内容正文:
第02讲 椭圆的简单几何性质
课程标准
学习目标
1 根据椭圆标准方程研究椭圆的几何性质,能够正确画出图形;
2 掌握椭圆的简单几何性质;
3 能够根据椭圆的性质解决相关问题.
1. 通过椭圆几何性质的探究,主要培养直观想象,数学抽象等核心素颜;
2. 借助椭圆几何性质的应用,提升直观想象,逻辑推理,数学运算等核心素养;
知识点一、椭圆的几何性质
性
质
范围
-a≤x≤a
-b≤y≤b
-b≤x≤b
-a≤y≤a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
对称轴
长轴2a,短轴2b,焦距2c
顶点
A1(-a,0),A2(a,0),
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a),
B1(-b,0),B2(b,0)
离心率
e=,且e∈(0,1)
知识点二、椭圆的常用结论
(1)过椭圆焦点垂直于长轴的弦是最短的弦,长为,过焦点最长弦为长轴.
(2)过原点最长弦为长轴长2a,最短弦为短轴长2b.
(3)与椭圆+=1(a>b>0)有共同焦点的椭圆方程为+=1(λ>-b2).
知识点三:直线与椭圆的位置关系
将直线的方程与椭圆的方程联立成方程组,消元转化为关于或的一元二次方程,其判别式为.
①直线和椭圆相交直线和椭圆有两个交点(或两个公共点);
②直线和椭圆相切直线和椭圆有一个切点(或一个公共点);
③直线和椭圆相离直线和椭圆无公共点.
题型01 椭圆中长轴、短轴、焦距
1.已知椭圆的短轴长为,焦距为,则椭圆的上顶点到右焦点的距离为( )
A. B. C. D.
2.过点且与有相同焦点的椭圆方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知椭圆的焦点在轴上,若椭圆的焦距为,则的值为( )
A. B. C.3 D.4
4.已知焦点在x轴上的椭圆的焦距与长轴长的比值恰好是黄金分割数,则实数m的值为 .
5.如图所示,某探月卫星沿地月转移轨道飞向月球,在月球附近一点P变轨进入以月球球心F为左焦点、长轴长为40万公里、短轴长为4万公里的椭圆轨道绕月飞行,之后卫星在点P第二次变轨进入仍以F为左焦点、长轴长为20万公里的椭圆轨道绕月飞行,则椭圆轨道的短轴长为 万公里.(近似到0.1)
6.已知椭圆C:的离心率为,、分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若,则C的方程为 .
7.已知椭圆的焦点分别是,点分别为椭圆的长轴端点,点B为椭圆的短轴端点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)求点B与两点,的连线的斜率的乘积;
(3)设点P在这个椭圆上,且,求的长.
题型02 椭圆的离心率
1.已知椭圆C: ()的左、右焦点分别为,,P为C上一点,满足,以C的短轴为直径作圆O,截直线的弦长为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
2.阿基米德不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他最早利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆的对称轴为坐标轴,焦点在轴上,且椭圆C的离心率为,面积为,则椭圆C的标准方程为( )
A. B. C. D.
3.设椭圆的一个焦点为,离心率为,则此椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
4.已知点是椭圆上的一点,左、右焦点分别为点,点在的平分线上,为坐标原点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
5.若椭圆的离心率为,则该椭圆的焦距为( )
A. B. C.或 D.或
6.若椭圆与椭圆()的离心率相同,则实数b的值为( )
A. B. C. D.
7.(多选)已知椭圆的离心率为,焦点为,则( )
A.的短轴长为4
B.上存在点,使得
C.上存在点,使得
D.与曲线重合
8.已知椭圆,焦点,,,若过的直线和圆相切,与椭圆在第一象限交于点P,且轴,设该直线的倾斜角为θ,则 ,椭圆的离心率是 .
9.已知椭圆C:的左、右顶点分别为,,且以线段为直径的圆与直线相切,则椭圆C的离心率为 .
题型03 椭圆的对称性
1.已知椭圆E:的焦距为4,平行四边形ABCD内接于椭圆E,且直线AB与AD的斜率之积为,则椭圆E的方程为 .
2.已知椭圆:,,若对于椭圆上任意两个关于原点对称的点,有恒成立,则实数a的取值范围是 .
3.设椭圆()的右焦点为F,椭圆C上的两点A、B关于原点对称,且满足,,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.已知P、Q为椭圆上关于原点对称的两点,点P在第一象限,、是椭圆C的左、右焦点,,若,则椭圆C的离心率的取值范围为 .
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上,点与点关于原点对称,四边形的面积为4.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆交于两点.与轴交于点.试判断是否存在,使得为定值?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
题型04 椭圆中有关弦长问题
1.已知椭圆的中心在原点,焦点为,,且离心率.过点的直线与椭圆相交于,两点,且为的中点,则弦长( )
A. B. C. D.
2.(多选)已知椭圆,为C的左、右焦点,P为C上一点,且,若交C点于点Q,则( )
A.周长为8 B.
C.面积为 D.
3.已知是椭圆的右焦点,以坐标原点为圆心,为半径作圆,过垂直于轴的直线与圆交于两点,过点A作圆的切线交轴于点.若直线过点且垂直于轴,则直线的方程为 ;若,则椭圆的离心率等于 .
4.已知椭圆的一个焦点是直线所过的定点,且短轴长为4.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求直线与椭圆的相交弦长.
5.已知点,分别为椭圆:的左顶点和右焦点(椭圆的左顶点,右焦点.),直线过点且交椭圆于P,Q两点,设直线,的斜率分别为,.
(1)求椭圆的离心率;
(2)是否存在直线,使得,若存在,求出直线的方程;不存在,说明理由.
6.设直线与椭圆相交于,两点,已知点.
(1)直接写出椭圆的标准方程;
(2)设直线的斜率存在,求弦长关于斜率的表达式,并化简;
(3)若设点的坐标为,求弦长关于的表达式,并化简;
(4)直接写出弦长的最大值.
7.已知椭圆C:的一个焦点坐标为,离心率,
(1)求椭圆C的方程;
(2)设O为坐标原点,椭圆C与直线相交于两个不同的点A、B,线段AB的中点为M.若直线OM的斜率为,求线段AB的长.
8.已知椭圆过点,且离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线过点,且与交于两点,当最大时,求直线的方程.
1.椭圆:的左焦点为,右焦点为,以为圆心,为半径的圆与交于点,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
2.记椭圆:的左顶点为,右焦点为,过点且倾斜角为的直线与椭圆交于另一点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(多选)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,长轴长为4,点在椭圆外,点在椭圆上,则( )
A.的取值范围是
B.当椭圆的离心率为时,的取值范围是
C.存在点使得
D.的最小值为1
3.常数,椭圆的长轴长是短轴长的3倍,则a的值为 .
4.椭圆:的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线AP,AQ的斜率之积为,则C的离心率为 ;
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,.点在椭圆上,圆与线段的延长线,线段以及轴均相切,△的内切圆为圆.若圆与圆外切,且圆与圆的面积之比为9,则椭圆的离心率为 .
6.已知为椭圆的右焦点,为坐标原点,为上一点,若为等边三角形,则的离心率为 .
7.已知椭圆经过点和点,椭圆的焦距为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)和是椭圆上异于的两点,四边形是平行四边形,直线分别交轴于点和点是椭圆的右焦点,求四边形面积的最小值.
8.已知椭圆的离心率,且椭圆经过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点且斜率不为零的直线与椭圆交于两点,关于轴的对称点为,求证:直线与轴交于定点.
9.在直角坐标系xOy中,椭圆C:的焦距为,长轴长是短轴长的2倍,斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆于A、B.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若P为线段AB的中点,设OP的斜率为,求证:为定值.
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第02讲 椭圆的简单几何性质
课程标准
学习目标
1 根据椭圆标准方程研究椭圆的几何性质,能够正确画出图形;
2 掌握椭圆的简单几何性质;
3 能够根据椭圆的性质解决相关问题.
1. 通过椭圆几何性质的探究,主要培养直观想象,数学抽象等核心素颜;
2. 借助椭圆几何性质的应用,提升直观想象,逻辑推理,数学运算等核心素养;
知识点一、椭圆的几何性质
性
质
范围
-a≤x≤a
-b≤y≤b
-b≤x≤b
-a≤y≤a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
对称轴
长轴2a,短轴2b,焦距2c
顶点
A1(-a,0),A2(a,0),
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a),
B1(-b,0),B2(b,0)
离心率
e=,且e∈(0,1)
知识点二、椭圆的常用结论
(1)过椭圆焦点垂直于长轴的弦是最短的弦,长为,过焦点最长弦为长轴.
(2)过原点最长弦为长轴长2a,最短弦为短轴长2b.
(3)与椭圆+=1(a>b>0)有共同焦点的椭圆方程为+=1(λ>-b2).
知识点三:直线与椭圆的位置关系
将直线的方程与椭圆的方程联立成方程组,消元转化为关于或的一元二次方程,其判别式为.
①直线和椭圆相交直线和椭圆有两个交点(或两个公共点);
②直线和椭圆相切直线和椭圆有一个切点(或一个公共点);
③直线和椭圆相离直线和椭圆无公共点.
题型01 椭圆中长轴、短轴、焦距
1.已知椭圆的短轴长为,焦距为,则椭圆的上顶点到右焦点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的性质求出,即可得解.
【详解】依题意,所以,则,
则椭圆的上顶点到右焦点的距离为.
故选:B
2.过点且与有相同焦点的椭圆方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由知,焦点为,,即,.
设所求椭圆方程为,则,解得,
故所求椭圆方程为.
故选:A.
3.已知椭圆的焦点在轴上,若椭圆的焦距为,则的值为( )
A. B. C.3 D.4
【答案】A
【详解】椭圆即,焦点在轴上,
所以,,所以,
又椭圆的焦距为,所以,解得.
故选:A
4.已知焦点在x轴上的椭圆的焦距与长轴长的比值恰好是黄金分割数,则实数m的值为 .
【答案】
【详解】焦点在x轴上的椭圆中,,,
所以,由题意得,即,
即,解得.
故答案为:.
5.如图所示,某探月卫星沿地月转移轨道飞向月球,在月球附近一点P变轨进入以月球球心F为左焦点、长轴长为40万公里、短轴长为4万公里的椭圆轨道绕月飞行,之后卫星在点P第二次变轨进入仍以F为左焦点、长轴长为20万公里的椭圆轨道绕月飞行,则椭圆轨道的短轴长为 万公里.(近似到0.1)
【答案】2.8
【详解】设椭圆的长轴长,短轴长,焦距为,,;
设椭圆的长轴长,短轴长,焦距为,,.
因此,,,
所以,
又,所以,
所以,
故椭圆轨道的短轴长为2.8万公里.
故答案为:2.8
6.已知椭圆C:的离心率为,、分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若,则C的方程为 .
【答案】
【详解】因为离心率,解得,,
分别为C的左右顶点,则,
B为上顶点,所以.
所以,因为
所以,将代入,解得,
故椭圆的方程为.
故答案为:.
7.已知椭圆的焦点分别是,点分别为椭圆的长轴端点,点B为椭圆的短轴端点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)求点B与两点,的连线的斜率的乘积;
(3)设点P在这个椭圆上,且,求的长.
【答案】(1);
(2);
(3).
【详解】(1)因为椭圆的焦点分别是,所以
又因为,,联立可得,,
所以椭圆的方程为;
(2)由分别为椭圆的长轴端点,所以不妨设,,
由点B为椭圆的短轴端点,所以或,
当时,,,
所以,
当时,,,
所以,
所以点B与两点的连线的斜率的乘积为;
(3)因为点P在这个椭圆上,所以,由小问(1)知,
所以,又,联立可得.
题型02 椭圆的离心率
1.已知椭圆C: ()的左、右焦点分别为,,P为C上一点,满足,以C的短轴为直径作圆O,截直线的弦长为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】如图,取弦的中点D,连接,则,即,因为,
所以,因为O为的中点,所以D是的中点,所以,
因为,所以OD垂直平分弦,因为,,
所以,所以,
由椭圆定义可得,,
所以,解得,,
所以离心率为,
故选:A.
2.阿基米德不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他最早利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆的对称轴为坐标轴,焦点在轴上,且椭圆C的离心率为,面积为,则椭圆C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设椭圆的标准方程为,则椭圆的面积为,又,
联立解得.所以椭圆的标准方程为.
故选:D.
3.设椭圆的一个焦点为,离心率为,则此椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为椭圆的一个焦点为,所以焦点在轴上,
又离心率为,所以,解得,所以椭圆的方程为,
故选:A.
4.已知点是椭圆上的一点,左、右焦点分别为点,点在的平分线上,为坐标原点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设,,与轴的交点为,.
由且,得①,
又,
所以,故②,
联立①②消去得:,又,
所以,
因,所以有,
所以,故,
所以,
解得离心率,
故选:C.
5.若椭圆的离心率为,则该椭圆的焦距为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【详解】若椭圆的焦点在轴,则离心率,得,此时焦距,
若椭圆的焦点在轴,则离心率,得,此时焦距,
所以该椭圆的焦距为或.
故选:D
6.若椭圆与椭圆()的离心率相同,则实数b的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】若椭圆与椭圆()的离心率相同,
则,解得满足题意.
故选:A.
7.(多选)已知椭圆的离心率为,焦点为,则( )
A.的短轴长为4
B.上存在点,使得
C.上存在点,使得
D.与曲线重合
【答案】BCD
【详解】对于A,由题知,解得,所以,
所以的短轴长为,A错误;
对于BC,由上可知,,
设,则,
又,即,
所以,
因为,所以,得,
所以存在点使得,,所以BC正确;
对于D,由的几何意义可知:
动点到定点的距离之和等于,
表示以为焦点,的椭圆,故D正确.
故选:BCD
8.已知椭圆,焦点,,,若过的直线和圆相切,与椭圆在第一象限交于点P,且轴,设该直线的倾斜角为θ,则 ,椭圆的离心率是 .
【答案】
【详解】由题意可知:圆的圆心为,半径,
如图所示:设切点为B,
则,且,
可得,
则,,即,
又因为,,可得,
则,
且,可得,所以.
故答案为:;.
9.已知椭圆C:的左、右顶点分别为,,且以线段为直径的圆与直线相切,则椭圆C的离心率为 .
【答案】
【详解】以线段为直径的圆的圆心为原点,半径,该圆与直线相切,
则圆心到直线的距离,
整理可得,
所以.
故答案为:
题型03 椭圆的对称性
1.已知椭圆E:的焦距为4,平行四边形ABCD内接于椭圆E,且直线AB与AD的斜率之积为,则椭圆E的方程为 .
【答案】
【详解】设,由对称性可得,
则,
所以两式相减可得,
因为直线AB与AD的斜率之积为,
所以,即,所以,
设椭圆的半焦距为,
因为椭圆的焦距为4,所以,所以,
又,所以,
所以椭圆的标准方程为,
故答案为:.
2.已知椭圆:,,若对于椭圆上任意两个关于原点对称的点,有恒成立,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【详解】不妨设,则,
所以,
所以,
恒成立,
即恒成立,
当时,恒成立;
当时,不等式等价于恒成立,
设,则恒成立,
又因为函数在上单调递减,所以,
所以,即,
又因为,所以的取值范围为,
故答案为:.
3.设椭圆()的右焦点为F,椭圆C上的两点A、B关于原点对称,且满足,,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】如图所示:
设椭圆的左焦点,由椭圆的对称性可知,四边形为平行四边形,
又,则,所以平行四边形为矩形,故,
设,,则,
在直角中,,,
所以,则,
所以,
令,得,
又由,得,
因为对勾函数在上单调递增,所以,
所以 ,即,则,故,
所以,
所以椭圆离心率的取值范围是.
故选:B.
4.已知P、Q为椭圆上关于原点对称的两点,点P在第一象限,、是椭圆C的左、右焦点,,若,则椭圆C的离心率的取值范围为 .
【答案】
【详解】如图,,
显然四边形是矩形,所以,
由题意,,所以,
设,则,所以,
又点P在第一象限,所以,
故,即,所以,
椭圆C的离心率
,
由可得,
又,
所以,
故.
故答案为:.
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上,点与点关于原点对称,四边形的面积为4.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆交于两点.与轴交于点.试判断是否存在,使得为定值?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)设椭圆的焦距为,依题意,,则,
四边形为平行四边形,其面积,得,即,
联立解得,
所以椭圆的方程为.
(2)存在.
由消去得,
当时,恒成立,
设,则,
,
则
当,即时,为定值,所以.
题型04 椭圆中有关弦长问题
1.已知椭圆的中心在原点,焦点为,,且离心率.过点的直线与椭圆相交于,两点,且为的中点,则弦长( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题知,,所以,
所以,椭圆的方程为,
由题知直线的斜率不为,设,,则,
代入椭圆方程得,作差得,
即,得,
所以直线的斜率,故直线的方程为,即,
联立,化简得,解得或,
所以,,所以弦长,故C正确.
故选:C.
2.(多选)已知椭圆,为C的左、右焦点,P为C上一点,且,若交C点于点Q,则( )
A.周长为8 B.
C.面积为 D.
【答案】AD
【详解】由题意,在椭圆中,,不妨设在轴上方,
则,,
所以,故B错;
的周长为,A正确;
设,
在中,
得,
所以,D正确;
,
所以,
故C不正确,
故选:AD.
3.已知是椭圆的右焦点,以坐标原点为圆心,为半径作圆,过垂直于轴的直线与圆交于两点,过点A作圆的切线交轴于点.若直线过点且垂直于轴,则直线的方程为 ;若,则椭圆的离心率等于 .
【答案】
【详解】由题意得,圆的方程为,
又,令得,解得,
不妨设,故,
所以,则直线方程为,
令得,故直线的方程为;
若,则,即,
解得,故离心率.
故答案为:;
4.已知椭圆的一个焦点是直线所过的定点,且短轴长为4.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求直线与椭圆的相交弦长.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)直线恒过定点,可知,
设椭圆的方程为
由,得,
所以椭圆的方程为
(2)设直线与椭圆交于,,
联立,整理得:
其中,,
则
所以直线与椭圆的相交弦长为
5.已知点,分别为椭圆:的左顶点和右焦点(椭圆的左顶点,右焦点.),直线过点且交椭圆于P,Q两点,设直线,的斜率分别为,.
(1)求椭圆的离心率;
(2)是否存在直线,使得,若存在,求出直线的方程;不存在,说明理由.
【答案】(1) (2)存在直线:
【详解】(1)由椭圆方程可知,,,,
∴,,
故椭圆的率心率.
(2)如图,
假设存在直线,满足.
当直线斜率不存在时,,不合题意,舍去;
当直线斜率存在时,设直线的方程为,
联立,化简得.
由题意易知恒成立.
设直线与椭圆的两个交点为,,
根据韦达定理得,,
则
,
∴,即直线:,化简得.
综上可知,存在直线:,满足.
6.设直线与椭圆相交于,两点,已知点.
(1)直接写出椭圆的标准方程;
(2)设直线的斜率存在,求弦长关于斜率的表达式,并化简;
(3)若设点的坐标为,求弦长关于的表达式,并化简;
(4)直接写出弦长的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)由题意知在椭圆上,则,故椭圆的标准方程为;
(2)由于直线的斜率存在,设其方程为,联立,
得,解得两根,不妨设,
故;
(3)设点的坐标为,则,则,
则;
(4)由于,
当时,取得最大值为.
7.已知椭圆C:的一个焦点坐标为,离心率,
(1)求椭圆C的方程;
(2)设O为坐标原点,椭圆C与直线相交于两个不同的点A、B,线段AB的中点为M.若直线OM的斜率为,求线段AB的长.
【答案】(1).
(2)
【详解】(1)椭圆C的一个焦点坐标为,,又,
解得,则,所以椭圆C的方程是.
(2)设,
由,消去y并整理得,
则,,,
则,
所以线段AB的中点,
直线OM斜率为,即,解得,
,
所以,
所以线段AB的长为.
8.已知椭圆过点,且离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线过点,且与交于两点,当最大时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意得,解得,
所以椭圆的标准方程为;
(2)当直线的斜率不存在时,方程为,
此时,
当直线的斜率存在时,设方程为,
联立,消得,
恒成立,故,
则,
所以
,
令,则,
所以
,
当,即时,取得最大值,此时,
综上所述,当最大时,求直线的方程为.
1.椭圆:的左焦点为,右焦点为,以为圆心,为半径的圆与交于点,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】因为以为圆心,为半径的圆与交于点,
所以,,因为,所以,
又由定义可得,所以,所以
故选:B.
2.记椭圆:的左顶点为,右焦点为,过点且倾斜角为的直线与椭圆交于另一点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为椭圆的左顶点为,右焦点为,
所以,
因为点在轴上方,又,所以将代入椭圆可得,即,
因为直线的倾斜角为,
所以,又,
化简,所以解得.
故选:A.
2.(多选)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,长轴长为4,点在椭圆外,点在椭圆上,则( )
A.的取值范围是
B.当椭圆的离心率为时,的取值范围是
C.存在点使得
D.的最小值为1
【答案】BCD
【详解】由题意得,又点在椭圆外,则,又,解得,故A不正确;
当时,,则,
所以的取值范围是,即,故B正确;
设椭圆的上顶点为,,,
由于,所以存在点使得,故C正确;
因为,
当且仅当时,等号成立,
又,所以,故D正确.
故选:BCD
3.常数,椭圆的长轴长是短轴长的3倍,则a的值为 .
【答案】3或
【详解】由椭圆,可得椭圆,
当时,表示焦点在x轴上的椭圆,
∴,即,
当时,表示焦点在y轴上的椭圆,
∴,即,
综上,实数a的值为3或.
故答案为:3或.
4.椭圆:的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线AP,AQ的斜率之积为,则C的离心率为 ;
【答案】
【详解】由题可得,设.则,又,则.
则.
故答案为:
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,.点在椭圆上,圆与线段的延长线,线段以及轴均相切,△的内切圆为圆.若圆与圆外切,且圆与圆的面积之比为9,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【详解】由已知及平面几何知识得:圆心、在的角平分线上,如图,
设圆、与轴的切点分别为,,
由平面几何知识得,直线为两圆的公切线,切点也在的角平分线上,
所以,
由椭圆的定义知,则,
有,,
,,
又圆与圆的面积之比为,所以圆与圆的半径之比为,
因为,所以,
即,整理得,故椭圆的离心率.
故答案为:
6.已知为椭圆的右焦点,为坐标原点,为上一点,若为等边三角形,则的离心率为 .
【答案】
【详解】取椭圆的左焦点,连结,
由为等边三角形,则,
可知为直角三角形,且,
设,则,,
可得,则,
所以椭圆的离心率是.
故答案为:.
7.已知椭圆经过点和点,椭圆的焦距为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)和是椭圆上异于的两点,四边形是平行四边形,直线分别交轴于点和点是椭圆的右焦点,求四边形面积的最小值.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)由已知,所以,所以椭圆的方程为.
(2)如图所示,
因为四边形是平行四边形,
所以线段与线段的中点重合,所以关于原点对称.
设,则且,,
所以直线的方程为,
令,得,即.
又,直线的方程为,
令,得,即.
四边形面积为,
①,
因为点在椭圆上,
所以且,
所以②,
将②代入①得,
所以当时,.
所以四边形面积的最小值为.
8.已知椭圆的离心率,且椭圆经过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点且斜率不为零的直线与椭圆交于两点,关于轴的对称点为,求证:直线与轴交于定点.
【答案】(1) (2)证明见解析
【详解】(1)设椭圆半焦距为,
由题意得
解得,
椭圆的标准方程为:.
(2)设点,则,直线的方程为,
直线与椭圆联立,
消去,得,
则,
,得,
由题意,直线的方程为,
令,所以点的横坐标,
所以直线与轴交于定点.
9.在直角坐标系xOy中,椭圆C:的焦距为,长轴长是短轴长的2倍,斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆于A、B.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若P为线段AB的中点,设OP的斜率为,求证:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)设半焦距为c,长半轴为a,短半轴为b,依题意可知 , 解得.
故椭圆的标准方程为;
(2)证明:设,,,则,.
把,代入椭圆方程得:.
两式相减可得,即.又,
则,故为定值.
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