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专题05 椭圆性质
(易错必刷30题13种题型专项训练)
题型大集合
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· 椭圆定义求参范围
· 椭圆定义
· 焦半径范围最值
· 椭圆第一定义求最值范围
· 椭圆求a、b、c
· 椭圆轨迹
· 焦点三角形面积
· 椭圆方程的三角换元
· 焦点三角形中的余弦定理
· 焦点三角形与离心率
· 离心率求参数范围
· 椭圆对称性
· 椭圆焦点弦定比分点
·
题型大通关
一.椭圆定义求参范围(共2小题)
1.(23-24高二下·湖南长沙·期中)已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·北京海淀·期中)若表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.任意实数
2. 椭圆定义(共2小题)
3.(22-23高二上·北京·期中)数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微”.事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,例如,与相关的代数问题,可以转化为点与点之间距离的几何问题.结合上述观点,可求得方程的解是( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·山东聊城·期中)已知圆,为圆内一点,将圆折起使得圆周过点(如图),然后将纸片展开,得到一条折痕,这样继续下去将会得到若干折痕,观察这些折痕围成的轮廓是一条圆锥曲线,则该圆锥曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
三.焦半径范围最值 (共3小题)
5.(23-24高二上·浙江·期中)已知点为椭圆:的右焦点,点是椭圆上的动点,点是圆上的动点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·安徽·期中)已知椭圆的左焦点为,若点P在椭圆C上,则的最大值为( )
A.1 B.5 C.7 D.
7.(23-24高二上·湖南常德·期中)已知P是椭圆C:上一点,点P在直线l:上的射影为Q,F是椭圆C的右焦点,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
四.椭圆第一定义求最值范围(共2小题)
8.(21-22高二上·广东广州·期中)已知是椭圆的两个焦点,点在上,则的最大值为( )
A.28 B.16 C.12 D.9
9.(20-21高二上·江苏·期中)已知椭圆的右焦点为是椭圆上一点,点,则的周长最大值为( )
A.14 B.16 C.18 D.20
五.椭圆求a、b、c(共2小题)
10.(22-23高二上·安徽合肥·期中)椭圆的焦点为,,与y轴的一个交点为A,若,则m( )
A.1 B. C. D.2
11.(21-22高二上·山西朔州·期中)椭圆的左、右焦点分别为为椭圆上一点,若,则等于( )
A.1 B. C. D.2
六. 椭圆轨迹(共3小题)
12.(23-24高三下·重庆·期中)长为2的线段的两个端点和分别在轴和轴上滑动,则点关于点的对称点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
13.(23-24高二上·广东深圳·期中)如图,已知定圆A的半径为4,B是圆A内一个定点,且,P是圆上任意一点.线段BP的垂直平分线l和半径AP相交于点Q,当点P在圆上运动时,则点Q的轨迹是( )
A.圆 B.射线
C.长轴为4的椭圆 D.长轴为2的椭圆
14.(22-23·湖北·期中)已知两圆C1:(x-4)2+y2=169,C2:(x+4)2+y2=9.动圆M在圆C1内部且和圆C1相内切,和圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
7. 焦点三角形面积(共2小题)
15.(22-23高三·河南·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,P为椭圆C在第一象限内的一点,,直线与C的另一个交点为Q,O为坐标原点,则的面积为( )
A. B. C. D.
16.(23-24高二上·新疆伊犁·期中)已知椭圆:的右焦点为F,P是上一点,,当的周长最小时,其面积为( )
A.12 B.6 C.8 D.10
八.椭圆方程的三角换元(共2小题)
17.(23-24高二上·江苏扬州·期中)已知是椭圆上的点,则的值可能是( )
A.13 B.14 C.15 D.16
18.(22-23高二上·北京海淀·期中)设x,,则“”是“,”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
九.焦点三角形中的余弦定理(共3小题)
19.(2024·四川成都·二模)设为坐标原点,为椭圆的两个焦点,点在上,,则( )
A. B. C.2 D.
20.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知椭圆,,为两个焦点,为原点,为椭圆上一点,,则( )
A. B. C. D.1
21.(23-24高二上·北京·期中)已知椭圆分别为左右焦点,为椭圆上一点,满足,则的长为( )
A. B. C. D.
10. 焦点三角形与离心率(共3小题)
22.(22-23高二上·河南信阳·期中)已知,是椭圆C的两个焦点,P为C上一点,,若C的离心率为,则( )
A. B. C. D.
23.(23-24高二下·广西贵港·期中)已知,分别是椭圆的左、右焦点,是坐标原点,是椭圆上一点,与轴交于点.若,,则椭圆的离心率为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
24.(23-24高二下·山西运城·期中)已知分别是椭圆的左、右焦点,过点的直线交于两点,若的最大值为8,则的离心率为( ).
A. B. C. D.
十一.离心率求参数范围 (共2小题)
25.(2023·全国·模拟预测)已知O为坐标原点,焦点在x轴上的曲线C:的离心率满足,A,B是x轴与曲线C的交点,P是曲线C上异于A,B的一点,延长PO交曲线C于另一点Q,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
26.(21-22高二·全国·期中)椭圆()的左、右焦点分别是,,斜率为1的直线l过左焦点,交C于A,B两点,且的内切圆的面积是,若椭圆C的离心率的取值范围为,则线段AB的长度的取值范围是( )
A. B. C. D.
11. 椭圆对称性(共2小题)
27.(23-24高二·河南郑州·期中)已知由椭圆与椭圆的交点连线可构成矩形(点,在轴下方),且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
28.(22-23高二下·重庆沙坪坝期中)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.
十三.椭圆焦点弦定比分点(共2小题)
29.(2025·四川巴中·模拟预测)已知是椭圆的左,右焦点,A,B是椭圆C上的两点.若,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
30.(24-25高三上·云南昆明期中)设椭圆的右焦点为F,过坐标原点O的直线与E交于A,B两点,点C满足,若,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
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· 焦半径范围最值
· 椭圆第一定义求最值范围
· 椭圆求a、b、c
· 椭圆轨迹
· 焦点三角形面积
· 椭圆方程的三角换元
· 焦点三角形中的余弦定理
· 焦点三角形与离心率
· 离心率求参数范围
· 椭圆对称性
· 椭圆焦点弦定比分点
·
题型大通关
一.椭圆定义求参范围(共2小题)
1.(23-24高二下·湖南长沙·期中)已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将椭圆方程化成标准形式,根据焦点位置,列出不等式组,解之即得.
【详解】将椭圆方程变形为,因为焦点在轴上,所以,解得.
故选:B.
2.(23-24高二上·北京海淀·期中)若表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.任意实数
【答案】C
【分析】由该方程表示椭圆,可得且,焦点在轴上可得,计算即可得.
【详解】由题意得,解得或,即.
故选:C.
2. 椭圆定义(共2小题)
3.(22-23高二上·北京·期中)数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微”.事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,例如,与相关的代数问题,可以转化为点与点之间距离的几何问题.结合上述观点,可求得方程的解是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据抛物线的定义可得答案.
【详解】因为,所以可以转化为到的距离,同理,可以转化为到的距离,因为,
所以到两定点和的距离之和为,所以在以点和为焦点的椭圆上,设椭圆的标准方程为:,则,,即,又,所以,
所以椭圆的方程为:,由,得,解得,.故选:D.
4.(23-24高二上·山东聊城·期中)已知圆,为圆内一点,将圆折起使得圆周过点(如图),然后将纸片展开,得到一条折痕,这样继续下去将会得到若干折痕,观察这些折痕围成的轮廓是一条圆锥曲线,则该圆锥曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】记点关于折痕的对称点为A,折痕相交于点,分析的值,结合椭圆定义可解.
【详解】由题知,,记点关于折痕的对称点为A,折痕相交于点,
则点A在圆周上,折痕为线段的垂直平分线,如图所示:
则有,可知,
所以点的轨迹是以为左、右焦点的椭圆,其中长轴,焦距,
所以,
所以点的轨迹方程,即折痕围成轮廊的圆锥曲线的方程为.
故选:.
三.焦半径范围最值 (共3小题)
5.(23-24高二上·浙江·期中)已知点为椭圆:的右焦点,点是椭圆上的动点,点是圆上的动点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
作出图形,利用椭圆的定义以及圆的几何性质可求得的最小值.
【详解】如下图所示:
在椭圆中,,则,圆的圆心,半径,
圆心为椭圆的左焦点,由椭圆定义可得,,
由椭圆的几何性质可得,即,由圆的几何性质可得,
所以,所以的最小值是.
故选:C.
6.(23-24高二上·安徽·期中)已知椭圆的左焦点为,若点P在椭圆C上,则的最大值为( )
A.1 B.5 C.7 D.
【答案】C
【分析】根据两点间距离公式求解最大值.
【详解】依题意,,,则,,设,
所以:,又因为:,
所以:,因为:,所以当时,有最大值:,故C项正确.
故选:C.
7.(23-24高二上·湖南常德·期中)已知P是椭圆C:上一点,点P在直线l:上的射影为Q,F是椭圆C的右焦点,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】A
【分析】求出椭圆左焦点的坐标,结合椭圆的定义转化为求的最小值,再求出点到直线的距离得解.
【详解】椭圆C的左焦点为,则,于是,
当且仅当Q,P,三点共线,且P在线段上时,取得最小值,
最小值为点到直线的距离,所以的最小值为1.
故选:A
四.椭圆第一定义求最值范围(共2小题)
8.(21-22高二上·广东广州·期中)已知是椭圆的两个焦点,点在上,则的最大值为( )
A.28 B.16 C.12 D.9
【答案】B
【分析】根据椭圆方程求得,再由椭圆的定义可得,利用基本不等式即可求解.
【详解】由椭圆可得,所以,
因为点在上,所以,
所以,
当且仅当时等号成立,最大值为,
故选:B.
9.(20-21高二上·江苏·期中)已知椭圆的右焦点为是椭圆上一点,点,则的周长最大值为( )
A.14 B.16 C.18 D.20
【答案】C
【分析】设椭圆的左焦点为,由题可知,,利用,即可得出.
【详解】如图所示设椭圆的左焦点为,则
,则,
,的周长,当且仅当三点M,,A共线时取等号.的周长最大值等于18.故选:C.
五.椭圆求a、b、c(共2小题)
10.(22-23高二上·安徽合肥·期中)椭圆的焦点为,,与y轴的一个交点为A,若,则m( )
A.1 B. C. D.2
【答案】A
【分析】首先根据椭圆的标准方程求出,然后再根据椭圆的定义及等腰直角三角形的几何性质求出的值,进而求出参数.
【详解】在椭圆()中,,,,
如图,
易知,又,所以为等腰直角三角形,
即,得,即.故选:A
11.(21-22高二上·山西朔州·期中)椭圆的左、右焦点分别为为椭圆上一点,若,则等于( )
A.1 B. C. D.2
【答案】A
【分析】由椭圆方程求得,中,应用余弦定理,结合向量的数量积可求得,即得,从而可得.
【详解】由题意可设,所以,
在中,,即, ①
又,即,所以,代入①中,
得,所以,所以,
又,所以,故选:A.
六. 椭圆轨迹(共3小题)
12.(23-24高三下·重庆·期中)长为2的线段的两个端点和分别在轴和轴上滑动,则点关于点的对称点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设出、、点坐标,由题意可得、两点坐标间的关系,用点的横纵坐标替换、点坐标代入计算即可得.
【详解】设、,,
则有,,即,,
由题意可得,即,即.
故选:D.
13.(23-24高二上·广东深圳·期中)如图,已知定圆A的半径为4,B是圆A内一个定点,且,P是圆上任意一点.线段BP的垂直平分线l和半径AP相交于点Q,当点P在圆上运动时,则点Q的轨迹是( )
A.圆 B.射线
C.长轴为4的椭圆 D.长轴为2的椭圆
【答案】C
【分析】连接,由线段垂直平分线的性质结合圆的性质可得,再由椭圆的定义可得其轨迹.
【详解】连接,
因为线段BP的垂直平分线l和半径AP相交于点Q,所以,
因为,所以,
所以点的轨迹是以为焦点,4为长轴长,焦距为2的椭圆.
故选:C
14.(22-23·湖北·期中)已知两圆C1:(x-4)2+y2=169,C2:(x+4)2+y2=9.动圆M在圆C1内部且和圆C1相内切,和圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由两圆外切和内切,得出圆心距与两圆的半径和差的关系,设出动圆的半径,消去,再由圆锥曲线的定义,可得动圆的圆心的轨迹,进一步求出其方程.
【详解】设动圆的圆心,半径为
圆与圆:内切,与C2:外切.所以.
.由椭圆的定义,的轨迹是以为焦点,长轴为16的椭圆.
则,所以 。动圆的圆心的轨迹方程为:故选:D
【点睛】本题考查两圆的位置关系以及判断方法和动点的轨迹方程,椭圆的定义,属于中档题.
7. 焦点三角形面积(共2小题)
15.(22-23高三·河南·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,P为椭圆C在第一象限内的一点,,直线与C的另一个交点为Q,O为坐标原点,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设,,在中,由余弦定理结合椭圆定义可得,根据面积相等,即可得P点纵坐标,进而得P点坐标,根据点坐标即可得直线方程,与椭圆联立可得点纵坐标,进而求得三角形面积.
【详解】解:因为,所以,
设,,在中,由余弦定理得,
即,所以,根据椭圆定义有:,所以,
所以,因为,
因为P在第一象限,所以,代入椭圆中,得,
因为,所以,所以直线,
联立,可得 ,
显然,则,因为,所以,
所以.故选:C
【点睛】思路点睛:该题考查直线与椭圆的综合问题,属于中难题,关于焦点三角形问题的思路有:
(1)设出两个焦半径为,求得;
(2)先由余弦定理建立等式;
(3)再由椭圆定义建立,两式联立可得;
(4)再根据等面积法,即可求得点坐标.
16.(23-24高二上·新疆伊犁·期中)已知椭圆:的右焦点为F,P是上一点,,当的周长最小时,其面积为( )
A.12 B.6 C.8 D.10
【答案】B
【分析】由椭圆定义及三角形三边关系得,注意三点位置关系并确定的坐标,进而求三角形面积.
【详解】由题设,若是椭圆左焦点,如下图示,
的周长为,又,
而,结合图知:,
由,则,
所以,当且仅当共线且在之间取等号,
此时直线方程为,联立椭圆得,整理得,
所以或,由图知,此时的面积为.故选:B
八.椭圆方程的三角换元(共2小题)
17.(23-24高二上·江苏扬州·期中)已知是椭圆上的点,则的值可能是( )
A.13 B.14 C.15 D.16
【答案】A
【分析】根据题意,可设,得到,求得的取值范围,即可求解.
【详解】由椭圆,可设,其中,
则,其中,
因为,所以,
即的取值范围为,结合选项,可得A符合题意.故选:A.
18.(22-23高二上·北京海淀·期中)设x,,则“”是“,”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】利用椭圆的有关性质、三角函数的定义和三角函数的同角公式,结合充分、必要条件的定义计算化简,即可得到结果.
【详解】若,其轨迹为一个椭圆,则,
得,令,得,
所以充分性成立;
由,得,有,
所以必要性成立.
所以“”是“”的充分必要条件.故选:C.
九.焦点三角形中的余弦定理(共3小题)
19.(2024·四川成都·二模)设为坐标原点,为椭圆的两个焦点,点在上,,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】由椭圆的定义可得,再结合余弦定理可得,然后由向量数量积定义得解.
【详解】由椭圆的定义可得,
在 中,由余弦定理,
又 ,可得:
,即,
即,即,
则,
故选:A.
20.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知椭圆,,为两个焦点,为原点,为椭圆上一点,,则( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义结合余弦定理求出的值,利用,根据向量模的计算即可求得答案.
【详解】由题意椭圆,为两个焦点,可得,
则①,即,
由余弦定理得,
即,整理得,②
联立①②,解得:,则,
又因为,则,
使用.故选:B
21.(23-24高二上·北京·期中)已知椭圆分别为左右焦点,为椭圆上一点,满足,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义结合余弦定理可得,再利用向量求的长.
【详解】由椭圆方程可知:,可得,
在中,由余弦定理可得
,
即,解得,因为为线段的中点,则,
可得
,所以的长为.故选:A.
10. 焦点三角形与离心率(共3小题)
22.(22-23高二上·河南信阳·期中)已知,是椭圆C的两个焦点,P为C上一点,,若C的离心率为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义,结合余弦定理、椭圆离心率的公式进行求解即可.
【详解】解:记,,由,及,得,,又由余弦定理知,得.
由,得,从而,∴.
∵,∴.
故选:B
23.(23-24高二下·广西贵港·期中)已知,分别是椭圆的左、右焦点,是坐标原点,是椭圆上一点,与轴交于点.若,,则椭圆的离心率为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】B
【分析】由得,则求出,结合椭圆定义求出,再由可得答案.
【详解】由,得,则,则,则,即,解得,则,因为,所以,
即,整理得,
则,解得或,故或.故选:B.
【点睛】关键点点睛:解题的关键点是判断出,利用勾股定理求出答案.
24.(23-24高二下·山西运城·期中)已知分别是椭圆的左、右焦点,过点的直线交于两点,若的最大值为8,则的离心率为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】椭圆定义有,结合已知确定的最小值,即可求解.
【详解】由椭圆的定义,可知,
所以当最小时,最大,
由椭圆的性质得,过椭圆焦点的弦中垂直于长轴的弦最短,
当直线AB垂直于轴时,取得最小值,此时,
由解得,此时的离心率.故选:A.
十一.离心率求参数范围 (共2小题)
25.(2023·全国·模拟预测)已知O为坐标原点,焦点在x轴上的曲线C:的离心率满足,A,B是x轴与曲线C的交点,P是曲线C上异于A,B的一点,延长PO交曲线C于另一点Q,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由离心率的范围可知曲线为椭圆,根据离心率与的关系得到的范围,然后利用斜率公式表示出,进而求出其范围.
【详解】由解得,所以曲线C是椭圆.因椭圆C的焦点在x轴上,则.
因为,所以,
不妨设,,,,
由题意知,则,即,
.故选:A.
26.(21-22高二·全国·期中)椭圆()的左、右焦点分别是,,斜率为1的直线l过左焦点,交C于A,B两点,且的内切圆的面积是,若椭圆C的离心率的取值范围为,则线段AB的长度的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题可求得,,即可得出,再根据离心率范围即可求出
【详解】解:设的内切圆的圆心为,半径为,则,解得,
,又,
,,,,则,
即线段的长度的取值范围是,故选:C
11. 椭圆对称性(共2小题)
27.(23-24高二·河南郑州·期中)已知由椭圆与椭圆的交点连线可构成矩形(点,在轴下方),且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】依题意可得直线的方程为,联立两椭圆方程整理得到,从而得到,再利用基本不等式计算可得.
【详解】根据对称性及可得直线的方程为,
由,可得,则,
所以,
当且仅当即时等号成立.故选:D
【点睛】关键点点睛:本题解答的关键是得到直线的方程,从而得到,最后将变形为.
28.(22-23高二下·重庆沙坪坝期中)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
【分析】设椭圆的左焦点,由椭圆的对称性结合,得到四边形为矩形,设,,在直角中,利用椭圆的定义和勾股定理化简得到,再根据,得到的范围,从而利用对勾函数的值域得到的范围,进而由即可得解.
【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.
【点睛】关键点睛:本题解决的关键是利用椭圆的对称性证得四边形为矩形,再利用椭圆的定义与勾股定理,结合条件得到关于的齐次不等式,从而得解.
十三.椭圆焦点弦定比分点(共2小题)
29.(2025·四川巴中·模拟预测)已知是椭圆的左,右焦点,A,B是椭圆C上的两点.若,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,结合题意可得,根据椭圆定义整理可得,根据向量关系可得∥,且,同理结合椭圆定义可得,进而可求离心率.
【详解】由题意可知:,
设,
因为,则,可得,
由椭圆定义可知:,即,整理可得;
又因为,则∥,且,
则,可得,
由椭圆定义可知:,即,
整理可得;即,可得,所以椭圆C的离心率.
故选:B.
【点睛】方法点睛:椭圆的离心率(离心率范围)的求法
求椭圆的离心率或离心率的范围,关键是根据已知条件确定a,b,c的等量关系或不等关系,然后把b用a,c代换,求e的值.
30.(24-25高三上·云南昆明期中)设椭圆的右焦点为F,过坐标原点O的直线与E交于A,B两点,点C满足,若,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,表示出,根据列方程,用表示出,然后代入椭圆方程构造齐次式求解可得.
【详解】设,则,则,
因为,所以,
所以,
因为,
所以,得,
又在椭圆上,所以,即,
整理得,即,
解得或(舍去),所以.故选:D
【点睛】关键点睛:根据在于利用向量关系找到点A坐标与c的关系,然后代入椭圆方程构造齐次式求解.
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