所属成套资源:新高考数学二轮专题重难点培优训练(题型+满分技巧+限时检测)(2份,原卷版+解析版)
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新高考数学二轮专题重难点培优训练热点7-2 椭圆及其应用(8题型+满分技巧+限时检测)(2份,原卷版+解析版)
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椭圆是圆锥曲线中的重要内容,是高考命题的重点。考试中主要考查椭圆的概念性质等基础知识,选择、填空、解答题都会出现。与向量等知识结合综合考查也是高考命题的一个趋势,在突破重难点上要注意。基础、拔高、分层训练,更为重要的是掌握圆锥曲线的解题的思想方法,才能做到灵活应对。
【题型1 椭圆的定义及概念辨析】
【例1】(2021·高二课时练习)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
【解析】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1-1】(2023·贵州黔东南·高三校考阶段练习)已知点,是椭圆上关于原点对称的两点,,分别是椭圆的左、右焦点,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【答案】C
【解析】因为,
所以四边形是平行四边形.所以.
由椭圆的定义得.
所以.故选:C
【变式1-2】(2023·陕西西安·校考三模)已知椭圆的两焦点为,,为椭圆上一点且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设.
因为椭圆的两焦点为,,为椭圆上一点且,
所以,所以,
所以.故选:B
【变式1-3】(2023·江西南昌·高三南昌市第三中学校考阶段练习)一动圆与圆外切,与圆内切,则动圆圆心点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题意可知:圆的圆心,半径;
圆的圆心,半径;
因为,可知圆与圆内切于点,
显然圆心不能与点重合,设圆的半径为,
由题意可知:,则,
可知点M的轨迹是以为焦点的椭圆(点除外),
且,可得,
所以点的轨迹方程为.故选:D.
【变式1-4】(2023·全国·高三专题练习)点M在椭圆上,是椭圆的左焦点,O为坐标原点,N是中点,且ON长度是4,则的长度是__________.
【答案】
【解析】设椭圆右焦点为,连接
由已知得,则
因为N是中点,为的中点,
,
再根据椭圆定义得
【题型2 利用定义求距离和差最值】
【例2】(2023·江西抚州·高三乐安县第二中学校考期中)已知是椭圆的左焦点,是椭圆上一动点,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】椭圆,则,,,
如图,设椭圆的右焦点为,
则;
,
由图形知,当在直线(与椭圆的交点)上时,,
当不在直线(与椭圆的交点)上时,
根据三角形的两边之差小于第三边有,;
当在的延长线(与椭圆的交点)上时,取得最小值,
的最小值为.故选:.
【变式2-1】(2023·江苏南通·统考三模)已知为椭圆:的右焦点,为上一点,为圆:上一点,则的最大值为( )
A.5 B.6 C. D.
【答案】D
【解析】依题意,设椭圆的左焦点为,
圆的圆心为,半径为,
,
当三点共线,且在之间时等号成立.
而,
所以,
当四点共线,且在之间,
是的延长线与圆的交点时等号成立.故选:D
【变式2-2】(2023·全国·高二课时练习)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
【解析】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.
【变式2-3】(2022·全国·高三校联考阶段练习)设,分别是椭圆的左、右焦点,P为椭圆上任一点,点Q的坐标为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据椭圆的定义可得,,
则,
因为,
则当三点共线时,取值最大或最小.
由已知得,,,,,.
当点位于图中时,根据三角形三边关系取值最大.
.
当点位于图中时,根据三角形三边关系取值最大.
.
故答案为:.
【变式2-4】(2023·河北唐山·开滦第二中学校考一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,点P在椭圆C上,且,则的最大值为 .
【答案】/
【解析】由椭圆方程可得,,则,
如图,连接并延长,交椭圆于P,
则,
(当且仅当点三点共线时,且点位于第三象限时取等号)
此时取最大值为
【题型3 椭圆标准方程的求解】
【例3】(2022·湖北十堰·高三统考期末)已知曲线,则“”是“曲线C是椭圆”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件 C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】若曲线是椭圆,则有: 解得:,且
故“”是“曲线C是椭圆”的必要不充分条件故选:C
【变式3-1】(2023·云南昆明·高三校考阶段练习)已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】方程表示焦点在轴上的椭圆,
则,解得,
故实数的取值范围是.故选:A.
【变式3-2】(2023·黑龙江佳木斯·高三校考开学考试)已知直线经过焦点在坐标轴上的椭圆的两个顶点,则该椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】令,可得;令,可得.
则由已知可得,椭圆的两个顶点坐标为,.
因为,所以椭圆的焦点在轴上.
设椭圆的方程为,则,,
所以椭圆的方程为.故选:C.
【变式3-3】(2022·广西桂林·高三校考阶段练习)已知椭圆:右焦点为,其上下顶点分别为,,点,,则该椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据题意可知,,;
所以,,
又,所以,可得
在椭圆中,,又,所以
即椭圆的标准方程为.故选:D.
【变式3-4】(2023·全国·校联考模拟预测)已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,左、右焦点分别为,,延长交椭圆E于点P.若点A到直线的距离为,的周长为16,则椭圆E的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,得,,,则直线的方程为,
所以点A到直线的距离①.
由的周长为16,得,即a+c=8②,
联立①②,解得③.
因为,所以④.
联立②④,解得a=6,c=2,所以,
故椭圆E的标准方程为是.故选:B.
【题型4 椭圆的焦点三角形问题】
【例4】(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
【答案】
【解析】椭圆中,,则,有,
是椭圆上的点,,,
在中,由余弦定理得:,
即,得 ,
所以.
【变式4-1】(2023·陕西汉中·校联考模拟预测)设为椭圆的两个焦点,点在椭圆上,若,则 .
【答案】2
【解析】因椭圆方程为,则.
因,则.
又由椭圆定义,可得,
则
.
【变式4-2】(2023·浙江宁波·统考一模)设为坐标原点,为椭圆的焦点,点在上,,则( )
A. B.0 C. D.
【答案】C
【解析】如下图所示:不妨设,
根据椭圆定义可得,;
由余弦定理可知;
又因为,所以,又,
即可得,解得;
又,即;
所以可得;故选:C
【变式4-3】(2023·全国·模拟预测)已知椭圆的上、下焦点分别为,短半轴长为,离心率为,直线交该椭圆于两点,且的周长是的周长的3倍,则的周长为( )
A.6 B.5 C.7 D.9
【答案】B
【解析】由题意可得,由离心率为,得,得,
易知的周长,
的周长,
由椭圆的定义得,,
则,
即,所以,故选:B.
【变式4-4】(2023·河北秦皇岛·高三校联考开学考试)已知是椭圆的两个焦点,点在上,若的离心率,则使为直角三角形的点有( )个
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【解析】由可得,即,可得,
因此以为直径作圆与必有四个不同的交点,
因此中以的三角形有四个,
除此之外以为直角,为直角的各有两个,
所以存在使为直角三角形的点共有8个.故选:D
【题型5 求椭圆的离心率与范围】
【例5】(2023·湖北·高三校联考阶段练习)已知椭圆C:的左右焦点为,过的直线与交于两点,若满足成等差数列,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由得到,
设,,
在中,由余弦定理得,
,解得,
为等边三角形,
则在中,,,
又,,
得,解得.故选:B.
【变式5-1】(2023·浙江金华·校联考模拟预测)己知为椭圆上一点,分别为其左右焦点,为其右顶点,为坐标原点,点到直线的距离为,点到轴的距离为,若,且成等比数列,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【解析】设,,,
过点作轴于点,过作于点,如图所示,
则,所以,即,
又因为,所以,即,
由椭圆定义得,,则,
又因为成等比数列,
所以,则,
所以,即,
所以
【变式5-2】(2023·湖南·高三校联考阶段练习)已知椭圆的左、右焦点分别为,经过的直线交椭圆于两点,为坐标原点,且,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【解析】因为,所以,
即,
所以,所以.
设,则,所以,
由得,
所以,所以,
在中,由,
得,所以.
【变式5-3】(2023·江苏淮安·高三淮阴中学校联考阶段练习)设,分别是椭圆的左、右焦点,过作轴的垂线与椭圆交于,两点,若为钝角三角形,则离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,分别是椭圆的左、右焦点,过作轴的垂线与椭圆交于两点,
可得,即,
因为为钝角三角形,则,可得,即,即,
又因为,可得,即,
即,且,解得,
即椭圆的离心率的取值范围为.故选:A.
【变式5-4】(2023·重庆·统考三模)已知,分别为椭圆的左右焦点,P是椭圆上一点,,,则椭圆离心率的取值范围为 .
【答案】
【解析】设,则,
.
由正弦定理可得,,
所以,.
根据椭圆的定义可知,,
所以有,
所以有
.
因为,,所以,
令,则,设,
则函数在上单调递增.
又,,
所以,,即.
【题型6 椭圆的中点弦问题】
【例6】(2023·全国·模拟预测)已知O为坐标原点,椭圆C:的右焦点为F,斜率为2的直线与椭圆C交于点A,B,且,点D为线段AB的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】解法一:由题意知,设,,
则,
同理可得.
因为,所以.
由,,两式相减得,
因为直线AB的斜率为2,所以,所以,
则,所以.
解法二:由题意知,设,,,
则,
同理可得,因为,所以.
设直线AB的方程为,与联立并整理得,
所以,
故,得,又,所以,
故,所以.
解法三:由题意知,设,,
则,
同理可得,因为,所以.
设,则,
又,所以,故,,故选:D.
【变式6-1】(2023·河南·校联考模拟预测)已知椭圆的右焦点为外的一点满足(为坐标原点),过点的直线与交于两点,且,若直线的斜率之积为,则 .
【答案】
【解析】如图,取线段的中点为,连接,
则由题意可得,,又,所以.
因为直线的斜率之积为,所以.
设,则,
两式相减可得,
整理得,即,
所以,所以.
【变式6-2】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆C:,若椭圆C上有不同的两点关于直线对称,则实数m的取值范围是 .
【答案】
【解析】设是椭圆C上关于直线l:对称的两个点,
是线段PQ的中点,则,两式相减,
得.
∵,,
∴.
∵,∴,故,
联立,解得,∴.
∵点M应在椭圆C的内部,∴,解得.
∴实数m的取值范围是.
【变式6-3】(2023·重庆·统考模拟预测)已知椭圆C:,圆O:,直线l与圆O相切于第一象限的点A,与椭圆C交于P,Q两点,与x轴正半轴交于点B.若,则直线l的方程为 .
【答案】
【解析】取中点,连接,由于,所以,进而 ,
设,设直线上任意一点,
由于是圆的切线,所以,
所以,
令 则,所以,
由中点坐标公式可得 ,
设,则,
两式相减可得,
所以 ,又,,
所以,解得,进而
故直线l的方程为,即.
【题型7 直线与椭圆相交弦长求解】
【例7】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆的离心率为,焦距为,斜率为的直线l与椭圆有两个不同的交点,则的最大值为 .
【答案】
【解析】由题意得,
解得,,,
∴椭圆的方程为 .
由,设直线的方程为,,.
联立得,得 ,
又直线与椭圆有两个不同的交点,
所以,解得,
∴,,
∴,
故当,即直线过原点时,最大,最大值为.
【变式7-1】(2023·全国·高三专题练习)过点的直线l与椭圆.交于A,B两点,若的面积为(O为坐标原点),求直线l的方程.
【答案】
【解析】显然直线不垂直于y轴,设直线的方程为,
由消去x得,
,
,
,
于是的面积为,解得,
所以直线的方程为,即.
【变式7-2】(2023·江苏徐州·高三统考期中)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求的标准方程;
(2)过点的直线与交于两点,当时,求直线的方程.
【答案】(1);(2)或
【解析】(1)由题意,,解得,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)易知直线的斜率不为0,
设,即,,
,消去y,得,
,
,
,
又,所以,解得,
所以直线l的方程为或.
【变式7-3】(2023·宁夏吴忠·高三青铜峡市高级中学校考阶段练习)已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,离心率为,焦距为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的左焦点,且斜率为的直线交椭圆于A,两点,求的面积.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由题意,设所求椭圆标准方程为:,
因为焦距为,,
又离心率,,
再由,
所以椭圆标准方程为:.
(2)由(1)知:左焦点为,直线的方程为:
则,
,
由弦长公式,
到直线的距离,
.
【变式7-4】(2023·四川绵阳·高三四川省绵阳南山中学校考阶段练习)设椭圆的左右顶点分别为,左右焦点.已知,.
(1)求椭圆方程.
(2)若斜率为1的直线交椭圆于A,B两点,与以为直径的圆交于C,D两点.若,求直线的方程.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由题意,,,
解得,,,
所以椭圆方程为.
(2)设直线为,,,
由题意,以为直径的圆的方程为,
则圆心到直线的距离,即,
所以,
由,消去,整理得,
,解得,又,所以,
,,
,
因为,所以,解得,
又,所以,
所以直线的方程为:或.
【题型8 直线与椭圆综合问题】
【例8】(2023·全国·模拟预测)已知圆,圆,动圆与圆和圆均相切,且一个内切、一个外切.
(1)求动圆圆心的轨迹的方程.
(2)已知点,过点的直线与轨迹交于两点,记直线与直线的交点为.试问:点是否在一条定直线上?若在,求出该定直线;若不在,请说明理由.
【答案】(1);(2)点恒在定直线上
【解析】(1)设点的坐标为,圆的半径为.
由已知条件,得.
①当动圆与圆外切,与圆内切时,,
从而.
②当动圆与圆内切,与圆外切时,,
从而.
综上可知,圆心的轨迹是以为焦点,6为长轴长的椭圆.
易得圆与圆交于点与,
所以动圆圆心的轨迹的方程为.
(2)设直线的方程为,.
联立直线与轨迹的方程,得
消去并整理,得.
所以,,
则有.
由已知条件,得直线的方程为,
直线的方程为,
则点的坐标满足.
又,
所以.
把代入上式,得.
故点恒在定直线上.
【变式8-1】(2023·贵州·高三校联考阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别为,点是椭圆上三个不同的动点(点不在轴上),满足,且与的周长的比值为.
(1)求椭圆的离心率;
(2)判断是否为定值?若是,请求出定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1);(2)是定值,定值为
【解析】(1)依题意点、、三点共线,点、、三点共线,
则的周长为,
则的周长为,
所以,即,
椭圆的离心率为.
(2)解法一:设且,
则有,即,
由题由,
可得,则,
由题设直线,联立,
化简整理可得
显然成立,故,,
同理可得,
(定值).
解法二:设且,则由,即有①,
由题,由,
可得,
则,,
点在椭圆上,则,则将上式代入整理得②,
②-①整理化简得,同理可得,
(定值).
【变式8-2】(2023·广西南宁·统考模拟预测)已知平面上动点到点与到圆的圆心的距离之和等于该圆的半径.记的轨迹为曲线.
(1)说明是什么曲线,并求的方程;
(2)设是上关于轴对称的不同两点,点在上,且异于两点,为原点,直线交轴于点,直线交轴于点,试问是否为定值?若为定值,求出这个定值;若不是定值,请说明理由.
【答案】(1);(2)为定值,这个值为
【解析】(1)根据题意可知圆可化为,
所以可知圆心,半径,
易知和两点关于原点对称,且,
所以由椭圆定义可知的轨迹是以为焦点,长轴长为的椭圆,
即,可得;
因此曲线的方程为.
(2)不妨设,,且,;则易知;
易知直线的斜率都存在,如下图所示:
所以直线的斜率为,其方程为,
可得直线交轴于点
直线的斜率为,其方程为,
可得直线交轴于点
所以,
可得;
由,可得,,;
所以;
因此为定值,.
【变式8-3】(2023·湖南长沙·湖南师大附中校考模拟预测)如图,椭圆,圆,椭圆C的左、右焦点分别为.
(1)过椭圆上一点P和原点O作直线l交圆O于M,N两点,若,求的值;
(2)过圆O上任意点R引椭圆C的两条切线,求证:两条切线相互垂直.
【答案】(1)6;(2)证明见解析
【解析】(1)设,由于,
而,则,
所以(其中),
.
(2)设,则,即,
设过点R的圆O的切线斜率都存在时的方程:,
代入椭圆方程得:,
整理得:,
则,
即,
是上述关于k的方程的两个根,则,
即两条切线的斜率都存在时,有两条切线相互垂直;
而当过R的切线斜率不存在时,易知R点的坐标为,
此时显然两条切线相互垂直,
综上,过圆O上任意点R引椭圆C的两条切线,则两条切线相互垂直.
【变式8-4】(2023·全国·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,是上异于左、右顶点的动点,的最小值为2,且的离心率为.
(1)求椭圆的方程.
(2)若圆与的三边都相切,判断是否存在定点,,使为定值.若存在,求出点,的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在定点,
【解析】(1)设,.
由对称性,不妨设,
则,所以,.
因为,,
所以,
所以当时,取得最小值,所以.
由;解得;
所以椭圆的方程为.
(2)设圆的半径为,.
由(1)不妨设,则的面积,
所以,
所以,.
由,,得直线的方程为,
则点到直线的距离为.
整理,得.
把代入上式,得,
即.
由题意得,,,
所以,则.
把,代入椭圆的方程,得,
所以点在椭圆上,
所以存在定点,,使为定值2.
(建议用时:60分钟)
1.(2023·山东泰安·高三统考阶段练习)已知椭圆的离心率为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由可得离心率为,又,所以,故选:A
2.(2023·上海虹口·高三上外附中校考期中)若椭圆与双曲线有相同的焦点,则实数a为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【解析】由双曲线可知焦点在x轴上,
由题意可得:,解得.故选:C.
3.(2023·陕西·高三校联考阶段练习)设椭圆,的离心率分别为,,若,则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】B
【解析】对于椭圆,有.
因为,所以,解得.故选:B
4.(2023·吉林长春·统考一模)椭圆上有两点、,、分别为椭圆的左、右焦点,是以为中心的正三角形,则椭圆离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设边与轴交于点,且是以为中心的正三角形,
则,且为的重心,
由重心定理可得,,则,
在中,,则,
所以,由椭圆的定义可得,
,即,
化简可得,则.故选:C
5.(2023·陕西·高三校联考阶段练习)已知椭圆的两条弦,相交于点(点在第一象限),且轴,轴.若,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】设,,则,,,,
由题知,关于轴对称,,关于轴对称,
所以,,
即,,所以,,
因为,在椭圆上,所以,
即,解得.故选:D.
6.(2023·广东广州·高三统考阶段练习)从椭圆上一点(在轴上方)向轴作垂线,垂足恰好为左焦点,是椭圆与轴正半轴的交点,是椭圆与轴正半轴的交点,且,其中为坐标原点,则与的面积比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】易知点的横坐标为,设点,其中,
将点的坐标代入椭圆方程可得,
解得,即点,
由题意可知点、,
因为,则,即,整理可得,则,
所以,.故选:B.
7.(2023·上海闵行·高三文来中学校考期中)设,同时为椭圆:与双曲线:的左、右焦点,设椭圆与双曲线在第一象限内交于点,椭圆与双曲线的离心率分别为,,为坐标原点,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,,焦距为2c,
由椭圆定义可得,由双曲线定义可得,解得,,
当时,可得,即,
可得,则,所以,
由,可得,可得,即,
,
可设,则,
令,则,
所以函数在上单调递增,可得,
所以.故选:D.
8.(2023·四川成都·高三石室中学校考期中)已知椭圆的左、右焦点分别为是椭圆在第一象限的任意一点,为的内心,点是坐标原点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,,
设内切圆分别与轴相切于点,
则,,
,
,
又
∴,
易知,
,,
设,,
当且仅当时等号成立,故选:A
9.(2023·山西大同·高二统考期中)(多选)已知曲线,则( )
A.当时,是圆
B.当时,是椭圆且一焦点为
C.当时,是椭圆且焦距为
D.当时,是焦点在轴上的椭圆
【答案】AC
【解析】对于A项,当时,曲线C可化为是圆,A正确;
对于B项,当时,曲线C可化为是焦点在轴上的椭圆,B错误;
对于C项,当时,曲线是椭圆,且,所以,故C正确;
对于D项,当时,曲线不是椭圆,故D错误.故选:AC.
10.(2023·贵州贵阳·高三贵阳一中校考阶段练习)(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,且经过点在椭圆上,则( )
A.的最大值为3
B.的周长为4
C.若,则的面积为
D.若,则
【答案】ACD
【解析】由题意,椭圆离心率为,则,
则,代入,得,
所以,
对,由题意,故正确;
对的周长为,故B错误;
对,若,则由余弦定理得:
.
即,故,
故,故C正确;
对D,由余弦定理
,
即,解得,
故,故D正确,故选:ACD
11.(2023·北京顺义·高三牛栏山一中校考期中)已知方程表示椭圆,则实数的取值范围
【答案】
【解析】因为方程表示椭圆,
所以,解得或,
即实数的取值范围为.
12.(2023·河南开封·开封高中校考模拟预测)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】
【解析】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:﹒
13.(2023·河南郑州·高三郑州市宇华实验学校校考期中)已知椭圆的上、下焦点分别为,,O为坐标原点.
(1)若点P在椭圆C上,且,求的余弦值;
(2)若直线与椭圆C交于A,B两点,记M为线段的中点,求直线的斜率.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)依题意,,则,
而,
故;
(2)设,,则
两式相减可得,,
则,即,
即,
而直线的斜率,
故.
14.(2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为、,斜率不为0的直线过点,与椭圆交于两点,当直线垂直于轴时,,椭圆的离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)在轴上是否存在点,使得为定值?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,
【解析】(1)设椭圆的焦距为,则,①
将代入椭圆方程得:,解得,所以,②
又,③
综合①②③解得:,,,
所以椭圆M的方程为.
(2)存在.设,,,直线,
联立方程:,得,
所以,,
,,
,
当,即时,为定值,
所以存在点,使得为定值.
15.(2023·江苏南通·模拟预测)已知圆,圆,动圆P与圆M外切并且与圆N内切,圆心P的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)设不经过点的直线l与曲线C相交于A,B两点,直线QA与直线QB的斜率均存在且斜率之和为-2,证明:直线l过定点.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)设动圆P的半径为r,
因为动圆P与圆M外切,所以,
因为动圆P与圆N内切,所以,
则,
由椭圆定义可知,曲线C是以为左、右焦点,长轴长为8的椭圆,
设椭圆方程为,
则,,故,
所以曲线C的方程为.
(2)①当直线l斜率存在时,设直线,,
联立,
得,
设点,则,
,
所以,
即,得.
则,
因为,所以,即,
直线,
所以直线l过定点.
②当直线l斜率不存在时,设直线,且,
则点
,解得,
所以直线也过定点.
综上所述,直线l过定点.满分技巧
在椭圆的定义中条件不能少,这是根据三角形中的两边之和大于第三边得出来的.
否则:①当时,其轨迹为线段; ②当时,其轨迹不存在.
满分技巧
利用椭圆定义求距离和差的最值的两种方法:
(1)抓住|PF1|与|PF2|之和为定值,可联系到利用基本不等式求|PF1|·|PF2|的最值;
(2)利用定义|PF1|+|PF2|=2a转化或变形,借助三角形性质求最值
满分技巧
1、利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
(1)定位:确定焦点在那个坐标轴上;
(2)定量:依据条件及确定的值;
(3)写出标准方程;
2、求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为;
3、当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为,将点的坐标代入,解方程组求得系数。
满分技巧
一般利用椭圆的定义、余弦定理和完全平方公式等知识,建立AF1+AF2,AF12+AF22,AF1AF2之间的关系,采用整体代入的方法解决焦点三角形的面积、周长及角的有关问题()
性质1:AF1+AF2=2a,BF1+BF2=2a.(两个定义)
拓展:∆AF1F2的周长为AF1+AF1+F1F2=2a+2c
∆ABF1的周长为AF1+AF2+BF1+BF2=4a
性质2:4c2=F1F22=AF12+AF22−2AF1AF2csθ(余弦定理)
满分技巧
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.
2、求椭圆离心率范围的2种方法
(1)几何法:利用椭圆的几何性质,设P(x0,y0)为椭圆eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)上一点,则|x0|≤a,a-c≤|PF1|≤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,适用于题设条件有明显的几何关系;
(2)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,适用于题设条件直接有不等关系。
满分技巧
解决椭圆中点弦问题的两种方法:
1、根与系数关系法:联立直线方程和椭圆方程构成方程组,消去一个未知数,利用一元二次方程根与系数的关系以及中点坐标公式解决;
2、点差法:利用交点在曲线上,坐标满足方程,将交点坐标分别代入椭圆方程,然后作差,构造出中点坐标和斜率的关系,具体如下:直线(不平行于轴)过椭圆()上两点、,其中中点为,则有。
证明:设、,则有,
上式减下式得,∴,
∴,∴。
特殊的:直线(存在斜率)过椭圆()上两点、,线段中点为,
则有。
满分技巧
求弦长的两种方法:
(1)交点法:将直线的方程与椭圆的方程联立,求出两交点的坐标,然后运用两点间的距离公式来求.
(2)根与系数的关系法:如果直线的斜率为k,被椭圆截得弦AB两端点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则弦长公式为:
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