内容正文:
3.1.2 椭圆的简单几何性质
目录
01 基础题型归纳 2
题型一:椭圆的简单几何性质 2
题型二:范围或最值问题 3
题型三:求离心率的值 5
题型四:求离心率的范围 7
题型五:点与椭圆的位置关系 11
题型六:直线与椭圆的位置关系 12
题型七:弦长问题 14
题型八:中点弦问题 16
题型九:实际应用 18
题型十:定点定值问题 20
02 重难点拓展 24
题型一:椭圆的简单几何性质
1.(多选题)(2025·高二·湖南长沙·月考)已知椭圆的左、右焦点分别为,是椭圆上一点,且,则下列说法正确的是( )
A. B.椭圆的焦距为2
C.的周长为 D.点在圆上
【答案】CD
【解析】由可得,则,则椭圆焦距为,故B错误;
又因,,联立解得,故A错误;
的周长为,故C正确;
又因,则,
因w为点是的中点,则,即点在圆上,故D正确.
故选:CD.
2.(多选题)(2025·高二·四川达州·期末)已知焦点在轴上的椭圆,左焦点,右焦点,为椭圆上且不在轴上的一点,则下列说法正确的是( )
A.的取值范围是
B.当焦距为4时,离心率为
C.当离心率为时,的周长为
D.当长轴长为时,的面积最大值为4
【答案】CD
【解析】对于A,因为椭圆的焦点在轴上,因此可得,即A错误;
对于B,当焦距为4时可得,即,可得,所以;
因此离心率为,即B错误;
对于C,结合B选项可得,;
所以的周长为,即C正确;
对于D,当长轴长为时可得,又,所以
的面积最大值为,即D正确.
故选:CD
3.(多选题)已知椭圆1, ,则下列说法不正确的是( )
A.与顶点相同 B.与长轴长相等
C.与短轴长相等 D.与焦距相等
【答案】ABC
【解析】设椭圆的长轴长为,短轴长为,焦距为,椭圆的长轴长为,短轴长为,焦距为,
由题意得,,.
A. 的顶点坐标为,,的顶点坐标为,,选项A错误.
B. 的长轴长为,的长轴长为,选项B错误.
C. 的短轴长为,的短轴长为,选项C错误.
D. 和的焦距都为,选项D正确.
故选:ABC.
题型二:范围或最值问题
4.(2025·高二·湖南·月考)已知椭圆,则该椭圆上的点到焦点距离的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】A
【解析】由题意知,则,
所以椭圆上的点到焦点距离的最小值为.
故选:A.
5.(2025·高二·黑龙江哈尔滨·期中)已知椭圆,则椭圆上的点到点的距离的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设是椭圆上的一个动点,则,,
由于,故当时,取最大值,
故选:C
6.(2025·高二·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
【解析】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.
7.(2025·高二·江苏南通·月考)已知,,若圆上存在点P,使得,则实数r的取值范围是( )
A.[3,5] B.(0,5] C.[4,5] D.[16,25]
【答案】C
【解析】动点P的轨迹是以为焦点的椭圆,且又点P在上,椭圆与圆有公共点,实数r的取值范围是[4,5].
故选:C.
8.(2025·高二·福建福州·期末)已知点A(m,n)在椭圆上,则的最大值是.( )
A.6 B.8 C.3 D.2
【答案】B
【解析】由题意可得,则,故.
因为,所以,所以,即.
因此,的最大值.
故选:B.
题型三:求离心率的值
9.(2025·高二·广东深圳·期中)已知分别为椭圆的两个焦点,是椭圆上的点,,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图,不妨设在第一象限.
设,则,
由.
由.
所以椭圆的离心率.
故选:B
10.(2025·高二·重庆·期中)设椭圆C:的左、右焦点分别为、,P是C上的点,轴,,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
由题可知,,
又因为,,故,
又因为,故.
故选:B.
11.(2025·高二·江苏徐州·期中)已知椭圆的两个焦点与短轴的两个端点构成一个正方形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由椭圆的两个焦点与短轴的两个端点构成一个正方形,得该椭圆的短轴长等于焦距,
即,则半长轴长,所以该椭圆的离心率.
故选:C
12.(2025·高二·四川广安·期中)已知焦点在轴上的椭圆,其右焦点与上顶点和左顶点构成面积为的三角形,则椭圆的离心率为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】椭圆的长半轴长,设半焦距为c,则,,
因此的面积为,解得,
所以椭圆的离心率为.
故选:C
13.(2025·高二·陕西西安·期中)已知椭圆方程为,长轴的左右两个顶点分别为,,过椭圆上一点向轴作垂线,垂足为,若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图,设,则,有,即,
则,,,
则有,
则.
故选:A.
题型四:求离心率的范围
14.(2025·高二·湖南长沙·期中)焦点在x轴椭圆中截得的最大矩形的面积范围是,则椭圆离心率的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设椭圆的标准方程为,
不妨设矩形的对角线所在的直线方程为:(假设),
联立,则,解得:,,
所以矩形的面积为:,
当且仅当时取等,
因为点在x轴椭圆中截得的最大矩形的面积范围是,
所以,则,即,
,即,
解得:,即.
故选:C.
15.(2025·高二·湖南郴州·期末)已知是椭圆的两个焦点,点在上,若使为直角三角形的点有8个,则的离心率的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
为直角三角形,可分为以下三类讨论:
以点为直角顶点;以点为直角顶点;以点为直角顶点.
由椭圆的对称性可知:以点为直角顶点的点有两个;以点为直角顶点的点有两个,
则要使为直角三角形的点有8个,须使以点为直角顶点的直角三角形有4个.
由椭圆的对称性可得在轴上方有两个点满足以点为直角顶点.
则,
即,
所以,解得即,
所以,
又因为椭圆离心率,
所以.
故选:C.
16.(2025·高二·广东江门·月考)已知椭圆的左右焦点为,,以为直径的圆与椭圆有四个交点,则椭圆离心率的范围为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为以为直径的圆与椭圆有四个交点,所以,
即,,,所以,即,
又因为,所以椭圆离心率的取值范围为.
故选:A.
17.(2025·高二·北京·期中)椭圆上存在一点P满足,分别为椭圆的左右焦点,则椭圆的离心率的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当点位于短轴的端点时,最大,
要使椭圆上存在一点P满足,
只要最大时大于等于即可,
即当点位于短轴的端点时,,
所以,
又椭圆的离心率,
所以椭圆的离心率的范围是.
故选:D.
18.(2025·高二·安徽安庆·月考)椭圆(a>b>0)上存在一点P满足,分别为椭圆的左右焦点,则椭圆的离心率的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为椭圆(a>b>0)上存在一点P满足,即,
所以点P落在以为直径的圆上,所以有解,
即有解,所以.
即,所以,所以,
又椭圆的离心率,所以.
故选:D
题型五:点与椭圆的位置关系
19.(2025·河北秦皇岛·三模)若点在椭圆的内部,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由点在椭圆的内部,
可得:,且,
解得:或,
所以实数的取值范围为,
故选:B
20.已知直线与圆没有公共点,则点与椭圆的位置关系是( )
A.在椭圆内 B.在椭圆外
C.在椭圆上 D.不确定
【答案】A
【解析】直线与圆没有公共点,
圆心到直线的距离,即,
,
又,
点在椭圆内部.
故选:A.
21.(2025·高二·河南南阳·月考)点与椭圆的位置关系为( )
A.点在椭圆上 B.点在椭圆内
C.点在椭圆外 D.不确定
【答案】B
【解析】由于,所以在内,
故选:B
22.(2025·高二·河北邯郸·月考)直线与椭圆总有公共点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】直线过定点,只需该点落在椭圆内或椭圆上,∴,
解得,又,
故选:C.
23.(2025·高二·云南临沧·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在上,为坐标原点,若满足的点有四个,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由椭圆,得,
所以,又,所以点在以为圆心,1为半径的圆上,
其方程为,又点在上,所以圆与椭圆有四个公共点,
如图:
所以,解得且,所以的取值范围为.
故选:A
题型六:直线与椭圆的位置关系
24.(2025·高三·天津滨海新·月考)已知椭圆:的离心率为,为椭圆上一点
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆有且只有一个公共点,求的值.
【解析】(1)由题意可得, 则,
得椭圆方程为.
(2)根据题意,联立,消去得,
, 得, 即.
25.试判断直线与椭圆的公共点的个数,并说明理由.
【解析】直线与椭圆的公共点的个数为个,理由如下:
根据题意,直线,恒过定点,
把点代入椭圆,则点在椭圆的内部,
则直线与椭圆必相交,有个交点,
即直线与椭圆的公共点的个数为个.
26.对不同的实数,讨论直线与椭圆的公共点的个数.
【解析】由,消去并整理得③,
此方程的实数解的个数由它的判别式决定,,
当时,,方程③有两个不相等的实数根,代入方程①可得到两个不同的公共点坐标,此时直线与椭圆有两个公共点,即它们相交.
当或时,,方程③有两个相等的实数根,代入方程①得到一个公共点坐标,此时直线与椭圆有一个公共点,它们在这一点相切.
当或时,,方程③没有实数根,此时直线与椭圆没有公共点,即它们相离.
综上,可得:
当时,直线与椭圆有两个公共点;
当或时,直线与椭圆有一个公共点;
当或时,直线与椭圆没有公共点.
题型七:弦长问题
27.(2025·高二·河北张家口·期中)已知椭圆的左焦点为,短轴长为4.求:
(1)椭圆C的标准方程.
(2)过点F且斜率为1的直线l交椭圆C于A、B两点,O为坐标原点,求的面积.
【解析】(1)由题意知,所以,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)
如图所示,过点F且斜率为1的直线l方程为,
可得,消去得,解得或,
则交点坐标为
则.
28.(2025·高三·云南昆明·月考)已知椭圆的左焦点为,点在E上.
(1)求椭圆E的离心率;
(2)若O为坐标原点,直线与E相交的另一个交点为B,B关于y轴对称点为C,若四边形的面积为,求.
【解析】(1)因点在E上,所以,即,所以椭圆E的离心率为.
(2)因,结合椭圆的对称性可得,,,
因,轴,
则,,
四边形的面积为,则,
则,
由(1)可得,,则,则,
则.
29.(2025·高三·广西·开学考试)已知椭圆的离心率,且椭圆的长轴长为4.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两点,且,求直线的方程.
【解析】(1)由题可知,,,
又,且,解得,,
则椭圆的方程为.
(2)法一:①当直线斜率为0时,, 不符合题意.
②当直线斜率不为0时,设直线方程为,
联立,得,,
设,则.
由题意,,
即,解得.
故直线的方程为:或.
法二:①当直线斜率不存在时,,不符合题意.
②设直线方程为,
联立,得,,
设,则,
由,得,
即,解得.
故直线的方程为或.
题型八:中点弦问题
30.(2025·高二·重庆·期中)已知椭圆 ,点 为椭圆内一点,过点 的直线 与椭圆交于 、 两点,
(1)若直线 的斜率为 1,求线段 的长度.
(2)若 为线段 的中点,求直线 的方程.
【解析】(1)若直线的斜率为1,那么该直线方程为,即.
联立直线与椭圆方程组得,解得.
所以.
所以.
(2)设,则满足,两式相减得
,因为是线段的中点,
所以,所以,
则有,所以直线的方程为,
即,即.
31.(2025·高二·河南·期末)设椭圆过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若过点且斜率为的直线与椭圆交于两点,求线段中点的坐标.
【解析】(1)因椭圆过点,
则有,解得,
所以椭圆C的标准方程为:;
(2)依题意,直线的方程为:,由消去y并整理得:,
显然,设,则,
因此线段中点的横坐标,其纵坐标,
所以线段中点的坐标为.
32.(2025·高二·贵州黔南·月考)已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与交于,两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
【解析】(1)设,则由题意可得,
化简得,故的方程为.
(2)由题意可知,直线的斜率不为0,
故设直线,,
,得,
则,
则,
因线段的中点坐标为,
则,,
解得,经检验,满足,
则直线的方程为.
题型九:实际应用
33.(2025·广东韶关·模拟预测)韶州大桥是一座独塔双索面钢砼混合梁斜拉桥,具有桩深,塔高、梁重、跨大的特点,它打通了曲江区、浈江区、武江区交通道路的瓶颈,成为连接曲江区与芙蓉新城的重要交通桥梁,大桥承担着实现韶关“三区融合”的重要使命,韶州大桥的桥塔外形近似椭圆,若桥塔所在平面截桥面为线段,且过椭圆的下焦点,米,桥塔最高点距桥面米,则此椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图按椭圆对称轴所在直线建立直角坐标系,
设椭圆方程为,
令,即,解得,依题意可得,
所以,所以,所以.
故选:D.
34.(2025·高二·北京西城·期末)如图是一个椭圆形拱桥,当水面在处时,在如图所示的截面里,桥洞与其倒影恰好构成一个椭圆.此时拱顶离水面,水面宽,那么当水位上升时,水面宽度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】以图中水面所在的直线为轴,水面的垂直平分线所在直线为轴,建立平面直角坐标系,根据已知条件可知:桥洞与其倒影恰好构成的椭圆方程为:,
当水位上升时,水面的宽度也即当时,直线被椭圆所截的弦长.
把代入椭圆方程可得:,
所以当水位上升时,水面的宽度为,
故选:.
35.(2025·高二·全国·单元测试)椭圆的光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线,经椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点,如图所示.设椭圆的两个焦点分别为.若光线由发出经椭圆两次反射后回到经过的路程为12c,点是椭圆上除顶点外的任意一点,在点处的切线为在上的射影在圆上,则的周长为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【解析】由光线由发出经椭圆两次反射后回到经过的路程为,得,即.
延长交于点,如图,由光的反射定律知垂直平分线段(关键点),连接OH,
则OH是的中位线,于是,
而点在圆上,则的周长等于.
故选:D.
题型十:定点定值问题
36.(2025·高二·江苏扬州·期中)将圆上各点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的一半,所得曲线为.
(1)求曲线的方程;
(2)若曲线上存在一定点和两动点(异于),且关于原点对称,试判断直线与直线斜率乘积是否为定值?
【解析】(1)设为曲线上的任意一点,
由题意,点为圆上的点,
所以.
即曲线的方程为:.
(2)如图:
设,则,且,,
所以.
所以直线与直线斜率乘积为定值.
37.(2025·高二·云南昆明·期末)已知椭圆C的中心在原点,一个焦点为,且C经过点.
(1)求C的方程;
(2)设C与y轴的正半轴交于点D,直线l:y=kx+m与C交于A、B两点(l不经过D点),且AD⊥BD.证明:直线l经过定点
【解析】(1)设椭圆的方程为,一个焦点为,
所以,椭圆的另一个焦点为,
又C经过点,所以由椭圆定义得:
,
即,所以,
所以的方程为.
(2)证明:由已知得,
由,得,
故,
设,,则,,
,,
由得,
即,
所以,解得或,
①当 时,直线 经过点,舍去;
②当时,显然有,直线 经过定点.
38.(2025·高二·福建厦门·期末)已知点,点M与N关于原点对称,直线AM,AN的斜率之积是,记动点M的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)若直线l与交于P,Q两点,且.
(ⅰ)当l与y轴垂直时,求的面积;
(ⅱ)证明:l过定点.
【解析】(1)(1)设,,
则直线AM,AN的斜率分别为,,且,
依题意有,
所以,所以的方程为.
(2)(2)(ⅰ)因为l与y轴垂直,所以P,Q关于y轴对称,因为,所以,
又,不妨设P在Q的左侧,则直线AP的倾斜角为,所以直线AP方程为,
联立的方程,消去y化简得,,解得(舍去),
所以,所以,
所以,所以的面积为.
(ⅱ)设,,由题意,l斜率存在,
设l:,联立的方程,
消去y化简得,,
,
,,
由题意得,所以
所以,即,解得或,
时,l:点A,不符合题意,
所以,此时,所以l过定点.
1.(2025·高二·四川成都·期中)圆锥曲线具有丰富的光学性质: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A,B两点(非长轴上顶点)反射后回到焦点;过点作的外角的角平分线的垂线l,l交直线于点M,则下列说法正确的是( )
A.面积的最大值为6 B.的最小值为
C.M的轨迹方程为 D.的最小值为8
【答案】C
【解析】A:根据题意可知直线如果存在斜率,斜率一定不为零,
由椭圆,
设直线的方程为,
于是有,
,设,
,
,
令,
,
对钩函数在上单调递增,
所以当时,对钩函数单调递增,
于是由,
所以,即,
所以当,面积有最大值为3,因此本选项不正确;
B:因为,
所以
,
即,当且仅当时取等号,
即当时,的最小值为,所以本选项不正确;
C:因为过点作的外角的角平分线的垂线l,l交直线于点M,
所以,
因为,
所以点M的轨迹是以为圆心,为半径的圆,其方程为,所以本选项正确;
D:由上可知:,
所以,
因为A,B两点是椭圆上非长轴上顶点,
所以由椭圆的性质可知:,
所以没有最小值,故本选项不正确,
故选:C
2.(2025·高二·四川成都·期中)如图所示,用一个与圆柱底面成的平面截圆柱,截面是一个椭圆.若圆柱的底面圆半径为,则下列结论正确的是( )
A.椭圆的长轴长等于2
B.椭圆的离心率为
C.椭圆的标准方程可以是
D.椭圆上的点到一个焦点的距离的最大值为3
【答案】D
【解析】设圆柱的底面圆半径为,则,截面与底面夹角,
截面椭圆的短半轴,长半轴,
选项A:椭圆的长轴长等于,故A错误;
选项B:椭圆的离心率,故B错误;
选项C:椭圆的标准方程为,不是,故C错误;
选项D:椭圆上的点到一个焦点的距离的最大值为,故D正确.
故选:D.
3.(2025·高二·天津·期中)过椭圆:的中心作直线l交椭圆于M,T两点,是椭圆的左焦点,则周长的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由椭圆:,得,即,.
如图,作出符合题意的图形,
因为椭圆和直线l都是中心对称图形,所以,.
所以的周长为.
设,则,,
又因为,所以,当且仅当时等号成立.
所以,当且仅当时等号成立.
故选:B.
4.(2025·高二·吉林·月考)若动点满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由动点满足方程,
根据椭圆的定义,可得动点的轨迹是以为焦点的椭圆,
且,即,则,
所以动点P的轨迹方程为.
故选:C
5.(2025·高二·山西·期中)已知分别是椭圆的左、右顶点,点满足,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】易知,过P作垂直于x轴,垂足为Q,
显然,得,
则.
在中,由,得,
得.
故选:C
6.(2025·高二·海南·月考)已知椭圆的左、右焦点分别为为坐标原点,过点且斜率为的直线与椭圆交于点,且点在第一象限,,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由得.
设的中点为,连接,,
则,所以,所以,
因为,,从而,
在直角中,
因为直线的斜率为,所以,所以,
则,故椭圆的离心率为.
故选:B.
7.(2025·高二·海南·月考)直线与椭圆交于两点,若为线段的中点,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设 ,。
因为是的中点,所以:,
即:
点和都在椭圆上:
,
将 (1) 和 (2) 相减:
,
即:,
代入和,
,
即:,
因此,直线的斜率:,
直线过点,斜率为 1,其方程为:
,即.
直线过点,点在椭圆内,
所以直线与椭圆相交,满足条件.
故选:D
8.(2025·高二·云南曲靖·期中)椭圆的左、右焦点分别为,,点P是椭圆上一点且满足,则的面积为( )
A.3 B.6 C.9 D.18
【答案】C
【解析】由题意可得,所以,
根据椭圆定义有:,
两边同时平方得:,①
因为,所以,
根据勾股定理可得,②
将②代入①中得,解得,
所以;
故选:C
9.(多选题)(2025·高二·江西抚州·期中)已知椭圆C:的左右焦点分别为,长轴长为4,点在椭圆内部,点Q在椭圆上,则以下说法正确的是( )
A.离心率的取值范围为
B.当离心率为时,的最大值为
C.不存在点Q,使得
D.的最小值为
【答案】CD
【解析】由题设,,则,又在椭圆内部,则,即,
对A:,故选项A错误;
对B:当时,有,则,故选项B错误;
对C:由,即,所以以原点为圆心,c为半径的圆与椭圆无交点,
所以椭圆上不存在点Q使得,故选项C正确;
对D:由椭圆的定义有,
所以,当且仅当时等号成立,
当时,,由于,则能取到,满足条件;
当时,,由于,则不能取到,此时,
综上选项D正确.
故选:CD.
10.(多选题)(2025·高二·海南·月考)已知椭圆的两个焦点分别为,是上任意一点,则( )
A.椭圆的焦距为6
B.存在点,使得为钝角
C.的周长为16
D.若,则
【答案】ACD
【解析】将椭圆化成标准方程,
所以,所以,
对于A:焦距为,故A正确;
对于B:由A可知,
因为是上任意一点,所以设,
则
所以
,
因为,所以恒成立,所以为锐角,故B错误;
对于C:根据椭圆定义可知,
所以的周长为,故C正确;
对于D:由C可知,所以,①
根据余弦定理可知:,
即,②
由①②可得,所以,
所以,故D正确;
故选:ACD
11.(2025·高二·广东清远·期中)设点分别为椭圆C:的左右焦点,点、分别为椭圆右顶点和下顶点,且点关于直线的对称点为.若,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【解析】设点,因为,所以的中点,
即点在轴上,又点在直线上,所以点与点重合,
由,得,即,得,
可得,解得,或舍去,
故答案为:.
12.(2025·高二·广东清远·期中)与椭圆有相同焦点,且满足短半轴长为的椭圆方程是 .
【答案】
【解析】因为椭圆的焦点坐标为,
所以所求椭圆的焦点坐标为,即,
因为所求椭圆的短半轴长为,
所以,
所以,
所以所求椭圆的方程为:.
故答案为:
13.(2025·高二·四川绵阳·期中)已知点和点在椭圆上
(1)求椭圆C的标准方程及离心率;
(2)若点B为直线与椭圆C的公共点,求的面积.
【解析】(1)因为点和点在椭圆上,
所以,解得,即,所以椭圆的方程为;
所以,所以,所以椭圆C的离心率为;
(2)联立与椭圆,消x得,
解得或,所以或,
当时,由点知直线BP方程为,且,
点到直线BP的距离为,所以的面积为;
当时,由点知直线AB方程为,且,
点到直线AB的距离为,所以的面积为;
综上,的面积为或.
14.(2025·高二·广东清远·期中)已知椭圆的离心率为,点(2,1)在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程.
(2)直线与椭圆C交于M,N两点.
①求m的取值范围;
②若,求的值.
【解析】(1)因为点在椭圆C上,所以.
椭圆的离心率为,解得.
故椭圆的标准方程为;
(2)联立,得(*).
①,解得,
所以的取值范围为.
②设,由(*)式有,
由弦长公式有,
整理得, 解得且满足,
所以.
15.(2025·高二·上海·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线与椭圆交于两点.
(1)求的周长:
(2)已知点是椭圆上第一象限的点且,求点的坐标;
(3)过点且与垂直的直线交椭圆于两点,若四边形的面积为,求直线的方程;
【解析】(1)因为椭圆,所以,
由椭圆几何定义得的周长.
(2)由题意,设,,,
故有,
解得,所以点的坐标为,
(3)当斜率不存在或斜率为0时,得,与条件矛盾舍去,
故斜率存在且不为0时,
设
,
,
故,
同理,
所以或,
故直线方程为或或或.
16.(2025·高二·甘肃定西·期末)已知椭圆经过点,且上的点到其左焦点的最短距离为1.
(1)求的标准方程;
(2)设是上异于左、右顶点的点,直线交于另一点,求直线的斜率的取值范围.
【解析】(1)因椭圆经过点,则,
设,由上的点到其左焦点的最短距离为1,可得,
又,则,则,,
所以的标准方程为;
(2)设直线方程为:,由题,
将直线方程与椭圆方程联立,可得,消去并化简可得:
.
由题可得与椭圆有2个交点,则
即,结合,可得或.
17.(2025·高二·重庆璧山·月考)椭圆过点且离心率为,为椭圆的右焦点,过的直线交椭圆于,两点,定点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若面积为,求直线的方程.
【解析】(1)由题意可知,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)当直线的斜率为时,显然不符合题意;
因为,设,
联立,可得,
则,
,
因为,
所以,解得,
所以直线的方程.
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3.1.2 椭圆的简单几何性质
目录
01 基础题型归纳 2
题型一:椭圆的简单几何性质 2
题型二:范围或最值问题 2
题型三:求离心率的值 3
题型四:求离心率的范围 3
题型五:点与椭圆的位置关系 4
题型六:直线与椭圆的位置关系 5
题型七:弦长问题 5
题型八:中点弦问题 6
题型九:实际应用 7
题型十:定点定值问题 8
02 重难点拓展 10
题型一:椭圆的简单几何性质
1.(多选题)(2025·高二·湖南长沙·月考)已知椭圆的左、右焦点分别为,是椭圆上一点,且,则下列说法正确的是( )
A. B.椭圆的焦距为2
C.的周长为 D.点在圆上
2.(多选题)(2025·高二·四川达州·期末)已知焦点在轴上的椭圆,左焦点,右焦点,为椭圆上且不在轴上的一点,则下列说法正确的是( )
A.的取值范围是
B.当焦距为4时,离心率为
C.当离心率为时,的周长为
D.当长轴长为时,的面积最大值为4
3.(多选题)已知椭圆1, ,则下列说法不正确的是( )
A.与顶点相同 B.与长轴长相等
C.与短轴长相等 D.与焦距相等
题型二:范围或最值问题
4.(2025·高二·湖南·月考)已知椭圆,则该椭圆上的点到焦点距离的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
5.(2025·高二·黑龙江哈尔滨·期中)已知椭圆,则椭圆上的点到点的距离的最大值是( )
A. B. C. D.
6.(2025·高二·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
7.(2025·高二·江苏南通·月考)已知,,若圆上存在点P,使得,则实数r的取值范围是( )
A.[3,5] B.(0,5] C.[4,5] D.[16,25]
8.(2025·高二·福建福州·期末)已知点A(m,n)在椭圆上,则的最大值是.( )
A.6 B.8 C.3 D.2
题型三:求离心率的值
9.(2025·高二·广东深圳·期中)已知分别为椭圆的两个焦点,是椭圆上的点,,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
10.(2025·高二·重庆·期中)设椭圆C:的左、右焦点分别为、,P是C上的点,轴,,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
11.(2025·高二·江苏徐州·期中)已知椭圆的两个焦点与短轴的两个端点构成一个正方形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
12.(2025·高二·四川广安·期中)已知焦点在轴上的椭圆,其右焦点与上顶点和左顶点构成面积为的三角形,则椭圆的离心率为( ).
A. B. C. D.
13.(2025·高二·陕西西安·期中)已知椭圆方程为,长轴的左右两个顶点分别为,,过椭圆上一点向轴作垂线,垂足为,若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
题型四:求离心率的范围
14.(2025·高二·湖南长沙·期中)焦点在x轴椭圆中截得的最大矩形的面积范围是,则椭圆离心率的范围是( )
A. B. C. D.
15.(2025·高二·湖南郴州·期末)已知是椭圆的两个焦点,点在上,若使为直角三角形的点有8个,则的离心率的范围是( )
A. B. C. D.
16.(2025·高二·广东江门·月考)已知椭圆的左右焦点为,,以为直径的圆与椭圆有四个交点,则椭圆离心率的范围为( ).
A. B. C. D.
17.(2025·高二·北京·期中)椭圆上存在一点P满足,分别为椭圆的左右焦点,则椭圆的离心率的范围是( )
A. B. C. D.
18.(2025·高二·安徽安庆·月考)椭圆(a>b>0)上存在一点P满足,分别为椭圆的左右焦点,则椭圆的离心率的范围是( )
A. B. C. D.
题型五:点与椭圆的位置关系
19.(2025·河北秦皇岛·三模)若点在椭圆的内部,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
20.已知直线与圆没有公共点,则点与椭圆的位置关系是( )
A.在椭圆内 B.在椭圆外
C.在椭圆上 D.不确定
21.(2025·高二·河南南阳·月考)点与椭圆的位置关系为( )
A.点在椭圆上 B.点在椭圆内
C.点在椭圆外 D.不确定
22.(2025·高二·河北邯郸·月考)直线与椭圆总有公共点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
23.(2025·高二·云南临沧·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在上,为坐标原点,若满足的点有四个,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型六:直线与椭圆的位置关系
24.(2025·高三·天津滨海新·月考)已知椭圆:的离心率为,为椭圆上一点
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆有且只有一个公共点,求的值.
25.试判断直线与椭圆的公共点的个数,并说明理由.
26.对不同的实数,讨论直线与椭圆的公共点的个数.
题型七:弦长问题
27.(2025·高二·河北张家口·期中)已知椭圆的左焦点为,短轴长为4.求:
(1)椭圆C的标准方程.
(2)过点F且斜率为1的直线l交椭圆C于A、B两点,O为坐标原点,求的面积.
28.(2025·高三·云南昆明·月考)已知椭圆的左焦点为,点在E上.
(1)求椭圆E的离心率;
(2)若O为坐标原点,直线与E相交的另一个交点为B,B关于y轴对称点为C,若四边形的面积为,求.
29.(2025·高三·广西·开学考试)已知椭圆的离心率,且椭圆的长轴长为4.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两点,且,求直线的方程.
题型八:中点弦问题
30.(2025·高二·重庆·期中)已知椭圆 ,点 为椭圆内一点,过点 的直线 与椭圆交于 、 两点,
(1)若直线 的斜率为 1,求线段 的长度.
(2)若 为线段 的中点,求直线 的方程.
31.(2025·高二·河南·期末)设椭圆过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若过点且斜率为的直线与椭圆交于两点,求线段中点的坐标.
32.(2025·高二·贵州黔南·月考)已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与交于,两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
题型九:实际应用
33.(2025·广东韶关·模拟预测)韶州大桥是一座独塔双索面钢砼混合梁斜拉桥,具有桩深,塔高、梁重、跨大的特点,它打通了曲江区、浈江区、武江区交通道路的瓶颈,成为连接曲江区与芙蓉新城的重要交通桥梁,大桥承担着实现韶关“三区融合”的重要使命,韶州大桥的桥塔外形近似椭圆,若桥塔所在平面截桥面为线段,且过椭圆的下焦点,米,桥塔最高点距桥面米,则此椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
34.(2025·高二·北京西城·期末)如图是一个椭圆形拱桥,当水面在处时,在如图所示的截面里,桥洞与其倒影恰好构成一个椭圆.此时拱顶离水面,水面宽,那么当水位上升时,水面宽度为( )
A. B. C. D.
35.(2025·高二·全国·单元测试)椭圆的光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线,经椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点,如图所示.设椭圆的两个焦点分别为.若光线由发出经椭圆两次反射后回到经过的路程为12c,点是椭圆上除顶点外的任意一点,在点处的切线为在上的射影在圆上,则的周长为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
题型十:定点定值问题
36.(2025·高二·江苏扬州·期中)将圆上各点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的一半,所得曲线为.
(1)求曲线的方程;
(2)若曲线上存在一定点和两动点(异于),且关于原点对称,试判断直线与直线斜率乘积是否为定值?
37.(2025·高二·云南昆明·期末)已知椭圆C的中心在原点,一个焦点为,且C经过点.
(1)求C的方程;
(2)设C与y轴的正半轴交于点D,直线l:y=kx+m与C交于A、B两点(l不经过D点),且AD⊥BD.证明:直线l经过定点
38.(2025·高二·福建厦门·期末)已知点,点M与N关于原点对称,直线AM,AN的斜率之积是,记动点M的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)若直线l与交于P,Q两点,且.
(ⅰ)当l与y轴垂直时,求的面积;
(ⅱ)证明:l过定点.
1.(2025·高二·四川成都·期中)圆锥曲线具有丰富的光学性质: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A,B两点(非长轴上顶点)反射后回到焦点;过点作的外角的角平分线的垂线l,l交直线于点M,则下列说法正确的是( )
A.面积的最大值为6 B.的最小值为
C.M的轨迹方程为 D.的最小值为8
2.(2025·高二·四川成都·期中)如图所示,用一个与圆柱底面成的平面截圆柱,截面是一个椭圆.若圆柱的底面圆半径为,则下列结论正确的是( )
A.椭圆的长轴长等于2
B.椭圆的离心率为
C.椭圆的标准方程可以是
D.椭圆上的点到一个焦点的距离的最大值为3
3.(2025·高二·天津·期中)过椭圆:的中心作直线l交椭圆于M,T两点,是椭圆的左焦点,则周长的最小值是( )
A. B. C. D.
4.(2025·高二·吉林·月考)若动点满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
5.(2025·高二·山西·期中)已知分别是椭圆的左、右顶点,点满足,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
6.(2025·高二·海南·月考)已知椭圆的左、右焦点分别为为坐标原点,过点且斜率为的直线与椭圆交于点,且点在第一象限,,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
7.(2025·高二·海南·月考)直线与椭圆交于两点,若为线段的中点,则的方程为( )
A. B.
C. D.
8.(2025·高二·云南曲靖·期中)椭圆的左、右焦点分别为,,点P是椭圆上一点且满足,则的面积为( )
A.3 B.6 C.9 D.18
9.(多选题)(2025·高二·江西抚州·期中)已知椭圆C:的左右焦点分别为,长轴长为4,点在椭圆内部,点Q在椭圆上,则以下说法正确的是( )
A.离心率的取值范围为
B.当离心率为时,的最大值为
C.不存在点Q,使得
D.的最小值为
10.(多选题)(2025·高二·海南·月考)已知椭圆的两个焦点分别为,是上任意一点,则( )
A.椭圆的焦距为6
B.存在点,使得为钝角
C.的周长为16
D.若,则
11.(2025·高二·广东清远·期中)设点分别为椭圆C:的左右焦点,点、分别为椭圆右顶点和下顶点,且点关于直线的对称点为.若,则椭圆的离心率为 .
12.(2025·高二·广东清远·期中)与椭圆有相同焦点,且满足短半轴长为的椭圆方程是 .
13.(2025·高二·四川绵阳·期中)已知点和点在椭圆上
(1)求椭圆C的标准方程及离心率;
(2)若点B为直线与椭圆C的公共点,求的面积.
14.(2025·高二·广东清远·期中)已知椭圆的离心率为,点(2,1)在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程.
(2)直线与椭圆C交于M,N两点.
①求m的取值范围;
②若,求的值.
15.(2025·高二·上海·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线与椭圆交于两点.
(1)求的周长:
(2)已知点是椭圆上第一象限的点且,求点的坐标;
(3)过点且与垂直的直线交椭圆于两点,若四边形的面积为,求直线的方程;
16.(2025·高二·甘肃定西·期末)已知椭圆经过点,且上的点到其左焦点的最短距离为1.
(1)求的标准方程;
(2)设是上异于左、右顶点的点,直线交于另一点,求直线的斜率的取值范围.
17.(2025·高二·重庆璧山·月考)椭圆过点且离心率为,为椭圆的右焦点,过的直线交椭圆于,两点,定点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若面积为,求直线的方程.
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