内容正文:
重难点07 椭圆中的参数范围与最值问题
1.(多选题)(22-23高二上·山东·期中)椭圆的两个焦点分别为,,为坐标原点,以下说法正确的是( )
A.椭圆的离心率为
B.椭圆上存在点,使得
C.过点的直线与椭圆交于,两点,则的面积最大值为
D.定义曲线为椭圆的伴随曲线,则曲线与椭圆无公共点
2.(多选题)(22-23高二上·山东济南·期中)已知,是椭圆的左,右焦点,动点在椭圆上,的平分线与轴交于点,则的可能取值为( )
A. B. C. D.
3.(22-23高二上·山东枣庄·期中)已知是椭圆的左,右焦点,是椭圆上任意一点,过引的外角平分线的垂线,垂足为,则与短轴端点的最近距离为 .
4.(22-23高二上·山东日照·期中)椭圆的左焦点为F,直线与椭圆相交于点A,B,当的周长最大为 时,的面积是 .
5.(23-24高二下·山东青岛·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,点在椭圆上,,过与坐标轴不垂直的直线与椭圆交于E,F两点,H为线段EF的中点.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知点,且,求直线的方程.
(3)点为直线上一点,且不在轴上,是椭圆长轴的两个端点,直线与椭圆C的另外一个交点分别为M,N,设的面积分别为,求的最大值.
6.(23-24高二上·山东青岛·期中)椭圆与双曲线有相同的焦点,且过.
(1)求椭圆的方程;
(2)如图所示,记椭圆的左、右顶点分别为,,当动点在定直线上运动时,直线,分别交椭圆于两点,.
(i)证明:点B在以为直径的圆内;
(ii)求四边形面积的最大值.
7.(23-24高二上·山东临沂·期中)一动圆与圆外切,同时与内切.
(1)求动圆圆心的轨迹方程,并说明它是什么曲线;
(2)设点,斜率不为0的直线与方程交于点,,与圆相切且切点为,为中点.求圆的半径的取值范围.
8.(23-24高二上·山东聊城·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为和,的下顶点为,直线,点在上.
(1)若,线段的中点在轴上,求的坐标;
(2)椭圆上存在一个点,到的距离为,使,当变化时,求的最小值.
9.(23-24高二上·山东菏泽·期中)已知椭圆,①直线过的右焦点,椭圆的长轴长是下顶点到直线的距离的2倍,②点,都在上,③四点,,,中恰有三点在椭圆上.
在以上三个条件中任选一个,解答下列问题.
(1)求椭圆的标准方程:
(2)设,,是椭圆上不同于,的两点(其中在轴上方),若直线的斜率等于直线的斜率的2倍,求四边形面积的最大值.
10.(22-23高二上·山东青岛·期中)已知,是椭圆M:的左右焦点.
(1)若C是椭圆上一点,求的最小值;
(2)直线与椭圆M交于A,B两点,O是坐标原点.椭圆M上存在点P使得四边形OAPB为平行四边形,求m的值.
11.(22-23高二上·山东日照·期中)如图,已知椭圆的左、右顶点为、,又、与椭圆短轴的一个端点组成的三角形面积为.圆的圆心为椭圆的左顶点.
(1)求椭圆的方程;
(2)当圆半径时,过椭圆外一点垂直于轴的圆的切线为,点是椭圆上位于轴上方的动点,直线、与直线分别交于、两点,求的最小值;
(3)圆A与椭圆交于点、.点是椭圆上异于、的任意一点,且直线、分别与轴交于点、,为坐标原点.求证:为定值.
12.(22-23高二上·山东德州·期中)已知圆M:,点,P是圆M一动点,若线段PN的垂直平分线与PM交于点Q.
(1)求点Q的轨迹方程C;
(2)若点A是曲线C上的动点,求的最大值(其中O为坐标原点).
13.(22-23高二上·山东青岛·期中)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知点在椭圆上,且,
①证明:直线过定点;
②求面积的最大值.
14.(22-23高二上·山东济南·期中)已知点,点是圆上的任意一点,线段的垂直平分线与直线交于点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)过点的直线与轨迹交于不同的两点,,则的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及直线的方程;若不存在,请说明理由.
15.(22-23高二上·山东青岛·期中)已知为坐标原点,椭圆的左右焦点分别为,,为椭圆的上顶点,以为圆心且过的圆与直线相切.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知直线交椭圆于两点.
(ⅰ)若直线的斜率等于,求面积的最大值;
(ⅱ)若,点在上,.证明:存在定点,使得为定值.
16.(22-23高二上·山东临沂·期中)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,过点且不平行于坐标轴的直线交椭圆于,两点.
(1)求的周长;
(2)椭圆上是否存在点,使得点到直线:的距离最大?若存在,求出最大距离;若不存在,说明理由.
17.(22-23高二上·山东青岛·期中)已知椭圆C1:y2=1的左右顶点是双曲线C2:的顶点,且椭圆C1的上顶点到双曲线C2的渐近线的距离为.
(1)求双曲线C2的方程;
(2)若直线与C1相交于M1,M2两点,与C2相交于Q1,Q2两点,且•5,求|M1M2|的取值范围.
18.(22-23高二上·山东济南·期中)已知两点,在椭圆:上,为椭圆上的动点,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)将表示为的函数,并求的取值范围.
19.(22-23高二上·山东·期中)已知椭圆的一个焦点与短轴的两个端点是正三角形的三个顶点,点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点是椭圆上的动点,为椭圆的左焦点,求线段的中点的轨迹方程;
(3)直线过定点,且与椭圆交于不同的两点,若为钝角(为坐标原点),求直线的斜率的取值范围.
20.(22-23高二上·山东·期中)如图,点,分别是椭圆的左、右焦点,点A是椭圆C上一点,且满足轴,,直线与椭圆C相交于另一点B.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)若的周长为,M为椭圆C上任意一点,求的取值范围.
21.(22-23高二上·山东·期中)已知椭圆:()的左、右焦点分别为,,左、右顶点分别为,,且长轴长为8,为椭圆是异于,的点,满足的周长为12.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设为坐标原点,过点的动直线与椭圆交于,两点,求面积的最大值.
22.(22-23高二上·山东菏泽·期中)在平面直角坐标系xOy中,动圆P和圆:内切,且与圆:外切,记动圆P的圆心轨迹为E.
(1)求轨迹E的方程;
(2)若直线l:与E交于不同的两点M、N,线段MN的中点记为A,且线段MN的垂直平分线过定点,求k的取值范围.
23.(22-23高二上·天津·期中)在平面直角坐标系中,已知椭圆:的离心率为,且过点,为左顶点,为下顶点,椭圆上有一点且点在第一象限,交轴于点,交轴于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求面积的最大值.
24.(22-23高二上·山东青岛·期中)已知O为坐标原点,定点,定直线,动点P到直线的距离设为d,且满足:.
(1)求动点P的轨迹曲线W的方程.
(2)若直线与曲线W交于A,B两点,求面积的最大值.
25.(22-23高二上·山东青岛·期中)如图,点是椭圆的短轴位于轴下方的端点,过作斜率为的直线交椭圆于点,若点的坐标为,且满足轴,.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆的左顶点为,左焦点为,点为椭圆上任意一点,求的取值范围.
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重难点07 椭圆中的参数范围与最值问题
1.(多选题)(22-23高二上·山东·期中)椭圆的两个焦点分别为,,为坐标原点,以下说法正确的是( )
A.椭圆的离心率为
B.椭圆上存在点,使得
C.过点的直线与椭圆交于,两点,则的面积最大值为
D.定义曲线为椭圆的伴随曲线,则曲线与椭圆无公共点
【答案】BD
【解析】对于A:因,,则,即,离心率, A错误;
对于B:以线段为直径的圆O:,显然椭圆的短轴端点在圆O内,于是得圆O与椭圆C有公共点,
即椭圆上存在点,有,则,B正确;
对于C:显然直线AB不垂直于y轴,将直线的方程代入椭圆的方程得:,
设,,,
因此,
因为,当且仅当取等号,则,C错误;
对于D:椭圆中,,而伴随曲线中,,
因此,曲线与椭圆C不可能有公共点,D正确.
故选:BD
2.(多选题)(22-23高二上·山东济南·期中)已知,是椭圆的左,右焦点,动点在椭圆上,的平分线与轴交于点,则的可能取值为( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】由椭圆方程求得焦点坐标,再由得,分别写出直线和的方程,由M到两直线的距离相等列式,整理可得m关于的关系式,求得m的取值范围,即可得出结果.由椭圆方程可得,
由可得,
则直线的方程为,即,
直线的方程为,即,
在的平分线上,
①,
,
,
则①式可化为,即,
又,,
结合选项可得m的可能取值为1,0,.
故选:ACD.
3.(22-23高二上·山东枣庄·期中)已知是椭圆的左,右焦点,是椭圆上任意一点,过引的外角平分线的垂线,垂足为,则与短轴端点的最近距离为 .
【答案】
【解析】由题意知:,
设的延长线交的延长线于点,,为线段中点,
由椭圆定义知:,,
分别为和中点,,
点轨迹是以为圆心,为半径的圆,
由椭圆方程知:短轴端点为,
当点在轴上时,其到临近的短轴端点的距离最近,最近距离为.
故答案为:.
4.(22-23高二上·山东日照·期中)椭圆的左焦点为F,直线与椭圆相交于点A,B,当的周长最大为 时,的面积是 .
【答案】 8 3
【解析】设椭圆的右焦点为,
根据椭圆的定义可知,
当且仅当经过右焦点时,取得最大值.
此时直线,代入椭圆方程可得,
此时.
故答案为:8;3.
5.(23-24高二下·山东青岛·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,点在椭圆上,,过与坐标轴不垂直的直线与椭圆交于E,F两点,H为线段EF的中点.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知点,且,求直线的方程.
(3)点为直线上一点,且不在轴上,是椭圆长轴的两个端点,直线与椭圆C的另外一个交点分别为M,N,设的面积分别为,求的最大值.
【解析】(1)由椭圆的定义得,因为,所以,
在中,由余弦定理得,
即,
又,即,代入整理得,解得,所以,
所以椭圆的方程为:.
(2)由题意,设的方程为:,且,
联立方程组,整理得,
则且,
所以,则,
因为,所以,即,
整理得,因为,可得或,
直线的方程为或者.
(3)设且,则,,
联立方程组,整理得,可得,
同理可得,联立,整理得,可得,
所以,
令,则,
当,即,即时,取得最大值.
6.(23-24高二上·山东青岛·期中)椭圆与双曲线有相同的焦点,且过.
(1)求椭圆的方程;
(2)如图所示,记椭圆的左、右顶点分别为,,当动点在定直线上运动时,直线,分别交椭圆于两点,.
(i)证明:点B在以为直径的圆内;
(ii)求四边形面积的最大值.
【解析】(1)由题知,椭圆的焦点为,,
故可设椭圆的方程为,将点代入可得,
解得,
所以椭圆得方程为.
(2)(i)易知,由椭圆对称性可知,不妨设,;
根据题意可知直线斜率均存在,且,;
所以直线的方程为,的方程为;
联立直线和椭圆方程,消去可得;
由韦达定理可得,解得,则;
联立直线和椭圆方程,消去可得;
由韦达定理可得,解得,则;
则,;
所以;
即可知为钝角,所以点B在以为直径的圆内;
(ii)易知四边形的面积为,
设,则,当且仅当时等号成立;
由对勾函数性质可知在上单调递增,
所以,可得,
所以时,四边形的面积最大为6,此时点的坐标为,
由对称性可知,即当点的坐标为或时,
四边形的面积最大,最大值为6.
7.(23-24高二上·山东临沂·期中)一动圆与圆外切,同时与内切.
(1)求动圆圆心的轨迹方程,并说明它是什么曲线;
(2)设点,斜率不为0的直线与方程交于点,,与圆相切且切点为,为中点.求圆的半径的取值范围.
【解析】(1)设动圆心为,半径为,
圆可化为,
可化为,
由题意可得,,
则,
所以,圆心的轨迹是焦点为,,长轴长为的椭圆,且,,得,
则动圆圆心的轨迹方程为.
(2)由题意知,直线的斜率存在且不为0,
设直线方程为,,,
设圆的半径为,
,
,
,,
所以,
又因为为的中点,所以,
又圆与直线相切于点,所以,且,所以,
所以,解得,所以,
,
解得:,
所以,
由,即,
所以圆的半径的取值范围为.
8.(23-24高二上·山东聊城·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为和,的下顶点为,直线,点在上.
(1)若,线段的中点在轴上,求的坐标;
(2)椭圆上存在一个点,到的距离为,使,当变化时,求的最小值.
【解析】(1)由题意可得,
,,
的中点在轴上,则由中点坐标公式可知:的纵坐标之和为0,
的纵坐标为,代入得:.
(2)设,则由题意得:
则,
或
,或,
据此可得,或,
整理可得,或,
解得,
又,
从而,即的最小值为.
9.(23-24高二上·山东菏泽·期中)已知椭圆,①直线过的右焦点,椭圆的长轴长是下顶点到直线的距离的2倍,②点,都在上,③四点,,,中恰有三点在椭圆上.
在以上三个条件中任选一个,解答下列问题.
(1)求椭圆的标准方程:
(2)设,,是椭圆上不同于,的两点(其中在轴上方),若直线的斜率等于直线的斜率的2倍,求四边形面积的最大值.
【解析】(1)若选①设椭圆的焦距为,直线恒过定点,所以.
椭圆的下顶点到直线的距离,
由题意得解得,.
所以椭圆的标准方程为;
若选②因为,都在上,所以解得
所以椭圆的标准方程为;
若选③由对称知:,都在椭圆上,对于椭圆在第一象限的图像上的点,
易知是的减函数,故,只有一个点符合,显然不在椭圆上,
所以,,三点在椭圆上,所以,
将代入椭圆方程可得,解得,
所以椭圆的方程为;
(2)设直线的斜率为,即直线的方程为,
联立直线与椭圆方程化简整理可得,
,
设,由韦达定理可得,,即,,
因为直线的斜率等于直线的斜率的倍,
所以可得直线的方程为,
联立直线与椭圆方程
化简整理可得,
,
设,由韦达定理可得,即,,
由对称性,不妨设,
则四边形的面积
,
令,则,当且仅当,即,等号成立,
则,故的最大值为.
10.(22-23高二上·山东青岛·期中)已知,是椭圆M:的左右焦点.
(1)若C是椭圆上一点,求的最小值;
(2)直线与椭圆M交于A,B两点,O是坐标原点.椭圆M上存在点P使得四边形OAPB为平行四边形,求m的值.
【解析】(1)由椭圆方程,可得,,设,则
,,
所以,将原椭圆方程变形并代入,得,
又由椭圆的几何性质可得,
所以当时,的最小值为0.
(2)设,,联立,得,
判别式,解得,由根与系数之间的关系得,
,又四边形OAPB为平行四边形,
A,B两点中点和O,P两点中点重合,即A,B两点中点坐标为,
推出P点坐标,又因为P点在椭圆上,,解得,
11.(22-23高二上·山东日照·期中)如图,已知椭圆的左、右顶点为、,又、与椭圆短轴的一个端点组成的三角形面积为.圆的圆心为椭圆的左顶点.
(1)求椭圆的方程;
(2)当圆半径时,过椭圆外一点垂直于轴的圆的切线为,点是椭圆上位于轴上方的动点,直线、与直线分别交于、两点,求的最小值;
(3)圆A与椭圆交于点、.点是椭圆上异于、的任意一点,且直线、分别与轴交于点、,为坐标原点.求证:为定值.
【解析】(1)由题意知、与椭圆短轴的一个端点组成的三角形的面积为,
又因为,则,,因此,椭圆的方程为.
(2)直线,由已知、,
设直线的斜率为,则的方程为,
联立,解得,得,
设点,其中,则,
则,所以,,
所以直线的方程为,所以,
,当且仅当时等号成立.
此时线段长度的最小值是.
(3)设、、,
则直线的方程为,
令,得,同理,故,
又点与点在椭圆上,故,,
得,
所以为定值.
12.(22-23高二上·山东德州·期中)已知圆M:,点,P是圆M一动点,若线段PN的垂直平分线与PM交于点Q.
(1)求点Q的轨迹方程C;
(2)若点A是曲线C上的动点,求的最大值(其中O为坐标原点).
【解析】(1)圆的圆心,半径为,
由题意可知,又点是圆上的点,则,
且,则,
由椭圆的定义可知,点的轨迹是以为焦点的椭圆,其中,,,
则点的轨迹方程;
(2)设,则,
进而①
又,所以,将其代入①得 ,
由椭圆的有界性可知 ,所以当 时,取最大值
13.(22-23高二上·山东青岛·期中)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知点在椭圆上,且,
①证明:直线过定点;
②求面积的最大值.
【解析】(1)由题意可得:,
解得:,
故椭圆方程为:.
(2)①设点.
因为,,即
由题意知直线的斜率一定存在,设直线方程为,
联立,消去并整理得:,
根据,代入整理可得:
,
将代入,得,
整理得:,解得或,
因为时直线恒过定点,不合题意,舍去,
所以,直线恒过定点.
②由①知,直线的方程为:,
点到直线的距离,
联立,消去并整理得:,
,
所以的面积,
令,则,,
,
因为,所以时面积最大,最大值为.
14.(22-23高二上·山东济南·期中)已知点,点是圆上的任意一点,线段的垂直平分线与直线交于点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)过点的直线与轨迹交于不同的两点,,则的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及直线的方程;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题意知:,,
,
由椭圆定义知点的轨迹是以、为焦点的椭圆,可知,,即,,则
所以点的轨迹方程为;
(2)存在;
设,,不妨设,
由题知,直线的斜率不为零,可设直线的方程为,
联立,得,
则
由韦达定理知,
,
当且仅当,即时的面积取得最大值
此时直线的方程为
15.(22-23高二上·山东青岛·期中)已知为坐标原点,椭圆的左右焦点分别为,,为椭圆的上顶点,以为圆心且过的圆与直线相切.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知直线交椭圆于两点.
(ⅰ)若直线的斜率等于,求面积的最大值;
(ⅱ)若,点在上,.证明:存在定点,使得为定值.
【解析】(1)由题意知:,,
又,则以为圆心且过的圆的半径为,
故,所以椭圆的标准方程为:.
(2)(ⅰ)设直线的方程为:,
将代入得:,
所以且,
故.
又,
点到直线的距离,
所以,
等号当仅当时取,即当时,的面积取最大值为.
(ⅱ)显然直线的斜率一定存在,
设直线的方程为:,,
由(ⅰ)知:
所以,
所以,
解得,,直线过定点或,
所以D在以OZ为直径的圆上,该圆的圆心为或,半径等于,
所以存在定点或,使得为定值.
16.(22-23高二上·山东临沂·期中)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,过点且不平行于坐标轴的直线交椭圆于,两点.
(1)求的周长;
(2)椭圆上是否存在点,使得点到直线:的距离最大?若存在,求出最大距离;若不存在,说明理由.
【解析】(1)由椭圆:可知,椭圆的长轴长,
由椭圆的定义可知,,,
又∵直线过焦点交椭圆与,两点.
的周长为:.
(2)假设椭圆上存在点,使得点到直线:的距离最大,则点为平行于直线的直线与椭圆的切点.
设与直线:平行且与椭圆相切的直线方程为:.
联立,整理得:,
∵直线与椭圆相切,∴,
解得:.
当时,直线与椭圆的切点到直线的距离最大,且此最大距离也是直线与直线之间的距离,此时直线的方程为,
直线:与直线:的距离,
椭圆上存在点,使得点到直线:的距离最大,最大距离为.
17.(22-23高二上·山东青岛·期中)已知椭圆C1:y2=1的左右顶点是双曲线C2:的顶点,且椭圆C1的上顶点到双曲线C2的渐近线的距离为.
(1)求双曲线C2的方程;
(2)若直线与C1相交于M1,M2两点,与C2相交于Q1,Q2两点,且•5,求|M1M2|的取值范围.
【解析】(1)由椭圆C1:y2=1的左右顶点为(,0),(,0),可得a2=3,
又椭圆C1的上顶点(0,1)到双曲线C2的渐近线bx﹣ay=0的距离为,
由点到直线的距离公式有可得b=1,
所以双曲线C2的方程为y2=1;
(2)易知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+m,
代入y2=1,消去y并整理得(1﹣3k2)x2﹣6kmx﹣3m2﹣3=0,
要与C2相交于两点,则应有⇒①,
设Q1(x1,y1)、Q2(x2,y2),则有:x1+x2,x1•x2.
又•x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2,
又•5,所以有[(1+k2)(﹣3m2﹣3)+6k2m2+m2(1﹣3k2)]=﹣5
整理得m2=1﹣9k2…②,
将y=kx+m,代入y2=1,消去y并整理得:(1+3k2)x2+6kmx+3m2﹣3=0,
要有两交点,则△=36k2m2﹣4(1+3k2)(3m2﹣3)>0⇒3k2+1>m2…③
由①②③有:0<k2.
设M1(x3,y3)、M2(x4,y4),则有:x3+x4,x3•x4.
所以|M1M2|••,
又m2=1﹣9k2,代入有:|M1M2|•⇒|M1M2|•
⇒|M1M2|=12,令t=k2,则t∈(0,],
令f(t)⇒f′(t),又t∈(0,],
所以f'(t)>0在t∈(0,]内恒成立,故函数f(t)在t∈(0,]内单调递增,
故f(t)∈(0,],则有|M1M2|∈(0,].
18.(22-23高二上·山东济南·期中)已知两点,在椭圆:上,为椭圆上的动点,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)将表示为的函数,并求的取值范围.
【解析】(1)由题意可知,,所以椭圆的方程为.
(2)由点在椭圆上,可得,且.
.由,可得,
所以,故的取值范围为.
19.(22-23高二上·山东·期中)已知椭圆的一个焦点与短轴的两个端点是正三角形的三个顶点,点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点是椭圆上的动点,为椭圆的左焦点,求线段的中点的轨迹方程;
(3)直线过定点,且与椭圆交于不同的两点,若为钝角(为坐标原点),求直线的斜率的取值范围.
【解析】(1)由椭圆的一个焦点与短轴的两个端点是正三角形的三个顶点可得,从而,
则有,解得
所以椭圆的方程为.
(2)设椭圆上的动点,线段中点(x,y),
由题意得,即,
∵点在椭圆上,
∴
整理得,
∴线段中点的轨迹方程为.
(3)由题意得直线l的斜率存在且不为0,设直线l的方程为,
由消去整理得:,
∵直线l与椭圆交于不同的两点,
∴,
解得①
设(x1,y1),(x2,y2),
则.
∵为钝角,
∴ ,则,
又.
=,
解得 ②
由①②得.
∴ 实数k的取值范围是.
20.(22-23高二上·山东·期中)如图,点,分别是椭圆的左、右焦点,点A是椭圆C上一点,且满足轴,,直线与椭圆C相交于另一点B.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)若的周长为,M为椭圆C上任意一点,求的取值范围.
【解析】(1)在中,∵,
∴,,
由椭圆的定义,,,
∴椭圆离心率.
(2)的周长为,则,
∵,∴,,
∴椭圆C的标准方程为,
可得,设,则,,
∵,
∴,
∵,
所以由二次函数性质可知,当时,的最大值为;
当时,的最小值为,
所以的取值范围是.
21.(22-23高二上·山东·期中)已知椭圆:()的左、右焦点分别为,,左、右顶点分别为,,且长轴长为8,为椭圆是异于,的点,满足的周长为12.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设为坐标原点,过点的动直线与椭圆交于,两点,求面积的最大值.
【解析】(1)由题意得,所以.
因为的周长为12,所以,所以,
故.
所以椭圆的方程为.
(2)由题意,直线不与轴重合,故设直线的方程为,
由,得,
,即,
,.所以,
又点到直线的距离.所以,
所以(当且仅当时等号成立,且满足).
故面积的最大值为.
22.(22-23高二上·山东菏泽·期中)在平面直角坐标系xOy中,动圆P和圆:内切,且与圆:外切,记动圆P的圆心轨迹为E.
(1)求轨迹E的方程;
(2)若直线l:与E交于不同的两点M、N,线段MN的中点记为A,且线段MN的垂直平分线过定点,求k的取值范围.
【解析】(1)由题意,圆的标准方程为:,圆心,
圆的标准方程为,圆心,
不妨设动圆P的半径为,
动圆P和圆内切,故;动圆P和圆外切,故,
即,又,
故动圆P的圆心轨迹是以为焦点的椭圆,,
即轨迹E的方程是:.
(2)由题意,联立直线与椭圆:
,可得,
不妨设,则,
即,
,
线段MN的中点横坐标,纵坐标,
线段MN的垂直平分线过定点,故,
即,代入可得,
,即
即,解得或.
23.(22-23高二上·天津·期中)在平面直角坐标系中,已知椭圆:的离心率为,且过点,为左顶点,为下顶点,椭圆上有一点且点在第一象限,交轴于点,交轴于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求面积的最大值.
【解析】(1)由题意可得,解得,
故椭圆的标准方程为.
(2)由(1)可得:
设直线,则,
联立方程,消去得:,
由题意可得,则,
∴,即,
直线:,令,解得,即,
直线:,令,解得,即,
则的面积
,
令,则,
∴,
∵,当且仅当,即时等号成立,
∴
故面积的最大值.
24.(22-23高二上·山东青岛·期中)已知O为坐标原点,定点,定直线,动点P到直线的距离设为d,且满足:.
(1)求动点P的轨迹曲线W的方程.
(2)若直线与曲线W交于A,B两点,求面积的最大值.
【解析】(1)设点,由题知:,
所以,整理得点P的轨迹方程:.
(2)设
将代入得:,
所以,,
得,
,
点O到直线m的距离,所以,
所以,当且仅当即,即时等号成立,此时满足,
所以面积最大值为.
25.(22-23高二上·山东青岛·期中)如图,点是椭圆的短轴位于轴下方的端点,过作斜率为的直线交椭圆于点,若点的坐标为,且满足轴,.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆的左顶点为,左焦点为,点为椭圆上任意一点,求的取值范围.
【解析】(1)由题意得,的方程为,由,则,
,,由,即,即,,又在椭圆上,得,解得,
所求椭圆方程;
(2)由椭圆方程得,则,,设,则
所以,且,
则
由于,所以,即的取值范围为.
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