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高中椭圆讲义

椭圆1.椭圆的概念平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c<2a,其中a>0,c>0,且a,c为常数.2.椭圆的标准方程和几何性质-a≤x≤a-b≤x≤b概念方法微思考1.在椭圆的定义中,若2a=|F1F2|或2a<|F1F2|,动点P的轨迹如何?提示当2a=|F1F2|时动点P的轨迹是线段F1F2;当2a<|F1F2|时动点P的轨迹是不存在的.2.椭圆的离心率的大小与椭圆的扁平程度有怎样的关系?提示 由e =ca =1-⎝⎛⎭⎫b a 2知,当a 不变时,e 越大,b 越小,椭圆越扁;e 越小,b 越大,椭圆越圆.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)椭圆是轴对称图形,也是中心对称图形.( )(2)椭圆上一点P 与两焦点F 1,F 2构成△PF 1F 2的周长为2a +2c (其中a 为椭圆的长半轴长,c 为椭圆的半焦距).( )(3)方程mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n )表示的曲线是椭圆.( ) (4)x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的焦距相等.( ) 题组二 教材改编2.椭圆x 210-m +y 2m -2=1的焦距为4,则m 等于( )A .4B .8C .4或8D .123.过点A (3,-2)且与椭圆x 29+y 24=1有相同焦点的椭圆的方程为( )A.x 215+y 210=1 B.x 225+y 220=1 C.x 210+y 215=1 D.x 220+y 215=14.已知点P 是椭圆x 25+y 24=1上y 轴右侧的一点,且以点P 及焦点F 1,F 2为顶点的三角形的面积等于1,则点P 的坐标为__________________.题组三 易错自纠5.若方程x 25-m +y 2m +3=1表示椭圆,则m 的取值范围是( )A .(-3,5)B .(-5,3)C .(-3,1)∪(1,5)D .(-5,1)∪(1,3)6.已知椭圆x 25+y 2m =1(m >0)的离心率e =105,则m 的值为________.7.设点P (x ,y )在椭圆4x 2+y 2=4上,则5x 2+y 2-6x 的最大值为________,最小值为________.第1课时 椭圆及其性质椭圆的定义及其应用1.(2019·保定模拟)与圆C 1:(x +3)2+y 2=1外切,且与圆C 2:(x -3)2+y 2=81内切的动圆圆心P 的轨迹方程为________.2.如图,△ABC 的顶点B ,C 在椭圆x 23+y 2=1上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC 边上,则△ABC 的周长是________.3.设点P 为椭圆C :x 2a 2+y 24=1(a >2)上一点,F 1,F 2分别为C 的左、右焦点,且∠F 1PF 2=60°,则△PF 1F 2的面积为________.4.已知F 是椭圆5x 2+9y 2=45的左焦点,P 是此椭圆上的动点,A (1,1)是一定点,则|P A |+|PF |的最大值为________,最小值为________.椭圆的标准方程命题点1 定义法例1 (1)(2020·湖北“荆、荆、襄、宜”四地七校联考)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,离心率为12,过F 2的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,若△F 1AB 的周长为8,则椭圆方程为( ) A.x 24+y 23=1 B.x 216+y 212=1 C.x 22+y 2=1 D .x 24+y 22=1(2)(2019·全国Ⅰ)已知椭圆C 的焦点为F 1(-1,0),F 2(1,0),过F 2的直线与C 交于A ,B 两点.若|AF 2|=2|F 2B |,|AB |=|BF 1|,则C 的方程为( ) A.x 22+y 2=1 B.x 23+y 22=1 C.x 24+y 23=1 D.x 25+y 24=1命题点2 待定系数法例2 (1)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点⎝⎛⎭⎫-32,52,(3,5),则椭圆方程为__________.(2)过点(3,-5),且与椭圆y 225+x 29=1有相同焦点的椭圆的标准方程为________.跟踪训练1 (1)(2019·福建泉州模拟)已知椭圆的两个焦点为F 1(-5,0),F 2(5,0),M 是椭圆上一点,若MF 1⊥MF 2,|MF 1|·|MF 2|=8,则该椭圆的方程是( ) A.x 27+y 22=1 B.x 22+y 27=1 C.x 29+y 24=1 D .x 24+y 29=1(2)与椭圆x 24+y 23=1有相同离心率且经过点(2,-3)的椭圆标准方程为________.椭圆的几何性质命题点1 离心率例3 (1)已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,A 是C 的左顶点,点P 在过A 且斜率为36的直线上,△PF 1F 2为等腰三角形,∠F 1F 2P =120°,则C 的离心率为( ) A.23 B.12 C.13 D.14(2)若椭圆上存在三点,使得这三点与椭圆中心恰好是一个正方形的四个顶点,则该椭圆的离心率为( ) A.5-12 B.33 C.22 D.63(3)已知F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,若椭圆上存在点P ,使∠F 1PF 2=90°,则椭圆的离心率的取值范围是________.命题点2 与椭圆有关的范围(最值)例4 (1)已知椭圆x 24+y 2b 2=1(0<b <2)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线l 交椭圆于A ,B 两点,若|BF 2|+|AF 2|的最大值为5,则b 的值是________.(2)设A ,B 是椭圆C :x 23+y 2m =1长轴的两个端点.若C 上存在点M 满足∠AMB =120°,则m 的取值范围是( )A .(0,1]∪[9,+∞)B .(0,3]∪[9,+∞)C .(0,1]∪[4,+∞)D .(0,3]∪[4,+∞)跟踪训练2 (1)正方形ABCD 的四个顶点都在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上,若椭圆的焦点在正方形的内部,则椭圆的离心率的取值范围是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫5-12,1 B.⎝⎛⎭⎪⎫0,5-12 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫3-12,1 D.⎝⎛⎭⎪⎫0,3-12(2)已知点P (0,1),椭圆x 24+y 2=m (m >1)上两点A ,B 满足AP →=2PB →,则当m =________时,点B 横坐标的绝对值最大.1.已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是( )A.x 23+y 24=1 B.x 24+y 23=1 C.x 24+y 22=1 D .x 24+y 23=12.若椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的短轴长等于焦距,则椭圆的离心率为( )A.12B.33C.22D.243.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),若长轴的长为6,且两焦点恰好将长轴三等分,则此椭圆的标准方程为( ) A.x 236+y 232=1 B.x 29+y 28=1 C.x 29+y 25=1 D .x 216+y 212=14.(2020·湖北八市重点高中联考)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F ,过点F 作圆x 2+y 2=b 2的切线,若两条切线互相垂直,则椭圆C 的离心率为( ) A.12 B.22 C.23 D.635.已知F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,现以F 2为圆心作一个圆恰好经过椭圆中心并且交椭圆于点M ,N ,若过F 1的直线MF 1是圆F 2的切线,则椭圆的离心率为( ) A.3-1 B .2- 3 C.22 D.326.(2020·广东华附、省实、广雅、深中联考)设F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,若在直线x =a 2c 上存在点P ,使线段PF 1的中垂线过点F 2,则椭圆离心率的取值范围是( ) A.⎝⎛⎦⎤0,22 B.⎝⎛⎦⎤0,33 C.⎣⎡⎭⎫22,1 D.⎣⎡⎭⎫33,17.(多选)某颗人造地球卫星的运行轨道是以地球的中心F 为一个焦点的椭圆,如图所示,已知它的近地点A (离地面最近的点)距地面m 千米,远地点B (离地面最远的点)距地面n 千米,并且F ,A ,B 三点在同一直线上,地球半径约为R 千米,设该椭圆的长轴长、短轴长、焦距分别为2a ,2b ,2c ,则( )A .a -c =m +RB .a +c =n +RC .2a =m +nD .b =(m +R )(n +R )8.(多选)已知椭圆C 的中心为坐标原点,焦点F 1,F 2在y 轴上,短轴长等于2,离心率为63,过焦点F 1作y 轴的垂线交椭圆C 于P ,Q 两点,则下列说法正确的是( ) A .椭圆C 的方程为y 23+x 2=1B .椭圆C 的方程为x 23+y 2=1C .|PQ |=233D .△PF 2Q 的周长为439.焦距是8,离心率等于45的椭圆的标准方程为________________.10.已知椭圆x 29+y 225=1上的一点P 到两焦点的距离的乘积为m ,当m 取最大值时,点P 的坐标是________.11.已知点P 是圆F 1:(x +1)2+y 2=16上任意一点(F 1是圆心),点F 2与点F 1关于原点对称.线段PF 2的垂直平分线m 分别与PF 1,PF 2交于M ,N 两点.求点M 的轨迹方程.12.如图所示,已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),F 1,F 2分别为椭圆的左、右焦点,A 为椭圆的上顶点,直线AF 2交椭圆于另一点B .(1)若∠F 1AB =90°,求椭圆的离心率;(2)若椭圆的焦距为2,且AF 2→=2F 2B →,求椭圆的方程.13.在平面直角坐标系xOy 中,P 是椭圆y 24+x 23=1上的一个动点,点A (1,1),B (0,-1),则|P A |+|PB |的最大值为( ) A .5 B .4 C .3 D .214.(2019·浙江)已知椭圆x 29+y 25=1的左焦点为F ,点P 在椭圆上且在x 轴的上方.若线段PF 的中点在以原点O 为圆心,|OF |为半径的圆上,则直线PF 的斜率是________.15.(2019·衡水模拟)阿基米德(公元前287年-公元前212年)不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆C 的对称轴为坐标轴,焦点在y 轴上,且椭圆C 的离心率为74,面积为12π,则椭圆C 的方程为( ) A.x 29+y 216=1 B.x 23+y 24=1 C.x 218+y 232=1 D.x 24+y 236=116.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1(-c,0),F 2(c,0),若椭圆上存在点P使1-cos 2∠PF 1F 21-cos 2∠PF 2F 1=a 2c 2,求该椭圆的离心率的取值范围.。

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