3.1.1 椭圆及其标准方程

一、刷基础

1.“平面内存在两个定点,使得一动点 $ M $ 满足到这两定点的距离之和为常数”是“点 $ M $ 的轨迹是椭圆”的(      )

A.充分不必要条件

B.既不充分也不必要条件

C.充要条件

D.必要不充分条件

答案:D
解析:

“点 $ M $ 的轨迹是以 $ {F}_{1} $ , $ {F}_{2} $ 为焦点的椭圆” $ ⇒ $ “ $ |M{F}_{1}|+|M{F}_{2}| $ 为常数”;

反之不成立,若常数小于或等于两个定点间的距离,其轨迹不是椭圆.

因此“平面内存在两个定点,使得一动点 $ M $ 满足到这两定点的距离之和为常数”是“点 $ M $ 的轨迹是椭圆”的必要不充分条件.故选 $ \mathrm{D} $ .


2.方程 $ \sqrt{{\left(x-1\right) ^ {2}}+{y}^{2}}+\sqrt{{\left(x+1\right) ^ {2}}+{y}^{2}}=1 $ 表示的曲线为(      )

A.圆

B.椭圆

C.线段

D.不表示任何图形

答案:D
解析:

由题可得,方程左边的几何意义是点 $ P(x,y) $ 到点 $ A(1,0) $ ,点 $ B(-1,0) $ 的距离之和,即 $ \left|PA\right|+\left|PB\right|=1 $ ,因为 $ \left|AB\right|=2 $ ,所以 $ \left|PA\right|+\left|PB\right| < \left|AB\right| $ ,所以满足点 $ P(x,y) $ 的轨迹不存在,即方程不表示任何图形.故选 $ \mathrm{D} $ .


3.已知 $ {F}_{1} $ , $ {F}_{2} $ 分别为椭圆 $ \dfrac{{x}^{2}}{16}+\dfrac{{y}^{2}}{9}=1 $ 的左、右焦点, $ P $ 为椭圆上一点,若 $ \left|P{F}_{1}\right|=3 $ ,则 $ \left|P{F}_{2}\right|= $ (      )

A.4

B.5

C.6

D.7

答案:B
解析:

因为椭圆方程为 $ \dfrac{{x}^{2}}{16}+\dfrac{{y}^{2}}{9}=1 $ ,所以 $ {a}^{2}=16 $ ,解得 $ a=4 $ ,由椭圆的定义可得 $ \left|P{F}_{1}\right|+\left|P{F}_{2}\right|=2a=8 $ ,又 $ \left|P{F}_{1}\right|=3 $ ,所以 $ \left|P{F}_{2}\right|=5 $ ,故选 $ \mathrm{B} $ .


4.若椭圆的两焦点为 $ (-2,0) $ 和 $ (2,0) $ ,且椭圆过点 $ (\sqrt{2},\sqrt{3}) $ ,则椭圆方程是(      )

A. $ \dfrac{{y}^{2}}{8}+\dfrac{{x}^{2}}{4}=1 $

B. $ \dfrac{{x}^{2}}{10}+\dfrac{{y}^{2}}{6}=1 $

C. $ \dfrac{{x}^{2}}{8}+\dfrac{{y}^{2}}{4}=1 $

D. $ \dfrac{{y}^{2}}{10}+\dfrac{{x}^{2}}{6}=1 $

答案:C
解析:

根据题意可设椭圆的标准方程为 $ \dfrac{{x}^{2}}{{a}^{2}}+\dfrac{{y}^{2}}{{b}^{2}}=1(a > b > 0) $ ,则 $ \begin{cases}c=2,\\ \dfrac{2}{{a}^{2}}+\dfrac{3}{{b}^{2}}=1,\\ {a}^{2}={b}^{2}+{c}^{2},\end{cases} $ 得 $ {b}^{2}=4 $ , $ {a}^{2}=8 $ ,所以椭圆的方程为 $ \dfrac{{x}^{2}}{8}+\dfrac{{y}^{2}}{4}=1 $ .故选 $ \mathrm{C} $ .


5.一个动圆与圆 $ {C}_{1}:{x}^{2}+{\left(y+3\right) ^ {2}}=1 $ 外切,与圆 $ {C}_{2}:{x}^{2}+{\left(y-3\right) ^ {2}}=81 $ 内切,则这个动圆圆心的轨迹方程为(      )

A. $ \dfrac{{y}^{2}}{25}+\dfrac{{x}^{2}}{16}=1 $

B. $ \dfrac{{x}^{2}}{25}+\dfrac{{y}^{2}}{16}=1 $

C. $ \dfrac{{y}^{2}}{16}+\dfrac{{x}^{2}}{9}=1 $

D. $ \dfrac{{x}^{2}}{16}+\dfrac{{y}^{2}}{9}=1 $

答案:A
解析:

设动圆半径为 $ r $ ,圆心为 $ M $ ,根据题意可知, $ {C}_{1}(0,-3) $ , $ {r}_{1}=1 $ , $ {C}_{2}(0,3) $ , $ {r}_{2}=9 $ ,

$ \left|M{C}_{1}\right|=1+r $ , $ \left|M{C}_{2}\right|=9-r $ , $ \left|{C}_{1}{C}_{2}\right|=3-(-3)=6 $ ,则 $ \left|M{C}_{1}\right|+\left|M{C}_{2}\right|=9-r+1+r=10 > 6 $ ,故动圆圆心的轨迹为焦点在 $ y $ 轴上的椭圆,且焦点坐标为 $ {C}_{1}(0,-3) $ 和 $ {C}_{2}(0,3) $ ,其中 $ 2a=10 $ , $ a=5 $ , $ 2c=\left|{C}_{1}{C}_{2}\right|=6 $ , $ c=3 $ ,所以 $ {b}^{2}={a}^{2}-{c}^{2}=25-9=16 $ ,

故动圆圆心的轨迹方程为 $ \dfrac{{y}^{2}}{25}+\dfrac{{x}^{2}}{16}=1 $ ,故选 $ \mathrm{A} $ .


6.在平面直角坐标系 $ xOy $ 中,点 $ M $ 在 $ x $ 轴上运动,点 $ N $ 在 $ y $ 轴上运动, $ \left|MN\right|=1 $ ,且满足 $ \overrightarrow {MP}=3\overrightarrow {MN} $ ,则点 $ P $ 的轨迹方程为(      )

A. $ \dfrac{{x}^{2}}{9}+{y}^{2}=1 $

B. $ \dfrac{{x}^{2}}{9}+\dfrac{{y}^{2}}{4}=1 $

C. $ \dfrac{{y}^{2}}{9}+{x}^{2}=1 $

D. $ \dfrac{{y}^{2}}{9}+\dfrac{{x}^{2}}{4}=1 $

答案:D
解析:

设 $ M(a,0) $ , $ N(0,b) $ , $ P(x,y) $ ,因为 $ \left|MN\right|=1 $ ,所以 $ {a}^{2}+{b}^{2}=1 $ ,因为 $ \overrightarrow {MP}=3\overrightarrow {MN} $ , $ \overrightarrow {MP}=(x-a,y) $ , $ \overrightarrow {MN}=(-a,b) $ ,所以 $ \begin{cases}x-a=-3a,\\ y=3b,\end{cases} $ 即 $ \begin{cases}a=-\dfrac{x}{2},\\ b=\dfrac{y}{3},\end{cases} $ 代入 $ {a}^{2}+{b}^{2}=1 $ ,得 $ \dfrac{{y}^{2}}{9}+\dfrac{{x}^{2}}{4}=1 $ .所以点 $ P $ 的轨迹方程为 $ \dfrac{{y}^{2}}{9}+\dfrac{{x}^{2}}{4}=1 $ .故选 $ \mathrm{D} $ .


7.设 $ {F}_{1} $ , $ {F}_{2} $ 分别为椭圆 $ C:\dfrac{{x}^{2}}{4}+\dfrac{{y}^{2}}{3}=1 $ 的两个焦点,过 $ {F}_{1} $ 且不与坐标轴重合的直线 $ l $ 交椭圆 $ C $ 于 $ A $ , $ B $ 两点,则 $ △AB{F}_{2} $ 的周长为(      )

A.4

B.8

C.12

D.16

答案:B
解析:

如图,不妨令 $ {F}_{1} $ , $ {F}_{2} $ 分别为椭圆 $ C $ 的左、右焦点, $ △AB{F}_{2} $ 的周长 $ L=|AB|+|A{F}_{2}|+|B{F}_{2}|=|A{F}_{1}|+|A{F}_{2}|+|B{F}_{1}|+|B{F}_{2}|=4a $ ,

又由椭圆 $ C:\dfrac{{x}^{2}}{4}+\dfrac{{y}^{2}}{3}=1 $ ,得 $ a=2 $ ,所以 $ △AB{F}_{2} $ 的周长为8,故选 $ \mathrm{B} $ .

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8.若方程 $ \dfrac{{x}^{2}}{7-m}+\dfrac{{y}^{2}}{m-1}=1 $ 表示焦点在 $ y $ 轴上的椭圆,则实数 $ m $ 的取值范围是(      )

A. $ (-\mathrm{\infty },1) $

B. $ (1,4) $

C. $ (4,7) $

D. $ (7,+\mathrm{\infty }) $

答案:C
解析:

因为方程 $ \dfrac{{x}^{2}}{7-m}+\dfrac{{y}^{2}}{m-1}=1 $ 表示焦点在 $ y $ 轴上的椭圆,所以 $ \begin{cases}m-1 > 7-m,\\ 7-m > 0,\end{cases} $ 解得 $ 4 < m < 7 $ ,即 $ m\in (4,7) $ .故选 $ \mathrm{C} $ .


9.已知椭圆 $ C:\dfrac{{x}^{2}}{4}+\dfrac{{y}^{2}}{3}=1 $ 的左焦点为 $ F $ , $ Q $ 为椭圆 $ C $ 上任意一点,若点 $ H(1,1) $ ,则 $ \left|QH\right|+\left|QF\right| $ 的最大值为(      )

A.4

B.3

C.6

D.5

答案:D
解析:

因为椭圆 $ C:\dfrac{{x}^{2}}{4}+\dfrac{{y}^{2}}{3}=1 $ ,所以 $ a=2 $ , $ b=\sqrt{3} $ , $ c=1 $ , $ F(-1,0) $ ,则椭圆的右焦点为 $ F^\prime (1,0) $ ,由椭圆的定义得 $ \left|QH\right|+\left|QF\right|=\left|QH\right|+2a-\left|QF\prime \right|\leqslant \left|HF\prime \right|+2a=5 $ ,当点 $ Q $ 在点 $ Q^\prime $ 处时取等号,所以 $ \left|QH\right|+\left|QF\right| $ 的最大值为5,故选 $ \mathrm{D} $ .

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二、刷提升

1.已知椭圆 $ C:\dfrac{{x}^{2}}{{a}^{2}}+\dfrac{{y}^{2}}{{b}^{2}}=1(a > b > 0) $ , $ {P}_{1}(1,1) $ , $ {P}_{2}(0,1) $ , $ {P}_{3}(-1 $ , $ \dfrac{\sqrt{3}}{2}) $ , $ {P}_{4}(1,\dfrac{\sqrt{3}}{2}) $ 四点中恰有三个点在椭圆 $ C $ 上,则这三个点是(      )

A. $ {P}_{1} $ , $ {P}_{2} $ , $ {P}_{3} $

B. $ {P}_{1} $ , $ {P}_{2} $ , $ {P}_{4} $

C. $ {P}_{1} $ , $ {P}_{3} $ , $ {P}_{4} $

D. $ {P}_{2} $ , $ {P}_{3} $ , $ {P}_{4} $

答案:D
解析:

因为 $ {P}_{3} $ , $ {P}_{4} $ 两点关于 $ y $ 轴对称,所以椭圆经过 $ {P}_{3} $ , $ {P}_{4} $ 两点,又因为 $ \dfrac{1}{{a}^{2}}+\dfrac{1}{{b}^{2}} > \dfrac{1}{{a}^{2}}+\dfrac{3}{4{b}^{2}} $ ,所以椭圆不经过 $ {P}_{1} $ 点,故椭圆经过 $ {P}_{2} $ , $ {P}_{3} $ , $ {P}_{4} $ 点,故选 $ \mathrm{D} $ .


2.已知椭圆 $ C:\dfrac{{x}^{2}}{{a}^{2}}+\dfrac{{y}^{2}}{{b}^{2}}=1(a > b > 0) $ 的左、右焦点分别为 $ {F}_{1} $ , $ {F}_{2} $ ,点 $ M(0,b) $ ,若 $ \mathrm{\angle }{F}_{1}M{F}_{2}=\dfrac{2\mathrm{\pi }}{3} $ ,且 $ △{F}_{1}M{F}_{2} $ 的面积为 $ \sqrt{3} $ ,则 $ C $ 的标准方程为(      )

A. $ \dfrac{{x}^{2}}{4}+{y}^{2}=1 $

B. $ \dfrac{{x}^{2}}{4}+\dfrac{{y}^{2}}{3}=1 $

C. $ \dfrac{{x}^{2}}{8}+\dfrac{{y}^{2}}{2}=1 $

D. $ \dfrac{{x}^{2}}{2}+{y}^{2}=1 $

答案:A
解析:

由题设知 $ {S}_{△{F}_{1}M{F}_{2}}=\dfrac{1}{2}\left|M{F}_{1}\right|\cdot \left|M{F}_{2}\right| \sin \mathrm{\angle }{F}_{1}M{F}_{2}=\dfrac{1}{2}\left|M{F}_{1}\right|\cdot \left|M{F}_{2}\right| \sin \dfrac{2\mathrm{\pi }}{3}=\sqrt{3} $ ,

可得 $ \left|M{F}_{1}\right|\cdot \left|M{F}_{2}\right|=4 $ .又 $ \left|M{F}_{1}\right|=\left|M{F}_{2}\right| $ ,则 $ \left|M{F}_{1}\right|=\left|M{F}_{2}\right|=a=2 $ ,

故 $ \left|{F}_{1}{F}_{2}\right|= $

$ \sqrt{{\left|M{F}_{1}\right|}^{2}+{\left|M{F}_{2}\right|}^{2}-2\left|M{F}_{1}\right|\cdot \left|M{F}_{2}\right| \cos \dfrac{2\mathrm{\pi }}{3}}=2\sqrt{3} $ ,

所以 $ c=\sqrt{3} $ ,则 $ {b}^{2}={a}^{2}-{c}^{2}=1 $ ,故 $ C $ 的标准方程为 $ \dfrac{{x}^{2}}{4}+{y}^{2}=1 $ .故选 $ \mathrm{A} $ .


3.已知 $ {F}_{1} $ , $ {F}_{2} $ 是椭圆 $ C:\dfrac{{x}^{2}}{9}+\dfrac{{y}^{2}}{5}=1 $ 的两个焦点, $ P $ 为 $ C $ 上一点,且 $ △P{F}_{1}{F}_{2} $ 的内切圆半径为 $ \dfrac{2}{5} $ ,若 $ P $ 在第一象限,则点 $ P $ 的纵坐标为(      )

A. $ \dfrac{2}{3} $

B.1

C. $ \dfrac{5}{3} $

D. $ \dfrac{9}{4} $

答案:B
解析:

由题知, $ a=3 $ , $ b=\sqrt{5} $ , $ c=\sqrt{9-5}=2 $ ,所以 $ \left|P{F}_{1}\right|+\left|P{F}_{2}\right|+\left|{F}_{1}{F}_{2}\right|=2a+2c=6+4=10 $ .设 $ △P{F}_{1}{F}_{2} $ 的内切圆半径为 $ r $ ,因为 $ \dfrac{1}{2}(\left|P{F}_{1}\right|+\left|P{F}_{2}\right|+\left|{F}_{1}{F}_{2}\right|)×\dfrac{2}{5}=\dfrac{1}{2}\left|{F}_{1}{F}_{2}\right|{y}_{P} $ ,所以 $ \dfrac{1}{2}×10×\dfrac{2}{5}=\dfrac{1}{2}×4{y}_{P} $ ,得 $ {y}_{P}=1 $ .故选 $ \mathrm{B} $ .


4.已知椭圆 $ C:\dfrac{{x}^{2}}{4}+\dfrac{{y}^{2}}{3}=1 $ 的左、右焦点分别为 $ {F}_{1} $ , $ {F}_{2} $ , $ M $ 为 $ C $ 上任意一点, $ N $ 为圆 $ E:(x-5)^{2}+(y-4)^{2}=1 $ 上任意一点,则 $ |MN|-|M{F}_{1}| $ 的最小值为(      )

A. $ 2\sqrt{13}-1 $

B. $ 4\sqrt{2}-5 $

C. $ 4\sqrt{2}+5 $

D. $ 2\sqrt{13}+1 $

答案:B
解析:

如图,连接 $ M{F}_{2} $ , $ EM $ , $ EN $ , $ N{F}_{2} $ , $ M $ 为椭圆 $ C $ 上任意一点,则 $ |M{F}_{1}|+|M{F}_{2}|=4 $ ,

又因为 $ N $ 为圆 $ E:(x-5)^{2}+(y-4)^{2}=1 $ 上任意一点,

所以 $ |MN|-|M{F}_{1}|=|MN|-(4-|M{F}_{2}|)=|MN|+|M{F}_{2}|-4\geqslant |{F}_{2}N|-4\geqslant |E{F}_{2}|-5 $ ,

当且仅当 $ M $ , $ N $ , $ E $ , $ {F}_{2} $ 共线且点 $ M $ , $ N $ 在线段 $ E{F}_{2} $ 上时等号成立.

由题意知, $ {F}_{2}(1,0) $ , $ E(5,4) $ ,则 $ |E{F}_{2}|=\sqrt{(5-1)^{2}+(4-0)^{2}}=4\sqrt{2} $ ,

所以 $ |MN|-|M{F}_{1}| $ 的最小值为 $ 4\sqrt{2}-5 $ .故选 $ \mathrm{B} $ .

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5.[四川达州一中2026高二月考]已知椭圆 $ C:\dfrac{{x}^{2}}{25}+\dfrac{{y}^{2}}{9}=1 $ 的左、右焦点分别为 $ {F}_{1} $ , $ {F}_{2} $ ,点 $ P $ 在椭圆 $ C $ 上且不在 $ x $ 轴上,则下列说法正确的是(      )(多选)

A. $ △P{F}_{1}{F}_{2} $ 的周长为16

B. $ △P{F}_{1}{F}_{2} $ 面积的最大值为12

C.存在点 $ P $ ,使得 $ \mathrm{\angle }{F}_{1}P{F}_{2}={90}^{\circ } $

D. $ \left|P{F}_{1}\right|\cdot \left|P{F}_{2}\right| $ 的取值范围为 $ (9,25] $

答案:BCD
解析:

由椭圆 $ C $ 的方程可得 $ a=5 $ , $ b=3 $ , $ c=\sqrt{{a}^{2}-{b}^{2}}=4 $ .

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对于 $ \mathrm{A} $ : $ △P{F}_{1}{F}_{2} $ 的周长为 $ \left|P{F}_{1}\right|+\left|P{F}_{2}\right|+\left|{F}_{1}{F}_{2}\right|=2a+2c=18 $ , $ \mathrm{A} $ 错误;对于 $ \mathrm{B} $ :设 $ P({x}_{0},{y}_{0}) $ , $ 0 < \left|{y}_{0}\right|\leqslant 3 $ ,则 $ {S}_{△P{F}_{1}{F}_{2}}=\dfrac{1}{2}\left|{F}_{1}{F}_{2}\right|\cdot \left|{y}_{0}\right|\leqslant 4×3=12 $ , $ \mathrm{B} $ 正确;对于 $ \mathrm{C} $ :由 $ c > b $ ,得以原点 $ O $ 为圆心, $ c $ 为半径的圆与椭圆相交,当 $ P $ 为此交点时, $ \mathrm{\angle }{F}_{1}P{F}_{2}={90}^{\circ } $ ,因此存在点 $ P $ ,使得 $ \mathrm{\angle }{F}_{1}P{F}_{2}={90}^{\circ } $ , $ \mathrm{C} $ 正确;对于 $ \mathrm{D} $ : $ \left|P{F}_{1}\right|=\sqrt{{\left({x}_{0}+4\right) ^ {2}}+{y}_{0}^{2}}=\sqrt{{x}_{0}^{2}+8{x}_{0}+16+9-\dfrac{9{x}_{0}^{2}}{25}}=\sqrt{\dfrac{16{x}_{0}^{2}}{25}+8{x}_{0}+25}=5+\dfrac{4}{5}{x}_{0} $ ,又 $ {x}_{0}\in (-5,5) $ ,所以 $ 5+\dfrac{4}{5}{x}_{0}\in (1,9) $ , $ \left|P{F}_{1}\right|\cdot \left|P{F}_{2}\right|=\left|P{F}_{1}\right|(10-\left|P{F}_{1}\right|)=-{\left(\left|P{F}_{1}\right|-5\right) ^ {2}}+25\in (9,25] $ , $ \mathrm{D} $ 正确.故选 $ \mathrm{B}\mathrm{C}\mathrm{D} $ .


6.如图,把椭圆 $ \dfrac{{x}^{2}}{25}+\dfrac{{y}^{2}}{16}=1 $ 的长轴 $ AB $ 分成8等份,过每个分点作 $ x $ 轴的垂线交椭圆的上半部分于 $ {P}_{1} $ , $ {P}_{2} $ , $ \cdots $ , $ {P}_{7} $ 七个点, $ F $ 是椭圆的左焦点,则 $ \left|{P}_{1}F\right|+\left|{P}_{2}F\right|+\cdots +\left|{P}_{7}F\right|= $     .

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答案:

35

解析:

设椭圆的右焦点为 $ F^\prime $ ,则由椭圆的对称性知, $ \left|{P}_{1}F\right|=\left|{P}_{7}F^\prime \right| $ , $ \left|{P}_{2}F\right|=\left|{P}_{6}F^\prime \right| $ , $ \left|{P}_{3}F\right|=\left|{P}_{5}F^\prime \right| $ ,

则原式 $ =(\left|{P}_{7}F\right|+\left|{P}_{7}F^\prime \right|)+(\left|{P}_{6}F\right|+\left|{P}_{6}F^\prime \right|)+(\left|{P}_{5}F\right|+\left|{P}_{5}F^\prime \right|)+\left|{P}_{4}F\right|=7a=35 $ .


7.已知椭圆 $ C:\dfrac{{y}^{2}}{{a}^{2}}+\dfrac{{x}^{2}}{{b}^{2}}=1(a > b > 0) $ 的上、下焦点分别为 $ {F}_{1} $ , $ {F}_{2} $ , $ O $ 为坐标原点, $ Q $ 是 $ C $ 上一动点, $ |Q{F}_{1}|+|Q{F}_{2}|=2\sqrt{5} $ , $ △Q{F}_{1}{F}_{2} $ 的周长为 $ 2\sqrt{5}+4 $ .

(1) 求椭圆 $ C $ 的标准方程;

(2) 证明:无论动点 $ Q $ 在 $ C $ 上如何运动, $ |\overrightarrow {Q{F}_{1}}|\cdot |\overrightarrow {Q{F}_{2}}|+{|\overrightarrow {OQ}|}^{2} $ 恒为一个常数.

答案:

(1) 【解】由已知 $ |Q{F}_{1}|+|Q{F}_{2}|=2\sqrt{5} $ ,则 $ 2a=2\sqrt{5} $ ,即 $ a=\sqrt{5} $ ,又 $ △Q{F}_{1}{F}_{2} $ 的周长为 $ |Q{F}_{1}|+|Q{F}_{2}|+|{F}_{1}{F}_{2}|=2\sqrt{5}+4 $ ,

得 $ |{F}_{1}{F}_{2}|=2c=4 $ ,则 $ c=2 $ ,则 $ {b}^{2}={a}^{2}-{c}^{2}=1 $ ,故椭圆 $ C $ 的标准方程为 $ \dfrac{{y}^{2}}{5}+{x}^{2}=1 $ .

(2) 【证明】由(1)可知 $ {F}_{1}(0,2) $ , $ {F}_{2}(0,-2) $ ,设 $ Q(x,y) $ ,则 $ \overrightarrow {Q{F}_{1}}=(-x,2-y) $ ,

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$ \overrightarrow {Q{F}_{2}}=(-x,-2-y) $ , $ \overrightarrow {OQ}=(x,y) $ ,

$ |\overrightarrow {Q{F}_{1}}{|}^{2}+{|\overrightarrow {Q{F}_{2}}|}^{2}={x}^{2}+{\left(2-y\right) ^ {2}}+{x}^{2}+{\left(-2-y\right) ^ {2}}=2({x}^{2}+{y}^{2})+8=2{|\overrightarrow {OQ}|}^{2}+8 $ ,

又 $ {\left(|\overrightarrow {Q{F}_{1}}|+|\overrightarrow {Q{F}_{2}}|\right) ^ {2}}={|\overrightarrow {Q{F}_{1}}|}^{2}+{|\overrightarrow {Q{F}_{2}}|}^{2}+2|\overrightarrow {Q{F}_{1}}|\cdot |{\overrightarrow {QF}}_{2}|=20 $ ,即 $ 2{|\overrightarrow {OQ}|}^{2}+8+2|\overrightarrow {Q{F}_{1}}|\cdot |{\overrightarrow {QF}}_{2}|=20 $ ,

即 $ |\overrightarrow {Q{F}_{1}}|\cdot |\overrightarrow {Q{F}_{2}}|+{|\overrightarrow {OQ}|}^{2}=6 $ ,所以无论动点 $ Q $ 在 $ C $ 上如何运动, $ |\overrightarrow {Q{F}_{1}}|\cdot |\overrightarrow {Q{F}_{2}}|+{|\overrightarrow {OQ}|}^{2} $ 恒为一个常数.

解析:

8.与椭圆 $ \dfrac{{x}^{2}}{63}+\dfrac{{y}^{2}}{38}=1 $ 有相等的焦距,且过圆 $ {x}^{2}+{y}^{2}-6x-8y=0 $ 的圆心的椭圆的标准方程为                                      .

答案:

$ \dfrac{{x}^{2}}{45}+\dfrac{{y}^{2}}{20}=1 $ 或 $ \dfrac{{x}^{2}}{15}+\dfrac{{y}^{2}}{40}=1 $

解析:

设所求椭圆的长轴长为 $ 2a $ ,短轴长为 $ 2b $ .

由题意可知 $ {x}^{2}+{y}^{2}-6x-8y=0⇒(x-3)^{2}+(y-4)^{2}=25 $ ,即其圆心为 $ (3,4) $ .

因为椭圆 $ \dfrac{{x}^{2}}{63}+\dfrac{{y}^{2}}{38}=1 $ 的焦距为 $ 2\sqrt{63-38}=10 $ ,所以与该椭圆等焦距的椭圆的焦点为 $ (±5,0) $ 或 $ (0,±5) $ .

若焦点为 $ (5,0) $ , $ (-5,0) $ ,则圆心 $ (3,4) $ 到两焦点的距离之和为 $ \sqrt{ (5-3)^{2}+ (0-4)^{2}}+\sqrt{ (-5-3)^{2}+{\left(0-4 \right) ^ {2}}}=6\sqrt{5}=2a $ ,则 $ {a}^{2}=45 $ , $ {b}^{2}=20 $ ,所以对应椭圆方程为 $ \dfrac{{x}^{2}}{45}+\dfrac{{y}^{2}}{20}=1 $ ;

若焦点为 $ (0,5) $ , $ (0,-5) $ ,则圆心 $ (3,4) $ 到两焦点的距离之和为 $ \sqrt{{\left(0-3\right) ^ {2}}+{\left(5-4\right) ^ {2}}}+\sqrt{{\left(0-3\right) ^ {2}}+{\left(-5-4\right) ^ {2}}}=4\sqrt{10}=2a $ ,则 $ {a}^{2}=40 $ , $ {b}^{2}=15 $ ,所以对应椭圆方程为 $ \dfrac{{x}^{2}}{15}+\dfrac{{y}^{2}}{40}=1 $ .