内容正文:
专题:椭圆的焦点三角形——七大题型
一、知识导图
二、基础知识
1.定义:椭圆上的动点与两个焦点构成的三角形叫作焦点三角形
2.椭圆焦点三角形的性质:
性质一:已知椭圆方程为两焦点分别为设焦点三角形中则,即 .
证明:
性质二:已知椭圆方程为左右两焦点分别为设焦点三角形,若最大,则点P为椭圆短轴的端点。 取最大值,根据等面积原理,此时 .
证明:设,由焦半径公式可知:,
在中,
=
性质三:已知椭圆方程为两焦点分别为设焦点三角形中则
证明:设则在中,由余弦定理得:
命题得证。
性质四:焦点三角形的周长L=2a+2c.
性质五:直角顶点的讨论:当 时, 取得最大值,若 ,则 , ; 同理,若 ,则 ; 若 ,则 . 在分析直角顶点个数时,当 时, 有四个点 存在; 当 时, 有两个点 存在; 当 时, 无点 存在. (注意: 与 的区别)
性质六:如图,在椭圆中,为左、右焦点,为椭圆上任意一点,,则椭圆的离心率.
证明:在△中,
.
性质七:如图,椭圆的标准方程为,为椭圆的左、右焦点,为椭圆上不与左、右顶点重合的任意一点,的内切圆圆心为,且圆与三边相切于点.设,则有如下性质:
①.
②,其中为椭圆的离心率.
图1
证明:由切线长定理得:,则
,
又根据椭圆定义得,因此,性质 1 得证.
下面证明性质2.
设的内切圆半径为,由内切圆性质得轴,当点在第一象限时,则.根据切线长定理,①,
根据椭圆的第二定义得到焦半径公式:,
②,
由①②得:.
,
.
当时,,同理,
由得.当时,,
.
综上,为椭圆上不与左右顶点重合的任意一点时性质2恒成立.
三、题型专练
(1)由焦点三角形求离心率
1.已知椭圆的左,右焦点分别为、,过且斜率为的直线l与椭圆C在x轴上方的交点为,的角平分线与线段交于点N,若,则椭圆C的离心率是( )
A. B.
C. D.
2.设椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为A,直线交C于另一点B,的内切圆与相切于点P,若,则椭圆C的离心率为( ).
A. B. C. D.
3.已知,是椭圆上两点,,分别在的左、右焦点,,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
4.已知分别为椭圆的左、右焦点,是椭圆上的点,且,,,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,,过的直线与在第一象限交于点,与轴的负半轴交于点,且,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
6.设椭圆的左顶点为,上顶点为,右焦点为,若到直线的距离为,则的离心率为( )
A. B. C. D.
7.已知椭圆的右顶点与右焦点分别为A,F,点P在C上,且,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
8.已知椭圆E:的上、下顶点与左、右焦点分别为A,B,,,且四边形是正方形,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
9.椭圆()的两个焦点分别为、,以为边作正三角形,若椭圆恰好平分三角形的另两边,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
10.(多选)我们把由半椭圆与半椭圆合成的曲线称作“果圆”(其中).如图,其中点是相应椭圆的焦点,“果圆”与轴的左、右交点分别为,与轴的上、下交点分别为,若是等边三角形,则( )
A.
B.
C.的离心率为
D.的离心率为
(2)焦点三角形的面积
1.由阿基米德的著作《关于圆锥体和球体》可知,椭圆的面积等于圆周率与椭圆的长半轴长和短半轴长的乘积.已知椭圆的离心率为分别为的左、右焦点,上一点满足,且的面积为,则的面积为( )
A. B. C. D.
2.已知、分别为椭圆的左、右焦点,过点向圆引切线交椭圆于点(在轴上方),若的面积为,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
3.(多选)已知离心率为的椭圆的左、右焦点分别为,,过点的直线与该椭圆相交于,两点,点在该椭圆上,且的最小值为,则下列说法正确的是( )
A.存在点,使得
B.满足为等腰三角形的点有2个
C.若,则的面积为
D.
4.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别是,过坐标原点O的直线l与椭圆C交于P、Q两点.则下列说法正确的是( )
A.椭圆的短轴长为2
B.三角形面积的最大值是1
C.的取值范围为
D.以椭圆的长轴为直径的圆与以线段为直径的圆内切
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线交椭圆于两点,且,,则椭圆的离心率为 .
6.已知椭圆,分别为椭圆E的左,右焦点,A,B分别为椭圆E的上、下顶点,且.
(1)求椭圆E的方程;
(2)已知过的直线与椭圆E交于M,N两点,且直线l不过椭圆四个顶点.
(ⅰ)若直线的倾斜角为,求的面积;
(ⅱ)若M在x轴上方,直线与直线的斜率分别为,且,求直线l的方程.
7.已知椭圆的左、右焦点为,,若圆的方程为,且圆心满足.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线交椭圆于,两点,过与垂直的直线交圆于,两点,为线段中点,若的面积为,求的值.
8.已知椭圆,过右焦点的直线交于A,两点,过点与垂直的直线交于,两点,其中,在轴上方,,分别为AB,DE的中点.当轴时,,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)证明:直线过定点,并求定点坐标;
(3)设为直线与直线的交点,面积的为,求直线的方程.
9.已知椭圆的左、右焦点分别为,,为上的动点,且的最小值为,当轴时,的面积等于的离心率.
(1)求的方程.
(2)已知直线与交于两点.
(ⅰ)若直线经过点,的右顶点为,直线的斜率分别为,求证:为定值;
(ⅱ)已知点,,且直线分别与交于另一点,求的取值范围.
10.已知椭圆的左右焦点分别为,上下顶点分别为、是面积为的正三角形,过焦点的直线交椭圆于、两点(、分别在第一、四象限).
(1)求椭圆的离心率;
(2)已知点,,求椭圆上的动点到点的最大距离;
(3)求四边形面积的取值范围.
(3)焦点三角形的周长
1.已知椭圆的离心率为,过左焦点的直线交于两点,为该椭圆的右焦点,则的周长为( )
A. B. C. D.
2.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,,直线与C交于A,B两点,其中O为坐标原点,则( )
A.C的离心率为 B.的周长为
C.面积的最大值为 D.若,则点Q在定直线上
3.(多选)已知椭圆的左,右焦点为,,,分别为它的左右顶点,点为椭圆上的动点(不在轴上),下列选项正确的是()
A.的周长为 B.存在点使得
C.直线与直线的斜率乘积为 D.的最小值为1
4.已知,分别是椭圆:的左、右焦点,是上一点,若的周长为14,则的离心率为 .
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,是上一点,线段的中点分别是.若四边形是周长为6、面积为2的矩形(为坐标原点),则的离心率为 .
6.短轴长为2,离心率的椭圆的两焦点为,,过作直线交椭圆于A,B两点,则的周长为 .
7.已知直线与椭圆交于两点,,则的周长是 .
8.若F为椭圆C:的右焦点,A,B为C上两动点,则周长的最大值为 .
9.已知椭圆(且)的焦点为为上的一点,若的周长为18,则椭圆的离心率为 .
10.已知、分别为椭圆C:()的左、右焦点,C的离心率为,P为C上一点,的周长为6.
(1)求C的方程;
(2)若P为C的上顶点,过且斜率不为0的直线l交C于A,B两点,交线段于点N,且,求l的方程.
(4)焦点三角形的焦点弦、焦半径
1.已知椭圆C:的上顶点为A,左、右焦点分别为、,连接并延长交椭圆C于另一点B,若,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
2.已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,过点的直线与交于异于左、右顶点的两点.若是以为斜边的直角三角形,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
3.已知椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为P,离心率为.过点且垂直于的直线与C交于两点,,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
4.已知椭圆的左、右焦点分别为是上在第二象限内的一点,且,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
5.已知椭圆:的左、右焦点分别为,,P为上一点,且满足.若线段的中垂线过原点O,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
6.如图,已知椭圆的右焦点为,若过原点的直线与椭圆交于两点,直线与椭圆交于另一点,若,,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
7.设分别为椭圆的左,右焦点,是椭圆上一点,是的中点,,则点到椭圆左焦点的距离为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
8.(多选)已知曲线,点,则( )
A.当P为C上的动点时,的取值范围是
B.当P为C上的动点时,的取值范围是
C.存在直线,使得l与C的所有交点的横坐标可以构成等比数列
D.存在直线,使得l与C的所有交点的横坐标之和为
9.(多选)已知椭圆的左、右两个焦点分别是,,过点的直线与交于两点,则( )
A.若的中点在轴上,则
B.
C.若,则椭圆的离心率的取值范围是
D.若的最小值为,则椭圆的离心率为
10.(多选)某同学在学习了椭圆的标准方程后得到启发,借助几何画板画出了平面上到点的距离的倒数之和等于1的点的轨迹,如图所示,则( )
A.
B.的最小值为2
C.当点不在坐标轴上时,点在椭圆的外部
D.当点的坐标为时,随着的增大而增大
(5)焦点三角形中的内切圆、外接圆
1.若,是椭圆()的左、右焦点,为椭圆上一点(不是顶点),点为的内心,若的面积是面积的3倍,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2.设椭圆的焦点为是椭圆上的一点,且,若的外接圆和内切圆的半径分别为,当时,椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(多选)已知椭圆C:()的左、右焦点分别为,,,离心率为,直线l过点与椭圆C交于M,N两点,若x轴上存在一定点P,使得的内切圆圆心在x轴上.则下列结论正确的有( )
A.椭圆C的方程为
B.的周长为4
C.定点P的坐标为
D.当轴时,的内切圆圆心坐标为
4.(多选)设椭圆的左、右焦点分别为,点为椭圆上一点,为原点,的最大值为,椭圆的离心率为,则( )
A.
B.若,,则的内切圆面积为
C.若轴,则
D.若的面积为,则为直角三角形
5.(多选)给定椭圆上有一动点(不在坐标轴上),分别是椭圆的左右焦点,的内切圆与分别切于两点,则( )
A.若,则椭圆的离心率为
B.动点的轨迹是一个椭圆
C.直线的斜率之积为常数
D.内切圆的面积无最大值也无最小值
6.已知一个离心率为,长轴长为4的椭圆,其两个焦点分别为,在椭圆上存在一点,使得,设的内切圆半径为,则的值为 .
7.已知椭圆的离心率为,直线经过椭圆的右焦点,且与椭圆交于点.
(1)求椭圆的标准方程:
(2)当=1时,求弦长;
(3)设椭圆的左焦点为,求的内切圆的半径最大时的值.
8.已知椭圆:的右焦点为,离心率为.
(1)求的方程;
(2)过点且不垂直于y轴的直线与E交于A,B两点,直线与E交于点C(异于A).
(i)证明:为等腰三角形;
(ii)若点M是的外心,求面积的最大值.
9.已知椭圆:的离心率为,且经过点.,是的左、右焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过的直线与交于,两点.若的内切圆半径为,,求的值.
10.已知椭圆的左,右焦点为,,P为C上一动点,内切圆面积的最大值为,且到直线的距离为3c,过的直线l交C于A,B两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若,探究:是否为定值,若为定值,求出定值;若不为定值,请说明理由;
(3)若,直线l与直线相交于点Q,记,,的斜率分别为,,,求证:,,成等差数列.
(6)焦点三角形中的角度问题
1.点为椭圆的两个焦点,若椭圆上存在点,使得,则椭圆方程可以是( )
A. B.
C. D.
2.设椭圆C:的左、右焦点分别为,,以为直径的圆与C的一个交点为P,若,则C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知椭圆和双曲线有相同的焦点为两曲线在第一象限的交点,分别为曲线的离心率.若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
4.已知椭圆的离心率为,左,右焦点分别为,过的直线交于,两点.若,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,过点且斜率为的直线与椭圆相交于两点,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
6.已知椭圆 的左右焦点分别为 ,椭圆存在一点 ,若 ,则椭圆的离心率取值范围为( )
A. B. C. D.
7.已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,过作的垂线与在第一象限内交于点,且.设的离心率为,则( )
A. B. C. D.
8.(多选)已知椭圆:与双曲线:有公共的焦点,,.若为,在第一象限的一个公共点,和的离心率分别为,,,则( )
A.
B.
C.
D.当时,的取值范围是
9.(多选)已知、是椭圆的左、右焦点,点在上,是上的动点,轴,垂足为,且为的中点,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.点的轨迹方程为 D.的最小值为
10.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,为椭圆上任意一点.下列结论正确的是( )
A.的最大值为 B.的最大值为
C. D.椭圆上存在点,使得
(7)椭圆的光学性质
1.椭圆具有光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线过椭圆的另一个焦点(如图).已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线与椭圆交于点,过点作椭圆的切线,点关于的对称点为,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2.椭圆、双曲线、抛物线这些圆锥曲线都有焦点.焦点,顾名思义,就是光线的聚集点,这说明圆锥曲线与光有着紧密的联系,圆锥曲线具有丰富的光学性质.例如,从椭圆的一个焦点发出的光线经过椭圆反射后会经过另外一个焦点,设,分别是椭圆的左、右焦点,从焦点发出的光线先后经过椭圆上的,两点反射后回到焦点.若,,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
3.椭圆具有如下光学性质:如图,分别是椭圆的左、右焦点,从点发出的光线在到达椭圆上的点P后,经过到达点的切线反射后经过点,有以下两个命题:
①若P是椭圆上除长轴端点外的一点,设法线与x轴的交点为,则
②若从发出的光线,经椭圆两次反射后,第一次回到所经过的路程为,则该椭圆的离心率为;
则以下说法正确的是( )
A.①是真命题,②是真命题 B.①是真命题,②是假命题
C.①是假命题,②是真命题 D.①是假命题,②是假命题
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专题:椭圆的焦点三角形——七大题型解析版
一、知识导图
二、基础知识
1.定义:椭圆上的动点与两个焦点构成的三角形叫作焦点三角形
2.椭圆焦点三角形的性质:
性质一:已知椭圆方程为两焦点分别为设焦点三角形中则,即 .
证明:
性质二:已知椭圆方程为左右两焦点分别为设焦点三角形,若最大,则点P为椭圆短轴的端点。 取最大值,根据等面积原理,此时 .
证明:设,由焦半径公式可知:,
在中,
=
性质三:已知椭圆方程为两焦点分别为设焦点三角形中则
证明:设则在中,由余弦定理得:
命题得证。
性质四:焦点三角形的周长L=2a+2c.
性质五:直角顶点的讨论:当 时, 取得最大值,若 ,则 , ; 同理,若 ,则 ; 若 ,则 . 在分析直角顶点个数时,当 时, 有四个点 存在; 当 时, 有两个点 存在; 当 时, 无点 存在. (注意: 与 的区别)
性质六:如图,在椭圆中,为左、右焦点,为椭圆上任意一点,,则椭圆的离心率.
证明:在△中,
.
性质七:如图,椭圆的标准方程为,为椭圆的左、右焦点,为椭圆上不与左、右顶点重合的任意一点,的内切圆圆心为,且圆与三边相切于点.设,则有如下性质:
①.
②,其中为椭圆的离心率.
图1
证明:由切线长定理得:,则
,
又根据椭圆定义得,因此,性质 1 得证.
下面证明性质2.
设的内切圆半径为,由内切圆性质得轴,当点在第一象限时,则.根据切线长定理,①,
根据椭圆的第二定义得到焦半径公式:,
②,
由①②得:.
,
.
当时,,同理,
由得.当时,,
.
综上,为椭圆上不与左右顶点重合的任意一点时性质2恒成立.
三、题型专练
(1)由焦点三角形求离心率
1.已知椭圆的左,右焦点分别为、,过且斜率为的直线l与椭圆C在x轴上方的交点为,的角平分线与线段交于点N,若,则椭圆C的离心率是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设椭圆的半焦距为,
因为的角平分线,
则在中利用角平分线定理可知,,
因,,则,则,
由椭圆的定义可知,,则,
由直线的斜率为,则,
则在中利用余弦定理可得,,
即,得或(舍),
则椭圆C的离心率是.
故选:A
2.设椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为A,直线交C于另一点B,的内切圆与相切于点P,若,则椭圆C的离心率为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意,如图所示,是内切圆与的切点,
因为左、右焦点分别为,,上顶点为A,(椭圆参数关系),
由,结合对称性、圆的切线性质,令,
且,所以,
所以,可得,故,
故选:C
3.已知,是椭圆上两点,,分别在的左、右焦点,,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设,
由椭圆的定义可得:,
所以,
因为,所以,
所以,所以,
化简可得:,解得:,
所以,
又因为,所以,
所以.
故选:D.
4.已知分别为椭圆的左、右焦点,是椭圆上的点,且,,,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,
所以.
连接,,由题及椭圆的定义得,,,.
设,
在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
所以,得,
所以该椭圆的离心率.
故选:D.
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,,过的直线与在第一象限交于点,与轴的负半轴交于点,且,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设,则,由椭圆的对称性可知,,
由椭圆的定义可知,
因为,所以,即,
得(舍去),
则,在中,,
所以在中,由余弦定理得,得,
所以的离心率.
故选:C
6.设椭圆的左顶点为,上顶点为,右焦点为,若到直线的距离为,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】易知,,,则直线的方程为,即,
又到直线的距离为,则,整理得到,
所以,则,解得或(舍)
故选:D.
7.已知椭圆的右顶点与右焦点分别为A,F,点P在C上,且,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】依题意,,
设,则,解得, ,
设为C的左焦点,由,得,
又,,因此为等边三角形,,
所以C的离心率为,
故选:B
8.已知椭圆E:的上、下顶点与左、右焦点分别为A,B,,,且四边形是正方形,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意得,故,
又,
则E的离心率为.
故选:B
9.椭圆()的两个焦点分别为、,以为边作正三角形,若椭圆恰好平分三角形的另两边,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设以为边作正三角形与椭圆交于,两点,
则,所以,
由椭圆的定义可得,即,
则离心率.
故选:B.
10.(多选)我们把由半椭圆与半椭圆合成的曲线称作“果圆”(其中).如图,其中点是相应椭圆的焦点,“果圆”与轴的左、右交点分别为,与轴的上、下交点分别为,若是等边三角形,则( )
A.
B.
C.的离心率为
D.的离心率为
【答案】ABD
【详解】对于A项,,故A正确;
对于B项,,,
因为是等边三角形,
所以,
即,即,
所以,所以,得,
所以,
因为,所以,
即,故B正确;
对于C项,的离心率,故C错误;
对于D项,的离心率,故D正确.
故选:ABD.
(2)焦点三角形的面积
1.由阿基米德的著作《关于圆锥体和球体》可知,椭圆的面积等于圆周率与椭圆的长半轴长和短半轴长的乘积.已知椭圆的离心率为分别为的左、右焦点,上一点满足,且的面积为,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,可得,则.
因为的面积为,所以,则,
从而,即.
又的离心率为,所以,解得,
从而,则的面积为.
故选:D.
2.已知、分别为椭圆的左、右焦点,过点向圆引切线交椭圆于点(在轴上方),若的面积为,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】如图,
设圆与轴切于点,与切于点,设椭圆与轴正半轴交于点,
下面证明重合,
设,
,
,而,
与重合,即点是短轴的端点,
,,
则,所以,
故选:C.
3.(多选)已知离心率为的椭圆的左、右焦点分别为,,过点的直线与该椭圆相交于,两点,点在该椭圆上,且的最小值为,则下列说法正确的是( )
A.存在点,使得
B.满足为等腰三角形的点有2个
C.若,则的面积为
D.
【答案】ACD
【详解】因为,的最小值为,即,所以,
则,所以椭圆的方程为;
对于A,当点为椭圆的上、下顶点时,最大,如下图:
由椭圆,则,,在中,,
易知此时,所以的取值范围为,故A正确;
对于B,当点在椭圆的上,下顶点时,满足为等腰三角形,
又因为,,
所以满足的点有个,同理,满足的点有个,
综上可得,满足为等腰三角形的点有个,故B错误;
对于C,设,,则,,
在中,根据余弦定理得,
所以,整理可得,
则,故C正确;
对于D:因为过点的直线与该椭圆相交于,两点,
当过点且垂直于轴的直线与该椭圆相交于,两点时取得最小值,
由,解得,所以,又,
所以,故D正确;
故选:ACD
4.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别是,过坐标原点O的直线l与椭圆C交于P、Q两点.则下列说法正确的是( )
A.椭圆的短轴长为2
B.三角形面积的最大值是1
C.的取值范围为
D.以椭圆的长轴为直径的圆与以线段为直径的圆内切
【答案】ACD
【详解】对于A中,由椭圆,可得,则,
所以椭圆的短轴长为,所以A正确;
对于B中,设,可得,其中,
所以,所以最大面积为,所以B错误;
对于C中,由,且 ,
则
,
因为,可得,则,
所以的取值范围为,所以C正确;
对于D中,连接,取的中点,连接,且,
以长轴为直径的圆的圆心为,半径为,以为直径的圆的圆心为,半径为,
由椭圆的定义得,
所以以椭圆的长轴为直径的圆与以线段为直径的圆内切,所以D正确.
故选:ACD.
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线交椭圆于两点,且,,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【详解】由,可得,设,则,,,
由,则,即,解得,
所以,,
,即,解得,
所以椭圆的离心率.
故答案为:
6.已知椭圆,分别为椭圆E的左,右焦点,A,B分别为椭圆E的上、下顶点,且.
(1)求椭圆E的方程;
(2)已知过的直线与椭圆E交于M,N两点,且直线l不过椭圆四个顶点.
(ⅰ)若直线的倾斜角为,求的面积;
(ⅱ)若M在x轴上方,直线与直线的斜率分别为,且,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【详解】(1)由题意知
椭圆方程为
(2)(ⅰ)设
联立,消去x得
(ⅱ)已知直线的方程为,与椭圆方程联立:
将代入可得.
展开并整理得.
所以.
由韦达定理可得,.
因为,根据斜率公式可得:
,即.
又因为,,所以.
展开得.
移项可得.
将,代入:
因为,等式两边同时除以得.
即.
两边同时乘以得.
移项可得,解得.
把代入得.
整理得.
7.已知椭圆的左、右焦点为,,若圆的方程为,且圆心满足.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线交椭圆于,两点,过与垂直的直线交圆于,两点,为线段中点,若的面积为,求的值.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)依题意,,则,
解得,而,则,
所以椭圆的方程为.
(2)如图,设,由消去,得,
,,,
则,
由为线段中点,得,
由,得,则,又点到的距离,
于是,
整理得,解得,此时,
圆心到的距离成立,故.
8.已知椭圆,过右焦点的直线交于A,两点,过点与垂直的直线交于,两点,其中,在轴上方,,分别为AB,DE的中点.当轴时,,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)证明:直线过定点,并求定点坐标;
(3)设为直线与直线的交点,面积的为,求直线的方程.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3)或.
【详解】(1)由题意可得,解得,,
则椭圆C的标准方程为.
(2)B,D在x轴上方,直线l斜率存在且不为0,
设直线,联立椭圆,消去x得:,
由韦达定理得:,
,
则中点,
由,所以以代替m可得,
所以,
,
化简得,
则过定点.
当时,取,,则过定点;
当时,取,,则过定点;
综上直线MN过定点.
(3)M,N分别为AB,DE的中点,
,
由(2)知,
以代替m可得,
所以,
,所以或
解得,
所以直线的方程为:或.
9.已知椭圆的左、右焦点分别为,,为上的动点,且的最小值为,当轴时,的面积等于的离心率.
(1)求的方程.
(2)已知直线与交于两点.
(ⅰ)若直线经过点,的右顶点为,直线的斜率分别为,求证:为定值;
(ⅱ)已知点,,且直线分别与交于另一点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)
【详解】(1)因为的最小值为,所以.
将代入的方程,得,故当轴时,的面积为,得,
则,又,所以,
可得,
故的方程为.
(2)(ⅰ)由题可知直线的斜率存在且不为0,设直线的方程为,
,,
将直线的方程代入的方程,得,
则,得,
则,.
由题意可知,则
,
故为定值.
(ⅱ)当直线中的一条斜率不存在,一条斜率为0时,.
当直线的斜率均存在且不为0时,
设直线的方程为,,,
将直线的方程代入的方程,得,
则,,
同理,,,
所以
.
令,则,,
故.
综上,的取值范围为.
10.已知椭圆的左右焦点分别为,上下顶点分别为、是面积为的正三角形,过焦点的直线交椭圆于、两点(、分别在第一、四象限).
(1)求椭圆的离心率;
(2)已知点,,求椭圆上的动点到点的最大距离;
(3)求四边形面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)
【详解】(1)如图,设椭圆的焦距为,则,
因为,所以中,
又因为为正三角形,所以,即,
所以椭圆的离心率.
(2)由于正三角形的面积为,得到,
解得,,又,得到,故椭圆方程为,
设,且,即,
,
其对称轴为,而,当,即时,
在时取得最大值,;
当,即时,
在时取得最大值,.
综上,当时,最大距离为;当时,最大距离为.
(3)设直线的方程为,
联立,消去整理得,
则,.
因为点分别在第一、四象限,
所以,即,
故,解得,
得到四边形的面积为,
,
因为,,
所以,
令,,则,
因为,所以在上单调递增,
故,即四边形面积的取值范围为.
(3)焦点三角形的周长
1.已知椭圆的离心率为,过左焦点的直线交于两点,为该椭圆的右焦点,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】易知的周长为.
因为所以,
故的周长为.
故选:A
2.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,,直线与C交于A,B两点,其中O为坐标原点,则( )
A.C的离心率为 B.的周长为
C.面积的最大值为 D.若,则点Q在定直线上
【答案】BD
【详解】设椭圆的长半轴为,短半轴为,半焦距为,
,,
所以椭圆的离心率,故 A 错误;
的周长为,故B正确;
设,,
联立,整理得,
由,解得,
此时,
所以,
点到直线的距离,
所以的面积
,当且仅当,即时, 的面积取最大值,故C错误;
设,由,有,即,
因为,所以,故,
于是有,所以点在定直线上,故D正确;
故选:BD.
3.(多选)已知椭圆的左,右焦点为,,,分别为它的左右顶点,点为椭圆上的动点(不在轴上),下列选项正确的是()
A.的周长为 B.存在点使得
C.直线与直线的斜率乘积为 D.的最小值为1
【答案】ABD
【详解】椭圆,则,则,
对于A:因为,所以的周长为,故A正确;
对于B:当在椭圆的短轴顶点时取得最大值,
不妨取,此时,
所以为钝角,所以存在点使得,B正确;
对于C:因为,设,
则,故C错误;
对于D:因为,
所以
,
当且仅当,即时取等号,故D正确;
故选:ABD
4.已知,分别是椭圆:的左、右焦点,是上一点,若的周长为14,则的离心率为 .
【答案】/
【详解】因为,分别是椭圆:的左、右焦点,是上一点,
所以的周长为14,
所以,,解得,
故离心率.
故答案为:
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,是上一点,线段的中点分别是.若四边形是周长为6、面积为2的矩形(为坐标原点),则的离心率为 .
【答案】
【详解】因为,分别是,的中点,是的中点,
根据三角形中位线定理,可得,.
已知四边形是矩形,其周长为,则,
即,所以,进而可得.
由椭圆的定义可知,则.
又因为四边形的面积为,所以,
即,则.
在中,,根据勾股定理可得.
对进行展开:.
已知,,代入上式可得,
即.
解得,而,所以,即,,则.
椭圆的离心率,已知,,所以.
故答案为:
6.短轴长为2,离心率的椭圆的两焦点为,,过作直线交椭圆于A,B两点,则的周长为 .
【答案】/
【详解】设椭圆的长半轴长为,短半轴长为,则,
又离心率为,则,解得,
所以周长为.
故答案为:.
7.已知直线与椭圆交于两点,,则的周长是 .
【答案】20
【详解】椭圆,所以,
得,则椭圆的右焦点为,
所以直线经过椭圆的右焦点,
由椭圆的定义可知,的周长为
.
故答案为:20.
8.若F为椭圆C:的右焦点,A,B为C上两动点,则周长的最大值为 .
【答案】20
【详解】如图,设F1为椭圆C的左焦点,
则由椭圆的定义可得的周长为
,
当共线时,,
当不共线时,,
所以周长的最大值为20.
故答案为:20.
9.已知椭圆(且)的焦点为为上的一点,若的周长为18,则椭圆的离心率为 .
【答案】/
【详解】若的长半轴为3,即,又,
所以的周长小于12,不符题意.
所以的长半轴为,,解得,
所以椭圆,
所以的离心率为.
故答案为:
10.已知、分别为椭圆C:()的左、右焦点,C的离心率为,P为C上一点,的周长为6.
(1)求C的方程;
(2)若P为C的上顶点,过且斜率不为0的直线l交C于A,B两点,交线段于点N,且,求l的方程.
【答案】(1)
(2).
【详解】(1)设焦距为2c,依题意,解得,,
所以,所以C的方程为.
(2)
依题意,得,,,
则直线的方程为,
设l的方程为,,,
联立,得,
所以,,
联立,得N的纵坐标,
由于,所以,其中为的纵坐标,
因为N,必在A,B之间,所以,即,
所以,解得,
所以l的方程为.
(4)焦点三角形的焦点弦、焦半径
1.已知椭圆C:的上顶点为A,左、右焦点分别为、,连接并延长交椭圆C于另一点B,若,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】
由图可知,,
根据,可设,
则,所以,
由三角形中余弦定理得:,
根据直角三角形有:,
代入上式可得:,
故选:B
2.已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,过点的直线与交于异于左、右顶点的两点.若是以为斜边的直角三角形,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
设,则,,
所以,解得,
则,.
在中,,即,
解得.
故选:D.
3.已知椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为P,离心率为.过点且垂直于的直线与C交于两点,,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【详解】
如图,连接因为,即,,
因,则为正三角形.
又,则直线为线段的垂直平分线,故,,且,
故直线的方程为,代入椭圆的方程,得.
设,则,,
则,
解得,则,
.
故选:D.
4.已知椭圆的左、右焦点分别为是上在第二象限内的一点,且,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由条件可知,,得,,且
所以,且,
设直线的倾斜角为,则,
所以直线的斜率为.
故选:B
5.已知椭圆:的左、右焦点分别为,,P为上一点,且满足.若线段的中垂线过原点O,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】已知,且由椭圆定义可知,将代入到中,可得,即,解得,那么.
因为线段的中垂线过原点,所以,又因为,所以,那么是以为直角顶点的直角三角形.
在中,根据勾股定理可得,其中,
将,代入,可得,即,化简可得,即.
因为椭圆的离心率,且,所以.
故选:D.
6.如图,已知椭圆的右焦点为,若过原点的直线与椭圆交于两点,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】D
【详解】如图,取椭圆的左焦点,连接,,,则四边形为平行四边形.
又,所以四边形为矩形.设,则,
由椭圆的定义知,,.
在中,,即,得;
在中,,即,
所以,所以椭圆的离心率为.
故选:D.
7.设分别为椭圆的左,右焦点,是椭圆上一点,是的中点,,则点到椭圆左焦点的距离为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】A
【详解】如图,连接,
因为是的中点,是的中点,
所以为的中位线,即,
又由椭圆的定义可得,所以.
故选:A.
8.(多选)已知曲线,点,则( )
A.当P为C上的动点时,的取值范围是
B.当P为C上的动点时,的取值范围是
C.存在直线,使得l与C的所有交点的横坐标可以构成等比数列
D.存在直线,使得l与C的所有交点的横坐标之和为
【答案】ABD
【详解】由,得或,则C由椭圆与直线组成,
易知,为椭圆的两个焦点,
若点在椭圆上时,,
若点是原点时,,
曲线上的其他点,则,
所以的取值范围是,A正确;
当点P在直线上时,,
当点P在椭圆上时,,
由,得,B正确.
将代入,得,
设该方程的两个根为,,则,即,且,,
由,得,假设存在直线,使得l与C的所有交点的横坐标之和为,
则+=,解得,D正确.
当时,介于x1,x2之间,假设存在直线,使得l与C的所有交点的横坐标可以构成等比数列,
则,即=,得,显然该方程无实数解,C错误.
故选:ABD
9.(多选)已知椭圆的左、右两个焦点分别是,,过点的直线与交于两点,则( )
A.若的中点在轴上,则
B.
C.若,则椭圆的离心率的取值范围是
D.若的最小值为,则椭圆的离心率为
【答案】ABD
【详解】对于A:设的中点为,坐标原点为,由中位线易知,
若的中点在轴上,则与轴垂直,所以与轴垂直,
即为通径长的一半,所以,A正确;
对于B:设,,,,
,,
又,
所以,
所以,B正确,
对于C,若,
则,
即
可得,所以C错误;
由过焦点的弦中垂直于轴的弦最短,则的最小值为,
则有,即,解得,
所以,故D正确.
故选:ABD
10.(多选)某同学在学习了椭圆的标准方程后得到启发,借助几何画板画出了平面上到点的距离的倒数之和等于1的点的轨迹,如图所示,则( )
A.
B.的最小值为2
C.当点不在坐标轴上时,点在椭圆的外部
D.当点的坐标为时,随着的增大而增大
【答案】ACD
【详解】对于A选项,由题意可知,则,
因,所以,
解得,故A正确;
对于B选项,当时,,故B错误;
对于C选项,,
当且仅当时,等号成立,
所以若点不在坐标轴上时,,此时点在椭圆的外部,
故C正确;
对于D选项,由,得,
因,,
则,即,
所以,
即,
令,
则,
令,则,
则当增大时,中也增大,即随着的增大而增大,故D正确.
故选:ACD.
(5)焦点三角形中的内切圆、外接圆
1.若,是椭圆()的左、右焦点,为椭圆上一点(不是顶点),点为的内心,若的面积是面积的3倍,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设内切圆半径为, 则,
又因为,,
所以,即,
所以.
故选:B.
2.设椭圆的焦点为是椭圆上的一点,且,若的外接圆和内切圆的半径分别为,当时,椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】如图:
的外接圆半径:.
设,,所以.
所以.
又,所以.
由得.
又,所以,
又,所以.
故选:B
3.(多选)已知椭圆C:()的左、右焦点分别为,,,离心率为,直线l过点与椭圆C交于M,N两点,若x轴上存在一定点P,使得的内切圆圆心在x轴上.则下列结论正确的有( )
A.椭圆C的方程为
B.的周长为4
C.定点P的坐标为
D.当轴时,的内切圆圆心坐标为
【答案】ACD
【详解】对于A选项,已知,可得.又离心率,则.由,得,所以椭圆方程为,故A正确.
对于B选项,周长为,根据椭圆定义,,,,所以周长是,故B错误
对于C选项,,设,,.
根据题意,设方程,与椭圆方程联立得,由韦达定理,.
因为内心在轴上,所以,即,
即,即,
经化简得,代入韦达定理则,得,解得.
故C正确.
对于D选项,轴时,直线MN方程,代入椭圆方程得.
设内切圆圆心,不妨设直线,根据点到直线距离公式,解得,舍去,故D正确.
故选:ACD.
4.(多选)设椭圆的左、右焦点分别为,点为椭圆上一点,为原点,的最大值为,椭圆的离心率为,则( )
A.
B.若,,则的内切圆面积为
C.若轴,则
D.若的面积为,则为直角三角形
【答案】AD
【详解】易知当点在短轴顶点处时最大,为,此时,,则,所以,A正确;
由A知,当时,,设内切圆半径为,则,则,则的内切圆面积为,B错误;,若轴,则,代入椭圆方程得,则,所以,C错误;
由,得,代入椭圆方程得,则,所以轴或轴,D正确.
故选:AD.
5.(多选)给定椭圆上有一动点(不在坐标轴上),分别是椭圆的左右焦点,的内切圆与分别切于两点,则( )
A.若,则椭圆的离心率为
B.动点的轨迹是一个椭圆
C.直线的斜率之积为常数
D.内切圆的面积无最大值也无最小值
【答案】ACD
【详解】若是内切圆与轴的切点,,,,,
又,则,即,
所以离心率,A对;
若为延长线与轴的交点,,且,则,故,
由角平分线的性质可得,则,
所以,则,
又,则,故,
所以,故,则且,
所以动点的轨迹是一个不含轴交点的椭圆曲线,不是完整椭圆轨迹,B错;
由上分析,,,则为定值,C对;
由图,由于不在坐标轴上,而内切圆的半径在靠近轴时趋向于0,靠近轴时趋向于,
即内切圆的半径,故其面积不存在最值,D对.
故选:ACD
6.已知一个离心率为,长轴长为4的椭圆,其两个焦点分别为,在椭圆上存在一点,使得,设的内切圆半径为,则的值为 .
【答案】
【详解】因为椭圆的离心率为,长轴长为4,所以,
在中,由余弦定理得
,因,,
代入解得,
所以,
即,解得.
故答案为:
7.已知椭圆的离心率为,直线经过椭圆的右焦点,且与椭圆交于点.
(1)求椭圆的标准方程:
(2)当=1时,求弦长;
(3)设椭圆的左焦点为,求的内切圆的半径最大时的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)依题意,椭圆右焦点,即半焦距,又离心率,则,
所以椭圆的标准方程为.
(2)设,由,消去x得:,
根据韦达定理可知,
根据弦长公式.
(3)
设的内切圆半径为,而的周长为,由,得,因此的面积最大时,其内切圆半径最大,
设,直线为,
由消去x得:,
则,
于是,
令,则,,
当且仅当,即时等号成立,此时,
所以的内切圆的半径最大时.
8.已知椭圆:的右焦点为,离心率为.
(1)求的方程;
(2)过点且不垂直于y轴的直线与E交于A,B两点,直线与E交于点C(异于A).
(i)证明:为等腰三角形;
(ii)若点M是的外心,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)
【详解】(1)依题意可得,解得,所以,
所以椭圆方程为;
(2)(i)设直线的方程为,,,
由,整理得,
所以,则,
所以,,
若轴,由,解得,则,此时的斜率,即(不合题意),
所以、的斜率均存在,
所以,
又,
所以,即,
又因为、均在椭圆上,
由椭圆的对称性可知,即为等腰三角形;
(ii)设的中点为,则,,
所以,
所以的垂直平分线为,
令可得,所以,
所以的面积,
令,设,,
所以,
所以当时,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以当时取得最大值,
所以面积的最大值为.
9.已知椭圆:的离心率为,且经过点.,是的左、右焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过的直线与交于,两点.若的内切圆半径为,,求的值.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)设椭圆的半焦距为,由离心率为,得,令,,
椭圆:过点,则,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由(1)知,设直线的方程为,,,
由消去得,
,,
,,
而,,则,解得,
所以.
10.已知椭圆的左,右焦点为,,P为C上一动点,内切圆面积的最大值为,且到直线的距离为3c,过的直线l交C于A,B两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若,探究:是否为定值,若为定值,求出定值;若不为定值,请说明理由;
(3)若,直线l与直线相交于点Q,记,,的斜率分别为,,,求证:,,成等差数列.
【答案】(1);
(2)是定值,;
(3)证明见解析.
【详解】(1)由题设,若内切圆面积最大,即其半径最大,此时为椭圆的上(下)顶点,
所以,可得,又,则,且,
所以,故,得,所以,即方程为;
(2)令,联立椭圆方程有,整理得,
显然,则,,
故,则
由,则,代入椭圆有,可得,
所以,
此时,,
当时,,,则,
综上,为定值;
(3)由题设且,则,即,
显然直线的斜率存在,设,联立,
所以,整理得,
所以,,令,则,
由,,则,且,
,
所以,即,,成等差数列.
(6)焦点三角形中的角度问题
1.点为椭圆的两个焦点,若椭圆上存在点,使得,则椭圆方程可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】如下图:
不妨设椭圆的方程为,椭圆的上顶点为.
因为椭圆上存在点,使得,所以需;
在中,由余弦定理得,
又,化简得.
同理可得,椭圆焦点在轴上时,也有,经检验可知选项B满足.
故选:B.
2.设椭圆C:的左、右焦点分别为,,以为直径的圆与C的一个交点为P,若,则C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为以为直径的圆与C的一个交点为P,所以.
又,所以,,
所以,
所以离心率,
因为,所以,
,,
故.
故选:D
3.已知椭圆和双曲线有相同的焦点为两曲线在第一象限的交点,分别为曲线的离心率.若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】如图:
根据椭圆和双曲线的定义,可得.
又,,所以∽.
所以.
又,,
所以,
当且仅当,即时取“”.
故选:C
4.已知椭圆的离心率为,左,右焦点分别为,过的直线交于,两点.若,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【详解】设,,
因为椭圆的离心率,则,
由,则,
即,解得,则,,
又,则,
即,
解得,所以.
故选:B
5.已知椭圆的左、右焦点分别为,过点且斜率为的直线与椭圆相交于两点,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图:
设,则,,.
因为,所以.
又,所以.
所以,,.
又.
所以.
所以.
所以.
故选:D
6.已知椭圆 的左右焦点分别为 ,椭圆存在一点 ,若 ,则椭圆的离心率取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设,,则,
在中,,
所以,得,
所以,
因为,当且仅当时,取等号,
所以,
所以,所以,
所以,所以,又,
所以.
故选:C
7.已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,过作的垂线与在第一象限内交于点,且.设的离心率为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
如图,连接,设与交于点 M.
由,可设,则,其中,
由椭圆的定义,得,从而,
又因为,所以,在中,设,
则为锐角,所以,即,
由余弦定理,得,即,解得.
故选:C.
8.(多选)已知椭圆:与双曲线:有公共的焦点,,.若为,在第一象限的一个公共点,和的离心率分别为,,,则( )
A.
B.
C.
D.当时,的取值范围是
【答案】ABD
【详解】由,,得,.
所以,则正确.;
因为,其中,,
所以,则正确;
对于,将,,,代入,可得,则错误;
对于,因为,所以,即,
化简得,即,即.
令,,则,其中,,取.
因为,,所以,,
所以,,故.
因为,其中,,
所以在上单调递增,故,则正确.
故选:.
9.(多选)已知、是椭圆的左、右焦点,点在上,是上的动点,轴,垂足为,且为的中点,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.点的轨迹方程为 D.的最小值为
【答案】ACD
【详解】对于A选项,将点的坐标代入椭圆方程可得,因为,解得,
由椭圆定义可得,因为,则,
,
因为,且函数在上单调递减,
故的最大值为,A对;
对于B选项,不妨设点,则,
则
,
因为,
所以,
,
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以,的最小值为,B错;
对于C选项,设点,则点,设点,
由中点坐标公式可得,则,
因为点在椭圆上,则,即,化简得,
故点的轨迹方程为,C对;
对于D选项,圆的圆心为原点,半径为,
因为,故点在圆外,
所以,,
当且仅当为线段与圆的交点时,取最小值,D对.
故选:ACD.
10.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为,为椭圆上任意一点.下列结论正确的是( )
A.的最大值为 B.的最大值为
C. D.椭圆上存在点,使得
【答案】ACD
【详解】由椭圆方程知:长半轴长,短半轴长,半焦距,,,
对于A,由椭圆定义知:,
(当且仅当,即为短轴端点时取等号),
的最大值为,A正确;
对于B,,
即的最小值为,B错误;
对于C,,
,C正确;
对于D,设,,,
,
,,,
椭圆上存在点,使得,D正确.
故选:ACD.
(7)椭圆的光学性质
1.椭圆具有光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线过椭圆的另一个焦点(如图).已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线与椭圆交于点,过点作椭圆的切线,点关于的对称点为,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图,由椭圆的光学性质可得三点共线,
由与关于直线对称,得,
则,解得,
,
于是,即,,
因此,所以椭圆的离心率.
故选:D
2.椭圆、双曲线、抛物线这些圆锥曲线都有焦点.焦点,顾名思义,就是光线的聚集点,这说明圆锥曲线与光有着紧密的联系,圆锥曲线具有丰富的光学性质.例如,从椭圆的一个焦点发出的光线经过椭圆反射后会经过另外一个焦点,设,分别是椭圆的左、右焦点,从焦点发出的光线先后经过椭圆上的,两点反射后回到焦点.若,,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图,由题意知,
所以.
设,所以,
又,所以,
得,所以,.
方法一:对于等腰三角形和,因为,
故,故,即,
化简得,
即,解得(负数舍去).
方法二:易知,
则有.
化简得:,即,解得(负数舍去).
故选:D.
3.椭圆具有如下光学性质:如图,分别是椭圆的左、右焦点,从点发出的光线在到达椭圆上的点P后,经过到达点的切线反射后经过点,有以下两个命题:
①若P是椭圆上除长轴端点外的一点,设法线与x轴的交点为,则
②若从发出的光线,经椭圆两次反射后,第一次回到所经过的路程为,则该椭圆的离心率为;
则以下说法正确的是( )
A.①是真命题,②是真命题 B.①是真命题,②是假命题
C.①是假命题,②是真命题 D.①是假命题,②是假命题
【答案】A
【详解】设,因为,所以,
当时,,
所以在点处的切线的斜率为,
同理可得当时,在点处的切线的斜率为,
所以椭圆在点处的切线的斜率为,
因为,所以,
因为,所以,
所以,
因为,所以,故①是真命题;
因为发出的光线在到达椭圆上的点P后,经过到达点的切线反射后经过点,
所以两次反射后,第一次回到所经过的路程为,
所以,所以,故②是真命题.
故选:.
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