1、第5讲椭圆最新考纲1.了解椭圆的实际背景,了解椭圆在刻画现实世界和解决实际问题中的作用;2.掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质知 识 梳 理1椭圆的定义我们把平面内到两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的点的集合叫作椭圆这两个定点F1,F2叫作椭圆的焦点,两个焦点F1,F2间的距离叫作焦距集合PM|MF1|MF2|2a,|F1F2|2c,其中a0,c0,且a,c为常数:(1)若ac,则集合P为椭圆;(2)若ac,则集合P为线段;(3)若ac,则集合P为空集2椭圆的标准方程和几何性质标准方程1(ab0)1(ab0)图形性质范围axabybbxbaya对称性对称轴
2、:坐标轴;对称中心:原点顶点A1(a,0),A2(a,0),B1(0,b),B2(0,b)A1(0,a),A2(0,a),B1(b,0),B2(b,0)轴长轴A1A2的长为2a;短轴B1B2的长为2b焦距|F1F2|2c离心率e(0,1)a,b,c的关系c2a2b2诊 断 自 测1判断正误(在括号内打“”或“”)精彩PPT展示(1)平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆()(2)椭圆的离心率e越大,椭圆就越圆()(3)椭圆既是轴对称图形,又是中心对称图形()(4)方程mx2ny21(m0,n0,mn)表示的曲线是椭圆()(5)1(ab0)与1(ab0)的焦距相同()解析(
3、1)由椭圆的定义知,当该常数大于|F1F2|时,其轨迹才是椭圆,而常数等于|F1F2|时,其轨迹为线段F1F2,常数小于|F1F2|时,不存在这样的图形(2)因为e,所以e越大,则越小,椭圆就越扁答案(1)(2)(3)(4)(5)2(2015广东卷)已知椭圆1(m0)的左焦点为F1(4,0),则m()A2 B3 C4 D9解析依题意有25m216,m0,m3.选B.答案B3已知椭圆C:1(ab0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,过F2的直线l交C于A,B两点若AF1B的周长为4,则C的方程为()A.1 B.y21C.1 D.1解析由椭圆的定义可知AF1B的周长为4a,所以4a4,故a,
4、又由e,得c1,所以b2a2c22,则C的方程为1,故选A.答案A4(2016全国卷)直线l经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l的距离为其短轴长的,则该椭圆的离心率为()A. B.C. D.解析不妨设直线l经过椭圆的一个顶点B(0,b)和一个焦点F(c,0),则直线l的方程为1,即bxcybc0.由题意知2b,解得,即e,故选B.答案B5(教材改编)已知点P是椭圆1上y轴右侧的一点,且以点P及焦点F1,F2为顶点的三角形的面积等于1,则点P的坐标为_解析设P(x,y),由题意知c2a2b2541,所以c1,则F1(1,0),F2(1,0),由题意可得点P到x轴的距离为1,所以y1,把y
5、1代入1,得x,又x0,所以x,P点坐标为或.答案或考点一椭圆的定义及其应用【例1】 (1)如图,圆O的半径为定长r,A是圆O内一个定点,P是圆上任意一点,线段AP的垂直平分线l和半径OP相交于点Q,当点P在圆上运动时,点Q的轨迹是()A椭圆 B双曲线 C抛物线 D圆(2)已知F1,F2是椭圆C:1(ab0)的两个焦点,P为椭圆C上的一点,且F1PF260,SPF1F23,则b_.解析(1)连接QA.由已知得|QA|QP|.所以|QO|QA|QO|QP|OP|r.又因为点A在圆内,所以|OA|OP|,根据椭圆的定义,点Q的轨迹是以O,A为焦点,r为长轴长的椭圆故选A.(2)由题意得|PF1|P
6、F2|2a,又F1PF260,所以|PF1|2|PF2|22|PF1|PF2|cos 60|F1F2|2,所以(|PF1|PF2|)23|PF1|PF2|4c2,所以3|PF1|PF2|4a24c24b2,所以|PF1|PF2|b2,所以SPF1F2|PF1|PF2|sin 60b2b23,所以b3.答案(1)A(2)3规律方法(1)椭圆定义的应用主要有两个方面:一是判定平面内动点与两定点的轨迹是否为椭圆;二是利用定义求焦点三角形的周长、面积、弦长、最值和离心率等(2)椭圆的定义式必须满足2a|F1F2|.【训练1】 (1)已知椭圆1的两个焦点是F1,F2,点P在该椭圆上,若|PF1|PF2|
7、2,则PF1F2的面积是()A. B2C2 D.(2)(2017南昌调研)与圆C1:(x3)2y21外切,且与圆C2:(x3)2y281内切的动圆圆心P的轨迹方程为_解析(1)由椭圆的方程可知a2,c,且|PF1|PF2|2a4,又|PF1|PF2|2,所以|PF1|3,|PF2|1.又|F1F2|2c2,所以有|PF1|2|PF2|2|F1F2|2,即PF1F2为直角三角形,且PF2F为直角,所以SPF1F2|F1F2|PF2|21.(2)设动圆的半径为r,圆心为P(x,y),则有|PC1|r1,|PC2|9r.所以|PC1|PC2|10|C1C2|,即P在以C1(3,0),C2(3,0)为
8、焦点,长轴长为10的椭圆上,得点P的轨迹方程为1.答案(1)A(2)1考点二椭圆的标准方程【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,(,),则椭圆方程为_(2)过点(,),且与椭圆1有相同焦点的椭圆标准方程为_解析(1)设椭圆方程为mx2ny21(m,n0,mn)由解得m,n.椭圆方程为1.(2)法一椭圆1的焦点为(0,4),(0,4),即c4.由椭圆的定义知,2a,解得a2.由c2a2b2可得b24.所以所求椭圆的标准方程为1.法二设所求椭圆方程为1(kb0)过点F2(1,0)且垂直于x轴的直线被曲线C截得弦长|AB|3,点A必在椭圆上,1.又由c1,得1b2a2.
9、由联立,得b23,a24.故所求椭圆C的方程为1.答案(1)A(2)1考点三椭圆的几何性质【例3】 (1)(2016全国卷)已知O为坐标原点,F是椭圆C:1(ab0)的左焦点,A,B分别为C的左、右顶点P为C上一点,且PFx轴过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为()A. B. C. D.(2)(2015福建卷)已知椭圆E:1(ab0)的右焦点为F,短轴的一个端点为M,直线l:3x4y0交椭圆E于A,B两点若|AF|BF|4,点M到直线l的距离不小于,则椭圆E的离心率的取值范围是()A. B.C. D.解析(1)设M(c,m),则E,OE的中
10、点为D,则D,又B,D,M三点共线,所以,所以a3c,所以e.(2)设左焦点为F0,连接F0A,F0B,则四边形AFBF0为平行四边形|AF|BF|4,|AF|AF0|4,a2.设M(0,b),则,1bb0),e,其中F是椭圆的右焦点,焦距为2,直线l与椭圆C交于点A,B,线段AB的中点横坐标为,且(其中1)(1)求椭圆C的标准方程;(2)求实数的值解(1)由条件可知,c1,a2,故b2a2c23,椭圆C的标准方程是1.(2)由,可知A,B,F三点共线,设点A(x1,y1),点B(x2,y2)若直线ABx轴,则x1x21,不符合题意当AB所在直线l的斜率k存在时,设方程为yk(x1)由消去y得
11、(34k2)x28k2x4k2120.由的判别式64k44(4k23)(4k212)144(k21)0.x1x2,k2.将k2代入方程,得4x22x110,解得x.又(1x1,y1),(x21,y2),又1,.思想方法1椭圆的定义揭示了椭圆的本质属性,正确理解、掌握定义是关键,应注意定义中的常数大于|F1F2|,避免了动点轨迹是线段或不存在的情况2求椭圆的标准方程,常采用“先定位,后定量”的方法(待定系数法)先“定位”,就是先确定椭圆和坐标系的相对位置,以椭圆的中心为原点的前提下,看焦点在哪条坐标轴上,确定标准方程的形式;再“定量”,就是根据已知条件,通过解方程(组)等手段,确定a2,b2的值
12、,代入所设的方程,即可求出椭圆的标准方程若不能确定焦点的位置,这时的标准方程常可设为mx2ny21(m0,n0且mn)易错防范1判断两种标准方程的方法为比较标准形式中x2与y2的分母大小2在解关于离心率e的二次方程时,要注意利用椭圆的离心率e(0,1)进行根的取舍,否则将产生增根3椭圆的范围或最值问题常常涉及一些不等式例如,axa,byb,0e1等,在求椭圆相关量的范围时,要注意应用这些不等关系.基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、选择题1椭圆1的焦距为2,则m的值等于()A5 B3 C5或3 D8解析当m4时,m41,m5;当0m4时,4m1,m3.答案C2“2m6”是“方程1表示椭圆”的
13、()A充分不必要条件 B必要不充分条件C充要条件 D既不充分也不必要条件解析若1表示椭圆则有2m6且m4.故“2mb0)的左焦点为F,若F关于直线xy0的对称点A是椭圆C上的点,则椭圆C的离心率为()A. B.C. D.1解析设F(c,0)关于直线xy0的对称点A(m,n),则m,nc,代入椭圆方程可得1,并把b2a2c2代入,化简可得e48e240,解得e242,又0e1,e1,故选D.答案D12(2017海沧实验中学模拟)已知直线l:ykx2过椭圆1(ab0)的上顶点B和左焦点F,且被圆x2y24截得的弦长为L,若L,则椭圆离心率e的取值范围是()A. B.C. D.解析依题意,知b2,k
14、c2.设圆心到直线l的距离为d,则L2,解得d2.又因为d,所以,解得k2.于是e2,所以0e2,解得0e.故选B.答案B13椭圆y21的左、右焦点分别为F1,F2,点P为椭圆上一动点,若F1PF2为钝角,则点P的横坐标的取值范围是_解析设椭圆上一点P的坐标为(x,y),则(x,y),(x,y)F1PF2为钝角,0,即x23y20,y21,代入得x2310,即x22,x2.解得x,x.答案14(2017西安质监)已知椭圆1(ab0)的左、右焦点分别为F1,F2,且|F1F2|6,直线ykx与椭圆交于A,B两点(1)若AF1F2的周长为16,求椭圆的标准方程;(2)若k,且A,B,F1,F2四点
15、共圆,求椭圆离心率e的值;(3)在(2)的条件下,设P(x0,y0)为椭圆上一点,且直线PA的斜率k1(2,1),试求直线PB的斜率k2的取值范围解(1)由题意得c3,根据2a2c16,得a5.结合a2b2c2,解得a225,b216.所以椭圆的标准方程为1.(2)法一由得x2a2b20.设A(x1,y1),B(x2,y2),所以x1x20,x1x2,由AB,F1F2互相平分且共圆,易知,AF2BF2,因为(x13,y1),(x23,y2),所以(x13)(x23)y1y2x1x290.即x1x28,所以有8,结合b29a2,解得a212,e.法二设A(x1,y1),又AB,F1F2互相平分且共圆,所以AB,F1F2是圆的直径,所以xy9,又由椭圆及直线方程综合可得由前两个方程解得x8,y1,将其代入第三个方程并结合b2a2c2a29,解得a212,故e.(3)由(2)的结论知,椭圆方程为1,由题可设A(x1,y1),B(x1,y1),k1,k2,所以k1k2,又.即k2,由2k11可知,k2.故直线PB的斜率k2的取值范围是.特别提醒:教师配赠习题、课件、视频、图片、文档等各种电子资源见创新设计高考总复习光盘中内容.