(完整版)椭圆练习题(含答案)
在解析几何中,椭圆是一种重要的曲线图形,广泛应用于物理、工程和天文学等领域。掌握椭圆的基本性质和解题技巧是学好解析几何的关键一步。本篇文章将通过一系列精选的椭圆练习题,帮助大家巩固相关知识,并提供详细的解答过程。
练习题一:标准方程求解
已知椭圆的标准方程为 $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$,其中 $a > b > 0$。若该椭圆的离心率为 $\frac{\sqrt{3}}{2}$,且短轴长度为 4,求长轴长度及焦点坐标。
解答:
根据题目条件,我们有:
- 短轴长度为 $2b = 4$,即 $b = 2$。
- 离心率公式为 $e = \frac{c}{a}$,其中 $c = \sqrt{a^2 - b^2}$。
代入已知条件 $e = \frac{\sqrt{3}}{2}$,可得:
$$
\frac{\sqrt{a^2 - b^2}}{a} = \frac{\sqrt{3}}{2}
$$
化简后得到:
$$
\sqrt{a^2 - 4} = \frac{\sqrt{3}}{2}a
$$
两边平方并整理,解得 $a = 4$。
因此,长轴长度为 $2a = 8$,焦点坐标为 $(\pm c, 0)$,其中 $c = \sqrt{a^2 - b^2} = \sqrt{16 - 4} = 2\sqrt{3}$。
最终答案为:
$$
\boxed{\text{长轴长度为 8,焦点坐标为 } (\pm 2\sqrt{3}, 0)}
$$
练习题二:参数方程的应用
设椭圆的参数方程为:
$$
x = a \cos t, \quad y = b \sin t, \quad (t \in [0, 2\pi])
$$
若椭圆的半长轴 $a = 5$,半短轴 $b = 3$,求点 $(x, y)$ 在 $t = \frac{\pi}{4}$ 时的具体坐标。
解答:
将 $a = 5$ 和 $b = 3$ 代入参数方程:
$$
x = 5 \cos \frac{\pi}{4} = 5 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{5\sqrt{2}}{2}
$$
$$
y = 3 \sin \frac{\pi}{4} = 3 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{3\sqrt{2}}{2}
$$
因此,点的坐标为:
$$
\boxed{\left(\frac{5\sqrt{2}}{2}, \frac{3\sqrt{2}}{2}\right)}
$$
练习题三:几何性质分析
已知椭圆的方程为 $\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{4} = 1$,判断下列陈述是否正确:
1. 椭圆的长轴平行于 $x$-轴。
2. 椭圆的焦距为 $2\sqrt{5}$。
3. 椭圆上的点到原点的最大距离为 3。
解答:
1. 椭圆的标准方程为 $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$,其中 $a^2 = 9$,$b^2 = 4$。显然,$a > b$,所以长轴平行于 $x$-轴,陈述正确。
2. 焦距公式为 $2c$,其中 $c = \sqrt{a^2 - b^2} = \sqrt{9 - 4} = \sqrt{5}$。因此,焦距为 $2\sqrt{5}$,陈述正确。
3. 椭圆上的点到原点的最大距离为 $a = 3$,陈述正确。
最终答案为:
$$
\boxed{\text{全部正确}}
$$
以上三道练习题涵盖了椭圆的基本性质、参数方程应用以及几何性质分析。希望这些题目能够帮助大家更好地理解和掌握椭圆的相关知识。如果还有其他问题或需要进一步的帮助,请随时留言交流!
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