高考数学一轮复习 专题9.3 椭圆(讲)
展开高考数学一轮复习策略
1、揣摩例题。
课本上和老师讲解的例题,一般都具有一定的典型性和代表性。要认真研究,深刻理解,要透过“样板”,学会通过逻辑思维,灵活运用所学知识去分析问题和解决问题,特别是要学习分析问题的思路、解决问题的方法,并能总结出解题的规律。
2、精练习题
复习时不要搞“题海战术”,应在老师的指导下,选一些源于课本的变式题,或体现基本概念、基本方法的基本题,通过解题来提高思维能力和解题技巧,加深对所学知识的深入理解。在解题时,要独立思考,一题多思,一题多解,反复玩味,悟出道理。
3、加强审题的规范性
每每大考过后,总有同学抱怨没考好,纠其原因是考试时没有注意审题。审题决定了成功与否,不解决这个问题势必影响到高考的成败。那么怎么审题呢? 应找出题目中的已知条件 ;善于挖掘题目中的隐含条件 ;认真分析条件与目标的联系,确定解题思路 。
4、重视错题
“错误是最好的老师”,但更重要的是寻找错因,及时进行总结,三五个字,一两句话都行,言简意赅,切中要害,以利于吸取教训,力求相同的错误不犯第二次。
专题9.3 椭圆
新课程考试要求 | 1.掌握椭圆的定义、标准方程、几何图形及简单几何性质. 2.会解决直线与椭圆的位置关系的问题. 3.了解方程与曲线的对应关系和求曲线方程的基本方法. 4.理解数形结合、用代数方法处理几何问题的思想.了解圆锥曲线的简单应用. |
核心素养 | 本节涉及直观想象、数学运算、数学建模、逻辑推理、数学抽象等核心数学素养. |
高考预测 | 高考对椭圆的考查,主要考查以下几个方面:一是考查椭圆的定义,与椭圆的焦点三角形结合,解决椭圆、三角形等相关问题;二是考查椭圆的标准方程,结合椭圆的基本量之间的关系,利用待定系数法求解;三是考查椭圆的几何性质,较多地考查离心率问题;四是考查直线与椭圆的位置关系问题,综合性较强,往往与向量结合,涉及方程组联立,根的判别式、根与系数的关系、弦长问题、不等式等. |
【知识清单】
知识点1.椭圆的定义及其应用
1.椭圆的概念
(1)文字形式:在平面内到两定点F1、F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点 ,两焦点间的距离叫做焦距.
(2)代数式形式:集合
①若,则集合P为椭圆;
②若,则集合P为线段;
③若,则集合P为空集.
2.椭圆的标准方程:焦点在轴时,;焦点在轴时,
知识点2.椭圆的标准方程
1. 椭圆的标准方程:
(1)焦点在轴,;
(2)焦点在轴,.
2.满足条件:
知识点3.椭圆的几何性质
椭圆的标准方程及其几何性质
条件 | ||
图形 | ||
标准方程 | ||
范围 |
对称性 | 曲线关于轴、原点对称 | 曲线关于轴、原点对称 |
顶点 | 长轴顶点 ,短轴顶点 | 长轴顶点 ,轴顶点 |
焦点 | ||
焦距 | ||
离心率 | ,其中 | |
通径 | 过焦点垂直于长轴的弦叫通径,其长为 |
知识点4.直线与椭圆的位置关系
1.直线与椭圆位置关系的判断
(1)代数法:把椭圆方程与直线方程联立消去y,整理得到关于x的方程Ax2+Bx+C=0.记该一元二次方程根的判别式为Δ,①若Δ>0,则直线与椭圆相交;②若Δ=0,则直线与椭圆相切;③若Δ<0,则直线与椭圆相离.
(2)几何法:在同一直角坐标系中画出椭圆和直线,利用图象和性质可判断直线与椭圆的位置关系.
2.直线与椭圆的相交长问题:
(1)弦长公式:设直线与椭圆有两个公共点则弦长公式为或.
(2)弦中点问题,适用“点差法”.
【考点分类剖析】
考点一 : 椭圆的定义及其应用
【典例1】(2021·全国高考真题)已知,是椭圆:的两个焦点,点在上,则的最大值为( )
A.13 B.12 C.9 D.6
【答案】C
【分析】
本题通过利用椭圆定义得到,借助基本不等式即可得到答案.
【详解】
由题,,则,
所以(当且仅当时,等号成立).
故选:C.
【典例2】(2021·全国)已知椭圆的右焦点为,为椭圆上一动点,定点,则的最小值为( )
A.1 B.-1 C. D.
【答案】A
【分析】
设椭圆的左焦点为,得到,得出,结合图象,得到当且仅当,,三点共线时,取得最小值,即可求解.
【详解】
设椭圆的左焦点为,则,可得,
所以,
如图所示,当且仅当,,三点共线(点在线段上)时,
此时取得最小值,
又由椭圆,可得且,所以,所以的最小值为1.
故选:A.
【规律方法】
1.应用椭圆的定义,可以得到结论:
(1)椭圆上任意一点P(x,y)(y≠0)与两焦点F1(-c,0),F2(c,0)构成的△PF1F2称为焦点三角形,其周长为2(a+c).
(2)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形,其中a是斜边,a2=b2+c2.
2.对焦点三角形的处理方法,通常是运用.
【变式探究】
1.(2020·湖南益阳�高三三模(理))如图,已知,为椭圆:()的左、右焦点,过原点 的直线与椭圆交于两点(),若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
由两边平方得,所以,
由椭圆的对称性知四边形为矩形,
又因为,所以,
又因为,
由矩形的面积公式与椭圆的定义得,
解得:,
所以,即是方程 的实数根,
又因为,所以
所以,
所以 .
故选:D.
2.已知、是椭圆:的两个焦点,为椭圆上一点,且.若的面积为9,则____________.
【答案】
【解析】由知,则由题意,得,可得,即,所以,应填.
【总结提升】
椭圆定义的应用技巧
(1)椭圆定义的应用主要有:求椭圆的标准方程,求焦点三角形的周长、面积及弦长、最值和离心率等.
(2)通常定义和余弦定理结合使用,求解关于焦点三角形的周长和面积问题.
考点二 : 椭圆的标准方程
【典例3】(2021·全国高二单元测试)阿基米德是古希腊著名的数学家、物理学家,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,已知在平面直角坐标系中,椭圆的面积为,两焦点与短轴的一个端点构成等边三角形,则椭圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
由椭圆的面积为和两焦点与短轴的一个端点构成等边三角形,得到求解.
【详解】
由题意得,解得,
所以椭圆的标准方程是.
故选:A
【典例4】(2021·全国高二课时练习)设椭圆的右焦点为,右顶点为,已知,其中为坐标原点,为椭圆的离心率,则椭圆的方程为______.
【答案】
【分析】
由已知等式得出关系式,再由可求得值.得椭圆方程.
【详解】
由,得,
化简得.又,所以,所以,
所以椭圆的方程为.
故答案为:.
【总结提升】
1.用待定系数法求椭圆标准方程的一般步骤是:
(1)作判断:根据条件判断焦点的位置.
(2)设方程:焦点不确定时,要注意分类讨论,或设方程为 .
(3)找关系:根据已知条件,建立关于的方程组.
(4)求解,得方程.
2.(1)方程与有相同的离心率.
(2)与椭圆共焦点的椭圆系方程为,恰当运用椭圆系方程,可使运算简便.
【变式探究】
1.(2020·全国高三其他(理))设、为椭圆的左、右焦点,经过的直线交椭圆于、两点,若的面积为的等边三角形,则椭圆的方程为______________.
【答案】
【解析】
设椭圆的焦距为,如下图所示:
由于是面积为的等边三角形,则,
得,即是边长为的等边三角形,
该三角形的周长为,可得,
由椭圆的对称性可知,点、关于轴对称,则且轴,
所以,,,,
,则,因此,椭圆的标准方程为.
故答案为:.
2.求与椭圆有相同离心率且经过点的椭圆标准方程.
【答案】或
【解析】法一:∵,
设所求椭圆方程为,则,从而,
又,
∴方程为.
若焦点在轴上,设方程为
则,且,
解得.故所求方程为.
法二:若焦点在轴上,设所求椭圆方程为
,将点代入,得
,
故所求方程为.
若焦点在轴上,设方程为代入点,得,∴.
综上知,所求椭圆的标准方程为或.
考点三 : 椭圆的几何性质
【典例5】(2021·山东高考真题)已知椭圆的中心在坐标原点,右焦点与圆的圆心重合,长轴长等于圆的直径,那么短轴长等于______.
【答案】
【分析】
由于是圆,可得,通过圆心和半径计算,即得解
【详解】
由于是圆,
即:圆
其中圆心为,半径为4
那么椭圆的长轴长为8,即,,,
那么短轴长为
故答案为:
【典例6】(2019·浙江高考模拟)已知是椭圈上的动点,过作椭圆的切线与轴、轴分别交于点、,当(为坐标原点)的面积最小时,(、是椭圆的两个焦点),则该椭圆的离心率为__________.
【答案】
【解析】
如图所示,
设切点直线的方程为:.
联立,化为:.
由直线与椭圆相切,可得:.
化为:.
,化为:.
由,可得:,解得,.
由直线的方程为:..
可得.
.当且仅当时取等号.
设,,.
,
化为:.
,
代入化为:,
.
故答案为:.
【规律方法】
1.利用椭圆几何性质的注意点及技巧
(1)注意椭圆几何性质中的不等关系
在求与椭圆有关的一些范围问题时,经常用到x,y的范围,离心率的范围等不等关系.
(2)利用椭圆几何性质的技巧
求解与椭圆几何性质有关的问题时,理清顶点、焦点、长轴、短轴等基本量的内在联系.
2.求解有关离心率的问题时,一般并不是直接求出c和a的值,而是根据题目给出的椭圆的几何特征,建立关于参数c、a、b的方程或不等式,通过解方程或不等式求得离心率的值或范围.较多时候利用解题.
【变式探究】
1.(2018·全国高考真题(文))已知,是椭圆的两个焦点,是上的一点,若,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
在中,
设,则,
又由椭圆定义可知
则离心率,
故选D.
2.(2020·山东泰安�高三其他)【多选题】已知椭圆的右焦点为,点在椭圆上,点在圆上,且圆上的所有点均在椭圆外,若的最小值为,且椭圆的长轴长恰与圆的直径长相等,则下列说法正确的是( )
A.椭圆的焦距为 B.椭圆的短轴长为
C.的最小值为 D.过点的圆的切线斜率为
【答案】AD
【解析】
圆的圆心为,半径长为,
由于椭圆的长轴长恰与圆的直径长相等,则,可得,
设椭圆的左焦点为点,由椭圆的定义可得,,
所以,,
当且仅当、、、四点共线,且当、分别为线段与椭圆、圆的交点时,等号成立,
则,,解得,
所以,椭圆的焦距为,A选项正确;
椭圆的短轴长为,B选项错误;
,
当且仅当、、、四点共线,且当、分别为线段与椭圆、圆的交点时,等号成立,C选项错误;
若所求切线的斜率不存在,则直线方程为,圆心到该直线的距离为,则直线与圆相离,不合乎题意;
若所求切线的斜率存在,可设切线的方程为,即,
由题意可得,整理得,解得.
D选项正确.
故选:AD.
【总结提升】
1.学习中,要注意椭圆几何性质的挖掘:
(1)椭圆中有两条对称轴,“六点”(两个焦点、四个顶点),要注意它们之间的位置关系(如焦点在长轴上等)以及相互间的距离(如焦点到相应顶点的距离为a-c),过焦点垂直于长轴的通径长为等.
(2)设椭圆上任意一点P(x,y),则当x=0时,|OP|有最小值b,这时,P在短轴端点处;当x=a时,|OP|有最大值a,这时P在长轴端点处.
(3)椭圆上任意一点P(x,y)(y≠0)与两焦点F1(-c,0),F2(c,0)构成的△PF1F2称为焦点三角形,其周长为2(a+c).
(4)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形,其中a是斜边,a2=b2+c2.
2.重视向量在解析几何中的应用,注意合理运用中点、对称、弦长、垂直等几何特征.
考点四 : 直线与椭圆的位置关系
【典例7】(2021·湖南高考真题)已知椭圆经过点,且离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆相交于两点,求的值.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)根据题意得,,再结合即可求得答案;
(2)联立直线、椭圆方程可得两点坐标,由向量的数量积坐标运算公式可得答案.
【详解】
(1)椭圆经过点,所以,
因为离心率为,所以,所以,
所以椭圆的方程为.
(2)由得,解得,
所以,或,
可得,,或者,,
所以.
【典例8】(2019·江苏高考真题)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:的焦点为F1(–1、0),F2(1,0).过F2作x轴的垂线l,在x轴的上方,l与圆F2:交于点A,与椭圆C交于点D.连结AF1并延长交圆F2于点B,连结BF2交椭圆C于点E,连结DF1.已知DF1=.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)求点E的坐标.
【答案】(1);(2).
【解析】
(1)设椭圆C的焦距为2c.
因为F1(-1,0),F2(1,0),所以F1F2=2,c=1.
又因为DF1=,AF2⊥x轴,所以DF2=,
因此2a=DF1+DF2=4,从而a=2.
由b2=a2-c2,得b2=3.
因此,椭圆C的标准方程为.
(2)解法一:
由(1)知,椭圆C:,a=2,
因为AF2⊥x轴,所以点A的横坐标为1.
将x=1代入圆F2的方程(x-1) 2+y2=16,解得y=±4.
因为点A在x轴上方,所以A(1,4).
又F1(-1,0),所以直线AF1:y=2x+2.
由,得,
解得或.
将代入,得,
因此.又F2(1,0),所以直线BF2:.
由,得,解得或.
又因为E是线段BF2与椭圆的交点,所以.
将代入,得.因此.
解法二:
由(1)知,椭圆C:.如图,连结EF1.
因为BF2=2a,EF1+EF2=2a,所以EF1=EB,
从而∠BF1E=∠B.
因为F2A=F2B,所以∠A=∠B,
所以∠A=∠BF1E,从而EF1∥F2A.
因为AF2⊥x轴,所以EF1⊥x轴.
因为F1(-1,0),由,得.
又因为E是线段BF2与椭圆的交点,所以.
因此.
【规律方法】
1.涉及直线与椭圆的基本题型有:
(1)位置关系的判断
(2)弦长、弦中点问题
(3)轨迹问题
(4)定值、最值及参数范围问题
(5)存在性问题
2.常用思想方法和技巧有:
(1)设而不求(2)坐标法(3)根与系数关系
3. 若直线与椭圆有两个公共点可结合韦达定理,代入弦长公式或,求距离.
【变式探究】
1.(2020·北京高考真题)已知椭圆过点,且.
(Ⅰ)求椭圆C的方程:
(Ⅱ)过点的直线l交椭圆C于点,直线分别交直线于点.求的值.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)1.
【解析】
(1)设椭圆方程为:,由题意可得:
,解得:,
故椭圆方程为:.
(2)设,,直线的方程为:,
与椭圆方程联立可得:,
即:,
则:.
直线MA的方程为:,
令可得:,
同理可得:.
很明显,且:,注意到:
,
而:
,
故.
从而.
2.(陕西高考真题)已知椭圆()的半焦距为,原点到经过两点,的直线的距离为.
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)如图,是圆的一条直径,若椭圆经过,两点,求椭圆的方程.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).
【解析】
(Ⅰ)过点的直线方程为,
则原点到直线的距离,
由,得,解得离心率.
(Ⅱ)由(1)知,椭圆的方程为.
依题意,圆心是线段的中点,且.
易知,不与轴垂直.
设其直线方程为,代入(1)得
.
设,则,.
由,得,解得.
从而.
于是.
由,得,解得.
故椭圆的方程为.
【总结提升】
1.弦及弦中点问题的解决方法
(1)根与系数的关系:直线与椭圆方程联立,消元,利用根与系数的关系表示中点;(2)点差法:利用弦两端点适合椭圆方程,作差构造中点、斜率.
2.解决直线与椭圆的位置关系的相关问题,其常规思路是先把直线方程与椭圆方程联立,消元、化简,然后应用根与系数的关系建立方程,解决相关问题.
3.提醒:(1)设直线方程时,应注意讨论斜率不存在的情况.
(2)利用公式计算直线被椭圆截得的弦长是在方程有解的情况下进行的,不要忽略判别式.
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第1讲 椭圆的定义及其应用-备战2024年高考数学一轮复习几何专题导与练(新高考): 这是一份第1讲 椭圆的定义及其应用-备战2024年高考数学一轮复习几何专题导与练(新高考),共13页。试卷主要包含了问题综述,典例分析,巩固练习,巩固练习参考答案等内容,欢迎下载使用。
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