1.2 椭圆的简单几何性质
课时目标
1.掌握椭圆的简单几何性质,了解椭圆中a,b,c的几何意义.
2.能根据几何条件求出椭圆方程,利用椭圆的方程研究它的性质并画出图形.
1.椭圆的几何性质
焦点的位置 焦点在x轴上 焦点在y轴上
图形
标准方程 +=1(a>b>0) +=1(a>b>0)
范围 ________________ ________________
对称性 对称轴为坐标轴,对称中心(中心)为原点
顶点 ________________ ________________
B1(0,-b),B2(0,b) B1(-b,0),B2(b,0)
轴长 长轴长|A1A2|=________,短轴长|B1B2|=________
焦点 F1(-c,0),F2(c,0) F1(0,-c),F2(0,c)
焦距 |F1F2|=____
离心率 (1)定义:椭圆的焦距与长轴长度的比叫作椭圆的离心率,用e表示,即____=e. (2)性质:离心率e的范围是__________.e越接近于1,椭圆就越扁;e越接近于0,椭圆就越接近于______
2.椭圆几何性质的拓展
(1)椭圆上到中心的距离最小的点是短轴的两个端点,到中心的距离最大的点是长轴的两个端点.
(2)焦半径公式:
①椭圆+=1(a>b>0)上的点P(x0,y0)相对于左、右焦点(F1为左焦点,F2为右焦点)的焦半径分别为|PF1|=a+ex0,|PF2|=a-ex0.
②椭圆+=1(a>b>0)上的点P(x0,y0)相对于下、上焦点(F1为下焦点,F2为上焦点)的焦半径分别为|PF1|=a+ey0,|PF2|=a-ey0.
(3)椭圆上到焦点的距离最大和最小的点分别是长轴的两个端点,最大值为a+c,最小值为a-c.
(4)O为长轴中点、短轴中点、F1F2中点.
(5)P为短轴端点时,∠F1PF2最大.
(6)通径长为.
(7)过焦点的直线与椭圆+=1(a>b>0)相交于A,B两点,则≤|AB|≤2a.
[基点训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)椭圆+=1(a>b>0)的长轴长是a.( )
(2)若椭圆的对称轴为坐标轴,长轴长与短轴长分别为10,8,则椭圆的方程为+=1.( )
(3)设F为椭圆+=1(a>b>0)的一个焦点,M为其上任一点,则|MF|的最大值为a+c(c为椭圆的半焦距).( )
2.椭圆6x2+y2=6的长轴的端点坐标是( )
A.(-6,0),(1,0) B.(-6,0),(6,0)
C.(-,0),(,0) D.(0,-),(0,)
3.若椭圆x2+2y2=1的离心率为e,则e的值为( )
A. B.2
C. D.
4.下列四个椭圆中,形状最扁的是( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
题型(一) 由椭圆的标准方程研究其几何性质
[例1] 已知椭圆x2+(m+3)y2=m(m>0)的离心率e=,求m的值及椭圆的长轴和短轴的长、焦点坐标、顶点坐标.
听课记录:
用标准方程研究椭圆几何性质的步骤
(1)将椭圆方程化为标准形式.
(2)确定焦点位置(焦点位置不确定的要分类讨论).
(3)求出a,b,c.
(4)写出椭圆的几何性质.
[针对训练]
1.[多选]已知点(3,2)在椭圆+=1上,则下列各点一定在该椭圆上的是( )
A.(-3,-2) B.(3,-2)
C.(-3,2) D.(2,3)
2.[多选]已知椭圆C:+=1,则下列结论正确的是( )
A.长轴长为8 B.焦距为4
C.焦点坐标为(0,±2) D.离心率为
题型(二) 由椭圆的几何性质求其标准方程
[例2] 求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)已知椭圆的中心在原点,焦点在y轴上,其离心率为,焦距为8;
(2)在x轴上的一个焦点,与短轴两个端点的连线互相垂直,且焦距为6.
听课记录:
利用椭圆的几何性质求标准方程的步骤
(1)确定焦点位置.
(2)设出相应椭圆的标准方程.
(3)根据已知条件构造关于参数的关系式,利用方程(组)求参数.
(4)写出椭圆的标准方程.
[针对训练]
3.求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)长轴长是短轴长的5倍,且过点A(5,0);
(2)离心率e=,焦距为12.
题型(三) 椭圆的离心率
[例3] 已知椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P是椭圆短轴的一个端点,且cos∠F1PF2=,则椭圆的离心率为________.
听课记录:
[变式拓展]
1.若本例条件“cos∠F1PF2=”变为“∠F1PF2为直角”,求椭圆的离心率.
2.若本例条件“点P是椭圆短轴的一个端点,且cos∠F1PF2=”变为“点P为椭圆的上顶点,点Q在椭圆上且满足=3”,求椭圆的离心率.
3.若本例条件“cos∠F1PF2=”变为“∠F1PF2为钝角”,求椭圆离心率的取值范围.
[方法技巧]
求椭圆的离心率的值或取值范围的两种方法
直接法 若已知a,c可直接利用e=求解.若已知a,b或b,c可借助于a2=b2+c2求出c或a,再代入公式e=求解
方程法或不等式法 若a,c的值不可求,则可根据条件建立a,b,c的关系式,借助于a2=b2+c2,转化为关于a,c的齐次方程或不等式,再将方程或不等式两边同除以a的最高次幂,得到关于e的方程或不等式,即可求得e的值或取值范围
[针对训练]
4.直线l经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l的距离为其短轴长的,则该椭圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
5.已知F1,F2分别是椭圆M:+=1(a>b>0)的左、右焦点,点P在椭圆M上,且|PF1|-|PF2|=4b,则M的离心率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型(四) 椭圆的实际应用问题
[例4] 某颗小行星的运行轨道是一个椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点处.小行星离太阳的最近距离是1.486天文单位,最远距离是5.563天文单位(1天文单位是指太阳与地球之间的平均距离,约为1.50×108 km,是天文学的一种长度单位).求椭圆轨道的长半轴长和短半轴长各是多少个天文单位(参考数据:≈2.875 2).
听课记录:
椭圆在实际问题中的应用方法
对于椭圆的实际应用问题,首先要抽象出相应的数学问题,即建立数学模型,一般要先建立平面直角坐标系,然后利用椭圆的定义,构造参数a,b,c之间的关系,得到椭圆方程,最后解决数学问题并解释实际问题.解题时注意图形本身的特征. [针对训练]
6.某操场的正前方有两根高度均为6 m、相距10 m的旗杆(都与地面垂直).
有一条26 m长的绳子,两端系在两根旗杆的顶部,并按如图所示的方式绷紧,使得绳子和两根旗杆处在同一个平面内.假定这条绳子在系到旗杆上时长度没有改变,求绳子与地面(水平面)的接触点到两根旗杆的距离各是多少.
1.2 椭圆的简单几何性质
?课前环节
1.-a≤x≤a,-b≤y≤b -b≤x≤b,-a≤y≤a A1(-a,0),A2(a,0) A1(0,-a),A2(0,a) 2a 2b 2c (0,1) 圆
[基点训练]
1.(1)× (2)× (3)√
2.选D 椭圆6x2+y2=6的标准方程为+x2=1,易知椭圆焦点在y轴上,且a2=6,a=,所以椭圆的长轴端点坐标为(0,-),(0,).
3.选C 由题意得椭圆长半轴长a=1,短半轴长b=,所以半焦距c==,所以离心率e===,故选C.
4.选A 由e=,根据选项中的椭圆的方程,可得的值满足<<<,因为椭圆的离心率越大,椭圆的形状越扁,所以这四个椭圆中,椭圆+=1的离心率最大,故其形状最扁.
?课堂环节
[题型(一)]
[例1] 解:椭圆方程可化为+=1(m>0),
∵m-=>0,∴m>,
即a2=m,b2=.
∴c==.
由e=,得=,解得m=1,
∴椭圆的标准方程为x2+=1.
∴a=1,b=,c=.
∴椭圆的长轴长为2,短轴长为1,两焦点坐标分别为,,顶点坐标分别为(-1,0),(1,0),,.
[针对训练]
1.选ABC 由椭圆关于x轴、y轴、原点对称可知,只有点(2,3)不在椭圆上.故选ABC.
2.选ABD 由已知得a2=16,b2=4,
则a=4,b=2,c==2,
故椭圆长轴长为2a=8,焦距为2c=4,
焦点坐标为(±2,0),离心率=,
故A、B、D正确,故选ABD.
[题型(二)]
[例2] 解:(1)由题意知,2c=8,c=4,
∴e===,
∴a=8,从而b2=a2-c2=48,
∴椭圆的标准方程是+=1.
(2)设椭圆的标准方程为+=1,a>b>0,
∵在x轴上的一个焦点与短轴两端点的连线互相垂直,且焦距为6,如图所示,
∴△A1FA2为等腰直角三角形,OF为斜边A1A2的中线(高),且|OF|=c,|A1A2|=2b,
∴c=b=3.∴a2=b2+c2=18.
故所求椭圆的方程为+=1.
[针对训练]
3.解:(1)若焦点在x轴上,设其标准方程为
+=1(a>b>0),
由题意得解得
故所求椭圆的标准方程为+y2=1.
若焦点在y轴上,设其标准方程为+=1(a>b>0),由题意得解得故所求椭圆的标准方程为+=1.综上所述,所求椭圆的标准方程为
+y2=1或+=1.
(2)由e==,2c=12,得a=10,c=6,
所以b2=a2-c2=64.当焦点在x轴上时,所求椭圆的标准方程为+=1;当焦点在y轴上时,所求椭圆的标准方程为+=1.
综上所述,所求椭圆的标准方程为
+=1或+=1.
[题型(三)]
[例3] 解析:由题意可知
|PF1|=|PF2|
=
==a,
|F1F2|=2c.在△PF1F2中,由余弦定理得4c2=a2+a2-2a2cos∠F1PF2,
化简得4c2=a2,则e2=,所以e=.
答案:
[变式拓展]
1.解:因为∠F1PF2为直角,所以△F1PF2为等腰直角三角形,所以b=c,所以a===c,所以离心率为e===.
2.解:由题意P(0,b),F1(-c,0),F2(c,0),其中c=.设Q(x0,y0),由=3,得(c,b)=3(x0-c,y0),即代入椭圆方程得+=1,
解得离心率e=.
3.解:由题意,知c>b,∴c2>b2.
又b2=a2-c2,∴c2>a2-c2,即2c2>a2,
∴e2=>,∴e>,
又0
[针对训练]
4.选B 法一 不妨设直线l过椭圆的上顶点(0,b)和左焦点(-c,0),b>0,c>0,则直线l的方程为bx-cy+bc=0,由已知得=×2b,整理得b2=3c2.又b2=a2-c2,所以=,即e2=,解得e=或e=-(舍去).
法二 不妨设直线l过椭圆的上顶点(0,b)和左焦点(-c,0),b>0,c>0,则直线l的方程为bx-cy+bc=0,由已知得=×2b,所以=×2b,即=,所以e=.
法三 如图,由题意,得在椭圆中,|OF|=c,|OB|=b,
|OD|=×2b=b,
|BF|=a.
在Rt△FOB中,|OF|×|OB|=|BF|×|OD|,
即c×b=a×b,解得=,
所以椭圆的离心率e=.
5.选B 由题意得则|PF1|=a+2b,|PF2|=a-2b,由|PF1|=a+2b≤a+c,|PF2|=a-2b≥a-c,得2b≤c,即4b2=4(a2-c2)≤c2,得≥.又0
[例4] 解:如图,设椭圆的焦点为F1,F2,焦距为2c,太阳位于焦点F1处,小行星的位置P到两焦点的距离之和|PF1|+|PF2|等于一个固定值2a.
要使|PF1|最大,距离之差|PF1|-|PF2|最大,但|PF1|-|PF2|≤|F1F2|=2c,
当且仅当F1,F2,P成一条直线且F2在F1和P之间时,|PF1|-|PF2|达到最大值2c,
|PF1|达到最大值=a+c.
而当|PF2|达到最大值a+c时,|PF1|达到最小值a-c,所以
解得a=3.524 5,c=2.038 5,
因此b==≈2.875 2,
故椭圆轨道的长半轴长为3.524 5天文单位,短半轴长为2.875 2天文单位.
[针对训练]
6.解:建立如图所示的平面直角坐标系,因为|PB|+|PD|=26>10,
所以点P在以B,D为焦点的椭圆上.
设椭圆的方程为+=1(a>b>0),
显然2a=26,2c=10 a=13,
c=5 b==12,
所以椭圆的方程为+=1.
因为旗杆的高度为6 m,
所以+=1 x=±,
则-5=,+5=.
所以绳子与地面(水平面)的接触点到两根旗杆的距离分别是 m, m.(共84张PPT)
1.2
椭圆的简单几何性质
(强基课—梯度进阶式教学)
课时目标
1.掌握椭圆的简单几何性质,了解椭圆中a,b,c的几何意义.
2.能根据几何条件求出椭圆方程,利用椭圆的方程研究它的性质并画出图形.
CONTENTS
目录
1
2
3
课前环节/预知教材·自主落实主干基础
课堂环节/题点研究·迁移应用融会贯通
课时跟踪检测
课前环节/预知教材·自主落实主干基础
1.椭圆的几何性质
范围 _______________________ _____________________
对称性 对称轴为坐标轴,对称中心(中心)为原点
顶点 __________________ _____________________
B1(0,-b),B2(0,b) B1(-b,0),B2(b,0)
轴长 长轴长|A1A2|= ,短轴长|B1B2|=___
焦点 F1(-c,0),F2(c,0) F1(0,-c),F2(0,c)
续表
-a≤x≤a,-b≤y≤b
-b≤x≤b,-a≤y≤a
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
2a
2b
续表
2c
(0,1)
圆
2.椭圆几何性质的拓展
(1)椭圆上到中心的距离最小的点是短轴的两个端点,到中心的距离最大的点是长轴的两个端点.
(2)焦半径公式:
(3)椭圆上到焦点的距离最大和最小的点分别是长轴的两个端点,最大值为a+c,最小值为a-c.
(4)O为长轴中点、短轴中点、F1F2中点.
(5)P为短轴端点时,∠F1PF2最大.
基点训练
答案:(1)× (2)× (3)√
√
√
√
课堂环节/题点研究·迁移应用融会贯通
题型(一) 由椭圆的标准方程研究其几何性质
用标准方程研究椭圆几何性质的步骤
(1)将椭圆方程化为标准形式.
(2)确定焦点位置(焦点位置不确定的要分类讨论).
(3)求出a,b,c.
(4)写出椭圆的几何性质.
方法技巧
针对训练
√
√
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解析:由椭圆关于x轴、y轴、原点对称可知,只有点(2,3)不在椭圆上.故选ABC.
解析:由已知得a2=16,b2=4,
√
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故A、B、D正确,故选ABD.
[例2] 求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(2)在x轴上的一个焦点,与短轴两个端点的连线互相垂直,且焦距为6.
题型(二) 由椭圆的几何性质求其标准方程
∴a=8,从而b2=a2-c2=48,
∵在x轴上的一个焦点与短轴两端点的连线
互相垂直,且焦距为6,如图所示,
∴△A1FA2为等腰直角三角形,OF为斜边A1A2的中线(高),且|OF|=c,|A1A2|=2b,
∴c=b=3.∴a2=b2+c2=18.
利用椭圆的几何性质求标准方程的步骤
(1)确定焦点位置.
(2)设出相应椭圆的标准方程.
(3)根据已知条件构造关于参数的关系式,利用方程(组)求参数.
(4)写出椭圆的标准方程.
方法技巧
针对训练
题型(三) 椭圆的离心率
解:因为∠F1PF2为直角,所以△F1PF2为等腰直角三角形,
变式拓展
解:由题意,知c>b,∴c2>b2.
又b2=a2-c2,∴c2>a2-c2,即2c2>a2,
求椭圆的离心率的值或取值范围的两种方法
方法技巧
针对训练
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题型(四) 椭圆的实际应用问题
解:如图,设椭圆的焦点为F1,F2,焦距为2c,
太阳位于焦点F1处,小行星的位置P到两焦点的距离
之和|PF1|+|PF2|等于一个固定值2a.
要使|PF1|最大,距离之差|PF1|-|PF2|最大,但|PF1|-|PF2|≤|F1F2|=2c,
当且仅当F1,F2,P成一条直线且F2在F1和P之间时,|PF1|-|PF2|达到最大值2c,
而当|PF2|达到最大值a+c时,|PF1|达到最小值a-c,
解得a=3.524 5,c=2.038 5,
故椭圆轨道的长半轴长为3.524 5天文单位,短半轴长为2.875 2天文单位.
方法技巧
椭圆在实际问题中的应用方法
对于椭圆的实际应用问题,首先要抽象出相应的数学问题,即建立数学模型,一般要先建立平面直角坐标系,然后利用椭圆的定义,构造参数a,b,c之间的关系,得到椭圆方程,最后解决数学问题并解释实际问题.解题时注意图形本身的特征.
针对训练
6.某操场的正前方有两根高度均为6 m、相距10 m的旗杆(都与地面垂直).有一条26 m长的绳子,两端系在两根旗杆的顶部,并按如图所示的方式绷紧,使得绳子和两根旗杆处在同一个平面内.假定这条绳子在系到旗杆上时长度没有改变,求绳子与地面(水平面)的接触点到两根旗杆的距离各是多少.
解:建立如图所示的平面直角坐标系,
因为|PB|+|PD|=26>10,
所以点P在以B,D为焦点的椭圆上.
显然2a=26,2c=10 a=13,
因为旗杆的高度为6 m,
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F2,B为椭圆的上顶点.依题意可知,
△BF1F2是正三角形.
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∵在Rt△BOF2中,|OF2|=c,|BF2|=a,∠OF2B=60°,
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8.在手工课上,王老师带领同学们一起制作了一个近似鸟巢的金属模型,其俯视图可近似看成是两个大小不同、扁平程度相同的椭圆.已知大椭圆的长轴长为40 cm,短轴长为20 cm,小椭圆的短轴长为10 cm,则小椭圆的长轴长为________ cm.
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解得a=10,所以小椭圆的长轴长为2a=20 cm.
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∴b2=a2-c2=36-16=20,又焦点在x轴上,
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(2)由题意,c=2,椭圆焦点在y轴上,2a=6,即a=3,
∴b2=a2-c2=5,
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(1)若P为椭圆的上顶点,且PF1⊥PF2,△F1PF2的面积等于4,求椭圆的标准方程;
(2)若△POF2为等边三角形,求椭圆C的离心率.
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由椭圆的几何性质,当点P为椭圆的右顶点时,可得|PF1|max=a+c=3,所以B正确;
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16.已知椭圆E的中心为坐标原点O,两个焦点分别为A(-1,0),B(1,0),一个顶点为H(2,0).
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)对于x轴上的点P(t,0),椭圆E上存在点M,使得MP⊥MH,求实数t的取值范围.
解:(1)由题意可得,c=1,a=2,∴b2=a2-c2=3.
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∵-2
16课时跟踪检测(十八) 椭圆的简单几何性质
A级——综合提能
1.[多选]已知椭圆C:16x2+4y2=1,则下列结论正确的是( )
A.长轴长为 B.焦距为
C.焦点坐标为 D.离心率为
2.(2023·新课标Ⅰ卷)设椭圆C1:+y2=1(a>1),C2:+y2=1的离心率分别为e1,e2,若e2=e1,则a=( )
A. B.
C. D.
3.若椭圆+=1与椭圆+=1(k<9,k≠0),则两椭圆必定( )
A.有相等的长轴长 B.有相等的焦距
C.有相等的短轴长 D.有相等的离心率
4.若椭圆的两个焦点与短轴的一个端点构成一个正三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
5.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率e=,短轴的右端点为B,M(1,0)为线段OB的中点,则椭圆的标准方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
6.若椭圆C:+=1的一个焦点坐标为(0,1),则C的长轴长为________.
7.古希腊数学家阿基米德利用“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.若椭圆C的中心为原点,焦点F1,F2均在x轴上,C的面积为8π,且离心率为,则C的标准方程为______________.
8.在手工课上,王老师带领同学们一起制作了一个近似鸟巢的金属模型,其俯视图可近似看成是两个大小不同、扁平程度相同的椭圆.已知大椭圆的长轴长为40 cm,短轴长为20 cm,小椭圆的短轴长为10 cm,则小椭圆的长轴长为________ cm.
9.求下列曲线的标准方程.
(1)长轴长为12,离心率为,焦点在x轴上的椭圆;
(2)一个焦点为(0,2),长轴长为6的椭圆.
10.已知P为椭圆C:+=1(a>b>0)上的点,F1,F2分别是椭圆C的左、右焦点,O为坐标原点.
(1)若P为椭圆的上顶点,且PF1⊥PF2,△F1PF2的面积等于4,求椭圆的标准方程;
(2)若△POF2为等边三角形,求椭圆C的离心率.
B级——应用创新
11.如图,把椭圆+=1的长轴AB分成10等份,过每个分点作x轴的垂线分别交椭圆的上
半部分于点P1,P2,…,P9,F是左焦点,则|P1F|+|P2F|+…+|P9F|=( )
A.16 B.18
C.20 D.22
12.[多选]已知椭圆C:+=1,F1,F2是椭圆的左、右焦点,P为椭圆上任意一点.下列说法正确的是( )
A.椭圆离心率为 B.|PF1|的最大值为3
C.0≤∠F1PF2≤ D.|PF1|+|PF2|=2
13.(2022·全国甲卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,A1,A2分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若·=-1,则C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+y2=1
14.已知F1,F2是椭圆的两个焦点,满足·=0的点M总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是________.
15.椭圆E与椭圆+=1有共同的焦点,且经过点A.
(1)求椭圆E的标准方程和离心率;
(2)设F为E的左焦点,M为椭圆E上任意一点,求·的最大值.
16.已知椭圆E的中心为坐标原点O,两个焦点分别为A(-1,0),B(1,0),一个顶点为H(2,0).
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)对于x轴上的点P(t,0),椭圆E上存在点M,使得MP⊥MH,求实数t的取值范围.
课时跟踪检测(十八)
1.选CD 由椭圆方程16x2+4y2=1化为标准方程可得+=1,所以a=,b=,c=,所以长轴长2a=1,焦距2c=,焦点坐标为,离心率e==.
2.选A 由e2=e1,得e=3e.因此=3×.因为a>1,所以a=.
3.选B 因为k<9,k≠0,所以25-k>9-k>0,所以椭圆+=1(k<9,k≠0)中a2=25-k≠25,b2=9-k≠9,故A、C错误;椭圆+=1(k<9,k≠0)的c2=a2-b2=25-k-(9-k)=16,椭圆+=1的c2=25-9=16,故两椭圆c相等,所以有相等的焦距,故B正确;离心率e=,两椭圆a不相等,c相等,显然离心率不一样,故D错误.
4.选A 如图,不妨设椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,B为椭圆的上顶点.依题意可知,△BF1F2是正三角形.∵在Rt△BOF2中,|OF2|=c,|BF2|=a,∠OF2B=60°,∴cos 60°==,即椭圆的离心率e=.
5.选B 因为M(1,0)为线段OB的中点,且B(b,0),所以b=2,又椭圆C的离心率e=,所以===,所以a=2,所以椭圆C的标准方程为+=1.
6.解析:∵椭圆的一个焦点坐标为(0,1),
∴m2-1-m=1,即m2-m-2=0,
解得m=2或m=-1,由于+=1表示的是椭圆,则m>1,∴m=2,则椭圆方程为+=1,∴a=,2a=2.
答案:2
7.解析:设C的标准方程为+=1
(a>b>0),则解得
所以C的标准方程为+=1.
答案:+=1
8.解析:设小椭圆的长半轴长为a,a>0,依题意,e===,则=,解得a=10,所以小椭圆的长轴长为2a=20 cm.
答案:20
9.解:(1)由题意,2a=12,∴a=6,
又e=,即=,∴c=4,
∴b2=a2-c2=36-16=20,
又焦点在x轴上,
∴椭圆的标准方程为+=1.
(2)由题意,c=2,椭圆焦点在y轴上,2a=6,
即a=3,∴b2=a2-c2=5,
∴椭圆的标准方程为+=1.
10.解:(1)由题意可得|PF1|=|PF2|=a,
因为PF1⊥PF2,所以|PF1|2+|PF2|2=2a2=4c2,所以S△PF1F2=|PF1|·|PF2|==4,所以a2=8,所以b2=4,所以椭圆的标准方程为+=1.
(2)法一 若△POF2为等边三角形,则P的坐标为,代入方程+=1,可得+=1,解得e2=4±2,又0
11.选B 因为把椭圆+=1的长轴AB分成10等份,过每个分点作x轴的垂线分别交椭圆的上半部分于点P1,P2,…,P9,设椭圆的右焦点为F′,且a2=4,可得a=2,由椭圆的定义及椭圆的对称性,可得|P1F|=|P9F′|,|P2F|=|P8F′|,|P3F|=|P7F′|,…,所以|P1F|+|P2F|+…+|P9F|=(|P9F′|+|P9F|)+(|P8F′|+|P8F|)+…+(|P5F′|+|P5F|)=9a=18.
12.选ABC 由椭圆C:+=1,可得a=2,b=,则c==1,由椭圆C的离心率为e==,所以A正确;由椭圆的几何性质,当点P为椭圆的右顶点时,可得|PF1|max=a+c=3,所以B正确;当点P为椭圆的短轴的端点时,可得|PF1|=|PF2|=a=2,|F1F2|=2c=2,所以∠F1PF2=,根据椭圆的几何性质,可得0≤∠F1PF2≤,所以C正确;由椭圆的定义,可得|PF1|+|PF2|=2a=4,所以D错误.
13.选B 依题意得A1(-a,0),A2(a,0),B(0,b),所以=(-a,-b),=(a,-b),·=-a2+b2=-(a2-b2)=-c2=-1.故c=1.又C的离心率e===,所以a=3,a2=9,b2=a2-c2=8,即C的方程为+=1.故选B.
14.解析:根据椭圆的对称性,不妨设焦点在x轴上的椭圆标准方程为+=1(a>b>0),设F1(-c,0),F2(c,0),设M(x0,y0),·=0 (-c-x0,-y0)·(c-x0,-y0)=0 x-c2+y=0 y=c2-x,点M(x0,y0)在椭圆内部,有+<1 b2x+a2(c2-x)-a2b2<0 x>2a2-,要想该不等式恒成立,只需2a2-<0 2a2c2
15.解:(1)由+=1可得c=1,
设椭圆E的标准方程为+=1(a>b>0),因为椭圆E经过点A,
所以解得
所以椭圆E的标准方程为
+=1,e==.
(2)由(1)可知椭圆E:+=1,
所以F(-1,0).
设M(x,y),则=(x,y),=(x+1,y),
所以·=x2+x+y2=x2+x+3=(x+2)2+2.
因为-2≤x≤2,所以当x=2时,·取得最大值,为×(2+2)2+2=6,
即·的最大值为6.
16.解:(1)由题意可得,c=1,a=2,
∴b2=a2-c2=3.
∴所求椭圆E的标准方程为+=1.
(2)设M(x0,y0)(x0∈(-2,2)),
则+=1①.
=(t-x0,-y0),=(2-x0,-y0),
由MP⊥MH可得·=0,
即(t-x0)(2-x0)+y=0②.
由①②消去y0,
整理得t(2-x0)=-x+2x0-3.
∵x0≠2,∴t=x0-.
∵-2
