3.1.1 椭圆的标准方程
第1课时 椭圆的定义及其标准方程 [教学方式:深化学习课——梯度进阶式教学]
[课时目标]
1.理解并掌握椭圆的定义.
2.掌握椭圆的标准方程的推导.
3.会求简单的椭圆的标准方程.
4.能用定义法、直接法、代入法求与椭圆有关的轨迹问题.
1.椭圆的定义
定义 平面内到两个定点F1,F2的 (大于F1F2)的点的轨迹叫作椭圆
焦点 两个 叫作椭圆的焦点
焦距 两个焦点间的 叫作椭圆的焦距
|微|点|助|解|
1.对定义中限制条件“两个定点”的理解
椭圆定义中的两个定点F1,F2是指不重合的两点,当F1与F2重合时,相应点的集合是圆.
2.对定义中限制条件“常数(大于F1F2)”的理解
条件 结论
常数大于F1F2 动点的轨迹是椭圆
常数等于F1F2 动点的轨迹是线段F1F2
常数小于F1F2 动点不存在,因此轨迹不存在
2.椭圆的标准方程
焦点的 位置 焦点在x轴上 焦点在y轴上
标准方程
图形
焦点坐标
焦距 2c
a,b,c的 关系
|微|点|助|解|
(1)椭圆标准方程中“标准”的含义:
椭圆放置在平面直角坐标系的“标准状况下”的方程,即:①焦点F1,F2在坐标轴上;②线段F1F2的中点是坐标原点.
(2)标准方程的结构特征:
标准方程右边是1,左边是与的和,并且分母不相等.
(3)判断焦点位置的方法:
标准方程中含x2项的分母较大 焦点在x轴上;标准方程中含y2项的分母较大 焦点在y轴上.因此要根据标准方程中分母的大小来判断,简记为“焦点位置看大小,焦点随着大的跑”.
基础落实训练
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)已知点F1(-1,0),F2(1,0),动点P满足PF1+PF2=4,则点P的轨迹是椭圆. ( )
(2)已知点F1(-1,0),F2(1,0),动点P满足PF1+PF2=2,则点P的轨迹是椭圆. ( )
(3)已知点F1(0,-1),F2(0,1),动点P满足PF1+PF2=1,则点P的轨迹是椭圆. ( )
(4)椭圆定义中到两定点的距离之和是常数,而不能是变量. ( )
2.已知椭圆C:+=1(a>b>0)上任意一点到两焦点的距离之和为4,焦距为2,则C的方程为 ( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
3.若方程+=1表示焦点在x轴上的椭圆,则m的取值范围为 ( )
A. B.
C.(-∞,-3) D.(2,+∞)
题型(一) 椭圆的定义
[例1] 平面内有一个动点M及两定点A,B.设p:MA+MB为定值,q:点M的轨迹是以A,B为焦点的椭圆.那么p是q的 ( )
A.充分且不必要条件
B.必要且不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
听课记录:
|思|维|建|模|
椭圆定义的应用类型
(1)判定点的轨迹是否为椭圆,关键看是否符合椭圆的定义;
(2)作为性质运用.椭圆上所有的点一定满足定义的条件(即到两焦点的距离之和为常数).
[针对训练]
1.[多选]设定点F1(0,-3),F2(0,3),动点P满足PF1+PF2=a+(a>0),则点P的轨迹可能是 ( )
A.圆 B.线段
C.椭圆 D.直线
2.已知P,Q为椭圆上两点且F1,F2为椭圆的两个焦点,当PF1=4时,PF2=8.求Q在运动过程中,QF1·QF2的最大值.
题型(二) 椭圆的标准方程
方法1 定义法求椭圆的标准方程
[例2] 求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)一个焦点坐标为(-5,0),且椭圆上的点到两焦点的距离之和是26;
(2)一个焦点坐标为(0,2),且椭圆经过点(-, ).
听课记录:
|思|维|建|模|
定义法就是根据椭圆定义,确定a2,b2的值,结合焦点位置写出椭圆方程.
方法2 待定系数法求椭圆的标准方程
[例3] (1)求焦点在坐标轴上,且经过两点(2,-)和的椭圆的标准方程;
(2)求与椭圆+=1有相同焦点,且过点(3,)的椭圆的标准方程.
听课记录:
|思|维|建|模|
1.待定系数法求椭圆的标准方程
(1)定位置:根据条件确定椭圆的焦点在哪条坐标轴上.
(2)设方程:设椭圆方程为+=1或+=1(a>b>0).无法确定焦点位置时,可设为Ax2+By2=1(A>0,B>0,且A≠B).
(3)寻关系:根据条件列出关于a,b,c(或A,B)的方程组.
(4)得方程:解方程组,将所求得的相应值代入所设方程即可.
2.与一个椭圆共焦点的椭圆方程的设法
与椭圆+=1(a>b>0)有公共焦点的椭圆方程为+=1(a>b>0,λ>-b2);与椭圆+=1(a>b>0)有公共焦点的椭圆方程为+=1(a>b>0,λ>-b2).
[针对训练]
3.求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)焦点坐标分别为(-3,0),(3,0),经过点(0,4);
(2)焦点在y轴上的椭圆上任意一点到两个焦点的距离的和为8,c=;
(3)两个焦点坐标分别是(0,-2)和(0,2),并且经过点;
(4)椭圆中c=b,且a+b=6;
(5)以椭圆9x2+5y2=45的焦点为焦点,且经过点M(2,).
题型(三) 与椭圆有关的轨迹问题
[例4] 已知平面内B,C是两个定点,BC=8,△ABC的周长为18,以BC中点为坐标原点,以BC所在直线为x轴,求出△ABC顶点A的轨迹方程.
听课记录:
[变式拓展]
本例条件“△ABC的周长为18”变为“直线AB,AC的斜率分别为kAB,kAC,且kAB·kAC=-”.其他条件不变,△ABC顶点A的轨迹方程如何求解.
|思|维|建|模|
与椭圆有关的轨迹方程的求法常用方法有:直接法、定义法和代入法.
1.定义法
如果能确定动点运动的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可以利用这种已知曲线的定义直接写出其方程,这种求轨迹方程的方法称为定义法.
2.代入法(相关点法)
若所求轨迹上的动点P(x,y)与另一个已知曲线C:F(x,y)=0上的动点Q(x1,y1)存在着某种联系,可以把点Q的坐标用点P的坐标表示出来,然后代入已知曲线C的方程F(x,y)=0,化简即得所求轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫作代入法(也称相关点法).
[针对训练]
4.(2024·新课标Ⅱ卷)已知曲线C:x2+y2=16(y>0),从C上任意一点P向x轴作垂线段PP',P'为垂足,则线段PP'的中点M的轨迹方程为 ( )
A.+=1(y>0) B.+=1(y>0)
C.+=1(y>0) D.+=1(y>0)
5.如图,在圆C:(x+1)2+y2=25内有一点A(1,0).Q为圆C上任意一点,线段AQ的垂直平分线与C,Q的连线交于点M,当点Q在圆C上运动时,求点M的轨迹方程.
第1课时 椭圆的定义及其标准方程
?课前预知教材
1.距离之和等于常数 定点F1,F2 距离
2.+=1(a>b>0) +=1(a>b>0) F1(-c,0),F2(c,0) F1(0,-c),F2(0,c) a2=b2+c2
[基础落实训练]
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√
2.选D 由题设,知可得则b2=a2-c2=3,∴C的方程为+=1.
3.选A 由题意可得0<3+m<2-m,解得-3?课堂题点研究
[题型(一)]
[例1] 选B 当MA+MB为定值时,若定值大于AB时,点M轨迹是椭圆,若定值等于AB,点M轨迹是线段,若定值小于AB,则轨迹不存在;当点M的轨迹是以A,B为焦点的椭圆时,MA+MB必为定值.所以p / q,但q p,故p为q的必要且不充分条件.
[针对训练]
1.选BC 易知a+≥6,故选BC.
2.解:由题意QF1+QF2=PF1+PF2=4+8=12,由基本不等式QF1·QF2≤2=2=36,当且仅当QF1=QF2=6时,等号成立,故QF1·QF2的最大值为36.
[题型(二)]
[例2] 解:(1)由题意2a=26,a=13,又c=5,所以b= ==12,
椭圆标准方程为+=1.
(2)由题意椭圆另一焦点为(0,-2).
2a=+=+=-++=4,a=2,c=2,所以b==2,焦点在y轴上,椭圆标准方程为+=1.
[例3] 解:(1)设椭圆的一般方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B),分别将两点的坐标(2,-),代入椭圆的一般方程,得解得所以所求椭圆的标准方程为+=1.
(2)由题意可设所求椭圆的标准方程为+=1(λ>-9).又椭圆过点(3,),将x=3,y=代入方程得+=1,解得λ=11或λ=-21(舍去).故所求椭圆的标准方程为+=1.
[针对训练]
3.解:(1)设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),依题可得c=3,将(0,4)代入到方程+=1中得b=4,故a===5,所以椭圆的标准方程为+=1.
(2)设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),依题可得2a=8,即a=4,所以b===,所以椭圆的标准方程为+=1.
(3)易知c=2,焦点在y轴上,可设椭圆的标准方程为+=1,将代入标准方程解得b2=6,则椭圆的标准方程为+=1.
(4)因为c=b,a2-b2=c2,解得a=2b,
又因为a+b=6,所以b=2,a=4,椭圆的标准方程为+=1或+=1.
(5)由题意,椭圆9x2+5y2=45化为标准方程+=1,知焦点F1(0,2),F2(0,-2),
设所求椭圆方程为+=1(λ>0),
将x=2,y=代入,得+=1,解得λ=8或λ=-2(舍去).
∴所求椭圆的标准方程为+=1.
[题型(三)]
[例4] 解:根据椭圆定义,平面上到两个定点的距离之和为定值,且定值大于定长的点的集合轨迹为椭圆,BC=8,2c=8,c=4以及2a=18-8=10,a=5,则有a2=25,c2=16,那么b2=a2-c2=9,且A,B,C三点构成三角形,那么点A的轨迹方程为+=1(y≠0).
[变式拓展]
解:设点A(x,y),B坐标为(-4,0),C坐标为(4,0),则有kAB=,kAC=,且kAB·kAC=-,那么·=-,化简可得=-,-16y2=9x2-9×16,9x2+16y2=9×16,且A,B,C三点构成三角形,那么点A的轨迹方程为+=1(y≠0).
[针对训练]
4.选A 设点M(x,y),则P′(x,0),因为M为PP′的中点,所以P(x,2y),又P在曲线x2+y2=16(y>0)上,所以x2+4y2=16(y>0),即+=1(y>0),即点M的轨迹方程为+=1(y>0).
5.解:如图所示,连接MA.由题意知点M在线段CQ上,
从而有CQ=MQ+CM.
又点M在线段AQ的垂直平分线上,则MA=MQ,
故MA+MC=CQ=5>AC=2.
又A(1,0),C(-1,0),故点M的轨迹是以(1,0),(-1,0)为焦点的椭圆,且2a=5,c=1,
故a=,b2=a2-c2=-1=.
故点M的轨迹方程为+=1.
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3.1.1
椭圆的标准方程
椭圆的定义及其标准方程
[教学方式:深化学习课——梯度进阶式教学]
第1课时
课时目标
1.理解并掌握椭圆的定义.
2.掌握椭圆的标准方程的推导.
3.会求简单的椭圆的标准方程.
4.能用定义法、直接法、代入法求与椭圆有关的轨迹问题.
CONTENTS
目录
1
2
3
课前预知教材·自主落实基础
课堂题点研究·迁移应用融通
课时检测
课前预知教材·自主落实基础
01
1.椭圆的定义
定义 平面内到两个定点F1,F2的______________________ (大于F1F2)的点的轨迹叫作椭圆
焦点 两个_____________叫作椭圆的焦点
焦距 两个焦点间的_________叫作椭圆的焦距
距离之和等于常数
定点F1,F2
距离
|微|点|助|解|
1.对定义中限制条件“两个定点”的理解
椭圆定义中的两个定点F1,F2是指不重合的两点,当F1与F2重合时,相应点的集合是圆.
2.对定义中限制条件“常数(大于F1F2)”的理解
条件 结论
常数大于F1F2 动点的轨迹是椭圆
常数等于F1F2 动点的轨迹是线段F1F2
常数小于F1F2 动点不存在,因此轨迹不存在
2.椭圆的标准方程
焦点的位置 焦点在x轴上 焦点在y轴上
标准方程 _______________ _______________
图形
焦点坐标 __________________ ___________________
焦距 2c
a,b,c的关系 ___________
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a2=b2+c2
|微|点|助|解|
(1)椭圆标准方程中“标准”的含义:
椭圆放置在平面直角坐标系的“标准状况下”的方程,即:①焦点F1,F2在坐标轴上;②线段F1F2的中点是坐标原点.
(2)标准方程的结构特征:
标准方程右边是1,左边是与的和,并且分母不相等.
(3)判断焦点位置的方法:
标准方程中含x2项的分母较大 焦点在x轴上;标准方程中含y2项的分母较大 焦点在y轴上.因此要根据标准方程中分母的大小来判断,简记为“焦点位置看大小,焦点随着大的跑”.
基础落实训练
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)已知点F1(-1,0),F2(1,0),动点P满足PF1+PF2=4,则点P的轨迹是椭圆.( )
(2)已知点F1(-1,0),F2(1,0),动点P满足PF1+PF2=2,则点P的轨迹是椭圆.( )
(3)已知点F1(0,-1),F2(0,1),动点P满足PF1+PF2=1,则点P的轨迹是椭圆.( )
(4)椭圆定义中到两定点的距离之和是常数,而不能是变量.( )
√
√
×
×
2.已知椭圆C:+=1(a>b>0)上任意一点到两焦点的距离之和为4,焦距为2,则C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:由题设,知可得则b2=a2-c2=3,∴C的方程为+=1.
√
3.若方程+=1表示焦点在x轴上的椭圆,则m的取值范围为( )
A. B.
C.(-∞,-3) D.(2,+∞)
解析:由题意可得0<3+m<2-m,解得-3√
课堂题点研究·迁移应用融通
02
题型(一) 椭圆的定义
[例1] 平面内有一个动点M及两定点A,B.设p:MA+MB为定值,q:点M的轨迹是以A,B为焦点的椭圆.那么p是q的 ( )
A.充分且不必要条件 B.必要且不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
解析:当MA+MB为定值时,若定值大于AB时,点M轨迹是椭圆,若定值等于AB,点M轨迹是线段,若定值小于AB,则轨迹不存在;当点M的轨迹是以A,B为焦点的椭圆时,MA+MB必为定值.所以
p q,但q p,故p为q的必要且不充分条件.
√
|思|维|建|模|
椭圆定义的应用类型
(1)判定点的轨迹是否为椭圆,关键看是否符合椭圆的定义;
(2)作为性质运用.椭圆上所有的点一定满足定义的条件(即到两焦点的距离之和为常数).
针对训练
1.[多选]设定点F1(0,-3),F2(0,3),动点P满足PF1+PF2=a+(a>0),则点P的轨迹可能是( )
A.圆 B.线段
C.椭圆 D.直线
解析:易知a+≥6,故选BC.
√
√
2.已知P,Q为椭圆上两点且F1,F2为椭圆的两个焦点,当PF1=4时,PF2=8.求Q在运动过程中,QF1·QF2的最大值.
解:由题意QF1+QF2=PF1+PF2=4+8=12,由基本不等式QF1·QF2≤==36,当且仅当QF1=QF2=6时,等号成立,故QF1·QF2的最大值为36.
题型(二) 椭圆的标准方程
方法1 定义法求椭圆的标准方程
[例2] 求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)一个焦点坐标为(-5,0),且椭圆上的点到两焦点的距离之和是26;
解:由题意2a=26,a=13,又c=5,所以b= ==12,
椭圆标准方程为+=1.
(2)一个焦点坐标为(0,2),且椭圆经过点(-, ).
解:由题意椭圆另一焦点为(0,-2).
2a=+=+=-++=4,a=2,c=2,所以b==2,焦点在y轴上,椭圆标准方程为+=1.
|思|维|建|模|
定义法就是根据椭圆定义,确定a2,b2的值,结合焦点位置写出椭圆方程.
方法2 待定系数法求椭圆的标准方程
[例3] (1)求焦点在坐标轴上,且经过两点(2,-)和的椭圆的标准方程;
解:设椭圆的一般方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B),分别将两点的坐标(2,-),代入椭圆的一般方程,得解得所以所求椭圆的标准方程为+=1.
(2)求与椭圆+=1有相同焦点,且过点(3,)的椭圆的标准方程.
解:由题意可设所求椭圆的标准方程为+=1(λ>-9).又椭圆过点(3,),将x=3,y=代入方程得+=1,解得λ=11或λ=
-21(舍去).故所求椭圆的标准方程为+=1.
|思|维|建|模|
1.待定系数法求椭圆的标准方程
(1)定位置:根据条件确定椭圆的焦点在哪条坐标轴上.
(2)设方程:设椭圆方程为+=1或+=1(a>b>0).无法确定焦点位置时,可设为Ax2+By2=1(A>0,B>0,且A≠B).
(3)寻关系:根据条件列出关于a,b,c(或A,B)的方程组.
(4)得方程:解方程组,将所求得的相应值代入所设方程即可.
2.与一个椭圆共焦点的椭圆方程的设法
与椭圆+=1(a>b>0)有公共焦点的椭圆方程为+=1(a>b>0,λ>-b2);与椭圆+=1(a>b>0)有公共焦点的椭圆方程为+=1(a>b>0,λ>-b2).
针对训练
3.求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)焦点坐标分别为(-3,0),(3,0),经过点(0,4);
解:设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),依题可得c=3,
将(0,4)代入到方程+=1中得b=4,故a===5,
所以椭圆的标准方程为+=1.
(2)焦点在y轴上的椭圆上任意一点到两个焦点的距离的和为8,c=;
解:设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),依题可得2a=8,即a=4,所以b===,所以椭圆的标准方程为+=1.
(3)两个焦点坐标分别是(0,-2)和(0,2),并且经过点;
解:易知c=2,焦点在y轴上,可设椭圆的标准方程为+=1,
将代入标准方程解得b2=6,则椭圆的标准方程为+=1.
(4)椭圆中c=b,且a+b=6;
解:因为c=b,a2-b2=c2,解得a=2b,又因为a+b=6,所以b=2,
a=4,椭圆的标准方程为+=1或+=1.
(5)以椭圆9x2+5y2=45的焦点为焦点,且经过点M(2,).
解:由题意,椭圆9x2+5y2=45化为标准方程+=1,知焦点F1(0,2),F2(0,-2),
设所求椭圆方程为+=1(λ>0),
将x=2,y=代入,得+=1,解得λ=8或λ=-2(舍去).
∴所求椭圆的标准方程为+=1.
[例4] 已知平面内B,C是两个定点,BC=8,△ABC的周长为18,以BC中点为坐标原点,以BC所在直线为x轴,求出△ABC顶点A的轨迹方程.
题型(三) 与椭圆有关的轨迹问题
解:根据椭圆定义,平面上到两个定点的距离之和为定值,且定值大于定长的点的集合轨迹为椭圆,BC=8,2c=8,c=4以及2a=18-8=10,a=5,则有a2=25,c2=16,那么b2=a2-c2=9,且A,B,C三点构成三角形,那么点A的轨迹方程为+=1(y≠0).
本例条件“△ABC的周长为18”变为“直线AB,AC的斜率分别为kAB,kAC,且kAB·kAC=-”.其他条件不变,△ABC顶点A的轨迹方程如何求解.
变式拓展
解:设点A(x,y),B坐标为(-4,0),C坐标为(4,0),则有kAB=,kAC=,且kAB·kAC=-,那么·=- ,化简可得=- ,
-16y2=9x2-9×16,9x2+16y2=9×16,且A,B,C三点构成三角形,那么点A的轨迹方程为+=1(y≠0).
|思|维|建|模|
与椭圆有关的轨迹方程的求法常用方法有:直接法、定义法和代入法.
1.定义法
如果能确定动点运动的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可以利用这种已知曲线的定义直接写出其方程,这种求轨迹方程的方法称为定义法.
2.代入法(相关点法)
若所求轨迹上的动点P(x,y)与另一个已知曲线C:F(x,y)=0上的动点Q(x1,y1)存在着某种联系,可以把点Q的坐标用点P的坐标表示出来,然后代入已知曲线C的方程F(x,y)=0,化简即得所求轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫作代入法(也称相关点法).
4.(2024·新课标Ⅱ卷)已知曲线C:x2+y2=16(y>0),从C上任意一点P向x轴作垂线段PP',P'为垂足,则线段PP'的中点M的轨迹方程为 ( )
A.+=1(y>0) B.+=1(y>0)
C.+=1(y>0) D.+=1(y>0)
针对训练
√
解析:法一 设点M(x,y),则P'(x,0),因为M为PP'的中点,所以P(x,2y),又P在曲线x2+y2=16(y>0)上,所以x2+4y2=16(y>0),即+=1(y>0),即点M的轨迹方程为+=1(y>0).
法二 因为P在曲线C上,不妨取P(0,4),则P'(0,0),所以中点M(0,
2).因为点M满足轨迹方程,代入选项,只有A符合.
5.如图,在圆C:(x+1)2+y2=25内有一点A(1,0).Q为圆C上任意一点,线段AQ的垂直平分线与C,Q的连线交于点M,当点Q在圆C上运动时,求点M的轨迹方程.
解:如图所示,连接MA.由题意知点M在线段CQ上,
从而有CQ=MQ+CM.又点M在线段AQ的垂直平分线上,则MA=MQ,
故MA+MC=CQ=5>AC=2.
又A(1,0),C(-1,0),故点M的轨迹是以(1,0),(-1,0)为焦点的椭圆,且2a=5,c=1,
故a=,b2=a2-c2=-1=.
故点M的轨迹方程为+=1.
课时检测
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1.已知点A(-3,0),B(0,2)在椭圆+=1上,则椭圆的标准方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+y2=1 D.+=1
√
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解析:由题意得解得m2=9,n2=4.所以椭圆的标准方程为+=1.
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2.若椭圆+=1(m>0)的一个焦点坐标为(1,0),则m的值为( )
A.5 B.3
C. D.
√
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16
解析:根据题意知,椭圆的焦点在x轴上,且c=1,则有4-m2=1,
解得m=±.又m>0,则m=.
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3.已知方程mx2+(2m-1)y2=1表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是 ( )
A. B.
C.(1,+∞) D.(0,1)
√
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解析:将椭圆方程变形为+=1,因为焦点在y轴上,所以>>0,解得1
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4.椭圆+=1的右焦点到直线x-y=0的距离为( )
A. B.
C.1 D.
√
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解析:在椭圆+=1中,a2=4,b2=3,则c==1,所以椭圆的右焦点为F(1,0).所以椭圆的右焦点F(1,0)到直线x-y=0的距离为d==.
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5.关于椭圆C:+=1,有下列四个命题:甲:m=4;乙:n=9;丙:C的焦距为6;丁:C的焦点在x轴上.如果只有一个假命题,则该命题是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
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解析:当甲、乙为真命题时,椭圆方程为+=1,椭圆的焦距为2c=2=2,且焦点在y轴上,此时丙和丁都是假命题,
不符合题意,因此甲和乙有一个是假命题.当乙、丙和丁是真命题时,b==3,2c=6,∴a2=b2+c2=9+9=18,此时椭圆方程为+=1,
符合题意,故甲是假命题.
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6.椭圆+=1的一个焦点为F1,点P在椭圆上,如果线段PF1的中点M在y轴上,那么点M的纵坐标为( )
A.± B.±
C.± D.±
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解析:∵线段PF1的中点M在y轴上且O是线段F1F2的中点(F2为椭圆的另一个焦点),∴PF2⊥x轴,∴点P的横坐标是±3,∵点P在椭圆上,∴+=1,即y2=,则点P的纵坐标为±,故点M的纵坐标为±.
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7.中国是世界上最古老的文明中心之一,中国古代对世界上最重要的贡献之一就是发明了瓷器,中国陶瓷是世界上独一无二的.它的发展过程蕴藏着十分丰富的科学和艺术,陶瓷形状各式各样,从不同角度诠释了数学中几何的形式之美.现有一椭圆形明代瓷盘,经测量得到图中数据,则该椭圆瓷盘的焦距为 ( )
A.8 B.2
C.4 D.4
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解析:由题图可设瓷盘所在椭圆的方程为+=1(a>b>0),易知2a=8,2b=4,所以a=4,b=2,所以c==2,因此焦距2c=4.故选C.
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8.已知点F是椭圆C:+=1的左焦点,点P为C上一点,A,则PA+PF的最小值为( )
A. B.
C.4 D.
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解析:设椭圆C:+=1的右焦点为F'(2,0).由A,得AF'=.根据椭圆的定义可得PF+PF'=2a=6,所以PA+PF=PA+6-PF'≥6-AF'=6-=.
√
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9.(5分)椭圆+=1的焦距是_______,焦点坐标是_______________.
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解析:由椭圆方程知,椭圆焦点在x轴上,且a2=100,b2=36,所以c2=a2-b2=64,解得c=8,所以焦距2c=16,两焦点的坐标分别是(-8,0),(8,0).
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(-8,0),(8,0)
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10.(5分)已知椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线交椭圆于A,B两点,若AF2+BF2=14,则AB=___________.
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解析:因为a=6,AF1+AF2=2a,BF1+BF2=2a,两式相加得AF2+BF2+AB=4a=24.又AF2+BF2=14,所以AB=10.
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11.(5分)已知△ABC的两个顶点坐标分别是B(0,6)和C(0,-6),边AB,AC所在直线的斜率的乘积是-,则顶点A的轨迹方程是_____________.
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解析:设顶点A的坐标为(x,y),因为A,B,C是△ABC的三个顶点,所以A,B,C三点不共线,因此x≠0,由题意得·=-,化简整理,得+=1(x≠0),所以顶点A的轨迹方程为+=1(x≠0).
+=1(x≠0)
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12.(5分)已知椭圆+y2=1,点P是椭圆上的动点,定点A的坐标为(2,0),则PA的最小值为 .
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解析:令P(x,y)且-3≤x≤3,则PA=,而y2=1-,故PA==,所以当x=时,PAmin=.
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13.(5分)椭圆+y2=1上有动点P,点F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,则△PF1F2的重心M的轨迹方程为________________.
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解析:设点P,M的坐标分别为(x1,y1),(x,y),
∵在已知椭圆的方程中,a=3,b=1,
∴c==2,则已知椭圆的两焦点为F1(-2,0),F2(2,0).
∵△PF1F2存在,∴y1≠0.由三角形重心坐标公式有即
x2+=1(y≠0)
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∵y1≠0,∴y≠0.
∵点P在椭圆上,∴+=1,
∴+(3y)2=1(y≠0),
故△PF1F2的重心M的轨迹方程为x2+=1(y≠0).
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14.(10分)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)b=1,c=,焦点在y轴上;(2分)
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解:因为b=1,c=,所以a2=b2+c2=16,
因为椭圆焦点在y轴上,所以其标准方程为+x2=1.
(2)a=10,c=6;(2分)
解:因为a=10,c=6,所以b2=a2-c2=100-36=64,因为椭圆焦点位置不确定,所以其标准方程为+=1或+=1.
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(3)经过点P(-2,0),Q(0,2)两点;(2分)
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解:由题意得P,Q分别是椭圆长轴和短轴上的端点,且椭圆的焦点在x轴上,所以a=2,b=2,所以椭圆的标准方程为+=1.
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解:设椭圆+=1的两个焦点为F1,F2,且焦点在x轴上,
因为c==1,所以F1(-1,0),F2(1,0),
故设椭圆方程为+=1(a>b>0),
由题意得解得或 (舍去).
所以椭圆的标准方程为+=1.
(4)与椭圆+=1有相同的焦点且经过点(2,-).(4分)
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15.(10分)已知椭圆+=1上一点M(x0,y0),且x0<0,y0=2.
(1)求x0的值;(3分)
解:由题意知点M(x0,2)在椭圆+=1上,则+=1,解得=9,又x0<0,∴x0=-3.
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(2)求过点M且与椭圆+=1共焦点的椭圆的方程.(7分)
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解:易知椭圆+=1的焦点在x轴上,且c2=9-4=5,故可设所求椭圆的方程为+=1(a2>5).由(1)可知点M的坐标为(-3,2),将其代入所设方程,得+=1(a2>5),解得a2=15.故所求椭圆的方程为+=1.
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16.(15分)已知椭圆M与椭圆N:+=1有相同的焦点,且椭圆M过点.
(1)求椭圆M的标准方程;(5分)
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解:由题意,知椭圆N的焦点为(-2,0),(2,0),
设椭圆M的方程为+=1(a>b>0),
则化简并整理得5b4+11b2-16=0,故b2=1或b2=-(舍去),a2=5,故椭圆M的标准方程为+y2=1.
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(2)设椭圆M的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆M上,且△PF1F2的面积为1,求点P的坐标.(10分)
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解:由(1)知F1(-2,0),F2(2,0),设P(x0,y0),则△PF1F2的面积为×4×|y0|=1,解得y0=±.又+=1,所以=,x0=±,
所以点P有4个,它们的坐标分别为.课时检测(十六) 椭圆的定义及其标准方程
(标的题目为推荐讲评题,配有精品课件.选择、填空题请在后面的答题区内作答)
1.已知点A(-3,0),B(0,2)在椭圆+=1上,则椭圆的标准方程为 ( )
A.+=1 B.+=1
C.+y2=1 D.+=1
2.若椭圆+=1(m>0)的一个焦点坐标为(1,0),则m的值为 ( )
A.5 B.3
C. D.
3.已知方程mx2+(2m-1)y2=1表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是 ( )
A. B.
C.(1,+∞) D.(0,1)
4.椭圆+=1的右焦点到直线x-y=0的距离为 ( )
A. B.
C.1 D.
5.关于椭圆C:+=1,有下列四个命题:甲:m=4;乙:n=9;丙:C的焦距为6;丁:C的焦点在x轴上.如果只有一个假命题,则该命题是 ( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
6.椭圆+=1的一个焦点为F1,点P在椭圆上,如果线段PF1的中点M在y轴上,那么点M的纵坐标为 ( )
A.± B.±
C.± D.±
7.中国是世界上最古老的文明中心之一,中国古代对世界上最重要的贡献之一就是发明了瓷器,中国陶瓷是世界上独一无二的.它的发展过程蕴藏着十分丰富的科学和艺术,陶瓷形状各式各样,从不同角度诠释了数学中几何的形式之美.现有一椭圆形明代瓷盘,经测量得到图中数据,则该椭圆瓷盘的焦距为 ( )
A.8 B.2
C.4 D.4
8.已知点F是椭圆C:+=1的左焦点,点P为C上一点,A,则PA+PF的最小值为 ( )
A. B.
C.4 D.
9.(5分)椭圆+=1的焦距是 ,焦点坐标是 .
10.(5分)已知椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线交椭圆于A,B两点,若AF2+BF2=14,则AB= .
11.(5分)已知△ABC的两个顶点坐标分别是B(0,6)和C(0,-6),边AB,AC所在直线的斜率的乘积是-,则顶点A的轨迹方程是 .
12.(5分)已知椭圆+y2=1,点P是椭圆上的动点,定点A的坐标为(2,0),则PA的最小值为 .
13.(5分)椭圆+y2=1上有动点P,点F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,则△PF1F2的重心M的轨迹方程为 .
14.(10分)求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)b=1,c=,焦点在y轴上;(2分)
(2)a=10,c=6;(2分)
(3)经过点P(-2,0),Q(0,2)两点;(2分)
(4)与椭圆+=1有相同的焦点且经过点(2,-).(4分)
15.(10分)已知椭圆+=1上一点M(x0,y0),且x0<0,y0=2.
(1)求x0的值;(3分)
(2)求过点M且与椭圆+=1共焦点的椭圆的方程.(7分)
16.(15分)已知椭圆M与椭圆N:+=1有相同的焦点,且椭圆M过点.
(1)求椭圆M的标准方程;(5分)
(2)设椭圆M的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆M上,且△PF1F2的面积为1,求点P的坐标.(10分)
课时检测(十六)
1.选B 由题意得解得m2=9,n2=4.所以椭圆的标准方程为+=1.
2.选D 根据题意知,椭圆的焦点在x轴上,且c=1,则有4-m2=1,解得m=±.又m>0,则m=.
3.选B 将椭圆方程变形为+=1,因为焦点在y轴上,所以>>0,解得4.选B 在椭圆+=1中,a2=4,b2=3,则c==1,所以椭圆的右焦点为F(1,0).所以椭圆的右焦点F(1,0)到直线x-y=0的距离为d==.
5.选A 当甲、乙为真命题时,椭圆方程为+=1,椭圆的焦距为2c=2=2,且焦点在y轴上,此时丙和丁都是假命题,不符合题意,因此甲和乙有一个是假命题.当乙、丙和丁是真命题时,b==3,2c=6,∴a2=b2+c2=9+9=18,此时椭圆方程为+=1,符合题意,故甲是假命题.
6.选D ∵线段PF1的中点M在y轴上且O是线段F1F2的中点(F2为椭圆的另一个焦点),∴PF2⊥x轴,∴点P的横坐标是±3,∵点P在椭圆上,∴+=1,即y2=,则点P的纵坐标为±,故点M的纵坐标为±.
7.选C 由题图可设瓷盘所在椭圆的方程为+=1(a>b>0),易知2a=8,2b=4,所以a=4,b=2,所以c==2,因此焦距2c=4.故选C.
8.选D 设椭圆C:+=1的右焦点为F′(2,0).由A,得AF′=.根据椭圆的定义可得PF+PF′=2a=6,所以PA+PF=PA+6-PF′≥6-AF′=6-=.
9.解析:由椭圆方程知,椭圆焦点在x轴上,且a2=100,b2=36,所以c2=a2-b2=64,解得c=8,所以焦距2c=16,两焦点的坐标分别是(-8,0),(8,0).
答案:16 (-8,0),(8,0)
10.解析:因为a=6,AF1+AF2=2a,BF1+BF2=2a,两式相加得AF2+BF2+AB=4a=24.又AF2+BF2=14,所以AB=10.
答案:10
11.解析:设顶点A的坐标为(x,y),因为A,B,C是△ABC的三个顶点,所以A,B,C三点不共线,因此x≠0,由题意得·=-,化简整理,得+=1(x≠0),所以顶点A的轨迹方程为+=1(x≠0).
答案:+=1(x≠0)
12.解析:令P(x,y)且-3≤x≤3,则PA=,而y2=1-,故PA==,所以当x=时,PAmin=.
答案:
13.解析:设点P,M的坐标分别为(x1,y1),(x,y),
∵在已知椭圆的方程中,a=3,b=1,
∴c==2,则已知椭圆的两焦点为F1(-2,0),F2(2,0).
∵△PF1F2存在,∴y1≠0.由三角形重心坐标公式有
即∵y1≠0,∴y≠0.
∵点P在椭圆上,∴+y=1,
∴+(3y)2=1(y≠0),故△PF1F2的重心M的轨迹方程为x2+=1(y≠0).
答案:x2+=1(y≠0)
14.解:(1)因为b=1,c=,所以a2=b2+c2=16,因为椭圆焦点在y轴上,所以其标准方程为+x2=1.
(2)因为a=10,c=6,所以b2=a2-c2=100-36=64,因为椭圆焦点位置不确定,所以其标准方程为+=1或+=1.
(3)由题意得P,Q分别是椭圆长轴和短轴上的端点,且椭圆的焦点在x轴上,所以a=2,b=2,所以椭圆的标准方程为+=1.
(4)设椭圆+=1的两个焦点为F1,F2,且焦点在x轴上,因为c==1,所以F1(-1,0),F2(1,0),
故设椭圆方程为+=1(a>b>0),
由题意得解得
或 (舍去).所以椭圆的标准方程为+=1.
15.解:(1)由题意知点M(x0,2)在椭圆+=1上,则+=1,解得x=9,
又x0<0,∴x0=-3.
(2)易知椭圆+=1的焦点在x轴上,且c2=9-4=5,故可设所求椭圆的方程为+=1(a2>5).由(1)可知点M的坐标为(-3,2),将其代入所设方程,得+=1(a2>5),解得a2=15.故所求椭圆的方程为+=1.
16.解:(1)由题意,知椭圆N的焦点为(-2,0),(2,0),
设椭圆M的方程为+=1(a>b>0),
则化简并整理得5b4+11b2-16=0,故b2=1或b2=-(舍去),a2=5,故椭圆M的标准方程为+y2=1.
(2)由(1)知F1(-2,0),F2(2,0),设P(x0,y0),则△PF1F2的面积为×4×|y0|=1,解得y0=±.又+y=1,所以x=,x0=±,所以点P有4个,它们的坐标分别为,,,.
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