内容正文:
椭圆的标准方程
[分值:100分]
单选题每小题5分,共45分;多选题每小题6分,共6分
【基础巩固】
1.椭圆+=1的焦点坐标是( )
A.(±5,0) B.(0,±5) C.(0,±12) D.(±12,0)
2.直线y=x+2与椭圆+=1有两个公共点,则m的取值范围是( )
A.(-∞,0)∪(1,+∞) B.(0,3)∪(3,+∞)
C.(1,3)∪(3,+∞) D.(1,+∞)
3.设定点F1(0,-2),F2(0,2),动点P满足条件PF1+PF2=m+(m>2),则点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.椭圆或线段 D.不存在
4.“2<m<6”是“方程+=1为椭圆”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
5.如果方程+=1表示焦点在x轴上的椭圆,则实数a的取值范围是( )
A.a>3 B.a<-2
C.a>3或a<-2 D.a>3或-6<a<-2
6.(多选)已知椭圆C1:4x2+y2=4,C2:+=1,则( )
A.C1,C2的焦点都在x轴上
B.C1,C2的焦距不相等
C.C1和直线y=k(x-2)一定相交
D.C2和直线y=k(x-2)一定相交
7.(5分)设P为椭圆+=1上的任意一点,F1,F2为其上、下焦点,则PF1·PF2的最大值是________.
8.(5分)已知椭圆的焦点在y轴上,其上任意一点到两焦点的距离和为8,焦距为2,则此椭圆的标准方程为________.
9.(10分)求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)两个焦点的坐标分别是(-3,0),(3,0),椭圆经过点(5,0);(5分)
(2)焦点在y轴上,焦距为4,且经过点(1,).(5分)
10.(12分)求直线y=x+1与椭圆x2+=1的公共点的坐标.
【综合运用】
11.椭圆+=1上的点M到焦点F1的距离为2,N为MF1的中点,则ON(O为坐标原点)的值为( )
A.8 B.2 C.4 D.
12.已知F1,F2是椭圆+=1的两焦点,过点F2的直线交椭圆于A,B两点,若AB=5,则AF1+BF1等于( )
A.9 B.10 C.11 D.12
13.若α∈,方程x2sin α+y2cos α=1表示焦点在y轴上的椭圆,则α的取值范围是( )
A. B. C. D.
14.(5分)已知椭圆的焦点F1,F2在x轴上,且经过点P(2,),同时PF1+PF2=2F1F2,则椭圆的标准方程为____________.
【创新拓展】
15.设P是椭圆+=1上一点,M,N分别是圆A:(x+4)2+y2=1和圆B:(x-4)2+y2=1上的点,则PM+PN的最小值、最大值分别为( )
A.9,12 B.8,11 C.8,12 D.10,12
16. (12分)已知椭圆x2+8y2=8,在椭圆上求一点P,使P到直线l:x-y+4=0的距离最短,并求出最短距离.
椭圆的标准方程
1.C [因为椭圆的焦点在y轴上,
且a2=169,b2=25,
所以c2=a2-b2=144,
所以c=12,故焦点坐标为(0,±12).]
2.C [联立直线和椭圆方程,得
所以(3+m)x2+4mx+m=0,由题意知Δ=16m2-4m(m+3)>0,解得m<0或m>1,因为m>0且m≠3,所以m>1且m≠3.]
3.A [设y=m+(m>2),易知y=m+在(2,+∞)上为增函数,所以y=m+>4,即PF1+PF2>4,又F1F2=4,所以点P的轨迹为以F1,F2为焦点的椭圆.]
4.B [若方程+=1表示椭圆,
则解得2<m<6且m≠4,
所以“2<m<6”是“方程+=1为椭圆”的必要不充分条件.]
5.D [由a2>a+6>0,得
所以所以a>3或-6<a<-2.]
6.BD [因为椭圆C1的标准方程为x2+=1,
所以椭圆C1的焦点在y轴上,所以A不正确;
又由椭圆C1的焦距为2×=2,
椭圆C2的焦距为2×=2,所以B正确;
直线y=k(x-2)过定点(2,0),由22+>1,
得这个定点在C1的外部,和C1不一定相交,所以C不正确;
由+<1,
得这个定点在C2的内部,和C2一定相交,所以D正确.]
7.9
解析 由题意得PF1+PF2=2a=6,
则PF1·PF2≤=9,
当且仅当PF1=PF2=3时取等号.
8.+x2=1
解析 由已知得2a=8,2c=2,
所以a=4,c=,
所以b2=a2-c2=16-15=1.
又椭圆的焦点在y轴上,
所以椭圆的标准方程为+x2=1.
9.解 (1) 因为椭圆的焦点在x轴上,所以设它的标准方程为+=1(a>b>0).
由题意可知a=5,c=3,
所以b2=a2-c2=52-32=16,
所以所求椭圆的标准方程为+=1.
(2)因为椭圆的焦点在y轴上,
所以设它的标准方程为+=1(a>b>0).
由于焦距为4,即2c=4,所以c=2,
又因为椭圆经过点(1,).
则
解得
所以椭圆的标准方程为+=1.
10.解 联立消去y,得3x2+2x-1=0,
解得x=-1或x=.
∴所求公共点的坐标为(-1,0)和.
11.C [由椭圆定义知MF1+MF2=2a=10,又MF1=2,所以MF2=8,由于N为MF1的中点,所以ON为△F1MF2的中位线,所以ON=MF2=4.]
12.C [根据椭圆定义,得AF1+AF2=2a=8,BF1+BF2=2a=8,
所以△AF1B的周长为AF1+BF1+AB=16,
所以AF1+BF1=16-AB=11.]
13.A [易知sin α≠0,cos α≠0,
方程x2sin α+y2cos α=1可化为+=1.因为椭圆的焦点在y轴上,所以>>0,即sin α>cos α>0.又α∈,所以<α<.]
14.+=1
解析 由已知,可设椭圆的标准方程为
+=1(a>b>0),
又椭圆经过点P(2,)
则+=1,①
又PF1+PF2=2F1F2,
由椭圆的定义得2a=4c,即a2=4c2,
因为a2-b2=c2,所以b2=3c2,代入①式
得a2=8,b2=6,
所以椭圆的标准方程为+=1.
15.C [如图,由椭圆及圆的方程可知两圆圆心分别为椭圆的两个焦点,由椭圆的定义知PA+PB=2a=10,连接PA,PB,分别与左、右两圆相交于M,N两点,此时PM+PN最小,最小值为PA+PB-2r=8(r为两圆半径).
延长PA,PB,分别与左、右两圆相交于M′,N′两点,此时PM+PN最大,最大值为PA+PB+2r=12,即最小值和最大值分别为8,12.]
16.解 设与直线x-y+4=0平行且与椭圆相切的直线方程为x-y+a=0(a≠4),
由
消x得9y2-2ay+a2-8=0,
由Δ=4a2-36(a2-8)=0,
解得a=3或a=-3,
∴与直线l距离较近的切线为x-y+3=0,
它们之间的距离即为所求的最短距离,
且直线x-y+3=0与椭圆的切点即为所求点P.
故所求最短距离为d==.
由
得即P.
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