椭圆的定义及几何性质题库.doc

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1、1椭圆的定义及几何性质考点突破:圆锥曲线的定义及几何性质多以基础题为主,侧重基础知识的掌握和基本数学思想方法的灵活应用,难度不大。考查形式一是定义及基本性质为主的客观题,是容易题;二是以综合题的形式考查圆锥曲线的定义和性质,中档题。预计 2015 考查椭圆、抛物线的定义、标准方程及简单的几何性质,双曲线的的标准方程技几何性质较大。复习中注意基本概念和基本思想方法的掌握,同时注意运算中的减负如设而不求,活用定义,妙用平面的几何性质等,勇于联想、探索、大胆实践,提升解题能力。题型一:椭圆的定义及其应用1、判断轨迹:例:已知 是定点,动点 M 满足 ,且 则点 M 的轨迹为( 12,F12|8F12

2、|8F)A椭圆 B.直线 C.圆 D.线段分析:紧扣椭圆的定义。解:由题意得 ,且 则12|812|812|12|8所以点 M 的轨迹为线段 。F点评:求轨迹与轨迹方程的注意事项(1)求轨迹方程的关键是在纷繁复杂的运动变化中,发现动点 P 的运动规律,即 P 点满足的等量关系,因此要学会动中求静,变中求不变(2)求出轨迹方程后,应注意检验其是否符合题意,既要检验是否增解( 即以该方程的某些解为坐标的点不在轨迹上),又要检验是否丢解 (即轨迹上的某些点未能用所求的方程表示 )检验方法:研究运动中的特殊情形或极端情形变式:1 已知 为椭圆 的两个焦点,过 的直线交椭圆于 两点若21F、 1952y

3、x1F,AB,则 2BAA【知识点】椭圆的定义解:因为 + 4a=20, ,所以 =8.2 122BA【思路点拨】在圆锥曲线中,当遇到圆锥曲线上的点与其焦点的关系问题时,注意应用其定义建立等量关系进行解答.2、利用定义例:已知椭圆 1 与双曲线 y 21 的公共焦点 F1,F 2,点 P 是两曲线的一个公共x26 y22 x23点,则 cosF 1PF2 的值为( ) A. B. C. D.14 13 19 35审题视点 结合椭圆、双曲线的定义及余弦定理可求B 因点 P 在椭圆上又在双曲线上,所以|PF 1|PF 2|2 ,|PF 1| PF2|2 .6 3设|PF 1| |PF2|,解得 |

4、PF1| ,| PF2| ,6 3 6 32由余弦定理得 cosF 1PF2 .|PF1|2 |PF2|2 |F1F2|22|PF1|PF2| 6 32 6 32 1626 36 3 13方法锦囊: 涉及椭圆、双曲线上的点到两焦点的距离问题时,要自觉地运用椭圆、双曲线的定义涉及抛物线上的点到焦点的距离时,常利用定义转化到抛物线的准线的距离变式:1、(2011青岛模拟)已知 F1、 F2 是椭圆 C: 1(ab0)的两个焦点,P 为椭圆 C 上x2a2 y2b2的一点,且 .若PF 1F2 的面积为 9,则 b_.PF1 PF2 审题视点 关键抓住点 P 为椭圆 C 上的一点,从而有| PF1|

5、PF 2|2a,再利用 ,进而得解PF1 PF2 解析 由题意知|PF 1| PF2|2a, ,PF1 PF2 |PF 1|2| PF2|2|F 1F2|24c 2,(|PF 1| PF2|)22|PF 1|PF2|4c 2,2| PF1|PF2| 4a24c 24b 2.|PF 1|PF2|2b 2,SPF 1F2 |PF1|PF2| 2b2b 29. b3.答案 312 12方法总结: 椭圆上一点 P 与椭圆的两焦点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|PF 1|PF2|;通过整体代入可求其面积等2、 已知ABC 的顶点 B,C 在椭圆 y 21

6、 上,顶点 A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另x23外一个焦点在 BC 边上,则 ABC 的周长是( ) A 2 B6C4 D123 3解析 由椭圆的定义知:|BA|BF| |CA |CF |2a,周长为 4a4 (F 是椭圆的另外一个焦点)答案 C33、已知 F1, F2是椭圆 1 的两焦点,过点 F2的直线交椭圆于 A, B 两点,在 AF1Bx216 y29中,若有两边之和是 10,则第三边的长度为( )A6 B5 C4 D3解析:选 A 由椭圆定义,知 AF1B 的周长为 4a16,故所求的第三边的长度为 16106.4、已知 F1, F2是椭圆 的两焦点,过点 F2的直线交椭圆于25x

7、y两点, AF1B 的内切圆的周长为 ,则 为( ) (,),)xyB12|y5.3A0.3.C.3D解析:选 A 由椭圆定义,知 AF1B 的周长为 4a20, 21SrAF 1B 的面积为 S,31212121 5420|6|,|3SarcyyyAAA3、转化定义例:设椭圆 1 和双曲线 x 21 的公共焦点分别为 F1、F 2,P 为这两条曲线的一x22 y2m y23个交点,则|PF 1|PF2|的值等于_解析:焦点坐标为(0,2) ,由此得 m24,故 m6.根据椭圆与双曲线的定义可得|PF1|PF 2|2 ,| PF1| PF2|2 两式平方相减得 4|PF1|PF2|43, |P

8、F1|PF2|3.6 3知识总结:要深刻理解椭圆的定义,其定义是由椭圆上得点到焦点的距离来刻画的,只要涉及椭圆上的点到焦点(定点)的距离时多考虑椭圆的定义。变式练习:1.已知 P 为椭圆 1 上的一点, M, N 分别为圆( x3) 2 y21 和圆( x3) 2 y24x225 y216上的点,则| PM| PN|的最小值为( )A5 B7 C13 D15解析:选 B 由题意知椭圆的两个焦点 F1, F2分别是两圆的圆心,且| PF1| PF2|10,从而| PM| PN|的最小值为| PF1| PF2|127.2. 设 F1, F2分别是椭圆 1 的左、右焦点, P 为椭圆上任一点,点 M

9、 的坐标为(6,4),x225 y216则| PM| PF1|的最大值为_解析:| PF1| PF2|10,| PF1|10| PF2|,| PM| PF1|10| PM| PF2|,易知点 M在椭圆外,连接 MF2并延长交椭圆于 P 点,此时| PM| PF2|取最大值| MF2|,故|PM| PF1|的最大值为 10| MF2|10 15.(63)4点拨:类似有:以椭圆焦点弦为直径的圆与相对应的准线相离,以双曲线焦点弦为直径的圆与相应的准线相交3. 已知 P 为椭圆 1 上的一点, M, N 分别为圆( x3) 2 y21 和圆( x3) 2 y24x225 y216上的点,则| PM|

10、PN|的最小值为( )A5 B7 C13 D15解析:选 B 由题意知椭圆的两个焦点 F1, F2分别是两圆的圆心,且| PF1| PF2|10,从而| PM| PN|的最小值为| PF1| PF2|127.题型二:椭圆的标准方程和性质例:例 1 (1)(2013广东高考)已知中心在原点的椭圆 C 的右焦点为 F(1,0),离心率等于 ,则 C的方程是( )A. 1 B. 1 C. 1 D. 112 x23 y24 x24 y23 x24 y22 x24 y23(2)(2014岳阳模拟)在平面直角坐标系 xOy 中,椭圆 C 的中心为原点,焦点 F1, F2在 x轴上,离心率为 .过 F1的直

11、线 l 交椭圆 C 于 A, B 两点,且 ABF2的周长为 16,那么椭圆22C 的方程为_解: (1)由右焦点为 F(1,0),可知 c1,因为离心率为 ,即 ,故 a2,由12 ca 12a2 b2 c2,知 b2 a2 c23,因此椭圆 C 的方程为 1.x24 y23(2)由 ABF2的周长为 4a16,得 a4,又知离心率为 ,即 , c a2 ,所以22 ca 22 22 24a216, b2 a2 c21688,所以椭圆 C 的方程为 1.x216 y28【互动探究】在本例(2)中若将条件“焦点在 x 轴上”去掉,结果如何?解: 由例 1(2)知:当焦点在 x 轴上时,椭圆的方

12、程为 1;当焦点在 y 轴上时,椭x216 y28圆的方程为 1.综上可知 C 的方程为 1 或 1. y216 x28 x216 y28 x28 y216【方法规律】用待定系数法求椭圆方程的一般步骤(1)作判断:由条件判断椭圆的焦点是在 x 轴上,还是在 y 轴上,还是两个坐标轴都有可能;(2)设方程:根据上述判断设方程 1( ab0), 1( ab0)或x2a2 y2b2 x2b2 y2a2mx2 ny21( m0, n0)(3)找关系:根据已知条件,建立关于 a, b, c 或 m, n 的方程组;(4)得方程:解方程组,将解代入所设方程,即为所求注意:用待定系数法求椭圆的方程时,要“

13、先定型,再定量” ,不能确定焦点的位置时,可进行分类讨论或把椭圆的方程设为 mx2 ny21( m0, n0)变式练习1.已知椭圆的长轴是短轴的 3 倍,且过 A(3,0) ,并且以坐标轴为对称轴,求椭圆的标准方程_解:法一:分类讨论焦点的位置求解。法二:设椭圆的方程为: .21(0,)xynm由题得: 解得:9912323nAA或 918mn或所以椭圆的方程为: 或19xy289xy2.(2012山东)已知椭圆 C: 1( ab0)的离心率为 .双曲线 x2y 21 的渐近线与椭x2a2 y2b2 32圆 C 有四个交点,以这四个交点为顶点的四边形的面积为 16,则椭圆 C 的方程为 ( )

14、A. 1 B. 1 C. 1 D. 1x28 y22 x212 y26 x216 y24 x220 y25解析:椭圆的离心率为 , ,a2b.椭圆方程为 x24y 24b 2.32 ca a2 b2a 32双曲线 x2y 21 的渐近线方程为 xy0,渐近线 xy0 与椭圆 x24y 24b 2 在第一象限的交点为 ,b5,由圆锥曲线的对称性得四边形在第一象限部分的面积为 b b4,255 2555b 25,a 24b 220.椭圆 C 的方程为 1.x220 y25点评:已知椭圆的性质求标准方程的步骤:一确定焦点位置即椭圆的方程的形式;二建立a,b,c 的方程关系求其值;三写出标准方程。题型

15、三:椭圆的重要性质-离心率椭圆离心率的求解是高考的一个热点,分离心率的值的求解和取值范围的求解。特别是离心率的取值范围的求解更是一个难点。1、离心率的值的求解求解时若方程给定分别求 ;若不知方程构建 的齐次式两边同时除以 得 的方程,,abc,acae以此解 。e示例:如图 A、 B、 C 分别为 1 (a b0)的顶点与焦x2a2 y2b2 点,若 ABC=90,则该椭圆的离心率为( )A. B1 C. 1 D. 1 52 22 2 22解析:| AB|2 a2 b2,| BC|2 b2 c2,| AC|2( a c)2. ABC90,| AC|2| AB|2| BC|2,即( a c)2

16、a22 b2 c2,2 ac2 b2,即 b2 ac. a2 c2 ac. 1,即 e1.ac ca 1e解之得 e ,又 e0, e .答案:A 152 1 52点评:求椭圆的离心率,其法有三:一是通过已知条件列方程组,解出 a, c 的值;二是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;三是通过取特殊值或特殊位置,求出离心率变式1把条件“ A、 B、 C 分别为 1 ( a b0)的顶点与焦点,x2a2 y2b2若 ABC=90“改为“ F1、 F2分别为椭圆 ,的左、21(0)xy右焦点, A 为椭圆的上顶点,直线 AF2交椭圆于另 一点 B

17、.若 F1AB=90”求椭圆的离心率;解:若 F1AB90,则 AOF2为等腰直角三角形,所以有 OA OF2,即 b c.所以 a c, e .2ca 222.把条件“ A、 B、 C 分别为 1 (a b0)的顶点与焦点,若 ABC=90”改为“椭x2a2 y2b2圆通过 A,B 两点,它的一个焦点为点 C,且 ABAC 1, ,椭圆的另一个09BAC6焦点在 AB 上” ,求椭圆的离心率为_解析:设另一个焦点为 F,如图所示,|AB |AC|1, ABC 为直角三角形,11 4a,则 a ,22 24设|FA| x,Error!x ,1 24c 2,22 c ,e . 答案 64 ca

18、6 3 6 33.把条件“ A、 B、 C 分别为 1 (a b0)的顶点与焦点,若 ABC=90“改为x2a2 y2b2“F1、 F2分别为圆锥曲线的左、右焦点,曲线上存在点 P 使|PF1| F1F2| PF2|432,则曲线 的离心率等于( )A. 或 B. 或 2 C. 或 2 D. 或12 32 23 12 23 32解:设| F1F2|2 c(c0),由已知| PF1| F1F2| PF2|432,得|PF1| c,| PF2| c,且| PF1|PF2|,83 43若圆锥曲线为椭圆,则 2a| PF1| PF2|4 c,离心率 e ;ca 12若圆锥曲线为双曲线,则 2a| PF

19、1| PF2| c,离心率 e ,故选 A.43 ca 324. 椭圆 的左、右顶点分别是 A,B 左、右焦点分别是 F1,F 2若2(0)xyb|AF1|,|F 1F2|,|F 1B|成等比数列,则此椭圆的离心率为 。【知识点】椭圆的基本性质;离心率.解:因为椭圆 的左右顶点分别为 A、B,左右焦点分别为 ,若20xyab 12,|AF1|,|F 1F2|,|F 1B|成等比数列 , 1121,AFcFac254accae【思路点拨】直接利用椭圆的定义,结合|AF 1|,|F 1F2|,|F 1B|成等比数列,即可求出椭圆的离心率5. 已知椭圆 1( ab0)的两顶点为 A(a,0), B(

20、0, b),且左焦点为 F, FAB 是以x2a2 y2b2角 B 为直角的直角三角形,则椭圆的离心率 e 为 ( )A. B. C. D.3 12 5 12 1 54 3 14解:选 B 由题得 a2 b2 a2( a c)2,即 c2 ac a20,即 e2 e10,得 e7,又因为 e0,故所求的椭圆的离心率为 . 152 5 126. 设椭圆 C: 1( ab0)的左、右焦点分别为 F1, F2, P 是 C 上的点, PF2 F1F2,x2a2 y2b2 PF1F230,则 C 的离心率为( )A. B. C. D.36 13 1233解析:选 D 在 Rt PF2F1中,令| PF

21、2|1,因为 PF1F230,所以| PF1|2,| F1F2|.3所以 e .2c2a |F1F2|PF1| |PF2| 337. 已知椭圆 C: 1(ab0)的左焦点为 F,C 与过原点的直线相交于 A,B 两点,x2a2 y2b2连接 AF,BF.若| AB|10,|BF|8,cosABF ,则 C 的离心率为( )45A. B. C. D.35 57 45 67解析:在ABF 中,由余弦定理得|AF| 2|AB| 2|BF| 22|AB|BF|cosABF,|AF| 2 1006412836,|AF| 6,从而|AB| 2|AF| 2| BF|2,则 AFBF.c|OF| |AB|5,

22、利用椭圆的对称性,设 F为右焦点,则|BF| AF|6,122a|BF| BF| 14,a7.因此椭圆的离心率 e .ca 578. 椭圆 : 1( ab0)的左、右焦点分别为 F1, F2,焦距为 2c.若直线x2a2 y2b2y (x c)与椭圆 的一个交点 M 满足 MF1F22 MF2F1,则该椭圆的离心率等于3_解析:如图, MF1F2中, MF1F260, MF2F130, F1MF290,又|F1F2|2 c,| MF1| c,| MF2| c,2 a| MF1| MF2| c c,得 e 3 3ca 23 1 1.32、离心率的取值范围的求解解题的关键在于如何建立不等关系定离心

23、率的取值范围.示例:椭圆 : 的两焦点为 ,椭圆上存在点G21(0)xyab12(,0)(,Fc使 . 求椭圆离心率 的取值范围;M120Fe8解: 设 2212(,)0MxyFxyc将 代入得 求得 .22ba2ab20xa1e点评: 中 ,是椭圆中建立不等关系的重要依据,在求解参数21(0)xyx范围问题中经常使用,应给予重视.变式1.把条件“椭圆上存在点 使 ”改为“满足 的点 M 总在椭M120F120F圆内部”则椭圆离心率的取值范围是( ) A(0,1) B(0, C(0, ) D ,1)12 22 22解析:设椭圆的半长轴、半短轴、半焦距分别为 a、 b、 c, , M 点的轨迹是

24、以原点 O 为圆心,半焦距 c 为半径的圆10F又 M 点总在椭圆内部,该圆内含于椭圆,即 c b, c2 b2 a2 c2. e2 ,0 e .答案:Cc2a2 12 222.将条件“椭圆上存在点 使 ”改为 “椭圆上存在P满足120F且有且只有两个这样的点求离心率的值?若这样的点有且只有四个呢?120PF解:设椭圆的半长轴、半短轴、半焦距分别为 a、 b、 c, ,当这样的点有两个时 M 点在椭圆的短轴端点上1M即 ,bc2a2cea当这样的点有四个时则 即 所以b1e3.把条件“椭圆上存在点 使 ”改为“在椭圆上存在点P,满足M120F”则椭圆的离心率的取值范围为( )。12|PF=5解

25、:|PF 1|=5|PF2|,|PF 1|+|PF2|=6|PF2|= ,|PF 2| ,|PF 1| ,所以a35a所以 ,故椭圆离心率的取值范围为 .3ac3ee4.把条件“椭圆上存在点 使 ”改为“在椭圆上存在点P,满足M120F9 F1PF260”.求椭圆离心率的范围?解:设椭圆方程为 1( ab0),| PF1| m,| PF2| n.x2a2 y2b2在 PF1F2中,由余弦定理可知, .2 04cos6c2 2,()mnnna2 243cama即,2(),又 2134,ca11,0ee又5. 已知椭圆 x2 my21 的离心率 e ,则实数 m 的取值范围是 ( )1,2A. B

26、. C. D.430, ,34,340, 341,,解析:选 C 在椭圆 x2 my21 中,当 01 时, a21, b2 , c21 , e2 1 ,1m 1m c2a2 1 1m1 1m又 ,12 14 1m 43综上可知实数 m 的取值范围是 .,0,点评:在解题学习课或试卷讲评课的教学过程中,利用此类变式问题可使学生掌握姊妹题甚至一类题的解法,培养学生运用数学思想方法去分析问题和解决问题的能力、探究创新的能力以及灵活多变的思维能力。解题策略:1. 用待定系数法求椭圆方程的一般步骤(1)作判断:根据条件判断椭圆的焦点是在 x 轴上,还是在 y 轴上,还是两个坐标轴都有可能;(2)设方程

27、:由上述判断设方程 1( ab0), 1( ab0)x2a2 y2b2 x2b2 y2a2或 mx2 ny21( m0, n0)(3)找关系:根据已知条件,建立关于 a, b, c 或 m, n 的方程组;(4)得方程:解方程组,将解代入所设方程,即为所求注意:用待定系数法求椭圆的方程时,要“ 先定型,再定量” ,不能确定焦点的位置时,可进行分类讨论或把椭圆的方程设为 mx2 ny21( m0, n0)2.利用椭圆几何性质的注意点及技巧(1)注意椭圆几何性质中的不等关系10在求与椭圆有关的一些量的范围,或者最大值、最小值时,经常用到椭圆标准方程中 x, y的范围,离心率的范围等不等关系(2)利

28、用椭圆几何性质的技巧求解与椭圆几何性质有关的问题时,要结合图形进行分析,当涉及顶点、焦点、长轴、短轴等椭圆的基本量时,要理清它们之间的内在联系2求椭圆的离心率问题的一般思路求椭圆的离心率或其范围时,一般是依据题设得出一个关于 a, b, c 的等式或不等式,利用 a2 b2 c2消去 b,即可求得离心率或离心率的范围巩固提高1. 已知点 F1, F2分别是椭圆 x22 y22 的左、右焦点,点 P 是该椭圆上的一个动点,那么| |的最小值是( )A0 B1 C2 D2P 2解:设 P(x0, y0),则 (1 x0, y0), (1 x0, y0),F (2 x0,2 y0),| | 2 21

29、 1P24x20 4y20 2 2y20 y20. y20 2点 P 在椭圆上,0 y 1,当 y 1 时 ,| |取最小值为 2.20 20 1P2 椭圆 M: 1(ab0)的左、右焦点分别为 F1、F 2,P 为椭圆 M 上任一点,且x2a2 y2b21 2 的最大值的取值范围是c 2,3c2,其中 c ,则椭圆 M 的离心率 e 的取值范PF PF a2 b2围是 ( )A , B , C( ,1) D ,1)14 12 12 22 22 12解析 设 P(x,y) ,F 1(c, 0),F 2(c,0),则 1(cx,y) , 2(cx,y) ,PF PF 1 2x 2y 2c 2.又

30、 x2y 2 可看作 P(x,y)到原点的距离的平方,所以(x 2y 2)maxa 2,PF PF 所以( )maxb 2,所以 c2b 2a 2c 23c 2,即 e2 ,所以 e .故选 B.PF2 PF2 14 12 12 222设椭圆 1(ab0)的离心率为 e ,右焦点为 F(c,0),方程 ax2bxc0 的两x2a2 y2b2 12个实根分别为 x1 和 x2,则点 P(x1,x 2) ( )A必在圆 x2y 22 内 B必在圆 x2y 22 上C必在圆 x2 y22 外 D以上三种情形都有可能解析 x 1x 2 ,x 1x2 .x x (x 1x 2)22x 1x2 .ba ca 21 2 b2a2 2ca b2 2aca2e ,c a,b 2a 2c 2a 2 2 a2.x x 2.ca 12 12 34 21 2 34a2 2a12aa2 74P(x 1,x 2)在圆 x2y 22 内

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