(浙江專用)2021版新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第九章 平面解析幾何 5 第5講 橢圓教學(xué)案
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1、第5講 橢 圓 1.橢圓的定義 條件 結(jié)論1 結(jié)論2 平面內(nèi)的動(dòng)點(diǎn)M與平面內(nèi)的兩個(gè)定點(diǎn)F1,F(xiàn)2 M點(diǎn)的 軌跡為 橢圓 F1、F2為橢圓的焦點(diǎn) |F1F2|為橢圓的焦距 |MF1|+|MF2|=2a 2a>|F1F2| 2.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≤y≤b -b≤x≤b -a≤y≤a 對(duì)稱性 對(duì)稱軸:x軸、y軸 對(duì)稱中心:(0,0) 頂點(diǎn) A1(-a,0),A2(a,0) B1(0,-b),B2(0,b) A1(0,-a),A2(0
2、,a) B1(-b,0),B2(b,0) 軸 長(zhǎng)軸A1A2的長(zhǎng)為2a 短軸B1B2的長(zhǎng)為2b 焦距 |F1F2|=2c 離心率 e=,e∈(0,1) a,b,c的關(guān)系 c2=a2-b2 3.點(diǎn)與橢圓的位置關(guān)系 已知點(diǎn)P(x0,y0),橢圓+=1(a>b>0),則 (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. 4.橢圓中四個(gè)常用結(jié)論 (1)P是橢圓上一點(diǎn),F(xiàn)為橢圓的焦點(diǎn),則|PF|∈[a-c,a+c],即橢圓上的點(diǎn)到焦點(diǎn)距離的最大值為a+c,最小值為a-c. (2)橢圓的通徑
3、(過焦點(diǎn)且垂直于長(zhǎng)軸的弦)長(zhǎng)為,通徑是最短的焦點(diǎn)弦. (3)P是橢圓上不同于長(zhǎng)軸兩端點(diǎn)的任意一點(diǎn),F(xiàn)1,F(xiàn)2為橢圓的兩焦點(diǎn),則△PF1F2的周長(zhǎng)為2(a+c). (4)設(shè)P,A,B是橢圓上不同的三點(diǎn),其中A,B關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,直線PA,PB斜率存在且不為0,則直線PA與PB的斜率之積為定值-. [疑誤辨析] 判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”) (1)平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)F1,F(xiàn)2的距離之和等于常數(shù)的點(diǎn)的軌跡是橢圓.( ) (2)橢圓的離心率e越大,橢圓就越圓.( ) (3)橢圓既是軸對(duì)稱圖形,又是中心對(duì)稱圖形.( ) (4)方程mx2+ny2=1(m>0,n>0,m
4、≠n)表示的曲線是橢圓.( ) (5)+=1(a>b>0)與+=1(a>b>0)的焦距相同.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ [教材衍化] 1.(選修2-1P40例1改編)若F1(-3,0),F(xiàn)2(3,0),點(diǎn)P到F1,F(xiàn)2距離之和為10,則P點(diǎn)的軌跡方程是( ) A.+=1 B.+=1 C.+=1 D.+=1或+=1 解析:選A.設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),因?yàn)閨PF1|+|PF2|=10>|F1F2|=6,所以點(diǎn)P的軌跡是以F1,F(xiàn)2為焦點(diǎn)的橢圓,其中a=5,c=3,b==4,故點(diǎn)P的軌跡方程為+=1.故選A. 2.(選修2
5、-1P49A組T6改編)設(shè)橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,過點(diǎn)F2作橢圓長(zhǎng)軸的垂線交橢圓于點(diǎn)P,若△F1PF2為等腰直角三角形,則橢圓的離心率是( )
A. B.
C.2- D.-1
解析:選D.設(shè)橢圓方程為+=1,依題意,顯然有|PF2|=|F1F2|,則=2c,即=2c,即e2+2e-1=0,又0 6、:由題意知|MF1|+|MF2|=18,但|F1F2|=18,即|MF1|+|MF2|=|F1F2|,所以點(diǎn)M的軌跡是一條線段.
答案:線段F1F2
2.橢圓+=1的焦距為4,則m=________.
解析:當(dāng)焦點(diǎn)在x軸上時(shí),10-m>m-2>0,10-m-(m-2)=4,所以m=4.當(dāng)焦點(diǎn)在y軸上時(shí),m-2>10-m>0,m-2-(10-m)=4,所以m=8.所以m=4或8.
答案:4或8
3.已知點(diǎn)P是橢圓+=1上y軸右側(cè)的一點(diǎn),且以點(diǎn)P及焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2為頂點(diǎn)的三角形的面積等于1,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為________.
解析:設(shè)P(x,y),由題意知c2=a2-b2=5-4=1,所以 7、c=1,則F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0).由題意可得點(diǎn)P到x軸的距離為1,所以y=±1,把y=±1代入+=1,得x=±,又x>0,所以x=,所以P點(diǎn)坐標(biāo)為或.
答案:或
橢圓的定義及應(yīng)用
(1)(2019·高考浙江卷)已知橢圓+=1的左焦點(diǎn)為F,點(diǎn)P在橢圓上且在x軸的上方.若線段PF的中點(diǎn)在以原點(diǎn)O為圓心,|OF|為半徑的圓上,則直線PF的斜率是________.
(2)(2020·杭州模擬)已知F1、F2是橢圓C:+=1(a>b>0)的兩個(gè)焦點(diǎn),P為橢圓C上的一點(diǎn),且PF1⊥PF2,若△PF1F2的面積為9,則b=________.
【解析】 (1)如圖,取 8、PF的中點(diǎn)M,連接OM,由題意知|OM|=|OF|=2,設(shè)橢圓的右焦點(diǎn)為F1,連接PF1.在△PFF1中,OM為中位線,所以|PF1|=4,由橢圓的定義知|PF|+|PF1|=6,所以|PF|=2,因?yàn)镸為PF的中點(diǎn),所以|MF|=1.在等腰三角形OMF中,過O作OH⊥MF于點(diǎn)H,所以|OH|==,所以kPF=tan∠HFO==.
(2)設(shè)|PF1|=r1,|PF2|=r2,則
所以2r1r2=(r1+r2)2-(r+r)=4a2-4c2=4b2,
所以S△PF1F2=r1r2=b2=9,所以b=3.
【答案】 (1) (2)3
(變條件)本例(2)中增加條件“△PF1F2的周 9、長(zhǎng)為18”,其他條件不變,求該橢圓的方程.
解:由原題得b2=a2-c2=9,
又2a+2c=18,所以a-c=1,解得a=5,
故橢圓的方程為+=1.
(1)橢圓定義的應(yīng)用范圍
①確認(rèn)平面內(nèi)與兩定點(diǎn)有關(guān)的軌跡是否為橢圓.
②解決與焦點(diǎn)有關(guān)的距離問題.
(2)焦點(diǎn)三角形的結(jié)論
橢圓上的點(diǎn)P(x0,y0)與兩焦點(diǎn)構(gòu)成的△PF1F2叫作焦點(diǎn)三角形.如圖所示,設(shè)∠F1PF2=θ.
①|(zhì)PF1|+|PF2|=2a.
②4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos θ.
③焦點(diǎn)三角形的周長(zhǎng)為2(a+c).
④S△PF1F2=|PF1||PF2|·sin θ 10、=b2·=b2tan =c|y0|,當(dāng)|y0|=b,即P為短軸端點(diǎn)時(shí),S△PF1F2取最大值,為bc.
1.(2020·溫州模擬)設(shè)F1,F(xiàn)2是橢圓+=1的兩個(gè)焦點(diǎn),P是橢圓上的一點(diǎn),且|PF1|∶|PF2|=2∶1,則△PF1F2的面積為( )
A.4 B.6
C.2 D.4
解析:選A.因?yàn)辄c(diǎn)P在橢圓上,所以|PF1|+|PF2|=6,又因?yàn)閨PF1|∶|PF2|=2∶1,所以|PF1|=4,|PF2|=2,又易知|F1F2|=2,顯然|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,故△PF1F2為直角三角形,所以△PF1F2的面積為×2×4=4.故 11、選A.
2.已知兩圓C1:(x-4)2+y2=169,C2:(x+4)2+y2=9,動(dòng)圓在圓C1內(nèi)部且和圓C1相內(nèi)切,和圓C2相外切,則動(dòng)圓圓心M的軌跡方程為________.
解析:設(shè)動(dòng)圓M的半徑為r,則|MC1|+|MC2|=(13-r)+(3+r)=16,又|C1C2|=8<16,所以動(dòng)圓圓心M的軌跡是以C1、C2為焦點(diǎn)的橢圓,且2a=16,2c=8,則a=8,c=4,所以b2=48,又焦點(diǎn)C1、C2在x軸上,故所求的軌跡方程為+=1.
答案:+=1
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
(1)(2020·金麗衢十二校聯(lián)考)已知橢圓的中心在原點(diǎn),離心率e=,且它的一個(gè)焦點(diǎn)與拋物線y 12、2=-4x的焦點(diǎn)重合,則此橢圓方程為( )
A.+=1 B.+=1
C.+y2=1 D.+y2=1
(2)設(shè)F1,F(xiàn)2分別是橢圓E:x2+=1(0b>0),由已知可得拋物線的焦點(diǎn)為(-1,0),所以c=1,又離心率e==,解得a=2,b2=a2-c2=3,所以橢圓方程為+=1.
(2)不妨設(shè)點(diǎn)A在第一象限,如圖所示.因?yàn)锳F2⊥x軸,所以|AF2|=b2.
因?yàn)閨AF1|=3| 13、BF1|,
所以B.
將B點(diǎn)代入橢圓方程,
得+=1,所以c2+=1.
又因?yàn)閎2+c2=1,所以
故所求的方程為x2+=1.
【答案】 (1)A (2)x2+=1
1.已知橢圓的中心在原點(diǎn),以坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸,且經(jīng)過兩點(diǎn)P1(,1),P2(-,-),則該橢圓的方程為________.
解析:設(shè)橢圓方程為mx2+ny2=1(m>0,n>0,且m≠n).因?yàn)闄E圓經(jīng)過P1,P2兩點(diǎn),所以P1,P2點(diǎn)坐標(biāo)適合橢圓方程,則
①②兩式聯(lián)立,解得
所以所求橢圓方程為+=1.
答案:+=1
2.已知橢圓C1:+y2=1,橢圓C2以C1的長(zhǎng)軸為短軸,且與C1有相同的離心率 14、,則橢圓C2的方程為________.
解析:法一:(待定系數(shù)法)由已知可設(shè)橢圓C2的方程為+=1(a>2),其離心率為,故=,
解得a=4,故橢圓C2的方程為+=1.
法二:(橢圓系法)因橢圓C2與C1有相同的離心率,且焦點(diǎn)在y軸上,故設(shè)C2:+x2=k(k>0),即+=1.
又2=2×2,故k=4,故C2的方程為+=1.
答案:+=1
3.與橢圓+=1有相同離心率且經(jīng)過點(diǎn)(2,-)的橢圓的方程為________________.
解析:法一:(待定系數(shù)法)
因?yàn)閑=====,若焦點(diǎn)在x軸上,設(shè)所求橢圓方程為+=1(m>n>0),
則1-=.從而=,=.
又+=1,所以m 15、2=8,n2=6.
所以方程為+=1.
若焦點(diǎn)在y軸上,設(shè)方程為+=1(h>k>0),則+=1,且=,解得h2=,k2=.
故所求方程為+=1.
法二:(橢圓系法)
若焦點(diǎn)在x軸上,設(shè)所求橢圓方程為+=t(t>0),將點(diǎn) (2,-)代入,得t=+=2.故所求方程為+=1.
若焦點(diǎn)在y軸上,設(shè)方程為+=λ(λ>0),
代入點(diǎn)(2,-),得λ=,故所求方程為+=1.
答案:+=1或+=1
橢圓的幾何性質(zhì)(高頻考點(diǎn))
橢圓的幾何性質(zhì)是高考的熱點(diǎn),高考中多以小題出現(xiàn),試題難度一般較大.主要命題角度有:
(1)由橢圓的方程研究其性質(zhì);
(2)求橢圓離心率的值(范圍 16、);
(3)由橢圓的性質(zhì)求參數(shù)的值(范圍);
(4)橢圓性質(zhì)的應(yīng)用.
角度一 由橢圓的方程研究其性質(zhì)
已知橢圓+=1(a>b>0)的一個(gè)焦點(diǎn)是圓x2+y2-6x+8=0的圓心,且短軸長(zhǎng)為8,則橢圓的左頂點(diǎn)為( )
A.(-3,0) B.(-4,0)
C.(-10,0) D.(-5,0)
【解析】 因?yàn)閳A的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-3)2+y2=1,
所以圓心坐標(biāo)為(3,0),所以c=3.又b=4,
所以a==5.
因?yàn)闄E圓的焦點(diǎn)在x軸上,
所以橢圓的左頂點(diǎn)為(-5,0).
【答案】 D
角度二 求橢圓離心率的值(范圍)
(1)(2020·麗水模擬)橢圓C的兩個(gè)焦 17、點(diǎn)分別是F1,F(xiàn)2,若C上的點(diǎn)P滿足|PF1|=|F1F2|,則橢圓C的離心率e的取值范圍是( )
A.e≤ B.e≥
C.≤e≤ D.0 18、F的中點(diǎn),且OM⊥FQ,
又O為線段F1F的中點(diǎn),
所以F1Q∥OM,
所以F1Q⊥QF,|F1Q|=2|OM|.
在Rt△MOF中,tan∠MOF==,|OF|=c,
可解得|OM|=,|MF|=,
故|QF|=2|MF|=,|QF1|=2|OM|=.
由橢圓的定義得|QF|+|QF1|=+=2a,
整理得b=c,所以a==c,
故e==.
【答案】 (1)C (2)
角度三 由橢圓的性質(zhì)求參數(shù)的值(范圍)
已知橢圓mx2+4y2=1的離心率為,則實(shí)數(shù)m等于( )
A.2 B.2或
C.2或6 D.2或8
【解析】 顯然m>0且m≠4,當(dāng)0 19、,橢圓長(zhǎng)軸在x軸上,則=,解得m=2;當(dāng)m>4時(shí),橢圓長(zhǎng)軸在y軸上,則=,解得m=8.
【答案】 D
角度四 橢圓性質(zhì)的應(yīng)用
(2020·嘉興質(zhì)檢)如圖,焦點(diǎn)在x軸上的橢圓+=1的離心率e=,F(xiàn),A分別是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)和頂點(diǎn),P是橢圓上任意一點(diǎn),則·的最大值為________.
【解析】 設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0).
由題意知a=2,
因?yàn)閑==,所以c=1,b2=a2-c2=3.
故所求橢圓方程為+=1.
所以-2≤x0≤2,-≤y0≤.
因?yàn)镕(-1,0),A(2,0),
=(-1-x0,-y0),=(2-x0,-y0),
所以·=x-x0-2+y=x-x0+1=( 20、x0-2)2.即當(dāng)x0=-2時(shí),·取得最大值4.
【答案】 4
(1)求橢圓離心率的方法
①直接求出a,c的值,利用離心率公式e==直接求解.
②列出含有a,b,c的齊次方程(或不等式),借助于b2=a2-c2消去b,轉(zhuǎn)化為含有e的方程(或不等式)求解.
(2)利用橢圓幾何性質(zhì)求值或范圍的思路
①將所求問題用橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)表示,利用坐標(biāo)范圍構(gòu)造函數(shù)或不等關(guān)系.
②將所求范圍用a,b,c表示,利用a,b,c自身的范圍、關(guān)系求范圍.
1.已知正數(shù)m是2和8的等比中項(xiàng),則圓錐曲線x2+=1的焦點(diǎn)坐標(biāo)為( )
A.(±,0)
B.(0,±)
C.(±,0)或(±,0 21、)
D.(0,±)或(±,0)
解析:選B.因?yàn)檎龜?shù)m是2和8的等比中項(xiàng),所以m2=16,即m=4,所以橢圓x2+=1的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(0,±),故選B.
2.已知橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右頂點(diǎn)分別為A1,A2,且以線段A1A2為直徑的圓與直線bx-ay+2ab=0相切,則C的離心率為( )
A. B.
C. D.
解析:選A.以線段A1A2為直徑的圓的方程為x2+y2=a2,由原點(diǎn)到直線bx-ay+2ab=0的距離d==a,得a2=3b2,所以C的離心率e==,選A.
3.橢圓+y2=1上到點(diǎn)C(1,0)的距離最小的點(diǎn)P的坐標(biāo)為________.
解析:設(shè)點(diǎn)P 22、(x,y),則
|PC|2=(x-1)2+y2=(x-1)2+
=x2-2x+2=+.
因?yàn)椋?≤x≤2,所以當(dāng)x=時(shí),|PC|min=,
此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為或.
答案:或
[基礎(chǔ)題組練]
1.已知橢圓+=1的焦點(diǎn)在x軸上,焦距為4,則m等于( )
A.8 B.7
C.6 D.5
解析:選A.因?yàn)闄E圓+=1的焦點(diǎn)在x軸上.
所以解得6 23、D.+=1或+=1
解析:選B.因?yàn)閍=4,e=,所以c=3,所以b2=a2-c2=16-9=7.因?yàn)榻裹c(diǎn)的位置不確定,
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是+=1或+=1.
3.橢圓的焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,過F1的最短弦PQ的長(zhǎng)為10,△PF2Q的周長(zhǎng)為36,則此橢圓的離心率為( )
A. B.
C. D.
解析:選C.PQ為過F1垂直于x軸的弦,則Q,△PF2Q的周長(zhǎng)為36.
所以4a=36,a=9.
由已知=5,即=5.
又a=9,解得c=6,解得=,即e=.
4.(2020·杭州地區(qū)七校聯(lián)考)以橢圓上一點(diǎn)和兩個(gè)焦點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的面積的最大值為1,則橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)的最小值為( 24、)
A.1 B.
C.2 D.2
解析:選D.設(shè)a,b,c分別為橢圓的長(zhǎng)半軸長(zhǎng),短半軸長(zhǎng),半焦距,依題意知,當(dāng)三角形的高為b時(shí)面積最大,所以×2cb=1,bc=1,而2a=2≥2=2(當(dāng)且僅當(dāng)b=c=1時(shí)取等號(hào)),故選D.
5.(2020·富陽二中高三調(diào)研)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知△ABC頂點(diǎn)A(-4,0)和C(4,0),頂點(diǎn)B在橢圓+=1上,則=( )
A. B.
C. D.
解析:選D.橢圓+=1中,a=5,b=3,c=4,
故A(-4,0)和C(4,0)是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),
所以|AB|+|BC|=2a=10,|AC|=8,由正弦定理得
===. 25、
6.若橢圓+=1(a>b>0)和圓x2+y2=(c為橢圓的半焦距)有四個(gè)不同的交點(diǎn),則橢圓的離心率e的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
解析:選A.因?yàn)闄E圓+=1(a>b>0)和圓x2+y2=(c為橢圓的半焦距)的中心都在原點(diǎn),
且它們有四個(gè)交點(diǎn),
所以圓的半徑,
由+c>b,得2c>b,再平方,4c2>b2,
在橢圓中,a2=b2+c2<5c2,
所以e=>;
由+c<a,得b+2c<2a,
再平方,b2+4c2+4bc<4a2,
所以3c2+4bc<3a2,
所以4bc<3b2,所以4c<3b,
所以16c2<9b2,所以16c2<9a2-9 26、c2,
所以9a2>25c2,所以<,所以e<.
綜上所述,<e<.
7.(2020·義烏模擬)若橢圓+=1(a>b>0)的離心率為,短軸長(zhǎng)為4,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為________.
解析:由題意可知e==,2b=4,得b=2,
所以解得
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1.
答案:+=1
8.(2020·義烏模擬)已知圓(x-2)2+y2=1經(jīng)過橢圓+=1(a>b>0)的一個(gè)頂點(diǎn)和一個(gè)焦點(diǎn),則此橢圓的離心率e=________.
解析:圓(x-2)2+y2=1經(jīng)過橢圓+=1(a>b>0)的一個(gè)頂點(diǎn)和一個(gè)焦點(diǎn),故橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)為F(1,0),一個(gè)頂點(diǎn)為A(3,0),所以c=1,a=3 27、,因此橢圓的離心率為.
答案:
9.(2020·瑞安四校聯(lián)考)橢圓+=1(a為定值,且a>)的左焦點(diǎn)為F,直線x=m與橢圓相交于點(diǎn)A,B.若△FAB的周長(zhǎng)的最大值是12,則該橢圓的離心率是________.
解析:設(shè)橢圓的右焦點(diǎn)為F′,如圖,由橢圓定義知,|AF|+|AF′|=|BF|+|BF′|=2a.
又△FAB的周長(zhǎng)為|AF|+|BF|+|AB|≤|AF|+|BF|+|AF′|+|BF′|=4a,
當(dāng)且僅當(dāng)AB過右焦點(diǎn)F′時(shí)等號(hào)成立.
此時(shí)周長(zhǎng)最大,即4a=12,則a=3.故橢圓方程為+=1,
所以c=2,所以e==.
答案:
10.已知F1,F(xiàn)2分別是橢圓E:+=1( 28、a>b>0)的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)在橢圓上,且點(diǎn)(-1,0)到直線PF2的距離為,其中點(diǎn)P(-1,-4),則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為________.
解析:設(shè)F2的坐標(biāo)為(c,0)(c>0),則kPF2=,故直線PF2的方程為y=(x-c),即x-y-=0,點(diǎn)(-1,0)到直線PF2的距離d===,即=4,
解得c=1或c=-3(舍去),所以a2-b2=1.①
又點(diǎn)在橢圓E上, 所以+=1,②
由①②可得所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+y2=1.
答案:+y2=1
11.已知點(diǎn)P在以坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸的橢圓上,且P到兩焦點(diǎn)的距離分別為5,3,過P且與長(zhǎng)軸垂直的直線恰過橢圓的一個(gè)焦點(diǎn).求該橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
29、解:由于焦點(diǎn)的位置不確定,所以設(shè)所求的橢圓方程為+=1(a>b>0)或+=1(a>b>0),
由已知條件得
解得a=4,c=2,所以b2=12.
故橢圓方程為+=1或+=1.
12.已知橢圓+=1(a>b>0),F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),A為橢圓的上頂點(diǎn),直線AF2交橢圓于另一點(diǎn)B.
(1)若∠F1AB=90°,求橢圓的離心率;
(2)若=2,·=,求橢圓的方程.
解:(1)若∠F1AB=90°,則△AOF2為等腰直角三角形,所以有OA=OF2,即b=c.所以a=c,e==.
(2)由題知A(0,b),F(xiàn)1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),其中c=,設(shè)B(x,y).由=2, 30、得(c,-b)=2(x-c,y),解得x=,y=-,即B.將B點(diǎn)坐標(biāo)代入+=1,得+=1,即+=1,解得a2=3c2①.又由·=(-c,-b)·=,得b2-c2=1,即有a2-2c2=1②.由①②解得c2=1,a2=3,從而有b2=2.所以橢圓的方程為+=1.
[綜合題組練]
1.(2020·浙江百校聯(lián)盟聯(lián)考)已知橢圓+=1(a>b>0)的右頂點(diǎn)和上頂點(diǎn)分別為A、B,左焦點(diǎn)為F.以原點(diǎn)O為圓心的圓與直線BF相切,且該圓與y軸的正半軸交于點(diǎn)C,過點(diǎn)C的直線交橢圓于M、N兩點(diǎn).若四邊形FAMN是平行四邊形,則該橢圓的離心率為( )
A. B.
C. D.
解析:選A.因?yàn)閳AO與 31、直線BF相切,所以圓O的半徑為,即|OC|=,因?yàn)樗倪呅蜦AMN是平行四邊形,所以點(diǎn)M的坐標(biāo)為,代入橢圓方程得+=1,所以5e2+2e-3=0,又0 32、F|的最大值為________,最小值為________.
解析:如圖所示,設(shè)橢圓右焦點(diǎn)為F1,則|PF|+|PF1|=6.
所以|PA|+|PF|=|PA|-|PF1|+6.
利用-|AF1|≤|PA|-|PF1|≤|AF1|(當(dāng)P,A,F(xiàn)1共線時(shí)等號(hào)成立).
所以|PA|+|PF|≤6+,|PA|+|PF|≥6-.
故|PA|+|PF|的最大值為6+,最小值為6-.
答案:6+ 6-
4.(2020·富陽市場(chǎng)口中學(xué)高三期中)如圖,已知F1,F(xiàn)2是橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)P在橢圓C上,線段PF2與圓x2+y2=b2相切于點(diǎn)Q,且點(diǎn)Q為線段PF2的中點(diǎn),則橢圓 33、C的離心率為________.
解析:連接OQ,F(xiàn)1P如圖所示,
由切線的性質(zhì),得OQ⊥PF2,
又由點(diǎn)Q為線段PF2的中點(diǎn),O為F1F2的中點(diǎn),
所以O(shè)Q∥F1P,所以PF2⊥PF1,
故|PF2|=2a-2b,
且|PF1|=2b,|F1F2|=2c,
則|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2,
得4c2=4b2+4(a2-2ab+b2),
解得b=a.則c=a,
故橢圓的離心率為.
答案:
5.已知橢圓C:+=1(a>b>0)經(jīng)過點(diǎn)(,1),且離心率為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)M,N是橢圓上的點(diǎn),直線OM與ON(O為坐標(biāo)原點(diǎn))的斜率之積為-.若動(dòng) 34、點(diǎn)P滿足=+2,求點(diǎn)P的軌跡方程.
解:(1)因?yàn)閑=,所以=,
又橢圓C經(jīng)過點(diǎn)(,1),所以+=1,
解得a2=4,b2=2,
所以橢圓C的方程為+=1.
(2)設(shè)P(x,y),M(x1,y1),N(x2,y2),則由=+2得x=x1+2x2,y=y(tǒng)1+2y2,
因?yàn)辄c(diǎn)M,N在橢圓+=1上,
所以x+2y=4,x+2y=4,
故x2+2y2=(x+4x1x2+4x)+2(y+4y1y2+4y)=(x+2y)+4(x+2y)+4(x1x2+2y1y2)=20+4(x1x2+2y1y2).
設(shè)kOM,kON分別為直線OM與ON的斜率,由題意知,
kOM·kON==-,因此x1 35、x2+2y1y2=0,
所以x2+2y2=20,
故點(diǎn)P的軌跡方程是+=1.
6.已知橢圓C的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)O,一個(gè)長(zhǎng)軸端點(diǎn)為(0,2),短軸端點(diǎn)和焦點(diǎn)所組成的四邊形為正方形,直線l與y軸交于點(diǎn)P(0,m),與橢圓C交于相異兩點(diǎn)A,B,且=2.
(1)求橢圓的方程;
(2)求m的取值范圍.
解:(1)由題意知橢圓的焦點(diǎn)在y軸上,可設(shè)橢圓方程為+=1(a>b>0),
由題意知a=2,b=c,又a2=b2+c2,則b=,
所以橢圓的方程為+=1.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由題意知,直線l的斜率存在,設(shè)其方程為y=kx+m,與橢圓方程聯(lián)立,
得
則(2+k2)x2+2mkx+m2-4=0,
Δ=(2mk)2-4(2+k2)(m2-4)>0.
由根與系數(shù)的關(guān)系知,
又由=2,即(-x1,m-y1)=2(x2,y2-m),
得-x1=2x2,故
可得=-2,
整理得(9m2-4)k2=8-2m2,
又9m2-4=0時(shí)不符合題意,所以k2=>0,
解得
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