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1、2022年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第二講 橢圓講練 理 新人教A版
一、橢圓的定義
平面內(nèi)到兩定點(diǎn)F1、F2的距離的和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫橢圓.
集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a,c為常數(shù).
(1)若2a>|F1F2|,則集合P為橢圓;
(2)若2a=|F1F2|,則集合P為線段;
(3)若2a<|F1F2|,則集合P為空集.
二、橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)
標(biāo)準(zhǔn)方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
圖形
性
質(zhì)
范圍
-a≤x≤a
-b≤x≤b
-b≤y≤b
-a≤
2、y≤a
對(duì)稱性
對(duì)稱軸:坐標(biāo)軸;對(duì)稱中心:原點(diǎn)
頂點(diǎn)
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
B1(0,-b),B2(0,b)
B1(-b,0),B2(b,0)
離心率
e=∈(0,1)
a,b,c的關(guān)系
c2=a2-b2
點(diǎn)P(x0,y0)和橢圓的關(guān)系
(1)點(diǎn)P(x0,y0)在橢圓內(nèi)?+<1;
(2)點(diǎn)P(x0,y0)在橢圓上?+=1;
(3)點(diǎn)P(x0,y0)在橢圓外?+>1.
基礎(chǔ)自測(cè)
1.設(shè)P是橢圓+=1上的點(diǎn),若F1、F2是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),則|PF1|+|PF2|等于( )
A.4 B.5 C.8
3、 D.10
【解析】 依橢圓的定義知:|PF1|+|PF2|=2×5=10.
【答案】 D
2.“-3<m<5”是“方程+=1表示橢圓”的( )
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充要條件 D.既不充分也不必要條件
【解析】 要使方程+=1表示橢圓,應(yīng)滿足5-m>0,m+3>0且5-m≠m+3,
解之得-3<m<5且m≠1,
∴“-3<m<5”是“方程+=1表示橢圓”的必要不充分條件.
【答案】 B
3.橢圓+=1的離心率為,則k的值為( )
A.-21 B.21
C.-或21 D.或21
【解析】 若a2=9,b2=4+k,則c=,
4、
由=即=,得k=-;
若a2=4+k,b2=9,則c=,
由=,即=,解得k=21.
【答案】 C
4.已知橢圓的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸,離心率為,且過點(diǎn)P(-5,4),則橢圓的方程為________.
【解析】 設(shè)橢圓方程為+=1(a>b>0),由于=,故a2=5c2,b2=4c2,橢圓方程為+=1,P(-5,4)在橢圓上代入解得c2=9,于是所求橢圓的方程為+=1.
【答案】 +=1
考點(diǎn)一 橢圓的定義與標(biāo)準(zhǔn)方程
例 [xx·全國(guó)卷] 已知橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,離心率為,過F2的直線l交C于A,B兩點(diǎn).若△AF1B的周長(zhǎng)為4 ,則C的方程
5、為( )
A.+=1 B.+y2=1
C.+=1 D.+=1
答案:4,所以a=.又因?yàn)闄E圓的離心率e==,所以c=1,b2=a2-c2=3-1=2,所以橢圓C的方程為+=1.
方法與技巧 1.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的方法:①定義法;②待定系數(shù)法;③軌跡方程法.
(2)確定橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程需要一個(gè)“定位”條件,兩個(gè)“定量”條件,“定位”是指確定焦點(diǎn)在哪條坐標(biāo)軸上,“定量”是指確定a、b的值.運(yùn)用待定系數(shù)法時(shí),常結(jié)合橢圓性質(zhì),已知條件,列關(guān)于a,b,c的方程.
2.涉及橢圓焦點(diǎn)三角形有關(guān)的計(jì)算或證明,常利用正(余)弦定理、橢圓定義,向量運(yùn)算,并注意|PF1|+|PF2|與|PF1|
6、·|PF2|整體代換.
跟蹤練習(xí) (xx·大綱全國(guó)卷)已知F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0)是橢圓C的兩個(gè)焦點(diǎn),過F2且垂直于x軸的直線交C于A,B兩點(diǎn),且|AB|=3,則C的方程為( )
A.+y2=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
【解析】 由題意知橢圓焦點(diǎn)在x軸上,且c=1,可設(shè)C的方程為+=1(a>1),由過F2且垂直于x軸的直線被C截得的弦長(zhǎng)|AB|=3,知點(diǎn)必在橢圓上,代入橢圓方程化簡(jiǎn)得4a4-17a2+4=0,所以a2=4或a2=(舍去).故橢圓C的方程為+=1.
【答案】 C
考點(diǎn)二 橢圓的幾何性質(zhì)
例 (1)(xx·遼寧高考)已知橢圓C:+=1(
7、a>b>0)的左焦點(diǎn)為F,C與過原點(diǎn)的直線相交于A,B兩點(diǎn),連接AF,BF.若|AB|=10,|BF|=8,cos∠ABF=,則C的離心率為( )
A. B. C. D.
(2)已知橢圓:+=1(0<b<3),左右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,過F1的直線交橢圓于A、B兩點(diǎn),若||+||的最大值為8,則b的值是( )
A.2 B. C. D.
【思路點(diǎn)撥】 (1)利用余弦定理確定AF,進(jìn)而判定△ABF的形狀,利用橢圓定義及直角三角形性質(zhì)確定離心率.
(2)因△AF2B的周長(zhǎng)等于兩個(gè)長(zhǎng)軸長(zhǎng),欲使||+||的值最大,只需|AB|最小,利用橢圓的性質(zhì)可求得b的值.
【
8、嘗試解答】 (1)在△ABF中,|AF|2=|AB|2+|BF|2-2|AB|·|BF|·cos∠ABF=102+82-2×10×8×=36,則|AF|=6.由|AB|2=|AF|2+|BF|2可知,△ABF是直角三角形,OF為斜邊AB的中線,c=|OF|==5.設(shè)橢圓的另一焦點(diǎn)為F1,因?yàn)辄c(diǎn)O平分AB,有平分FF1,所以四邊形AFBF1為平行四邊形,所以|BF|=|AF1|=8.由橢圓的性質(zhì)可知|AF|+|AF1|=14=2a?a=7,則e==.
(2)∵F1、F2為橢圓+=1的兩個(gè)焦點(diǎn),
∴|AF1|+|AF2|=6,|BF1|+|BF2|=6,
△AF2B的周長(zhǎng)為|AB|+|A
9、F2|+|BF2|=|AF1|+|AF2|+|BF1|+|BF2|=12,
當(dāng)|AB|最小時(shí),||+||的值最大,
又當(dāng)AB⊥x軸時(shí),|AB|最小,此時(shí)|AB|=,
故12-=8,∴b=.
【答案】 (1)B (2)D
方法與技巧 1.求橢圓的離心率,其法有三:一是通過已知條件列方程組,解出a,c的值;二是由已知條件得出關(guān)于a,c的二元齊次方程,然后轉(zhuǎn)化為關(guān)于離心率e的一元二次方程求解;三是通過取特殊值或特殊位置,求出離心率.
2.e與a,b間的關(guān)系e2==1-2.
跟蹤練習(xí) (xx·福建高考)橢圓Γ:+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,焦距為2c.若直線y=(x+
10、c)與橢圓Γ的一個(gè)交點(diǎn)M滿足∠MF1F2=2∠MF2F1,則該橢圓的離心率等于________.
【解析】 已知F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),
直線y=(x+c)過點(diǎn)F1,且斜率為,
∴傾斜角∠MF1F2=60°.
∵∠MF2F1=∠MF1F2=30°,
∴∠F1MF2=90°,∴|MF1|=c,|MF2|=c.
由橢圓定義知|MF1|+|MF2|=c+c=2a,
∴離心率e===-1.
【答案】?。?
考點(diǎn)三 直線與橢圓的位置關(guān)系
例 [xx·江蘇卷] 如圖1-5所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別是橢圓+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn),頂點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0
11、,b),連接BF2并延長(zhǎng)交橢圓于點(diǎn)A,過點(diǎn)A作x軸的垂線交橢圓于另一點(diǎn)C,連接F1C.
(1)若點(diǎn)C的坐標(biāo)為,且BF2=,求橢圓的方程;
(2)若F1C⊥AB,求橢圓離心率e的值.
圖1-5
解: 設(shè)橢圓的焦距為2c, 則 F1(-c, 0), F2(c, 0).
(1)因?yàn)锽(0, b), 所以BF2==a.又BF2=, 故a=.
因?yàn)辄c(diǎn)C在橢圓上,所以+=1,解得b2=1.
故所求橢圓的方程為+y2=1.
(2)因?yàn)锽(0, b), F2(c, 0)在直線 AB 上,所以直線 AB 的方程為 +=1.
解方程組得
所以點(diǎn) A 的坐標(biāo)為.
又AC 垂直于x 軸, 由
12、橢圓的對(duì)稱性,可得點(diǎn) C 的坐標(biāo)為.
因?yàn)橹本€ F1C的斜率為=,直線AB的斜率為-,且F1C⊥AB,所以·=-1.又b2=a2-c2,整理得a2=5c2,故e2=,
因此e=.
方法與技巧 直線與橢圓相交問題解題策略,當(dāng)直線與橢圓相交時(shí):涉及弦長(zhǎng)問題,常用“根與系數(shù)的關(guān)系”設(shè)而不求計(jì)算弦長(zhǎng);涉及求過定點(diǎn)的弦中點(diǎn)的軌跡和求被定點(diǎn)平分的弦所在的直線方程問題,常用“點(diǎn)差法”設(shè)而不求,將動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)、弦所在直線的斜率、弦的中點(diǎn)坐標(biāo)聯(lián)系起來,相互轉(zhuǎn)化.其中,判別式大于零是檢驗(yàn)所求參數(shù)的值有意義的依據(jù).
跟蹤練習(xí) 已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,左焦點(diǎn)為F(-2,0).
(1)求橢圓C的方程;
(2)若直線y=x+m與曲線C交于不同的A、B兩點(diǎn),且線段AB的中點(diǎn)M在圓x2+y2=1上,求m的值.
【解】 (1)由題意得=,c=2
∴a=2,b2=a2-c2=4.
所以橢圓c的方程為:+=1.
(2)設(shè)點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),線段AB的中點(diǎn)為M(x0,y0),
由,消去y得3x2+4mx+2m2-8=0
∵Δ=96-8m2>0,∴-2<m<2
∴x0==-,y1=x0+m=
∵點(diǎn)M(x0,y0)在圓x2+y2=1上,
∴2+2=1,即m=±.
∵±∈(-2,2),
∴所求m的值為±.