内容正文:
椭圆
基础巩固
一、单选题
1.(2024·四川成都七中开学考)椭圆+=1的焦距是2,则m的值为( )
A.5 B.3
C.5或3 D.20
[答案] C
[解析] 因为焦距是2,所以c=1,当焦点在x轴时,a2=m,b2=4,∴c2=a2-b2=m-4=1,解得m=5,当焦点在y轴时,a2=4,b2=m,∴c2=a2-b2=4-m=1,解得m=3,故选C.
2.(2024·福建百校联盟联考)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F,短轴长为2,点M在椭圆上,若|MF|的最大值是最小值的3倍,则椭圆的焦距为( )
A.3 B.4
C.1 D.2
[答案] D
[解析] 依题意,椭圆短轴长为2,得b=,则a2-c2=b2=3,又|MF|的最大值是最小值的3倍,即a+c=3(a-c),所以a=2c,所以a=2,c=1,则其焦距为2c=2.故选D.
3.(2025·辽宁葫芦岛模拟)已知椭圆G:+=1,A,B为G的短轴端点,P为G上异于A,B的一点,则直线AP,BP的斜率之积为( )
A. B.
C.- D.-
[答案] C
[解析] 设P(x0,y0),则有+=1,即有y-3=,由椭圆方程可得其短轴端点坐标分别为(0,)、(0,-),则kAP·kBP=·===-.故选C.
4.(2024·福建泉州二模)若椭圆+=1(a>0)的离心率为,则该椭圆的焦距为( )
A. B.
C.2或 D.2或
[答案] D
[解析] 若椭圆的焦点在x轴,则离心率e==,得a2=6,此时焦距2c=2=2,若椭圆的焦点在y轴,则离心率e==,得a2=,此时焦距2c=2=,所以该椭圆的焦距为2或.故选D.
5.(2025·安徽重点高中联盟校摸底)已知椭圆C:+=1(λ>0且λ≠4),则“C的离心率e=,是λ=8”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
[答案] B
[解析] 当焦点在x轴时,e==,
解得λ=8,当焦点在y轴时,e==,
解得λ=2,故“C的离心率e=”是“λ=8”的必要不充分条件.故选B.
6.(2023·新课标Ⅰ卷)设椭圆C1:+y2=1(a>1),C2:+y2=1的离心率分别为e1,e2.若e2=e1,则a=( )
A. B.
C. D.
[答案] A
[解析] 由e2=e1,得e=3e,因此=3×,而a>1,所以a=.故选A.
7.(2025·河南平许济络质检)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,A1,A2分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若·=-2,则椭圆C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
[答案] B
[解析] 显然离心率e===,解得=,即b2=a2,A1,A2分别为C的左右顶点,B为上顶点,则A1(-a,0),A2(a,0),B(0,b),于是=(-a,-b),=(a,-b),而·=-2,即-a2+b2=-2,又b2=a2,因此联立解得a2=8,b2=6,所以椭圆的方程为+=1.故选B.
8.(2025·广西示范性高中质检)已知椭圆M:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在M上,Q为PF2的中点,且F1Q⊥PF2,|F1Q|=b,则M的离心率为( )
A. B.
C. D.
[答案] C
[解析] 由题意得|PF1|=|F1F2|=2c,则|QF2|=|PF2|=(2a-|PF1|)=a-c.在△QF1F2中,由|F1Q|2+|QF2|2=|F1F2|2,得b2+(a-c)2=4c2,则a2-c2+a2-2ac+c2=4c2,得a2-ac-2c2=(a-2c)(a+c)=0,解得a=2c,所以M的离心率为=.
9.(2024·河南焦作期中)已知椭圆C:+=1的右焦点为F,点E(0,2),点P是C上的动点,则|PF|+|PE|的最小值为( )
A.5 B.10-2
C.10 D.10+2
[答案] B
[解析] 若F′为椭圆左焦点且F′(-4,0),则|PF′|+|PF|=2a=10,故|PF|=10-|PF′|,所以|PF|+|PE|=|PE|-|PF′|+10,而||PE|-|PF′||≤|EF′|=2,所以-2≤|PE|-|PF′|≤2,仅当P,E,F′共线时取等号,综上,|PF|+|PE|的最小值为10-2,取值条件为P,E,F′共线且E在P,F′之间.故选B.
二、多选题
10.(2024·山东临沂联考)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在C上,且|PF1|的最大值为3,最小值为1,则( )
A.椭圆C的离心率为
B.△PF2F1的周长为4
C.若∠F2PF1=60°,则△PF2F1的面积为3
D.若|PF1||PF2|=4,则∠F2PF1=60°
[答案] AD
[解析] 由题意a+c=3,a-c=1,故a=2,c=1,故A正确;△PF2F1的周长为2a+2c=6,故B错误;若∠F2PF1=60°,则|F2F1|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos 60°=(|PF1|+|PF2|)2-3|PF1|·|PF2|,即(2c)2=(2a)2-3|PF1|·|PF2|,故|PF1|·|PF2|=4,故S△PF2F1=|PF1|·|PF2|sin 60°=,故C错误;由余弦定理|F2F1|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|cos∠F2PF1=(|PF1|+|PF2|)2-2|PF1|·|PF2|(1+cos∠F2PF1),即4=16-2×4(1+cos∠F2PF1),解得cos∠F2PF1=,故∠F2PF1=60°,故D正确.故选AD.
11.(2025·河南许昌高级中学测试)已知F1,F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,P是椭圆C上一点,则( )
A.当a=b时,满足∠F1PF2=90°的点P有2个
B.△PF1F2的周长一定小于4a
C.△PF1F2的面积可以大于
D.若|PF1|≤2b恒成立,则C的离心率的取值范围是
[答案] ABD
[解析] 当点P的坐标为(0,b)或(0,-b)时,∠F1PF2最大,此时,若a=b,则b=c,所以∠F1PF2=90°,A正确;△PF1F2周长为2a+2c<4a,故B正确;△PF1F2的面积为|F1F2||yP|≤bc≤=,故C错误;因为a-c≤|PF1|≤a+c,所以a+c≤2b,可得5c2+2ac-3a2≤0,得5e2+2e-3≤0,得-1≤e≤,又e∈(0,1),所以e∈,故D正确.故选ABD.
三、填空题
12.(2025·湖南长沙长郡中学月考)点M在椭圆+=1上,F是椭圆的一个焦点,N为MF的中点,|ON|=3,则|MF|=________.
[答案] 4
[解析] 如图,根据椭圆的对称性,不妨设F为左焦点,F′为右焦点,由椭圆+=1,得a=5,2a=10,∵N是MF的中点,O是FF′的中点,∴ON为△FMF′的中位线,∴|MF′|=2|ON|=6,∴由椭圆的定义得|MF|=2a-|MF′|=10-6=4.
13.(2025·河北唐山摸底)已知椭圆C的左焦点为F,右顶点为A,上顶点为B,若△ABF为等腰三角形,则C的离心率为________.
[答案]
[解析] 不妨设椭圆的长轴、短轴、焦距分别为2a,2b,2c(a>0,b>0,c>0),则a2=b2+c2,且根据椭圆性质易知F(-c,0),A(a,0),B(0,b),所以|AB|=,|AF|=a+c,|BF|=a,显然若△ABF为等腰三角形,则只能有|AB|=|AF|,即a2+b2=(a+c)2⇒a2-2ac-2c2=0,则1-2-22=0⇒e==.
14.(2025·广东调研)已知点P在椭圆C:+y2=1上运动,D(0,6),动点Q满足|DQ|=,则|PQ|的最大值为________.
[答案] 6
[解析] 依题设P(x,y),则+y2=1,-1≤y≤1,由|DQ|=,可得点Q的轨迹是以D为圆心,为半径的圆.|DP|2=x2+(y-6)2=10-10y2+(y-6)2=-9y2-12y+46=-92+50≤50,|DP|≤5,当且仅当y=-取等号,即|DP|max=5,故|PQ|max=|DP|max+=5+=6.
15.(2024·云南曲靖一中阶段测试)曲线+=1上点到直线x-2y+8=0距离的最小值为________.
[答案]
[解析] 解法一:令x-2y+m=0与+=1相切,联立整理可得25y2-16my+4m2-36=0,
所以Δ=256m2-400(m2-9)=0,可得m=±5,
当x-2y+5=0,此时与x-2y+8=0的距离为=,
当x-2y-5=0,此时与x-2y+8=0的距离为=,
所以曲线到直线距离的最小值为.
解法二:设x=3cos θ,则y=2sin θ,则曲线上的点到直线x-2y+8=0的距离d==≥=. ,即dmin=.
能力提升
1.(2025·湖南长沙雅礼中学开学考)过椭圆C:+=1的中心作直线l交椭圆于P、Q两点,F是C的一个焦点,则△PFQ周长的最小值为( )
A.16 B.14
C.12 D.10
[答案] B
[解析] 设C的另一个焦点为F′,根据椭圆的对称性知|PF|=|QF′|,所以△PFQ的周长为|PF|+|QF|+|PQ|=|QF′|+|QF|+|PQ|=8+|PQ|,当线段PQ为椭圆短轴时,|PQ|有最小值6,所以△PFQ的周长的最小值为14.故选B.
2.(2024·江西五市九校联考)若点P既在直线l:x-y+2=0上,又在椭圆C:+=1(a>b>0)上,C的左、右焦点分别为F1,F2,|F1F2|=2,且∠F1PF2的平分线与l垂直,则C的长轴长为( )
A. B.
C.或 D.或
[答案] B
[解析] 由|F1F2|=2,得F1(-1,0),F2(1,0),因为∠F1PF2的平分线与l垂直,所以直线PF1,PF2关于l对称,点F1关于直线x-y+2=0的对称点为F′1(-2,1),所以直线F′1F2的方程为y=-(x-1),与x-y+2=0联立得P,2a=|PF1|+|PF2|=+=.故选B.
3.(2025·云南昆明摸底)设椭圆E:+=1(a>b>0)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·=0,·=0,则E的离心率为( )
A. B.
C. D.
[答案] D
[解析] 设E的左焦点为F′,由=,可设|FC|=3t,则|AF|=2t,由·=0,结合椭圆的性质知|BC|=|AC|=|AF|+|FC|=5t,由·=0,可得|BF|=4t,又|BF′|=2t,所以|BF|+|BF′|=6t=2a,解得t=a,在Rt△BFF′中,由勾股定理得(2t)2+(4t)2=(2c)2,即4c2=20t2=a2,所以e==.故选D.
4.(2024·河北沧州七县期中联考)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为点F1(-c,0),F2(c,0),若椭圆C上存在一点M使得△MF1F2的内切圆半径为,则椭圆C的离心率的最大值是( )
A. B.
C. D.
[答案] C
[解析] 由题意可得|MF1|+|MF2|=2a,|F1F2|=2c,所以S△MF1F2=(|MF1|+|MF2|+|F1F2|)·=,又S△MF1F2=|F1F2|·|yM|=c·|yM|,所以|yM|=,又|yM|≤b,所以≤b=,化简,得≤a2-c2,即≤a-c,解得≤,所以e的最大值为.故选C.
5.(2024·吉林四平期中)已知椭圆C:+=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P是椭圆C上的一点,则|PF1|·(|PF2|+2)的最大值为________.
[答案] 25
[解析] 因为点P是椭圆C上的一点,所以|PF1|+|PF2|=8,又由均值不等式可得|PF1|(|PF2|+2)≤2=25,当且仅当|PF1|=|PF2|+2,即|PF1|=5,|PF2|=3时等号成立.
拓展应用(选作)
(2025·湖北武汉部分学校调研)设椭圆E:+=1(a>b>0)的左右焦点为F1,F2,右顶点为A,已知点P在椭圆E上,若∠F1PF2=90°,∠PAF2=45°,则椭圆E的离心率为( )
A. B.
C.2- D.-1
[答案] D
[解析] 由椭圆E:+=1(a>b>0),可得F1(-c,0),F2(c,0),A(a,0),不妨设点P(x1,y1)在第一象限,由椭圆的定义知|PF1|+|PF2|=2a,
因为∠F1PF2=90°,可得|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,即(|PF1|+|PF2|2)-2|PF1||PF2|=4c2,
可得4a2-2|PF1||PF2|=4c2,
所以|PF1||PF2|=2(a2-c2)=2b2,
所以△F1PF2的面积为S=|PF1||PF2|=b2,
可得×2c·y1=b2,解得y1=,
又因为a-x1=y1,可得x1=a-,
即P,将点P代入椭圆的方程,
可得+=1,整理得a2+b2-2ac=0,
因为b2=a2-c2,可得c2+2ac-2a2=0,
即e2+2e-2=0,解得e=-1和e=--1(舍去),
即椭圆C的离心率为-1.故选D.
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基础巩固
一、单选题
1.(2024·四川成都七中开学考)椭圆+=1的焦距是2,则m的值为( )
A.5 B.3
C.5或3 D.20
2.(2024·福建百校联盟联考)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F,短轴长为2,点M在椭圆上,若|MF|的最大值是最小值的3倍,则椭圆的焦距为( )
A.3 B.4
C.1 D.2
3.(2025·辽宁葫芦岛模拟)已知椭圆G:+=1,A,B为G的短轴端点,P为G上异于A,B的一点,则直线AP,BP的斜率之积为( )
A. B.
C.- D.-
4.(2024·福建泉州二模)若椭圆+=1(a>0)的离心率为,则该椭圆的焦距为( )
A. B.
C.2或 D.2或
5.(2025·安徽重点高中联盟校摸底)已知椭圆C:+=1(λ>0且λ≠4),则“C的离心率e=,是λ=8”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
6.(2023·新课标Ⅰ卷)设椭圆C1:+y2=1(a>1),C2:+y2=1的离心率分别为e1,e2.若e2=e1,则a=( )
A. B.
C. D.
7.(2025·河南平许济络质检)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,A1,A2分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若·=-2,则椭圆C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
8.(2025·广西示范性高中质检)已知椭圆M:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在M上,Q为PF2的中点,且F1Q⊥PF2,|F1Q|=b,则M的离心率为( )
A. B.
C. D.
9.(2024·河南焦作期中)已知椭圆C:+=1的右焦点为F,点E(0,2),点P是C上的动点,则|PF|+|PE|的最小值为( )
A.5 B.10-2
C.10 D.10+2
二、多选题
10.(2024·山东临沂联考)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在C上,且|PF1|的最大值为3,最小值为1,则( )
A.椭圆C的离心率为
B.△PF2F1的周长为4
C.若∠F2PF1=60°,则△PF2F1的面积为3
D.若|PF1||PF2|=4,则∠F2PF1=60°
11.(2025·河南许昌高级中学测试)已知F1,F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,P是椭圆C上一点,则( )
A.当a=b时,满足∠F1PF2=90°的点P有2个
B.△PF1F2的周长一定小于4a
C.△PF1F2的面积可以大于
D.若|PF1|≤2b恒成立,则C的离心率的取值范围是
三、填空题
12.(2025·湖南长沙长郡中学月考)点M在椭圆+=1上,F是椭圆的一个焦点,N为MF的中点,|ON|=3,则|MF|=________.
13.(2025·河北唐山摸底)已知椭圆C的左焦点为F,右顶点为A,上顶点为B,若△ABF为等腰三角形,则C的离心率为________.
14.(2025·广东调研)已知点P在椭圆C:+y2=1上运动,D(0,6),动点Q满足|DQ|=,则|PQ|的最大值为________.
15.(2024·云南曲靖一中阶段测试)曲线+=1上点到直线x-2y+8=0距离的最小值为________.
能力提升
1.(2025·湖南长沙雅礼中学开学考)过椭圆C:+=1的中心作直线l交椭圆于P、Q两点,F是C的一个焦点,则△PFQ周长的最小值为( )
A.16 B.14
C.12 D.10
2.(2024·江西五市九校联考)若点P既在直线l:x-y+2=0上,又在椭圆C:+=1(a>b>0)上,C的左、右焦点分别为F1,F2,|F1F2|=2,且∠F1PF2的平分线与l垂直,则C的长轴长为( )
A. B.
C.或 D.或
3.(2025·云南昆明摸底)设椭圆E:+=1(a>b>0)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·=0,·=0,则E的离心率为( )
A. B.
C. D.
4.(2024·河北沧州七县期中联考)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为点F1(-c,0),F2(c,0),若椭圆C上存在一点M使得△MF1F2的内切圆半径为,则椭圆C的离心率的最大值是( )
A. B.
C. D.
5.(2024·吉林四平期中)已知椭圆C:+=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P是椭圆C上的一点,则|PF1|·(|PF2|+2)的最大值为________.
拓展应用(选作)
(2025·湖北武汉部分学校调研)设椭圆E:+=1(a>b>0)的左右焦点为F1,F2,右顶点为A,已知点P在椭圆E上,若∠F1PF2=90°,∠PAF2=45°,则椭圆E的离心率为( )
A. B.
C.2- D.-1
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