2023-2024年新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)培優(yōu)教案8.4《橢圓》 (教師版)_第1頁(yè)
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頁(yè)第四節(jié)橢圓核心素養(yǎng)立意下的命題導(dǎo)向1.結(jié)合橢圓的定義,考查應(yīng)用能力,凸顯邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算的核心素養(yǎng).2.結(jié)合橢圓的定義、簡(jiǎn)單的幾何性質(zhì)、幾何圖形,會(huì)求橢圓方程及解與幾何性質(zhì)有關(guān)的問(wèn)題,凸顯數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象的核心素養(yǎng).[理清主干知識(shí)]1.橢圓的定義平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)F1,F(xiàn)2的距離的和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓.這兩個(gè)定點(diǎn)叫做橢圓的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)間的距離叫做橢圓的焦距.集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a,c為常數(shù).(1)若a>c,則集合P為橢圓.(2)若a=c,則集合P為線段.(3)若a<c,則集合P為空集.2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)方程eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=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:坐標(biāo)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,a),B1(﹣b,0),B2(b,0)離心率e=eq\f(c,a),且e∈(0,1)a,b,c的關(guān)系c2=a2﹣b23.常用結(jié)論(1)過(guò)橢圓焦點(diǎn)垂直于長(zhǎng)軸的弦是最短的弦,長(zhǎng)為eq\f(2b2,a),過(guò)焦點(diǎn)最長(zhǎng)弦為長(zhǎng)軸.(2)過(guò)原點(diǎn)最長(zhǎng)弦為長(zhǎng)軸長(zhǎng)2a,最短弦為短軸長(zhǎng)2b.(3)與橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)有共同焦點(diǎn)的橢圓方程為eq\f(x2,a2+λ)+eq\f(y2,b2+λ)=1(λ>﹣b2).(4)焦點(diǎn)三角形:橢圓上的點(diǎn)P(x0,y0)與兩焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2構(gòu)成的△PF1F2叫做焦點(diǎn)三角形.若r1=|PF1|,r2=|PF2|,∠F1PF2=θ,△PF1F2的面積為S,則在橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)中:①當(dāng)r1=r2,即點(diǎn)P為短軸端點(diǎn)時(shí),θ最大;②S=eq\f(1,2)|PF1||PF2|sinθ=c|y0|,當(dāng)|y0|=b,即點(diǎn)P為短軸端點(diǎn)時(shí),S取得最大值,最大值為bc;③△PF1F2的周長(zhǎng)為2(a+c).[澄清盲點(diǎn)誤點(diǎn)]一、關(guān)鍵點(diǎn)練明1.(橢圓的定義)設(shè)P是橢圓eq\f(x2,4)+eq\f(y2,9)=1上的點(diǎn),若F1,F(xiàn)2是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),則eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(PF1))+eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(PF2))=()A.4B.8C.6D.18解析:選C由定義知|PF1|+|PF2|=2a=6.2.(橢圓的離心率)橢圓eq\f(x2,9)+eq\f(y2,4)=1的離心率是()A.eq\f(\r(13),3)B.eq\f(\r(5),3)C.eq\f(2,3)D.eq\f(5,9)解析:選B∵橢圓方程為eq\f(x2,9)+eq\f(y2,4)=1,∴a=3,c=eq\r(a2-b2)=eq\r(9-4)=eq\r(5).∴e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(5),3).故選B.3.(橢圓的方程)已知中心在原點(diǎn)的橢圓C的右焦點(diǎn)為F(1,0),離心率等于eq\f(1,3),則橢圓C的方程是()A.eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1B.eq\f(x2,4)+eq\f(y2,\r(3))=1C.eq\f(x2,4)+eq\f(y2,2)=1D.eq\f(x2,9)+eq\f(y2,8)=1解析:選D依題意,設(shè)橢圓方程為eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),所以eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(c=1,,\f(c,a)=\f(1,3),,c2=a2-b2,))解得a2=9,b2=8.故橢圓C的方程為eq\f(x2,9)+eq\f(y2,8)=1.4.(求參數(shù))橢圓x2+my2=1的焦點(diǎn)在y軸上,長(zhǎng)軸長(zhǎng)是短軸長(zhǎng)的2倍,則m=________.解析:橢圓x2+my2=1可化為x2+eq\f(y2,\f(1,m))=1,因?yàn)槠浣裹c(diǎn)在y軸上,所以a2=eq\f(1,m),b2=1,依題意知eq\r(\f(1,m))=2,解得m=eq\f(1,4).答案:eq\f(1,4)二、易錯(cuò)點(diǎn)練清1.(忽視橢圓定義中2a>|F1F2|)到兩定點(diǎn)F1(﹣2,0)和F2(2,0)的距離之和為4的點(diǎn)的軌跡是()A.橢圓B.線段C.圓D.以上都不對(duì)答案:B2.(忽視對(duì)焦點(diǎn)位置的討論)若橢圓的方程為eq\f(x2,10-a)+eq\f(y2,a-2)=1,且此橢圓的焦距為4,則實(shí)數(shù)a=________.解析:①當(dāng)焦點(diǎn)在x軸上時(shí),10﹣a﹣(a﹣2)=22,解得a=4;②當(dāng)焦點(diǎn)在y軸上時(shí),a﹣2﹣(10﹣a)=22,解得a=8.答案:4或83.(忽視橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)滿足的條件)已知點(diǎn)P是橢圓eq\f(x2,5)+eq\f(y2,4)=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_(kāi)_____________.解析:設(shè)P(x,y),由題意知c2=a2﹣b2=5﹣4=1,所以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eq\f(x2,5)+eq\f(y2,4)=1,得x=±eq\f(\r(15),2),又x>0,所以x=eq\f(\r(15),2),所以P點(diǎn)坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),2),1))或eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),2),-1)).答案:eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),2),1))或eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),2),-1))考點(diǎn)一橢圓定義的應(yīng)用考法(一)利用定義求軌跡方程[例1]已知兩圓C1:(x﹣4)2+y2=169,C2:(x+4)2+y2=9,動(dòng)圓M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()A.eq\f(x2,64)﹣eq\f(y2,48)=1B.eq\f(y2,64)+eq\f(x2,48)=1C.eq\f(x2,48)﹣eq\f(y2,64)=1D.eq\f(x2,64)+eq\f(y2,48)=1[解析]設(shè)圓M的半徑為r,則|MC1|+|MC2|=(13﹣r)+(3+r)=16>8=|C1C2|,所以M的軌跡是以C1,C2為焦點(diǎn)的橢圓,且2a=16,2c=8,故所求的軌跡方程為eq\f(x2,64)+eq\f(y2,48)=1.[答案]D考法(二)求解“焦點(diǎn)三角形”問(wèn)題[例2]橢圓C:eq\f(x2,a2)+y2=1(a>1)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,P為橢圓上異于端點(diǎn)的任意一點(diǎn),PF1,PF2的中點(diǎn)分別為M,N,O為坐標(biāo)原點(diǎn),四邊形OMPN的周長(zhǎng)為2eq\r(3),則△PF1F2的周長(zhǎng)是()A.2(eq\r(2)+eq\r(3))B.4+2eq\r(3)C.eq\r(2)+eq\r(3)D.eq\r(2)+2eq\r(3)[解析]如圖,由于O,M,N分別為F1F2,PF1,PF2的中點(diǎn),所以O(shè)M∥PF2,ON∥PF1,且|OM|=eq\f(1,2)|PF2|,|ON|=eq\f(1,2)|PF1|,所以四邊形OMPN為平行四邊形,所以?OMPN的周長(zhǎng)為2(|OM|+|ON|)=|PF1|+|PF2|=2a=2eq\r(3),所以a=eq\r(3),又知a2=b2+c2,b2=1,所以c2=a2﹣1=2,所以|F1F2|=2c=2eq\r(2),所以△PF1F2的周長(zhǎng)為2a+2c=2eq\r(3)+2eq\r(2)=2(eq\r(2)+eq\r(3)),故選A.[答案]A考法(三)利用定義求最值[例3]設(shè)點(diǎn)P是橢圓C:eq\f(x2,8)+eq\f(y2,4)=1上的動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)為橢圓C的右焦點(diǎn),定點(diǎn)A(2,1),則|PA|+|PF|的取值范圍是______________.[解析]如圖所示,設(shè)F′是橢圓的左焦點(diǎn),連接AF′,PF′,則F′(﹣2,0),∴|AF′|=eq\r(42+12)=eq\r(17).∵|PF|+|PF′|=2a=4eq\r(2),∴|PA|+|PF|=|PA|+2a﹣|PF′|≤2a+|AF′|=4eq\r(2)+eq\r(17),|PA|+|PF|=|PA|+2a﹣|PF′|=2a﹣(|PF′|﹣|PA|)≥2a﹣|AF′|=4eq\r(2)﹣eq\r(17).∴|PA|+|PF|的取值范圍是[4eq\r(2)﹣eq\r(17),4eq\r(2)+eq\r(17)].[答案][4eq\r(2)﹣eq\r(17),4eq\r(2)+eq\r(17)][方法技巧]橢圓定義應(yīng)用的類型及方法求方程通過(guò)對(duì)題設(shè)條件分析、轉(zhuǎn)化后,能夠明確動(dòng)點(diǎn)滿足橢圓的定義,便可直接求解其軌跡方程焦點(diǎn)三角形問(wèn)題利用定義求焦點(diǎn)三角形的周長(zhǎng)和面積.解決焦點(diǎn)三角形問(wèn)題常利用橢圓的定義、正弦定理或余弦定理,其中|PF1|+|PF2|=2a兩邊平方是常用技巧求最值抓住|PF1|與|PF2|之和為定值,可聯(lián)系到利用基本不等式求|PF1|·|PF2|的最值;利用定義|PF1|+|PF2|=2a轉(zhuǎn)化或變形,借助三角形性質(zhì)求最值[針對(duì)訓(xùn)練]1.(多選)(2021·日照模擬)已知P是橢圓eq\f(x2,9)+eq\f(y2,4)=1上一點(diǎn),橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,且cos∠F1PF2=eq\f(1,3),則()A.△PF1F2的周長(zhǎng)為12B.S△PF1F2=2eq\r(2)C.點(diǎn)P到x軸的距離為eq\f(2\r(10),5)D.eq\o(PF1,\s\up7(→))·eq\o(PF2,\s\up7(→))=2解析:選BCD由橢圓方程知a=3,b=2,所以c=eq\r(5),所以|PF1|+|PF2|=6,于是△PF1F2的周長(zhǎng)為2a+2c=6+2eq\r(5),故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;在△PF1F2中,由余弦定理可得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2﹣2|PF1||PF2|cos∠F1PF2=(|PF1|+|PF2|)2﹣2|PF1||PF2|﹣2|PF1|·|PF2|cos∠F1PF2,所以20=36﹣2|PF1|·|PF2|﹣eq\f(2,3)|PF1||PF2|,解得|PF1||PF2|=6,故S△PF1F2=eq\f(1,2)|PF1||PF2|sin∠F1PF2=eq\f(1,2)×6×eq\f(2\r(2),3)=2eq\r(2),故B選項(xiàng)正確;設(shè)點(diǎn)P到x軸的距離為d,則S△PF1F2=eq\f(1,2)|F1F2|·d=eq\f(1,2)×2eq\r(5)d=2eq\r(2),解得d=eq\f(2\r(10),5),故C選項(xiàng)正確;eq\o(PF1,\s\up7(→))·eq\o(PF2,\s\up7(→))=|eq\o(PF1,\s\up7(→))|·|eq\o(PF2,\s\up7(→))|cos∠F1PF2=6×eq\f(1,3)=2,故D選項(xiàng)正確.2.已知橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的短軸長(zhǎng)為2,上頂點(diǎn)為A,左頂點(diǎn)為B,左、右焦點(diǎn)分別是F1,F(xiàn)2,且△F1AB的面積為eq\f(2-\r(3),2),點(diǎn)P為橢圓上的任意一點(diǎn),則eq\f(1,|PF1|)+eq\f(1,|PF2|)的取值范圍是________.解析:由已知得2b=2,故b=1,∴a2﹣c2=b2=1.①∵△F1AB的面積為eq\f(2-\r(3),2),∴eq\f(1,2)(a﹣c)b=eq\f(2-\r(3),2),∴a﹣c=2﹣eq\r(3).②由①②聯(lián)立解得,a=2,c=eq\r(3).由橢圓的定義知|PF1|+|PF2|=2a=4,∴eq\f(1,|PF1|)+eq\f(1,|PF2|)=eq\f(|PF1|+|PF2|,|PF1||PF2|)=eq\f(4,|PF1|4-|PF1|)=eq\f(4,-|PF1|2+4|PF1|),又2﹣eq\r(3)≤|PF1|≤2+eq\r(3),∴1≤﹣|PF1|2+4|PF1|≤4,∴1≤eq\f(1,|PF1|)+eq\f(1,|PF2|)≤4,即eq\f(1,|PF1|)+eq\f(1,|PF2|)的取值范圍是[1,4].答案:[1,4]考點(diǎn)二橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程[例1]過(guò)點(diǎn)(eq\r(3),﹣eq\r(5)),且與橢圓eq\f(y2,25)+eq\f(x2,9)=1有相同焦點(diǎn)的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為()A.eq\f(x2,20)+eq\f(y2,4)=1B.eq\f(x2,2\r(5))+eq\f(y2,4)=1C.eq\f(y2,20)+eq\f(x2,4)=1D.eq\f(x2,4)+eq\f(y2,2\r(5))=1[解析]法一:定義法橢圓eq\f(y2,25)+eq\f(x2,9)=1的焦點(diǎn)為(0,﹣4),(0,4),即c=4.由橢圓的定義知,2a=eq\r(\r(3)-02+-\r(5)+42)+eq\r(\r(3)-02+-\r(5)-42),解得a=2eq\r(5).由c2=a2﹣b2,可得b2=4.所以所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(y2,20)+eq\f(x2,4)=1.故選C.法二:待定系數(shù)法設(shè)所求橢圓方程為eq\f(y2,25+k)+eq\f(x2,9+k)=1(k>﹣9),將點(diǎn)(eq\r(3),﹣eq\r(5))的坐標(biāo)代入,可得eq\f(-\r(5)2,25+k)+eq\f(\r(3)2,9+k)=1,解得k=﹣5,所以所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(y2,20)+eq\f(x2,4)=1.故選C.[答案]C[例2]如圖,已知橢圓C的中心為原點(diǎn)O,F(xiàn)(﹣5,0)為C的左焦點(diǎn),P為C上一點(diǎn),滿足|OP|=|OF|且|PF|=6,則橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為()A.eq\f(x2,36)+eq\f(y2,16)=1B.eq\f(x2,40)+eq\f(y2,15)=1C.eq\f(x2,49)+eq\f(y2,24)=1D.eq\f(x2,45)+eq\f(y2,20)=1[解析]由題意可得c=5,設(shè)右焦點(diǎn)為F′,連接PF′(圖略),由|OP|=|OF|=|OF′|知,∠PFF′=∠FPO,∠OF′P=∠OPF′,∴∠PFF′+∠OF′P=∠FPO+∠OPF′,∴∠FPO+∠OPF′=90°,即PF⊥PF′.在Rt△PFF′中,由勾股定理,得|PF′|=eq\r(|FF′|2-|PF|2)=eq\r(102-62)=8,由橢圓的定義,得|PF|+|PF′|=2a=6+8=14,從而a=7,a2=49,于是b2=a2﹣c2=49﹣25=24,∴橢圓C的方程為eq\f(x2,49)+eq\f(y2,24)=1,故選C.[答案]C[方法技巧]求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的2種常用方法定義法根據(jù)橢圓的定義,確定a2,b2的值,結(jié)合焦點(diǎn)位置可寫出橢圓方程待定系數(shù)法若焦點(diǎn)位置明確,則可設(shè)出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,結(jié)合已知條件求出a,b;若焦點(diǎn)位置不明確,則需要分焦點(diǎn)在x軸上和y軸上兩種情況討論,也可設(shè)橢圓的方程為Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B)[針對(duì)訓(xùn)練]1.若直線x﹣2y+2=0經(jīng)過(guò)橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)和一個(gè)頂點(diǎn),則該橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為()A.eq\f(x2,5)+y2=1B.eq\f(x2,4)+y2=1C.eq\f(x2,5)+y2=1或eq\f(x2,4)+eq\f(y2,5)=1D.以上答案都不正確解析:選C直線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為(0,1),(﹣2,0),由題意知當(dāng)焦點(diǎn)在x軸上時(shí),c=2,b=1,所以a2=5,所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,5)+y2=1;當(dāng)焦點(diǎn)在y軸上時(shí),b=2,c=1,所以a2=5,所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(y2,5)+eq\f(x2,4)=1.2.一個(gè)橢圓的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2在x軸上,P(2,eq\r(3))是橢圓上一點(diǎn),且|PF1|,|F1F2|,|PF2|成等差數(shù)列,則橢圓的方程為()A.eq\f(x2,8)+eq\f(y2,6)=1B.eq\f(x2,16)+eq\f(y2,6)=1C.eq\f(x2,8)+eq\f(y2,4)=1D.eq\f(x2,16)+eq\f(y2,4)=1解析:選A設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0).由點(diǎn)P(2,eq\r(3))在橢圓上知eq\f(4,a2)+eq\f(3,b2)=1.又|PF1|,|F1F2|,|PF2|成等差數(shù)列,則|PF1|+|PF2|=2|F1F2|,即2a=2·2c,eq\f(c,a)=eq\f(1,2),又c2=a2﹣b2,聯(lián)立得a2=8,b2=6.所以橢圓方程為eq\f(x2,8)+eq\f(y2,6)=1.考點(diǎn)三橢圓的幾何性質(zhì)考法(一)求橢圓的離心率[例1](1)已知橢圓方程為eq\f(x2,a)+eq\f(y2,b)=1,且a,b,a+b成等差數(shù)列,a,b,ab成等比數(shù)列,則此橢圓的離心率為()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(3),3)C.eq\f(\r(2),2)D.eq\f(\r(3),2)(2)過(guò)橢圓C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a>b>0))的左焦點(diǎn)F的直線過(guò)C的上端點(diǎn)B,且與橢圓相交于點(diǎn)A,若eq\o(BF,\s\up7(→))=3eq\o(FA,\s\up7(→)),則C的離心率為()A.eq\f(1,3)B.eq\f(\r(3),3)C.eq\f(\r(3),2)D.eq\f(\r(2),2)[解析](1)因?yàn)閍,b,a+b成等差數(shù)列,所以2b=a+a+b,即b=2a,又因?yàn)閍,b,ab成等比數(shù)列,b≠0,a≠0,所以b2=a·ab,即b=a2,所以a=2,b=4,橢圓方程為eq\f(x2,2)+eq\f(y2,4)=1,c=eq\r(4-2)=eq\r(2),所以離心率e=eq\f(\r(2),2).故選C.(2)由題意可得B(0,b),F(xiàn)(﹣c,0),由eq\o(BF,\s\up7(→))=3eq\o(FA,\s\up7(→)),得Aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,3)c,-\f(b,3))),又點(diǎn)A在橢圓上,則eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,3)c))2,a2)+eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(b,3)))2,b2)=1,整理可得eq\f(16,9)·eq\f(c2,a2)=eq\f(8,9),∴e2=eq\f(c2,a2)=eq\f(1,2),e=eq\f(\r(2),2).故選D.[答案](1)C(2)D[方法技巧]求橢圓離心率的3種方法(1)直接求出a,c來(lái)求解e.通過(guò)已知條件列方程組,解出a,c的值.(2)構(gòu)造a,c的齊次式,解出e.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.(3)通過(guò)取特殊值或特殊位置,求出離心率.[提醒]在解關(guān)于離心率e的二次方程時(shí),要注意利用橢圓的離心率e∈(0,1)進(jìn)行根的取舍,否則將產(chǎn)生增根.考法(二)求橢圓的離心率的范圍[例2](1)已知橢圓C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),直線y=x與橢圓相交于A,B兩點(diǎn),若橢圓上存在異于A,B兩點(diǎn)的點(diǎn)P使得kPA·kPB∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,3),0)),則離心率e的取值范圍為()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(6),3)))B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(6),3),1))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(2,3)))D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3),1))(2)已知橢圓C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的右焦點(diǎn)為F,短軸的一個(gè)端點(diǎn)為P,直線l:4x﹣3y=0與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn).若eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(AF))+eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(BF))=6,點(diǎn)P到直線l的距離不小于eq\f(6,5),則橢圓離心率的取值范圍是()A.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(5,9)))B.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(3),2)))C.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(5),3)))D.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,3),\f(\r(3),2)))[解析](1)設(shè)P(x0,y0),直線y=x過(guò)原點(diǎn),由橢圓的對(duì)稱性設(shè)A(x1,y1),B(﹣x1,﹣y1),kPAkPB=eq\f(y0-y1,x0-x1)×eq\f(y0+y1,x0+x1)=eq\f(y\o\al(2,0)-y\o\al(2,1),x\o\al(2,0)-x\o\al(2,1)).又eq\f(x\o\al(2,0),a2)+eq\f(y\o\al(2,0),b2)=1,eq\f(x\o\al(2,1),a2)+eq\f(y\o\al(2,1),b2)=1,兩式做差,代入上式得kPAkPB=﹣eq\f(b2,a2)∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,3),0)),故0<eq\f(b2,a2)<eq\f(1,3),所以e=eq\r(1-\f(b2,a2))∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(6),3),1)).(2)如圖所示,設(shè)F′為橢圓的左焦點(diǎn),連接AF′,BF′,則四邊形AFBF′是平行四邊形,∴6=|AF|+|BF|=|AF′|+|AF|=2a,∴a=3.取P(0,b),∵點(diǎn)P到直線l:4x﹣3y=0的距離不小于eq\f(6,5),∴eq\f(|3b|,\r(16+9))≥eq\f(6,5),解得b≥2.∴c≤eq\r(9-4)=eq\r(5),∴0<eq\f(c,a)≤eq\f(\r(5),3).∴橢圓E的離心率范圍是eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(5),3))).故選C.[答案](1)B(2)C[方法技巧]求橢圓離心率范圍的2種方法方法解讀適合題型幾何法利用橢圓的幾何性質(zhì),設(shè)P(x0,y0)為橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)上一點(diǎn),則|x0|≤a,a﹣c≤|PF1|≤a+c等,建立不等關(guān)系,或者根據(jù)幾何圖形的臨界情況建立不等關(guān)系題設(shè)條件有明顯的幾何關(guān)系直接法根據(jù)題目中給出的條件或根據(jù)已知條件得出不等關(guān)系,直接轉(zhuǎn)化為含有a,b,c的不等關(guān)系式題設(shè)條件直接有不等關(guān)系考法(三)與橢圓性質(zhì)有關(guān)的最值或范圍問(wèn)題[例3]如圖,焦點(diǎn)在x軸上的橢圓eq\f(x2,4)+eq\f(y2,b2)=1的離心率e=eq\f(1,2),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eq\o(PF,\s\up7(→))·eq\o(PA,\s\up7(→))的最大值為()A.1B.2eq\r(3)C.4D.4eq\r(3)[解析]設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0).由題意知a=2,∵e=eq\f(c,a)=eq\f(1,2),∴c=1,∴b2=a2﹣c2=3.∴橢圓方程為eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1.∴﹣2≤x0≤2,﹣eq\r(3)≤y0≤eq\r(3).又F(﹣1,0),A(2,0),eq\o(PF,\s\up7(→))=(﹣1﹣x0,﹣y0),eq\o(PA,\s\up7(→))=(2﹣x0,﹣y0),∴eq\o(PF,\s\up7(→))·eq\o(PA,\s\up7(→))=xeq\o\al(2,0)﹣x0﹣2+yeq\o\al(2,0)=eq\f(1,4)xeq\o\al(2,0)﹣x0+1=eq\f(1,4)(x0﹣2)2.當(dāng)x0=﹣2時(shí),eq\o(PF,\s\up7(→))·eq\o(PA,\s\up7(→))取得最大值4.故選C.[答案]C[方法技巧]與橢圓有關(guān)的最值或范圍問(wèn)題的求解方法(1)利用數(shù)形結(jié)合、幾何意義,尤其是橢圓的性質(zhì),求最值或取值范圍.(2)利用函數(shù),尤其是二次函數(shù)求最值或取值范圍.(3)利用不等式,尤其是基本不等式求最值或取值范圍.(4)利用一元二次方程的判別式求最值或取值范圍.[提醒]求解與橢圓幾何性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)問(wèn)題時(shí),要結(jié)合圖形進(jìn)行分析,當(dāng)涉及頂點(diǎn)、焦點(diǎn)、長(zhǎng)軸、短軸等橢圓的基本量時(shí),要理清它們之間的關(guān)系.[針對(duì)訓(xùn)練]1.(多選)已知橢圓C:16x2+25y2=400,則下述正確的是()A.橢圓C的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為10B.橢圓C的兩個(gè)焦點(diǎn)分別為(0,﹣3)和(0,3)C.橢圓C的離心率等于eq\f(3,5)D.若過(guò)橢圓的焦點(diǎn)且與長(zhǎng)軸垂直的直線l與橢圓C交于P,Q,則|PQ|=eq\f(32,5)解析:選ACD∵16x2+25y2=400,∴eq\f(x2,25)+eq\f(y2,16)=1,∴a=5,b=4,c=3,e=eq\f(c,a)=eq\f(3,5),∴長(zhǎng)軸長(zhǎng)2a=10,故A、C正確,B錯(cuò)誤.對(duì)于選項(xiàng)D,|PQ|=eq\f(2b2,a)=eq\f(32,5),正確.故選A、C、D.2.已知橢圓E:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),直線l過(guò)焦點(diǎn)且傾斜角為eq\f(π,4),以橢圓的長(zhǎng)軸為直徑的圓截l所得的弦長(zhǎng)等于橢圓的焦距,則橢圓的離心率為()A.eq\f(\r(2),3)B.eq\f(\r(3),3)C.eq\f(\r(5),3)D.eq\f(\r(6),3)解析:選D直線l的方程為y=x±c,以橢圓的長(zhǎng)軸為直徑的圓截l所得的弦為AB,AB=2c,設(shè)OC⊥AB,垂足為C,則OC=eq\f(|±c|,\r(2))=eq\f(\r(2),2)c,在Rt△OAC中,OA2=AC2+OC2?a2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)AB))2+eq\f(1,2)c2?a2=eq\f(3,2)c2?c=eq\f(\r(6),3)a?e=eq\f(\r(6),3),故選D.3.已知F1,F(xiàn)2分別是橢圓C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn),若橢圓C上存在點(diǎn)P使∠F1PF2為鈍角,則橢圓C的離心率的取值范圍是()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1))B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2)))D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2)))解析:選A設(shè)P(x0,y0),由題易知|x0|<a,因?yàn)椤螰1PF2為鈍角,所以eq\o(PF1,\s\up7(→))·eq\o(PF2,\s\up7(→))<0有解,即c2>xeq\o\al(2,0)+yeq\o\al(2,0)有解,即c2>(xeq\o\al(2,0)+yeq\o\al(2,0))min,又yeq\o\al(2,0)=b2﹣eq\f(b2,a2)xeq\o\al(2,0),xeq\o\al(2,0)<a2,故xeq\o\al(2,0)+yeq\o\al(2,0)=b2+eq\f(c2,a2)xeq\o\al(2,0)∈[b2,a2),所以(xeq\o\al(2,0)+yeq\o\al(2,0))min=b2,故c2>b2,又b2=a2﹣c2,所以e2=eq\f(c2,a2)>eq\f(1,2),解得e>eq\f(\r(2),2),又0<e<1,故橢圓C的離心率的取值范圍是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1)),故選A.一、創(chuàng)新思維角度——融會(huì)貫通學(xué)妙法橢圓中的垂徑定理:kAB·kOM=﹣eq\f(n,m).[證明]設(shè)橢圓方程為eq\f(x2,m)+eq\f(y2,n)=1(m>0,n>0,m≠n),A(x1,y1),B(x2,y2)是橢圓上的兩點(diǎn),把點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2)代入橢圓方程,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(x\o\al(2,1),m)+\f(y\o\al(2,1),n)=1,,\f(x\o\al(2,2),m)+\f(y\o\al(2,2),n)=1,))將兩式作差并整理得eq\f(x1-x2x1+x2,m)+eq\f(y1-y2y1+y2,n)=0,記弦AB的中點(diǎn)為M(x0,y0),若x1≠x2,則eq\f(y1-y2y1+y2,x1-x2x1+x2)=﹣eq\f(n,m),即eq\f(y1-y2,x1-x2)·eq\f(y0,x0)=﹣eq\f(n,m),從而kAB·eq\f(y0,x0)=﹣eq\f(n,m),即kAB·kOM=﹣eq\f(n,m).[應(yīng)用體驗(yàn)]1.已知橢圓E:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的右焦點(diǎn)F(3,0),過(guò)點(diǎn)F的直線交E于A,B兩點(diǎn),若AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(1,﹣1),則E的方程為()A.eq\f(x2,45)+eq\f(y2,36)=1B.eq\f(x2,36)+eq\f(y2,27)=1C.eq\f(x2,27)+eq\f(y2,18)=1D.eq\f(x2,18)+eq\f(y2,9)=1解析:選D設(shè)AB的中點(diǎn)為M(1,﹣1),則kAB·kOM=﹣eq\f(b2,a2),而kAB=kMF=eq\f(0--1,3-1)=eq\f(1,2),kOM=﹣1,故eq\f(1,2)×(﹣1)=﹣eq\f(b2,a2),故a2=2b2,①又a2=b2+9,②由①②解得a2=18,b2=9,故橢圓E的方程為eq\f(x2,18)+eq\f(y2,9)=1.2.如果AB是橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1的任意一條與x軸不垂直的弦,O為橢圓的中心,e為橢圓的離心率,M為AB的中點(diǎn),則kAB·kOM的值為()A.e﹣1B.1﹣eC.e2﹣1D.1﹣e2解析:選C易知kAB·kOM=﹣eq\f(b2,a2)=eq\f(c2,a2)﹣1=e2﹣1.二、創(chuàng)新考查方式——領(lǐng)悟高考新動(dòng)向1.阿基米德(公元前287年—公元前212年)不僅是著名的物理學(xué)家,也是著名的數(shù)學(xué)家,他利用“逼近法”得到橢圓的面積除以圓周率等于橢圓的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)與短半軸長(zhǎng)的乘積.若橢圓C的對(duì)稱軸為坐標(biāo)軸,焦點(diǎn)在y軸上,且橢圓C的離心率為eq\f(\r(7),4),面積為12π,則橢圓C的方程為()A.eq\f(x2,9)+eq\f(y2,16)=1B.eq\f(x2,3)+eq\f(y2,4)=1C.eq\f(x2,18)+eq\f(y2,32)=1D.eq\f(x2,4)+eq\f(y2,36)=1解析:選A由題意可得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(abπ=12π,,\f(c,a)=\f(\r(7),4),,a2=b2+c2,))解得a=4,b=3,因?yàn)闄E圓的焦點(diǎn)坐標(biāo)在y軸上,所以橢圓方程為eq\f(x2,9)+eq\f(y2,16)=1.2.“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器于2019年1月在月球背面成功著陸.如圖所示,假設(shè)“嫦娥四號(hào)”衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道飛向月球后,在月球附近一點(diǎn)P變軌進(jìn)入以月球球心F為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓軌道Ⅰ繞月飛行,之后衛(wèi)星在P點(diǎn)第二次變軌進(jìn)入仍以F為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓軌道Ⅱ繞月飛行,若用e1和e2分別表示橢圓軌道Ⅰ和Ⅱ的離心率,則()A.e1>e2B.e1<e2C.e1=e2D.e1與e2的大小關(guān)系不能確定解析:選A設(shè)橢圓軌道Ⅰ和橢圓軌道Ⅱ的長(zhǎng)軸長(zhǎng)分別為2a1,2a2,焦距分別為2c1,2c2.由題意知a1>a2>0,c1>c2>0,且a1﹣c1=a2﹣c2.令a1﹣c1=a2﹣c2=t,t>0,則a1=t+c1,a2=t+c2.所以eq\f(1,e1)=eq\f(a1,c1)=eq\f(c1+t,c1)=1+eq\f(t,c1),eq\f(1,e2)=eq\f(a2,c2)=eq\f(c2+t,c2)=1+eq\f(t,c2).因?yàn)閏1>c2>0,t>0,所以eq\f(t,c1)<eq\f(t,c2),所以eq\f(1,e1)<eq\f(1,e2),即e1>e2.故選A.3.如圖,點(diǎn)A,B分別是橢圓eq\f(x2,25)+eq\f(y2,b2)=1(0<b<5)的長(zhǎng)軸的左、右端點(diǎn),F(xiàn)為橢圓的右焦點(diǎn),直線PF的方程為eq\r(15)x+y﹣4eq\r(15)=0,且eq\o(PA,\s\up7(→))·eq\o(PF,\s\up7(→))=0,設(shè)M是橢圓長(zhǎng)軸AB上的一點(diǎn),M到直線AP的距離等于|MB|,則橢圓上的點(diǎn)到點(diǎn)M的距離d的最小值為()A.eq\f(\r(7),4)B.eq\f(4\r(7),3)C.eq\f(\r(7),3)D.eq\f(3\r(7),4)解析:選D依題意得直線AP的方程為x﹣eq\r(15)y+5=0,直線PF與x軸的交點(diǎn)為(4,0),即F(4,0),∴b2=25﹣16=9,即橢圓方程為eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1.設(shè)M(m,0)(﹣5≤m≤5),則M到直線AP的距離為eq\f(|m+5|,4),又|MB|=|5﹣m|,∴eq\f(|m+5|,4)=|5﹣m|,∵﹣5≤m≤5,∴eq\f(m+5,4)=5﹣m,解得m=3,∴M(3,0).設(shè)橢圓上的點(diǎn)(x,y)(x∈[﹣5,5])到M(3,0)的距離為d,則d2=(x﹣3)2+y2=(x﹣3)2+9eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(x2,25)))=eq\f(16,25)x2﹣6x+18=eq\f(16,25)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(75,16)))2+eq\f(63,16),∵x∈[﹣5,5],∴當(dāng)x=eq\f(75,16)時(shí),d2最小,此時(shí)dmin=eq\f(3\r(7),4).4.(多選)如圖,記橢圓eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1,eq\f(y2,25)+eq\f(x2,9)=1內(nèi)部重疊區(qū)域的邊界為曲線C,P是曲線C上的任意一點(diǎn),則下列命題中正確的是()A.P到F1(﹣4,0),F(xiàn)2(4,0),E1(0,﹣4),E2(0,4)四點(diǎn)的距離之和為定值B.曲線C關(guān)于直線y=x,y=﹣x均對(duì)稱C.曲線C所圍區(qū)域的面積必小于36D.曲線C的總長(zhǎng)度不大于6π解析:選BC對(duì)于A,若點(diǎn)P在橢圓eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1上,則P到F1(﹣4,0),F(xiàn)2(4,0)兩點(diǎn)的距離之和為定值,到E1(0,﹣4),E2(0,4)兩點(diǎn)的距離之和不為定值,故A錯(cuò);對(duì)于B,聯(lián)立兩個(gè)橢圓的方程eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(x2,25)+\f(y2,9)=1,,\f(y2,25)+\f(x2,9)=1,))得y2=x2,結(jié)合橢圓的對(duì)稱性知,曲線C關(guān)于直線y=x,y=﹣x均對(duì)稱,故B正確;對(duì)于C,曲線C所圍區(qū)域在邊長(zhǎng)為6的正方形內(nèi)部,所以其面積必小于36,故C正確;對(duì)于D,曲線C所圍區(qū)域的內(nèi)切圓為半徑為3的圓,所以曲線C的總長(zhǎng)度必大于圓的周長(zhǎng)6π,故D錯(cuò).故選B、C.eq\a\vs4\al([課時(shí)跟蹤檢測(cè)])一、基礎(chǔ)練——練手感熟練度1.(多選)已知曲線C:mx2+ny2=1.()A.若m>n>0,則C是橢圓,其焦點(diǎn)在y軸上B.若m>n>0,則C是橢圓,其焦點(diǎn)在x軸上C.若m=n>0,則C是圓,其半徑為eq\r(n)D.若m=0,n>0,則C是兩條直線解析:選AD∵mx2+ny2=1,∴eq\f(x2,\f(1,m))+eq\f(y2,\f(1,n))=1,若m>n>0,∴0<eq\f(1,m)<eq\f(1,n),∴C是橢圓,且焦點(diǎn)在y軸上,故A正確,B錯(cuò)誤.若m=n>0,則x2+y2=eq\f(1,n),C是圓,半徑為eq\f(1,\r(n)),C錯(cuò)誤.若m=0,n>0,∴y2=eq\f(1,n),∴y=±eq\f(\r(n),n),則C是兩條直線,D正確.故選A、D.2.已知橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq\f(1,2),則()A.a(chǎn)2=2b2B.3a2=4b2C.a(chǎn)=2bD.3a=4b解析:選B因?yàn)闄E圓的離心率e=eq\f(c,a)=eq\f(1,2),所以a2=4c2.又a2=b2+c2,所以3a2=4b2.3.已知焦點(diǎn)在y軸上的橢圓eq\f(x2,10)+eq\f(y2,m)=1的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為8,則m=()A.4B.8C.16D.18解析:選C橢圓的焦點(diǎn)在y軸上,則m=a2.由長(zhǎng)軸長(zhǎng)2a=8得a=4,所以m=16.故選C.4.已知橢圓C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,離心率為eq\f(\r(3),3),過(guò)F2的直線l交C于A,B兩點(diǎn),若△AF1B的周長(zhǎng)為4eq\r(3),則C的方程為()A.eq\f(x2,3)+eq\f(y2,2)=1B.eq\f(x2,3)+y2=1C.eq\f(x2,12)+eq\f(y2,8)=1D.eq\f(x2,12)+eq\f(y2,4)=1解析:選A∵△AF1B的周長(zhǎng)為4eq\r(3),∴由橢圓的定義可知4a=4eq\r(3),∴a=eq\r(3),∵e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(3),3),∴c=1,∴b2=a2﹣c2=2,∴C的方程為eq\f(x2,3)+eq\f(y2,2)=1,故選A.5.橢圓eq\f(x2,m2+1)+eq\f(y2,m2)=1(m>0)的焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,上頂點(diǎn)為A,若∠F1AF2=eq\f(π,3),則m=()A.1B.eq\r(2)C.eq\r(3)D.2解析:選C∵c=eq\r(m2+1-m2)=1,b=m,由∠F1AF2=eq\f(π,3),得∠F1AO=eq\f(π,6),∴tan∠F1AO=eq\f(1,m)=eq\f(\r(3),3),解得m=eq\r(3),故選C.6.已知F1,F(xiàn)2是橢圓C的兩個(gè)焦點(diǎn),P是C上的一點(diǎn).若PF1⊥PF2,且∠PF2F1=60°,則C的離心率為()A.1﹣eq\f(\r(3),2)B.2﹣eq\r(3)C.eq\f(\r(3)-1,2)D.eq\r(3)﹣1解析:選D由題設(shè)知∠F1PF2=90°,∠PF2F1=60°,|F1F2|=2c,所以|PF2|=c,|PF1|=eq\r(3)c.由橢圓的定義得|PF1|+|PF2|=2a,即eq\r(3)c+c=2a,所以(eq\r(3)+1)c=2a,故橢圓C的離心率e=eq\f(c,a)=eq\f(2,\r(3)+1)=eq\r(3)﹣1.故選D.二、綜合練——練思維敏銳度1.橢圓以x軸和y軸為對(duì)稱軸,經(jīng)過(guò)點(diǎn)(2,0),長(zhǎng)軸長(zhǎng)是短軸長(zhǎng)的2倍,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為()A.eq\f(x2,4)+y2=1B.eq\f(y2,16)+eq\f(x2,4)=1C.eq\f(x2,4)+y2=1或eq\f(y2,16)+eq\f(x2,4)=1D.eq\f(x2,4)+y2=1或eq\f(y2,4)+x2=1解析:選C由題意知,橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)是短軸長(zhǎng)的2倍,即a=2b.因?yàn)闄E圓經(jīng)過(guò)點(diǎn)(2,0),所以若焦點(diǎn)在x軸上,則a=2,b=1,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,4)+y2=1;若焦點(diǎn)在y軸上,則a=4,b=2,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(y2,16)+eq\f(x2,4)=1,故選C.2.設(shè)F1,F(xiàn)2分別是橢圓eq\f(x2,25)+eq\f(y2,16)=1的左、右焦點(diǎn),P為橢圓上一點(diǎn),M是F1P的中點(diǎn),|OM|=3,則P點(diǎn)到橢圓左焦點(diǎn)的距離為()A.4B.3C.2D.5解析:選A連接PF2,由題意知,a=5,在△PF1F2中,|OM|=eq\f(1,2)|PF2|=3,∴|PF2|=6,∴|PF1|=2a﹣|PF2|=10﹣6=4.故選A.3.與橢圓9x2+4y2=36有相同焦點(diǎn),且短軸長(zhǎng)為2的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為()A.eq\f(x2,2)+eq\f(y2,4)=1B.x2+eq\f(y2,6)=1C.eq\f(x2,6)+y2=1D.eq\f(x2,8)+eq\f(y2,5)=1解析:選B橢圓9x2+4y2=36可化為eq\f(x2,4)+eq\f(y2,9)=1,可知焦點(diǎn)在y軸上,焦點(diǎn)坐標(biāo)為(0,±eq\r(5)),故可設(shè)所求橢圓方程為eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=1(a>b>0),則c=eq\r(5).又2b=2,即b=1,所以a2=b2+c2=6,則所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2+eq\f(y2,6)=1.4.直線l經(jīng)過(guò)橢圓的一個(gè)頂點(diǎn)和一個(gè)焦點(diǎn),若橢圓中心到l的距離為其短軸長(zhǎng)的eq\f(1,4),則該橢圓的離心率為()A.eq\f(1,3)B.eq\f(1,2)C.eq\f(2,3)D.eq\f(3,4)解析:選B不妨設(shè)直線l經(jīng)過(guò)橢圓的一個(gè)頂點(diǎn)B(0,b)和一個(gè)焦點(diǎn)F(c,0),則直線l的方程為eq\f(x,c)+eq\f(y,b)=1,即bx+cy﹣bc=0.由題意知eq\f(|-bc|,\r(b2+c2))=eq\f(1,4)×2b,解得eq\f(c,a)=eq\f(1,2),即e=eq\f(1,2).故選B.5.(多選)設(shè)橢圓eq\f(x2,9)+eq\f(y2,3)=1的右焦點(diǎn)為F,直線y=m(0<m<eq\r(3))與橢圓交于A,B兩點(diǎn),則下述結(jié)論正確的是()A.|AF|+|BF|為定值B.△ABF的周長(zhǎng)的取值范圍是[6,12]C.當(dāng)m=eq\r(2)時(shí),△ABF為直角三角形D.當(dāng)m=1時(shí),△ABF的面積為eq\r(6)解析:選AD設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為F′,則|AF′|=|BF|,∴|AF|+|BF|=|AF|+|AF′|=6為定值,A正確;△ABF的周長(zhǎng)為|AB|+|AF|+|BF|,∵|AF|+|BF|為定值6,|AB|的取值范圍是(0,6),∴△ABF的周長(zhǎng)的取值范圍是(6,12),B錯(cuò)誤;將y=eq\r(2)與橢圓方程聯(lián)立,可解得A(﹣eq\r(3),eq\r(2)),B(eq\r(3),eq\r(2)),又∵F(eq\r(6),0),∴BA→·eq\o(BF,\s\up7(→))=(﹣2eq\r(3),0)·(eq\r(6)﹣eq\r(3),﹣eq\r(2))=6﹣6eq\r(2)<0,∴△ABF不是直角三角形,C錯(cuò)誤;將y=1與橢圓方程聯(lián)立,解得A(﹣eq\r(6),1),B(eq\r(6),1),∴S△ABF=eq\f(1,2)×2eq\r(6)×1=eq\r(6),D正確.6.已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)F1,F(xiàn)2分別為橢圓C:eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1的左、右焦點(diǎn),A為橢圓C上的一點(diǎn),且AF2⊥F1F2,AF1與y軸交于點(diǎn)B,則eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(OB))的值為()A.eq\f(3,4)B.eq\f(3,2)C.eq\f(5,4)D.eq\f(5,2)解析:選A由AF2⊥F1F2,可知eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(AF2))=eq\f(b2,a)=eq\f(3,2),∵OB∥AF2且O為F1F2中點(diǎn),∴eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(OB))=eq\f(1,2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(AF2))=eq\f(3,4).7.已知?jiǎng)狱c(diǎn)M在以F1,F(xiàn)2為焦點(diǎn)的橢圓x2+eq\f(y2,4)=1上,動(dòng)點(diǎn)N在以M為圓心,半徑長(zhǎng)為|MF1|的圓上,則|NF2|的最大值為()A.2B.4C.8D.16解析:選B由橢圓的方程可得焦點(diǎn)在y軸上,a2=4,∴a=2,由題意可得|NF2|≤|F2M|+|MN|=|F2M|+|MF1|,當(dāng)N,M,F(xiàn)2三點(diǎn)共線時(shí)取得最大值(如圖),而|F2M|+|MF1|=2a=4,∴|NF2|的最大值為4.故選B.8.(多選)已知橢圓C:eq\f(x2,a)+eq\f(y2,b)=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2且|F1F2|=2,點(diǎn)P(1,1)在橢圓內(nèi)部,點(diǎn)Q在橢圓上,則以下說(shuō)法正確的是()A.|QF1|+|QP|的最小值為2eq\r(a)﹣1B.橢圓C的短軸長(zhǎng)可能為2C.橢圓C的離心率的取值范圍為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(5)-1,2)))D.若eq\o(PF1,\s\up7(→))=eq\o(F1Q,\s\up7(→)),則橢圓C的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為eq\r(5)+eq\r(17)解析:選ACD因?yàn)閨F1F2|=2,所以F2(1,0),|PF2|=1,所以|QF1|+|QP|=2eq\r(a)﹣|QF2|+|QP|≥2eq\r(a)﹣|PF2|=2eq\r(a)﹣1,當(dāng)Q,F(xiàn)2,P三點(diǎn)共線時(shí),取等號(hào),故A正確;若橢圓C的短軸長(zhǎng)為2,則b=1,a=2,所以橢圓方程為eq\f(x2,2)+eq\f(y2,1)=1,eq\f(1,2)+eq\f(1,1)>1,則點(diǎn)P在橢圓外,故B錯(cuò)誤;因?yàn)辄c(diǎn)P(1,1)在橢圓內(nèi)部,所以eq\f(1,a)+eq\f(1,b)<1,又a﹣b=1,所以b=a﹣1,所以eq\f(1,a)+eq\f(1,a-1)<1,即a2﹣3a+1>0,解得a>eq\f(3+\r(5),2)=eq\f(6+2\r(5),4)=eq\f(1+\r(5)2,4),所以eq\r(a)>eq\f(1+\r(5),2),所以e=eq\f(1,\r(a))<eq\f(\r(5)-1,2),所以橢圓C的離心率的取值范圍為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(5)-1,2))),故C正確;若eq\o(PF1,\s\up7(→))=eq\o(F1Q,\s\up7(→)),則F1為線段PQ的中點(diǎn),所以Q(﹣3,﹣1),所以eq\f(9,a)+eq\f(1,b)=1,又a﹣b=1,即a2﹣11a+9=0,解得a=eq\f(11+\r(85),2)=eq\f(22+2\r(85),4)=eq\f(\r(5)+\r(17)2,4),所以eq\r(a)=eq\f(\r(5)+\r(17),2),所以橢圓C的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為eq\r(5)+eq\r(17),故D正確.故選A、C、D.9.與圓C1:(x+3)2+y2=1外切,且與圓C2:(x﹣3)2+y2=81內(nèi)切的動(dòng)圓圓心P的軌跡方程為_(kāi)_______.解析:設(shè)動(dòng)圓的半徑為r,圓心為P(x,y),則有|PC1|=r+1,|PC2|=9﹣r.所以|PC1|+|PC2|=10>|C1C2|=6,即P在以C1(﹣3,0),C2(3,0)為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為10的橢圓上,得點(diǎn)P的軌跡方程為eq\f(x2,25)+eq\f(y2,16)=1.答案:eq\f(x2,25)+eq\f(y2,16)=110.設(shè)F1,F(xiàn)2是橢圓C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的兩個(gè)焦點(diǎn),P為橢圓C上的一個(gè)點(diǎn),且PF1⊥PF2,若△PF1F2的面積為9,周長(zhǎng)為18,則橢圓C的方程為_(kāi)_______.解析:∵PF1⊥PF2,∴△PF1F2為直角三角形,又知△PF1F2的面積為9,∴eq\f(1,2)|PF1|·|PF2|=9,得|PF1|·|PF2|=18.在Rt△PF1F2中,由勾股定理得|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,由橢圓定義知|PF1|+|PF2|=2a,∴(|PF1|+|PF2|)2﹣2|PF1||PF2|=|F1F2|2,即4a2﹣36=4c2,∴a2﹣c2=9,即b2=9,又知b>0,∴b=3,∵△PF1F2的周長(zhǎng)為18,∴2a+2c=18,即a+c=9,①又知a2﹣c2=9,∴a﹣c=1.②由①②得a=5,c=4,∴所求的橢圓方程為eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1.答案:eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=111.已知橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),點(diǎn)P是橢圓在第一象限上的點(diǎn),F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),O是坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)F2作∠F1PF2的外角的平分線的垂線,垂足為A,若|OA|=2b,則橢圓的離心率為_(kāi)_______.解析:如圖,延長(zhǎng)F2A交F1P于點(diǎn)M,由題意可知|PM|=|PF2|,由橢圓定義可知|PF1|+|PF2|=2a,故有|PF1|+|PM|=|MF1|=2a.連接OA,知OA是△F1F2M的中位線,∴|OA|=eq\f(1,2)|MF1|=a,由|OA|=2b,得2b=a,則a2=4b2=4(a2﹣c2),即c2=eq\f(3,4)a2,∴e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(3),2).答案:eq\f(\r(3),2)12.設(shè)橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,上、下頂點(diǎn)分別為A,B,直線AF2與該橢圓交于A,M兩點(diǎn).若∠F1AF2=90°,則直線BM的斜率為_(kāi)_______.解析:∵∠F1AF2=90°,∴a=eq\r(2)b,即橢圓方程為eq\f(x2,2b2)+eq\f(y2,b2)=1.設(shè)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m,n)),Aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,b)),Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-b)),且eq\f(m2,2b2)+eq\f(n2,b2)=1,即n2﹣b2=﹣eq\f(m2,2),kAMkBM=eq\f(n-b,m)·eq\f(n+b,m)=eq\f(n2-b2,m2)=eq\f(-\f(m2,2),m2)=﹣eq\f(1,2),又kAM=﹣1,∴kBM=eq\f(1,2).答案:eq\f(1,2)13.已知橢圓C:eq\f(x2,25)+eq\f(y2,m2)=1(0<m<5)的離心率為eq\f(\r(15),4),A,B分別為C的左、右頂點(diǎn).(1)求C的方程;(2)若點(diǎn)P在C上,點(diǎn)Q在直線x=6上,且|BP|=|BQ|,BP⊥BQ,求△APQ的面積.解:(1)由題設(shè)可得eq\f(\r(25-m2),5)=eq\f(\r(15),4),解得m2=eq\f(25,16),所以C的方程為eq\f(x2,25)+eq\f(y2,\f(25,16))=1.(2)設(shè)P(xP,yP),Q(6,yQ),根據(jù)對(duì)稱性可設(shè)yQ>0,由題意知yP>0.由已知可得B(5,0),直線BP的方程為y=﹣eq\f(1,yQ)(x﹣5),所以|BP|=y(tǒng)Peq\r(1+y\o\al(2,Q)),|BQ|=eq\r(1+y\o\al(2,Q)).因?yàn)閨BP|=|BQ|,所以yP=1,將yP=1代入C的方程,解得xP=3或﹣3.由直線BP的方程得yQ=2或8.所以點(diǎn)P,Q的坐標(biāo)分別為P1(3,1),Q1(6,2);P2(﹣3,1),Q2(6,8).|P1Q1|=eq\r(10),直線P1Q1的方程為y=eq\f(1,3)x,點(diǎn)A(﹣5,0)到直線P1Q1的距離為eq\f(\r(10),2),故△AP1Q1的面積為eq\f(1,2)×eq\f(\r(10),2)×eq\r(10)=eq\f(5,2);|P2Q2|=eq\r(130),直線P2Q2的方程為y=eq\f(7,9)x+eq\f(10,3),點(diǎn)A到直線P2Q2的距離為eq\f(\r(130),26),故△AP2Q2的面積為eq\f(1,2)×eq\f(\r(130),26)×eq\r(130)=eq\f(5,2).綜上,△APQ的面積為eq\f(5,2).14.已知橢圓eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=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eq\o(AF2,\s\up7(→))=2eq\o(F2B,\s\up7(→)),eq\o(AF1,\s\up7(→))·eq\o(AB,\s\up7(→))=eq\f(3,2),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=eq\r(2)c,e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(2),2).(2)由題知A(0,b),F(xiàn)1(﹣c,0),F(xiàn)2(c,0),其中c=eq\r(a2-b2),設(shè)B(x,y).由eq\o(AF2,\s\up7(→))=2eq\o(F2B,\s

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