【文档说明】2024年新高考数学一轮复习题型归纳与达标检测 第48讲 椭圆及其性质(讲) Word版含解析.docx,共(13)页,195.443 KB,由小赞的店铺上传
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第48讲椭圆及其性质(讲)思维导图知识梳理1.椭圆的定义平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数2a(2a>|F1F2|)的动点P的轨迹叫做椭圆,这两个定点F1,F2叫做椭圆的焦点.2.椭圆的标准方程(1)中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭圆的标准方程为x2a2+y2b2=1(a>
b>0).(2)中心在坐标原点,焦点在y轴上的椭圆的标准方程为y2a2+x2b2=1(a>b>0).3.椭圆的几何性质标准方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)y2a2+x2b2=1(a>b>0)范围|x|≤a,|y|≤b|x|≤b,|y|≤a对称性关于x轴,y轴对称,关于原点中心对称顶点
坐标(a,0),(-a,0),(0,b),(0,-b)(b,0),(-b,0),(0,a),(0,-a)焦点坐标(c,0),(-c,0)(0,c),(0,-c)半轴长长半轴长为a,短半轴长为b,a>b离心率e=caa,b,c的关系a2=b2+c2题型归纳题型1椭圆的定义及
其应用【例1-1】(2019秋•盐田区校级期中)已知F1(﹣3,0),F2(3,0)动点M满足|MF1|+|MF2|=10,则动点M的轨迹方程.【分析】依据动点M满足的条件及椭圆的定义可得:动点M的轨迹是:以F1,F2为焦点的椭圆,即可得出结论.【解答】解:根据椭圆
的定义知,到两定点F1,F2的距离之和为10>|F1F2|=6,动点M的轨迹是:以F1,F2为焦点的椭圆,且a=5,c=3,b=4,∴动点M的轨迹方程是=1.故答案为=1.【例1-2】(2019•新课标Ⅲ)设F1,F2为椭圆C:+=1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限.若△MF
1F2为等腰三角形,则M的坐标为.【分析】设M(m,n),m,n>0,求得椭圆的a,b,c,e,由于M为C上一点且在第一象限,可得|MF1|>|MF2|,△MF1F2为等腰三角形,可能|MF1|=2c或|MF2|=2c
,运用椭圆的焦半径公式,可得所求点的坐标.【解答】解:设M(m,n),m,n>0,椭圆C:+=1的a=6,b=2,c=4,e==,由于M为C上一点且在第一象限,可得|MF1|>|MF2|,△MF1F2为等
腰三角形,可能|MF1|=2c或|MF2|=2c,即有6+m=8,即m=3,n=;6﹣m=8,即m=﹣3<0,舍去.可得M(3,).故答案为:(3,).【跟踪训练1-1】(2019秋•龙岗区期末)已知△ABC的周长为2
0,且顶点B(0,﹣4),C(0,4),则顶点A的轨迹方程是()A.(x≠0)B.(x≠0)C.(x≠0)D.(x≠0)【分析】根据三角形的周长和定点,得到点A到两个定点的距离之和等于定值,得到点A的轨迹是椭圆,
椭圆的焦点在y轴上,写出椭圆的方程,去掉不合题意的点.【解答】解:∵△ABC的周长为20,顶点B(0,﹣4),C(0,4),∴BC=8,AB+AC=20﹣8=12,∵12>8∴点A到两个定点的距离之和等于定值,∴点A的轨迹
是椭圆,∵a=6,c=4∴b2=20,∴椭圆的方程是故选:B.【跟踪训练1-2】(2019秋•广东期末)已知椭圆+=1上的点P到一个焦点的距离为3,则P到另一个焦点的距离为.【分析】椭圆的长轴长为10,根据椭圆的定义,利用椭圆上的点P到一个焦点的距离为3,即
可得到P到另一个焦点的距离.【解答】解:椭圆的长轴长为10根据椭圆的定义,∵椭圆上的点P到一个焦点的距离为3∴P到另一个焦点的距离为10﹣3=7故答案为:7【名师指导】椭圆定义的应用技巧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|,通过整体代入可求其面积等.题型2椭圆的标准方程【例2-1】(
2020春•黄浦区校级期末)如图,已知椭圆C的中心为原点O,为椭圆C的左焦点,P为椭圆C上一点,满足|OP|=|OF|且|PF|=4,则椭圆C的标准方程为.【分析】设椭圆的方程为(a>b>0),由题可知,c=,根据|OP|=|OF|且|PF|=4
可求出点P的坐标,将其代入椭圆方程,并结合a2=b2+c2解出a2和b2的值即可.【解答】解:由题可知,c=,过点P作PM垂直x轴于M,设|OM|=t,则|FM|=﹣t,由勾股定理知,|PM|2=|OP|2﹣|OM|2=|PF|2﹣|FM|2,即
,解得,∴,∴点P的坐标为(﹣,),设椭圆的方程为(a>b>0),则,化简得,又a2=b2+c2=b2+20,∴a2=36,b2=16,∴椭圆的标准方程为.故答案为:.【例2-2】(2019秋•伊春区校级期中)过点(,﹣),且与椭圆+=1有相同的焦点的椭圆
的标准方程.【分析】求出椭圆+=1的焦点,即c=4,可设所求椭圆方程,由a,b,c的关系,和点在椭圆上得到a,b的方程组,解出a,b,进而得到所求椭圆方程.【解答】解:椭圆+=1的焦点为(0,±4),则所
求椭圆的c=4,可设椭圆方程为=1(a>b>0),则有a2﹣b2=16,①再代入点(,﹣),得,=1,②由①②解得,a2=20,b2=4.则所求椭圆方程为=1.故答案为:=1.【例2-3】(2019秋•南通期末)椭圆以坐标轴为对称轴,经过点(3,0),且
长轴长是短轴长的2倍,则椭圆的标准方程为()A.B.C.或D.或【分析】根据题意,按椭圆的焦点位置分2种情况讨论,求出对应的椭圆方程,综合即可得答案.【解答】解:根据题意,要求椭圆经过点(3,0),且长轴长是短轴长的2倍,分2种情况讨论:①,椭圆的焦点在x轴上,则a=3,b=,此时椭圆的
方程为+=1,②,椭圆的焦点在y轴上,则b=3,则a=6,此时椭圆的方程为+=1;故椭圆的方程为+=1或+=1;故选:C.【跟踪训练2-1】(2019秋•广东期末)已知椭圆C的焦点为F1(﹣1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交
于A,B两点.若|AF2|=3|BF2|,|BF1|=5|BF2|,则椭圆C的方程为()A.B.C.D.【分析】根据椭圆的定义以及余弦定理列方程可解得a,再由隐含条件求得b,则椭圆的方程可求.【解答】解:∵|BF1|=5|BF2|,且|BF1|+|BF
2|=2a,∴|BF2|=,|BF1|=,∵|AF2|=3|BF2|,∴|AF2|=a,∵|AF1|+|AF2|=2a,∴|AF1|=a,∴|AF1|=|AF2|,则A在y轴上.在Rt△AF2O中,cos∠AF2O=,在△BF1F2中,由余弦定理可得cos∠BF2F1==,根据cos∠A
F2O+cos∠BF2F1=0,可得,解得a2=2,∴b2=a2﹣c2=1.∴椭圆C的方程为:.故选:A.【跟踪训练2-2】(2019秋•天心区校级期末)若直线x﹣2y+2=0经过椭圆的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的标准方程为()A.+y2=1B.+=1C.
+y2=1或+=1D.以上答案都不对【分析】利用椭圆的简单性质求解,题中没有明确焦点在x轴还是在y轴上,所以分情况讨论.【解答】解:设焦点在x轴上,椭圆的标准方程为∴焦点坐标为(﹣c,0),(c,0),顶点坐标为(0,b),
(0,﹣b);椭圆的a,b,c关系:;a2﹣b2=c2∵直线x﹣2y+2=0恒过定点(0,1)∴直线x﹣2y+2=0必经过椭圆的焦点(﹣c,0),和顶点(0,b)带入直线方程:解得:c=2,b=1,a=∴焦点在x轴上,椭圆的标准方程为;当设焦点在y轴,椭圆的标
准方程为∴焦点坐标为(0,﹣c),(0,c),顶点坐标为(﹣b,0),(b,0);椭圆的a,b,c关系:a2﹣b2=c2∵直线x﹣2y+2=0恒过定点(0,1)∴直线x﹣2y+2=0必经过椭圆的焦点(0,c),和顶点(﹣b,0)带入直线方程解得:c=1,b=2,
a=∴焦点在y轴上,椭圆的标准方程为.故选:C.【跟踪训练2-3】(2019秋•阳泉期末)经过两点A(0,2)、B(,)的椭圆的标准方程为.【分析】本题先设椭圆的方程为+=1,然后将两点A(0,2)、B(,)代入椭圆的方程,解关于m、n的二元一次方程组,即可得到椭圆的标准方程.
【解答】解:由题意,设椭圆的方程为+=1,则,解得.∴椭圆的标准方程为x2+=1.故答案为:x2+=1.【名师指导】根据条件求椭圆方程的2种方法定义法根据椭圆的定义,确定a2,b2的值,结合焦点位置写出椭圆方程待定系数法待
定系数法是根据题目所给的条件确定椭圆中的两个系数a,b.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mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),再用待定系数法求出m,n的值即可题型3椭圆的
几何性质【例3-1】(2020•邵阳三模)已知椭圆C:(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,M为椭圆上一点,,线段MF2的延长线交椭圆C于点N,若|MF1|,|MN|,|NF1|成等差数列,则椭圆C的离心率为()A.B.C.D.【分析】设|MF2|=m,根据等差数列的性质和椭圆的
定义可得|MN|=a,再根据向量的垂直可得a=m,即可求出离心率.【解答】解:设|MF2|=m,∵|MF1|,|MN|,|NF1|成等差数列,∴2|MN|=|MF1|+|NF1|,∴|MN|=|MF2|+|
NF2|=2a﹣|MF1|+2a﹣|NF1|=4a﹣2|MN|,∴|MN|=a,∴|NF2|=a﹣m,∴|NF1|=2a﹣(a﹣m)=a+m,∵,∴MF1⊥MF2,∴Rt△F1MN中,|NF1|2=|MN|2+|MF1|2,∴(2a﹣m)2+(a)2=(a+m)2,整理可得m=
a,∴|MF2|=a,|MF1|=a,∴|F2F1|2=|MF2|2+|MF1|2,∴4c2=2a2,∴e==,故选:A.【例3-2】(2020•襄州区校级四模)已知F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,P是椭圆上一点(异于左
、右顶点),若存在以为半径的圆内切于△PF1F2,则椭圆的离心率的取值范围是()A.B.C.D.【分析】利用已知条件列出三角形的面积,推出不等式,然后推出椭圆的离心率的范围.【解答】解:F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,P是椭圆上一
点(异于左、右顶点),若存在以为半径的圆内切于△PF1F2,可得:,∴,∴,∴(a+c)2≤2b2,则0≤a2﹣2ac﹣3c2,∵(a+c)(a﹣3c)≥0,∴a≥3c,∴.故选:D.【例3-3】(2019秋•和平区校级期末)已知F1,F2椭圆的左右焦点,|F1F2|
=4,点在椭圆C上,P是椭圆C上的动点,则的最大值为()A.4B.C.5D.【分析】由题意求出椭圆的方程,可得左焦点F1的坐标,求出数量积的表达式,再由P的纵坐标的范围及二次函数的性质可得所求的结果.【解答】解:由题意可得:c=2,=1,a2=b2+c2,解得a2=8,b2=4,所以椭圆
的方程为:=1,可得F1(﹣2,0),设P(x,y)则:=1,所以可得:x2=8﹣2y2,则=(2﹣x,﹣y)(﹣2﹣x,﹣y)=x2﹣4+y2﹣=﹣y2﹣+4=﹣(y)+,当且仅当y=∈[﹣2,2],时,则的最大值为:,故选:B.【跟踪训练3-1】(2020•丹东二模)已知
O为椭圆C的中心,F为C的一个焦点,点M在C外,=3,经过M的直线l与C的一个交点为N,△MNF是有一个内角为120°的等腰三角形,则C的离心率为()A.B.C.﹣1D.【分析】不妨设F(c,0),计算M的坐标
,根据等腰三角形得到N点坐标,代入椭圆方程化简即可求出离心率.【解答】解:不妨设F(c,0),,则M(﹣3c,0),易知△MNF中只能∠MNF=120°,△MNF是有一个内角为120°的等腰三角形,则N(﹣c,c),将N代入椭圆方程得到,即,解得或e2=3(舍去),故e
=,故选:B.【跟踪训练3-2】(2020春•湖北期末)设椭圆C:=1(a>b>0)的两个焦点分别为F1,F2,若在x轴上方的C上存在两个不同的点M,N满足∠F1MF2=∠F1NF2=,则椭圆C离心率
的取值范围是()A.B.C.D.【分析】当点M在上顶点A时,∠F1MF2最大,要使在x轴上方的C上存在两个不同的点M,N满足∠F1MF2=∠F1NF2=,只需∠F1AF2>,即tan,即可求解.【解答】解:如图,当点M在上顶点A时,∠F1MF2最大,要使在
x轴上方的C上存在两个不同的点M,N满足∠F1MF2=∠F1NF2=,只需∠F1AF2>,即∠AF2F1<∴tan,⇒3b2<c2⇒3(a2﹣c2)<c2,⇒3a2<4c2,e,则椭圆C离心率的取值范围是:(,1),故选:C.【跟踪训练3-3】(2020•武侯区校级模拟)已知P是椭
圆上一动点,A(﹣2,1),B(2,1),则的最大值是()A.B.C.D.【分析】过点P作PH⊥AB,垂足为H,设P(x,y),可得,由正切的和角公式可得,通过换元令t=1﹣y∈[0,2],结合基本不等式可得当时cos∠APB最大,由此得解.【解答】解:过点P作PH⊥AB,垂足为H,设P(x,y
),则,∴=,令t=1﹣y∈[0,2],当t=0时,tan∠APB=0,∠APB=π,cos∠APB=﹣1;当t∈(0,2]时,,当且仅当,即时取等号,此时cos∠APB最大,且.故选:A.【名师指导】一、求椭圆离心率的三种方法1.直接求出a,c来求解e.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.3.通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.二、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,求最值或取值范围.2.利用函数,尤其是
二次函数求最值或取值范围.3.利用不等式,尤其是基本不等式求最值或取值范围.4.利用一元二次方程的根的判别式求最值或取值范围.