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高考数学 椭圆性质(92条,含证明)

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高考数学 椭圆性质(92条,含证明)

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椭圆

1.

2.标准方程

3.

4.点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的外角.

5.PT平分△PF1F2在点P处的外角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点.

6.以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相离.

7.以焦点半径PF1为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切.

8.设A1、A2为椭圆的左、右顶点,则△PF1F2在边PF2(或PF1)上的旁切圆,必与A1A2所在的直线切于A2(或A1).

9.椭圆(a>b>0)的两个顶点为,,与y轴平行的直线交椭圆于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是.

10.若在椭圆上,则过的椭圆的切线方程是.

11.若在椭圆外

,则过Po作椭圆的两条切线切点为P1、P2,则切点弦P1P2的直线方程是.

12.AB是椭圆的不平行于对称轴的弦,M为AB的中点,则.

13.若在椭圆内,则被Po所平分的中点弦的方程是.

14.若在椭圆内,则过Po的弦中点的轨迹方程是.

15.若PQ是椭圆(a>b>0)上对中心张直角的弦,则.

16.若椭圆(a>b>0)上中心张直角的弦L所在直线方程为,则(1)

;(2)

.

17.给定椭圆:(a>b>0),

:,则(i)对上任意给定的点,它的任一直角弦必须经过上一定点M.

(ii)对上任一点在上存在唯一的点,使得的任一直角弦都经过点.

18.设为椭圆(或圆)C:

(a>0,.

b>0)上一点,P1P2为曲线C的动弦,且弦PP1,

PP2斜率存在,记为k1,

k

2,

则直线P1P2通过定点的充要条件是.

19.过椭圆

(a>0,

b>0)上任一点任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于B,C两点,则直线BC有定向且(常数).

20.椭圆

(a>b>0)的左右焦点分别为F1,F

2,点P为椭圆上任意一点,则椭圆的焦点三角形的面积为,

.

21.若P为椭圆(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1,

F

2是焦点,

,

,则.

22.椭圆(a>b>0)的焦半径公式:,(

,

,).

23.若椭圆(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当

时,可在椭圆上求一点P,使得PF1是P到对应准线距离d与PF2的比例中项.

24.P为椭圆(a>b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为椭圆内一定点,则,当且仅当三点共线时,等号成立.

25.椭圆(a>b>0)上存在两点关于直线:对称的充要条件是.

26.过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直.

27.过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直.

28.P是椭圆(a>b>0)上一点,则点P对椭圆两焦点张直角的充要条件是.

29.设A,B为椭圆上两点,其直线AB与椭圆相交于,则.

30.在椭圆中,定长为2m(o<m≤a)的弦中点轨迹方程为,其中,当时,

.

31.设S为椭圆(a>b>0)的通径,定长线段L的两端点A,B在椭圆上移动,记|AB|=,是AB中点,则当时,有,);当时,有,.

32.椭圆与直线有公共点的充要条件是.

33.椭圆与直线有公共点的充要条件是.

34.设椭圆(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PF1F2中,记,

,,则有.

35.经过椭圆(a>b>0)的长轴的两端点A1和A2的切线,与椭圆上任一点的切线相交于P1和P2,则.

36.已知椭圆(a>b>0),O为坐标原点,P、Q为椭圆上两动点,且.(1);(2)|[www.vswenku.com]OP|2+|OQ|2的最小值为;(3)的最小值是.

37.MN是经过椭圆(a>b>0)焦点的任一弦,若AB是经过椭圆中心O且平行于MN的弦,则.

38.MN是经过椭圆(a>b>0)焦点的任一弦,若过椭圆中心O的半弦,则.

39.设椭圆(a>b>0),M(m,o)

或(o,

m)为其对称轴上除中心,顶点外的任一点,过M引一条直线与椭圆相交于P、Q两点,则直线A1P、A2Q(A1

,A2为对称轴上的两顶点)的交点N在直线:(或)上.

40.设过椭圆焦点F作直线与椭圆相交

P、Q两点,A为椭圆长轴上一个顶点,连结AP

和AQ分别交相应于焦点F的椭圆准线于M、N两点,则MF⊥NF.

41.过椭圆一个焦点F的直线与椭圆交于两点P、Q,

A1、A2为椭圆长轴上的顶点,A1P和A2Q交于点M,A2P和A1Q交于点N,则MF⊥NF.

42.设椭圆方程,则斜率为k(k≠0)的平行弦的中点必在直线:的共轭直线上,而且.

43.设A、B、C、D为椭圆上四点,AB、CD所在直线的倾斜角分别为,直线AB与CD相交于P,且P不在椭圆上,则.

44.已知椭圆(a>b>0),点P为其上一点F1,

F

2为椭圆的焦点,的外(内)角平分线为,作F1、F2分别垂直于R、S,当P跑遍整个椭圆时,R、S形成的轨迹方程是().

45.设△ABC内接于椭圆,且AB为的直径,为AB的共轭直径所在的直线,分别交直线AC、BC于E和F,又D为上一点,则CD与椭圆相切的充要条件是D为EF的中点.

46.过椭圆(a>b>0)的右焦点F作直线交该椭圆右支于M,N两点,弦MN的垂直平分线交x轴于P,则.

47.设A(x1

,y1)是椭圆(a>b>0)上任一点,过A作一条斜率为的直线L,又设d是原点到直线

L的距离,

分别是A到椭圆两焦点的距离,则.

48.已知椭圆(

a>b>0)和(

),一直线顺次与它们相交于A、B、C、D四点,则│AB│=|CD│.

49.已知椭圆(

a>b>0)

,A、B、是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点,

则.

50.设P点是椭圆(

a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1、F2为其焦点记,则(1).(2)

.

51.设过椭圆的长轴上一点B(m,o)作直线与椭圆相交于P、Q两点,A为椭圆长轴的左顶点,连结AP和AQ分别交相应于过H点的直线MN:于M,N两点,则.

52.L是经过椭圆(

a>b>0)长轴顶点A且与长轴垂直的直线,E、F是椭圆两个焦点,e是离心率,点,若,则是锐角且或(当且仅当时取等号).

53.L是椭圆(

a>b>0)的准线,A、B是椭圆的长轴两顶点,点,e是离心率,,H是L与X轴的交点c是半焦距,则是锐角且或(当且仅当时取等号).

54.L是椭圆(

a>b>0)的准线,E、F是两个焦点,H是L与x轴的交点,点,,离心率为e,半焦距为c,则为锐角且或(当且仅当时取等号).

55.已知椭圆(

a>b>0),直线L通过其右焦点F2,且与椭圆相交于A、B两点,将A、B与椭圆左焦点F1连结起来,则(当且仅当AB⊥x轴时右边不等式取等号,当且仅当A、F1、B三点共线时左边不等式取等号).

56.设A、B是椭圆(

a>b>0)的长轴两端点,P是椭圆上的一点,,

,,c、e分别是椭圆的半焦距离心率,则有(1).(2)

.(3)

.

57.设A、B是椭圆(

a>b>0)长轴上分别位于椭圆内(异于原点)、外部的两点,且、的横坐标,(1)若过A点引直线与这椭圆相交于P、Q两点,则;(2)若过B引直线与这椭圆相交于P、Q两点,则.

58.设A、B是椭圆(

a>b>0)长轴上分别位于椭圆内(异于原点),外部的两点,(1)若过A点引直线与这椭圆相交于P、Q两点,(若B

P交椭圆于两点,则P、Q不关于x轴对称),且,则点A、B的横坐标、满足;(2)若过B点引直线与这椭圆相交于P、Q两点,且,则点A、B的横坐标满足.

59.设是椭圆的长轴的两个端点,是与垂直的弦,则直线与的交点P的轨迹是双曲线.

60.过椭圆(

a>b>0)的左焦点作互相垂直的两条弦AB、CD则.

61.到椭圆(

a>b>0)两焦点的距离之比等于(c为半焦距)的动点M的轨迹是姊妹圆.

62.到椭圆(

a>b>0)的长轴两端点的距离之比等于(c为半焦距)的动点M的轨迹是姊妹圆.

63.到椭圆(

a>b>0)的两准线和x轴的交点的距离之比为(c为半焦距)的动点的轨迹是姊妹圆(e为离心率).

64.已知P是椭圆(

a>b>0)上一个动点,是它长轴的两个端点,且,,则Q点的轨迹方程是.

65.椭圆的一条直径(过中心的弦)的长,为通过一个焦点且与此直径平行的弦长和长轴之长的比例中项.

66.设椭圆(

a>b>0)长轴的端点为,是椭圆上的点过P作斜率为的直线,过分别作垂直于长轴的直线交于,则(1).(2)四边形面积的最小值是.

67.已知椭圆(

a>b>0)的右准线与x轴相交于点,过椭圆右焦点的直线与椭圆相交于A、B两点,点在右准线上,且轴,则直线AC经过线段EF

的中点.

68.OA、OB是椭圆(

a>0,b>0)的两条互相垂直的弦,O为坐标原点,则(1)直线AB必经过一个定点.(2)

以O

A、O

B为直径的两圆的另一个交点Q的轨迹方程是.

69.是椭圆(a>b>0)上一个定点,P

A、P

B是互相垂直的弦,则(1)直线AB必经过一个定点.(2)以P

A、P

B为直径的两圆的另一个交点Q的轨迹方程是

(且).

70.如果一个椭圆短半轴长为b,焦点F1、F2到直线的距离分别为d1、d2,那么(1),且F1、F

2在?同侧直线L和椭圆相切.(2),且F1、F2在L同侧直线?和椭圆相离,(3),或F1、F2在L异侧直线L和椭圆相交.

71.AB是椭圆(a>b>0)的长轴,是椭圆上的动点,过的切线与过A、B的切线交于、两点,则梯形ABDC的对角线的交点M的轨迹方程是.

72.设点为椭圆(

a>b>0)的内部一定点,AB是椭圆过定点的任一弦,当弦AB平行(或重合)于椭圆长轴所在直线时.当弦AB垂直于长轴所在直线时,

.

73.椭圆焦三角形中,以焦半径为直径的圆必与以椭圆长轴为直径的圆相内切.

74.椭圆焦三角形的旁切圆必切长轴于非焦顶点同侧的长轴端点.

75.椭圆两焦点到椭圆焦三角形旁切圆的切线长为定值a+c与a-c.

76.椭圆焦三角形的非焦顶点到其内切圆的切线长为定值a-c.

77.椭圆焦三角形中,内点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率).

(注:在椭圆焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点.)

78.椭圆焦三角形中,内心将内点与非焦顶点连线段分成定比e.

79.椭圆焦三角形中,半焦距必为内、外点到椭圆中心的比例中项.

80.椭圆焦三角形中,椭圆中心到内点的距离、内点到同侧焦点的距离、半焦距及外点到同侧焦点的距离成比例.

81.椭圆焦三角形中,半焦距、外点与椭圆中心连线段、内点与同侧焦点连线段、外点与同侧焦点连线段成比例.

82.椭圆焦三角形中,过任一焦点向非焦顶点的外角平分线引垂线,则椭圆中心与垂足连线必与另一焦半径所在直线平行.

83.椭圆焦三角形中,过任一焦点向非焦顶点的外角平分线引垂线,则椭圆中心与垂足的距离为椭圆长半轴的长.

84.椭圆焦三角形中,过任一焦点向非焦顶点的外角平分线引垂线,垂足就是垂足同侧焦半径为直径的圆和椭圆长轴为直径的圆的切点.

85.椭圆焦三角形中,非焦顶点的外角平分线与焦半径、长轴所在直线的夹角的余弦的比为定值e.

86.椭圆焦三角形中,非焦顶点的法线即为该顶角的内角平分线.

87.椭圆焦三角形中,非焦顶点的切线即为该顶角的外角平分线.

88.椭圆焦三角形中,过非焦顶点的切线与椭圆长轴两端点处的切线相交,则以两交点为直径的圆必过两焦点.

89.

已知椭圆(包括圆在内)上有一点,过点分别作直线及的平行线,与轴于,与轴交于.,为原点,则:(1);(2).

90.

过平面上的点作直线及的平行线,分别交轴于,交轴于.(1)若,则的轨迹方程是.(2)若,则的轨迹方程是.

91.

点为椭圆(包括圆在内)在第一象限的弧上任意一点,过引轴、轴的平行线,交轴、轴于,交直线于,记

与的面积为,则:.

92.

点为第一象限内一点,过引轴、轴的平行线,交轴、轴于,交直线于,记

与的面积为,已知,则的轨迹方程是.

椭圆性质92条证明

1.椭圆第一定义。2.由定义即可得椭圆标准方程。3.椭圆第二定义。

4.

如图,设,切线PT(即)的斜率为k,所在直线斜率为,所在直线斜率为。

4图

5图

由两直线夹角公式得:

同理可证其它情况。故切线PT平分点P处的外角。

5.如图,延长F1P至A,使PA=PF2,则是等腰三角形,AF2中点即为射影H2。则,同理可得,所以射影H1,H2的轨迹是以长轴为直径的圆除去两端点。

6.设P,Q两点到与焦点对应的准线的距离分别为,以PQ中点到准线的距离为,以PQ为直径的圆的半径为r,则,故以PQ为直径的圆与对应准线相离。

7图

8图

7.如图,两圆圆心距为,故两圆内切。

8.如图,由切线长定理:,

而,与重合,故旁切圆与x轴切于右顶点,同理可证P在其他位置情况。

9.

10.

在椭圆上,对求导得:

切线方程为即

11.设,由10得:,因为点在直线上,且同时满足方程,所以

12.作差得:

13.由12可得:

14.

.由12可得:

15.设,则

16.将直线AB代入椭圆方程中得:

设则,,

17.设椭圆内直角弦AB的方程为:即。

当斜率k存在时,代入椭圆C1方程中得:

设得,

即直线AB过定点,此点在C2上。当直线斜率不存在时,直线AB也过C2上的定点。

由上可知C1和C2上点由此建立起一种一一对应的关系,即证。

18.必要性:设P1P2:。k存在时,代入椭圆方程中得:

设得,

k不存在时,P1P2:x=mx0则,

必要性得证。

充分性:设P1P2过定点,则P1P2:。代入椭圆方程得:

设得,

注意到m≠1,解(1)(3)得,代入(2)式,成立。

验证k不存在的情况,也得到此结论。故过定点,充分性得证。

19.

设AB:即

20.由余弦定理:

21.由34:

22.由第二定义得:

23.

24.

25.设椭圆上的点关于对称,。

由12得:

又在椭圆内,若,则

26.由5即可得证。

27.设P,则切线,A

27图

30图

28.

29.设。联立得:

,由韦达定理:

同理。则APBQ=

而的符号一定相反,故==0。所以AP=BQ

30.设,为AB中点。

设,则

解得,代入m2得:

令得:

所以定长为2m(0<m≤a)的弦中点轨迹方程为。

其中,当时,。

31.

设,为AB中点。则:

二次函数y=e2x2-mx+a2与在内的交点即为x0的值。由图易知y=e2x2-mx+a2与的左交点为x0的值。当m增大时,x0减小。要使x0最大,则要使m最小。

,此时等号成立时

31图

35图

当此式成立时

当时:

当时:当时,。

当时,当,即AB垂直于x轴时x0最大。

考虑到对称性对任意情况均成立。

32.

33.

当时,即为32:

34.由正弦定理得,所以。

35.

设,则P点处的切线为,

由此可得:

36.(1)同15.

(2)由15,36(3):

(3)设,

37.设,椭圆

37图

38图

将AB的方程代入椭圆的标准方程中得:,由参数t的几何意义可知:

38.作半弦OQ⊥OP,由37得:,由15:

39.设,将的方程代入椭圆得:

由韦达定理得:,直线A1P的方程为,直线A2Q的方程为,联立A1P和A2Q得交点N的横坐标,代入化简:

所以交点一定在直线上。同理可证M在y轴上的情况。

引理(张角定理):A,C,B三点按顺序排列在一条直线上。直线外一点P对AC的张角为α,对CB的张角为β。

则:

40图

41图

40.如图,A为左顶点时,设,则。

对F-APM由张角定理:

即FM平分,同理FN平分。即MF⊥NF

当A为右顶点时,由39可知左顶点A’与P、M;Q、N分别共线,于是回到上一种情况。

41.如图,设,则

对F-QA2M和F-A1PM由张角定理:

两式相减并化简得:

即FM平分,同理FN平分。即MF⊥NF

42.由12即可证得。

43.设,AB:,CD:,将AB的方程代入椭圆得:

由参数t的几何意义可知:,同理

44.

对于外角平分线的情况由5即可证得,下仅证为内角平分线的情况。

设P,则

则,

。分别联立、和、得:

则,

对点:

,代回式得:

同理对点得。故点、点的轨迹方程为

45.由伸缩变换将椭圆(左图)变为圆(右图),椭圆中的共轭直径变为圆中相互垂直的直径。所证命题变为证CD与圆O相切的充要条件是D为EF中点。

充分性:若D为EF中点

∵C在圆上,AB⊥OE

∴FC⊥CE,OF⊥OB

∴CD=DE=DF

∴∠DCF=∠OFB=∠OAC=∠OCA

∴∠OCD=∠OCA+∠ECD=∠ECD+∠DCF=∠ECF=90°∴OC⊥CD

∴CD与圆相切。

必要性:若CD与圆相切,则∠OCD=∠ACB=∠FOB=90°∴∠DCF=∠OCA=∠OAC=∠CFD

∴DF=DC

∵∠ECF=90°

∴∠DEC=90°-∠CFD=90°-∠DCF=∠DCE

∴CD=DE=DF

即D为EF中点。

46.设,由椭圆极坐标方程:

47.由10可知为切线

由22:

48.同29。

49.

50.同20。

51.设,代入椭圆方程得:

由韦达定理得:

由A、P、M三点共线得,同理

52,53,54为同一类题(最佳观画位置问题),现给出公式:若有两定点A,B,点P在直线x=m上(m>k),则当时,∠APB最大,其正弦值为。

52.k=c,m=a

∴sinα≤e,当且仅当PH=b时取等号。

53.

k=a,m=

∴sinα≤e,当且仅当PH=时取等号。

54.

k=c,m=

∴sinα≤e2,当且仅当PH=时取等号。

55.设∠AF2x=,

∴当=0°时,;当=90°时,

56.(1)设,代入椭圆方程得:

∵AP=≠0

∴AP=

(2)设则

(3)

由(2):

57.由58可证。

58.(1)易知PQ的斜率为0和斜率不存在时,对任意x轴上的点A都成立。设,A(m,0)

代入椭圆方程得:,则

若,则

(2)作P关于x轴的对称点,由(1)即证。

59.同9。

60.设椭圆,。

当时,有最小值;当或时,有最大值

61,62,63为同一类问题,现给出公式:若点P到两定点A,B的距离之比,则P点的轨迹为一个圆,圆心坐标为,圆的半径为。

下三个题的比值均为,代入上述公式得:圆心坐标为,圆的半径为。

61.m=c,圆心坐标为,圆的半径为。轨迹方程是姊妹圆。

62.m=a,圆心坐标为,圆的半径为。轨迹方程是姊妹圆。

63.m=,圆心坐标为,圆的半径为。轨迹方程是姊妹圆。

64.设,由得

消去参数得Q点的轨迹方程:

65.同37。

66.(1)同35(2)由基本不等式,则梯形面积的最小值为。

67.设AC交x轴于M,AD⊥于D。由椭圆第二定义:

∴AC过EF的中点。

68.(1)由17可知当椭圆方程为时,AB过定点。当椭圆方程变为

时,椭圆向右平移了个单位,定点也应向右平移了个单位,故此时AB过定点即

(2)由69(2)P为原点,即m=n=0时Q点的轨迹方程是。

69.(1)由17可知当椭圆方程为时,AB过定点。当椭圆方程变为

时,椭圆向右平移了个单位,定点也应向右平移了个单位,故此时AB过定点即。

(2)先证椭圆中心在原点的情况。椭圆方程为:,,AB的斜率为。

由17(1):AB过定点,设AB:,PQ:

两者联立得,

当椭圆方程变为时,椭圆向右平移了个单位,圆心也应向右平移了个单位,而半径不变。故此时圆心的坐标为即,半径的平方仍为。

∴Q点的轨迹方程为。

70.设L:Ax+By+C=0,则

将L代入椭圆方程得:,

直线?和椭圆相离,且F1、F2在L同侧。

直线L和椭圆相切,且F1、F

2在?同侧。

直线L和椭圆相交,或F1、F2在L异侧。

71.由35:

由得,消去参数得M点的轨迹方程为:

72.由43:。当即AB与椭圆长轴平行时,

;当即AB与椭圆短轴平行时,

73.同7。

74.同8。

75.由8可知,处的切线长,同理可证P在其他位置情况。

76.

如图,由切线长定理PS=PT,PS+PT=PF1+PF2-F1S-F2T=

PF1+PF2-F1Q-F2Q=

2a-2c,所以PS=PT=a-c

76图

77图

77.

设P,由79中得到的内点坐标和22中的焦半径公式:,

78.

79.

设P,则外角平分线(即切线),由此得外点

同理内角平分线(即法线),由此得内点

80.由79中得到的内外点坐标可得:,即证。

81.由79中得到的内外点坐标可得:,即证。

82.同5。

83.同5。

84.由5,7即证。

85.

设P,则外角平分线(即切线),

由50得:,则

86.由4即证。

87.同4。

88.由71:,

同理:

,即两焦点在以两交点为直径的圆上。

89.

设P,则

同理

同理

同理

90.设P,则

同理:

均推出P点的轨迹方程为。

91.

92.

设P,则

由此得P点的轨迹方程为。

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