选修2-1数学椭圆综合 知识点+大量例题
10页1、椭圆的性质椭圆的范围 椭圆上的点都位于直线x=a和y=b围成的矩形内,所以坐标满足|x|a,|y|b.椭圆的离心率 椭圆的焦距与长轴长度的比叫做椭圆的离心率,用e表示,记作。因为ac0,所以e的取值范围是0e1。e越接近1,则c就越接近a,从而越小,因此椭圆越扁;反之,e越接近于0,c就越接近0,从而b越接近于a,这时椭圆就越接近于圆。当且仅当a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,方程为x2+y2=a2。椭圆的图象中线段的几何特征(如下图):(1),;(2),;(3),,;椭圆标准方程中的三个量a、b、c的几何意义 椭圆标准方程中,a、b、c三个量的大小与坐标系无关,是由椭圆本身的形状大小所确定的,分别表示椭圆的长半轴长、短半轴长和半焦距长,均为正数,且三个量的大小关系为:ab0,ac0,且a2=b2+c2。椭圆的焦点总在长轴上,因此已知标准方程,判断焦点位置的方法是:看x2、y2的分母的大小,哪个分母大,焦点就在哪个坐标轴上。平面内点与椭圆的位置关系 椭圆将平面分成三部分:椭圆上、椭圆内、椭圆外,因此,平面上的点与椭圆的位置关系有三种,任给一点M(x,y),若点M(x,y)
2、在椭圆上,则有;若点M(x,y)在椭圆内,则有;若点M(x,y)在椭圆外,则有.直线与椭圆的相交弦 设直线交椭圆于点两点,则=同理可得这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:;例1. 已知椭圆的对称轴为坐标轴,O为坐标原点,F是一个焦点,A是一个顶点,若椭圆的长轴长是6,且,求椭圆的方程。【解析】 椭圆的长轴长为6,所以点A不是长轴的顶点,是短轴的顶点,所以|OF|=c,所以c=2,b2=3222=5,故椭圆的方程为或。【变式3】在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为原点,焦点在x轴上,离心率为过点的直线l交C于A,B两点,且的周长为16,那么C的方程为_ 【答案】。例2.(1)已知椭圆的一个焦点将长轴分成长为的两段,求其离心率;(2)已知椭圆的一个焦点到长轴两端点的距离分别为10和4,求其离心率。【解析】 (1)由题意得,即,解得。(2)由题意得,解得,故离心率。【变式1】椭圆的一个顶点与两焦点构成等边三角形,则此椭圆的离心率是( ) 【答案】D【变式2】椭圆上一点到两焦点的距离分别为,焦距为,若成等差数列,则椭圆的离心率为 【答案】例3. 设M为椭圆上一点,F1、F2为椭圆的焦
3、点,若MF1F2=75,MF2F1=15,求椭圆的离心率。【解析】 在MF1F2中,由正弦定理得即,。【变式1】以椭圆两焦点为直径的圆交椭圆于四个不同点,顺次连结这四个点和两个焦点,恰好围成一个正六边形,则这个椭圆的离心率等于。 【答案】【变式2】已知椭圆的左焦点为F,右顶点A,上顶点为B,若BFBA,求离心率_。【解析】 根据题意,|AB2|=a2+b2,|BF|=a,|AF|=a+c,所以在RtABF中,有(a+c)2=a2+b2+a2,化简得c2+aca2=0,等式两边同除以a2,得e2+e1=0,解得。又0e1,。例4已知椭圆,F1,F2是两个焦点,若椭圆上存在一点P,使,求其离心率的取值范围。 【解析】F1PF2中,已知,|F1F2|=2c,|PF1|+|PF2|=2a,由余弦定理:4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|PF2|cos120又|PF1|+|PF2|=2a 联立 得4c2=4a2-|PF1|PF2|,【变式】已知椭圆,以,为系数的关于的方程无实根,求其离心率的取值范围。【答案】由已知,所以,即,不等式两边同除可得,解不等式得或.由椭圆的离心率,所以所求
4、椭圆离心率.例6. 已知椭圆,求过点且被平分的弦所在的直线方程【解析】解法一:设所求直线的斜率为,则直线方程为代入椭圆方程,并整理得由韦达定理得是弦中点,故得所以所求直线方程为解法二:设过的直线与椭圆交于、,则由题意得 得将、代入得,即直线的斜率为所求直线方程为【变式1】已知点P(4,2)是直线被椭圆所截得线段的中点,求直线的方程.【答案】直线的方程为x+2y8=0【变式2】若直线与椭圆恒有公共点,求实数的取值范围。【答案】时,直线与椭圆恒有公共点 椭圆(2013高考题)(2013新课标全国高考文科5)设椭圆的左、右焦点分别为,是上的点,则的离心率为( ) A. B. C. D.【解析】选D. 因为,所以。又,所以,即椭圆的离心率为,选D.(2013大纲版全国卷高考理科T8)椭圆C:的左、右顶点分别为,点P在C上且直线斜率的取值范围是,那么直线斜率的取值范围是() A. B. C. D.【解析】选B.设,则,故.因为,所以(2013大纲版全国卷高考文科8)已知F1(-1,0),F2(1,0)是椭圆C的两个焦点,过F2且垂直于x轴的直线交于A,B两点,且=3,则C的方程为()A. B.
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