椭圆的性质▓椭圆的围 椭圆上的点都位于直线x=±a 和y=±b 围成的矩形,所以坐标满足|x|≤a ,|y|≤b. ▓椭圆的离心率 ①椭圆的焦距与长轴长度的比叫做椭圆的离心率,用e 表示,记作22c ce a a==。
②因为a >c >0,所以e 的取值围是0<e <1。
e 越接近1,则c 就越接近a ,从而22b a c =-越小,因此椭圆越扁;反之,e 越接近于0,c 就越接近0,从而b 越接近于a ,这时椭圆就越接近于圆。
当且仅当a=b 时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,方程为x 2+y 2=a 2。
▓椭圆12222=+b y a x 的图象中线段的几何特征(如下图):(1)122PF PF a +=,1212||||||||PF PF e PM PM ==,2122||||a PM PM c+=;(2)12BF BF a ==,12OF OF c ==,2221A B A B a b ==+;(3)1122A F A F a c ==-,1221A F A F a c ==+,c a PF c a +≤≤-1;▓椭圆标准方程中的三个量a 、b 、c 的几何意义 椭圆标准方程中,a 、b 、c 三个量的大小与坐标系无关,是由椭圆本身的形状大小所确定的,分别表示椭圆的长半轴长、短半轴长和半焦距长,均为正数,且三个量的大小关系为:a >b >0,a >c >0,且a 2=b 2+c 2。
▓椭圆的焦点总在长轴上,因此已知标准方程,判断焦点位置的方法是:看x 2、y 2的分母的大小,哪个分母大,焦点就在哪个坐标轴上。
▓平面点与椭圆的位置关系 椭圆将平面分成三部分:椭圆上、椭圆、椭圆外,因此,平面上的点与椭圆的位置关系有三种,任给一点M (x,y ),若点M (x,y )在椭圆上,则有22221x y a b +=(0)a b >>;若点M (x,y )在椭圆,则有22221x y a b +<(0)a b >>;若点M (x,y )在椭圆外,则有22221x y a b+>(0)a b >>. ▓直线与椭圆的相交弦 设直线y kx b =+交椭圆22221x y a b+=(0)a b >>于点111222(,),(,),P x y P x y 两点,则22121212||()()PP x x y y =-+-=22121212()[1()]y y x x x x --+-=2121||k x x +-同理可得121221||1||(0)PP y y k k =+-≠这里12||,x x -12||,y y -的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:2121212||()4x x x x x x -=--;2121212||()4y y y y y y -=--▓例 1. 已知椭圆的对称轴为坐标轴,O 为坐标原点,F 是一个焦点,A 是一个顶点,若椭圆的长轴长是6,且2cos 3OFA ∠=,求椭圆的方程。
【解析】椭圆的长轴长为6,2cos3OFA∠=,所以点A不是长轴的顶点,是短轴的顶点,所以|OF|=c,||3AF a====,233c=,所以c=2,b2=32-22=5,故椭圆的方程为22195x y+=或22159x y+=。
▓【变式3】在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为原点,焦点12,F F在x轴上,离心率为2.过点1F的直线l交C于A,B两点,且2ABF∆的周长为16,那么C的方程为______ 【答案】221168x y+=。
▓例2.(1的两段,求其离心率;(2)已知椭圆的一个焦点到长轴两端点的距离分别为10和4,求其离心率。
【解析】(1)由题意得()()a c a c+-=∶即11ee+=-解得5e=-(2)由题意得104a ca c+=⎧⎨-=⎩,解得73ac=⎧⎨=⎩,故离心率37cea==。
▓【变式1】椭圆的一个顶点与两焦点构成等边三角形,则此椭圆的离心率是()11...5432A B C D【答案】D▓【变式2】椭圆22221x ya b+=上一点到两焦点的距离分别为12d d、,焦距为2c,若122d c d、、成等差数列,则椭圆的离心率为_____【答案】12▓例3. 设M为椭圆22221(0)x ya ba b+=>>上一点,F1、F2为椭圆的焦点,若∠MF1F2=75°,∠MF2F1=15°,求椭圆的离心率。
【解析】在△MF1F2中,由正弦定理得12122112||||2sin sin sinMF MFcF MF MF F MF F==∠∠∠即12||||2sin90sin15sin75MF MFc==︒︒︒∴2|1||2|2sin90sin15sin75sin15sin75c MF MF a+==︒︒+︒︒+︒,∴1sin15sin75cea===︒+︒。
▓【变式1】以椭圆两焦点为直径的圆交椭圆于四个不同点,顺次连结这四个点和两个焦点,恰好围成一个正六边形,则这个椭圆的离心率等于____。
1▓【变式2】已知椭圆22221(0,0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,右顶点A ,上顶点为B ,若BF ⊥BA ,求离心率____。
【解析】 根据题意,|AB 2|=a 2+b 2,|BF|=a ,|AF|=a+c ,所以在Rt △ABF 中,有(a+c)2=a 2+b 2+a 2,化简得c 2+ac ―a 2=0,等式两边同除以a 2,得e 2+e ―1=0,解得e =。
又∵0<e <1,∴e =。
▓例4.已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>,F 1,F 2是两个焦点,若椭圆上存在一点P ,使1223F PF π∠=,求其离心率e 的取值围。
【解析】△F 1PF 2中,已知1223F PF π∠=,|F 1F 2|=2c ,|PF 1|+|PF 2|=2a ,由余弦定理:4c 2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|cos120°①又|PF 1|+|PF 2|=2a ②联立① ②得4c 2=4a 2-|PF 1||PF 2|,∴2212|PF ||PF |4a 4c =-2222222122a |PF ||PF |()a 4a 4c a 3a 4c 02≤=⇒-≤⇒-≤c e 1a ⇒≥⇒≤< ▓【变式】已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>,以a ,b ,c 为系数的关于x 的方程20ax bx c ++=无实根,求其离心率e 的取值围。
【答案】由已知,240b ac ∆=-<,所以22()40a c ac --<,即2240c ac a +->,不等式两边同除2a 可得2410e e +->,解不等式得2e <或2e >.由椭圆的离心率(0,1)e ∈,所以所求椭圆离心率2,1)e ∈.▓例6. 已知椭圆1222=+y x ,求过点⎪⎭⎫⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在的直线方程. 【解析】解法一:设所求直线的斜率为k ,则直线方程为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-2121x k y .代入椭圆方程,并整理得 ()()0232122212222=+-+--+k k x k k x k .由韦达定理得22212122k k k x x +-=+.∵P 是弦中点,∴121=+x x .故得21-=k .所以所求直线方程为0342=-+y x . 解法二:设过⎪⎭⎫ ⎝⎛2121,P 的直线与椭圆交于()11y x A ,、()22y x B ,,则由题意得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=+=+=+④1.③1②12①12212122222121y y x x y x y x ,,, ①-②得0222212221=-+-y y x x .将③、④代入⑤得212121-=--x x y y ,即直线的斜率为21-.所求直线方程为0342=-+y x .▓【变式1】已知点P (4,2)是直线l 被椭圆221369x y +=所截得线段的中点,求直线l 的方程. 【答案】直线l 的方程为x+2y -8=0▓【变式2】若直线)(1R k kx y ∈+=与椭圆1522=+my x 恒有公共点,数m 的取值围。
【答案】51≠≥m m 且时,直线)(1R k kx y ∈+=与椭圆1522=+my x 恒有公共点 ▓ 椭圆(2013高考题)▓▓(2013·新课标全国Ⅱ高考文科·T5)设椭圆2222:1x y C a b+=(0)a b >>的左、右焦点分别为12,F F ,P 是C 上的点,212PF F F ⊥,1230PF F ∠=,则C 的离心率为( )B.13C.12【解析】选 D. 因为21212,30PF F F PF F ⊥∠=,所以2122tan 30,33PF c c PF c ===。
又1223PF PF a +==,所以3c a ==3,选D. ▓(2013·大纲版全国卷高考理科·T8)椭圆C:13422=+y x 的左、右顶点分别为1A ,2A ,点P 在C 上且直线2PA 斜率的取值围是[]2,1--,那么直线1PA 斜率的取值围是 ( ) A.1324⎡⎤⎢⎥⎣⎦, B.3384⎡⎤⎢⎥⎣⎦, C.112⎡⎤⎢⎥⎣⎦,D.314⎡⎤⎢⎥⎣⎦, 【解析】选B.设),(00y x P ,则2200143x y ,2002-=x y k PA ,2001+=x y k PA1PA k 222002203334444PA x yk x x ,故1PA k 2143PA k -=.因为]1,2[2--∈PA k ,所以]43,83[1∈PA k ▓(2013·大纲版全国卷高考文科·T8)已知F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆C 的两个焦点,过F 2且垂直于x 轴的直线交于A,B 两点,且错误!未找到引用源。
=3,则C 的方程为 ( )A.2212x y += B.22132x y += C.22143x y += D.22154x y += 【解析】选 C.设椭圆得方程为)0(12222>>=+b a b y a x ,由题意知232=a b ,又1222=-=b a c ,解得2=a 或21-=a (舍去),而32=b ,故椭圆得方程为13422=+y x . ▓(2013·高考文科·T9)从椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上一点P 向x 轴作垂线,垂足恰为左焦点1F ,A 是椭圆与x 轴正半轴的交点,B 是椭圆与y 轴正半轴的交点,且//AB OP (O 是坐标原点),则该椭圆的离心率是()A.4B. 12C. 2D. 2【解析】选C ,根据题意可知点P 0(,)c y ,代入椭圆的方程可得222202b c y b a =-,根据//AB OP ,可知11PF BO F O OA =,即0y b c a =,解得0bc y a=,即2222222b c b c b a a -=,解得2c e a ==,故选C.▓(2013·高考文科·T9)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为(1,0)F ,离心率等于21,则C 的方程是( ) A .14322=+y x B .13422=+y x C .12422=+y x D .13422=+y x 【解析】选 D.设C 的方程为222210x y a b a b ,(),则11,,2,2c c e a b a =====,C 的方程是13422=+y x . ▓(2013·高考文科·T11)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左焦点为F,C 与过原点的直线相交于A,B 两点,连接AF,BF. 若|AB|=10,|BF|=8,cos ∠ABF=45,则C 的离心率为 ( ) A.35 B.57 C.45 D.67【解析】选B.在三角形ABF 中,由余弦定理得2222cos AF AB BF AB BF ABF =+-∠,又410,8,cos 5AB BF ABF ==∠=解得 6.AF =在三角形ABF 中,2222221086AB BF AF ==+=+,故三角形ABF 为直角三角形.设椭圆的右焦点为F ',连接,AF BF '',根据椭圆的对称性,四边形AFBF '为矩形,则其对角线10,FF AB '==且8BF AF '==,即焦距210,c =又据椭圆的定义,得2AF AF a '+=,所以26814a AF AF '=+=+=.故离心率25.27c c e a a === ▓(2013·高考数学科·T12) 在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的标准方程为)0,0(12222>>=+b a by a x ,右焦点为F ,右准线为l ,短轴的一个端点为B ,设原点到直线BF 的距离为1d ,F 到l 的距离为2d ,若126d d =,则椭圆C 的离心率为【解析】由原点到直线BF 的距离为1d 得1bcd a =,因F 到l 的距离为2d 故22a d c c =-,又126d d =所以2222226616a bc bc b c a c e e c a a a -=⇒-=⇒-=又21b e a=-解得33e =▓(2013·高考文科·T12)与(2013·高考理科·T9)相同 设AB 是椭圆Γ的长轴,点C 在Γ上,且4π=∠CBA .若AB=4,BC=2,则Γ的两个焦点之间的距离为 .【解析】 如图所示,以AB 的中点O 为坐标原点,建立如图所示的坐标系.)1,1(3,1,145,2,4,C AD DB CD CBA BC AB AB CD AB D ⇒===⇒︒=∠==⊥上,且在设38,34,111)11(,422222222==⇒+==+=⇒c b c b a b a C a 代入椭圆标准方程得,把6342=⇒c ▓(2013·高考理科·T14)相同 椭圆Γ: 22221(0)+=>>x y a b a b的左、右焦点分别为F 1,F 2,焦距为2c.若直线y=错误!未找到引用源。