1.(26-27高三上·湖南·阶段检测)椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】代入离心率公式即可计算.
【详解】由离心率公式得:.
变式2.(26-27高三上·安徽六安·开学考试)已知椭圆:的两个焦点分别为,,点是上除长轴端点外的动点,若的周长恒为6,面积的最大值为,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意列式,求出,结合离心率定义,即得答案.
【详解】
如图所示,当点位于上顶点(或下顶点)时,的面积取最大值,
因此,由题意得,且,联立得,解得(负值舍去),则,
离心率,故A正确.
变式3.(26-27高三上·山西运城·阶段检测)已知是椭圆的左、右焦点,是椭圆上任意一点,过点引的外角平分线的垂线,垂足为,且点与短轴顶点的最短距离为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】延长交的延长线于点,连接,
由题意知:,
所以,则点的轨迹是以为圆心、为半径的圆,
所以与短轴顶点的最短距离为,
所以,所以,则.
变式4.(26-27高二上·河南南阳·阶段检测)椭圆:()的左右焦点分别为,,是上一点且.是内心,连接的直线交轴于.若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由,推出点在轴的右侧,由角平分线定理得,推出,,再在中,由余弦定理得出的关系,
【详解】如图所示;
是内心,是的角平分线,.
又,.
在中,由正弦定理得,在中,由正弦定理得,,.
,,.
由椭圆的定义得,,,.
在中,由余弦定理得,
,化简得.
该椭圆的离心率为.
变式5.(26-27高二上·云南红河·阶段检测)已知椭圆E:的右焦点为,过点F的直线交椭圆于A,B两点,若且,则E的离心率为________.
【答案】
【分析】利用“点差法”以及中点弦即可求解.
【详解】如图所示,
因为椭圆E的右焦点为,所以,
不妨设,,
又且,则是的中点,
所以,,
又点,在椭圆E上面,
所以,,
两式相减整理得,
即,
所以直线的斜率可以表示为,
又,在直线上,
所以直线的斜率为,
则,解得,即,,
所以,椭圆E的离心率为.
变式6.(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)直线:经过椭圆的左焦点,且与椭圆交于,两点,若为线段中点,,则椭圆的离心率为________.
【答案】/
【分析】利用点差法求得中点的轨迹方程,再利用得到中点的横坐标,最后代回直线方程求离心率.
【详解】设,那么,
又,所以即,
因为,所以点在中垂线上,故,
又直线:经过椭圆的左焦点,
所以,又点M在直线:上,
所以,代入得 ,即,
则.
考点三 椭圆的焦点三角形问题
一、核心定义
椭圆上任意一点(不与长轴端点重合)与两个焦点、构成的,叫做焦点三角形。
· 两条边为焦半径、,第三边为焦距;
· 核心变量:顶角。
二、 核心性质
(1)周长——定值
焦点三角形的周长与点的位置无关,恒为定值:
原理:两焦半径之和为(椭圆定义),加上焦距即为总周长。
(2)面积公式
设顶角为,则焦点三角形面积为:
· 坐标补充公式:若已知的纵坐标,面积也可表示为。
(3)顶角与面积的最值
当点运动到短轴端点时:
· 顶角达到最大值;
· 焦点三角形的面积同时达到最大值,。
原理:由余弦定理结合基本不等式,在(短轴端点)时最大,此时最小,对应最大。
(4)余弦定理关系
结合椭圆定义与余弦定理,可推导焦半径、角度、离心率的关联:
将代入变形,可快速得到焦半径乘积、角度与离心率的关系。
三、常见题型
1. 基础计算:已知椭圆参数,求焦点三角形的周长、面积、顶角;
1. 离心率结合:已知顶角大小、直角条件,求离心率的值或范围;
1. 边长求解:已知角度、周长,求焦半径的长度。
例1.(26-27高二上·山东青岛·阶段检测·多选)椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,直线与的另一个交点为,若,则( )
A.的焦距为2 B.的短轴长为1
C.的离心率为 D.的周长为
【答案】AC
【分析】根据题设椭圆方程及的关系先求出,再结合条件求出,即得,,再由椭圆的定义求出的周长即可.
【详解】如图,由可得椭圆的半焦距,则焦距为,故A正确;
由椭圆的对称性,知,又,则得,
则的短半轴长,则短轴长为2,故B错误;
则椭圆的离心率为,故C正确;
的周长为,故D错误.
例2.(25-26高二下·陕西汉中·期中·多选)已知椭圆E:的上顶点为M,左、右焦点分别为,,则( )
A.长轴长为4 B.
C.离心率为 D.的周长为6
【答案】ABD
【详解】椭圆中,,,
则,焦点,,上顶点,
选项A:长轴长,故A正确;
选项B:,故B正确;
选项C:离心率,故C错误;
选项D:的周长为,故D正确.
例3.(2026·云南·模拟预测·多选)已知椭圆:的两个焦点分别为,,点为上的动点,以下正确的是( )
A.椭圆离心率为 B.的周长为6
C.的最小值为 D.面积的最大值为
【答案】ABD
【分析】由椭圆方程求出,即得离心率,判断A;根据椭圆的定义即可求出的周长,判断B;由椭圆上一点到焦点的距离最小值为,判断C;结合图形可知,当的边上的高最大时其面积最大,计算即可判断D.
【详解】由题可知,,则,则离心率,故A正确;
由椭圆的定义可知,,
所以的周长为,故B正确;
由图知,椭圆上一点到焦点的距离最小值为,即,故C错误;
由,则当点在上顶点或下顶点时,
即取得最大值时,面积的最大值为,故D正确.
例4.(25-26高二上·宁夏银川·阶段检测·多选)已知分别是椭圆的左、右焦点,为椭圆上异于长轴端点的动点,则下列结论正确的是( )
A.的周长为6
B.的最小值为1
C.若,则的面积为
D.椭圆的离心率为
【答案】ACD
【分析】根据椭圆的定义与性质对选项进行分析,从而确定各选项的正确性.
【详解】对于选项A,依题意,,所以的周长为,故A选项正确;
对于选项B,若为椭圆上任意点,则,即,
当为椭圆长轴顶点时取等号,但P为椭圆C上异于长轴端点的动点,所以等号不成立,故B选项错误;
对于选项C,在中由余弦定理得
,
所以,所以,
所以的面积为,故C选项正确;
对于D选项,椭圆的离心率为,故D选项正确.
故选:ACD
变式1.(26-27高二上·江西南昌·阶段检测·多选)已知椭圆,若P在椭圆上,分别是椭圆的左、右焦点,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.的最大值为
C.的周长小于
D.满足是直角三角形的点P有4个
【答案】ABC
【分析】先由椭圆方程求得基本参数,结合椭圆定义、余弦定理、轨迹交点等知识逐一判断选项.
【详解】由椭圆,可知椭圆的长半轴长,短半轴长,半焦距,
选项A:若,则为椭圆短轴端点,此时,,
在中,,故,A正确;
选项B:椭圆上点对两焦点的张角最大值在短轴端点处取得,
由余弦定理得,
故,即的最大值为,B正确;
选项C:的周长为,C正确;
选项D:分三类讨论:①直角在:过作轴垂线交椭圆得2个点;
②直角在:同理得2个点;③直角在:在以为直径的圆上,
由于该圆的半径为,且圆心和椭圆中心重合,,故该圆与椭圆将有4个交点,
由此可知满足是直角三角形的点P共有8个,D错误.
变式2.(26-27高二上·广西梧州·阶段检测·多选)已知椭圆C:的两个焦点分别为,,点P为C上的动点,以下正确的是( )
A.椭圆C长轴长为2
B.的周长为6
C.的最小值为
D.面积的最大值为
【答案】BD
【分析】根据椭圆的标准方程,结合椭圆长轴长、椭圆的性质逐一判断即可.
【详解】由椭圆的标准方程可知:,因此.
A:椭圆C长轴长为,因此本选项说法不正确;
B:的周长为,因此本选项说法正确;
C:由椭圆的性质可知:的最小值为,因此本选项说法不正确;
D:设点,因此有.
因为,
所以面积的最大值为,因此本选项说法正确.
变式3.(26-27高三上·四川南充·阶段检测·多选)已知椭圆E:的左,右焦点分别为,,是上一点,且,则( )
A.的短轴长为4 B.的离心率为
C.的周长为 D.的面积为2
【答案】AC
【详解】对于A,设椭圆E的长轴长,短轴长,焦距分别是2a,2b,2c,
由E:,得,,
所以,,,
所以E的短轴长为4,故A正确;
对于B,离心率,故B错误;
对于C,
由椭圆的定义,得,
又,
所以的周长为,故C正确;
对于D,
因为,所以,
因为,
所以,
所以,
的面积为,故D错误.
变式4.(26-27高二上·陕西西安·阶段检测·多选)已知,是椭圆的两个焦点,过的直线与椭圆交于,两点,为坐标原点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆的离心率为
B.存在点使得
C.若,则
D.面积的最大值为
【答案】BD
【分析】A:由椭圆方程求得,,即可求解离心率;B:根据垂直条件得向量数量积为0,与椭圆方程联立,求得得纵坐标在椭圆取值区间内,即可判断;C:结合椭圆定义计算得到,结合椭圆焦点弦的最大值为长轴长,即可判断;D:焦点三角形以为底,高为点横坐标的绝对值,根据椭圆点的坐标范围可算出面积最值.
【详解】由椭圆,可知焦点在轴上,,,,
焦点,.
选项A:椭圆离心率,A错误;
选项B:设,则,,
若,则,又在椭圆上,
即,联立解得,满足,
故存在满足条件的点,B正确;
选项C:根据椭圆定义,,,
两式相加得,即,
由,可得,
同时过焦点的弦的最大值为,所以不可能等于12,C错误;
选项D:的底,高为点横坐标的绝对值,最大值为,
故面积最大值为,D正确.
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椭圆:椭圆的标准方程问题、离心率问题、焦点三角形问题讲义
考点目录
椭圆的标准方程问题
椭圆的离心率问题
椭圆的焦点三角形问题
考点一 椭圆的标准方程问题
一、椭圆的第一定义
平面内与两个定点、的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆。
· 两个定点、叫做椭圆的焦点;
· 两焦点的距离叫做焦距,记为,即;
· 距离和的常数记为,必须满足:
· 若,轨迹退化为线段;
· 若,不存在满足条件的轨迹。
二、两种标准方程
以两焦点中点为原点、焦点在坐标轴上建立坐标系,对应两种标准形式:
焦点位置
标准方程
焦点坐标
焦点判断方法
焦点在轴上
、
项的分母更大
焦点在轴上
、
项的分母更大
三、核心参数关系
椭圆三个基本量满足恒等式:
· :长半轴长,长轴长为,始终是三个量中最大的;
· :短半轴长,短轴长为;
· :半焦距,焦距为。
四、求标准方程的常用方法
1. 定义法:利用椭圆第一定义直接求出,再结合条件求,适用于已知焦点、距离和的场景。
1. 待定系数法:先判断焦点位置,设对应标准方程,代入已知条件列方程组求解;焦点位置不确定时,可设通用式,避免分类讨论。
例1.(26-27高二上·山东青岛·阶段检测)平面内,动点P的坐标满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
例2.(25-26高二上·河南周口·阶段检测)若椭圆焦点在轴上,长轴长是焦距的3倍,且经过点,则椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
例3.(25-26高二下·重庆渝中·期末)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.
例4.(25-26高二上·陕西汉中·阶段检测)已知点,,直线PA和直线PB的斜率的乘积为,则点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
例5.(26-27高二上·上海浦东新·阶段检测)若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则m的取值范围是______.
变式1.(26-27高二上·江苏常州·阶段检测)方程表示的曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
变式2.(25-26高二上·陕西榆林·阶段检测)中心在原点,焦点在坐标轴上,且过两点,的椭圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
变式3.(25-26高二上·湖南株洲·阶段检测)焦点在x轴上,中心在原点,长轴长为10,短轴长为8的椭圆方程为( )
A. B.
C. D.
变式4.(25-26高二上·吉林长春·期中)一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
变式5.(25-26高二下·云南曲靖·开学考试)若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围是______
考点二 椭圆的离心率问题
一、 定义与几何意义
椭圆的离心率是焦距与长轴长的比值,用于刻画椭圆的扁平程度:
· 取值范围:(椭圆核心特征,区别于双曲线);
· 变化规律:越接近1,椭圆越扁;越接近0,椭圆越接近圆;时退化为圆。
二、等价变形公式
结合,离心率也可通过直接表示:
作用:将的齐次关系直接转化为离心率,无需中间换算。
三、核心题型与解法
题型1:求离心率的值
· 定义法:直接求出和的具体值,代入计算,适用于基础题。
· 齐次方程法(最通用)
① 根据几何条件列出关于的等式;
② 用消去,得到只含的齐次式;
③ 两边同除以的对应次幂,转化为关于的一元方程;
④ 结合取舍结果。
· 几何法:利用焦点三角形、顶点三角形的边角关系(勾股定理、余弦定理),直接推导的比例。
题型2:求离心率的取值范围
· 核心思路:将几何约束转化为的齐次不等式,齐次化后得到关于的不等式,结合求解范围。
· 经典结论:椭圆上存在点使得 。
例1.(2026·安徽滁州·三模)已知椭圆C:经过点,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
例2.(2026·江苏·模拟预测)已知椭圆的焦距长等于短轴长的2倍,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
例3.(26-27高二上·陕西西安·阶段检测)古希腊数学家在研究圆锥曲线时发现了椭圆的光学性质,从椭圆的一个焦点发出的光线经过椭圆上的点反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点,且在点处的切线垂直于的平分线.若坐标原点到切线的距离为,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
例4.(26-27高二上·重庆九龙坡·阶段检测)设椭圆的左、右焦点分别为,,是椭圆上一点,,,则椭圆的离心率的最大值为( )
A. B.
C. D.
例5.(26-27高二上·河北廊坊·阶段检测)已知,分别是椭圆:()的左、右焦点,是上一点,若(),且,则的离心率的取值范围为______.
例6.(26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,长轴长为30,过点且斜率为的直线与椭圆交于点(位于轴上方),且,则离心率__________.
变式1.(26-27高三上·湖南·阶段检测)椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
变式2.(26-27高三上·安徽六安·开学考试)已知椭圆:的两个焦点分别为,,点是上除长轴端点外的动点,若的周长恒为6,面积的最大值为,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
变式3.(26-27高三上·山西运城·阶段检测)已知是椭圆的左、右焦点,是椭圆上任意一点,过点引的外角平分线的垂线,垂足为,且点与短轴顶点的最短距离为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
变式4.(26-27高二上·河南南阳·阶段检测)椭圆:()的左右焦点分别为,,是上一点且.是内心,连接的直线交轴于.若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
变式5.(26-27高二上·云南红河·阶段检测)已知椭圆E:的右焦点为,过点F的直线交椭圆于A,B两点,若且,则E的离心率为________.
变式6.(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)直线:经过椭圆的左焦点,且与椭圆交于,两点,若为线段中点,,则椭圆的离心率为________.
考点三 椭圆的焦点三角形问题
一、核心定义
椭圆上任意一点(不与长轴端点重合)与两个焦点、构成的,叫做焦点三角形。
· 两条边为焦半径、,第三边为焦距;
· 核心变量:顶角。
二、 核心性质
(1)周长——定值
焦点三角形的周长与点的位置无关,恒为定值:
原理:两焦半径之和为(椭圆定义),加上焦距即为总周长。
(2)面积公式
设顶角为,则焦点三角形面积为:
· 坐标补充公式:若已知的纵坐标,面积也可表示为。
(3)顶角与面积的最值
当点运动到短轴端点时:
· 顶角达到最大值;
· 焦点三角形的面积同时达到最大值,。
原理:由余弦定理结合基本不等式,在(短轴端点)时最大,此时最小,对应最大。
(4)余弦定理关系
结合椭圆定义与余弦定理,可推导焦半径、角度、离心率的关联:
将代入变形,可快速得到焦半径乘积、角度与离心率的关系。
三、常见题型
1. 基础计算:已知椭圆参数,求焦点三角形的周长、面积、顶角;
1. 离心率结合:已知顶角大小、直角条件,求离心率的值或范围;
1. 边长求解:已知角度、周长,求焦半径的长度。
例1.(26-27高二上·山东青岛·阶段检测·多选)椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,直线与的另一个交点为,若,则( )
A.的焦距为2 B.的短轴长为1
C.的离心率为 D.的周长为
例2.(25-26高二下·陕西汉中·期中·多选)已知椭圆E:的上顶点为M,左、右焦点分别为,,则( )
A.长轴长为4 B.
C.离心率为 D.的周长为6
例3.(2026·云南·模拟预测·多选)已知椭圆:的两个焦点分别为,,点为上的动点,以下正确的是( )
A.椭圆离心率为 B.的周长为6
C.的最小值为 D.面积的最大值为
例4.(25-26高二上·宁夏银川·阶段检测·多选)已知分别是椭圆的左、右焦点,为椭圆上异于长轴端点的动点,则下列结论正确的是( )
A.的周长为6
B.的最小值为1
C.若,则的面积为
D.椭圆的离心率为
变式1.(26-27高二上·江西南昌·阶段检测·多选)已知椭圆,若P在椭圆上,分别是椭圆的左、右焦点,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.的最大值为
C.的周长小于
D.满足是直角三角形的点P有4个
变式2.(26-27高二上·广西梧州·阶段检测·多选)已知椭圆C:的两个焦点分别为,,点P为C上的动点,以下正确的是( )
A.椭圆C长轴长为2
B.的周长为6
C.的最小值为
D.面积的最大值为
变式3.(26-27高三上·四川南充·阶段检测·多选)已知椭圆E:的左,右焦点分别为,,是上一点,且,则( )
A.的短轴长为4 B.的离心率为
C.的周长为 D.的面积为2
变式4.(26-27高二上·陕西西安·阶段检测·多选)已知,是椭圆的两个焦点,过的直线与椭圆交于,两点,为坐标原点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆的离心率为
B.存在点使得
C.若,则
D.面积的最大值为
2
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