第三节 椭圆
[考纲要求]
1.掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程.
2.掌握椭圆的简单几何性质(范围、对称性、顶点、离心率). 3.了解椭圆的简单应用. 4.理解数形结合的思想.
突破点一 椭圆的定义和标准方程
[基本知识]
1.椭圆的定义
平面内与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
集合P ={M ||MF 1|+|MF 2|=2a },|F 1F 2|=2c ,其中a >0,c >0,且a ,c 为常数. (1)若a >c ,则集合P 为椭圆. (2)若a =c ,则集合P 为线段. (3)若a <c ,则集合P 为空集. 2.椭圆的标准方程
(1)焦点在x 轴上的椭圆的标准方程是x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0),焦点为F 1(-c,0),F 2(c,0),
其中c 2=a 2-b 2.
(2)焦点在y 轴上的椭圆的标准方程是y 2a 2+x 2
b 2=1(a >b >0),焦点为F 1(0,-
c ),F 2(0,
c ),其中c 2=a 2-b 2.
[基本能力]
一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)
(1)平面内与两个定点F 1,F 2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.( ) (2)方程mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n )表示的曲线是椭圆.( ) (3)y 2a 2+x 2
b 2=1(a ≠b )表示焦点在y 轴上的椭圆.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× 二、填空题
1.已知△ABC 的顶点B ,C 在椭圆x 23+y 2
=1上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆
的另外一个焦点在BC 边上,则△ABC 的周长是________.
答案:4 3
2.如果方程x 2a 2+y 2
a +6=1表示焦点在x 轴上的椭圆,则实数a 的取值范围是________.
答案:(-6,-2)∪(3,+∞)
3.已知椭圆C 经过点A (2,3),且点F (2,0)为其右焦点,则椭圆C 的标准方程为____________.
答案:x 216+y 2
12
=1
[全析考法]
考法一 椭圆的定义及应用
[例1] (1)(2019·衡水调研)已知A (-1,0),B 是圆F :x 2-2x +y 2-11=0(F 为圆心)上一动点,线段AB 的垂直平分线交BF 于P ,则动点P 的轨迹方程为( )
A.x 212+y 211=1
B.x 236-y 2
35=1 C.x 23-y 22=1 D.x 23+y 2
2
=1 (2)(2019·齐齐哈尔八中模拟)如图,椭圆x 2a 2+y 24=1(a >2)的左、
右焦点分别为F 1,F 2,点P 是椭圆上的一点,若∠F 1PF 2=60°,那么△PF 1F 2的面积为( )
A.233
B.332
C.334
D.433
[解析] (1)由题意得|PA |=|PB |,∴|PA |+|PF |=|PB |+|PF |=r =23>|AF |=2,∴点P 的轨迹是以A ,F 为焦点的椭圆,且a =3,c =1,∴b =2,∴动点P 的轨迹方程为x 23+
y 2
2=1,故选D.
(2)设|PF 1|=m ,|PF 2|=n ,则cos 60°=m 2+n 2-(2c )22mn =(2a )2-2mn -(2c )22mn =1
2,化简得,
3mn =4(a 2-c 2)=4b 2,∵b 2=4,∴mn =
163,∴S △PF 1F 2=12
mn sin 60°=433.故选D. [答案] (1)D (2)D [方法技巧]
椭圆焦点三角形中的常用结论
以椭圆x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)上一点P (x 0,y 0)(y 0≠0)和焦点F 1(-c,0),F 2(c,0)为顶点的△
PF 1F 2中,若∠F 1PF 2=θ,则
(1)|PF 1|+|PF 2|=2a .
(2)4c 2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|·cos θ. (3)S △PF 1F 2=1
2|PF 1||PF 2|·sin θ,当|y 0|=b ,即P 为短轴端点时,S △PF 1F 2
取最大值为
bc .
(4)焦点三角形的周长为2(a +c ). 考法二 椭圆的标准方程
[例2] (1)如图,已知椭圆C 的中心为原点O ,F (-25,0)为C 的左焦点,P 为C 上一点,满足|OP |=|OF |且|PF |=4,则椭圆C 的方程为( )
A.x 225+y 2
5=1 B.x 230+y 2
10=1 C.x 236+y 2
16=1 D.x 245+y 2
25
=1 (2)(2019·武汉调研)一个椭圆的中心在原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,P (2,3)是椭圆上一点,且|PF 1|,|F 1F 2|,|PF 2|成等差数列,则椭圆方程为____________.
[解析] (1)设F ′为椭圆的右焦点,连接PF ′,在△POF 中,由余弦定理,得cos ∠POF =|OP |2+|OF |2-|PF |22|OP |·|OF |=35,则|PF ′|=|OP |2+|OF ′|2-2|OP |·|OF ′|cos (π-∠POF )=
8,由椭圆定义,知2a =4+8=12,所以a =6,又c =25,所以b 2=16.故椭圆C 的方程为x 236+y 2
16
=1. (2)∵椭圆的中心在原点,焦点F 1,F 2在x 轴上, ∴可设椭圆方程为x 2a 2+y 2
b
2=1(a >b >0),
∵P (2,3)是椭圆上一点,且|PF 1|,|F 1F 2|,|PF 2|成等差数列, ∴?????
4a 2+3b 2=1,2a =4c ,又a 2=b 2+c 2,∴a =22,b =6,c =2, ∴椭圆方程为x 28+y 2
6=1.
[答案] (1)C (2)x 28+y 2
6
=1
[方法技巧] 待定系数法求椭圆方程的思路
[集训冲关]
1.[考法二]已知椭圆C :x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)的长轴长为6,且两焦点恰好将长轴三等分,
则此椭圆的标准方程为( )
A.x 236+y 2
32=1 B.x 29+y 2
8=1 C.x 29+y 2
5
=1 D.x 216+y 2
12
=1 解析:选B 由题意可得2c 2a =1
3,2a =6,解得a =3,c =1,则b =32-12=8,所以
椭圆C 的方程为x 29+y 2
8
=1.故选B.
2.[考法一、二]已知椭圆G 的中心在坐标原点,长轴在x 轴上,离心率为3
2
,且椭圆G 上一点到两个焦点的距离之和为12,则椭圆G 的方程为( )
A.x 236+y 2
9=1 B.x 29+y 2
36=1 C.x 24+y 2
9
=1 D.x 29+y 2
4
=1 解析:选A 依题意设椭圆G 的方程为x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0),∵椭圆上一点到两焦点的
距离之和为12,∴2a =12,∴a =6,∵椭圆的离心率为3
2,∴e =c a =
1-b 2a 2=3
2
,即1-b 236=32,解得b 2
=9,∴椭圆G 的方程为x 236+y 29
=1,故选A. 3.[考法一]P 为椭圆x 225+y 2
9=1上一点,F 1,F 2分别是椭圆的左焦点和右焦点,过P 点
作PH ⊥F 1F 2于点H ,若PF 1⊥PF 2,则|PH |=( )
A.254
B.8
3 C .8
D.94
解析:选D
由椭圆x 225+y 2
9=1得a 2=25,b 2=9,则c =a 2-b 2=25-9=4,
∴|F 1F 2|=2c =8.
由椭圆的定义可得|PF 1|+|PF 2|=2a =10, ∵PF 1⊥PF 2,∴|PF 1|2+|PF 2|2=82. ∴2|PF 1|·|PF 2|
=(|PF 1|+|PF 2|)2-(|PF 1|2+|PF 2|2) =100-64=36, ∴|PF 1|·|PF 2|=18.
又S △PF 1F 2=12|PF 1|·|PF 2|=12|F 1F 2|·|PH |,
∴|PH |=|PF 1|·|PF 2||F 1F 2|=9
4
.故选D.
突破点二 椭圆的几何性质
[基本知识]
标准方程
x 2a 2+y 2
b 2
=1(a >b >0) y 2a 2+x 2
b 2
=1(a >b >0) 图形
性 质
范围 -a ≤x ≤a ,-b ≤y ≤b
-b ≤x ≤b ,-a ≤y ≤a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:(0,0)
顶点
A 1(-a,0),A 2(a,0),
B 1(0,-b ),B 2(0,b )
A 1(0,-a ),A 2(0,a ),
B 1(-b,0),B 2(b,0)
离心率
e =c
a ,且e ∈(0,1)
a ,
b ,
c 的关系
c 2=a 2-b 2
一、判断题(对的打“√”,错的打“×”) (1)椭圆x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)的长轴长等于a .( )
(2)椭圆上的点到焦点的距离的最小值为a -c .( ) (3)椭圆的离心率e 越小,椭圆越圆.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√
二、填空题
1.若焦点在y 轴上的椭圆x 2m +y 22=1的离心率为1
2,则m 的值为________.
答案:3
2
2.椭圆以两条坐标轴为对称轴,一个顶点是(0,13),另一个顶点是(-10,0),则焦点坐标为________.
答案:(0,±69)
3.已知椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,离心率为5
5
,且过P (-5,4),则椭圆的方程为________.
答案:x 245+y 2
36
=1
[全析考法]
考法一 椭圆的离心率
椭圆的离心率是一个重要的基本量,在椭圆中有着极其特殊的作用,也是高考常考的知识点,主要考查两类问题:一是求椭圆的离心率;二是求椭圆离心率的取值范围.
[例1] (1)(2018·全国卷Ⅱ)已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,A
是C 的左顶点,点P 在过A 且斜率为3
6
的直线上,△PF 1F 2为等腰三角形,∠F 1F 2P =120°,则C 的离心率为( )
A.2
3 B.12 C.13
D.14
(2)(2019·江西临川二中、新余四中联考)已知F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)的左、
右焦点,过F 1且垂直于x 轴的直线与椭圆交于A ,B 上下两点,若△ABF 2是锐角三角形,则该椭圆的离心率e 的取值范围是( )
A .(0,2-1)
B .(2-1,1)
C .(0,3-1)
D .(3-1,1)
[解析] (1)如图,作PB ⊥x 轴于点B .由题意可设|F 1F 2|=|PF 2|=2,则c =1.由∠F 1F 2P =120°,可得|PB |=3,|BF 2|=1,故|AB |=a +1+1=a +2,tan ∠PAB =|PB ||AB |=3a +2=36,解得a =4,所以e =c a =14
.
(2)∵F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2
b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,过F 1且垂直于x 轴的直
线与椭圆交于A ,B 上下两点,∴F 1(-c,0),F 2(c,0),A ????-c ,b 2
a ,B ????-c ,-b
2
a ,∵△ABF 2是锐角三角形,∴∠AF 2F 1<45°,∴tan ∠AF 2F 1<1,∴
b 2a
2c <1,整理得b 2<2ac ,∴a 2-c 2
<2ac ,两边同时除以a 2,并整理,得e 2+2e -1>0,解得e >2-1或e <-2-1(舍去),∵0<e <1,∴椭圆的离心率e 的取值范围是(2-1,1),故选B.
[答案] (1)D (2)B [方法技巧]
1.求椭圆离心率的3种方法
(1)直接求出a ,c 来求解e .通过已知条件列方程组,解出a ,c 的值.
(2)构造a ,c 的齐次式,解出e .由已知条件得出关于a ,c 的二元齐次方程,然后转化为关于离心率e 的一元二次方程求解.
(3)通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.
[提醒] 在解关于离心率e 的二次方程时,要注意利用椭圆的离心率e ∈(0,1)进行根的取舍,否则将产生增根.
2.求椭圆离心率范围的2种方法 方法
解读
适合题型 几何法
利用椭圆的几何性质,设P (x 0,y 0)为椭圆x 2a 2+y 2
b
2=1(a >b >
0)上一点,则|x 0|≤a ,a -c ≤|PF 1|≤a +c 等,建立不等关系,或者根据几何图形的临界情况建立不等关系
题设条件有明显
的几何关系 直接法 根据题目中给出的条件或根据已知条件得出不等关系,直接转化为含有a ,b ,c 的不等关系式
题设条件直接有不等关系
考法二 与椭圆性质有关的最值范围问题
[例2] (1)(2017·全国卷Ⅰ)设A ,B 是椭圆C :x 23+y 2
m =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 .(0,1]∪[9,+∞)
B .(0, 3 ]∪[9,+∞)
C .(0,1]∪[4,+∞)
D .(0, 3 ]∪[4,+∞)
(2)(2019·合肥质检)如图,焦点在x 轴上的椭圆x 24+y 2
b 2=1的离心率
e =1
2
,F ,A 分别是椭圆的一个焦点和顶点,P 是椭圆上任意一点,则
PF ―→·PA ―→
的最大值为________.
[解析] (1)当0<m <3时,焦点在x 轴上, 要使C 上存在点M 满足∠AMB =120°, 则a b ≥tan 60°=3,即3
m ≥3,
解得0<m ≤1.
当m >3时,焦点在y 轴上,
要使C 上存在点M 满足∠AMB =120°, 则a b ≥tan 60°=3,即m
3≥3,解得m ≥9.
故m 的取值范围为(0,1]∪[9,+∞). (2)由题意知a =2, 因为e =c a =1
2
,
所以c =1,b 2=a 2-c 2=3. 故椭圆方程为x 24+y 2
3=1.
设P 点坐标为(x 0,y 0). 所以-2≤x 0≤2,-3≤y 0≤ 3. 因为F (-1,0),A (2,0),
PF ―→=(-1-x 0,-y 0),PA ―→
=(2-x 0,-y 0), 所以PF ―→·PA ―→=x 20-x 0-2+y 20=14x 20-x 0+1=14(x 0-2)2
. 则当x 0=-2时,PF ―→·PA ―→
取得最大值4. [答案] (1)A (2)4 [方法技巧]
与椭圆有关的最值或范围问题的求解方法
(1)利用数形结合、几何意义,尤其是椭圆的性质,求最值或取值范围. (2)利用函数,尤其是二次函数求最值或取值范围. (3)利用不等式,尤其是基本不等式求最值或取值范围. (4)利用一元二次方程的判别式求最值或取值范围.
[提醒] 求解与椭圆几何性质有关的参数问题时,要结合图形进行分析,当涉及顶点、焦点、长轴、短轴等椭圆的基本量时,要理清它们之间的关系.
[集训冲关]
1.[考法一]已知椭圆x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)的左顶点为M ,上顶点为N ,右焦点为F ,若
NM ―→·NF ―→=0,则椭圆的离心率为( )
A.3
2 B.2-1
2 C.3-1
2
D.
5-1
2
解析:选D 由题意知,M (-a,0),N (0,b ),F (c,0),∴NM ―→=(-a ,-b ),NF ―→
=(c ,-b ).∵NM ―→·NF ―→
=0,∴-ac +b 2=0,即b 2=ac .又b 2=a 2-c 2,∴a 2-c 2=ac .∴e 2+e -1=0,解得e =
5-12或e =-5-12(舍去).∴椭圆的离心率为5-1
2
,故选D. 2.[考法一]如图,F 1,F 2是双曲线
C 1:x 2-
y 2
8
=1与椭圆C 2的公共焦点,点A 是C 1,C 2在第一象限内的交点,若|F 1F 2|=|F 1A |,则C 2的离心率是( )
A.23
B.45
C.35
D.25
解析:选C 设椭圆的长半轴长为a .由题意可知,|F 1F 2|=|F 1A |=6,∵|F 1A |-|F 2A |=2,∴|F 2A |=4,∴|F 1A |+|F 2A |=10,∴2a =10,∴C 2的离心率是610=3
5
.故选C.
3.[考法二]已知椭圆C :x 22+y 2=1的两焦点为F 1,F 2,点P (x 0,y 0)满足0<x 20
2+y 20<1,则|PF 1|+|PF 2|的取值范围是________.
解析:由点P (x 0,y 0)满足0<x 2
2
+y 20<1,可知P (x 0,y 0)一定在椭圆内(不包括原点),因为a =2,b =1,所以由椭圆的定义可知|PF 1|+|PF 2|<2a =22,当P (x 0,y 0)与F 1或F 2重合时,|PF 1|+|PF 2|=2,又|PF 1|+|PF 2|≥|F 1F 2|=2,故|PF 1|+|PF 2|的取值范围是[2,22).
答案:[2,22)
[课时跟踪检测]
[A 级 基础题——基稳才能楼高]
1.椭圆mx 2+ny 2+mn =0(m <n <0)的焦点坐标是( ) A .(0,±m -n ) B .(±m -n ,0) C .(0,±n -m )
D .(±n -m ,0)
解析:选C 化为标准方程是x 2-n +y 2-m
=1,
∵m <n <0,∴0<-n <-m .
∴焦点在y 轴上,且c =-m -(-n )=n -m .
2.与椭圆9x 2+4y 2=36有相同焦点,且短轴长为2的椭圆的标准方程为( ) A.x 22+y 2
4=1 B .x 2+
y 2
6
=1 C.x 26+y 2
=1 D.x 28+y 2
5
=1 解析:选B 椭圆9x 2+4y 2=36
可化为x 24+y 2
9
=1,可知焦点在y 轴上,焦点坐标为(0,
±5),
故可设所求椭圆方程为y 2a 2+x 2
b 2=1(a >b >0),则
c = 5.
又2b =2,即b =1,所以a 2=b 2+c 2=6, 则所求椭圆的标准方程为
x 2+
y 2
6
=1. 3.已知P 为椭圆x 225+y 2
16=1上的一点,M ,N 分别为圆(x +3)2+y 2=1和圆(x -3)2+y 2
=4上的点,则|PM |+|PN |的最小值为( )
A .5
B .7
C .13
D .15
解析:选B 由题意知椭圆的两个焦点F 1,F 2分别是两圆的圆心,且|PF 1|+|PF 2|=10,从而|PM |+|PN |的最小值为|PF 1|+|PF 2|-1-2=7.
4.已知椭圆x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,右顶点为A ,点B 在椭圆上,且BF ⊥x
轴,直线AB 交y 轴于点P .若AP ―→=2PB ―→
,则椭圆的离心率是( )
A.32
B.22
C.13
D.12
解析:选D ∵AP ―→=2PB ―→,∴|AP ―→|=2|PB ―→
|.又∵PO ∥BF ,∴|PA ||AB |=|AO ||AF |=23,即
a a +c =2
3,∴e =c a =12
. 5.(2019·长沙一模)椭圆的焦点在x 轴上,中心在原点,其上、下顶点和两个焦点恰为边长是2的正方形的顶点,则椭圆的标准方程为( )
A.x 22+y 2
2=1 B.x 22+y 2
=1 C.x 24+y 2
2
=1 D.y 24+x 2
2
=1
解析:选C 由条件可知b =c =2,a =2,所以椭圆的标准方程为x 24+y 2
2=1.故选C.
6.已知F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,若椭圆C 上存在点
P ,使得线段PF 1的中垂线恰好经过焦点F 2,则椭圆C 离心率的取值范围是( )
A.????23,1
B.????1
3,22 C.????13,1
D.???
?0,13 解析:选C 如图所示,∵线段PF 1的中垂线经过F 2,∴|PF 2|=|F 1F 2|=2c ,即椭圆上存在一点P ,使得|PF 2|=2c .∴a -c ≤2c ≤a +c .∴e =c a ∈????
13,1.
[B 级 保分题——准做快做达标]
1.(2019·武汉模拟)曲线x 225+y 29=1与曲线x 225-k +y 2
9-k =1(k <9)的( )
A .长轴长相等
B .短轴长相等
C .离心率相等
D .焦距相等
解析:选D 曲线x 225+y 2
9=1表示焦点在x 轴上的椭圆,其长轴长为10,短轴长为6,
焦距为8,离心率为4
5.曲线x 225-k +y 29-k =1(k <9)表示焦点在x 轴上的椭圆,其长轴长为
225-k ,短轴长为29-k ,焦距为8,离心率为
4
25-k
.对照选项,知D 正确.故选D. 2.(2019·德阳模拟)设P 为椭圆C :x 249+y 2
24=1上一点,F 1,F 2分别是椭圆C 的左、右
焦点,且△PF 1F 2的重心为点G ,若|PF 1|∶|PF 2|=3∶4,那么△GPF 1的面积为( )
A .24
B .12
C .8
D .6
解析:选C ∵P 为椭圆C :x 249+y 2
24=1上一点,|PF 1|∶|PF 2|=3∶4,|PF 1|+|PF 2|=2a
=14,∴|PF 1|=6,|PF 2|=8,又∵|F 1F 2|=2c =249-24=10,∴易知△PF 1F 2是直角三角形,S △PF 1F 2=1
2
|PF 1|·|PF 2|=24,
∵△PF 1F 2的重心为点G ,∴S △PF 1F 2=3S △GPF 1,∴△GPF 1的面积为8,故选C.
3.斜率为1的直线l 与椭圆x 24
+y 2
=1相交于A ,B 两点,则|AB |的最大值为( )
A .2 B.455 C.4105
D.8105
解析:选C 设A ,B 两点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),直线l 的方程为y =x +t , 由?????
x 2
4+y 2=1,y =x +t ,消去y ,得5x 2+8tx +4(t 2-1)=0, 则x 1+x 2=-8
5t ,x 1x 2=4(t 2-1)5.
∴|AB |=1+k 2|x 1-x 2| =1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =2· ????-85t 2-4×4(t 2
-1)5
=
42
5
·5-t 2, 当t =0时,|AB |max =
410
5
. 4.(2019·贵阳摸底)P 是椭圆x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)上的一点,A 为左顶点,F 为右焦点,
PF ⊥x 轴,若tan ∠PAF =1
2
,则椭圆的离心率e 为( )
A.23
B.22
C.33
D.12
解析:选D 不妨设点P 在第一象限,因为PF ⊥x 轴,所以x P =c ,将x P =c 代入椭圆方程得y P =b 2a ,即|PF |=b 2a ,则tan ∠PAF =|PF ||AF |=b 2a a +c =1
2,结合b 2=a 2-c 2,整理得2c 2+
ac -a 2=0,两边同时除以a 2得2e 2+e -1=0,解得e =1
2
或e =-1(舍去).故选D.
5.(2019·长郡中学选拔考试)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与圆D :x 2+y 2-2ax +
3
16a 2=0交于A ,B 两点,若四边形OADB (O 为原点)是菱形,则椭圆C 的离心率为( )
A.1
3 B.12 C.32
D.62
解析:选B 由已知可得圆D :(x -a )2+y 2=
1316
a 2
,圆心D (a ,0),则菱形OADB 对角
线的交点的坐标为????a 2,0,将x =a 2代入圆D 的方程得y =±3a
4,不妨设点A 在x 轴上方,即A ????a 2,3a 4,代入椭圆C 的方程可得14+9a 2
16b 2=1,所以34a 2
=b 2=a 2-c 2,解得a =2c ,所以椭圆C 的离心率e =c a =12
.
6.(2019·沙市中学测试)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为2
2,双曲线x 2-
y 2=1的渐近线与椭圆C 有4个交点,以这4个交点为顶点的四边形的面积为8,则椭圆C 的方程为( )
A.x 28+y 2
2=1 B.x 212+y 2
6=1 C.x 26+y 2
3
=1 D.x 220+y 2
5
=1 解析:选C 由题意知双曲线x 2-y 2=1的渐近线方程为y =±x ,由椭圆的对称性可知以这4个交点为顶点的四边形是正方形,由四边形的面积为8,知正方形的边长为22,所以点(2,2)在椭圆上,所以2a 2+2
b
2=1.①
又椭圆的离心率为
22
, 所以a 2-b 2a 2=1
2,所以a 2=2b 2.②
由①②得
a 2=6,
b 2=3,所以椭圆
C 的方程为x 26+y 2
3
=1.故选C.
7.(2019·安阳模拟)已知F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,P 为椭
圆上一点,且PF 1―→·(OF 1―→+OP ―→)=0(O 为坐标原点),若|PF 1―→|=2|PF 2―→
|,则椭圆的离心率为( )
A.6- 3
B.6-3
2 C.6- 5
D.
6-5
2
解析:选A 以OF 1,OP 为邻边作平行四边形,根据向量加法的平行四边形法则,由PF 1―→·(OF 1―→+OP ―→)=0知,此平行四边形的对角线垂直,即此平行四边形为菱形,∴|OP ―→|=|OF 1―→
|,∴△F 1PF 2是直角三角形,即PF 1⊥PF 2.设|PF 2|=x ,则|PF 1|=2x ,结合椭圆的性
质和三角形勾股定理可得???
2x +x =2a ,(2x )2+x 2=(2c )2,
∴e =c a =3
2+1=6- 3.故选A.
8.(2019·西宁复习检测)在平面直角坐标系xOy 中,P 是椭圆y 24+x 2
3=1上的一个动点,
点A (1,1),B (0,-1),则|PA |+|PB |的最大值为( )
A .5
B .4
C .3
D .2
解析:选A ∵椭圆的方程为y 24+x 2
3=1,∴a 2=4,b 2=3,c 2=1,
∴B (0,-1)是椭圆的一个焦点,设另一个焦点为C (0,1),如图所示,根据椭圆的定义知,|PB |+|PC |=4,∴|PB |=4-|PC |,∴|PA |+|PB |=4+|PA |-|PC |≤4+|AC |=5.
9.已知点P 是椭圆x 216+y 2
8=1(x ≠0,y ≠0)上的动点,F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,
O 是坐标原点,若M 是∠F 1PF 2的平分线上一点,且F 1M ―→·MP ―→=0,则|OM ―→
|的取值范围是( )
A .[0,3)
B .(0,22)
C .[22,3)
D .(0,4]
解析:选B 如图,延长F 1M 交PF 2的延长线于点G . ∵F 1M ―→·MP ―→=0,∴F 1M ―→⊥MP ―→
. 又MP 为∠F 1PF 2的平分线, ∴|PF 1|=|PG |,且M 为F 1G 的中点. ∵O 为F 1F 2的中点,∴OM 綊1
2F 2G .
∵|F 2G |=||PF 2|-|PG ||=||PF 1|-|PF 2||, ∴|OM ―→|=1
2
|2a -2|PF 2||=|4-|PF 2||.
∵4-22<|PF 2|<4或4<|PF 2|<4+22, ∴|OM ―→
|∈(0,22).
10.已知F 1(-c,0),F 2(c,0)为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的两个焦点,P 在椭圆上且满足PF 1―→·PF 2―→
=
c 2,则此椭圆离心率的取值范围是( )
A.
???
?33,1 B.
????33,22
C.????13,12
D.?
??
?0,
22 解析:选B 设P (x ,y ),则x 2a 2+y 2b 2=1,y 2=b 2
-b 2a
2x 2,-a ≤x ≤a ,PF 1―→=(-c -x ,-
y ),PF 2―→
=(c -x ,-y ).
所以PF 1―→·PF 2―→=x 2-c 2+y 2=????1-b 2a 2x 2
+b 2-c 2=c 2a 2x 2+b 2-c 2.
因为-a ≤x ≤a ,所以b 2-c 2≤PF 1―→·PF 2―→
≤b 2. 所以b 2-c 2≤c 2≤b 2. 所以2c 2≤a 2≤3c 2. 所以
33≤c a ≤2
2
.故选B. 11.设e 是椭圆x 24+y 2k =1的离心率,且e =2
3,则实数k 的值是________.
解析:当k >4 时,有e =
1-4k =23,解得k =36
5
;当0<k <4时,有e = 1-k
4
=23,解得k =209.故实数k 的值为209或365
. 答案:
209或36
5
12.(2019·湖北稳派教育联考)已知椭圆x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)的半焦距为
c ,且满足c 2-
b 2+a
c <0,则该椭圆的离心率e 的取值范围是________.
解析:∵c 2-b 2+ac <0,∴c 2-(a 2-c 2)+ac <0,即
2c 2-a 2+ac <0,∴2
c 2a
2-1+c
a <0,即2e 2+e -1<0,解得-1<e <12.又∵0<e <1,∴0<e <1
2
.∴椭圆的离心率e 的取值范围是
???
?0,12.
答案:???
?0,12 13.如图,椭圆的中心在坐标原点O ,顶点分别是A 1,A 2,B 1,B 2,焦点分别为F 1,F 2,延长B 1F 2与A 2B 2交于P 点,若∠B 1PA 2为钝角,则此椭圆的离心率的取值范围为______.
解析:设椭圆的方程为x 2a 2+y 2
b
2=1(a >b >0),∠B 1PA 2为钝角可
转化为B 2A 2―→,F 2B 1―→
所夹的角为钝角,则(a ,-b )·(-c ,-b )<0,即b 2<ac ,则a 2-c 2<ac ,故????c a 2+c a -1>0,即e 2+e -1>0,解得e >5-12或e <-5-12,又0<e <1,所以5-12<e <1.
答案:?
??
?
?5-12,1
14.(2019·辽宁联考)设F 1,F 2分别是椭圆x 225+y 2
16=1的左、右焦点,P 为椭圆上任一
点,点M 的坐标为(6,4),则|PM |+|PF 1|的最大值为________.
解析:在椭圆x 225+y 2
16=1中,a =5,b =4,c =3,所以焦点坐
标分别为F 1(-3,0),F 2(3,0).根据椭圆的定义得|PM |+|PF 1|=|PM |+(2a -|PF 2|)=10+(|PM |-|PF 2|).
∵|PM |-|PF 2|≤|MF 2|,当且仅当P 在直线MF 2上时取等号, ∴
当点P 与图中的点P 0重合时,有(|PM |-|PF 2|)max =(6-3)2+(4-0)2=5,此时得|PM |+|PF 1|的最大值,为10+5=15.
答案:15
15.(2019·武汉调研)设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :x 2a 2+y 2
=1(a >1,a ∈R )上,
过O 的直线交椭圆C 于A ,B 两点,F 为椭圆C 的左焦点.
(1)若△FAB 的面积的最大值为1,求a 的值;
(2)若直线MA ,MB 的斜率乘积等于-1
3,求椭圆C 的离心率.
解:(1)S △FAB =1
2
|OF |·|y A -y B |≤|OF |=a 2-1=1,所以a = 2.
(2)由题意可设A (x 0,y 0),B (-x 0,-y 0),M (x ,y ),则x 2a 2+y 2=1,x 20
a 2+y 20=1, k MA ·k MB =y -y 0x -x 0·y +y 0x +x 0=y 2-y 20x 2-x 20=1-x 2a 2-????1-x 20
a 2x 2-x 20=-1a 2(x 2-x 20)x 2-x 20=-1a 2=-1
3, 所以a 2=3,所以a =3,所以c =a 2-b 2=2, 所以椭圆的离心率e =c a =23=63
.
16.(2019·广东七校联考)已知动点M 到定点F 1(-2,0)和F 2(2,0)的距离之和为4 2. (1)求动点M 的轨迹C 的方程;
(2)设N (0,2),过点P (-1,-2)作直线l ,交C 于不同于N 的两点A ,B ,直线NA ,NB 的斜率分别为k 1,k 2,求k 1+k 2的值.
解:(1)由椭圆的定义,可知点M 的轨迹是以F 1,F 2为焦点,42为长轴长的椭圆.由c =2,a =22,得b =2.故动点M 的轨迹C 的方程为x 28+y 2
4
=1.
(2)当直线l 的斜率存在时,设其方程为y +2=k (x +1),
由?????
x 2
8+y 2
4=1,y +2=k (x +1),
得(1+2k 2)x 2+4k (k -2)x +2k 2-8k =0.Δ=[4k (k -2)]2-4(1+
2k 2)(2k 2-8k )>0,则k >0或k <-4
7
.
设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-4k (k -2)1+2k 2,x 1x 2=2k 2-8k
1+2k 2.
从而k 1+k 2=
y 1-2x 1+y 2-2x 2=2kx 1x 2+(k -4)(x 1+x 2)
x 1x 2
=2k -(k -4)4k (k -2)
2k 2-8k
=4.
当直线l 的斜率不存在时,得A ????-1,142,B ?
???-1,-142.所以k 1+k 2=4. 综上,恒有k 1+k 2=4.
?0
③ f(x)= , g(x)= ; ④ f(x)= , g(x)=2(x-1-e -x ) . 年 高 考 江 苏 卷 试 题 11 ) 已 知 函 数 f ( x ) = ? x + 1, x ≥ 0 , 则 满 足 不 等 式 ) 剪成两块,其中一块是梯形,记 S = ,则 S 的最小值是____▲____。 2 x 2 +1 xlnx+1 2x 2 x lnx x+1 其中, 曲线 y=f(x) 和 y=g(x) 存在“分渐近线”的是( ) A. ①④ B. ②③ C.②④ D.③④ 33. (20XX 年 高 考 天 津 卷 理 科 16) 设 函 数 f ( x ) = x 2 - 1 , 对 任 意 3 x x ∈[ , +∞) , f ( ) - 4m 2 f ( x ) ≤ f ( x - 1) + 4 f (m ) 2 m 恒成立,则实数 m 的取值范围是 。 34 .( 20XX ? 2 ?1, x < 0 f (1- x 2 )> f ( 2x 的 x 的范围是__▲___。 35.(20XX 年高考江苏卷试题 14)将边长为 1m 正三角形薄片,沿一条平行于底边的直线 (梯形的周长) 梯形的面积 36 已知函数 f ( x ) = ( x + 1)ln x - x + 1 . (Ⅰ)若 xf '(x) ≤ x 2 + ax + 1 ,求 a 的取值范围; (Ⅱ)证明: ( x - 1) f ( x ) ≥ 0 .
绝密★启用前 2017年普通高等学校招生全国统一考试 文科数学 【试卷点评】 【命题特点】 2017年高考全国新课标II数学卷,试卷结构在保持稳定的前提下,进行了微调,一是把解答题分为必考题与选考题两部分,二是根据中学教学实际把选考题中的三选一调整为二选一.试卷坚持对基础知识、基本方法与基本技能的考查,注重数学在生活中的应用.同时在保持稳定的基础上,进行适度的改革和创新,与2016年相比难度稳中略有下降.具体来说还有以下几个特点: 1.知识点分布保持稳定 小知识点如:集合、复数、程序框图、线性规划、向量问题、三视图保持一道小题,大知识点如:三角与数列三小一大,概率与统计一大一小,立体几何两小一大,圆锥曲线两小一大,函数与导数三小一大(或两小一大). 2.注重对数学文化与数学应用的考查 教育部2017年新修订的《考试大纲(数学)》中增加了对数学文化的考查要求.2017年高考数学全国卷II文科第18题以养殖水产为题材,贴近生活. 3.注重基础,体现核心素养 2017年高考数学试卷整体上保持一定比例的基础题,试卷注重通性通法在解题中的运用,另外抽象、推理和建模是数学的基本思想,也是数学研究的重要方法,试卷对此都有所涉及. 【命题趋势】 1.函数与导数知识:函数性质的综合应用、以导数知识为背景的函数问题是高考命题热点,函数性质的重点是奇偶性、单调性及图象的应用,导数重点考查其在研究函数中的应用,注重分类讨论及化归思想的应用. 2.立体几何知识:立体几何一般有两道小题一道大题,小题中三视图是必考问题,常与几何体的表面积与体积结合在一起考查,解答题一般分两问进行考查. 3.解析几何知识:解析几何试题一般有3道,圆、椭圆、双曲线、抛物线一般都会涉及,双曲线一般作为客观题进行考查,多为容易题,解答题一般以椭圆与抛物线为载体进行考查,
2013年高考文科数学真题及答案全国卷1 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分150分,考试时间120分钟。 第Ⅰ卷(选择题 共60分) 一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1.(2013课标全国Ⅰ,文1)已知集合A ={1,2,3,4},B ={x |x =n 2 ,n ∈A },则A ∩B =( ). A .{1,4} B .{2,3} C .{9,16} D .{1,2} 【答案】A 【考点】本题主要考查集合的基本知识。 【解析】∵B ={x |x =n 2 ,n ∈A }={1,4,9,16}, ∴A ∩B ={1,4}. 2.(2013课标全国Ⅰ,文2) 2 12i 1i +(-)=( ). A. B .11+ i 2 - C . D . 【答案】B 【考点】本题主要考查复数的基本运算。 【解析】 2 12i 12i 12i i 2i 1i 2i 22++(+)-+===(-)-=1 1+i 2 -. 3.(2013课标全国Ⅰ,文3)从1,2,3,4中任取2个不同的数,则取出的2个数之差的绝对值为2的概率是( ). A .12 B .13 C .14 D .16 【答案】B 【考点】本题主要考查列举法解古典概型问题的基本能力。 【解析】由题意知总事件数为6,且分别为(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4),满足条件的事件数是2,所以所求的概率为 13 . 4.(2013课标全国Ⅰ,文4)已知双曲线C :2222=1x y a b -(a >0,b >0) C 的渐近线方程 为( ). A . B . C .1 2 y x =± D . 【答案】C 【考点】本题主要考查双曲线的离心率、渐近线方程。 【解析】∵2e = 2c a =,即2254 c a =.
原命题若p 则q 逆命题 若q 则p 互为逆否 互 逆否互 为逆 否否 互 集合与简易逻辑 知识回顾: (一) 集合 1. 基本概念:集合、元素;有限集、无限集;空集、全集;符号的使用. 2. 集合的表示法:列举法、描述法、图形表示法. 集合元素的特征:确定性、互异性、无序性. 3 ⑴①一个命题的否命题为真,它的逆命题一定为真. 否命题?逆命题. ②一个命题为真,则它的逆否命题一定为真. 原命题?逆否命题. (二)含绝对值不等式、一元二次不等式的解法及延伸 1.含绝对值不等式的解法 (1)公式法:c b ax <+,与)0(>>+c c b ax 型的不等式的解法. (2)定义法:用“零点分区间法”分类讨论. (3)几何法:根据绝对值的几何意义用数形结合思想方法解题. 特例① 一元一次不等式ax>b 解的讨论; 2 (三)简易逻辑 1、命题的定义:可以判断真假的语句叫做命题。 2、逻辑联结词、简单命题与复合命题: “或”、“且”、“非”这些词叫做逻辑联结词;不含有逻辑联结词的命题是简单命题;由简单命题和逻辑联结词“或”、“且”、“非”构成的命题是复合命题。 构成复合命题的形式:p 或q(记作“p ∨q ” );p 且q(记作“p ∧q ” );非p(记作“┑q ” ) 。 3、“或”、 “且”、 “非”的真值判断 (1)“非p ”形式复合命题的真假与F 的真假相反;
(2)“p 且q ”形式复合命题当P 与q 同为真时为真,其他情况时为假; (3)“p 或q ”形式复合命题当p 与q 同为假时为假,其他情况时为真. 4、四种命题的形式: 原命题:若P 则q ; 逆命题:若q 则p ; 否命题:若┑P 则┑q ;逆否命题:若┑q 则┑p 。 6、如果已知p ?q 那么我们说,p 是q 的充分条件,q 是p 的必要条件。 若p ?q 且q ?p,则称p 是q 的充要条件,记为p ?q. 函数 知识回顾: (一) 映射与函数 1. 映射与一一映射 2.函数 函数三要素是定义域,对应法则和值域,而定义域和对应法则是起决定作用的要素,因为这二者确定后,值域也就相应得到确定,因此只有定义域和对应法则二者完全相同的函数才是同一函数. (二)函数的性质 ⒈函数的单调性 定义:对于函数f(x)的定义域I 内某个区间上的任意两个自变量的值x 1,x 2, ⑴若当x 1