直线与椭圆的综合题型【8个题型】讲义-2025年暑假新高二数学常考题型归纳
2025-07-31
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2份
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教A版选择性必修第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 3.1椭圆 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 圆锥曲线综合 |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.46 MB |
| 发布时间 | 2025-07-31 |
| 更新时间 | 2025-07-31 |
| 作者 | 数海拾光 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53273447.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025年暑假新高二数学常考题型归纳
【直线与椭圆的综合题型】
总览
题型梳理
一.直线与椭圆的位置关系及公共点个数(共7小题)
二.由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数(共4小题)
三.椭圆的切线方程及性质(共5小题)
四.椭圆的弦及弦长(共7小题)
五.椭圆的焦点弦及焦半径(共8小题)
六.椭圆的焦点三角形(共6小题)
七.椭圆的中点弦(共5小题)
八.椭圆与平面向量(共8小题)
【知识点清单】
1.直线与椭圆的综合
【知识点的认识】
直线与椭圆的位置判断:将直线方程与椭圆方程联立,消去x(或y)的一元二次方程,则:
直线与椭圆相交⇔Δ>0;
直线与椭圆相切⇔Δ=0;
直线与椭圆相离⇔Δ<0;
【解题方法点拨】
(1)直线与椭圆位置关系的判断方法
①联立方程,借助一元二次方程的判别式来判断;
②借助直线和椭圆的几何性质来判断.
根据直线系方程抓住直线恒过定点的特征,将问题转化为点和椭圆的位置关系,也是解决此类问题的难点所在.
(2)弦长的求法
设直线与椭圆的交点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),
则|AB|(k为直线斜率)
注意:利用公式计算直线被椭圆截得的弦长是在方程有解的情况下进行的,不要忽略判别式.
(3)中点弦、弦中点常见问题
①过定点被定点平分的弦所在直线的方程;
②平行弦中点的轨迹;
③过定点的弦的中点的轨迹.
解决有关弦及弦中点问题常用方法是“韦达定理”和“点差法”,这两种方法的前提都必须保证直线和椭圆有两个不同的公共点.
(4)椭圆切线问题
①直线与椭圆相切,有且仅有一个公共点;
②过椭圆外一点可以作两条直线与椭圆相切;
③过椭圆上一点只能作一条切线.
(5)最值与范围问题的解决思路
①构造关于所求量的函数,通过求函数的值域来获得问题的解;
②构造关于所求量的不等式,通过解不等式来获得问题的解.
在解题过程中,一定要深刻挖掘题目中的隐含条件,如判别式大于零等可利用条件.
【命题方向】
1.由已知条件求椭圆的方程或离心率;
2.由已知条件求直线的方程;
3.中点弦或弦的中点问题;
4.弦长问题;
5.与向量结合求参变量的取值.
2.直线与椭圆的位置关系及公共点个数
【知识点的认识】
直线与椭圆的位置关系包括相交、相切和不相交三种情况.公共点个数可以通过代入直线方程到椭圆方程中求解.
【解题方法点拨】
1.代入直线方程:将直线方程代入椭圆方程,形成二次方程.
2.分析解的个数:根据二次方程的判别式判断公共点的个数(0、1、2).
3.由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数
【知识点的认识】
根据直线与椭圆的公共点个数可以推导出直线的方程或椭圆的参数.
【解题方法点拨】
1.利用方程个数:由交点个数推导直线方程或椭圆参数.
2.计算交点:解方程组,确定交点个数.
4.椭圆的切线方程及性质
【知识点的认识】
椭圆的切线方程可以用点的坐标和椭圆的方程来表示.标准方程的切线方程为:
【解题方法点拨】
1.代入点坐标:用切点(x0,y0)代入切线方程公式.
2.验证性质:检查切线的性质,如与椭圆的切点唯一性.
5.椭圆的弦及弦长
【知识点的认识】
椭圆的弦是连接椭圆上两点的线段,弦长可以用椭圆的参数和弦的方程计算.
【解题方法点拨】
1.计算弦长:利用椭圆的参数和弦的方程计算弦长.
2.联立方程,通过二次方程根与系数关系,求得弦长.
6.椭圆的焦点弦及焦半径
【知识点的认识】
焦点弦是通过椭圆的焦点并且与椭圆交于两点的弦.焦半径是焦点到椭圆上某点的距离.
【解题方法点拨】
1.计算焦点弦长度:焦点弦的长度与焦点到弦中点的距离有关.
2.应用焦半径公式:利用焦点和椭圆的标准方程计算焦半径.
7.椭圆的焦点三角形
【知识点的认识】
焦点三角形是由椭圆的两个焦点和椭圆上的一点形成的三角形.三角形的面积和其他性质可以通过椭圆的参数计算.
【解题方法点拨】
1.计算三角形面积:使用焦点坐标和椭圆上的点计算三角形的面积.
2.应用公式:三角形面积公式为:
8.椭圆的中点弦
【知识点的认识】
中点弦是指经过椭圆内部某点P的弦,且点P为弦的中点.
【解题方法点拨】
1.设出弦所在直线的方程.
2.联立方程并得到二次方程,根根与系数的关系,结合中点条件解决问题.
9.椭圆与平面向量
【知识点的认识】
椭圆与平面向量的关系涉及椭圆的参数、平面向量的方向和椭圆的标准方程.
【解题方法点拨】
1.使用向量:利用向量表示椭圆的长轴和短轴.
2.计算夹角:利用平面向量计算椭圆的参数和方程.
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/7/30 11:34:48;用户:张旺清(小初高数);邮箱:lwjxqz15@xyh.com;学号:215576
题型分类
知识讲解与常考题型
一.直线与椭圆的位置关系及公共点个数(共7小题)
1.已知椭圆,过点P(1,1)的直线与椭圆C交于A,B两点,P为线段AB的中点,则直线AB的斜率为( )
A. B. C. D.
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数.版权所有
【分析】由题意,设出A,B两点的坐标,根据点在椭圆上以及斜率公式求解即可.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
因为A,B两点均在椭圆上,
所以,
两式相减得,
即0,
因为P为线段AB的中点,
所以x1+x2=2,y1+y2=2,
可得,
所以,
则直线AB的斜率为.
故选:A.
【点评】本题考查椭圆的方程,考查了逻辑推理和运算能力,属于基础题.
2.已知椭圆C:1(a>b>0),直线l:x+2y﹣6=0与C交于M,N两点,与两坐标轴分别交于点A,B,且M,N是线段AB的三等分点,则C的方程为( )
A. B.
C. D.
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数.版权所有
【分析】根据平面向量的线性运算的坐标表示结合题意先求出M(2,2),N(4,1),再代入椭圆方程求解即可.
【解答】解:由直线l:x+2y﹣6=0,不妨设A(0,3),B(6,0),设M(x1,y1),N(x2,y2),
则,,,
如图,因为M,N是线段AB的三等分点,
则,,
则,
解得x1=2,y1=2,x2=4,y2=1,
则M(2,2),N(4,1),又M,N两点在椭圆C上,
所以,
解得a2=20,b2=5,
所以椭圆C的方程为.
故选:A.
【点评】本题考查椭圆方程的应用,属于中档题.
3.已知椭圆,过点P(1,1)的直线交椭圆于A,B两点,且P为线段AB的中点,则直线AB的方程为( )
A.x+3y﹣4=0 B.3x+y﹣4=0 C.x﹣3y+2=0 D.3x﹣y﹣2=0
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数.版权所有
【分析】判断点P在椭圆内,利用点差法求出直线AB的斜率即可得其方程.
【解答】解:根据题目可知:过点P(1,1)的直线交椭圆于A,B两点,且P为线段AB的中点,
椭圆,由,得点P在椭圆内,设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,两式相减得,
而x1+x2=2,y1+y2=2,因此,即直线AB的斜率为,
所以直线AB的方程为,即x+3y﹣4=0.
故选:A.
【点评】本题考查直线与椭圆的位置关系及公共点个数,属于中等题.
4.已知直线y=x+3与椭圆有公共点,则m的取值范围是( )
A.(0,4] B.(﹣∞,0]∪[4,+∞)
C.[4,+∞) D.[4,5)∪(5,+∞)
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数.版权所有
【分析】联立,消y可得:(5+m)x2+30x+45﹣5m=0,则Δ=900﹣4(5+m)(45﹣5m)≥0,然后求解即可.
【解答】解:已知直线y=x+3与椭圆有公共点,
联立,
消y可得:(5+m)x2+30x+45﹣5m=0,
则Δ=900﹣4(5+m)(45﹣5m)≥0,
即m2﹣4m≥0,
又m>0且m≠5,
即m≥4且m≠5.
故选:D.
【点评】本题考查了直线与椭圆的位置关系,属中档题.
5.直线与椭圆的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数.版权所有
【分析】由直线与椭圆的位置关系求解即可.
【解答】解:因为直线过点(a,0),(0,b),
而(a,0),(0,b)为椭圆的右端点和上端点,
故直线与椭圆相交.
故选:C.
【点评】本题考查直线与椭圆的位置关系的判断,属于基础题.
6.椭圆上的点到直线x﹣y+6=0的距离的最小值为 .
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数.版权所有
【分析】由题意,将点到直线的距离的最值转化为平行线之间的距离,设与直线y=x+6平行且与椭圆相切的直线为y=x+m,与椭圆联立方程组,由Δ=0,求得m,进而可解.
【解答】解:设直线y=x+m与直线x﹣y+6=0的距离为d,
联立,消去y并整理得4x2+6mx+3m2﹣3=0,
此时Δ=(6m)2﹣4×4×(3m2﹣3)=0,
解得m=±2,
当m=2时,,
则椭圆上的点到直线x﹣y+6=0的距离的最小值为.
故答案为:.
【点评】本题考查椭圆的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于基础题.
7.已知椭圆C:的左、右焦点分别为F1、F2,P是C上在第二象限内的一点,且|PF2|﹣|PF1|=2,则直线PF2的斜率为 .
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数.版权所有
【分析】由题意,根据椭圆的性质求出|PF1|,|PF2|的值,然后可确定PF1⊥F1F2,进而得到点P的坐标,从而求出直线的斜率.
【解答】解:由椭圆的性质可知,|PF2|+|PF1|=2a=8,
又|PF2|﹣|PF1|=2,
所以|PF2|=5,|PF1|=3,
因为|F1F2|=4,
所以△PF1F2为直角三角形,
此时PF1⊥F1F2,
因为P在第二象限,
所以P(﹣2,3),
因为F2(2,0),
所以直线PF2的斜率为.
故答案为:.
【点评】本题考查椭圆的方程,考查了逻辑推理和运算能力,属于基础题.
二.由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数(共4小题)
8.若直线l:y=x+m与椭圆C:没有公共点,则m的取值范围为( )
A.(﹣2,2) B.(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)
C. D.
【考点】由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数.版权所有
【分析】利用直线方程和椭圆方程后利用判别式可求m的取值范围.
【解答】解:由,整理可得:14x2+18mx+9m2﹣45=0,
故Δ=324m2﹣56(9m2﹣45)<0,解得或,
即实数m的取值范围为(﹣∞,)∪(,+∞).
故选:D.
【点评】本题考查直线与椭圆的综合应用,属于基础题.
9.已知直线kx+y+2k=0与椭圆相切,则k的值为( )
A.2 B. C.±2 D.
【考点】由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数.版权所有
【分析】联立直线与椭圆方程,由相切得到Δ=0,从而得解.
【解答】解:依题意,联立,消去y得:(4+3k2)x2+12k2x+12k2﹣12=0,
因为直线kx+y+2k=0与椭圆相切,
所以Δ=(12k2)2﹣4×(4+3k2)×(12k2﹣12)=0,
化简整理得k2﹣4=0,所以k=±2.
故选:C.
【点评】本题考查了直线与椭圆的位置关系,属于中档题.
10.若对任意的实数k,直线kx﹣y+1=0与椭圆恒有公共点,则实数n的取值范围为 [1,6)∪(6,+∞) .
【考点】由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数.版权所有
【分析】结合椭圆的性质求解即可.
【解答】解:因为kx﹣y+1=0恒过定点(0,1),
又对任意的实数k,直线kx﹣y+1=0与椭圆恒有公共点,
则,
即n≥1,
又n≠6,
则实数n的取值范围为[1,6)∪(6,+∞).
故答案为:[1,6)∪(6,+∞).
【点评】本题考查了椭圆的性质,属基础题.
11.若动直线mx+ny﹣m﹣n=0始终与椭圆有公共点,则a的取值范围是 .
【考点】由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数.版权所有
【分析】首先得动直线所过的定点,进一步由已知列不等式,求解即可.
【解答】解:根据mx+ny﹣m﹣n=0整理得m(x﹣1)+n(y﹣1)=0,易知其过定点(1,1),
如果mx+ny﹣m﹣n=0始终与有公共点,
那么可得,所以,且,
因此a∈.
故答案为:.
【点评】本题考查直线与椭圆综合应用,属于中档题.
三.椭圆的切线方程及性质(共5小题)
12.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,P(1,m)为椭圆上一点,若已知过点P且与椭圆相切的切线方程为,PM垂直于直线l且与x轴交于点M,若M为OF2的中点,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的切线方程及性质.版权所有
【分析】根据l⊥PM求出直线PM的方程,令y=0,得M点的横坐标,再根据M为OF2的中点,求出c=1,,再根据离心率公式可求出结果.
【解答】解:因为P(1,m)在椭圆上,
所以,
若m=0,则a=±1,不符合题意,所以m≠0.
由切线l的方程得切线斜率,
由l⊥PM得PM的斜率,
所以直线PM的方程为y﹣m=a2m(x﹣1),
令y=0,得﹣m=a2m(x﹣1),因为m≠0,所以,
因为M为OF2的中点,且F2(c,0),
所以,又a2=c2+1,联立可得c=1,,
所以该椭圆的离心率.
故选:C.
【点评】本题考查椭圆的几何性质,化归转化思想,方程思想,属中档题.
13.在平面直角坐标xOy中,已知椭圆C:的离心率为,左、右焦点分别为F1,F2,点为C上一点,记C在点P处的切线l,过点F1作l′⊥l于点M,则PM的长为 .
【考点】椭圆的切线方程及性质;根据椭圆的几何特征求标准方程.版权所有
【分析】首先求切线l的方程,再求直线m的方程,即可求交点M的坐标,即可求解.
【解答】解:因为椭圆C:的离心率为,
且点为C上一点,
所以,
解得a2=8,b2=c2=4,
所以椭圆,
所以在点处的切线方程为,
即,
因为F1(﹣2,0),
所以直线,
联立,
解得x=0,,
即,且
所以.
故答案为:.
【点评】本题考查椭圆方程的应用,属于中档题.
14.已知椭圆的一个焦点的坐标为(1,0),一条切线的方程为x+y=7,则C的离心率e= .
【考点】椭圆的切线方程及性质.版权所有
【分析】设出切点坐标,利用切线方程,转化求解a,b,然后求解离心率即可.
【解答】解:设椭圆与x+y=7相切于(m,n),可得切线方程为:,又切线的方程为x+y=7,
可得ma2,nb2,m+n=7,可得a2+b2=49,
椭圆的一个焦点的坐标为(1,0),
可得a2﹣b2=1,可得a=5,b=2,c=1,
所以椭圆的离心率为:e.
故答案为:.
【点评】本题考查椭圆的简单性质的应用,离心率的求法,是中档题.
15.已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为,则椭圆上一点A(x0,y0)处的切线方程为.试运用该性质解决以下问题:椭圆C:,点B为C在第一象限中的任意一点,过点B作C的切线l,l分别与x轴和y轴的正半轴交于M,N两点,则△OMN面积的最小值为 2 .
【考点】椭圆的切线方程及性质.版权所有
【分析】设B(x1,y1),(x1>0,y1>0),根据题意,求得过点B的切线l的方程,即可求得M、N坐标,代入面积公式,即可求得△OMN面积S的表达式,利用基本不等式,即可求得答案.
【解答】解:设B(x1,y1),(x1>0,y1>0),由题意得,过点B的切线l的方程为:,
令y=0,可得,令x=0,可得,
所以△OMN面积,
又点B在椭圆上,所以,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以△OCD面积的最小值为2.
故答案为:2.
【点评】本题主要考查椭圆的性质,考查运算求解能力,属于中档题.
16.已知椭圆的焦距为2,圆x2+y2=4与椭圆C恰有两个公共点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知结论:若点(x0,y0)为椭圆上一点,则椭圆在该点处的切线方程为.若椭圆C的短轴长小于4,过点T(8,t)作椭圆C的两条切线,切点分别为A,B,求证:直线AB过定点.
【考点】椭圆的切线方程及性质.版权所有
【分析】(1)设椭圆C的半焦距为c,再分圆x2+y2=4在椭圆C的内部和外部两种情况分别求解即可;
(2)由题意椭圆C的方程为,再设A(x1,y1),B(x2,y2),得出切线AT,BT的方程,将T(8,t)代入AT,BT可得A,B的坐标都满足方程6x+ty﹣3=0即可得定点.
【解答】解:(1)设椭圆C的半焦距为c,
当圆x2+y2=4在椭圆C的内部时,b=2,c=1,a2=b2+c2=5,椭圆C的方程为:.
当圆x2+y2=4在椭圆C的外部时,a=2,c=1,b2=a2﹣c2=3,椭圆C的方程为:.
所以椭圆的方程为:或;
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2).
因为椭圆C的短轴长小于4,所以C的方程为:.
则由已知可得,切线AT的方程为:的方程为:,
将T(8,t)代入AT,BT的方程整理可得,
6x1+ty1﹣3=0,6x2+ty2﹣3=0.
显然A,B的坐标都满足方程6x+ty﹣3=0,
故直线AB的方程为6x+ty﹣3=0,
令y=0,可得,即直线AB过定点.
【点评】本题考查椭圆的方程的求法及直线与椭圆的综合应用,属于中档题.
四.椭圆的弦及弦长(共7小题)
17.已知F是椭圆的左焦点,经过坐标原点的直线与C交于P,Q两点,若|PF|=2|QF|,则|PQ|=( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的弦及弦长;椭圆的焦点弦及焦半径.版权所有
【分析】根据椭圆定义求出,后,再利用余弦定理解三角形计算即可求解.
【解答】解:设F′为C的右焦点,连接PF′,QF′,如图,
因为PQ与FF'互相平分,所以四边形PFQF′为平行四边形,
所以|QF|=|PF′|,由椭圆定义知,|PF|+|PF′|=2|QF|+|QF|=4,
所以,,
在△PFF′中,,
所以.
在△PQF中,|PQ|2=|PF|2+|QF|2﹣2|PF||QF|cos∠PFQ
,解得|PQ|.
故选:C.
【点评】本题主要考查求椭圆的弦长,属于中档题.
18.过椭圆C:的一个焦点作x轴的垂线l,若l交C于A,B两点,则|AB|=( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的弦及弦长.版权所有
【分析】取直线l的方程为x=2,联立,然后求解即可.
【解答】解:已知椭圆C:,
则,,c=2,
不妨取F(2,0),
则直线l的方程为x=2,
联立,
则或,
即|AB|.
故选:D.
【点评】本题考查了直线与椭圆的位置关系,属基础题.
19.已知椭圆C:的一个焦点是F,过原点的直线与C相交于点A,B,△ABF的面积是,则|AB|=( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的弦及弦长.版权所有
【分析】由题意,设出直线AB的方程,将直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理以及三角形面积公式求出直线AB的斜率,再代入弦长公式中即可求解.
【解答】解:因为椭圆C的方程为,
所以a=3,b=1,c=2,
易知直线AB的斜率存在,
设直线AB的方程为y=kx,
此时S△ABF=S△OBF+S△AOF|xB﹣xA|,
联立,消去y并整理得(9+k2)x2﹣9=0,
由韦达定理得,
所以,
解得k=±6,
则|AB|.
故选:D.
【点评】本题考查直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
20.已知椭圆的焦点为F,过坐标原点的直线与椭圆C交于A,B两点,若|AF|=2|BF|,则|AB|=( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的弦及弦长.版权所有
【分析】根据椭圆的对称性得到|BF|=|AF1|,然后结合椭圆定义得到|AF|,|BF|,最后分别在三角形AFF1和三角形AFB中利用余弦定理计算即可.
【解答】解:已知椭圆的坒駡点为F,过坐标原点的直线与椭圆C交于A,B两点,
取椭圆的右焦点为F1,根据椭圆的对称性可知|BF|=|AF1|,
则四边形AFBF1为平行四边形,
根据椭圆的定义得|AF|+|AF1|=|AF|+|BF|=2a=6,
又|AF|=2|BF|,
所以|AF|=4,|AF1|=|BF|=2,
在三角形AFF1中,,
在三角形AFB中,,
解得.
故选:A.
【点评】本题考查了椭圆的性质,重点考查了椭圆的定义,属中档题.
21.如图,斜率为的直线与椭圆交于A,B两点,与x轴、y轴分别交于点M,N,若|AN|=|NM|=|MB|,则椭圆C的焦距为 .
【考点】椭圆的弦及弦长.版权所有
【分析】由椭圆的性质,结合直线与椭圆的位置关系及中点坐标公式求解即可.
【解答】解:设直线AB的方程为,
令x=0,
则y=m,
令y=0,
则x=﹣2m,
即N(0,m),M(﹣2m,0),
联立,
消y可得:(1+b2)x2+4mx+4m2﹣4b2=0,
则,,
又|AN|=|NM|=|MB|,
则线段MN与线段AB的中点重合,
即,
即b2=1,
则c2=a2﹣b2=3,
即,
即椭圆C的焦距为.
故答案为:.
【点评】本题考查了椭圆的性质,重点考查了直线与椭圆的位置关系及中点坐标公式,属中档题.
22.已知A(4,0)和,直线AP与椭圆切于点P.
(1)求C的离心率;
(2)若过P的直线l交C于另一点B,且△ABP的面积为,求l的方程.
【考点】椭圆的弦及弦长;根据椭圆上的点求椭圆的标准方程;求椭圆的离心率.版权所有
【分析】(1)根据点在椭圆上,可得,再根据直线与椭圆相切,列方程,可得椭圆方程,进而可得离心率;
(2)设点B(x0,y0),由已知可确定AP方程与|AP|,结合三角形面积可得,再由点B在椭圆上,可得方程组,联立方程组即可得解.
【解答】解:(1)A(4,0)和,
∵直线AP与椭圆切于点P.
∴点在椭圆上,∴,
,即,
又直线AP与椭圆相切,
联立直线与椭圆,得(a2+2b2)x2﹣8a2x+(16a2﹣2a2b2)=0,
即Δ=(﹣8a2)2﹣4(a2+2b2)(16a2﹣2a2b2)=0,
化简可得a2+2b2﹣16=0,
联立,解得,
则c2=4,即,b=2,c=2,
∴C的离心率为;
(2)过P的直线l交C于另一点B,且△ABP的面积为,
由(1)得椭圆方程为,
设B(x0,y0),
由已知AP:yx+2,且|AP|,
则点B到直线AP的距离为d,
又△ABP的面积为,
化简可得,
又点B(x0,y0)在椭圆上,则,
联立方程组,解得,则B(﹣2,),
∴PB:y,整理得直线l的方程为yx.
【点评】本题考查椭圆的离心率、直线与椭圆的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
23.已知椭圆C上任意一点P到C的两个焦点,,0)的距离之和为.
(1)求C的方程;
(2)已知直线与C相交于A,B两点,若|AB|=5,求m的值.
【考点】椭圆的弦及弦长;根据定义求椭圆的标准方程;根据椭圆的几何特征求标准方程.版权所有
【分析】(1)根据题意列出关于a,b,c的方程组,求解即得;
(2)将直线方程与椭圆方程联立,写出韦达定理,利用弦长公式建立方程,解之即得.
【解答】解:(1)由已知得,,a2=b2+c2,,解得a2=12,b2=4,
故C的方程为;
(2)联立,得,
,解得,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
,
解得,即m的值为.
【点评】本题主要考查求椭圆的标准方程以及由椭圆的弦长求参数,属于中档题.
五.椭圆的焦点弦及焦半径(共8小题)
24.椭圆1的左、右焦点分别为F1,F2,点P为椭圆外一点,且在第一象限,已知|PF2|,线段PF2交椭圆于点Q,若,则λ=( )
A. B. C. D.1
【考点】椭圆的焦点弦及焦半径.版权所有
【分析】设P(m,n),m>0,n>0,由,及数量积的坐标运算得3﹣m2﹣2m=n2,又,得(m﹣1)2+n2=2,即可得,再由,得,代入椭圆方程求解λ即可.
【解答】解:因为椭圆1的左、右焦点分别为F1,F2,
所以F1(﹣1,0),F2(1,0),
设P(m,n),m>0,n>0,
则,
因为,
所以1﹣m2﹣n2=2m﹣2,
即3﹣m2﹣2m=n2,
又,
所以,
所以(m﹣1)2+n2=2,
两式联立求得(负根舍去),所以,
又,λ>0,所以,
所以,
即,
代入椭圆方程,
得
化简得4λ2+12λ﹣7=0,
解得或(负根舍去).
故选:B.
【点评】本题考查椭圆方程的应用,属于中档题.
25.已知F1,F2是椭圆的左、右焦点,P为Γ上一点,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.4
【考点】椭圆的焦点弦及焦半径.版权所有
【分析】利用椭圆的定义知|PF1|+|PF2|=4,然后利用基本不等式即可求出的最小值.
【解答】解:由题,|PF1|+|PF2|=2a=4,
由基本不等式可得:,
当且仅当|PF1|=|PF2|=2时等号成立,
所以|PF1|•|PF2|≤4,
所以,
即的最小值为1.
故选:A.
【点评】本题考查了椭圆的性质及基本不等式的应用,属于中档题.
26.已知F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,经过坐标原点的直线与C交于A,B,若|AF1|=3|AF2|,则cos∠AF1B=( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的焦点弦及焦半径;椭圆的焦点三角形.版权所有
【分析】根据方程可得a,b,c,结合椭圆定义可得|AF1|=6,|AF2|=2,再利用余弦定理以及几何性质分析求解.
【解答】解:因为椭圆中,a=4,b=3,c,所以|F1F2|=2c,
因为|AF1|+|AF2|=2a=8,且|AF1|=3|AF2|,解得|AF1|=6,|AF2|=2,
所以,
由椭圆性质可知:|OF1|=|OF2|,|OA|=|OB|,所以四边形AF1BF2为平行四边形,
所以.
故选:A.
【点评】本题考查椭圆的几何性质,属中档题.
27.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,关于原点对称的点M,N在C上,若|MN|=|F1F2|,则四边形MF1NF2的面积为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点】椭圆的焦点弦及焦半径.版权所有
【分析】由对称性,且|MN|=|F1F2|,四边形MF1NF2是矩形,则结合定义求|MF1|•|MF2|即可.
【解答】解:已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,关于原点对称的点M,N在C上,
则,,
则,
又M,N关于原点对称,且|MN|=|F1F2|,
则四边形MF1NF2是矩形,
则MF1⊥MF2,
则,
联立解方程,可得.
故选:B.
【点评】本题考查了椭圆的性质,重点考查了椭圆的定义,属中档题.
28.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,右顶点为M,点N在椭圆C上,且∠NF1F2=60°,若|NF2|=2|MF2|,则m=( )
A.1 B.2 C. D.3
【考点】椭圆的焦点弦及焦半径.版权所有
【分析】根据椭圆的几何性质结合椭圆的定义求解即可.
【解答】解:已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,右顶点为M,点N在椭圆C上,
则|MF2|=a﹣c,
又|NF2|=2|MF2|,
故|NF2|=2a﹣2c,
故|NF1|=2c,
在△NF1F2中,|F1F2|=2c,且∠NF1F2=60°,
故△NF1F2为等边三角形,
故2a﹣2c=2c,
得a=2c,
则.
故选:D.
【点评】本题考查了椭圆的性质,重点考查了椭圆的定义,属基础题.
29.已知椭圆C:和圆A:x2﹣2x+y2=0,P,Q分别为椭圆C和圆A上的动点,若F为椭圆C的左焦点,则|PQ|+|PF|的最小值为( )
A.6 B.5 C.9 D.8
【考点】椭圆的焦点弦及焦半径;根据两圆的圆心距与两圆半径之和求解圆与圆的位置关系.版权所有
【分析】依题意将点到圆上点距离最值转化为点到圆心距离问题,再结合椭圆定义并利用三点共线求得点P在(﹣4,0)处时,使得|PQ|+|PF|的最小值为6.
【解答】解:已知椭圆C:,
则a=4,b,
则c2,
即可得F(﹣2,0),
又圆A:x2﹣2x+y2=0可化为(x﹣1)2+y2=1,
其圆心为A(1,0),半径r=1,
易知椭圆右焦点F′(2,0),显然F′在圆A上,
易知椭圆上一点P到圆A上任意一点Q的最小距离为|PQ|=|PA|﹣r=|PA|﹣1,
因此可将|PQ|+|PF|的最小值转化为求|PA|+|PF|﹣1的最小值,
由椭圆定义可得|PA|+|PF|﹣1=|PA|+2a﹣|PF′|﹣1=|PA|﹣|PF′|+7≥﹣|AF′|+7=6;
此时点P在(﹣4,0)处,使得|PQ|+|PF|的最小值为6.
故选:A.
【点评】本题考查了椭圆的性质,重点考查了圆的性质及椭圆的定义,属中档题.
30.已知椭圆C:1(a>b>0)的离心率为,左、右焦点分别为F1、F2,过F2的直线交C于A、B两点,若AF1⊥AF2,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【考点】椭圆的焦点弦及焦半径.版权所有
【分析】设|AF2|=t(t>0),由离心率得到,再由垂直关系利用勾股定理求出,再由|AF1|2+|AB|2+|BF1|2,求出|BF2|,即可得解.
【解答】解:设|AF2|=t(t>0),由椭圆的性质可得|AF1|=2a﹣t,
因为椭圆的离心率,则,
由AF1⊥AF2,则,
即(2a﹣t)2+t2=4c2,解得,
则,,
又,
即|AF1|2+(|AF2|+|BF2|)2=(2a﹣|BF2|)2,
即2c2+(c+|BF2|)2=(2c﹣|BF2|)2,
整理可得6c|BF2|=4c2,
解得,
所以.
故选:B.
【点评】本题考查椭圆的性质的应用,属于中档题.
31.已知椭圆,F1,F2为两个焦点,O为原点,P为椭圆上一点,,则|PO|=( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的焦点弦及焦半径.版权所有
【分析】由椭圆的性质及定义,结合余弦定理求解.
【解答】解:已知椭圆,F1,F2为两个焦点,
则,
又O为原点,P为椭圆上一点,
设|PF1|=m,|PF2|=n,
不妨m>n,
可得m+n=6,①
结合余弦定理可得:4c2=m2+n2﹣2mncos∠F1PF2,
又,
即,②
结合①②可得,m2+n2=21,
又,
可得
.
可得.
故选:B.
【点评】本题考查了椭圆的性质及定义,重点考查了余弦定理,属中档题.
六.椭圆的焦点三角形(共6小题)
32.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,设O为坐标原点,A为C上一点,若△AF1F2的面积为,则|OA|=( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的焦点三角形.版权所有
【分析】根据面积求出点A的纵坐标,代入椭圆可出A的坐标.
【解答】解:因为椭圆,
所以c2=a2﹣b2=4﹣3=1,
可得F1(﹣1,0),F2(1,0),|F1F2|=2,
设A(m,n),
所以,
解得,
因为点A在椭圆上,
所以,
可得,
则.
故选:A.
【点评】本题考查椭圆的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于基础题.
33.已知椭圆上两点P、Q关于原点对称,F2为椭圆的右焦点,PF2交椭圆E于点M,QF2⊥MF2,|QF2|=3|MF2|,则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的焦点三角形;求椭圆的离心率.版权所有
【分析】设椭圆E的左焦点为F1,不妨设|MF2|=1,根据题意分析可得|MF1|=2a﹣1,|PM|=2a﹣2,结合勾股定理可得a,c,即可得离心率.
【解答】解:设椭圆E的左焦点为F1,连接PF1,QF1,如图所示,
不妨设|MF2|=1,则|QF2|=3|MF2|=3,
由椭圆上两点P、Q关于原点对称,
可知|OP|=|OQ|,|OF1|=|OF2|,∵QF2⊥MF2,∴四边形QF1PF2为矩形,
则|PF1|=|QF2|=3,|PF2|=|QF1|,
又∵|QF1|+|QF2|=2a,|MF1|+|MF2|=2a,
即|PF2|+3=2a,|MF1|+1=2a
可得|PF2|=2a﹣3,|MF1|=2a﹣1,则|PM|=2a﹣2,
在Rt△PMF1中,,
即9+(2a﹣2)2=(2a﹣1)2,解得a=3,
可得|PF2|=3,则,
即,可得,
∴椭圆E的离心率为.
故选:B.
【点评】本题考查椭圆的简单性质的应用,离心率的求法,焦点三角形的应用,是中档题.
34.已知F1,F2为椭圆的左、右焦点,P为椭圆上一点,且,则△PF1F2的面积为( )
A. B.2 C.3 D.4
【考点】椭圆的焦点三角形.版权所有
【分析】求得椭圆的a,b,c,运用椭圆的定义和条件可设|PF1|=m,|PF2|=n,|F1F2|=2,运用勾股定理和三角形的面积公式计算可得所求值.
【解答】解:椭圆中a,b,c,则|PF1|+|PF2|=2a=2,|F1F2|=2,
∵,∴|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,
设|PF1|=m,|PF2|=n,
∴m2+n2=(2)2,
∴(m+n)2﹣2mn=12,
解得mn=6,
则△PF1F2的面积为|PF1|•|PF2|3.
故选:C.
【点评】本题考查焦点三角形的面积的求法,考查运算求解能力,属中档题.
35.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,点M,N在椭圆C上,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的焦点三角形;求椭圆的离心率.版权所有
【分析】利用向量相等,设出边长,通过余弦定理,转化求解椭圆的离心率即可.
【解答】解:由题意设|F2N|=m.则|F1M|=3m,则|MF2|=2a﹣3m,|F1N|=2a﹣m,
由余弦定理可得:9m2+4c2﹣(2a﹣3m)2=2×3m×2ccos30°,
m2+4c2﹣(2a﹣m)2=2×m×2ccos150°,
化简可得ac,所以e.
故选:C.
【点评】本题考查椭圆的焦点三角形的应用,离心率的求法,是中档题.
36.已知椭圆Z:的左、右焦点分别为F1,F2,若Z上的点A,B满足,|AF1|=5|AF2|,则Z的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的焦点三角形;求椭圆的离心率.版权所有
【分析】根据给定条件,利用椭圆定义及余弦定理列式求解.
【解答】解:椭圆Z:的左、右焦点分别为F1,F2,Z上的点A,B,
如图,由|AF1|=5|AF2|及|AF1|+|AF2|=2a,得,
由,得,
在△ABF1中,,
令椭圆Z的焦距为2c,在△AF1F2中,,
则,,
∴Z的离心率.
故选:D.
【点评】本题考查椭圆的简单性质的应用,焦点三角形的应用,离心率的求法,是中档题.
37.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π与椭圆的长半轴长和短半轴长的乘积.已知椭圆C:的离心率为,F1,F2分别为C的左、右焦点,C上一点P满足,且△PF1F2的面积为,则C的面积为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的焦点三角形;直线与椭圆的综合.版权所有
【分析】由椭圆的性质,结合椭圆焦点三角形的面积公式求解即可.
【解答】解:由题意可得:,
即,①
又F1,F2分别为C的左、右焦点,C上一点P满足,且△PF1F2的面积为,
则∠F1PF2=90°,
则b2,②
则,
即C的面积为.
故选:D.
【点评】本题考查了椭圆的性质,重点考查了椭圆焦点三角形的面积公式,属中档题.
七.椭圆的中点弦(共5小题)
38.已知椭圆E:1(a>b>0)的左焦点为F,如图,过点F作倾斜角为60°的直线与椭圆E交于A,B两点,M为线段AB的中点,若5|FM|=|OF|(O为坐标原点),则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的中点弦.版权所有
【分析】根据椭圆的倾斜角的焦半径公式,化归转化,即可求解.
【解答】解:先证明椭圆的倾斜角的焦半径公式:
设A到左准线x的距离为d,直线AB的倾斜角为θ,
则,∴,
解得,同理可得,
∴根据题意及椭圆的倾斜角的焦半径公式可得:
,,
∴|FM|c,
∴,∴,∴,
解得,∴e.
故选:B.
【点评】本题考查椭圆的离心率的求解,属中档题.
39.已知椭圆与直线l交于A,B两点,若点P(﹣1,1)为线段AB的中点,则直线l的方程是( )
A.9x+4y﹣13=0 B.9x﹣4y+13=0
C.4x﹣9y+13=0 D.4x﹣9y+3=0
【考点】椭圆的中点弦.版权所有
【分析】设点A(x1,y1),B(x2,y2),代入椭圆方程相减整理后得:4(y1+y2)(y1﹣y2)+9(x1+x2)(x1﹣x2)=0,利用P为AB中点,结合斜率公式,整理得直线l的斜率,即可求出直线l的方程.
【解答】解:设点A(x1,y1),B(x2,y2),
则由点P(﹣1,1)为线段AB的中点,得x1+x2=﹣2,y1+y2=2①,
又 ②, ③,
由②﹣③,可得4(y1+y2)(y1﹣y2)+9(x1+x2)(x1﹣x2)=0,
将①代入上式,化简得kl,
所以直线l的方程为:,
即9x﹣4y+13=0.
故选:B.
【点评】本题考查直线与椭圆的位置关系,点差法的应用,属于中档题.
40.已知斜率存在的直线l与椭圆1交于A,B两点,且l与圆C:(x﹣1)2+y2=1切于点P.若P为线段AB的中点,则直线PC的斜率为( )
A.2 B. C.2或﹣2 D.或
【考点】椭圆的中点弦.版权所有
【分析】利用点差法,结合点P的坐标满足圆方程,以及CP与直线AB垂直,联立方程组求得点P的坐标,即可求得直线PC的斜率.
【解答】解:设点A,B,P的坐标分别为:(x1,y1),(x2,y2),(m,n),
则1,1,作差得0,
∴•0,∴;
又∵CP与直线AB垂直,故可得1,
∴4,解得m,
又∵p在圆C上,故可得(m﹣1)2+n2=1,解得n=±,
∴±2,即直线PC的斜率为±2.
故选:C.
【点评】本题考查直线的斜率的求法,考查点差法的应用,属中档题.
41.已知椭圆,过点M(x0,y0)作倾斜角为的直线与C交于A,B两点,当M为线段AB的中点时,直线OM(O为坐标原点)的斜率为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的中点弦.版权所有
【分析】利用点差法可得,由,,可得,可求椭圆的离心率.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
所以,
两式相减得,
即,
又,所以,
整理得,
又,,
所以,所以,
所以椭圆C的离心率.
故选:D.
【点评】本题考查了椭圆的性质,属于中档题.
(多选)42.已知椭圆C:内一点M(1,2),直线l与椭圆C交于A,B两点,且M为线段AB的中点,则下列结论不正确的是( )
A.C的焦点坐标为(2,0),(﹣2,0)
B.C的长轴长为
C.直线l的方程为x+y﹣3=0
D.
【考点】椭圆的中点弦.版权所有
【分析】由椭圆标准方程确定a,b,c,即可得到选项A,B错误;利用点差法可求直线l方程,得到选项C正确;联立直线和椭圆方程,利用弦长公式可得选项D正确.
【解答】解:由题可得,,b=2,,且焦点在y轴上,
对于A,B,椭圆的焦点坐标为(0,2),(0,﹣2),
长轴长为,故A、B错误;
对于C,如图,设A(x1,y1),B(x2,y2),
因为M(1,2)为线段AB的中点,所以x1+x2=2,y1+y2=4,
则,,
两式作差变形得:,
即直线l的斜率k=﹣1,
所以直线l的方程为y﹣2=﹣(x﹣1),即x+y﹣3=0,故C正确;
对于D,联立,化简得3x2﹣6x+1=0,则Δ=36﹣12>0,
所以x1+x2=2,,
所以,故D正确.
故选:AB.
【点评】本题考查了椭圆的性质及直线与椭圆的综合应用,属于中档题.
八.椭圆与平面向量(共8小题)
43.设椭圆C:1(a>b>0)的左,右焦点分别为F1,F2,直线l过点F1,若点F2关于l的对称点P恰好在椭圆C上,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆与平面向量.版权所有
【分析】由题意可得|PF1|=|F1F2|=2c,推出|PF2|=2a﹣2c,求得cos∠F1PF2,进而由,可求离心率.
【解答】解:由题意直线l过点F1,若点F2关于l的对称点P恰好在椭圆C上,可得|PF1|=|F1F2|=2c,∴|PF2|=2a﹣2c,
cos∠F1PF2,
∵,∴2c×2cb2,
∴4c2+8ac﹣4a2=2a2﹣2c2,∴3a2﹣4ac﹣3c2=0,
∴3e2+4e﹣3=0,e∈(0,1),∴e.
故选:D.
【点评】本题考查椭圆的离心率,考查运算求解能力,属中档题.
44.已知点P为椭圆C:1上任意一点,直线l过⊙M:x2+y2﹣4x+3=0的圆心且与⊙M交于A,B两点,则•的取值范围是( )
A.[3,35] B.(3,35] C.[2,6] D.(2,6]
【考点】椭圆与平面向量.版权所有
【分析】由题意可得,所以 ,再由|PM|的范围,可得•的取值范围.
【解答】解:由椭圆C的方程可知a=4,b=2,
可得c2,
易知圆M:(x﹣2)2+y2=1的圆心M(2,0),半径为1,
因为,所以 ,
可知M恰为椭圆C的右焦点,所以2,
所以.
故选:A.
【点评】本题考查圆的性质及椭圆的性质的应用,数量积的运算性质的应用,属于中档题.
45.椭圆的右焦点为F,上顶点为A,直线l与椭圆交于B,C两点.若,则l的斜率的取值范围是 .
【考点】椭圆与平面向量.版权所有
【分析】令B(x1,y1),C(x2,y2),而A(0,b),F(c,0),应用向量线性关系的坐标表示得,再由B,C在椭圆上得到,且中点在椭圆内得,结合对勾函数的性质求范围.
【解答】解:令B(x1,y1),C(x2,y2),而A(0,b),F(c,0),
由,作差得,则①,
又,,,
,所以,整理得②,
将②代入①,可得l的斜率k,
因为B,C的中点在椭圆内,所以,
整理可得a2=b2+c2>3c2,即,
所以,
令,且在上单调递增,值域为,
所以.
故答案为:.
【点评】本题主要考查椭圆与平面向量、椭圆与直线的综合,属于较难题.
46.已知椭圆的左、右焦点分别为F1、F2,经过F1的直线交椭圆于A,B,△ABF2的内切圆的圆心为I,若,则该椭圆的离心率是 .
【考点】椭圆与平面向量;求椭圆的离心率.版权所有
【分析】首先根据题意,利用向量变形得,如图在BF2上取一点M,使得|BM|:|MF2|=5:3,连接IM,则,再结合内心的性质得到,然后在△ABF2中,由余弦定理得,在△AF1F2中,由余弦定理即可求解.
【解答】解:由题可得,,
如图,在BF2上取一点M,使得|BM|:|MF2|=5:3,连接IM,
则,
则点I为AM上靠近点M的三等分点,
所以,
所以|AF2|:|BF2|:|AB|=3:4:5,设|AF2|=3x,则|BF2|=4x,|AB|=5x,
所以|AF2|+|BF2|+|AB|=4a,即12x=4a,解得:,
故|AF2|=a,,|AF1|=a,
故点A与上顶点重合,在△ABF2中,由余弦定理得:,
在△AF1F2中,,
解得:,即e.
故答案为:.
【点评】本题考查了椭圆性质的应用,属于中档题.
47.已知点P为椭圆上任意一点,EF为圆N:(x﹣1)2+y2=4的任意一条直径,则的取值范围是 [﹣3,5] .
【考点】椭圆与平面向量.版权所有
【分析】由题意,利用向量运算将转化成,通过求|NP|的取值范围进行求解.
【解答】解:易知圆N的圆心为N(1,0),半径为2,
因为
,
因为椭圆的方程为,
所以a=2,,c=1,
则N(1,0)为椭圆的右焦点,
设P(x0,y0),
因为点P在椭圆上,
所以,
即,
此时
2,
因为﹣2≤x0≤2,
所以,
则3,
所以|NP|∈[1,3],
可得|NP|2∈[1,9],
则.
故答案为:[﹣3,5].
【点评】本题考查椭圆与平面向量,考查了逻辑推理、转化思想和运算能力,属于中档题.
48.椭圆C:1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,过点F1的直线l交椭圆C于A,B两点,已知0,,则椭圆C的离心率为 .
【考点】椭圆与平面向量.版权所有
【分析】由已知向量关系化简可得|AF2|=|F1F2|=2c,所以|AF1|=2a﹣2c,再根据已知向量关系求出|BF1|(a﹣c),得到|BF2|a,然后设AF1的中点为H,由F2H⊥AB,利用勾股定理得到关于a,c的方程,进一步求出离心率.
【解答】解:设|F1F2|=2c,
因为,
所以|AF2|=|F1F2|=2c,
因为|AF1|=2a﹣2c,
因为,
所以|BF1|(a﹣c),
所以|BF2|a,
设AF1的中点为H,则F2H⊥AB,
|AH|=a﹣c,|BH|(a﹣c),
|F2A|2﹣|AH|2=|F2B|2﹣|BH|2,
即4c2﹣(a﹣c)2=(a)2(a﹣c)2,
整理可得7c2﹣12ac+5a2=0,
即7e2﹣12e+5=0,
解得e或1(舍去),
所以离心率为,
故答案为:.
【点评】本题考查了椭圆的定义与性质,涉及到向量的运算性质,考查了学生的运算能力,属于中档题.
49.如图,已知椭圆C:1(a>b>0)的上、下焦点分别为F1、F2,左顶点为P,焦距为2,若△PF1F2为正三角形.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点F1,斜率为的直线与椭圆相交于M,N两点,求MN的长;
(3)过点F1的直线与椭圆相交于AB两点,若,求直线AB的方程.
【考点】椭圆与平面向量.版权所有
【分析】(1)由焦距的值,可得c的值,再由△PF1F2为正三角形,可得b与c的关系,再由a,b,c之间的关系可得a的值,进而求出椭圆的方程;
(2)由题意可得直线MN的方程,与椭圆的方程联立,求出两根之和及两根之积,代入弦长公式,可得弦长|MN|的值;
(3)设直线AB的方程,与椭圆的方程联立,求出两根之和及两根之积,由向量的关系,可得 A,B的横坐标的关系,与两根之和及两根之积联立,可得直线AB的斜率,进而求出直线AB的方程.
【解答】解:(1)由焦距为2可得2c=2,再由△PF1F2为正三角形,P为左顶点,可得b•2c,
所以a2=b2+c2=3+1=4,
所以椭圆的方程为:1;
(2)由(1)可得上焦点F1(0,1),
由题意可设直线MN的方程为:yx+1,设M(x1,y1),N(x2,y2),
联立整理可得5x2+2x﹣9=0,
可得Δ>0,x1+2,x1x2,
所以弦长|MN|•;
(3)当直线AB的斜率不存在时,则过F1的直线为x轴,可得A,B为短轴的顶点,
因为,设A(0,),B(0,),F1(0,1),则(0,1),(0,1),
显然2,所以直线AB的斜率存在,且不为0,设直线AB的方程为y=kx+1,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,整理可得:(4+3k2)x2+6kx﹣9=0,
可得x1+x2,x1x2,
因为,即(﹣x1,1﹣y1)=2(x2,y2﹣1),
可得﹣x1=2x2,即x1=﹣2x2,代入x1+x2,可得x2,x1,
再代入x1x2,可得•(),
解得:k2,
可得k=±,
所以直线AB的方程为y=±x+1.
【点评】本题考查求椭圆的方程及直线与椭圆的综合应用,向量的运算性质,属于中档题.
50.已知椭圆的离心率为,以原点为圆心、椭圆的短半轴长为半径的⊙E与直线相切.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过定点Q(1,0)斜率为k的直线与椭圆C交于M,N两点,若,求实数k的值及△MON的面积.
【考点】椭圆与平面向量.版权所有
【分析】(1)由题意,根据离心率公式,点到直线的距离公式以及a,b,c之前的关系列出等式,求出a和b的值,进而可得椭圆C的方程;
(2)设出直线MN的方程,将直线MN的方程与椭圆方程联立,利用韦达定理以及向量的坐标运算即可求出k的值,再结合弦长公式,点到直线的距离公式和三角形面积公式进行求解即可.
【解答】解:(1)已知椭圆C的离心率,
所以,
即,①
因为以原点为圆心、椭圆的短半轴长为半径的⊙E与直线相切,
所以,②
联立①②,解得a2=4,b2=3,
则椭圆C的方程为;
(2)不妨设直线MN的方程为y=k(x﹣1),M(x1,y1),N(x2,y2),
联立,消去y并整理得(3+4k2)x2﹣8k2x+4k2﹣12=0,
又韦达定理得,
此时,
因为,
整理得k2=2,
解得,
此时,
则,
又点O到直线的距离,
故△MON的面积.
【点评】本题考查椭圆的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力.
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$$2025年暑假新高二数学常考题型归纳
【直线与椭圆的综合题型】
总览
题型梳理
一.直线与椭圆的位置关系及公共点个数(共7小题)
二.由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数(共4小题)
三.椭圆的切线方程及性质(共5小题)
四.椭圆的弦及弦长(共7小题)
五.椭圆的焦点弦及焦半径(共8小题)
六.椭圆的焦点三角形(共6小题)
七.椭圆的中点弦(共5小题)
八.椭圆与平面向量(共8小题)
【知识点清单】
1.直线与椭圆的综合
【知识点的认识】
直线与椭圆的位置判断:将直线方程与椭圆方程联立,消去x(或y)的一元二次方程,则:
直线与椭圆相交⇔Δ>0;
直线与椭圆相切⇔Δ=0;
直线与椭圆相离⇔Δ<0;
【解题方法点拨】
(1)直线与椭圆位置关系的判断方法
①联立方程,借助一元二次方程的判别式来判断;
②借助直线和椭圆的几何性质来判断.
根据直线系方程抓住直线恒过定点的特征,将问题转化为点和椭圆的位置关系,也是解决此类问题的难点所在.
(2)弦长的求法
设直线与椭圆的交点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),
则|AB|(k为直线斜率)
注意:利用公式计算直线被椭圆截得的弦长是在方程有解的情况下进行的,不要忽略判别式.
(3)中点弦、弦中点常见问题
①过定点被定点平分的弦所在直线的方程;
②平行弦中点的轨迹;
③过定点的弦的中点的轨迹.
解决有关弦及弦中点问题常用方法是“韦达定理”和“点差法”,这两种方法的前提都必须保证直线和椭圆有两个不同的公共点.
(4)椭圆切线问题
①直线与椭圆相切,有且仅有一个公共点;
②过椭圆外一点可以作两条直线与椭圆相切;
③过椭圆上一点只能作一条切线.
(5)最值与范围问题的解决思路
①构造关于所求量的函数,通过求函数的值域来获得问题的解;
②构造关于所求量的不等式,通过解不等式来获得问题的解.
在解题过程中,一定要深刻挖掘题目中的隐含条件,如判别式大于零等可利用条件.
【命题方向】
1.由已知条件求椭圆的方程或离心率;
2.由已知条件求直线的方程;
3.中点弦或弦的中点问题;
4.弦长问题;
5.与向量结合求参变量的取值.
2.直线与椭圆的位置关系及公共点个数
【知识点的认识】
直线与椭圆的位置关系包括相交、相切和不相交三种情况.公共点个数可以通过代入直线方程到椭圆方程中求解.
【解题方法点拨】
1.代入直线方程:将直线方程代入椭圆方程,形成二次方程.
2.分析解的个数:根据二次方程的判别式判断公共点的个数(0、1、2).
3.由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数
【知识点的认识】
根据直线与椭圆的公共点个数可以推导出直线的方程或椭圆的参数.
【解题方法点拨】
1.利用方程个数:由交点个数推导直线方程或椭圆参数.
2.计算交点:解方程组,确定交点个数.
4.椭圆的切线方程及性质
【知识点的认识】
椭圆的切线方程可以用点的坐标和椭圆的方程来表示.标准方程的切线方程为:
【解题方法点拨】
1.代入点坐标:用切点(x0,y0)代入切线方程公式.
2.验证性质:检查切线的性质,如与椭圆的切点唯一性.
5.椭圆的弦及弦长
【知识点的认识】
椭圆的弦是连接椭圆上两点的线段,弦长可以用椭圆的参数和弦的方程计算.
【解题方法点拨】
1.计算弦长:利用椭圆的参数和弦的方程计算弦长.
2.联立方程,通过二次方程根与系数关系,求得弦长.
6.椭圆的焦点弦及焦半径
【知识点的认识】
焦点弦是通过椭圆的焦点并且与椭圆交于两点的弦.焦半径是焦点到椭圆上某点的距离.
【解题方法点拨】
1.计算焦点弦长度:焦点弦的长度与焦点到弦中点的距离有关.
2.应用焦半径公式:利用焦点和椭圆的标准方程计算焦半径.
7.椭圆的焦点三角形
【知识点的认识】
焦点三角形是由椭圆的两个焦点和椭圆上的一点形成的三角形.三角形的面积和其他性质可以通过椭圆的参数计算.
【解题方法点拨】
1.计算三角形面积:使用焦点坐标和椭圆上的点计算三角形的面积.
2.应用公式:三角形面积公式为:
8.椭圆的中点弦
【知识点的认识】
中点弦是指经过椭圆内部某点P的弦,且点P为弦的中点.
【解题方法点拨】
1.设出弦所在直线的方程.
2.联立方程并得到二次方程,根根与系数的关系,结合中点条件解决问题.
9.椭圆与平面向量
【知识点的认识】
椭圆与平面向量的关系涉及椭圆的参数、平面向量的方向和椭圆的标准方程.
【解题方法点拨】
1.使用向量:利用向量表示椭圆的长轴和短轴.
2.计算夹角:利用平面向量计算椭圆的参数和方程.
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/7/30 11:34:48;用户:张旺清(小初高数);邮箱:lwjxqz15@xyh.com;学号:215576
题型分类
知识讲解与常考题型
一.直线与椭圆的位置关系及公共点个数(共7小题)
1.已知椭圆,过点P(1,1)的直线与椭圆C交于A,B两点,P为线段AB的中点,则直线AB的斜率为( )
A. B. C. D.
2.已知椭圆C:1(a>b>0),直线l:x+2y﹣6=0与C交于M,N两点,与两坐标轴分别交于点A,B,且M,N是线段AB的三等分点,则C的方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知椭圆,过点P(1,1)的直线交椭圆于A,B两点,且P为线段AB的中点,则直线AB的方程为( )
A.x+3y﹣4=0 B.3x+y﹣4=0 C.x﹣3y+2=0 D.3x﹣y﹣2=0
4.已知直线y=x+3与椭圆有公共点,则m的取值范围是( )
A.(0,4] B.(﹣∞,0]∪[4,+∞)
C.[4,+∞) D.[4,5)∪(5,+∞)
5.直线与椭圆的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
6.椭圆上的点到直线x﹣y+6=0的距离的最小值为 .
7.已知椭圆C:的左、右焦点分别为F1、F2,P是C上在第二象限内的一点,且|PF2|﹣|PF1|=2,则直线PF2的斜率为 .
二.由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数(共4小题)
8.若直线l:y=x+m与椭圆C:没有公共点,则m的取值范围为( )
A.(﹣2,2) B.(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)
C. D.
9.已知直线kx+y+2k=0与椭圆相切,则k的值为( )
A.2 B. C.±2 D.
10.若对任意的实数k,直线kx﹣y+1=0与椭圆恒有公共点,则实数n的取值范围为 .
11.若动直线mx+ny﹣m﹣n=0始终与椭圆有公共点,则a的取值范围是 .
三.椭圆的切线方程及性质(共5小题)
12.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,P(1,m)为椭圆上一点,若已知过点P且与椭圆相切的切线方程为,PM垂直于直线l且与x轴交于点M,若M为OF2的中点,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
13.在平面直角坐标xOy中,已知椭圆C:的离心率为,左、右焦点分别为F1,F2,点为C上一点,记C在点P处的切线l,过点F1作l′⊥l于点M,则PM的长为 .
14.已知椭圆的一个焦点的坐标为(1,0),一条切线的方程为x+y=7,则C的离心率e= .
15.已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为,则椭圆上一点A(x0,y0)处的切线方程为.试运用该性质解决以下问题:椭圆C:,点B为C在第一象限中的任意一点,过点B作C的切线l,l分别与x轴和y轴的正半轴交于M,N两点,则△OMN面积的最小值为 .
16.已知椭圆的焦距为2,圆x2+y2=4与椭圆C恰有两个公共点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知结论:若点(x0,y0)为椭圆上一点,则椭圆在该点处的切线方程为.若椭圆C的短轴长小于4,过点T(8,t)作椭圆C的两条切线,切点分别为A,B,求证:直线AB过定点.
四.椭圆的弦及弦长(共7小题)
17.已知F是椭圆的左焦点,经过坐标原点的直线与C交于P,Q两点,若|PF|=2|QF|,则|PQ|=( )
A. B. C. D.
18.过椭圆C:的一个焦点作x轴的垂线l,若l交C于A,B两点,则|AB|=( )
A. B. C. D.
19.已知椭圆C:的一个焦点是F,过原点的直线与C相交于点A,B,△ABF的面积是,则|AB|=( )
A. B. C. D.
20.已知椭圆的焦点为F,过坐标原点的直线与椭圆C交于A,B两点,若|AF|=2|BF|,则|AB|=( )
A. B. C. D.
21.如图,斜率为的直线与椭圆交于A,B两点,与x轴、y轴分别交于点M,N,若|AN|=|NM|=|MB|,则椭圆C的焦距为 .
22.已知A(4,0)和,直线AP与椭圆切于点P.
(1)求C的离心率;
(2)若过P的直线l交C于另一点B,且△ABP的面积为,求l的方程.
23.已知椭圆C上任意一点P到C的两个焦点,,0)的距离之和为.
(1)求C的方程;
(2)已知直线与C相交于A,B两点,若|AB|=5,求m的值.
五.椭圆的焦点弦及焦半径(共8小题)
24.椭圆1的左、右焦点分别为F1,F2,点P为椭圆外一点,且在第一象限,已知|PF2|,线段PF2交椭圆于点Q,若,则λ=( )
A. B. C. D.1
25.已知F1,F2是椭圆的左、右焦点,P为Γ上一点,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.4
26.已知F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,经过坐标原点的直线与C交于A,B,若|AF1|=3|AF2|,则cos∠AF1B=( )
A. B. C. D.
27.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,关于原点对称的点M,N在C上,若|MN|=|F1F2|,则四边形MF1NF2的面积为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
28.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,右顶点为M,点N在椭圆C上,且∠NF1F2=60°,若|NF2|=2|MF2|,则m=( )
A.1 B.2 C. D.3
29.已知椭圆C:和圆A:x2﹣2x+y2=0,P,Q分别为椭圆C和圆A上的动点,若F为椭圆C的左焦点,则|PQ|+|PF|的最小值为( )
A.6 B.5 C.9 D.8
30.已知椭圆C:1(a>b>0)的离心率为,左、右焦点分别为F1、F2,过F2的直线交C于A、B两点,若AF1⊥AF2,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
31.已知椭圆,F1,F2为两个焦点,O为原点,P为椭圆上一点,,则|PO|=( )
A. B. C. D.
六.椭圆的焦点三角形(共6小题)
32.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,设O为坐标原点,A为C上一点,若△AF1F2的面积为,则|OA|=( )
A. B. C. D.
33.已知椭圆上两点P、Q关于原点对称,F2为椭圆的右焦点,PF2交椭圆E于点M,QF2⊥MF2,|QF2|=3|MF2|,则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
34.已知F1,F2为椭圆的左、右焦点,P为椭圆上一点,且,则△PF1F2的面积为( )
A. B.2 C.3 D.4
35.已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,点M,N在椭圆C上,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
36.已知椭圆Z:的左、右焦点分别为F1,F2,若Z上的点A,B满足,|AF1|=5|AF2|,则Z的离心率为( )
A. B. C. D.
37.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π与椭圆的长半轴长和短半轴长的乘积.已知椭圆C:的离心率为,F1,F2分别为C的左、右焦点,C上一点P满足,且△PF1F2的面积为,则C的面积为( )
A. B. C. D.
七.椭圆的中点弦(共5小题)
38.已知椭圆E:1(a>b>0)的左焦点为F,如图,过点F作倾斜角为60°的直线与椭圆E交于A,B两点,M为线段AB的中点,若5|FM|=|OF|(O为坐标原点),则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
39.已知椭圆与直线l交于A,B两点,若点P(﹣1,1)为线段AB的中点,则直线l的方程是( )
A.9x+4y﹣13=0 B.9x﹣4y+13=0
C.4x﹣9y+13=0 D.4x﹣9y+3=0
40.已知斜率存在的直线l与椭圆1交于A,B两点,且l与圆C:(x﹣1)2+y2=1切于点P.若P为线段AB的中点,则直线PC的斜率为( )
A.2 B. C.2或﹣2 D.或
41.已知椭圆,过点M(x0,y0)作倾斜角为的直线与C交于A,B两点,当M为线段AB的中点时,直线OM(O为坐标原点)的斜率为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
(多选)42.已知椭圆C:内一点M(1,2),直线l与椭圆C交于A,B两点,且M为线段AB的中点,则下列结论不正确的是( )
A.C的焦点坐标为(2,0),(﹣2,0)
B.C的长轴长为
C.直线l的方程为x+y﹣3=0
D.
八.椭圆与平面向量(共8小题)
43.设椭圆C:1(a>b>0)的左,右焦点分别为F1,F2,直线l过点F1,若点F2关于l的对称点P恰好在椭圆C上,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
44.已知点P为椭圆C:1上任意一点,直线l过⊙M:x2+y2﹣4x+3=0的圆心且与⊙M交于A,B两点,则•的取值范围是( )
A.[3,35] B.(3,35] C.[2,6] D.(2,6]
45.椭圆的右焦点为F,上顶点为A,直线l与椭圆交于B,C两点.若,则l的斜率的取值范围是 .
46.已知椭圆的左、右焦点分别为F1、F2,经过F1的直线交椭圆于A,B,△ABF2的内切圆的圆心为I,若,则该椭圆的离心率是 .
47.已知点P为椭圆上任意一点,EF为圆N:(x﹣1)2+y2=4的任意一条直径,则的取值范围是 .
48.椭圆C:1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,过点F1的直线l交椭圆C于A,B两点,已知0,,则椭圆C的离心率为 .
49.如图,已知椭圆C:1(a>b>0)的上、下焦点分别为F1、F2,左顶点为P,焦距为2,若△PF1F2为正三角形.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点F1,斜率为的直线与椭圆相交于M,N两点,求MN的长;
(3)过点F1的直线与椭圆相交于AB两点,若,求直线AB的方程.
50.已知椭圆的离心率为,以原点为圆心、椭圆的短半轴长为半径的⊙E与直线相切.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过定点Q(1,0)斜率为k的直线与椭圆C交于M,N两点,若,求实数k的值及△MON的面积.
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