人教A版数学(选择性必修一讲义)第26讲3.1.1椭圆及其标准方程(学生版+解析)

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人教A版数学(选择性必修一讲义)第26讲3.1.1椭圆及其标准方程(学生版+解析)

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第01讲 3.1.1椭圆及其标准方程
课程标准 学习目标
①了解圆锥曲线的实际背景。 ②了解圆锥 曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用。 ③掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程。 ④会根据相关的条件求椭圆的标准方程。 ⑤会求与椭圆有关的量。 1.通过本节课的学习,要求掌握椭圆的定义(相关的量的掌握)及椭圆的标准方程(满足的条件),会求与椭圆有关的几何量
知识点01:椭圆的定义
1、椭圆的定义:平面内一个动点到两个定点、的距离之和等于常数,
这个动点的轨迹叫椭圆. 这两个定点(,)叫椭圆的焦点,两焦点的距离()叫作椭圆的焦距.
说明:
若,的轨迹为线段;
若,的轨迹无图形
2、定义的集合语言表述
集合.
【即学即练1】(2023秋·四川南充·高二四川省南充高级中学校考期末)设定点,,动点P满足条件,则点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.不存在 D.椭圆或线段
【答案】A
【详解】因为,,所以,
所以,所以点P的轨迹是以,为焦点的椭圆.
故选:A.
知识点02:椭圆的标准方程
焦点位置 焦点在轴上 焦点在轴上
标准方程 () ()
图象
焦点坐标 , ,
的关系
【即学即练2】(2023秋·广东广州·高二广州市第八十六中学校考期末)已知的周长为20,且顶点,则顶点的轨迹方程是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】错解:
∵△ABC的周长为20,顶点,
∴|BC|=8,|AB|+|AC|=20-8=12,
∵12>8,
∴点A到两个定点的距离之和等于定值,
∴点A的轨迹是椭圆,
∵a=6,c=4,
∴b2=20,
∴椭圆的方程是
故选:D.
错因:
忽略了A、B、C三点不共线这一隐含条件.
正解:
∵△ABC的周长为20,顶点,
∴|BC|=8,|AB|+|AC|=20-8=12,
∵12>8,
∴点A到两个定点的距离之和等于定值,
∴点A的轨迹是椭圆,
∵a=6,c=4,
∴b2=20,
∴椭圆的方程是
故选:B.
特别说明:
1、两种椭圆,()的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有,;不同点是:两种椭圆的位置不同,它们的焦点坐标也不同.
2、给出椭圆方程(,,),判断该方程所表示的椭圆的焦点位置的方法是:椭圆的焦点在轴上 标准方程中项的分母较大;椭圆的焦点在轴上 标准方程中项的分母较大,这是判断椭圆焦点所在坐标轴的重要方法.可简记作:焦点位置看大小,焦点跟着大的跑.
题型01椭圆的定义及辨析
【典例1】(2023春·新疆塔城·高二统考开学考试)设满足:,则点的轨迹为( )
A.圆 B.椭圆 C.线段 D.不存在
【典例2】.(2023·全国·高三专题练习)已知,是两个定点,且(是正常数),动点满足,则动点的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.椭圆或线段 D.直线
【变式1】(2023·全国·高二专题练习)如果点在运动过程中,总满足关系式,则点的轨迹是( ).
A.不存在 B.椭圆 C.线段 D.双曲线
【变式2】(2023秋·四川成都·高二统考期末)椭圆上一点P与它的一个焦点的距离等于6,那么点P与另一个焦点的距离等于 .
题型02利用椭圆定义求方程
【典例1】(2023·上海·高二专题练习)方程,化简的结果是( )
A. B. C. D.
【典例2】(2023秋·广东广州·高二西关外国语学校校考期末)已知圆,圆,动圆M与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1】(2023春·江苏南京·高二江苏省江浦高级中学校联考阶段练习)已知椭圆的左、右焦点为,且过点则椭圆标准方程为 .
【变式2】(2023·高二课时练习)已知动点M到定点与的距离的和是,则点M的轨迹方程是 .
题型03椭圆上点到焦点距离(含最值)问题
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆上一点到右准线的距离为,则点到它的左焦点的距离为( )
A. B. C. D.
【典例2】(2023秋·陕西宝鸡·高二统考期末)已知椭圆上的动点到右焦点距离的最大值为,则( )
A.1 B. C. D.
【典例3】(2023·全国·高三专题练习)设是椭圆上一点,,分别是圆和上的点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【典例4】(2023·云南曲靖·宣威市第七中学校考模拟预测)已知椭圆的右焦点为是椭圆上一点,点,则的周长最大值为( )
A.14 B.16 C.18 D.20
【变式1】(2023·全国·高二专题练习)已知A为椭圆上一点,F为椭圆一焦点,的中点为,为坐标原点,若则( )
A. B. C. D.
【变式2】(2023春·陕西宝鸡·高二虢镇中学校考开学考试)如图,把椭圆的长轴八等分,过每个分点作轴的垂线交椭圆的上半部分于,,,七个点,是椭圆的一个焦点,则的值为 .
【变式3】(2022秋·上海宝山·高二上海市行知中学校考期末)已知为椭圆上的一点,若分别是圆和上的点,则的最大值为 .
题型04椭圆上点到坐标轴上点的距离(含最值)问题
【典例1】(2023·江西上饶·校联考模拟预测)点为椭圆上一点,曲线与坐标轴的交点为,,,,若,则点到轴的距离为( )
A. B. C. D.
【典例2】(2023秋·黑龙江哈尔滨·高二哈尔滨三中校考期末)已知点,P是椭圆上的动点,则的最大值是 .
【典例3】(2023·高二课时练习)已知P是椭圆上一点,,求的最小值与最大值.
【变式1】(2022秋·山东淄博·高一校考期末)椭圆上任一点到点的距离的最小值为( )
A. B. C.2 D.
【变式2】(2023秋·山西晋城·高二统考期末)椭圆的左、右焦点为F1 F2,点P在椭圆上,若RtF1PF2,则点P到x轴的距离为 .
【变式3】(2022秋·天津和平·高二天津市第二南开中学校考期中)已知是椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,且,则点P到y轴的距离为 .
.
题型05椭圆上点到焦点和定点距离的和差最值
【典例1】(2023·甘肃定西·统考模拟预测)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,A是C上一点,,则的最大值为( )
A.7 B.8 C.9 D.11
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知点P为椭圆上任意一点,点M、N分别为和上的点,则的最大值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【典例3】(2023秋·甘肃兰州·高二兰州一中校考期末)已知椭圆C:的左 右焦点分别为 ,M为椭圆C上任意一点,N为圆E:上任意一点,则的取值范围为 .
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆的左焦点为F,P是椭圆上一点,若点,则的最小值为 .
【变式2】(2023·广西柳州·高三统考阶段练习)已知F是椭圆的右焦点,P为椭圆C上一点,,则的最大值为 .
【变式3】(2023·高二课时练习)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点P为椭圆上一点,点,则的最小值为 .
题型06判断方程是否表示椭圆
【典例1】(2023·高二课时练习)已知条件:,条件:表示一个椭圆,则是的( )
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
【典例2】(2023·高二课时练习)设方程①;②.其中表示椭圆的方程是 .
【典例3】(2023·高二课时练习)“”是“方程表示的曲线为椭圆”的 条件.
【变式1】(多选)(2023·全国·高二专题练习)已知曲线( )
A.若,则是椭圆,其焦点在轴上
B.若,则是椭圆,其焦点在轴上
C.若,则是圆,其半径为
D.若,,则是两条直线
【变式2】(2023春·四川遂宁·高二遂宁中学校考阶段练习)方程表示椭圆的充要条件是 .
题型07求椭圆方程
【典例1】(2023秋·高二课时练习)若椭圆的中心为原点,对称轴为坐标轴,短轴的一个端点与两焦点构成个正三角形,焦点到椭圆上点的最短距离为,则这个椭圆的方程为( )
A. B.或
C. D.以上都不对
【典例2】(2023秋·辽宁沈阳·高二东北育才双语学校校考期末)已知椭圆()的一个焦点为,则( )
A. B.3 C.41 D.9
【典例3】(2023春·陕西宝鸡·高二虢镇中学校考开学考试)已知椭圆C:,四点,,,中恰有三点在椭圆上,则椭圆C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【典例4】(2023·高二课时练习)已知椭圆以原点为中心,长轴长是短轴长的2倍,且过点,求此椭圆的标准方程.
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知焦点在轴上的椭圆的焦距等于,则实数的值为( )
A.或 B.或 C. D.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知,两点在对称轴为坐标轴的椭圆上,则椭圆的标准方程为 .
【变式3】(2023春·江苏南京·高二江苏省江浦高级中学校联考阶段练习)已知椭圆的左、右焦点为,且过点则椭圆标准方程为 .
【变式4】(2023秋·江苏连云港·高二校考期末)经过、两点的椭圆的标准方程是 .
题型08根据椭圆方程求参数
【典例1】(2023·全国·高二专题练习)方程表示焦点在轴上的椭圆的一个充分但不必要条件是( )
A. B. C. D.
【典例2】(2023秋·山东威海·高二统考期末)已知椭圆的焦距为2,则实数m=( )
A. B. C.或 D.或1
【典例3】(2023·高三课时练习)若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数a的取值范围是 .
【变式1】(2023春·江西景德镇·高一景德镇一中校考期中)方程表示椭圆的一个充分不必要条件是( )
A.且 B. C. D.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知直线与椭圆恒有公共点,则实数m的取值范围( )
A. B.
C. D.
题型09椭圆中的轨迹方程问题
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系中,已知点,,动点满足.记的轨迹为.求的方程;
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系中,动圆与圆内切,且与圆:外切,记动圆的圆心的轨迹为.则轨迹的方程为 ;
【典例3】(2023秋·高二课时练习)已知的三边a,b,c成等差数列,且,A、C两点的坐标分别为,则顶点B的轨迹方程为 .
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)设O为坐标原点,动点M在椭圆C上,过M作x轴的垂线,垂足为N,点P满足.求点P的轨迹方程;
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知点,动点到直线的距离为,且,记的轨迹为曲线.求的方程;
【变式3】(2023秋·高二课时练习)已知定圆,圆,动圆M和定圆外切和圆内切,求动圆圆心M的轨迹方程.
题型10椭圆中焦点三角形周长问题
【典例1】(2023春·河南开封·高二统考期末)直线与椭圆交于两点,则与椭圆的两个焦点构成的四边形的周长为( )
A.10 B.16 C.20 D.不能确定
【典例2】(2023·高二课时练习)若F为椭圆C:的右焦点,A,B为C上两动点,则△ABF周长的最大值为( )
A.4 B.8 C.10 D.20
【典例3】(2023·全国·高二专题练习)设,分别是椭圆:的左、右焦点,过点 的直线交椭圆于,,若,的周长为16,求.
【变式1】(2023秋·高二课时练习)设分别为椭圆的左右焦点,过的直线交椭圆于A、B两点,则的周长为( )
A.12 B.24 C. D.
【变式2】(2023秋·广东·高二统考期末)椭圆的一个焦点是F,过原点O作直线(不经过焦点)与椭圆相交于A,B两点,则的周长的最小值是( )
A.14 B.15 C.18 D.20
【变式3】(2023·北京·101中学校考三模)已知分别是双曲线的左右焦点,是上的一点,且,则的周长是 .
题型11椭圆中焦点三角形面积问题
【典例1】(2023秋·高二单元测试)已知点是椭圆上一点,椭圆的左、右焦点分别为、,且,则的面积为( )
A.6 B.12 C. D.
【典例2】(2023春·四川德阳·高二德阳五中校考阶段练习)椭圆的左,右焦点为,且,点P是椭圆C上异于左、右端点的一点,若M是的内心,且,则实数( )
A. B.
C. D.
【典例3】(2023春·江西·高二校联考开学考试)椭圆的左右焦点分别为,,为椭圆上一点,则面积与周长的比值的最大值为 .
【典例4】(2023春·陕西西安·高二校考期末)已知点在椭圆上,是椭圆的焦点,且,求
(1)
(2)的面积
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知是椭圆上的点, 分别是椭圆的左 右焦点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知是椭圆的左 右焦点,点在椭圆上.当最大时,求( )
A. B. C. D.
【变式3】(2023·全国·高二专题练习)设椭圆C:(a>0,b>0)的左 右焦点分别为,,离心率为.P是C上一点,且⊥.若的面积为4,则a=
A.1 B.2 C.4 D.8
【变式4】(2023春·上海黄浦·高二上海市大同中学校考期中)设和为椭圆的两个焦点,点在椭圆上,且满足,则的面积是 .
题型12椭圆中焦点三角形其他问题
【典例1】(2023春·广东深圳·高二深圳市耀华实验学校校考阶段练习)在椭圆上有一点P,是椭圆的左 右焦点,为直角三角形,这样的点P有( )
A.2个 B.4个 C.6个 D.8个
【典例2】(2023春·甘肃白银·高二校考期末)已知分别是椭圆的左、右焦点,是椭圆在第一象限内的一点,若,则 .
【典例3】(2023春·陕西西安·高二校考期末)已知点在椭圆上,是椭圆的焦点,且,求
(1)
(2)的面积
【典例4】(2023·全国·高三对口高考)已知椭圆的焦点为、,点在椭圆上,若,则 ,的大小为 .
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)设为椭圆上的一点,、分别为椭圆的左、右焦点,且,则等于( )
A. B. C. D.
【变式2】(2023春·四川遂宁·高二射洪中学校考期中)已知,是椭圆C的两个焦点,P为C上一点,,若C的离心率为,则( )
A. B. C. D.
【变式3】(2023秋·陕西宝鸡·高二统考期末)已知,是椭圆的两个焦点,点在上,则的最大值为 .
【变式4】(2023·全国·高三专题练习)设椭圆的左、右两焦点分别为,,是上的点,则使得是直角三角形的点的个数为 .
A夯实基础 B能力提升 C综合素养
A夯实基础
一、单选题
1.(2023秋·四川南充·高二四川省南充高级中学校考期末)设定点,,动点P满足条件,则点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.不存在 D.椭圆或线段
2.(2023秋·高二课时练习)已知椭圆的焦点在轴上,若椭圆的焦距为,则的值为( )
A. B. C.3 D.4
3.(2023秋·高二单元测试)过点且与有相同焦点的椭圆方程为( )
A. B.
C. D.
4.(2023·全国·高三专题练习)已知的顶点在椭圆上,顶点是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在边上,则的周长是( )
A.12 B. C.16 D.10
5.(2023秋·高二单元测试)设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
12.(2023秋·高二课时练习)已知分别为椭圆的左、右焦点,点P在椭圆上,(O为坐标原点)是面积为的正三角形,则此椭圆的方程为 .
四、解答题
13.(2023·全国·高三对口高考)P是椭圆上一点,,是椭圆的左、右两个焦点,且.
(1)求的最大值和最小值;
(2)求的面积.
14.(2023·全国·高二专题练习)椭圆的左、右焦点分别为,,且过的直线交椭圆于两点,且,若,,求椭圆的标准方程.
15.(2023秋·四川南充·高二四川省南充高级中学校考期末)已知点P是椭圆上的一点,和分别为左右焦点,焦距为6,且过.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若动直线l过与椭圆交于A、B两点,求的周长.
B能力提升
1.(2023春·四川达州·高二统考期末)椭圆任意两条相互垂直的切线的交点轨迹为圆:,这个圆称为椭圆的蒙日圆.在圆上总存在点P,使得过点P能作椭圆的两条相互垂直的切线,则r的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2023·四川成都·成都市锦江区嘉祥外国语高级中学校考三模)19世纪法国著名数学家加斯帕尔 蒙日,创立了画法几何学,推动了空间几何学的独立发展,提出了著名的蒙日圆定理:椭圆的两条切线互相垂直,则切线的交点位于一个与椭圆同心的圆上,称为蒙日圆,椭圆的蒙日圆方程为.若圆与椭圆的蒙日圆有且仅有一个公共点,则的值为( )
A.±3 B.±4 C.±5 D.
3.(2023·陕西·西北工业大学附属中学校联考模拟预测)阿基米德在他的著作《关于圆锥体和球体》中计算了一个椭圆的面积.当我们垂直地缩小一个圆时,我们得到一个椭圆.椭圆的面积等于圆周率与椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.已知椭圆的面积为,点在椭圆上,且点与椭圆左、右顶点连线的斜率之积为,记椭圆的两个焦点分别为,则的值不可能为( )
A.4 B.7 C.10 D.14
4.(2023·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测)已知椭圆,、分别是其左,右焦点,P为椭圆C上非长轴端点的任意一点,D是x轴上一点,使得平分.过点D作、的垂线,垂足分别为A、B.则的最大值是 .
5.(2023春·云南曲靖·高三统考阶段练习)已知椭圆过点,是的左右焦点,为椭圆上任意一点,椭圆外的动点满足且,则的取值范围是
C综合素养
1.(2023春·江西赣州·高二校联考阶段练习)已知的两顶点坐标.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)不垂直于轴的动直线与轨迹相交于两点,定点,若直线关于轴对称,求面积的取值范围.
2.(2023春·广西·高三统考阶段练习)已知点为椭圆的左顶点,点为右焦点,直线与轴的交点为,且,点为椭圆上异于点的任意一点,直线交于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)判断是否恒成立,并说明理由.
3.(2023春·湖北·高二黄石二中校联考阶段练习)已知圆,圆,动圆与圆相外切,与圆相内切.
(1)求动圆的圆心的轨迹方程;
(2)过点的两直线,分别交动圆圆心的轨迹于、和、,.求四边形的面积.
第01讲 3.1.1椭圆及其标准方程
课程标准 学习目标
①了解圆锥曲线的实际背景。 ②了解圆锥 曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用。 ③掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程。 ④会根据相关的条件求椭圆的标准方程。 ⑤会求与椭圆有关的量。 1.通过本节课的学习,要求掌握椭圆的定义(相关的量的掌握)及椭圆的标准方程(满足的条件),会求与椭圆有关的几何量
知识点01:椭圆的定义
1、椭圆的定义:平面内一个动点到两个定点、的距离之和等于常数,
这个动点的轨迹叫椭圆. 这两个定点(,)叫椭圆的焦点,两焦点的距离()叫作椭圆的焦距.
说明:
若,的轨迹为线段;
若,的轨迹无图形
2、定义的集合语言表述
集合.
【即学即练1】(2023秋·四川南充·高二四川省南充高级中学校考期末)设定点,,动点P满足条件,则点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.不存在 D.椭圆或线段
【答案】A
【详解】因为,,所以,
所以,所以点P的轨迹是以,为焦点的椭圆.
故选:A.
知识点02:椭圆的标准方程
焦点位置 焦点在轴上 焦点在轴上
标准方程 () ()
图象
焦点坐标 , ,
的关系
【即学即练2】(2023秋·广东广州·高二广州市第八十六中学校考期末)已知的周长为20,且顶点,则顶点的轨迹方程是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】错解:
∵△ABC的周长为20,顶点,
∴|BC|=8,|AB|+|AC|=20-8=12,
∵12>8,
∴点A到两个定点的距离之和等于定值,
∴点A的轨迹是椭圆,
∵a=6,c=4,
∴b2=20,
∴椭圆的方程是
故选:D.
错因:
忽略了A、B、C三点不共线这一隐含条件.
正解:
∵△ABC的周长为20,顶点,
∴|BC|=8,|AB|+|AC|=20-8=12,
∵12>8,
∴点A到两个定点的距离之和等于定值,
∴点A的轨迹是椭圆,
∵a=6,c=4,
∴b2=20,
∴椭圆的方程是
故选:B.
特别说明:
1、两种椭圆,()的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有,;不同点是:两种椭圆的位置不同,它们的焦点坐标也不同.
2、给出椭圆方程(,,),判断该方程所表示的椭圆的焦点位置的方法是:椭圆的焦点在轴上 标准方程中项的分母较大;椭圆的焦点在轴上 标准方程中项的分母较大,这是判断椭圆焦点所在坐标轴的重要方法.可简记作:焦点位置看大小,焦点跟着大的跑.
题型01椭圆的定义及辨析
【典例1】(2023春·新疆塔城·高二统考开学考试)设满足:,则点的轨迹为( )
A.圆 B.椭圆 C.线段 D.不存在
【答案】B
【详解】∵表示为到定点的距离之和为5,即,
∴点的轨迹为椭圆.
故选:B.
【典例2】.(2023·全国·高三专题练习)已知,是两个定点,且(是正常数),动点满足,则动点的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.椭圆或线段 D.直线
【答案】C
【详解】解:因为 (当且仅当 时,等号成立,所以,
当 且 时,,此时动点的轨迹是椭圆;
当 时,,此时动点 的轨迹是线段.
故选:C.
【变式1】(2023·全国·高二专题练习)如果点在运动过程中,总满足关系式,则点的轨迹是( ).
A.不存在 B.椭圆 C.线段 D.双曲线
【答案】B
【详解】表示平面由点到点的距离之和为,而,所以点的轨迹是椭圆,
故选:B
【变式2】(2023秋·四川成都·高二统考期末)椭圆上一点P与它的一个焦点的距离等于6,那么点P与另一个焦点的距离等于 .
【答案】14
【详解】设左、右焦点为, 设,
由题得
因为,所以.
所以点P与另一个焦点的距离等于14.
故答案为:14
故选:B.
题型02利用椭圆定义求方程
【典例1】(2023·上海·高二专题练习)方程,化简的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,可得点到定点,的距离之和等于12,
即,
所以动点的轨迹是焦点在轴上的椭圆,设其方程为,
则,,
所以,,
故方程为.
【典例2】(2023秋·广东广州·高二西关外国语学校校考期末)已知圆,圆,动圆M与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】如图,由题意得:,,其中,
所以,
由椭圆定义可知:动圆圆心M的轨迹为以为焦点的椭圆,设,
则,解得:,
故动圆圆心M的轨迹方程为.
故选:D
【变式1】(2023春·江苏南京·高二江苏省江浦高级中学校联考阶段练习)已知椭圆的左、右焦点为,且过点则椭圆标准方程为 .
【答案】
【详解】由题知:,①
又椭圆经过点,
所以,②
又,③
联立解得:,
故椭圆的标准方程为:.
故答案为:.
【变式2】(2023·高二课时练习)已知动点M到定点与的距离的和是,则点M的轨迹方程是 .
【答案】
【详解】因为M到顶点和的距离的和为,
所以M的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,设方程为(),
则,,所以,,
M的轨迹方程为.
故答案为:.
题型03椭圆上点到焦点距离(含最值)问题
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆上一点到右准线的距离为,则点到它的左焦点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设分别为椭圆的左、右焦点,到左准线的距离为,到右准线的距离为,
由圆锥曲线的统一定义知:,解得:,
又,解得:,到它的左焦点距离为.
故选:A.
【典例2】(2023秋·陕西宝鸡·高二统考期末)已知椭圆上的动点到右焦点距离的最大值为,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【详解】根据椭圆的性质,椭圆上的点到右焦点距离最大值为,
即 ,又,所以,
由,所以;
故选:A
【典例3】(2023·全国·高三专题练习)设是椭圆上一点,,分别是圆和上的点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据题意作出如图所示的图象,其中、是椭圆的左,右焦点,在中可得:
①,
当且仅当、、三点共线时,等号成立,
在中可得:②,
当且仅当、、三点共线时,等号成立,
由①②得:,
由椭圆方程可得:,即,
由椭圆定义可得:,
所以,.
故选:A.
【典例4】(2023·云南曲靖·宣威市第七中学校考模拟预测)已知椭圆的右焦点为是椭圆上一点,点,则的周长最大值为( )
A.14 B.16 C.18 D.20
【答案】C
【详解】如图所示设椭圆的左焦点为,则

则,

的周长,当且仅当三点M,,A共线时取等号.
的周长最大值等于18.
故选:C.
【变式1】(2023·全国·高二专题练习)已知A为椭圆上一点,F为椭圆一焦点,的中点为,为坐标原点,若则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】不妨设椭圆左焦点为,右焦点为,
因为的中点为,的中点为,所以,
又由,可得.
故选:B.
【变式2】(2023春·陕西宝鸡·高二虢镇中学校考开学考试)如图,把椭圆的长轴八等分,过每个分点作轴的垂线交椭圆的上半部分于,,,七个点,是椭圆的一个焦点,则的值为 .
【答案】28
【详解】设椭圆的另一个焦点为 由椭圆的几何性质可知: ,同理可得,且,故,故答案为.
【变式3】(2022秋·上海宝山·高二上海市行知中学校考期末)已知为椭圆上的一点,若分别是圆和上的点,则的最大值为 .
【答案】/
【详解】由题设圆和圆的圆心分别为,
半径分别为,则椭圆的焦点为,

又,,故,
当且仅当分别在的延长线上时取等号,
此时最大值为.
故答案为:.
题型04椭圆上点到坐标轴上点的距离(含最值)问题
【典例1】(2023·江西上饶·校联考模拟预测)点为椭圆上一点,曲线与坐标轴的交点为,,,,若,则点到轴的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由曲线与坐标轴的交点为,,,,
不妨设,,,.
则,为椭圆的焦点,而为椭圆上一点,
所以.
因为,所以,
又,
根据椭圆定义知点的轨迹为以C、D为焦点的椭圆,
所以轨迹方程为,
联立,消去得,则,
故点到轴的距离为.
故选:A.
【典例2】(2023秋·黑龙江哈尔滨·高二哈尔滨三中校考期末)已知点,P是椭圆上的动点,则的最大值是 .
【答案】
【详解】解:设,



当时,取得最大值,
故答案为:
【典例3】(2023·高二课时练习)已知P是椭圆上一点,,求的最小值与最大值.
【答案】最小值为,最大值为11
【详解】因为P是椭圆上一点,
所以,且椭圆焦点在y轴上,
点P是椭圆上任意一点,设点P的坐标为,
则,
所以,


因为,
当时,,
所以
当时,
【变式1】(2022秋·山东淄博·高一校考期末)椭圆上任一点到点的距离的最小值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【详解】设点的坐标为,其中,
由,可得,
又由,
当时,取得最小值,最小值为.
故选:B.
【变式2】(2023秋·山西晋城·高二统考期末)椭圆的左、右焦点为F1 F2,点P在椭圆上,若RtF1PF2,则点P到x轴的距离为 .
【答案】或
【详解】设点,则到轴的距离为,
因为,,

当或时,
则,得,
,即到轴的距离为.
当时,
则,



由(1)(2)知:到轴的距离为或,
故答案为:或.
【变式3】(2022秋·天津和平·高二天津市第二南开中学校考期中)已知是椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,且,则点P到y轴的距离为 .
【答案】
【详解】如图,由椭圆可得 ,
所以, 则,
所以在中,,
因为, 且,所以 ,
设的坐标为, 且,即,解得,
所以点到轴的距离为.
故答案为:.
.
.
题型05椭圆上点到焦点和定点距离的和差最值
【典例1】(2023·甘肃定西·统考模拟预测)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,A是C上一点,,则的最大值为( )
A.7 B.8 C.9 D.11
【答案】A
【详解】
设椭圆的半焦距为,则,,
如图,连接,则,
而,当且仅当共线且在中间时等号成立,
故的最大值为.
故选:A.
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知点P为椭圆上任意一点,点M、N分别为和上的点,则的最大值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【详解】设圆和圆的圆心分别为,半径分别为.
则椭圆的焦点为.
又,,,
故,
当且仅当分别在的延长线上时取等号.
此时最大值为.
故选:C.
【典例3】(2023秋·甘肃兰州·高二兰州一中校考期末)已知椭圆C:的左 右焦点分别为 ,M为椭圆C上任意一点,N为圆E:上任意一点,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】如图,
由为椭圆上任意一点,则,
又为圆上任意一点,则(当且仅当M、N、E共线时取等号),
∴,
当且仅当M、N、E、共线时等号成立.
∵,,则,
∴的最小值为,
当共线时,最大,如下图所示:,
最大值为,
所以的取值范围为,
故答案为:
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆的左焦点为F,P是椭圆上一点,若点,则的最小值为 .
【答案】/
【详解】根据椭圆的定义:,
取得最小值时,
即最小,
如图所示:,当,,共线时取得最小值.
的最小值为:﹒
故答案为:.
【变式2】(2023·广西柳州·高三统考阶段练习)已知F是椭圆的右焦点,P为椭圆C上一点,,则的最大值为 .
【答案】/
【详解】设椭圆的左焦点为,
,当共线且在中间时等号成立.
故答案为:
【变式3】(2023·高二课时练习)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点P为椭圆上一点,点,则的最小值为 .
【答案】1
【详解】依题意,椭圆的左焦点,右焦点,点P为椭圆上一点,点A在此椭圆外,
由椭圆的定义得,因此,
,当且仅当点P是线段与椭圆的交点时取“=”,
所以的最小值为1.
故答案为:1
题型06判断方程是否表示椭圆
【典例1】(2023·高二课时练习)已知条件:,条件:表示一个椭圆,则是的( )
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
【答案】B
【详解】由,若,则表示一个圆,充分性不成立;
而表示一个椭圆,则成立,必要性成立.
所以是的必要不充分条件.
故选:B
【典例2】(2023·高二课时练习)设方程①;②.其中表示椭圆的方程是 .
【答案】①
【详解】对于①,方程表示平面内的动点到
定点与的距离之和等于8的点的轨迹,因为与之间的距离为6,且,
所以动点的轨迹是椭圆,所以方程①表示椭圆的方程,
对于②,方程表示平面内的动点到
定点与的距离之和等于2的点的轨迹,由于与之间的距离为2,
所以动点的轨迹是一条线段,所以方程②表示的不是椭圆方程,
故答案为:①
【典例3】(2023·高二课时练习)“”是“方程表示的曲线为椭圆”的 条件.
【答案】必要不充分
【详解】当时表示圆,当且时表示椭圆,充分性不成立;
当为椭圆,则,可得且,必要性成立;
综上,“”是“方程表示的曲线为椭圆”的必要不充分条件.
故答案为:必要不充分
【变式1】(多选)(2023·全国·高二专题练习)已知曲线( )
A.若,则是椭圆,其焦点在轴上
B.若,则是椭圆,其焦点在轴上
C.若,则是圆,其半径为
D.若,,则是两条直线
【答案】AD
【详解】对于A,若,则可化为,因为,所以,即曲线表示焦点在轴上的椭圆,故A正确,故B错误;
对于C,若,则可化为,此时曲线表示圆心在原点,半径为的圆,故C不正确;
对于D,若,则可化为,,此时曲线表示平行于轴的两条直线,故D正确;
故选:AD.
【变式2】(2023春·四川遂宁·高二遂宁中学校考阶段练习)方程表示椭圆的充要条件是 .
【答案】答案不唯一
【详解】方程表示椭圆,
则必有解之得或
故答案为:,(答案不唯一,其他等价情况也对)
题型07求椭圆方程
【典例1】(2023秋·高二课时练习)若椭圆的中心为原点,对称轴为坐标轴,短轴的一个端点与两焦点构成个正三角形,焦点到椭圆上点的最短距离为,则这个椭圆的方程为( )
A. B.或
C. D.以上都不对
【答案】B
【详解】
由题意,当椭圆焦点在轴上,设椭圆方程为:,
由题意,,
所以,,,,
所以椭圆方程为:,
当椭圆焦点在轴上时,同理可得:,
故选:B
【典例2】(2023秋·辽宁沈阳·高二东北育才双语学校校考期末)已知椭圆()的一个焦点为,则( )
A. B.3 C.41 D.9
【答案】A
【详解】由题意可知:椭圆的焦点在y轴上,且,
则.
故选:A.
【典例3】(2023春·陕西宝鸡·高二虢镇中学校考开学考试)已知椭圆C:,四点,,,中恰有三点在椭圆上,则椭圆C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据椭圆的对称性可知,在椭圆上,不在椭圆上,在椭圆上.
将,代入椭圆方程得:
,
解得,
椭圆C的标准方程为.
故选:D.
【典例4】(2023·高二课时练习)已知椭圆以原点为中心,长轴长是短轴长的2倍,且过点,求此椭圆的标准方程.
【答案】或
【详解】当焦点在轴上时,设椭圆方程,则,解得,故椭圆方程为;
当焦点在轴上时,设椭圆方程,则,解得,故椭圆方程为;
综上,椭圆方程为或.
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知焦点在轴上的椭圆的焦距等于,则实数的值为( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】D
【详解】因为椭圆的焦点在轴上,所以,根据题意可得,解得.
故选:D.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知,两点在对称轴为坐标轴的椭圆上,则椭圆的标准方程为 .
【答案】
【详解】当焦点在轴上时,设椭圆的标准方程为,
又因,在椭圆上,所以,解得,,
此时,,故舍弃.
当焦点在轴上时,设椭圆的标准方程为,
又因,在椭圆上,所以,解得,,所以椭圆的标准方程为.
故答案为:.
【变式3】(2023春·江苏南京·高二江苏省江浦高级中学校联考阶段练习)已知椭圆的左、右焦点为,且过点则椭圆标准方程为 .
【答案】
【详解】由题知:,①
又椭圆经过点,
所以,②
又,③
联立解得:,
故椭圆的标准方程为:.
故答案为:.
【变式4】(2023秋·江苏连云港·高二校考期末)经过、两点的椭圆的标准方程是 .
【答案】
【详解】设所求椭圆的方程为,
将点、的坐标代入椭圆方程可得,解得,
因此,所求椭圆的标准方程为.
故答案为:.
题型08根据椭圆方程求参数
【典例1】(2023·全国·高二专题练习)方程表示焦点在轴上的椭圆的一个充分但不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】方程可变形为,表示焦点在轴上的椭圆,则有,解得.
易知当时,,当时未必有,
所以是的充分但不必要条件.
故选:B.
【典例2】(2023秋·山东威海·高二统考期末)已知椭圆的焦距为2,则实数m=( )
A. B. C.或 D.或1
【答案】D
【详解】焦距为2,即.
当焦点在上时,,得;
当焦点在上时,,得;
综合得或.
故选:D.
【典例3】(2023·高三课时练习)若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【详解】∵方程表示焦点在x轴上的椭圆,
∴,解得或,
∴实数a的取值范围是.
故答案为:.
【变式1】(2023春·江西景德镇·高一景德镇一中校考期中)方程表示椭圆的一个充分不必要条件是( )
A.且 B. C. D.
【答案】B
【详解】若方程表示椭圆,则有,解得且,
因为是集合且的真子集,
所以“”是“方程表示椭圆”的充分不必要条件,
故选:B.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知直线与椭圆恒有公共点,则实数m的取值范围( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】直线过定点,
所以,解得①.
由于方程表示椭圆,所以且②.
由①②得的取值范围是.
故选:C
题型09椭圆中的轨迹方程问题
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系中,已知点,,动点满足.记的轨迹为.求的方程;
【答案】.
【详解】
设,则,,,
,.
,即,
的轨迹为的方程为.
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系中,动圆与圆内切,且与圆:外切,记动圆的圆心的轨迹为.则轨迹的方程为 ;
【答案】
【详解】设动圆的半径为,由已知得:
圆可化为标准方程:,
即圆心,半径,
圆可化为标准方程:,
即圆心,半径,,
经分析可得,,则.
由题意可知:,
两式相加得,,
所以点的轨迹为以为焦点的椭圆,
可设方程为,
则,,,,,
所以轨迹的方程为.
故答案为:
【典例3】(2023秋·高二课时练习)已知的三边a,b,c成等差数列,且,A、C两点的坐标分别为,则顶点B的轨迹方程为 .
【答案】
【详解】因为的三边a,b,c成等差数列,A、C两点的坐标分别为,
所以,即,
所以点B的轨迹满足椭圆的定义,此椭圆是以A、C为焦点,长轴长为4的椭圆,
故椭圆方程为,
因为,所以,所以,
又因为B、A、C三点构成,所以B、A、C三点不能在一条直线上,所以,
所以顶点B的轨迹方程为.
故答案为:
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)设O为坐标原点,动点M在椭圆C上,过M作x轴的垂线,垂足为N,点P满足.求点P的轨迹方程;
【答案】;
【详解】
设,,则,,
由得.因为在C上,所以.
因此点P的轨迹为.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知点,动点到直线的距离为,且,记的轨迹为曲线.求的方程;
【答案】
【详解】动点到直线的距离为,且,
由题意知,两边平方整即得,
所以曲线的方程为.
【变式3】(2023秋·高二课时练习)已知定圆,圆,动圆M和定圆外切和圆内切,求动圆圆心M的轨迹方程.
【答案】
【详解】圆,圆
因为圆M与圆外切,所以,
因为圆M与圆内切,所以,,
两式相加得,
所以M的轨迹是以为焦点的椭圆,故其方程为.
题型10椭圆中焦点三角形周长问题
【典例1】(2023春·河南开封·高二统考期末)直线与椭圆交于两点,则与椭圆的两个焦点构成的四边形的周长为( )
A.10 B.16 C.20 D.不能确定
【答案】C
【详解】设椭圆两个焦点为,由题可得,则与椭圆的两个焦点构成的四边形的周长为.
故选:C
【典例2】(2023·高二课时练习)若F为椭圆C:的右焦点,A,B为C上两动点,则△ABF周长的最大值为( )
A.4 B.8 C.10 D.20
【答案】D
【详解】解:设为椭圆的左焦点,
则由椭圆的定义可得:

当共线时,,
当不共线时,,
所以△ABF周长的最大值为20.
故选:D.
【典例3】(2023·全国·高二专题练习)设,分别是椭圆:的左、右焦点,过点 的直线交椭圆于,,若,的周长为16,求.
【答案】5
【详解】
由已知,,可得,.
因为的周长为16,则.
根据椭圆定义可得,,
所以,,
所以,,
所以,.
【变式1】(2023秋·高二课时练习)设分别为椭圆的左右焦点,过的直线交椭圆于A、B两点,则的周长为( )
A.12 B.24 C. D.
【答案】D
【详解】由题意可得,对于椭圆有长半轴长,
又过的直线交椭圆于A、B两点,
故的周长

故选:D
【变式2】(2023秋·广东·高二统考期末)椭圆的一个焦点是F,过原点O作直线(不经过焦点)与椭圆相交于A,B两点,则的周长的最小值是( )
A.14 B.15 C.18 D.20
【答案】C
【详解】如图所示:不妨取为左焦点,为右焦点,连接,,
则为平行四边形,
的周长为,
当,为椭圆上下顶点时等号成立.
故选:C
【变式3】(2023·北京·101中学校考三模)已知分别是双曲线的左右焦点,是上的一点,且,则的周长是 .
【答案】34
【详解】因为,所以,
故,则,
又,故,则,,
所以的周长为.
故答案为:34.
题型11椭圆中焦点三角形面积问题
【典例1】(2023秋·高二单元测试)已知点是椭圆上一点,椭圆的左、右焦点分别为、,且,则的面积为( )
A.6 B.12 C. D.
【答案】C
【详解】由椭圆,得,,.

设,,
∴,在中,由余弦定理可得:,
可得,得,
故.
故选:C.
【典例2】(2023春·四川德阳·高二德阳五中校考阶段练习)椭圆的左,右焦点为,且,点P是椭圆C上异于左、右端点的一点,若M是的内心,且,则实数( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】
设的内切圆半径为,
则 ,,,
可得 .
,解得.
又因为,所以,即,
所以,即,解得(舍去负值),
所以.
故选:A
【典例3】(2023春·江西·高二校联考开学考试)椭圆的左右焦点分别为,,为椭圆上一点,则面积与周长的比值的最大值为 .
【答案】/0.75
【详解】设椭圆的长半轴为,短半轴为,半焦距为,
则,
因为,,
所以的周长为16,
由椭圆的几何性质知,当点P为椭圆的短轴端点时,的面积最大,
所以面积的最大值为,
所以面积与周长的比值的最大值为.
故答案为:.
【典例4】(2023春·陕西西安·高二校考期末)已知点在椭圆上,是椭圆的焦点,且,求
(1)
(2)的面积
【答案】(1)48
(2)24
【详解】(1)因为椭圆方程为,则,
即,可得,
因为,则
即,所以.
(2)由(1)得,
因为,所以.

【变式1】(2023·全国·高三专题练习)已知是椭圆上的点, 分别是椭圆的左 右焦点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设椭圆的长半轴为,短半轴为,半焦距为,
则,,
即.
设,所以由椭圆的定义可得:①.
因为,所以由数量积的公式可得:
,所以.
在中,
所以由余弦定理可得:②,
由①②可得:,所以.
故选:A.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知是椭圆的左 右焦点,点在椭圆上.当最大时,求( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由椭圆的方程可得,,,则,
所以

当且仅当则时等号成立,即为椭圆短轴端点时最大,
此时,.
故选:C.
【变式3】(2023·全国·高二专题练习)设椭圆C:(a>0,b>0)的左 右焦点分别为,,离心率为.P是C上一点,且⊥.若的面积为4,则a=
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】C
【详解】,,由椭圆定义,,
由⊥得,
的面积为4,则,即,
,即,解得,即,
故选:C.
【变式4】(2023春·上海黄浦·高二上海市大同中学校考期中)设和为椭圆的两个焦点,点在椭圆上,且满足,则的面积是 .
【答案】/
【详解】椭圆,即,所以,,,
因为,所以点为短轴顶点,所以.
故答案为:
题型12椭圆中焦点三角形其他问题
【典例1】(2023春·广东深圳·高二深圳市耀华实验学校校考阶段练习)在椭圆上有一点P,是椭圆的左 右焦点,为直角三角形,这样的点P有( )
A.2个 B.4个 C.6个 D.8个
【答案】C
【详解】当为直角时,这样的点有2个,如下图中的点;
当为直角时,这样的点有2个,如下图中的点;
当为直角时,因为椭圆中,所以这样的点有2个,如下图中的点,
所以符合条件为直角三角形的点有6个,
故选:C.
【典例2】(2023春·甘肃白银·高二校考期末)已知分别是椭圆的左、右焦点,是椭圆在第一象限内的一点,若,则 .
【答案】/
【详解】由椭圆方程得:,,,;
设,由椭圆定义知:,
,,即,
解得:或;
为椭圆在第一象限内的点,,即,,;
.
故答案为:.
【典例3】(2023春·陕西西安·高二校考期末)已知点在椭圆上,是椭圆的焦点,且,求
(1)
(2)的面积
【答案】(1)48
(2)24
【详解】(1)因为椭圆方程为,则,
即,可得,
因为,则
即,所以.
(2)由(1)得,
因为,所以.

【典例4】(2023·全国·高三对口高考)已知椭圆的焦点为、,点在椭圆上,若,则 ,的大小为 .
【答案】 2
【详解】∵,,
∴,
∴,又,,
∴,由余弦定理,得,
∴.
故答案为:2,
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)设为椭圆上的一点,、分别为椭圆的左、右焦点,且,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】椭圆,则,

两边平方得①,
在中,由余弦定理得,
即②,
由①②得.
故选:B
【变式2】(2023春·四川遂宁·高二射洪中学校考期中)已知,是椭圆C的两个焦点,P为C上一点,,若C的离心率为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:记,,由,及,得,,又由余弦定理知,得.
由,得,从而,∴.
∵,∴.
故选:B
【变式3】(2023秋·陕西宝鸡·高二统考期末)已知,是椭圆的两个焦点,点在上,则的最大值为 .
【答案】4
【详解】因为点在上,
所以有,
由,当且仅当时取等号,
故答案为:4
【变式4】(2023·全国·高三专题练习)设椭圆的左、右两焦点分别为,,是上的点,则使得是直角三角形的点的个数为 .
【答案】6
【详解】由椭圆性质知:当为上下顶点时最大,此时,,
所以,故焦点三角形中最大为,故有2个;
又、对应的直角三角形各有2个;
综上,使得是直角三角形的点的个数为6个.
故答案为:6
A夯实基础 B能力提升 C综合素养
A夯实基础
一、单选题
1.(2023秋·四川南充·高二四川省南充高级中学校考期末)设定点,,动点P满足条件,则点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.不存在 D.椭圆或线段
【答案】A
【详解】因为,,所以,
所以,所以点P的轨迹是以,为焦点的椭圆.
故选:A.
2.(2023秋·高二课时练习)已知椭圆的焦点在轴上,若椭圆的焦距为,则的值为( )
A. B. C.3 D.4
【答案】A
【详解】椭圆即,焦点在轴上,
所以,,所以,
又椭圆的焦距为,所以,解得.
故选:A
3.(2023秋·高二单元测试)过点且与有相同焦点的椭圆方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由知,焦点为,,即,.
设所求椭圆方程为,则,解得,
故所求椭圆方程为.
故选:A.
4.(2023·全国·高三专题练习)已知的顶点在椭圆上,顶点是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在边上,则的周长是( )
A.12 B. C.16 D.10
【答案】C
【详解】设椭圆的另外一个焦点为,如图,

则的周长为,
故选:C.
5.(2023秋·高二单元测试)设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【答案】B
【详解】方法一:因为,所以,
从而,所以.
故选:B.
方法二:
因为,所以,由椭圆方程可知,,
所以,又,平方得:
,所以.
故选:B.
6.(2023秋·高二课时练习)椭圆的焦点为,点P在此椭圆上,如果线段的中点在y轴上,那么的值为( )
A. B.4 C.7 D.
【答案】C
【详解】由=1可知,,
所以,
所以F1(-3,0),F2(3,0),
∵线段PF1的中点M在y轴上,且原点为线段的中点,
所以,所以轴,
∴可设P(3,m),
把P(3,m)代入椭圆=1,得.
∴|PF1|=,|PF2|=.
∴.
故选:C
7.(2023秋·高二课时练习)已知点P为椭圆上动点,分别是椭圆C的焦点,则的最大值为( )
A.2 B.3 C. D.4
【答案】D
【详解】由椭圆,可得,所以,
又由椭圆的定义可得,
因为,当且仅当时,等号成立,
所以的最大值为.
故选:D.
8.(2023·广东广州·广州市从化区从化中学校考模拟预测)已知椭圆的左 右焦点分别为.若点关于直线的对称点恰好在上,且直线与的另一个交点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设关于直线的对称点,
由,得.

可知,又知,
所以,则为直角,
由题意,点恰好在上,根据椭圆定义,得,
,设,则,
在直角三角形中,,
解得,从而,
所以.
故选:D.
二、多选题
9.(2023·云南·校联考二模)已知椭圆,为C的左、右焦点,P为C上一点,且,若交C点于点Q,则( )
A.周长为8 B.
C.面积为 D.
【答案】AD
【详解】由题意,在椭圆中,,不妨设在轴上方,
则,,
所以,故B错;
的周长为,A正确;
设,
在中,
得,
所以,D正确;

所以,
故C不正确,
故选:AD.
10.(2023·高二课时练习)对于曲线,下面四个说法正确的是( )
A.曲线不可能是椭圆
B.“”是“曲线是椭圆”的充分不必要条件
C.“曲线是焦点在轴上的椭圆”是“”的必要不充分条件
D.“曲线是焦点在轴上的椭圆”是“”的充要条件
【答案】CD
【详解】对于A选项,若曲线为椭圆,则,解得且,A错;
对于B选项,因为或,
所以,“”是“曲线是椭圆”的必要不充分条件,B错;
对于C选项,若曲线是焦点在轴上的椭圆,则,解得,
又因为,
所以,“曲线是焦点在轴上的椭圆”是“”的必要不充分条件,C对;
对于D选项,若曲线是焦点在轴上的椭圆,则,解得,
所以,“曲线是焦点在轴上的椭圆”是“”的充要条件,D对.
故选:CD.
三、填空题
11.(2023春·上海金山·高二华东师范大学第三附属中学校考期末)已知P:,Q:表示椭圆,则P是Q的 条件.
【答案】必要不充分
【详解】若方程表示椭圆,
则且,
且,
是方程表示椭圆的必要不充分条件,
即P是Q的必要不充分条件.
故答案为:必要不充分.
12.(2023秋·高二课时练习)已知分别为椭圆的左、右焦点,点P在椭圆上,(O为坐标原点)是面积为的正三角形,则此椭圆的方程为 .
【答案】
【详解】不妨设点位于第一象限,且,
因为 是面积为的正三角形,可得,解得,
所以,
由椭圆的定义得,
所以,则,
所以椭圆的标准方程为.
故答案为:.

四、解答题
13.(2023·全国·高三对口高考)P是椭圆上一点,,是椭圆的左、右两个焦点,且.
(1)求的最大值和最小值;
(2)求的面积.
【答案】(1)最小值,最大值
(2)
【详解】(1)设,椭圆的半焦距为,
则,可得,
则,
因为,则,可得,
同理可得,
所以,,
当时,取到最小值;
当时,取到最大值.
(2)因为,
在中,由余弦定理可得

即,整理得,
所以的面积

即.

14.(2023·全国·高二专题练习)椭圆的左、右焦点分别为,,且过的直线交椭圆于两点,且,若,,求椭圆的标准方程.
【答案】
【详解】
由椭圆的定义得,所以.
因为,所以有,
所以有,
即有,解得,
所以,,
故所求椭圆的标准方程为
15.(2023秋·四川南充·高二四川省南充高级中学校考期末)已知点P是椭圆上的一点,和分别为左右焦点,焦距为6,且过.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若动直线l过与椭圆交于A、B两点,求的周长.
【答案】(1)
(2)20
【详解】(1)设焦距为,由,得,
又椭圆过,∴,
得,
∴椭圆的标准方程为;
(2)动直线l过与椭圆交于A、B两点,
∴,,
∴,
∴的周长为20.

B能力提升
1.(2023春·四川达州·高二统考期末)椭圆任意两条相互垂直的切线的交点轨迹为圆:,这个圆称为椭圆的蒙日圆.在圆上总存在点P,使得过点P能作椭圆的两条相互垂直的切线,则r的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意可知:与椭圆相切的两条互相垂直的直线的交点的轨迹为
圆:,圆心
由于在圆,圆心,
故两圆有公共点即可,
故两圆的圆心距为,故.
故选:D
2.(2023·四川成都·成都市锦江区嘉祥外国语高级中学校考三模)19世纪法国著名数学家加斯帕尔 蒙日,创立了画法几何学,推动了空间几何学的独立发展,提出了著名的蒙日圆定理:椭圆的两条切线互相垂直,则切线的交点位于一个与椭圆同心的圆上,称为蒙日圆,椭圆的蒙日圆方程为.若圆与椭圆的蒙日圆有且仅有一个公共点,则的值为( )
A.±3 B.±4 C.±5 D.
【答案】B
【详解】由题意可得椭圆的蒙日圆的半径,
所以蒙日圆方程为,
因为圆与椭圆的蒙日圆有且仅有一个公共点,
所以两圆相外切,
所以,.
故选:B.
3.(2023·陕西·西北工业大学附属中学校联考模拟预测)阿基米德在他的著作《关于圆锥体和球体》中计算了一个椭圆的面积.当我们垂直地缩小一个圆时,我们得到一个椭圆.椭圆的面积等于圆周率与椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.已知椭圆的面积为,点在椭圆上,且点与椭圆左、右顶点连线的斜率之积为,记椭圆的两个焦点分别为,则的值不可能为( )
A.4 B.7 C.10 D.14
【答案】D
【详解】依题意,得,解得,则,故

故选:D.
4.(2023·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测)已知椭圆,、分别是其左,右焦点,P为椭圆C上非长轴端点的任意一点,D是x轴上一点,使得平分.过点D作、的垂线,垂足分别为A、B.则的最大值是 .
【答案】/0.1875
【详解】设,依题意,,,由,
得,即,

椭圆中,,
在中,由余弦定理得,
即有,
则,
因此
,当且仅当时取等号,
所以的最大值是.
故答案为:
5.(2023春·云南曲靖·高三统考阶段练习)已知椭圆过点,是的左右焦点,为椭圆上任意一点,椭圆外的动点满足且,则的取值范围是
【答案】
【详解】如图,延长交于,因为,
所以,,
所以,
所以,则,为的中点,,
所以,又为椭圆外的动点,
所以的轨迹方程为,又,
由,可知当时,,此时与的距离为,又,
所以.
故答案为:.
C综合素养
1.(2023春·江西赣州·高二校联考阶段练习)已知的两顶点坐标.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)不垂直于轴的动直线与轨迹相交于两点,定点,若直线关于轴对称,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
因此,.
2.(2023春·广西·高三统考阶段练习)已知点为椭圆的左顶点,点为右焦点,直线与轴的交点为,且,点为椭圆上异于点的任意一点,直线交于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)判断是否恒成立,并说明理由.
【答案】(1)
(2)恒成立,理由见解析
【详解】(1)
由已知得,故,
由得,,得,
又因,所以,
所以椭圆的标准方程;
(2)恒成立
理由:由(1),则设直线的方程为,
与椭圆方程联立,可得
得,
即,
直线与的交点,
所以,即;
,即,
又.
在中,显然,则,由,
所以,
特别的,当时,,则,
综上所述.
3.(2023春·湖北·高二黄石二中校联考阶段练习)已知圆,圆,动圆与圆相外切,与圆相内切.
(1)求动圆的圆心的轨迹方程;
(2)过点的两直线,分别交动圆圆心的轨迹于、和、,.求四边形的面积.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)设动圆的半径为,,∴,,∴,
∴是以,为焦点,以为长轴长的椭圆,
可设方程为,则,,
∴的轨迹方程是;
(2)
设,(为0时不符合题意),,,
联立与椭圆的方程得:,

∴ ,
同理设,不为0,可得,
∴,
∴,不妨取, ,
此时,∴


同理,
∴.
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