2022届高三艺考数学二轮专题复习-椭圆方程及其几何性质讲义 WORD版含答案.docx
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- 2022届高三艺考数学二轮专题复习-椭圆方程及其几何性质讲义 WORD版含答案 2022 届高三艺考 数学 二轮 专题 复习 椭圆 方程 及其 几何 性质 讲义 WORD 答案
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1、专题 椭圆1椭圆及其标准方程知识点一椭圆的定义1定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹2焦点:两个定点F1,F2.3焦距:两焦点间的距离|F1F2|.4几何表示:|MF1|MF2| 2a (常数)且2a |F1F2|.例题1:(1)平面内,F1,F2是两个定点,“动点M满足|MF1|+|MF2|为常数”是“M的轨迹是椭圆”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【解答】解:“点M的轨迹是以F1,F2为焦点的椭圆”“|+|为常数”,反之不成立,若常数两个定点的距离,其轨迹不是椭圆因此“动点M满足|+|为常数”是“M的轨迹是椭
2、圆”的必要不充分条件故选:B(2)如果椭圆上一点P到焦点F1的距离等于6,那么点P到另一个焦点F2的距离是 【解答】解:根据椭圆的定义可得|PF1|+|PF2|2a,椭圆上一点P到焦点F1的距离等于66+|PF2|20|PF2|14变式1:(1)已知坐标平面上的两点A(1,0)和B(1,0),动点P到A、B两点距离之和为常数2,则动点P的轨迹是()A椭圆B双曲线C抛物线D线段(2)已知椭圆+1上的点P到一个焦点的距离为3,则P到另一个焦点的距离为 知识点二椭圆的标准方程的推导过程如图,给定椭圆,它的焦点为F1,F2,焦距|F1F2|2c(c0),椭圆上任意一点到两焦点的距离之和等于2a(ac)
3、(1)建系:以经过椭圆两焦点F1,F2的直线为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系xOy那么焦点F1,F2的坐标分别为_,_(2)列式:设M(x,y)是椭圆上任意一点,由椭圆的定义得|MF1|MF2|2a,即 (3)化简:上式整理可得令,可得(ab0)例题2:若动点M(x,y)满足方程(x2)2+y2+(x+2)2+y210,则动点M的轨迹方程为 【解答】解:方程10表示动点M(x,y)到两个定点(2,0)的距离之和为定值102a,且102+2,由题意的定义可得:动点M的轨迹是椭圆,且b2a2c2522221可得椭圆的方程为:变式2:方程x2+(y+3)2+x2+(y3)210
4、,化简的结果是 知识点三椭圆的标准方程焦点在x轴上焦点在y轴上标准方程1(ab0)1(ab0)图形焦点坐标F1(c,0),F2(c,0)F1(0,c),F2(0,c)a,b,c的关系b2a2c2例题3:(1) “1m5”是“方程+2表示椭圆”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【解答】解:方程+2表示椭圆,1m5且m3,m|1m5且m3m|1m5,1m5是方程+2表示椭圆的必要不充分条件,故选:B(2) 求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)a10,c6;(2)经过点(2,3),且与椭圆9x2+4y236有共同的焦点;(3)经过P(2,1),Q(,2)两点【解
5、答】解:(1)当a10,c6 时,b8,若焦点在x轴上,则标准方程为+1;若焦点在y轴上,则标准方程为+1(2)椭圆9x2+4y236,即 +1,c,故它的焦点为(0,)设所求椭圆的方程为 +1,(a),把点(2,3)代入,求得a215,或a23 (舍去),故要求的椭圆的方程为+1(3)椭圆经过P(2,1),Q(,2)两点,设所求椭圆的方程为mx2+ny21,把点P、Q代入,求得m 115,n15,所求椭圆的方程为+1变式3:(1) “0t1”是“曲线1表示椭圆”的()A充要条件B充分而不必要条件C必要而不充分条件D既不充分也不必要条件(2) 写出适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)a+c10
6、,ac4(2)两个焦点在坐标轴上,且经过和两点;(3)过点P(3,2),且与椭圆有相同的焦点知识点四椭圆的简单几何性质焦点的位置焦点在x轴上焦点在y轴上图形标准方程1(ab0)1(ab0)范围axa,bybbxb,aya顶点A1(a,0),A2(a,0),B1(0,b),B2(0,b)A1(0,a),A2(0,a),B1(b,0),B2(b,0)轴长短轴长2b,长轴长2a焦点(,0)(0,)焦距|F1F2|2对称性对称轴:x轴、y轴对称中心:原点离心率e(0,1)注意:离心率能够刻画椭圆的扁平程度椭圆的扁平程度由离心率的大小确定,与椭圆的焦点所在的坐标轴无关,e越大椭圆越扁,e越小椭圆越圆例题
7、4:设椭圆方程mx24y24m(m0)的离心率为,试求椭圆的长轴长和短轴长、焦点坐标及顶点坐标【解答】椭圆方程可化为1.(1)当0m4时,a2,b,c,e,m3,b,c1,椭圆的长轴长和短轴长分别是4,2,焦点坐标为F1(1,0),F2(1,0),顶点坐标为A1(2,0),A2(2,0),B1(0,),B2(0,)(2)当m4时,a,b2,c,e,解得m,a,c,椭圆的长轴长和短轴长分别为,4,焦点坐标为F1,F2,顶点坐标为A1,A2,B1(2,0),B2(2,0)变式4:已知椭圆C1:1,设椭圆C2与椭圆C1的长轴长、短轴长分别相等,且椭圆C2的焦点在y轴上(1)求椭圆C1的长半轴长、短半
8、轴长、焦点坐标及离心率;(2)写出椭圆C2的方程,并研究其几何性质重难点难点1:椭圆的定义及其标准方程的应用椭圆的定义给出了一个结论:椭圆上的点P到两焦点F1,F2的距离的和为常数2a,则已知椭圆上一点到一焦点的距离就可以利用|PF1|PF2|2a求出该点到另一焦点的距离例题5:已知F1,F2是椭圆的两个焦点,点P在椭圆上(1)若点P到焦点F1的距离等于1,则点P到焦点F2的距离为_;(2)过F1作直线与椭圆交于A,B两点,则的周长为_;(3)若P F1 F1=120,则点P到焦点F1的距离为_【解答】由椭圆的标准方程可知:a2=4,b2=3,故a=2,b=3,c=a2b2=43=1(1)由椭
9、圆的定义可得|PF1|+|PF2|=2a,又|PF1|=1,所以|PF2|=4-1=3.(2)ABF2的周长LABF2=|AB|+|AF2|+|BF2|=|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=(|AF1|+|AF2|)+(|BF1|+|BF2|)=2a+2a=4a=8(3)在中,由余弦定理可得,即,由椭圆的定义可得,两式联立解得变式5:若F1,F2是椭圆+1的两个焦点,A为椭圆上一点,(1)若点P到焦点F1的距离等于3,则点P到焦点F2的距离为_;(2)连接AF1与椭圆交于另一点B,则的周长为_;(3)若且F1AF2120,则AF1F2的面积为 重点2:求椭圆的离心率例题6:(1)已
10、知椭圆C:的一个焦点为(0,2),则C的离心率为 ABCD【解答】解:设椭圆的长半轴为m,短半轴为n,则由已知椭圆的方程可得:m2b,n24,c2,所以m,所以椭圆的离心率为e,(2)设椭圆+1的左、右焦点为F1,F2,过点F1的直线与椭圆相交于A,B两点,|AB|:|AF2|:|BF2|3:4:5,则椭圆的离心率是 【解答】解:F1,F2是椭圆的左、右焦点,过点F1的直线与椭圆相交于A,B两点,|AB|:|AF2|:|BF2|3:4:5,则ABAF2,不妨设|AB|3k,|AF2|4k,|BF2|5k,由椭圆的定义可得3k+4k+5k4a,解得a3k,所以|AF1|2a|AF2|6k4k2k
11、,解得,所以,故答案为:变式6:(1)椭圆的一个焦点是圆M:(x3)2+y21的圆心,且C的长轴长为10,则该椭圆的离心率等于 (2)设椭圆的右顶点为A,上顶点为B,左焦点为F若ABF90,则椭圆的离心率为 重点3:与椭圆性质有关的最值问题(1)若点P在椭圆上,F为椭圆的一个焦点,则b|OP|a;ac|PF|ac.(2)焦点弦(过焦点的弦):焦点弦中以通径(垂直于长轴的焦点弦)最短,弦长lmin.(3)焦点三角形:椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点F1,F2构成的PF1F2叫做焦点三角形若r1|PF1|,r2|PF2|,F1PF2,PF1F2的面积为S,则在椭圆1(ab0)中:当r1r2,即点
12、P为短轴端点时,最大;S|PF1|PF2|sin c|y0|,当|y0|b,即点P为短轴端点时,S取得最大值,最大值为bc;例题7:(2017年普通高等学校招生统一考试新课标卷数学(文12)设A,B是椭圆C:x23+y2m=1长轴的两个端点,若C上存在点M满足AMB=120,则m的取值范围是()A(0,19,+) B(0,9,+)C(0,14,+) D(0,4,+)解:假设椭圆的焦点在x轴上,则0m3时,设椭圆的方程为:(ab0),设A(a,0),B(a,0),M(x,y),y0,则a2x2,MAB,MBA,AMB,tan,tan,则tantan(+)tan(+),tan,当y最大时,即yb时
13、,AMB取最大值,M位于短轴的端点时,AMB取最大值,要使椭圆C上存在点M满足AMB120,AMB120,AMO60,tanAMOtan60,解得:0m1;当椭圆的焦点在y轴上时,m3,当M位于短轴的端点时,AMB取最大值,要使椭圆C上存在点M满足AMB120,AMB120,AMO60,tanAMOtan60,解得:m9,m的取值范围是(0,19,+)故选A故选:A变式7:已知椭圆1(ab0),F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,椭圆上总存在点P使得PF1PF2,则椭圆的离心率的取值范围为_易错:忽略对椭圆焦点位置的讨论从而导致错误例题8:已知椭圆的标准方程为,并且焦距为8,则实数k的值为_【错
14、解1】因为2c8,所以c4,由椭圆的标准方程知a236,b2k2,a2b2c2,所以36k242,即k220,又k0,故【错解2】因为2c8,所以c4,由椭圆的标准方程知a2k2,b236,a2b2c2,所以k23642,即k252,又k0,故【错因分析】当椭圆的焦点位置不确定时,求椭圆的标准方程需要进行分类讨论,而错解中忽略了对椭圆的焦点位置的讨论,从而导致错误随堂演练1焦点坐标为(0,4),(0,4),且长半轴长为6的椭圆方程为()A1B1C1D12过点,且与椭圆有相同焦点的椭圆的标准方程为()ABCD3过椭圆左焦点F作x轴的垂线,交椭圆于P,Q两点,A是椭圆与x轴正半轴的交点,且|PQ|
15、FA|,则该椭圆的离心率是()ABCD4椭圆+y21上一点P到一个焦点的距离为2,则点P到另一个焦点的距离为()A5B6C7D85设p:a5,+),q:方程x2+ay21表示焦点在x轴上的椭圆,则()Ap是q的充分条件但不是必要条件Bp是q的必要条件但不是充分条件Cp是q的充要条件Dp既不是q的充分条件也不是q的必要条件课堂反馈一、选择题(共5小题)1焦点为(2,0),(2,0),离心率为的椭圆的标准方程为()A1B1C1D12“1m5”是“方程+2表示椭圆”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3已知椭圆x2+2y24上一点P到其左焦点F的距离为1,则PF的中
16、点M到坐标原点O的距离为()A3BC1D4已知椭圆C:+1(ab0)的左,右焦点分别为F1,F2,P是C上一点,PF1垂直于x轴,|PF1|1,F1F2P30,则C的方程为()A+1B+1C+1D+15阿基米德既是古希腊著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积若椭圆C的中心为原点,焦点F1、F2在y轴上,椭圆C的面积为,且离心率为,则C的标准方程为()ABCD二多选题(共5小题)6已知椭圆的离心率,则k的值可能是()A7B7CD7已知a,b,c分别是椭圆E的长半轴长、短半轴长和半焦距长,都关于x的方程ax2+2bx+c0有实根
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