第1课时 椭圆及其标准方程(一)
1.若椭圆+=1上一点P到焦点F1的距离为6,则点P到另一个焦点F2的距离是( )
A.2 B.4 C.6 D.8
2.已知椭圆+=1(a>b>0)的右焦点为F(3,0),点(0,-3)在椭圆上,则椭圆的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
3.已知椭圆4x2+ky2=4的一个焦点坐标是(0,1),则实数k=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(2024·金华月考)设F1,F2是椭圆+=1的两个焦点,P是椭圆上的点,且点P到两个焦点的距离之差为2,则△PF1F2是( )
A.钝角三角形 B.锐角三角形
C.等边三角形 D.直角三角形
5.(多选)(2024·周口月考)已知F1,F2是椭圆C的两个焦点,点M在椭圆C上,且△F1MF2是等边三角形,则椭圆C的方程可能为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
6.(多选)对于曲线C:+=1,下面四个说法中正确的是( )
A.曲线C不可能是椭圆
B.“1<k<4”是“曲线C是椭圆”的充分不必要条件
C.“曲线C是焦点在y轴上的椭圆”是“3<k<4”的必要不充分条件
D.“曲线C是焦点在x轴上的椭圆”是“1<k<2.5”的充要条件
7.椭圆8x2+3y2=24的焦点坐标为 .
8.已知椭圆的焦点为(0,4),(0,-4),椭圆上一点到两焦点的距离之和为10,则椭圆的标准方程为 .
9.已知椭圆的标准方程为+=1(m>0),并且焦距为6,则实数m的值为 .
10.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点在x轴上,中心为坐标原点,经过点(1,),(0,-);
(2)以点F1(-1,0),F2(1,0)为焦点,经过点P(2,).
11.已知椭圆过点P(,-4)和点Q(-,3),则此椭圆的标准方程是( )
A.x2+=1 B.x2+=1或+y2=1
C.+y2=1 D.以上都不对
12.(2024·开封月考)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.±
13.已知F1,F2是椭圆C:+=1的两个焦点,点M在C上,则|MF1|·|MF2|的最大值为 .
14.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)过点A(3,2)且与椭圆3x2+8y2=24有相同的焦点;
(2)已知椭圆C:+=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(-1,),P4(1,)中恰有三点在椭圆C上.
15.(2024·泰安质检)在平面直角坐标系Oxy中,已知△ABC的顶点A(-3,0)和C(3,0),顶点B在椭圆+=1上,则= .
16.如图,点A是椭圆C:+=1(a>b>0)与y轴负半轴的交点,过A作斜率为1的直线l交椭圆于点B,若点P的坐标为(0,1),且满足BP∥x轴,·=9,求椭圆C的方程.
第1课时 椭圆及其标准方程(一)
1.B 由椭圆的定义知|PF1|+|PF2|=2a=2×5=10,则|PF2|=10-6=4.
2.D 由题意可得解得故椭圆的方程为+=1.故选D.
3.B 椭圆方程可化为x2+=1,由题意知解得k=2.
4.D 由椭圆的定义,知|PF1|+|PF2|=2a=8.由题可得||PF1|-|PF2||=2,则|PF1|=5,|PF2|=3或|PF1|=3,|PF2|=5.又|F1F2|=2c=4,所以△PF1F2为直角三角形.
5.ACD 因为△F1MF2是等边三角形,所以|MF1|=|MF2|,所以点M是短轴端点,∠MF1F2=60°,所以=sin 60°,则=,椭圆C的焦点可以在x轴或y轴上,+=1,+=1,+=1满足条件.故选A、C、D.
6.CD 当1<k<4且k≠2.5时,曲线C是椭圆,所以A错误;当k=2.5时,4-k=k-1,此时曲线C是圆,所以B错误;若曲线C是焦点在y轴上的椭圆,则解得2.5<k<4,所以“曲线C是焦点在y轴上的椭圆”是“3<k<4”的必要不充分条件,所以C正确;若曲线C是焦点在x轴上的椭圆,则解得1<k<2.5,所以D正确.故选C、D.
7.(0,-),(0,) 解析:将所给椭圆的方程化为标准方程得+=1,由8>3,可知椭圆的焦点在y轴上,且a2=8,b2=3,所以c2=a2-b2=8-3=5,c=.因此,椭圆的焦点坐标为(0,-),(0,).
8.+=1 解析:由已知,椭圆的焦点在y轴上,且c=4,由椭圆定义得,2a=10,则a=5,则b=3,从而椭圆的标准方程为+=1.
9.4或 解析:∵2c=6,∴c=3.当椭圆的焦点在x轴上时,由椭圆的标准方程知a2=25,b2=m2.由a2=b2+c2,得25=m2+9,∴m2=16,又m>0,故m=4.当椭圆的焦点在y轴上时,由椭圆的标准方程知a2=m2,b2=25.由a2=b2+c2,得m2=25+9=34,又m>0,故m=.综上可知,实数m的值为4或.
10.解:(1)设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),
由题意有可得
故椭圆的标准方程为+=1.
(2)设椭圆的标准方程为+=1(m>n>0),焦距为2c0.由题意有c0=1,|PF1|==,|PF2|==,
有m===,n==2,
故椭圆的标准方程为+=1.
11.A 设经过点P(,-4)和点Q(-,3)的椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),将P,Q两点的坐标代入得,解得∴所求椭圆的标准方程为x2+=1.
12.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=,∴y=±.∴点M的纵坐标为±.
13.9 解析:由椭圆C:+=1,得|MF1|+|MF2|=2×3=6,则|MF1|·|MF2|≤()2=32=9,当且仅当|MF1|=|MF2|=3时等号成立.
14.解:(1)椭圆方程3x2+8y2=24可化为+=1,
可得c=,其焦点为(±,0),
设所求椭圆的方程为+=1(a>b>0),
将点A(3,2)的坐标代入椭圆方程,可得+=1,
结合a2-b2=5,解得a=,b=,
故所求椭圆的标准方程为+=1.
(2)由题意,因为P3,P4两点关于y轴对称,所以椭圆C经过P3,P4两点,
又由P1(1,1),P4(1,)知,椭圆C不经过点P1,
所以点P2在椭圆C上,
因此解得
所以椭圆C的方程为+y2=1.
15. 解析:由椭圆的方程得a=5,b=4,c=3.∵△ABC的顶点A(-3,0)和C(3,0),顶点B在椭圆+=1上,∴|BC|+|AB|=2a=10,∴由正弦定理可知===.
16.解:由题意得A(0,-b),直线AB的方程为y=x-b,
由P(0,1)且BP∥x轴,得B(1+b,1),
所以=(1+b,1+b),=(0,1+b),
因为·=9,故0+(1+b)2=9,
因为b>0,于是b=2,所以B(3,1),
将B(3,1)代入椭圆+=1,
得+=1,解得a2=12,
故椭圆C的方程为+=1.
2 / 23.1.1 椭圆及其标准方程
新课程标准解读 核心素养
1.了解椭圆的实际背景,感受椭圆在刻画现实世界和解决实际问题中的作用 数学运算
2.经历从具体情境中抽象出椭圆模型的过程,掌握椭圆的定义及标准方程 数学运算、直观想象
第1课时 椭圆及其标准方程(一)
在日常生活与学习中,可以见到很多有关椭圆的现象,如图①②所示.我们还知道,圆是平面内到圆心的距离等于半径的点的集合,圆上的点的特征是:任意一点到圆心的距离都等于半径.
【问题】 (1)你能说说到底什么是椭圆吗?
(2)椭圆上任意一点的特征是什么?
知识点一 椭圆的定义
1.定义:我们把平面内与两个定点F1,F2的距离的 等于 (大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.
2.焦点:两个定点F1,F2.
3.焦距:两焦点间的距离|F1F2|.
4.符号表示:|MF1|+|MF2|= (常数)且2a |F1F2|.
提醒 (1)当2a=|F1F2|时,点的轨迹是线段F1F2;(2)当2a<|F1F2|时,点的轨迹不存在.
知识点二 椭圆的标准方程
焦点在x轴上 焦点在y轴上
标准方程 +=1(a>b>0) +=1(a>b>0)
图形
焦点坐标 (-c,0),(c,0) (0,-c),(0,c)
a,b,c的关系 c2=
【想一想】
1.从椭圆的标准方程如何判断椭圆焦点的位置?
2.在椭圆的标准方程中,a>b>c一定成立吗?
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(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)椭圆的两种标准方程中,虽然焦点位置不同,但都有a2=b2+c2.( )
(4)方程+=1(a>0,b>0)表示的曲线是椭圆.( )
2.已知a=,c=2,焦点在y轴上,则椭圆的标准方程为 .
3.椭圆+=1的焦距是 ,焦点坐标是 .
题型一 椭圆的定义
【例1】 下列说法正确的是( )
A.已知点F1(-4,0),F2(4,0),平面内到F1,F2两点的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆
B.已知点F1(-4,0),F2(4,0),平面内到F1,F2两点的距离之和等于6的点的轨迹是椭圆
C.平面内到点F1(-4,0),F2(4,0)的距离之和等于点M(5,3)到点F1,F2的距离之和的点的轨迹是椭圆
D.平面内到点F1(-4,0),F2(4,0)的距离相等的点的轨迹是椭圆
通性通法
椭圆的定义在解题中的双向作用
椭圆的定义具有双向作用,即若|MF1|+|MF2|=2a(2a>|F1F2|),则点M的轨迹是椭圆;反之,椭圆上任意一点M到两焦点的距离之和必为2a.
【跟踪训练】
1.甲:动点P到两定点A,B的距离之和|PA|+|PB|=2a(a>0,a为常数);乙:P点轨迹是椭圆.则甲是乙的( )
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
2.(2024·济宁月考)若椭圆+=1上一点P到焦点F1的距离为3,则点P到另一焦点F2的距离为 .
题型二 求椭圆的标准方程
【例2】 求满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别为F1(-6,0),F2(6,0),并且椭圆上一点P与两焦点的距离之和等于20;
(2)焦点分别为(0,-2),(0,2),经过点(4,3);
(3)经过点A(,-2)和点B(-2,1).
通性通法
利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
(1)作判断:依据条件判断椭圆的焦点是在x轴上还是在y轴上,还是两个坐标轴上都有可能;
(2)设方程:依据上述判断设出椭圆的方程;
(3)寻关系:依据已知条件,建立关于a,b,c的方程组;
(4)解方程组:将求得的结果代入所设方程即为所求.
提醒 在求椭圆的标准方程时,若焦点的位置不确定,一般可设所求椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),不必考虑焦点位置,用待定系数法求出m,n的值即可.
【跟踪训练】
求满足过点(,-),且与椭圆+=1有相同焦点的椭圆的标准方程.
题型三 椭圆方程的简单应用
【例3】 (1)(2024·镇江月考)已知椭圆+=1的一个焦点为(2,0),则m=( )
A.8 B.7 C.6 D.5
(2)已知方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆,则实数m的取值范围为 .
【母题探究】
(变条件)将本例(2)中的方程改为“+=1”,其他不变,试求实数m的取值范围.
通性通法
1.判断焦点所在坐标轴的依据是看x2项,y2项的分母哪个大,焦点在分母大的坐标轴上.
2.对于方程+=1(m>0,n>0),当m>n>0时,方程表示焦点在x轴上的椭圆;当n>m>0时,方程表示焦点在y轴上的椭圆.特别地,当n=m>0时,方程表示圆心在原点的圆.
【跟踪训练】
1.若方程+=1表示椭圆,则实数k的取值范围为( )
A.(5,7) B.(5,6) C.(6,7) D.(5,6)∪(6,7)
2.(2024·济源质检)已知椭圆方程为kx2+3y2-6k=0(k≠0),焦距为4,则k= .
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.椭圆4y2+x2=1的焦距为( )
A. B.C.2 D.
3.如果x2+ky2=2表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围是 .
4.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)a+c=10,a-c=4;
(2)与椭圆9x2+4y2=36有相同焦点,且满足b=2.
第1课时 椭圆及其标准方程(一)
【基础知识·重落实】
知识点一
1.和 常数 4.2a >
知识点二
a2-b2
想一想
1.提示:判断椭圆焦点在哪个轴上就要判断椭圆标准方程中x2项和y2项的分母哪个更大一些,即“谁大在谁上”.
2.提示:不一定,只需a>b,a>c即可,b,c的大小关系不确定.
自我诊断
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.+x2=1 解析:b2=a2-c2=()2-(2)2=1,b=1,所以椭圆的标准方程为+x2=1.
3.16 (-8,0),(8,0) 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).
【典型例题·精研析】
【例1】 C 选项A中,|F1F2|=8,故平面内到F1,F2两点的距离之和等于常数8的点的轨迹是线段F1F2;选项B中,动点到F1,F2两点的距离之和等于6,小于|F1F2|,故这样的轨迹不存在;选项C中,点(5,3)到点F1,F2的距离之和为+=4>|F1F2|=8,故选项C中的动点的轨迹是椭圆;选项D中的动点的轨迹是线段F1F2的垂直平分线.
跟踪训练
1.B 利用椭圆定义,若P点轨迹是椭圆,则|PA|+|PB|=2a(a>0,a为常数),∴甲是乙的必要条件.反过来,若|PA|+|PB|=2a(a>0,a为常数),不能推出P点轨迹是椭圆,故选B.
2.7 解析:根据椭圆的定义知,|PF1|+|PF2|=2a=2×5=10,因为|PF1|=3,所以|PF2|=7.
【例2】 解:(1)因为椭圆的焦点在x轴上,且c=6,2a=20,所以a=10,b===8,所以椭圆的标准方程为+=1.
(2)因为椭圆的焦点在y轴上,所以可设它的标准方程为+=1(a>b>0).
法一 由椭圆的定义知2a=
+
=6++6-=12,解得a=6.
又c=2,所以b==4.
所以椭圆的标准方程为+=1.
法二 因为所求椭圆过点(4,3),所以+=1.
又c2=a2-b2=4,可解得a2=36,b2=32,
所以椭圆的标准方程为+=1.
(3)法一 ①当焦点在x轴上时,设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).
依题意有解得
故所求椭圆的标准方程为+=1.
②当焦点在y轴上时,设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).
依题意有
解得
因为a>b>0,所以无解.
综上,所求椭圆的标准方程为+=1.
法二 设所求椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),
依题意有解得
所以所求椭圆的标准方程为+=1.
跟踪训练
解:因为所求椭圆与椭圆+=1的焦点相同,所以其焦点在y轴上,且c2=25-9=16.设它的标准方程为+=1(a>b>0).
因为c2=16,且c2=a2-b2,故a2-b2=16. ①
又点(,-)在椭圆上,所以+=1,
即+=1. ②
由①②得b2=4,a2=20,所以所求椭圆的标准方程为+=1.
【例3】 (1)A (2)(2,) 解析:(1)由题意得,a2=m-2,b2=10-m,故m-2-(10-m)=4,解得m=8.
(2)∵椭圆焦点在y轴上,∴其标准方程应为+=1(a>b>0),∴|m|-1>5-2m>0,解得2<m<,∴实数m的取值范围为(2,).
母题探究
解:∵焦点在y轴上,∴m-1>5-2m>0,∴2<m<,∴实数m的取值范围为(2,).
跟踪训练
1.D 由题意可知解得5<k<7且k≠6,所以实数k的取值范围是(5,6)∪(6,7).
2.1或5 解析:将方程kx2+3y2-6k=0化为+=1.∵焦距为4,∴2c=4,即c=2.当焦点在x轴上时,6-2k=4,解得k=1;当焦点在y轴上时,2k-6=4,解得k=5.综上,k=1或5.
随堂检测
1.B 由题意得解得m2=9,n2=4,所以椭圆的标准方程为+=1.
2.B 由椭圆的方程4y2+x2=1,得a2=1,b2=.又由c2=a2-b2,得c2=,解得c=,所以焦距2c=.故选B.
3.(0,1) 解析:椭圆的方程x2+ky2=2可化为+=1,∵x2+ky2=2表示焦点在y轴上的椭圆,∴>2,解得0<k<1.∴实数k的取值范围是(0,1).
4.解:(1)由a+c=10,a-c=4,得a=7,c=3,所以b2=a2-c2=40.
故所求椭圆的标准方程为+=1或+=1.
(2)由9x2+4y2=36可得+=1,
所以所求椭圆的焦点在y轴上,且c2=9-4=5,又b=2,所以b2=20,a2=25,
所以所求椭圆的标准方程为+=1.
3 / 3(共66张PPT)
3.1.1
椭圆及其标准方程
新课程标准解读 核心素养
1.了解椭圆的实际背景,感受椭圆在刻画现实世界和
解决实际问题中的作用 数学运算
2.经历从具体情境中抽象出椭圆模型的过程,掌握椭
圆的定义及标准方程 数学运算、
直观想象
第1课时
椭圆及其标准方程(一)
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
在日常生活与学习中,可以见到很多有关椭圆的现象,如图①②
所示.我们还知道,圆是平面内到圆心的距离等于半径的点的集合,圆
上的点的特征是:任意一点到圆心的距离都等于半径.
【问题】 (1)你能说说到底什么是椭圆吗?
(2)椭圆上任意一点的特征是什么?
知识点一 椭圆的定义
1. 定义:我们把平面内与两个定点 F1, F2的距离的 等于
(大于| F1 F2|)的点的轨迹叫做椭圆.
2. 焦点:两个定点 F1, F2.
3. 焦距:两焦点间的距离| F1 F2|.
4. 符号表示:| MF1|+| MF2|= (常数)且2 a |
F1 F2|.
和
常
数
2 a
>
提醒 (1)当2 a =| F1 F2|时,点的轨迹是线段 F1 F2;(2)当2
a <| F1 F2|时,点的轨迹不存在.
知识点二 椭圆的标准方程
焦点在 x 轴上 焦点在 y 轴上
标准 方程
图形
焦点在 x 轴上 焦点在 y 轴上
焦点坐标 (- c ,0),( c ,0) (0,- c ),(0,
c )
a , b , c 的
关系 c2= 【想一想】
1. 从椭圆的标准方程如何判断椭圆焦点的位置?
提示:判断椭圆焦点在哪个轴上就要判断椭圆标准方程中 x2项和 y2
项的分母哪个更大一些,即“谁大在谁上”.
2. 在椭圆的标准方程中, a > b > c 一定成立吗?
提示:不一定,只需 a > b , a > c 即可, b , c 的大小关系不确定.
a2- b2
1. 判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(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)椭圆的两种标准方程中,虽然焦点位置不同,但都有 a2= b2
+ c2. ( √ )
(4)方程 + =1( a >0, b >0)表示的曲线是椭圆. ( × )
√
×
√
×
2. 已知 a = , c =2 ,焦点在 y 轴上,则椭圆的标准方程为
.
解析: b2= a2- c2=( )2-(2 )2=1, b =1,所以椭圆的
标准方程为 + x2=1.
+ x2=1
3. 椭圆 + =1的焦距是 ,焦点坐标是 .
16
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2 c =16,两焦点的坐标分
别是(-8,0),(8,0).
(-8,0),(8,0)
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 椭圆的定义
【例1】 下列说法正确的是( )
A. 已知点 F1(-4,0), F2(4,0),平面内到 F1, F2两点的距离
之和等于8的点的轨迹是椭圆
B. 已知点 F1(-4,0), F2(4,0),平面内到 F1, F2两点的距离
之和等于6的点的轨迹是椭圆
C. 平面内到点 F1(-4,0), F2(4,0)的距离之和等于点 M (5,
3)到点 F1, F2的距离之和的点的轨迹是椭圆
D. 平面内到点 F1(-4,0), F2(4,0)的距离相等的点的轨迹是
椭圆
解析: 选项A中,| F1 F2|=8,故平面内到 F1, F2两点的距离之
和等于常数8的点的轨迹是线段 F1 F2;选项B中,动点到 F1, F2两点
的距离之和等于6,小于| F1 F2|,故这样的轨迹不存在;选项C
中,点(5,3)到点 F1, F2的距离之和为 +
=4 >| F1 F2|=8,故选项C中的动点的轨迹
是椭圆;选项D中的动点的轨迹是线段 F1 F2的垂直平分线.
通性通法
椭圆的定义在解题中的双向作用
椭圆的定义具有双向作用,即若| MF1|+| MF2|=2 a (2 a
>| F1 F2|),则点 M 的轨迹是椭圆;反之,椭圆上任意一点 M 到
两焦点的距离之和必为2 a .
【跟踪训练】
1. 甲:动点 P 到两定点 A , B 的距离之和| PA |+| PB |=2 a ( a
>0, a 为常数);乙: P 点轨迹是椭圆.则甲是乙的( )
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: 利用椭圆定义,若 P 点轨迹是椭圆,则| PA |+|
PB |=2 a ( a >0, a 为常数),∴甲是乙的必要条件.反过来,
若| PA |+| PB |=2 a ( a >0, a 为常数),不能推出 P 点轨迹
是椭圆,故选B.
2. (2024·济宁月考)若椭圆 + =1上一点 P 到焦点 F1的距离为
3,则点 P 到另一焦点 F2的距离为 .
解析:根据椭圆的定义知,| PF1|+| PF2|=2 a =2×5=10,
因为| PF1|=3,所以| PF2|=7.
7
题型二 求椭圆的标准方程
【例2】 求满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别为 F1(-6,0), F2(6,0),并且椭圆
上一点 P 与两焦点的距离之和等于20;
解: 因为椭圆的焦点在 x 轴上,且 c =6,2 a =20,所以 a
=10, b = = =8,所以椭圆的标准方程为
+ =1.
(2)焦点分别为(0,-2),(0,2),经过点(4,3 );
解:因为椭圆的焦点在 y 轴上,所以可设它的标准方程为 +
=1( a > b >0).
法一 由椭圆的定义知2 a = +
=6+ +6- =12,解得 a =6.
又 c =2,所以 b = =4 .
所以椭圆的标准方程为 + =1.
法二 因为所求椭圆过点(4,3 + =1.
又 c2= a2- b2=4,可解得 a2=36, b2=32,
所以椭圆的标准方程为 + =1.
(3)经过点 A ( ,-2)和点 B (-2 ,1).
解:法一 ①当焦点在 x 轴上时,设椭圆的标准方程为 + =1
( a > b >0).
依题意有
故所求椭圆的标准方程为 + =1.
②当焦点在 y 轴上时,设椭圆的标准方程为 + =1( a > b >0).
依题意有
解得
因为 a > b >0,所以无解.
综上,所求椭圆的标准方程为 + =1.
法二 设所求椭圆的方程为 mx2+ ny2=1( m >0, n >0, m ≠ n ),
依题意有
所以所求椭圆的标准方程为 + =1.
通性通法
利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
(1)作判断:依据条件判断椭圆的焦点是在 x 轴上还是在 y 轴上,还
是两个坐标轴上都有可能;
(2)设方程:依据上述判断设出椭圆的方程;
(3)寻关系:依据已知条件,建立关于 a , b , c 的方程组;
(4)解方程组:将求得的结果代入所设方程即为所求.
提醒 在求椭圆的标准方程时,若焦点的位置不确定,一般可
设所求椭圆的方程为 mx2+ ny2=1( m >0, n >0, m ≠ n ),
不必考虑焦点位置,用待定系数法求出 m , n 的值即可.
【跟踪训练】
求满足过点( ,- ),且与椭圆 + =1有相同焦点的椭
圆的标准方程.
解:因为所求椭圆与椭圆 + =1的焦点相同,所以其焦点在 y 轴
上,且 c2=25-9=16.设它的标准方程为 + =1( a > b >0).
因为 c2=16,且 c2= a2- b2,故 a2- b2=16. ①
又点( ,- + =1,
即 + =1. ②
由①②得 b2=4, a2=20,所以所求椭圆的标准方程为 + =1.
题型三 椭圆方程的简单应用
【例3】 (1)(2024·镇江月考)已知椭圆 + =1的一个焦
点为(2,0),则 m =( A )
A. 8 B. 7
C. 6 D. 5
解析: 由题意得, a2= m -2, b2=10- m ,故 m -2-
(10- m )=4,解得 m =8.
A
(2)已知方程 + =1表示焦点在 y 轴上的椭圆,则实数 m
的取值范围为 .
解析: ∵椭圆焦点在 y 轴上,∴其标准方程应为 + =
1( a > b >0),∴| m |-1>5-2 m >0,解得2< m < ,
∴实数 m 的取值范围为(2, ).
(2, )
【母题探究】
(变条件)将本例(2)中的方程改为“ + =1”,其他不
变,试求实数 m 的取值范围.
解:∵焦点在 y 轴上,∴ m -1>5-2 m >0,∴2< m < ,∴实数 m
的取值范围为(2, ).
通性通法
1. 判断焦点所在坐标轴的依据是看 x2项, y2项的分母哪个大,焦点在
分母大的坐标轴上.
2. 对于方程 + =1( m >0, n >0),当 m > n >0时,方程表示
焦点在 x 轴上的椭圆;当 n > m >0时,方程表示焦点在 y 轴上的椭
圆.特别地,当 n = m >0时,方程表示圆心在原点的圆.
【跟踪训练】
1. 若方程 + =1表示椭圆,则实数 k 的取值范围为( )
A. (5,7) B. (5,6)
C. (6,7) D. (5,6)∪(6,7)
解析: 由题意可知解得5< k <7且 k ≠6,所以
实数 k 的取值范围是(5,6)∪(6,7).
2. (2024·济源质检)已知椭圆方程为 kx2+3 y2-6 k =0( k ≠0),焦
距为4,则 k = .
解析:将方程 kx2+3 y2-6 k =0化为 + =1.∵焦距为4,∴2 c =
4,即 c =2.当焦点在 x 轴上时,6-2 k =4,解得 k =1;当焦点在 y
轴上时,2 k -6=4,解得 k =5.综上, k =1或5.
1或5
1. 已知点 A (-3,0), B (0,2)在椭圆 + =1上,则椭圆的
标准方程为( )
解析: 由题意得解得 m2=9, n2=4,所以椭圆的标
准方程为 + =1.
2. 椭圆4 y2+ x2=1的焦距为( )
解析: 由椭圆的方程4 y2+ x2=1,得 a2=1, b2= .又由 c2= a2
- b2,得 c2= ,解得 c = ,所以焦距2 c = .故选B.
3. 如果 x2+ ky2=2表示焦点在 y 轴上的椭圆,则实数 k 的取值范围
是 .
解析:椭圆的方程 x2+ ky2=2可化为 + =1,∵ x2+ ky2=2表示
焦点在 y 轴上的椭圆,∴ >2,解得0< k <1.∴实数 k 的取值范围
是(0,1).
(0,1)
4. 求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1) a + c =10, a - c =4;
解: 由 a + c =10, a - c =4,得 a =7, c =3,所以 b2
= a2- c2=40.
故所求椭圆的标准方程为 + =1或 + =1.
(2)与椭圆9 x2+4 y2=36有相同焦点,且满足 b =2 .
解: 由9 x2+4 y2=36可得 + =1,
所以所求椭圆的焦点在 y 轴上,且 c2=9-4=5,又 b =2
,所以 b2=20, a2=25,
所以所求椭圆的标准方程为 + =1.
知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
1. 若椭圆 + =1上一点 P 到焦点 F1的距离为6,则点 P 到另一个焦
点 F2的距离是( )
A. 2 B. 4
C. 6 D. 8
解析: 由椭圆的定义知| PF1|+| PF2|=2 a =2×5=10,
则| PF2|=10-6=4.
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2. 已知椭圆 + =1( a > b >0)的右焦点为 F (3,0),点(0,
-3)在椭圆上,则椭圆的方程为( )
解析: 由题意可得+ =1.故选D.
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3. 已知椭圆4 x2+ ky2=4的一个焦点坐标是(0,1),则实数 k =
( )
A. 1 B. 2
C. 3 D. 4
解析: 椭圆方程可化为 x2+ =1,由题意知解得
k =2.
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4. (2024·金华月考)设 F1, F2是椭圆 + =1的两个焦点, P 是椭
圆上的点,且点 P 到两个焦点的距离之差为2,则△ PF1 F2是
( )
A. 钝角三角形 B. 锐角三角形
C. 等边三角形 D. 直角三角形
解析: 由椭圆的定义,知| PF1|+| PF2|=2 a =8.由题可
得|| PF1|-| PF2||=2,则| PF1|=5,| PF2|=3或|
PF1|=3,| PF2|=5.又| F1 F2|=2 c =4,所以△ PF1 F2为直角
三角形.
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5. (多选)(2024·周口月考)已知 F1, F2是椭圆 C 的两个焦点,点
M 在椭圆 C 上,且△ F1 MF2是等边三角形,则椭圆 C 的方程可能为
( )
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解析: 因为△ F1 MF2是等边三角形,所以| MF1|=|
MF2|,所以点 M 是短轴端点,∠ MF1 F2=60°,所以 = sin 60°,
则 = ,椭圆 C 的焦点可以在 x 轴或 y 轴上, + =1, +
=1, + =1满足条件.故选A、C、D.
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6. (多选)对于曲线 C : + =1,下面四个说法中正确的是
( )
A. 曲线 C 不可能是椭圆
B. “1< k <4”是“曲线 C 是椭圆”的充分不必要条件
C. “曲线 C 是焦点在 y 轴上的椭圆”是“3< k <4”的必要不充分条
件
D. “曲线 C 是焦点在 x 轴上的椭圆”是“1< k <2.5”的充要条件
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解析: 当1< k <4且 k ≠2.5时,曲线 C 是椭圆,所以A错误;
当 k =2.5时,4- k = k -1,此时曲线 C 是圆,所以B错误;若曲线
C 是焦点在 y 轴上的椭圆,则解得2.5< k <4,所
以“曲线 C 是焦点在 y 轴上的椭圆”是“3< k <4”的必要不充分
条件,所以C正确;若曲线 C 是焦点在 x 轴上的椭圆,则
解得1< k <2.5,所以D正确.故选C、D.
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7. 椭圆8 x2+3 y2=24的焦点坐标为 .
解析:将所给椭圆的方程化为标准方程得 + =1,由8>3,可
知椭圆的焦点在 y 轴上,且 a2=8, b2=3,所以 c2= a2- b2=8-3
=5, c = .因此,椭圆的焦点坐标为(0,- ),(0, ).
(0,- ),(0, )
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8. 已知椭圆的焦点为(0,4),(0,-4),椭圆上一点到两焦点的
距离之和为10,则椭圆的标准方程为 .
解析:由已知,椭圆的焦点在 y 轴上,且 c =4,由椭圆定义得,2 a
=10,则 a =5,则 b =3,从而椭圆的标准方程为 + =1.
+ =1
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9. 已知椭圆的标准方程为 + =1( m >0),并且焦距为6,则实
数 m 的值为 .
解析:∵2 c =6,∴ c =3.当椭圆的焦点在 x 轴上时,由椭圆的标准
方程知 a2=25, b2= m2.由 a2= b2+ c2,得25= m2+9,∴ m2=16,
又 m >0,故 m =4.当椭圆的焦点在 y 轴上时,由椭圆的标准方程知
a2= m2, b2=25.由 a2= b2+ c2,得 m2=25+9=34,又 m >0,故 m
= .综上可知,实数 m 的值为4或 .
4或
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10. 求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点在 x 轴上,中心为坐标原点,经过点(1, ),(0,
- );
解: 设椭圆的标准方程为 + =1( a > b >0),
由题意有
故椭圆的标准方程为 + =1.
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(2)以点 F1(-1,0), F2(1,0)为焦点,经过点 P (2, ).
解: 设椭圆的标准方程为 + =1( m > n >0),
焦距为2 c0.由题意有 c0=1,| PF1|= = ,|
PF2|= = ,
有 m = = = , n = =2,
故椭圆的标准方程为 + =1.
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11. 已知椭圆过点 P ( ,-4)和点 Q (- ,3),则此椭圆的标准
方程是( )
D. 以上都不对
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解析: 设经过点 P ( ,-4)和点 Q (- ,3)的椭圆的方
程为 mx2+ ny2=1( m >0, n >0, m ≠ n ),将 P , Q 两点的坐标
代入得,∴所求椭圆的标准方程
为 x2+ =1.
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12. (2024·开封月考)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( )
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解析: ∵线段 PF1的中点 M 在 y 轴上且 O 是线段 F1 F2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= ,∴ y =± .∴点
M 的纵坐标为± .
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13. 已知 F1, F2是椭圆 C : + =1的两个焦点,点 M 在 C 上,则|
MF1|·| MF2|的最大值为 .
解析:由椭圆 C : + =1,得| MF1|+| MF2|=2×3=6,
则| MF1|·| MF2|≤( )2=32=9,当且仅
当| MF1|=| MF2|=3时等号成立.
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14. 求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)过点 A (3,2)且与椭圆3 x2+8 y2=24有相同的焦点;
解: 椭圆方程3 x2+8 y2=24可化为 + =1,
可得 c = ,其焦点为(± ,0),
设所求椭圆的方程为 + =1( a > b >0),
将点 A (3,2)的坐标代入椭圆方程,可得 + =1,
结合 a2- b2=5,解得 a = , b = ,
故所求椭圆的标准方程为 + =1.
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(2)已知椭圆 C : + =1( a > b >0),四点 P1(1,1),
P2(0,1), P3(-1, ), P4(1, )中恰有三点在
椭圆 C 上.
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解: 由题意,因为 P3, P4两点关于 y 轴对称,所以椭
圆 C 经过 P3, P4两点,
又由 P1(1,1), P4(1, )知,椭圆 C 不经过点 P1,
所以点 P2在椭圆 C 上,
因此
所以椭圆 C 的方程为 + y2=1.
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15. (2024·泰安质检)在平面直角坐标系 Oxy 中,已知△ ABC 的顶点
A (-3,0)和 C (3,0),顶点 B 在椭圆 + =1上,则
= .
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解析:由椭圆的方程得 a =5, b =4, c =3.∵△ ABC 的顶点 A (-
3,0)和 C (3,0),顶点 B 在椭圆 + =1上,∴| BC |
+| AB |=2 a =10,∴由正弦定理可知 =
= = .
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16. 如图,点 A 是椭圆 C : + =1( a > b >0)与 y 轴负半轴的交
点,过 A 作斜率为1的直线 l 交椭圆于点 B ,若点 P 的坐标为(0,
1),且满足 BP ∥ x 轴, · =9,求椭圆 C 的方程.
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解:由题意得 A (0,- b ),直线 AB 的方程为 y = x - b ,
由 P (0,1)且 BP ∥ x 轴,得 B (1+ b ,1),
所以 =(1+ b ,1+ b ), =(0,1+ b ),
因为 · =9,故0+(1+ b )2=9,
因为 b >0,于是 b =2,所以 B (3,1),
将 B (3,1)代入椭圆 + =1,
得 + =1,解得 a2=12,故椭圆 C 的方程为 + =1.
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谢 谢 观 看!
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16第2课时 椭圆及其标准方程(二)
1.在△ABC中,B(-2,0),C(2,0),|AB|+|AC|=6,则顶点A的轨迹方程是( )
A.+=1(x≠±3) B.+=1(x≠±2)
C.+=1(x≠±3) D.+=1(x≠±2)
2.椭圆+=1与y轴的交点为P,两个焦点为F1,F2,则△PF1F2的面积为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
3.(2024·厦门月考)已知圆x2+y2=1,从这个圆上任意一点P向y轴作垂线,垂足为P',则PP'的中点M的轨迹方程是( )
A.4x2+y2=1 B.x2+=1
C.+y2=1 D.x2+=1
4.已知椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,过点F1的直线l交椭圆于A,B两点,则△ABF2的周长是( )
A.12 B.14 C.16 D.18
5.(2024·日照质检)点F是椭圆+=1的一个焦点,点P在椭圆上,线段PF的中点为N,且|ON|=2(O为坐标原点),则线段PF的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.2
6.(多选)已知点F1,F2为椭圆C的两个焦点,椭圆C上存在点P,使得∠F1PF2=90°,则椭圆C的方程可以是( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
7.(2024·宁波月考)设P为椭圆C:+=1上的点,F1,F2分别为椭圆C的左、右焦点,且|PF1|-|PF2|=,则= .
8.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的轨迹方程为 .
9.已知椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,若在椭圆上存在点P使得PF1⊥PF2,且△PF1F2的面积是2,则a= .
10.如图,已知A,B是两定点,且|AB|=2.动点M到点A的距离是4,线段MB的垂直平分线l交MA于点P,若以AB所在直线为x轴,AB的垂直平分线为y轴,求当M变化时,动点P的轨迹方程.
11.已知椭圆C上任意一点P(x,y)都满足关系式+=4,则椭圆C的标准方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+y2=1
12.(多选)已知F1,F2分别是椭圆C:+=1的左、右焦点,P为异于椭圆C与x轴的两个交点的动点,则下列结论正确的是( )
A.△PF1F2的周长为10
B.△PF1F2的面积的最大值为2
C.当∠F1PF2=60°时,△PF1F2的面积为
D.存在点P使得·=0
13.已知点M是椭圆+=1上的动点,作MD⊥x轴,垂足为D.点P在线段MD上,且=,当点M运动时,点P的轨迹方程为 .
14.(2024·汕头月考)已知椭圆M与椭圆N:+=1有相同的焦点,且椭圆M过点(-1,).
(1)求椭圆M的标准方程;
(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.
15.设P是椭圆+=1上一点,M,N分别是圆A:(x+4)2+y2=1和圆B:(x-4)2+y2=1上的点,则|PM|+|PN|的最小值、最大值分别为( )
A.9,12 B.8,11
C.8,12 D.10,12
16.已知椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆E上,∠F1PF2=2θ.
(1)求△F1PF2的面积S;
(2)研究∠F1PF2的变化规律.
第2课时 椭圆及其标准方程(二)
1.A 在△ABC中,B(-2,0),C(2,0),|AB|+|AC|=6>|BC|=4,则顶点A的轨迹满足椭圆的定义,a=3,c=2,b=,所以顶点A的轨迹方程是+=1(x≠±3).
2.D 由椭圆+=1可得a=5,b=4,所以c===3,令x=0可得y=±4,所以P(0,±4),所以△PF1F2的面积为×|yP|×|F1F2|=×4×6=12,故选D.
3.A 设点M的坐标为(x,y),点P的坐标为(x0,y0),则x=,y=y0.∵点P(x0,y0)在圆x2+y2=1上,∴+=1,将x0=2x,y0=y代入,得4x2+y2=1.
4.C 由椭圆定义知,|AF1|+|AF2|=|BF1|+|BF2|=2a=8,故△ABF2的周长为|AB|+|AF2|+|BF2|=|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=16.
5.A 如图所示,不妨设F为左焦点,F1为右焦点,连接PF1.∵N为PF的中点,且|ON|=2,∴|PF1|=4.由椭圆方程可知,2a=6,根据椭圆定义有|PF|+|PF1|=2a=6,∴|PF|=2.故选A.
6.ACD 结合选项可设椭圆方程为+=1(a>b>0),并设椭圆与y轴正半轴的交点为B.若椭圆C上存在点P,使得∠F1PF2=90°,则需∠F1BF2≥90°,∴|BF1|2+|BF2|2≤|F1F2|2,即a2+a2≤4c2.又c2=a2-b2,∴a2≥2b2,检验可得选项A、C、D满足.故选A、C、D.
7.2 解析:由椭圆方程,知a=4.因为P为椭圆上的点,所以|PF1|+|PF2|=2a=8.又因为|PF1|-|PF2|=,所以|PF1|=,|PF2|=,所以=2.
8.+=1(x≠0) 解析:设顶点A的坐标为(x,y),则kAB=(x≠0),kAC=(x≠0).依题意得·=-(x≠0),化简可得顶点A的轨迹方程为+=1(x≠0).
9. 解析:根据椭圆定义知|PF1|+|PF2|=2a,由PF1⊥PF2,得△PF1F2为直角三角形,∴|PF1|2+|PF2|2=(2c)2,又∵△PF1F2的面积为2,∴·|PF1|·|PF2|=2,则|PF1|·|PF2|=4,∴(2a)2=(|PF1|+|PF2|)2=|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|·|PF2|=4c2+8,可得a2-c2=2=b2,由+=1可得b2=a2-4,∴a2-4=2,解得a=.
10.解:设M(x,y),因为线段MB的垂直平分线l交MA于点P,所以|PB|=|PM|,
即有|PA|+|PB|=|PA|+|PM|=|AM|=4>|AB|,所以点P的轨迹是以A,B为焦点,焦距为2,长轴长为4的椭圆,则2a=4,2c=2,b2=a2-c2=3,故动点P的轨迹方程为+=1.
11.B 由题可知椭圆C的焦点在x轴上,其坐标分别为(1,0),(-1,0),2a=4,故a=2,c=1,b2=3,所以椭圆C的标准方程为+=1,故选B.
12.AB 由椭圆C:+=1的方程可得a=3,b=,c=2,△PF1F2的周长为2a+2c=10,故A正确;当点P位于y轴与椭圆C的交点时,△PF1F2的面积最大,最大值为×2c×b=2,故B正确;当∠F1PF2=60°时,由余弦定理可得|PF1|2+|PF2|2-|PF1|·|PF2|=16,所以(|PF1|+|PF2|)2-3|PF1|·|PF2|=16,所以(2a)2-3|PF1|·|PF2|=16,可得|PF1|·|PF2|=,所以△PF1F2的面积为|PF1|·|PF2|·sin 60°=,故C错误;设P(x0,y0),则+=1,由·=0可得+=4,从而=-,=,不成立,故D错误.故选A、B.
13.x2+y2=4 解析:设P(x,y),M(x0,y0),∴+=1.∵MD⊥x轴,P在MD上且=,∴∴∴+=1,即点P的轨迹方程为x2+y2=4.
14.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+=1,
所以=,x0=±,
所以点P有4个,它们的坐标分别为(,),(-,),(,-),(-,-).
15.C 如图,由椭圆及圆的方程可知两圆圆心分别为椭圆的两个焦点,由椭圆的定义知|PA|+|PB|=2a=10,连接PA,PB,分别与左、右两圆相交于M,N两点,设r为两圆的半径,此时|PM|+|PN|最小,最小值为|PA|+|PB|-2r=8.延长PA,PB,分别与左、右两圆相交于M',N'两点,此时|PM|+|PN|最大,最大值为|PA|+|PB|+2r=12,即最小值和最大值分别为8,12.
16.解:(1)如图所示,由椭圆的定义,可得|PF1|+|PF2|=2a.
由余弦定理,可得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2·|PF1|·|PF2|·cos 2θ=(|PF1|+|PF2|)2-2·|PF1|·|PF2|-2·|PF1|·|PF2|·cos 2θ=4a2-2|PF1|·|PF2|·(1+cos 2θ)=4c2,
∴|PF1|·|PF2|=.
∴S=|PF1|·|PF2|·sin 2θ=··sin 2θ=·b2=b2·tan θ.
(2)∵2θ为△PF1F2的内角,∴2θ∈(0,π),即θ∈(0,).
令点P由点A向点B运动,则△PF1F2的边F1F2不变,但F1F2上的高在逐渐增大,故S逐渐变大,从而tan θ逐渐变大,由θ∈(0,)可知,θ也逐渐变大.由此可见,点P的纵坐标的绝对值越大,2θ也越大,当点P与点B重合时,∠F1PF2达到最大值.
2 / 2第2课时 椭圆及其标准方程(二)
题型一 与椭圆有关的轨迹问题
【例1】 (1)已知点A(-,0),B(,0),P是平面内的一个动点,直线PA与PB的斜率之积是-,则动点P的轨迹C的方程为 ;
(2)(2024·滨州月考)动圆P与定圆B:x2+y2-4y-32=0相内切,且过点A(0,-2),则动圆圆心P的轨迹方程为 .
通性通法
求椭圆轨迹方程的常用方法
(1)定义法:若动点的轨迹特点符合某一基本轨迹(如椭圆、圆等)的定义,则可用定义法直接求解;
(2)直接法:将动点满足的几何条件或者等量关系直接坐标化,列出等式后化简,得出动点的轨迹方程;
(3)相关点法:根据相关点所满足的方程,通过转换求出动点的轨迹方程.
【跟踪训练】
1.若△ABC的两个顶点坐标为A(-4,0),B(4,0),周长为18,则顶点C的轨迹方程为 .
2.(2024·潍坊月考)已知P是圆O:x2+y2=4上一动点,点P在x轴上的射影是点D,点M满足=,则动点M的轨迹方程为 .
题型二 椭圆中的焦点三角形问题
【例2】 已知P为椭圆+=1上一点,F1,F2是椭圆的焦点,∠F1PF2=60°,求△F1PF2的面积.
【母题探究】
(变条件)若将本例中“∠F1PF2=60°”改为“∠F1PF2=90°”,求△F1PF2的面积.
通性通法
1.椭圆上的点P(x0,y0)(点P不在x轴上)与两焦点F1,F2构成的△PF1F2称为焦点三角形,解关于焦点三角形的问题时要充分利用椭圆的定义、正弦定理、余弦定理等知识.
2.焦点三角形的常用公式
(1)焦点三角形的周长L=2a+2c;
(2)在△PF1F2中,由余弦定理可得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos θ(θ=∠F1PF2);
(3)焦点三角形的面积=|PF1||PF2|sin θ(θ=∠F1PF2).
【跟踪训练】
(2024·常州月考)设F1,F2分别是椭圆+=1的左、右焦点,P是椭圆上一点,且|PF1|∶|PF2|=4∶3,则∠F1PF2= .
1.已知F1,F2为两定点,|F1F2|=4,动点M满足|MF1|+|MF2|=6,则动点M的轨迹是( )
A.椭圆 B.直线
C.圆 D.线段
2.(2024·苏州月考)在△ABC中,三边a,b,c满足a+c=2b,A,C两点的坐标分别是(-1,0),(1,0),则顶点B的轨迹方程为 .
3.已知椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆上.若|PF1|=4,则|PF2|= ,∠F1PF2的大小为 .
4.若线段AB的两个端点分别在x轴,y轴上滑动,|AB|=6,点M是线段AB上一点,且|AM|=2,求动点M的轨迹方程.
第2课时 椭圆及其标准方程(二)
【典型例题·精研析】
【例1】 (1)+y2=1(x≠±)
(2)+=1 解析:(1)设P(x,y)(x≠±),由kAP·kBP=·=-,整理得+y2=1(x≠±).故动点P的轨迹C的方程为+y2=1(x≠±).
(2)设动圆P的半径为r,定圆B的方程可化为x2+(y-2)2=36.又动圆P过点A(0,-2),因此r=|PA|.因为02+(-2-2)2=16<36,所以点A(0,-2)在定圆B内.因为动圆P与定圆B:x2+y2-4y-32=0相内切,所以有|PB|=6-r=6-|PA|,则|PB|+|PA|=6,且|AB|=4<6,则点P的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,且2a=6,2c=4,即a=3,c=2,所以b===,故动圆圆心P的轨迹方程为+=1.
跟踪训练
1.+=1(y≠0) 解析:∵△ABC的两个顶点坐标为A(-4,0),B(4,0),周长为18,∵|AB|=8,∴|BC|+|AC|=10.∵|BC|+|AC|>8,∴点C的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,除去直线AB上的点.∵2a=10,2c=8,∴b=3.∴顶点C的轨迹方程是+=1(y≠0).
2.+y2=1 解析:设M(x,y),P(x1,y1),则D(x1,0),由=,得(x-x1,y)=(0,y1),即x1=x,y1=2y,因为点P在圆x2+y2=4上,所以x2+4y2=4,故动点M的轨迹方程为+y2=1.
【例2】 解:由已知得c=3,所以|F1F2|=6.
在△PF1F2中,|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|·cos 60°.
即36=|PF1|2+|PF2|2-|PF1|·|PF2|. ①
由椭圆的定义得|PF1|+|PF2|=4.
即48=|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|·|PF2|. ②
由①②得|PF1|·|PF2|=4,
所以=|PF1|·|PF2|·sin 60°=.
母题探究
解:由椭圆+=1知|PF1|+|PF2|=4,
|F1F2|=6,因为∠F1PF2=90°,
所以|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=36.
所以|PF1|·|PF2|=6,
所以=|PF1|·|PF2|=3.
跟踪训练
90° 解析:因为|PF1|∶|PF2|=4∶3,所以可设|PF1|=4k,|PF2|=3k.由题意可知3k+4k=2a=14,所以k=2,所以|PF1|=8,|PF2|=6,因为|F1F2|=10,|PF1|2+|PF2|2=102=|F1F2|2,所以∠F1PF2=90°.
随堂检测
1.A 因为|MF1|+|MF2|=6>|F1F2|,所以动点M的轨迹是椭圆.故选A.
2.+=1(x≠±2) 解析:设点B的坐标为(x,y).∵a+c=2b,即|BC|+|BA|=2|AC|,∴|BC|+|BA|=4.根据椭圆的定义易知,点B的轨迹方程为+=1(x≠±2).
3.2 120°
解析:∵|PF1|+|PF2|=2a=6,∴|PF2|=6-|PF1|=2.在△F1PF2中,由余弦定理得cos∠F1PF2=
==-,∴∠F1PF2=120°.
4.解:设M(x,y),A(xA,0),B(0,yB).
如图,由|AB|=6,|AM|=2,得=,则(x-xA,y)=(-xA,yB),
即得
又+=36,则动点M的轨迹方程为+=1.
1 / 2(共43张PPT)
第2课时
椭圆及其标准方程(二)
目录
典型例题·精研析
01
知能演练·扣课标
02
典型例题·精研析
01
课堂互动 关键能力提升
题型一 与椭圆有关的轨迹问题
【例1】 (1)已知点 A (- ,0), B ( ,0), P 是平面内
的一个动点,直线 PA 与 PB 的斜率之积是- ,则动点 P 的轨迹 C 的方
程为 ;
+ y2=1( x ≠± )
解析: 设 P ( x , y )( x ≠± ),由 kAP · kBP = · =- + y2=1( x ≠± ).故动点 P 的轨迹 C 的方程为 + y2=1( x ≠± ).
(2)(2024·滨州月考)动圆 P 与定圆 B : x2+ y2-4 y -32=0相内
切,且过点 A (0,-2),则动圆圆心 P 的轨迹方程为
.
+
=1
解析: 设动圆 P 的半径为 r ,定圆 B 的方程可化为 x2+( y
-2)2=36.又动圆 P 过点 A (0,-2),因此 r =| PA |.因为
02+(-2-2)2=16<36,所以点 A (0,-2)在定圆 B 内.因
为动圆 P 与定圆 B : x2+ y2-4 y -32=0相内切,所以有| PB |
=6- r =6-| PA |,则| PB |+| PA |=6,且| AB |=4
<6,则点 P 的轨迹是以 A , B 为焦点的椭圆,且2 a =6,2 c =
4,即 a =3, c =2,所以 b = = = ,故动圆
圆心 P 的轨迹方程为 + =1.
通性通法
求椭圆轨迹方程的常用方法
(1)定义法:若动点的轨迹特点符合某一基本轨迹(如椭圆、圆
等)的定义,则可用定义法直接求解;
(2)直接法:将动点满足的几何条件或者等量关系直接坐标化,列
出等式后化简,得出动点的轨迹方程;
(3)相关点法:根据相关点所满足的方程,通过转换求出动点的轨
迹方程.
解析:∵△ ABC 的两个顶点坐标为 A (-4,0), B (4,0),周
长为18,∵| AB |=8,∴| BC |+| AC |=10.∵| BC |+|
AC |>8,∴点 C 的轨迹是以 A , B 为焦点的椭圆,除去直线 AB 上
的点.∵2 a =10,2 c =8,∴ b =3.∴顶点 C 的轨迹方程是 + =
1( y ≠0).
+ =1( y ≠0)
2. (2024·潍坊月考)已知 P 是圆 O : x2+ y2=4上一动点,点 P 在 x 轴
上的射影是点 D ,点 M 满足 = ,则动点 M 的轨迹方程
为 .
解析:设 M ( x , y ), P ( x1, y1),则 D ( x1,0),由 =
,得( x - x1, y )= (0, y1),即 x1= x , y1=2 y ,因为点
P 在圆 x2+ y2=4上,所以 x2+4 y2=4,故动点 M 的轨迹方程为 +
y2=1.
+ y2=1
题型二 椭圆中的焦点三角形问题
【例2】 已知 P 为椭圆 + =1上一点, F1, F2是椭圆的焦点,∠
F1 PF2=60°,求△ F1 PF2的面积.
解:由已知得 c =3,所以| F1 F2|=6.
在△ PF1 F2中,| F1 F2|2=| PF1|2+| PF2|2-2| PF1|·|
PF2|· cos 60°.
即36=| PF1|2+| PF2|2-| PF1|·| PF2|. ①
由椭圆的定义得| PF1|+| PF2|=4 .
即48=| PF1|2+| PF2|2+2| PF1|·| PF2|. ②
由①②得| PF1|·| PF2|=4,
所以 = | PF1|·| PF2|· sin 60°= .
【母题探究】
(变条件)若将本例中“∠ F1 PF2=60°”改为“∠ F1 PF2=
90°”,求△ F1 PF2的面积.
解:由椭圆 + =1知| PF1|+| PF2|=4 ,
| F1 F2|=6,因为∠ F1 PF2=90°,
所以| PF1|2+| PF2|2=| F1 F2|2=36.
所以| PF1|·| PF2|=6,
所以 = | PF1|·| PF2|=3.
通性通法
1. 椭圆上的点 P ( x0, y0)(点 P 不在 x 轴上)与两焦点 F1, F2构成
的△ PF1 F2称为焦点三角形,解关于焦点三角形的问题时要充分利
用椭圆的定义、正弦定理、余弦定理等知识.
2. 焦点三角形的常用公式
(1)焦点三角形的周长 L =2 a +2 c ;
(2)在△ PF1 F2中,由余弦定理可得| F1 F2|2=| PF1|2+|
PF2|2-2| PF1|| PF2| cos θ(θ=∠ F1 PF2);
(3)焦点三角形的面积 = | PF1|| PF2| sin θ(θ=∠
F1 PF2).
【跟踪训练】
(2024·常州月考)设 F1, F2分别是椭圆 + =1的左、右焦点,
P 是椭圆上一点,且| PF1|∶| PF2|=4∶3,则∠ F1 PF2
= .
解析:因为| PF1|∶| PF2|=4∶3,所以可设| PF1|=4 k ,|
PF2|=3 k .由题意可知3 k +4 k =2 a =14,所以 k =2,所以| PF1|
=8,| PF2|=6,因为| F1 F2|=10,| PF1|2+| PF2|2=102
=| F1 F2|2,所以∠ F1 PF2=90°.
90°
1. 已知 F1, F2为两定点,| F1 F2|=4,动点 M 满足| MF1|+|
MF2|=6,则动点 M 的轨迹是( )
A. 椭圆 B. 直线
C. 圆 D. 线段
解析: 因为| MF1|+| MF2|=6>| F1 F2|,所以动点 M 的
轨迹是椭圆.故选A.
解析:设点 B 的坐标为( x , y ).∵ a + c =2 b ,即| BC |+|
BA |=2| AC |,∴| BC |+| BA |=4.根据椭圆的定义易知,
点 B 的轨迹方程为 + =1( x ≠±2).
+ =1( x ≠±2)
3. 已知椭圆 + =1的左、右焦点分别为 F1, F2,点 P 在椭圆上.
若| PF1|=4,则| PF2|= ,∠ F1 PF2的大小为 .
解析:∵| PF1|+| PF2|=2 a =6,∴| PF2|
=6-| PF1|=2.在△ F1 PF2中,由余弦定理得
cos ∠ F1 PF2= = =- ,∴∠ F1 PF2=120°.
2
120°
4. 若线段 AB 的两个端点分别在 x 轴, y 轴上滑动,| AB |=6,点 M
是线段 AB 上一点,且| AM |=2,求动点 M 的轨迹方程.
解:设 M ( x , y ), A ( xA ,0), B (0, yB ).
如图,由| AB |=6,| AM |=2,得 = ,
则( x - xA , y )= (- xA , yB ),即
又 + =36,则动点 M 的轨迹方程为 + =1.
知能演练·扣课标
02
课后巩固 核心素养落地
1. 在△ ABC 中, B (-2,0), C (2,0),| AB |+| AC |=6,
则顶点 A 的轨迹方程是( )
解析: 在△ ABC 中, B (-2,0), C (2,0),| AB |+|
AC |=6>| BC |=4,则顶点 A 的轨迹满足椭圆的定义, a =3,
c =2, b = ,所以顶点 A 的轨迹方程是 + =1( x ≠±3).
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2. 椭圆 + =1与 y 轴的交点为 P ,两个焦点为 F1, F2,则△ PF1 F2
的面积为( )
A. 6 B. 8
C. 10 D. 12
解析: 由椭圆 + =1可得 a =5, b =4,所以 c =
= =3,令 x =0可得 y =±4,所以 P (0,±4),所以△
PF1 F2的面积为 ×| yP |×| F1 F2|= ×4×6=12,故选D.
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3. (2024·厦门月考)已知圆 x2+ y2=1,从这个圆上任意一点 P 向 y 轴
作垂线,垂足为P',则PP'的中点 M 的轨迹方程是( )
A. 4 x2+ y2=1
解析: 设点 M 的坐标为( x , y ),点 P 的坐标为( x0, y0),
则 x = , y = y0.∵点 P ( x0, y0)在圆 x2+ y2=1上,∴ + =
1,将 x0=2 x , y0= y 代入,得4 x2+ y2=1.
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4. 已知椭圆 + =1的左、右焦点分别为 F1, F2,过点 F1的直线 l
交椭圆于 A , B 两点,则△ ABF2的周长是( )
A. 12 B. 14
C. 16 D. 18
解析: 由椭圆定义知,| AF1|+| AF2|=| BF1|+|
BF2|=2 a =8,故△ ABF2的周长为| AB |+| AF2|+| BF2|
=| AF1|+| BF1|+| AF2|+| BF2|=16.
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5. (2024·日照质检)点 F 是椭圆 + =1的一个焦点,点 P 在椭圆
上,线段 PF 的中点为 N ,且| ON |=2( O 为坐标原点),则线
段 PF 的长为( )
A. 2 B. 3
解析: 如图所示,不妨设 F 为左焦点, F1为右焦
点,连接 PF1.∵ N 为 PF 的中点,且| ON |=2,
∴| PF1|=4.由椭圆方程可知,2 a =6,根据椭圆
定义有| PF |+| PF1|=2 a =6,∴| PF |=2.
故选A.
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6. (多选)已知点 F1, F2为椭圆 C 的两个焦点,椭圆 C 上存在点 P ,
使得∠ F1 PF2=90°,则椭圆 C 的方程可以是( )
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解析: 结合选项可设椭圆方程为 + =1( a > b >0),
并设椭圆与 y 轴正半轴的交点为 B . 若椭圆 C 上存在点 P ,使得∠ F1
PF2=90°,则需∠ F1 BF2≥90°,∴| BF1|2+| BF2|2≤| F1 F2|
2,即 a2+ a2≤4 c2.又 c2= a2- b2,∴ a2≥2 b2,检验可得选项A、
C、D满足.故选A、C、D.
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7. (2024·宁波月考)设 P 为椭圆 C : + =1上的点, F1, F2分别
为椭圆 C 的左、右焦点,且| PF1|-| PF2|= ,则
= .
解析:由椭圆方程,知 a =4.因为 P 为椭圆上的点,所以| PF1|
+| PF2|=2 a =8.又因为| PF1|-| PF2|= ,所以| PF1|
= ,| PF2|= =2.
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8. 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
为 .
解析:设顶点 A 的坐标为( x , y ),则 kAB = ( x ≠0), kAC =
( x ≠0).依题意得 · =- ( x ≠0),化简可得顶点 A
的轨迹方程为 + =1( x ≠0).
+ =1( x ≠0)
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9. 已知椭圆 + =1的左、右焦点分别为 F1, F2,若在椭圆上存
在点 P 使得 PF1⊥ PF2,且△ PF1 F2的面积是2,则 a = .
解析:根据椭圆定义知| PF1|+| PF2|=2 a ,由 PF1⊥ PF2,得
△ PF1 F2为直角三角形,∴| PF1|2+| PF2|2=(2 c )2,又∵△
PF1 F2的面积为2,∴ ·| PF1|·| PF2|=2,则| PF1|·| PF2|
=4,∴(2 a )2=(| PF1|+| PF2|)2=| PF1|2+| PF2|2
+2| PF1|·| PF2|=4 c2+8,可得 a2- c2=2= b2,由 +
=1可得 b2= a2-4,∴ a2-4=2,解得 a = .
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10. 如图,已知 A , B 是两定点,且| AB |=2.动点 M 到点 A 的距离
是4,线段 MB 的垂直平分线 l 交 MA 于点 P ,若以 AB 所在直线为 x
轴, AB 的垂直平分线为 y 轴,求当 M 变化时,动点 P 的轨迹方程.
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解:设 M ( x , y ),因为线段 MB 的垂直平分线 l 交 MA 于点 P ,
所以| PB |=| PM |,
即有| PA |+| PB |=| PA |+| PM |=| AM |=4>|
AB |,所以点 P 的轨迹是以 A , B 为焦点,焦距为2,长轴长为4
的椭圆,则2 a =4,2 c =2, b2= a2- c2=3,故动点 P 的轨迹方程
为 + =1.
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11. 已知椭圆 C 上任意一点 P ( x , y )都满足关系式
+ =4,则椭圆 C 的标准方程
为( )
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解析: 由题可知椭圆 C 的焦点在 x 轴上,其坐标分别为(1,
0),(-1,0),2 a =4,故 a =2, c =1, b2=3,所以椭圆 C
的标准方程为 + =1,故选B.
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12. (多选)已知 F1, F2分别是椭圆 C : + =1的左、右焦点, P
为异于椭圆 C 与 x 轴的两个交点的动点,则下列结论正确的是
( )
A. △ PF1 F2的周长为10
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解析: 由椭圆 C : + =1的方程可得 a =3, b = , c
=2,△ PF1 F2的周长为2 a +2 c =10,故A正确;当点 P 位于 y 轴
与椭圆 C 的交点时,△ PF1 F2的面积最大,最大值为 ×2 c × b =2
,故B正确;当∠ F1 PF2=60°时,由余弦定理可得| PF1|2+| PF2|2-| PF1|·| PF2|=16,所以(| PF1|+| PF2|)2-3| PF1|·| PF2|=16,所以(2 a )2-3| PF1|·| PF2|=16,可得| PF1|·| PF2|= ,所以△ PF1 F2的面积为 | PF1|·| PF2|· sin 60°= ,故C错误;设 P ( x0, y0),则 + =1,由 · =0可得 + =4,从而 =- = ,不成立,故D错误.故选A、B.
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13. 已知点 M 是椭圆 + =1上的动点,作 MD ⊥ x 轴,垂足为 D . 点
P 在线段 MD 上,且 = ,当点 M 运动时,点 P 的轨迹方程
为 .
解析:设 P ( x , y ), M ( x0, y0),∴ + =1.∵ MD ⊥ x
轴, P 在 MD 上且 = ,∴∴∴ +
=1,即点 P 的轨迹方程为 x2+ y2=4.
x2+ y2=4
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14. (2024·汕头月考)已知椭圆 M 与椭圆 N : + =1有相同的焦
点,且椭圆 M 过点(-1, ).
(1)求椭圆 M 的标准方程;
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5 b4+11 b2-16=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
△ PF1 F2的面积为1,求点 P 的坐标.
解: 由(1)知 F1(-2,0), F2(2,0),
设 P ( x0, y0),则△ PF1 F2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( ),(- ),( ,- ),(- ,- ).
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15. 设 P 是椭圆 + =1上一点, M , N 分别是圆 A :( x +4)2+
y2=1和圆 B :( x -4)2+ y2=1上的点,则| PM |+| PN |的
最小值、最大值分别为( )
A. 9,12 B. 8,11
C. 8,12 D. 10,12
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解析: 如图,由椭圆及圆的方程可知两圆
圆心分别为椭圆的两个焦点,由椭圆的定义
知| PA |+| PB |=2 a =10,连接 PA ,
PB ,分别与左、右两圆相交于 M , N 两点,设 r 为两圆的半径,此时| PM |+| PN |最小,最小值为| PA |+| PB |-2 r =8.延长 PA , PB ,分别与左、右两圆相交于M',N'两点,此时| PM |+| PN |最大,最大值为| PA |+| PB |+2 r =12,即最小值和最大值分别为8,12.
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16. 已知椭圆 E : + =1( a > b >0)的左、右焦点分别为 F1,
F2,点 P 在椭圆 E 上,∠ F1 PF2=2θ.
(1)求△ F1 PF2的面积 S ;
解: 如图所示,由椭圆的定义,可
得| PF1|+| PF2|=2 a .
由余弦定理,可得| F1 F2|2=| PF1|2
+| PF2|2-2·| PF1|·| PF2|· cos 2θ=
(| PF1|+| PF2|)2-2·| PF1|·| PF2|-2·| PF1|·| PF2|· cos 2θ=4 a2-2| PF1|·| PF2|·(1+ cos 2θ)=4 c2,
∴| PF1|·| PF2|= .
∴ S = | PF1|·| PF2|· sin 2θ= · · sin 2θ= · b2= b2·tan θ.
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(2)研究∠ F1 PF2的变化规律.
解: ∵2θ为△ PF1 F2的内角,∴2θ∈(0,π),即θ∈
(0, ).
令点 P 由点 A 向点 B 运动,则△ PF1 F2的边 F1 F2不变,但 F1
F2上的高在逐渐增大,故 S 逐渐变大,从而tan θ逐渐变大,
由θ∈(0, )可知,θ也逐渐变大.由此可见,点 P 的纵坐
标的绝对值越大,2θ也越大,当点 P 与点 B 重合时,∠ F1
PF2达到最大值.
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