1、 椭圆的离心率与几何性质椭圆的离心率与几何性质 1.若椭圆的一短轴端点与两焦点连线成 120 角,则该椭圆的离心率为 . 2.若椭圆的一个焦点与短轴的两个顶点可构成一个等边三角形,则椭圆的离心率为( ) 1123 . . . . 4222 ABCD 3.在一椭圆中以焦点 F1、F2为直径两端点的圆,恰好过短轴的两顶点,则此椭圆的离心率 e 等于( ). A 1 2 B 2 2 C 3 2 D 2 5 秒杀秘籍:秒杀秘籍:椭圆离心率的计算 定义:如图所示,P 为椭圆的上顶点,令 122 ,PFFOPF,离心 率就是sincos c e a 例例 1:已知直线220 xy经过椭圆 22 22 1
2、(0) xy ab ab 的一个顶 点和一个焦点,那么这个椭圆的方程为_,离心率为_. 解 :解 : 220;2,00,1xy直线过点;, 故 过 椭 圆 的 上 顶 点 和 左 焦 点 , 根 据 图 形 可 得 2,1,5cba;故椭圆方程为 2 2 1 5 x y, 2 5 5 c e a 椭圆顶点三角形与离心率:椭圆顶点三角形与离心率:如右图, 2 tan1 b e a , 例例 2:椭圆 )0(1 2 2 2 2 ba b y a x 的四个顶点为 A、B、C、D,若菱形 ABCD 的内切圆恰好过焦点,则椭圆的离心率是( ) A. 2 53 B. 8 53 C. 2 15 D. 8
3、15 解:解:根据图形可得 222 22 tan bcc bacacac ab ac ; 即 2 2 2 51 110, 2 cc eee aa (黄金椭圆 2 bac) 半通径的焦点三角形与离心率:半通径的焦点三角形与离心率:如右图,过椭圆右焦点作垂直于 x 轴的直线 交椭圆于点 P,则 2 2 b PF a , 12 ,FPF 2 2 222 222 1 cos 12 b a b a ace acea 例例 3: 设椭圆的两个焦点分别为 1 F, 2 F,过 2 F作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P,若 12 FPF为等腰直角三角 形,则椭圆的离心率为_ . 解:解:根据图形可得 2 2 2 2
4、 22 12 cos21 122 e ee e 例例 4:椭圆 22 1 123 xy 的两个焦点为 F1,F2, 点 P 在椭圆上,若线段 PF1的中点在 y 轴上,则|PF1|是|PF2| 的 倍。 解:解: 由题意可知, 3 2 e , 根据线段 PF1的中点在 y 轴上可以知道 2 PFx 轴, 2 2 2 1 11 cos= 17 PFe PFe 4.椭圆的两个焦点和短轴两个顶点,是一个含 60角的菱形的四个顶点,则椭圆的离心率为 ( ) A. 2 1 B. 2 3 C. 3 3 D. 2 1 或 2 3 5.椭圆的长轴为 12, A A B为短轴一端点,若 12 ABA=120o,
5、则椭圆的离心率为( ) A. 3 3 B. 6 3 C. 3 2 D. 1 2 6.椭圆1 2 2 2 2 b y a x (ab0)的左焦点 F 到过顶点 A(a, 0), B(0, b)的直线的距离等于 7 b ,则椭圆的离心率 为( ) A. 2 1 B. 5 4 C. 77 6 D. 77 6 7.以 1 F、 2 F为焦点的椭圆 22 22 xy ab =1(0ab)上一动点P,当 12 FPF最大时 12 PFF的正切值为 2,则此 椭圆离心率e的大小为_ 8.已知椭圆 22 22 1 (0) xy ab ab ,A是椭圆长轴的一个端点,B是椭圆短轴的一个端点,F为椭圆的一 个焦点
6、. 若ABBF,则该椭圆的离心率为 ( ) A. 51 2 B. 51 2 C. 51 4 D. 51 4 9.过椭圆)0( 1 2 2 2 2 ba b y a x 的左焦点 1 F做x轴的垂线交椭圆于点P, 2 F为右焦点,若 21PF F=60 ,则椭 圆的离心率为( ) A. 2 2 B. 3 3 C. 2 1 D. 3 1 10.椭圆 2 2 1 4 x y的两个焦点为 1 F、 2 F,过 1 F作垂直于x轴的直线与椭圆相交,一个交点为P,则P到 2 F的距 离为( ) A. 3 2 B.3 C. 7 2 D.4 11.已知 12 ,F F是椭圆的两个焦点,过 1 F且与椭圆长轴垂
7、直的直线交椭圆于 A,B 两点,若AB 2 F是正三角 形,则这个椭圆的离心率为( ) A 3 3 B 2 3 C 2 2 D 3 2 12.已知椭圆)0( 1 2 2 2 2 ba b y a x 的两个焦点为 F1、F2,过 F2做垂直于 x 轴的直线与椭圆相交,一个交 点为 P,若PF1F2=30,那么椭圆的离心率是 ( ) Asin30 Bcos30 Ctan30 Dsin45 13.设 F1、F2为椭圆的两个焦点,A 为椭圆上的点,且0 212 FFAF,cosAF1F2 3 22 ,则椭圆的离心 率为( ) A. 8 10 B. 4 10 C. 4 2 D. 2 2 14.椭圆的焦
8、距、短轴长、长轴长成等差数列,则这个椭圆的离心率是 . 15.已知 F1是椭圆的左焦点,A 和 B 分别为右顶点和上顶点,P 是椭圆上一点, 11 PFF A,ABPO/, 则这个椭圆的离心率是 . 16.已知 F1 F2是椭圆的左、 右焦点, A 和 B 分别为右顶点和上顶点, P 是椭圆上一点, 11 PFF A,ABPF / 2 , 则这个椭圆的离心率是 . 例例 5:已知椭圆 22 12 1 2516 xy FF , 、为焦点,点 P 为椭圆上一点, 12 30FPF,求 21PF F S。 解解:设 12 ,.PFm PFn 12 2 22 10 1 2 16 62cos302 1
9、cos30 1 sin303 2 F PF mn mnmnmn Smn V 12 32 16 3 F PF S V 。 另解: 12 2 2 22 6sin30 106sin30 111 sin3032 16 3 2222cos3041 cos30 F PF mn Smn 即: V 例例 6:已知 P 是椭圆1 2 2 2 2 b y a x 上一点,F1、F2是椭圆的两个焦点,若P F1F2=600,P F2 F1=300,则 该椭圆的离心率为( ) A 13 B 2 3 C ) 13(2 D 2 13 解:解:P F1F2=600,P F2 F1=300可知: 12 1212 2 31 2
10、sin30sin60 FFcc e aaFFFF 秒杀秘籍:秒杀秘籍: 焦点三角形面积与离心率取值范围 椭圆 22 22 1 xy ab 焦点为 F1、F2,P 为椭圆上的点, 12 FPF,则 12 22 sin =tan 1 cos2 F PF Sbb V ; 证:证:设 12 ,.PFm PFn 12 2 22 22 21 2 22cos212 1 cos 1 sin3 2 F PF mna b cmnmnmn Smn 得: V 12 222 22 2 2 2sin cossin 3tan 1 cos2cos2 F PF Sbbb 代入得: V 推论与应用:推论与应用:(注意:r 为内切
11、圆半径) (1)直角三角等面积法:如右图,当 12 PFPF时,有 12 2 2 2 2 P F PFP c yb Sby c V ; 12 22 2 2 F PF mn Sbmnb V ;ra c ; 12 1212 21 2sinsin2sin45 FFcc e aaFFFF 。 (2)任意角度的等面积法: 12 2 12 1 tantan 22 F PFP Sc ybPF PFac r V uuu r uuu r (3)最大面积、最大夹角问题:当点 P 位于椭圆的短轴顶点时, 12 2 2 P F PFP c y Sc ybc V 取最大值, 根据等面积原理,此时 12 2 22 =ta
12、ntan F PF c Sbbc b V 。 (4) 直角顶点的讨论: 当 12 2 2 =tan FPF Sbbc V 时,取得最大值, 若90, 则45 2 , 2 tan1 c b ; 同理,若90,则45 2 , 2 tan1 c b ;若90,则45 2 , 2 tan1 c b 。在分析直角顶 点个数时,当cb时, 12 PFPF有四个点 P 存在;当cb时, 12 PFPF有两个点 P 存在;当cb时, 12 PFPF无点 P 存在。(注意: 12 PFPF与 12 Rt PFF的区别) (5)已知的度数,求椭圆离心率的取值范围:假设为椭圆的最大角,则 2 1sine ; 例例
13、7:已知 P 是椭圆 22 1 43 xy 上的一点,F1、F2是该椭圆的两个焦点,若 PF1F2的内切圆半径为 1 2 ,则 12 PFPF的值为( ) A. 3 2 B. 9 4 C. 9 4 D.0 解:解: 利用等面积法: 12 2 12 111 tantan3tan(2 1)tan 222222 F PF SbPF PFac r V uuu r uuu r ; 2 2 2 2tan4 tan 1 tan3 ; 12 1212 3149 2234 F PF SPF PFPF PF V uuu r uuu ruuu r uuu r 。 例例 8:椭圆 22 1 259 xy 的焦点分别为
14、 F1、F2, P 是椭圆上位于第一象限的点,若 PF1F2的内切圆半径为 4 3 , 则点 P 的纵坐标为( ) A2 B3 C4 D2 3 解:解:利用等面积法: 12 3 FPFPP Sc yac ry V 例例 9:若椭圆1 34 22 yx 的两个焦点 1 F、 2 F,试问:椭圆上是否存在点P,使90 21PF F?存在, 求出点P的纵坐标;否则说明理由。 性质:性质:当点 P 从右至左运动时, 21PF F由锐角变成直角,又变成钝角,过了 Y 轴之后,对称地由钝角变 成直角再变成锐角,并且发现当点 P 与短轴端点重合时, 21PF F达到最大。 22 cb, 2 tan1 c b
15、 ,则45 2 , 12 PFPF无点 P 存在。 例例 10:椭圆1 49 22 yx 的焦点为 Fl、F2,点 P 为其上动点,当 21PF F为钝角时,点 P 横坐标的取值范 围是_。 解:解: 根据上题的性质, 当 12 PFPF时, 有 12 2 2 2 2 P F PFP c yb Sby c V , 2 4 5 P b y c 时, 21PF F 为钝角,故 3 5 3 5 x-, 55 。 例例 11:已知 1 F、 2 F是椭圆)0( 1 2 2 2 2 ba b y a x 的两个焦点,椭圆 上一点P使90 21PF F,求椭圆离心率e的取值范围。 解:解:利用焦点三角形性
16、质,设短轴一端点为B则 22 45tan 21 bbS PFF bcbcS BFF 2 2 1 21 bc 2 b 2 c 22 ca 2 c 2 2 2 a c e 2 1 故 2 2 e1 例例 12:已知椭圆 22 1 49 xy 的两个焦点分别为 12 ,F F,点 P 在椭圆上,若 P、F1、F2是一个直角三角形的三 个项点, 12 PFPF,则 1 2 PF PF 的值是 。 解:解: 若 1 F或 2 F是直角顶点, 则点 P 到x轴的距离为半通径的长 2 4 3 b a , 12 14 2 3 PFaPF 1 2 7 2 PF PF ; 2 max tan1 c b 则 max
17、 45 2 ,则当 P 是直角顶点时,则 12 122 tan4tan454 22 F PF PF PF Sb ,又又 12 26PFPFa,故 12 4;2PFPF; 1 2 2 PF PF 。 17.已知椭圆 22 12 1 259 xy FF , 、为焦点,点 P 为椭圆上一点, 12 3 FPF ,求 21PF F S。 18.设P为椭圆 22 22 1(0) xy ab ab 上一点, 1 F, 2 F为焦点,如果 12 75PFF, 21 15PF F,则 椭圆的离心率为( ) A 1 2 B 2 2 C 3 3 D 6 3 19.已知 12 F、F是椭圆 22 22 :1(0)
18、xy Cab ab 的两个焦点,p为椭圆C上的一点,且 12 PFPF。若 12 PFF的面积为 9,则b . 20.点P是椭圆 22 1 2516 xy 上一点, 1 F, 2 F是椭圆的两个焦点,且 12 PFF的内切圆半径为1,当P在第一象限 内时,P点的纵坐标为_. 21.已知 1 F、 2 F是椭圆的两个焦点,满足 12 0MF MF的点M总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围 ( ) A(0,1) B 1 (0, 2 C 2 (0,) 2 D 2 ,1) 2 22.已知 P 是椭圆1 925 22 yx 上的点, 1 F、 2 F分别是椭圆的左、 右焦点, 若 2 1 | 21 21
19、 PFPF PFPF , 则 21PF F 的面积为( ) A. 33 B. 32 C. 3 D. 3 3 23.已知 1 F、 2 F是椭圆的两个焦点,P是椭圆上一点, 21F PF满足3:2:1: 211221 PFFFPFFPF, 则此椭圆的离心率是_ 24:已知椭圆)0( 1 2 2 2 2 ba b y a x 的两焦点分别为, 21 FF若椭圆上存在一点,P使得,1200 21 PFF 求椭圆的离心率e的取值范围。 25.已知椭圆 2 2 2 1(1) x ya a 的两个焦点分别为 1 F, 2 F,P为椭圆上一点,且 12 60FPF,则 12 | |PFPF的值等于 26.椭
20、圆1 4 2 2 y x 的左右焦点为 1 F、 2 F, P 是椭圆上一点,当 21PF F的面积为 1 时, 21 PFPF 的值 为( ) A. 0 B. 1 C. 3 D. 6 27. 椭圆1 4 2 2 y x 的左右焦点为 1 F、 2 F, P 是椭圆上一点,当 21PF F的面积最大时, 21 PFPF 的值 为( ) A. 0 B. 2 C. 4 D. 2 28. 已知点 P 在椭圆 22 1 4520 xy 上,左、右焦点分别为 12 ,F F,若 PF1与 PF2互相垂直,则点 P 的坐标 为 . 29.已知椭圆 22 1 169 xy 的左、右焦点分别为 12 ,F F
21、,点 P 在椭圆上,若 P、F1、F2是一个直角三角形的三个 项点,则点 P 到x轴的距离为 。 30. 已 知 椭 圆 22 1 95 xy 的 两 个 焦 点 分 别 为 12 ,F F, 点P在 椭 圆 上 , 若 1 2 1 2 PF PF , 则 12 cosFPF= 。 31. 已 知 椭 圆 22 1 84 xy 的 两 个 焦 点 分 别 为 12 ,F F, 在 椭 圆 上 满 足 12 PFPF的 点 P 的 个 数 是 。 32. 已知椭圆 22 1 4020 xy 的两个焦点分别为 12 ,F F, 12 FPF为直角三角形,这样的点 P 的个数 是 。 33.P 为椭
22、圆1 1625 22 yx 上一点,左、右焦点分别为 F1,F2.(1)若 PF1的中点为 M,求证|MO|= 2 1 5|PF1|;(2)若 F1PF2=60 ,求|PF1|PF2|之值.(3)求|PF1|PF2|的最值。 34.P 是椭圆 22 22 1 xy ab (0)ab上一点,,E F是两个焦点,O是椭圆中心, 若POF是面积为3的 正三角形,求 2 b的值。 35.已知椭圆的中心在原点,对称轴为坐标轴, 1 F、 2 F为焦点,点 P 在椭圆上,直线 1 PF与 2 PF倾斜角的 差为90, 21PF F的面积是 20,离心率为 3 5 ,求椭圆的标准方程. 36.设椭圆 22 22 1(0) xy ab ab 的左、右焦点分别为 12 FFA, ,是椭圆上的一点, 212 AFFF,原点O到 直线 1 AF的距离为 1 1 3 OF证明2ab A O 1 F 2 F B x