内容正文:
专题05 椭圆与方程11大题型
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串讲知识:思维导图串讲知识点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
举一反三:核心考点能举一反三,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
知识点1:椭圆的定义
我们把平面内与两个定点的距离的和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆.
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距,焦距的一半称为半焦距.
根据椭圆的定义,设点与焦点的距离的和等于.由椭圆的定义可知,椭圆可看作点集.
知识点2:椭圆的标准方程
椭圆
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
图形
焦点坐标
焦距
的关系
知识点3:椭圆的简单几何性质
焦点的位置
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
图形
对称性
对称轴x轴和y轴,对称中心
范围
顶点
轴长
长轴长,短轴长
焦点
焦距
离心率
注意:椭圆的离心率的大小决定了椭圆的形状,反映了椭圆的扁平程度.
由可知,当越趋近于1时,越趋近于0,椭圆越扁;当越趋近于0时,越趋近于1,椭圆越接近于圆.当且仅当时, ,两焦点重合,图形变为圆,方程为
知识点4:直线与椭圆的位置关系
1.直线与椭圆的三种位置关系
类比直线与圆的位置关系,直线与椭圆有相离、相切、相交三种位置关系,如图所示.
2.利用方程讨论直线与椭圆的位置关系
设直线方程为,椭圆方程为,由方程组消去一个变量,得到关于另一个变量的一元二次方程,则有下列结论:
直线与椭圆有两个公共点⇔直线与椭圆相交;
直线与椭圆有且只有一个公共点⇔直线与椭圆相切;
直线与椭圆没有公共点⇔直线与椭圆相离.
3.弦长问题
设直线交椭圆于点两点,则
同理可得
可利用根与系数的关系求解,常进行以下变形:
4.中点弦问题
点差法:即设出弦的两端点坐标后,代入圆锥曲线方程,并将两式相减,式中含有三个未知量,这样就直接联系了中点和直线的斜率,借用中点公式可求得斜率
【题型01 椭圆的定义及其应用】
1.设,分别是椭圆的左、右焦点,点P在C上,且,则( )
A. B.
C. D.
2.已知椭圆的左、右焦点分别是,且是椭圆上的一点.若,则( )
A. B.1 C. D.5
3.设为椭圆上一动点,、分别为圆和圆上的动点,则不可能为( )
A. B. C. D.
4.为坐标原点,椭圆的左、右焦点分别为,,,,在上,,关于点对称,,关于直线对称,则四边形的周长为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
5.为椭圆上一点,是它的上焦点,,则的最大值为( )
A. B.
C.3 D.
【题型02 求椭圆的标准方程】
6.过点,且与椭圆有相同焦点的椭圆的标准方程为 .
7.中心为原点,焦点在轴上,且长轴长与短轴长之比为2:1,焦距为的椭圆方程为 .
8.已知椭圆C:()的右焦点为,若点F到C的上顶点的距离是点F到C的右顶点的距离的2倍,则 .
9.已知椭圆的中心为坐标原点,对称轴为轴,轴,且过点,两点,则椭圆的方程为
10.古希腊数学家阿基米德利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆C的中心为原点,焦点,均在x轴上,C的面积为,过点的直线交C于点A,B,且的周长为8.则C的标准方程为 .
11.求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)已知椭圆的一个焦点为,且过点,求椭圆的标准方程;
(2)已知椭圆经过,两点,求椭圆的标准方程.
【题型03 椭圆的焦点三角形】
12.已知分别是椭圆的左、右焦点,点在上,且周长为16,则的取值范围为( )
A.(8,12) B.(8,16) C.(4,6) D.(4,8)
13.设点为椭圆的两个焦点,点P在此椭圆上,若,则的面积为( )
A. B.2 C.1 D.
14.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为、,为椭圆上不同于左、右顶点的任意一点,则下列说法正确的是( )
A.的周长为16 B.面积的最大值为12
C.存在点P,使得∠ D.的取值范围为
15.已知椭圆的左、右焦点分别是,且是面积为的正三角形.过垂直于的直线交椭圆于两点,则的周长为 .
16.取两颗小钉子并钉在一张平板上(平板上垫有纸),将一条绳子两端固定在这两只钉子上,且绳长为12,用铅笔尖将绳子拉紧,使笔尖顺势在平板上移动一圈,则笔尖在纸上画出的图形是一个椭圆.在上述实验中,笔尖与两个钉子所围成的三角形的面积的最大值是 .
17.椭圆左、右焦点分别为为椭圆上一点,,则 .
【题型04 椭圆的几何性质】
18.已知椭圆的焦点在轴上,且其短轴长等于焦距,则( )
A. B. C. D.2
19.若椭圆的离心率为,则该椭圆的焦距为( )
A. B. C. D.
20.把椭圆的长轴分为2024等份,过每个等分点作x轴的垂线交椭圆的上半部分于2023个点,F是椭圆的一个焦点,则这2023个点到F的距离之和为( )
A.10120 B.10110 C.10115 D.10110
21.若椭圆:()仅经过,,中的一个点,则椭圆的短轴长为( )
A.2 B.4 C. D.
22.曲线与曲线的( )
A.长轴长相等 B.短轴长相等 C.离心率相等 D.焦距相等
23.已知点是椭圆:上的动点,若,则的最小值为 .
【题型05 求椭圆的离心率】
24.已知椭圆的左、右焦点分别为、,过且与轴垂直的直线交椭圆于两点,直线与椭圆的另一个交点为,若的面积是的面积的两倍,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
25.已知椭圆的左、右焦点为,,过点与曲线相交于两点若,以为直径的圆过点,则的离心率为( )
A. B. C. D.
26.已知、分别是椭圆()的左右焦点,A、B是以坐标原点为圆心,以为半径的圆与该椭圆在轴左侧的两个交点,且是等边三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
27.设椭圆的左、右焦点分别是、,为椭圆上的一点,且,,则该椭圆的离心率为 .
28.已知椭圆的半焦距为c,原点O到经过两点,的直线的距离为,则椭圆C的离心率为 .
29.已知椭圆:,曲线:,曲线与椭圆在第一象限内有两个交点,,若的斜率为,则椭圆的离心率为 .
30.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.
【题型06 求椭圆离心率的取值范围】
31.已知椭圆的左、右焦点分别是,其中.椭圆上存在一点,满足,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
32.若椭圆上存在一点,使得到其左、右焦点的距离之比为,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
33.已知为椭圆的两个焦点,是椭圆上的点,若满足的点恰好有4个,则此椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
34.已知椭圆的两个焦点为、,是椭圆上一点,且满足,则椭圆的离心率的取值范围为 .
35.已知椭圆,点在直线上,直线交椭圆于点,且为线段的中点,则椭圆的离心率的取值范围是 .
36.已知,分别是椭圆的左、右焦点,若在椭圆上存在点,使得的面积等于,则椭圆的离心率的取值范围为 .
【题型07 与椭圆有关的轨迹方程问题】
37.一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
38.已知点,,直线PA和直线PB的斜率的乘积为,则点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
39.已知点M是圆C:上的动点,,线段的垂直平分线与线段交于点Q,当点M在圆C上运动时,点Q的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
40.已知为坐标原点,长为3的线段,端点,分别在轴、轴上滑动,若动点满足,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
41.设是圆上的动点,点在轴上,的横坐标与的横坐标相等,且,则动点的轨迹为( )
A.长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
B.长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
C.长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
D.长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
42.已知圆的方程为,,为圆上任意一点,的中垂线与相交于点.求点的轨迹方程.
【题型08 椭圆的实际问题】
43.“天问一号”是执行中国首次火星探测任务的探测器,该名称源于屈原长诗《天问》,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境.图(1)是“天问一号”探测器环绕火星的椭圆轨道示意图,火星的球心是椭圆的一个焦点.过椭圆上的点向火星被椭圆轨道平面截得的大圆作两条切线,,则就是“天问一号”在点时对火星的观测角.图(2)所示的四个点处,对火星的观测角最小的是( )
A. B. C. D.
44.2024年10月22日,我国在太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭,成功将天平三号、、卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.如图,假设天平三号卫星运动的轨道是以地球的球心为一个焦点的椭圆,已知地球的直径约为1.3万千米,卫星运动至近地点距离地球表面高度约1.35万千米,运动至远地点距离地球表面高度约3.35万千米,则天平三号卫星运行的轨迹方程可以为( )
A. B.
C. D.
45.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.
46.如图所示,用一束与平面成角的平行光线照射球O,在平面上形成的投影为椭圆C及其内部,则椭圆C的离心率为 .
47.如图,某隧道设计为双向四车道,车道总宽20米,要求通行车辆限高5米,隧道全长2500米.隧道的两侧是与地面垂直的墙,高度为3米,隧道上部拱线近似地看成半个椭圆.
(1)若最大拱高为6米,则隧道设计的拱宽是多少?(结果精确到0.1米)
(2)若要使隧道上方半椭圆部分的土方工程量最小,则应如何设计拱高和拱宽?(结果精确到0.1米)
以下结论可以直接使用:①椭圆的面积公式.
②柱体的体积为底面积乘以高,,.
【题型09 椭圆的弦长问题】
48.已知抛物线与椭圆相交于A,B两点,若,则 .
49.已知椭圆两顶点,,过焦点的直线l与椭圆交于C,D两点,当时,直线l的方程为 .
50.已知椭圆的离心率为,右焦点..
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过且倾斜角为的直线与椭圆相交于,两点,求.
51.已知椭圆的右焦点为,过焦点的直线与椭圆交于两点,且弦长,求直线的斜率.
52.已知椭圆的离心率为,且椭圆经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知,过椭圆的左焦点且倾斜角为的直线交椭圆于两点,求的面积.
53.已知点在椭圆上,是坐标原点,是椭圆的右顶点,的面积是.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知斜率为1的直线交椭圆于不同的两点,,求的取值范围.
【题型10 椭圆的中点弦问题】
54.若椭圆的弦恰好被点平分,则所在的直线方程为 .
55.已知椭圆内一点,直线与椭圆交于两点,且为线段的中点,则 .
56.已知椭圆:,若直线与椭圆相交于不同的两点,,且线段的中点坐标为,则直线的斜率为 .
57.斜率为的直线与椭圆相交于两点,的中点为,则 .
58.过点作斜率为的直线l与椭圆相交于A,B两点,则线段AB的中点坐标为 .
59.已知,为椭圆上的动点,直线与圆相切,切点恰为线段的中点,则点的横坐标为 .
60.过椭圆:右焦点的直线:交于、两点,为AB的中点,且OP的斜率为,则椭圆的标准方程为 .
【题型11 椭圆的综合问题】
61.(多选)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,若,是上关于原点对称的两点为第一象限内一点),是上异于,的一点,直线与轴交于点,为的离心率,则下列说法正确的是( )
A.若能成立,则的取值范围为
B.若,则的面积为
C.直线与的斜率之积为
D.若,的横坐标是的横坐标的4倍,则
62.定义离心率是的椭圆为“黄金椭圆”.若椭圆是“黄金椭圆”,则 ,若“黄金椭圆”两个焦点分别为,为椭圆上的异于顶点的任意一点,点是的内心,连接并延长交于点,则
63.已知椭圆()M,N分别为E的上顶点、右顶点,,坐标原点O到直线MN的距离为
(1)求的方程.
(2)若为上不同的两点,的面积为直线的斜率均存在且分别为.
(i)证明:为定值;
(ii)设P为线段的中点,点,求面积的最大值.
64.已知椭圆的离心率,左右焦点分别为,直线过椭圆的右焦点分别交椭圆于两点,周长为
(1)求椭圆的方程.
(2)若弦长为,求直线的方程.
(3)是否存在使为直径的圆过,若存在求出直线方程,若不存在,说明理由.
65.已知椭圆()的离心率为,且过点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设椭圆E的右焦点为F,过点作斜率不为0的直线交椭圆E于M,N两点,设直线FM和FN的斜率为,.
①求证:为定值;
②求的面积S的最大值.
66.在平面直角坐标系 中,已知动点到点的距离和E到直线 的距离之比是常数 .
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点的动直线(斜率存在)与曲线C交于,两点,在x轴上存在点 ,使得,试问 是否为定值,若是,求出的值;若不是,请说明理由.
67.(多选)已知椭圆的左、右顶点分别为,且的离心率为,点在直线上,点为直线上的动点,直线与的另一个交点为,记线段的中点为,则下列说法正确的是( )
A.
B.当时,的面积为
C.当变化时,直线与直线的斜率之积恒为定值
D.存在,满足
一、单选题
1.椭圆的左焦点坐标为( )
A. B. C. D.
2.已知方程表示椭圆,则实数m的范围是( )
A. B.
C. D.
3.已知椭圆:的左、右焦点分别为,M为椭圆C上任意一点,则下列说法错误的是( )
A.的周长为6
B.面积的最大值为
C.的取值范围为
D.的最小值为
4.若椭圆上存在一点,使得到其左、右焦点的距离之比为,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.已知椭圆的左,右焦点分别为,,点在上,且的最大值为3,最小值为1,则下列结论错误的是( )
A.椭圆的离心率为 B.的周长为6
C.椭圆上存在点,使得 D.若,则的面积为
6.已知半径为1的动圆圆心在直线上,过椭圆上一点作圆的切线,切线长的最小值为( )
A.2 B.1 C. D.
二、多选题
7.已知椭圆,则( )
A.M与N的离心率相等
B.M与N的焦距相等
C.M与N的长轴长不相等
D.M的短轴长是N的短轴长的两倍
8.已知,分别是椭圆的左、右焦点,点,是椭圆上两点,交轴于点,线段的中点为,平分,,则( )
A. B.的周长为
C. D.椭圆的离心率为
三、填空题
9.在直角坐标系中,线段的长为3,其中端点分别位于轴、轴上,点为线段上靠近点的三等分点,则点的轨迹方程为 .
10.已知是椭圆的左焦点,P为椭圆C上任意一点,点,则的最大值是 .
11.已知椭圆的上顶点和右焦点分别为,动点P在直线上,外接圆的半径为r,当r取得最小值时,的面积为 .
四、解答题
12.分别求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)离心率是,长轴长是12;
(2)过点和;
(3)焦点在x轴上,焦距等于6,并且经过点.
13.如图,已知椭圆,记分别是的左、右焦点,是的上顶点,连接并延长交椭圆于点,过作轴的垂线交椭圆于另一点,连接.
(1)若,求;
(2)若点的坐标为,且,求直线的斜率.
14.已知椭圆的焦点坐标为,椭圆上的点到左焦点的最大距离为3,
(1)求椭圆的标准方程
(2)求椭圆被直线截得的弦长;
(3)若直线与椭圆交于,两点,当(为坐标原点)时,求的值.
15.已知椭圆的长轴长为4,焦距为,过点的直线与交于,两点,过点,作直线的垂线,垂足分别为,(,两点不重合).
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线的倾斜角为45°,求的中点坐标;
(3)记直线,的斜率分别为,,求的取值范围.
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知识点1:椭圆的定义
我们把平面内与两个定点的距离的和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆.
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距,焦距的一半称为半焦距.
根据椭圆的定义,设点与焦点的距离的和等于.由椭圆的定义可知,椭圆可看作点集.
知识点2:椭圆的标准方程
椭圆
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
图形
焦点坐标
焦距
的关系
知识点3:椭圆的简单几何性质
焦点的位置
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
图形
对称性
对称轴x轴和y轴,对称中心
范围
顶点
轴长
长轴长,短轴长
焦点
焦距
离心率
注意:椭圆的离心率的大小决定了椭圆的形状,反映了椭圆的扁平程度.
由可知,当越趋近于1时,越趋近于0,椭圆越扁;当越趋近于0时,越趋近于1,椭圆越接近于圆.当且仅当时, ,两焦点重合,图形变为圆,方程为
知识点4:直线与椭圆的位置关系
1.直线与椭圆的三种位置关系
类比直线与圆的位置关系,直线与椭圆有相离、相切、相交三种位置关系,如图所示.
2.利用方程讨论直线与椭圆的位置关系
设直线方程为,椭圆方程为,由方程组消去一个变量,得到关于另一个变量的一元二次方程,则有下列结论:
直线与椭圆有两个公共点⇔直线与椭圆相交;
直线与椭圆有且只有一个公共点⇔直线与椭圆相切;
直线与椭圆没有公共点⇔直线与椭圆相离.
3.弦长问题
设直线交椭圆于点两点,则
同理可得
可利用根与系数的关系求解,常进行以下变形:
4.中点弦问题
点差法:即设出弦的两端点坐标后,代入圆锥曲线方程,并将两式相减,式中含有三个未知量,这样就直接联系了中点和直线的斜率,借用中点公式可求得斜率
【题型01 椭圆的定义及其应用】
1.设,分别是椭圆的左、右焦点,点P在C上,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据椭圆的定义可知,,
又,
解得,.
故选:A.
2.已知椭圆的左、右焦点分别是,且是椭圆上的一点.若,则( )
A. B.1 C. D.5
【答案】D
【详解】由椭圆的方程及题意知,,所以,
所以.由椭圆的定义,得,又,
所以.
故选:D.
3.设为椭圆上一动点,、分别为圆和圆上的动点,则不可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】椭圆的两个焦点坐标为,,恰好为两个圆的圆心坐标,
圆的半径,圆的半径,
由椭圆的定义可得,
当椭圆上动点与焦点连线与圆相交于时,最小,最小值为,
当椭圆上动点与焦点连线的反向延长线与圆相交于时,最大,最大值为,
所以.
故选:D.
4.为坐标原点,椭圆的左、右焦点分别为,,,,在上,,关于点对称,,关于直线对称,则四边形的周长为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【详解】连接,,因为,关于点对称,
所以,
由于,关于直线对称,则为的中垂线,
则,,
所以四边形的周长为,
由椭圆的定义可得:,
所以,
即四边形的周长为
故选:D
5.为椭圆上一点,是它的上焦点,,则的最大值为( )
A. B.
C.3 D.
【答案】A
【详解】设为椭圆的下焦点,
由椭圆方程知,,,,
则,
由椭圆的定义得
所以,当是的延长线与椭圆的交点时等号成立,
所以的最大值为.
故选:A.
【题型02 求椭圆的标准方程】
6.过点,且与椭圆有相同焦点的椭圆的标准方程为 .
【答案】
【详解】所求椭圆与椭圆的焦点相同,
其焦点在轴上,且,
设其标准方程为,
,且,①,
点在所求椭圆上,
②,
联立①②得,解得,
所求椭圆的标准方程为.
故答案为:.
7.中心为原点,焦点在轴上,且长轴长与短轴长之比为2:1,焦距为的椭圆方程为 .
【答案】
【详解】设椭圆的长轴为2a,短轴为2b,焦距为2c,
由题意得,解得,
所以椭圆方程为.
故答案为:
8.已知椭圆C:()的右焦点为,若点F到C的上顶点的距离是点F到C的右顶点的距离的2倍,则 .
【答案】/
【详解】设椭圆C的半焦距为,则结合,可得,
因为C的右焦点为,所以,所以,
所以,即,则.
故答案为:.
9.已知椭圆的中心为坐标原点,对称轴为轴,轴,且过点,两点,则椭圆的方程为
【答案】
【详解】由已知设椭圆的方程为,
因为椭圆过点,两点,
所以,解得,
则椭圆的方程为.
故答案为:.
10.古希腊数学家阿基米德利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆C的中心为原点,焦点,均在x轴上,C的面积为,过点的直线交C于点A,B,且的周长为8.则C的标准方程为 .
【答案】
【详解】因为的周长为8,所以
由椭圆的定义可知:
所以,
由题意可得:,即,解得
因为椭圆的焦点在轴上,所以的标准方程为:.
故答案为:
11.求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)已知椭圆的一个焦点为,且过点,求椭圆的标准方程;
(2)已知椭圆经过,两点,求椭圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)根据题意可知:椭圆的焦点在轴上,且,,
则,所以椭圆的标准方程为.
(2)设椭圆方程为,
代入点,可得,解得,
所以所求椭圆的标准方程为.
【题型03 椭圆的焦点三角形】
12.已知分别是椭圆的左、右焦点,点在上,且周长为16,则的取值范围为( )
A.(8,12) B.(8,16) C.(4,6) D.(4,8)
【答案】D
【详解】已知的周长为16,而的周长,
其中,因此:
椭圆中满足,将代入可得:
,解得。
因此a的取值范围是(4,8).
故选:D.
13.设点为椭圆的两个焦点,点P在此椭圆上,若,则的面积为( )
A. B.2 C.1 D.
【答案】C
【详解】设该椭圆的长轴长为,焦距长为,由题意可知,
设,则,
因为,所以,
即,
解之得或,即或,
.
故选:C
14.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别为、,为椭圆上不同于左、右顶点的任意一点,则下列说法正确的是( )
A.的周长为16 B.面积的最大值为12
C.存在点P,使得∠ D.的取值范围为
【答案】BCD
【详解】椭圆的长半轴长,短半轴长,半焦距,
对于A:的周长为,A错误;
对于B:设,,则,B正确;
对于C:由,得以原点为圆心,半焦距为半径的圆与椭圆相交,
当P为此交点时,,因此存在点P,使得∠,C正确;
对于D:,,D正确.
故选:BCD
15.已知椭圆的左、右焦点分别是,且是面积为的正三角形.过垂直于的直线交椭圆于两点,则的周长为 .
【答案】16
【详解】如图,设,
因为面积为,且其为正三角形,
又
则,解得,则,
又因为直线过与垂直且为正三角形,则直线为中垂线,
则,,
又,
故的周长
由椭圆的定义知,,,
则.
故答案为:.
16.取两颗小钉子并钉在一张平板上(平板上垫有纸),将一条绳子两端固定在这两只钉子上,且绳长为12,用铅笔尖将绳子拉紧,使笔尖顺势在平板上移动一圈,则笔尖在纸上画出的图形是一个椭圆.在上述实验中,笔尖与两个钉子所围成的三角形的面积的最大值是 .
【答案】18
【详解】设为其焦点,点为椭圆上一点,
则,
,
当时等号成立,此时两个钉子之间的距离为.
故答案为:18.
17.椭圆左、右焦点分别为为椭圆上一点,,则 .
【答案】35
【详解】由题可知,.
所以,
化简得,所以.
故答案为:35.
【题型04 椭圆的几何性质】
18.已知椭圆的焦点在轴上,且其短轴长等于焦距,则( )
A. B. C. D.2
【答案】D
【详解】椭圆的焦点在轴上,
,,,
其短轴长等于焦距,
,解得,故D正确.
故选:D.
19.若椭圆的离心率为,则该椭圆的焦距为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为椭圆的离心率为,
所以,即,
所以该椭圆的焦距为.
故选:C
20.把椭圆的长轴分为2024等份,过每个等分点作x轴的垂线交椭圆的上半部分于2023个点,F是椭圆的一个焦点,则这2023个点到F的距离之和为( )
A.10120 B.10110 C.10115 D.10110
【答案】C
【详解】因为把椭圆的长轴分成2024等份,过每个分点作轴的垂线分别交椭圆的上半部分于点,,…,.
如图,设椭圆的右焦点为,且.
由椭圆的定义及椭圆的对称性得:,,…,.
所以
.
故选:C
21.若椭圆:()仅经过,,中的一个点,则椭圆的短轴长为( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】B
【详解】因为,关于轴对称,椭圆也关于轴对称,
所以,要么都在椭圆上,要么都不在椭圆上,而椭圆仅经过,,中的一个点,
所以椭圆经过,代入得,解得,所以椭圆的短轴长为.
故选:B.
22.曲线与曲线的( )
A.长轴长相等 B.短轴长相等 C.离心率相等 D.焦距相等
【答案】D
【详解】曲线表示焦点为,长轴长为10的椭圆;
曲线表示焦点为,长轴长为的椭圆.
故两椭圆的焦距相等,长轴长、短轴长、离心率不一定相等.
故选:D.
23.已知点是椭圆:上的动点,若,则的最小值为 .
【答案】/
【详解】由题意得,且
所以
当时,取得最小值为,
故答案为:
【题型05 求椭圆的离心率】
24.已知椭圆的左、右焦点分别为、,过且与轴垂直的直线交椭圆于两点,直线与椭圆的另一个交点为,若的面积是的面积的两倍,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,可得,则,
令,则,代入椭圆方程可得,
整理得,又由,
所以,则,或(舍),
故椭圆的离心率为.
故选:A
25.已知椭圆的左、右焦点为,,过点与曲线相交于两点若,以为直径的圆过点,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设,则,,
由为直径的圆经过点,得,在中,由勾股定理得,
,整理得,解得,
所以的离心率.
故选:B
26.已知、分别是椭圆()的左右焦点,A、B是以坐标原点为圆心,以为半径的圆与该椭圆在轴左侧的两个交点,且是等边三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为是等边三角形,且、在圆与椭圆的左半部分交点,可得点坐标为.
如图:
将代入椭圆方程,结合,得
化简为关于离心率的方程为
即,解得.
由于椭圆离心率,故,即.
故选:B
27.设椭圆的左、右焦点分别是、,为椭圆上的一点,且,,则该椭圆的离心率为 .
【答案】/
【详解】
,
因为。所以,
所以,
所以
故答案为:
28.已知椭圆的半焦距为c,原点O到经过两点,的直线的距离为,则椭圆C的离心率为 .
【答案】/
【详解】因为经过两点,的直线的方程为,即.
因为原点到直线的距离为,所以,整理得.
所以,所以.
又,所以.
故答案为:.
29.已知椭圆:,曲线:,曲线与椭圆在第一象限内有两个交点,,若的斜率为,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【详解】设,
则,即,
又,两式相减得,
则,
所以,则,即,
所以椭圆的离心率为.
故答案为:.
30.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】C
【详解】如图:
椭圆的焦点为,,,
根据正弦定理可得,
,.
设,,则,
由余弦定理得, ,
,
,
又,
,即,即
故选:C
【题型06 求椭圆离心率的取值范围】
31.已知椭圆的左、右焦点分别是,其中.椭圆上存在一点,满足,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设点,则,
即,所以点在以为圆心,半径为的圆上,
又因为点在椭圆上,所以圆与椭圆有交点,
根据对称性可知,即,则,则
则,即椭圆离心率,
故选:D.
32.若椭圆上存在一点,使得到其左、右焦点的距离之比为,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设是椭圆的左右焦点,
因为椭圆上存在一点,使得到其左、右焦点的距离之比为,
所以,
又,
所以,
所以,解得,即,
因为椭圆的离心率的范围为,
所以.
故选:C
33.已知为椭圆的两个焦点,是椭圆上的点,若满足的点恰好有4个,则此椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】记短轴的一个端点为,由椭圆性质可知,当点在短轴端点时最大,
所以,要使满足的点恰好有4个,则,
即,所以,
又,所以.
故选:B
34.已知椭圆的两个焦点为、,是椭圆上一点,且满足,则椭圆的离心率的取值范围为 .
【答案】
【详解】由点满足,得,即是直角三角形,原点是斜边的中点,
因此,又点在椭圆上,则,即,整理得,
即,而,因此,
所以椭圆离心率的取值范围为.
故答案为:
35.已知椭圆,点在直线上,直线交椭圆于点,且为线段的中点,则椭圆的离心率的取值范围是 .
【答案】
【详解】设,则,因为为线段的中点,
所以在轴右侧,且,即,
因为,所以,即,所以离心率的取值范围是.
故答案为:
36.已知,分别是椭圆的左、右焦点,若在椭圆上存在点,使得的面积等于,则椭圆的离心率的取值范围为 .
【答案】
【详解】由题可得,,
又,则有,
由椭圆的定义知:,
当且仅当等号成立,
所以,则,
又椭圆的离心率小于1,所以椭圆的离心率的取值范围为,
故答案为:.
【题型07 与椭圆有关的轨迹方程问题】
37.一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】圆,即的圆心,半径为,
圆,即的圆心,半径为,
设动圆圆心为点,半径为,圆与圆外切于点,圆与圆内切于点,如图,
依题意,三点共线,三点共线,,,
因此,
则点的轨迹为以为焦点的椭圆,
长轴长,半焦距,则,
所以点的轨迹方程为.
故选:C
38.已知点,,直线PA和直线PB的斜率的乘积为,则点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设的坐标为,则,
整理得,故点的轨迹方程为.
故选:D.
39.已知点M是圆C:上的动点,,线段的垂直平分线与线段交于点Q,当点M在圆C上运动时,点Q的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】圆的圆心,半径为,
由题意可知,又点是圆上的点,则,
且,则,
由椭圆的定义可知,点的轨迹是以为焦点的椭圆,其中,,,
则点的轨迹方程;
故选:B.
40.已知为坐标原点,长为3的线段,端点,分别在轴、轴上滑动,若动点满足,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设点,由,得,
则,而线段长为3,即,因此,
所以动点的轨迹方程为.
故选:A
41.设是圆上的动点,点在轴上,的横坐标与的横坐标相等,且,则动点的轨迹为( )
A.长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
B.长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
C.长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
D.长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
【答案】C
【详解】设,则,
所以.
因为,所以
代入,得,即,
则动点的轨迹是长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆.
故选:C.
42.已知圆的方程为,,为圆上任意一点,的中垂线与相交于点.求点的轨迹方程.
【答案】
【详解】连接,由对称的性质,连接,则,
圆:的圆心,半径,
,
因此点的轨迹是以为左右焦点,长轴长的椭圆,而焦距,短半轴长,
所以点的轨迹方程为.
【题型08 椭圆的实际问题】
43.“天问一号”是执行中国首次火星探测任务的探测器,该名称源于屈原长诗《天问》,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境.图(1)是“天问一号”探测器环绕火星的椭圆轨道示意图,火星的球心是椭圆的一个焦点.过椭圆上的点向火星被椭圆轨道平面截得的大圆作两条切线,,则就是“天问一号”在点时对火星的观测角.图(2)所示的四个点处,对火星的观测角最小的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设火星半径为,椭圆左焦点为,连接,如图所示:
则,
因为,
所以越大,越小,越小,
所以当点位于点处时,对火星的观测角最小,
故选:C.
44.2024年10月22日,我国在太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭,成功将天平三号、、卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.如图,假设天平三号卫星运动的轨道是以地球的球心为一个焦点的椭圆,已知地球的直径约为1.3万千米,卫星运动至近地点距离地球表面高度约1.35万千米,运动至远地点距离地球表面高度约3.35万千米,则天平三号卫星运行的轨迹方程可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意知,卫星的运动轨迹为椭圆,地球的球心为该椭圆的一个焦点.
设椭圆的长轴长为2a,短轴长为2b,焦距为2c,
由题可知,,即.
因为天平三号卫星运动至近地点距离地球表面高度约1.35万千米,地球半径约为0.65万千米,
所以,可得,
因此,结合选项可知A满足.
故选:A.
45.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
【详解】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.
46.如图所示,用一束与平面成角的平行光线照射球O,在平面上形成的投影为椭圆C及其内部,则椭圆C的离心率为 .
【答案】/0.5
【详解】设球O半径为r,由题意知:,
,椭圆的长半轴长,
椭圆短半轴长为球的半径,即,
所以,
椭圆的离心率为,
故答案为:.
47.如图,某隧道设计为双向四车道,车道总宽20米,要求通行车辆限高5米,隧道全长2500米.隧道的两侧是与地面垂直的墙,高度为3米,隧道上部拱线近似地看成半个椭圆.
(1)若最大拱高为6米,则隧道设计的拱宽是多少?(结果精确到0.1米)
(2)若要使隧道上方半椭圆部分的土方工程量最小,则应如何设计拱高和拱宽?(结果精确到0.1米)
以下结论可以直接使用:①椭圆的面积公式.
②柱体的体积为底面积乘以高,,.
【答案】(1)
(2)拱高、拱宽
【分析】
【详解】(1)如图建立平面直角坐标系,
依题意可得点在椭圆上,
又,将点代入椭圆方程得,解得,
此时,
因此隧道设计的拱宽约为米;
(2)设隧道上方半椭圆部分的面积为,
由椭圆方程且点在椭圆上或椭圆内部,得,
因为,即,当且仅当时取等号,
所以,
由于隧道长度为米,故隧道上方半椭圆部分的土方工程量,
当取得最小值时,有且,得,,
此时,,
即拱高和拱宽,隧道上方半椭圆部分的土方工程量最小.
【题型09 椭圆的弦长问题】
48.已知抛物线与椭圆相交于A,B两点,若,则 .
【答案】/
【详解】由椭圆和抛物线的对称性,知轴,且关于轴对称,
不妨设,则,,
由可知,代入得,即,
再将代入可得,解得.
故答案为:.
49.已知椭圆两顶点,,过焦点的直线l与椭圆交于C,D两点,当时,直线l的方程为 .
【答案】或
【详解】由题意得,.∴.∴椭圆方程为.
当直线l的斜率不存在时,,不符合题意.
当直线l的斜率存在时,设l的方程为,
联立,得,
恒成立.
设,.∴,.
∴,
即,
解得,∴.
∴直线l的方程为或.
故答案为:或.
50.已知椭圆的离心率为,右焦点..
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过且倾斜角为的直线与椭圆相交于,两点,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)由椭圆的离心率为,
可设,,则,
由右焦点,可知,则,,
即椭圆的标准方程为.
(2)如图:
过且倾斜角为45°的直线的方程为,
与椭圆联立可得:
,即,
可得,.
所以,
所以.
所以.
51.已知椭圆的右焦点为,过焦点的直线与椭圆交于两点,且弦长,求直线的斜率.
【答案】
【详解】由椭圆,得椭圆,所以,
解得,所以椭圆的右焦点为,
当直线的斜率不存在时,直线方程为,与椭圆两交点,
所以,故不符合题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
由,消去得,,
整理得,因为直线过椭圆焦点,必有,
设,则由韦达定理得,
所以
又因为,所以,所以,
所以,解得.
所以,直线的斜率.
52.已知椭圆的离心率为,且椭圆经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知,过椭圆的左焦点且倾斜角为的直线交椭圆于两点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)由题意有:,
所以椭圆的方程为:;
(2)由题意有:左焦点,所以过且倾斜角为的直线的方程为:,
所以,
设,
所以,
所以,
又点到直线的距离为:
,
所以.
53.已知点在椭圆上,是坐标原点,是椭圆的右顶点,的面积是.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知斜率为1的直线交椭圆于不同的两点,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)由题意知,的面积是,所以,
点在椭圆上,解得,
故椭圆的方程为.
(2)依题意得,设直线,
联立消去得,
由解得,
设,,则,,
所以,
因为,所以,
所以,即的取值范围是.
【题型10 椭圆的中点弦问题】
54.若椭圆的弦恰好被点平分,则所在的直线方程为 .
【答案】
【详解】由题意,直线的斜率存在,设,则,
因为点在椭圆上,所以,
两式相减得,,即,
整理得,即,
所以直线的斜率为,则直线的方程为,
即.
故答案为:.
55.已知椭圆内一点,直线与椭圆交于两点,且为线段的中点,则 .
【答案】/
【详解】设,
则,两式作差可得:,
因为为线段的中点,所以,
则,
所以直线的方程为,整理得,
联立,得,则,
所以,
故答案为:.
56.已知椭圆:,若直线与椭圆相交于不同的两点,,且线段的中点坐标为,则直线的斜率为 .
【答案】/
【详解】设,,
因为线段的中点坐标为,所以,,
将点,代入椭圆方程可得:,
两式相减得,即,
也即,所以.
设直线的斜率为,则.
故答案为:.
57.斜率为的直线与椭圆相交于两点,的中点为,则 .
【答案】/
【详解】设直线的方程为,代入椭圆方程,
可得,
由韦达定理可得,
则,
则,则,
所以.
故答案为:
58.过点作斜率为的直线l与椭圆相交于A,B两点,则线段AB的中点坐标为 .
【答案】
【详解】直线l的方程为,
由消去y得,显然,
即直线与椭圆相交,设交点,则,
于是线段中点的横坐标为,纵坐标为,
所以线段的中点坐标为.
故答案为:
59.已知,为椭圆上的动点,直线与圆相切,切点恰为线段的中点,则点的横坐标为 .
【答案】1或3
【详解】设,,,
当直线PQ的斜率存在时,设直线:,则,,
则,两式作差得,
所以,
所以,又因为,
所以,
因为点为直线与圆的切点,
所以,所以,
即点的横坐标为,不合题意;
当直线PQ的斜率不存在时,易得点A的横坐标为1或3.
故答案为:1或3.
60.过椭圆:右焦点的直线:交于、两点,为AB的中点,且OP的斜率为,则椭圆的标准方程为 .
【答案】
【详解】在中令得,所以椭圆右焦点为,即,
设,,,
∴,两式相减得,
所以,即,从而,
∴,
又,因此,
∴椭圆标准方程,
故答案为:
【题型11 椭圆的综合问题】
61.(多选)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,若,是上关于原点对称的两点为第一象限内一点),是上异于,的一点,直线与轴交于点,为的离心率,则下列说法正确的是( )
A.若能成立,则的取值范围为
B.若,则的面积为
C.直线与的斜率之积为
D.若,的横坐标是的横坐标的4倍,则
【答案】BCD
【详解】因为,所以四边形为矩形,
设椭圆的上顶点为,若要上存在点,使得,
则需,所以,
即,,A错误;
由对称性可知的面积等于的面积,
由焦点三角形的面积公式可知,的面积为,B正确;
设,,则,且,,
两式相减得,
可知,C正确;
由,得,因为,且,
所以,解得,D正确.
故选:BCD.
62.定义离心率是的椭圆为“黄金椭圆”.若椭圆是“黄金椭圆”,则 ,若“黄金椭圆”两个焦点分别为,为椭圆上的异于顶点的任意一点,点是的内心,连接并延长交于点,则
【答案】 /; .
【详解】由题,,所以.
如图,
连接,设内切圆半径为,
则,即,
,
∴,
∴,
∴,
∴.
故答案为:;.
63.已知椭圆()M,N分别为E的上顶点、右顶点,,坐标原点O到直线MN的距离为
(1)求的方程.
(2)若为上不同的两点,的面积为直线的斜率均存在且分别为.
(i)证明:为定值;
(ii)设P为线段的中点,点,求面积的最大值.
【答案】(1);
(2)(i),证明见解析;(ii).
【分析】
【详解】(1)由题可知,,,
即,解得,
则椭圆.
(2)(i)①若直线的斜率不存在,设点,
则,又因为,可解得,
由对称性,不妨取,即,
此时;若取,同样可求得;
②若直线的斜率存在,可设直线,点,
联立直线与椭圆,整理得,
而,得,
根据韦达定理且直线的斜率均存在,有,则,
得到,
得,
整理得,
则,因,故,
.
综上所述,,得证.
(ii)①若直线的斜率不存在,由(i)可知, ,则,
此时;
②若直线的斜率存在,由题可知,直线,,
,故,
又因为,故,点到直线的距离,
因此,
由对称性,不妨假设,则,因此,
令,则,则,
要使得面积最大,则,,
当且仅当,即时,等号成立,则的最大值为.
综上所述,因为,故面积的最大值为.
64.已知椭圆的离心率,左右焦点分别为,直线过椭圆的右焦点分别交椭圆于两点,周长为
(1)求椭圆的方程.
(2)若弦长为,求直线的方程.
(3)是否存在使为直径的圆过,若存在求出直线方程,若不存在,说明理由.
【答案】(1);
(2)或;
(3)存在,直线方程为或.
【分析】
【详解】(1)由题知椭圆的离心率,周长为,
则,所以,即得
因为,所以,故椭圆的方程为.
(2)椭圆右焦点为,当直线斜率不存在时,直线的方程为,
假设交点位于第一象限,则,此时弦长,
故直线斜率存在,设直线的方程为,,
联立直线和椭圆方程可得,消去得,
由韦达定理可得,
由弦长公式可知,
整理得,解得;
所以直线的方程为或.
(3)由以为直径的圆过,可知,即①,
又由(2)知当直线斜率不存在时,直线的方程为,
假设交点位于第一象限,则,则,故直线的斜率存在,
设直线的方程为,则②,③,
联立①②③可得,
因为,
所以,解得,即,
故直线存在,直线方程为或.
65.已知椭圆()的离心率为,且过点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设椭圆E的右焦点为F,过点作斜率不为0的直线交椭圆E于M,N两点,设直线FM和FN的斜率为,.
①求证:为定值;
②求的面积S的最大值.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②
【分析】
【详解】(1)由题意知:,,,
∴椭圆的方程为,把点代入方程得:,
,,,所以椭圆的方程为.
(2)①由(1)可得右焦点,易知直线的斜率存在,
设的方程为.
代入椭圆方程得.
设,,
则,.
,
为定值.
②.
由判别式,解得.
,,
点到直线:,
即的距离为,
则,
.
令,(),
则,
所以当,即时,有最大值为.
【点睛】
66.在平面直角坐标系 中,已知动点到点的距离和E到直线 的距离之比是常数 .
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点的动直线(斜率存在)与曲线C交于,两点,在x轴上存在点 ,使得,试问 是否为定值,若是,求出的值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是,.
【分析】
【详解】(1)因为动点到点的距离和E到直线的距离之比是常数,
所以,
两边平方得到;
化简得到动点E的轨迹C的方程是.
(2)法一:设过点的直线方程为,
联立方程,整理得到,
设,则;
因为,所以;
又因为,所以;
由角平分线逆定理得到,轴为的角平分线,
所以,即,
化简得到,即;
将代入上式得;
化简得到
即
因为,所以.
即;
整理得到;
即,解得.
因此是定值4.
法二:因为,
所以,即,所以.
显然过点的动直线不与轴重合,故设直线方程为,
设,
联立,可得,
,即时,
由韦达定理得,
因为,所以,
即,
整理得,
所以,
化简得,
即。
67.(多选)已知椭圆的左、右顶点分别为,且的离心率为,点在直线上,点为直线上的动点,直线与的另一个交点为,记线段的中点为,则下列说法正确的是( )
A.
B.当时,的面积为
C.当变化时,直线与直线的斜率之积恒为定值
D.存在,满足
【答案】AC
【详解】对于A,依题意,,则,由离心率为,得,解得,A正确;
对于B,当时,点,线段的中点为椭圆的上顶点,即点,
的面积为,B错误;
对于C,设,则,直线与直线的斜率分别为,
,则,C正确;
对于D,假设存在,使得,由为线段的中点,得与矛盾,
因此假设不成立,即不存在,使得,D错误.
故选:AC
一、单选题
1.椭圆的左焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由椭圆方程可得,,
所以,解得,
又椭圆焦点在轴,
所以该椭圆左焦点坐标为,
故选:D
2.已知方程表示椭圆,则实数m的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】已知方程表示椭圆,
则,则或,
故实数m的范围是.
故选:A
3.已知椭圆:的左、右焦点分别为,M为椭圆C上任意一点,则下列说法错误的是( )
A.的周长为6
B.面积的最大值为
C.的取值范围为
D.的最小值为
【答案】D
【详解】椭圆:的长半轴长,短半轴长,半焦距,
对于A,的周长为,A正确;
对于B,点到直线距离的最大值为,
则面积的最大值为,B正确;
对于C,,解得,C正确;
对于D,由,得,D错误.
故选:D.
4.若椭圆上存在一点,使得到其左、右焦点的距离之比为,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设是椭圆的左右焦点,
又椭圆上存在一点,使得到其左、右焦点的距离之比为,
,又,
,
,解得,即,
又椭圆离心率的取值范围为,.
故选:C.
5.已知椭圆的左,右焦点分别为,,点在上,且的最大值为3,最小值为1,则下列结论错误的是( )
A.椭圆的离心率为 B.的周长为6
C.椭圆上存在点,使得 D.若,则的面积为
【答案】C
【详解】由题意得,的最大值为3,最小值为1,,解得,
椭圆的离心率为,正确.
点在上,根据椭圆的定义有,又两焦点间距离为,故的周长为,正确
设,椭圆的左,右焦点分别为,,,
若,则,即,
点在上,,联立得,即,无实数解,因此椭圆上不存在这样的点,不正确.
设,因为,所以在中,
而,所以, 正确.
故选:C.
6.已知半径为1的动圆圆心在直线上,过椭圆上一点作圆的切线,切线长的最小值为( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】B
【详解】设与直线 平行的直线为 ,
该直线与椭圆相切时,联立方程,
,
化简得: ,即
,
即,解得
已知直线为 ,
两条切线为 和 。
直线 与已知直线的距离:
直线 与已知直线的距离:
所以 ,代入切线长公式 得.
故选:B
二、多选题
7.已知椭圆,则( )
A.M与N的离心率相等
B.M与N的焦距相等
C.M与N的长轴长不相等
D.M的短轴长是N的短轴长的两倍
【答案】BC
【详解】椭圆的长半轴长,短半轴长,半焦距,
椭圆的长半轴长,短半轴长,半焦距,
对于A,椭圆M的离心率,椭圆N的离心率,A错误;
对于B,椭圆M与N的焦距长都为,相等,B正确;
对于C,椭圆M与N的长轴长不相等,C正确;
对于D,椭圆M的短轴长不是N的短轴长的两倍,D错误.
故选:BC.
8.已知,分别是椭圆的左、右焦点,点,是椭圆上两点,交轴于点,线段的中点为,平分,,则( )
A. B.的周长为
C. D.椭圆的离心率为
【答案】ACD
【详解】A选项,因为,所以,
则,由相似可得,故A正确;
B选项,因为直线过点,
则由椭圆的定义可知,的周长为,
又,故B错误;
C选项,因为为线段的中点,平分,所以,
因为,所以可设,,
则由椭圆的定义可知,,
则,得,
故,故C正确;
D选项,由C选项可知,,
在、中利用余弦定理可得,
,
即,得,
故椭圆的离心率为,故D正确.
故选:ACD
三、填空题
9.在直角坐标系中,线段的长为3,其中端点分别位于轴、轴上,点为线段上靠近点的三等分点,则点的轨迹方程为 .
【答案】
【详解】设,,.
由可得,,即.
又点为线段上靠近点的三等分点,所以,
即,所以,.
所以,整理得.
故答案为:.
10.已知是椭圆的左焦点,P为椭圆C上任意一点,点,则的最大值是 .
【答案】/
【详解】设是椭圆的右焦点,则,.
根据椭圆的定义得,所以.
所以.
因为,
所以,所以的最大值为,
故的最大值为.
故答案为:.
11.已知椭圆的上顶点和右焦点分别为,动点P在直线上,外接圆的半径为r,当r取得最小值时,的面积为 .
【答案】2
【详解】由椭圆的方程,得,所以,,
所以,,设,圆心,
则圆的标准方程为,
所以,整理得,
所以,
所以
,所以
由,,
所以当时,最小,此时,所以,
所以.
故答案为:2
四、解答题
12.分别求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)离心率是,长轴长是12;
(2)过点和;
(3)焦点在x轴上,焦距等于6,并且经过点.
【答案】(1)或;
(2);
(3).
【分析】
【详解】(1)由题意可得,又,则,
当焦点在x轴上时,椭圆方程为,
当焦点在y轴上时,椭圆方程为.
(2)设椭圆的标准方程,
由于椭圆过点和,
代入可得,解得,
所以椭圆的方程为:.
(3)设椭圆方程为,
则,,解得,
所以椭圆方程为.
13.如图,已知椭圆,记分别是的左、右焦点,是的上顶点,连接并延长交椭圆于点,过作轴的垂线交椭圆于另一点,连接.
(1)若,求;
(2)若点的坐标为,且,求直线的斜率.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)由条件可知,,,则,
因为,所以,
由对称性可知,;
(2)设,,,
由,可知,
所以,得,
因为点,则,
所以,所以,则,
所以,
所以直线的斜率为;
14.已知椭圆的焦点坐标为,椭圆上的点到左焦点的最大距离为3,
(1)求椭圆的标准方程
(2)求椭圆被直线截得的弦长;
(3)若直线与椭圆交于,两点,当(为坐标原点)时,求的值.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】
【详解】(1)设椭圆的标准方程为,半焦距,
由椭圆上的点到左焦点的最大距离为3,得,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由消去并整理得:,
设弦的两个端点坐标为,则,
所以椭圆被直线截得的弦长.
(3)设,,
由消去并整理得:,
,解得,
,,,
由,得,
则,解得,符合题意,
所以的值为.
15.已知椭圆的长轴长为4,焦距为,过点的直线与交于,两点,过点,作直线的垂线,垂足分别为,(,两点不重合).
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线的倾斜角为45°,求的中点坐标;
(3)记直线,的斜率分别为,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】
【详解】(1)由题得,
所以椭圆的方程为.
(2)设,
因为直线的倾斜角为45°,所以,
联立,所以,
所以,
所以,,
所以的中点坐标为;
(3)设,,
由,化简为,
,则,,
又
,
因为,所以,即,所以.
所以的取值范围为.
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