【变式训练1】 (1)(2013·广东高考改编)已知中心在原点的椭圆C的右焦点为F(1,0),离心率等于,则C的方程是________.
(2)(2014·苏州质检)已知椭圆的方程是 =1(a>5),它的两个焦点分别为F1,F2,且|F1F2|=8,弦AB(椭圆上任意两点的线段)过点F1,则ABF2的周长为________.
[解析] (1)右焦点F(1,0),则椭圆的焦点在x轴上;c=1.
又离心率为=,故a=2,b2=a2-c2=4-1=3,
故椭圆的方程为 =1.
(2)a>5,椭圆的焦点在x轴上,
|F1F2|=8,c=4,
a2=25 c2=41,则a=.
由椭圆定义,|AF1| |AF2|=|BF2| |BF1|=2a,
ABF2的周长为4a=4.
[答案] (1) =1 (2)4考向2 椭圆的几何性质
【典例2】 (1)(2013·江苏高考)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的标准方程为 =1(a>b>0),右焦点为F,右准线为l,短轴的一个端点为B.设原点到直线BF的距离为d1,F到l的距离为d2,若d2=d1,则椭圆C的离心率为________.
(2)(2014·扬州质检)已知F1、F2是椭圆C的左、右焦点,点P在椭圆上,且满足|PF1|=2|PF2|,PF1F2=30°,则椭圆的离心率为________.
[解析] (1)依题意,d2=-c=.又BF==a,所以d1=.由已知可得=·,所以c2=ab,即6c4=a2(a2-c2),整理可得a2=3c2,所以离心率e==.
(2)在三角形PF1F2中,由正弦定理得
sinPF2F1=1,即PF2F1=,
设|PF2|=1,则|PF1|=2,|F2F1|=,
离心率e==.
[答案] (1) (2),【规律方法】
1.椭圆上一点与两焦点构成的三角形,称为椭圆的焦点三角形,与焦点三角形有关的计算或证明常利用正弦定理、余弦定理、|PF1| |PF2|=2a,得到a,c的关系.
2.椭圆的离心率是椭圆最重要的几何性质,求椭圆的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
(1)求出a,c,代入公式e=;
(2)只需要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合b2=a2-c2转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
【变式训练2】 (1)(2013·课标全国卷改编)设椭圆C: =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P是C上的点,PF2F1F2,PF1F2=30°,则C的离心率为________.
(2)(2014·徐州一中抽测)已知F1、F2是椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,F1PF2=60°.则椭圆离心率的范围为________.
[解析]
(1)如图,在RtPF1F2中,PF1F2=30°,|PF1|=2|PF2|,
且|PF2|=|F1F2|,
又|PF1| |PF2|=2a,|PF2|=a,于是|F1F2|=a,
因此离心率e===.
(2)法一:设椭圆方程为 =1(a>b>0),
|PF1|=m,|PF2|=n,则m n=2a.
在PF1F2中,由余弦定理可知,
4c2=m2 n2-2mncos 60°=(m n)2-3mn
=4a2-3mn≥4a2-3·2=4a2-3a2=a2(当且仅当m=n时取等号).≥,即e≥.
又0b>0)的右焦点为F(1,0),过焦点F且与x轴不重合的直线与椭圆C交于A,B两点,点B关于坐标原点的对称点为P,直线PA,PB分别交椭圆C的右准线l于M,N两点.
【变式训练3】 (2013·天津高考)设椭圆 =1(a>b>0)的左焦点为F,离心率为,过点F且与x轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设A,B分别为椭圆的左、右顶点,过点F且斜率为k的直线与椭圆交于C,D两点.若· ·=8,求k的值.
[解] (1)设F(-c,0),由=,知a=c.
过点F且与x轴垂直的直线为x=-c,代入椭圆方程有 =1,解得y=±,
于是=,解得b=,则b2=2
又因为a2-c2=b2,从而a2=3,c2=1,
所以所求椭圆的方程为 =1.
(2)设点C(x1,y1),D(x2,y2),由F(-1,0)得直线CD的方程为y=k(x 1),由方程组消去y,得(2 3k2)x2 6k2x 3k2-6=0.
根据根与系数的关系知x1 x2=-,
x1x2=.
因为A(-,0),B(,0),
所以· ·=(x1 ,y1)·(-x2,-y2) (x2 ,y2)·(-x1,-y1)
=6-2x1x2-2y1y2=6-2x1x2-2k2(x1 1)(x2 1)
=6-(2 2k2)x1x2-2k2(x1 x2)-2k2
=6 .
由已知得6 =8,解得k=±.
掌握1条规律 椭圆焦点位置与x2,y2系数之间的关系
