内容正文:
椭圆
椭圆 1
【知识梳理】 1
【题型演练】 5
【题型一:椭圆定义及概念辨析】 5
【题型二:椭圆的焦点三角形问题】 6
【题型三:椭圆中的最值问题】 8
【题型四:椭圆中的离心率问题】 9
【题型五:椭圆的综合应用】 11
1
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椭圆
【知识梳理】
知识点1: 椭圆的定义:平面内与两个定点的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点之间的距离叫做椭圆的焦距2c。
设M为椭圆上任意一点,则有
1
2
3
知识点2:椭圆的标准方程与性质
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
范围
,
,
对称性
关于轴、原点对称
轴长
长轴长:;短轴长:
长轴长:;短轴长:
顶点
离心率
离心率越接近1,则椭圆越扁;离心率越接近0,则椭圆越圆
通径
通径的定义:过焦点且垂直于焦点轴的椭圆的弦长
通径的大小:
【补充】P()是椭圆(a>b>0)上一点,是椭圆的左右焦点,则有椭圆的焦半径
知识点3:椭圆的参数方程
(1) 中心在原点,焦点在x轴(或y轴)上的椭圆
(2) 中心在点(),焦点在平行于x轴的直线上的椭圆的参数方程
知识点4:平面上任意点P()与椭圆的位置关系
焦点在x轴上
焦点在y轴上
点在椭圆内
点在椭圆上
点在椭圆外
知识点5:椭圆的焦点三角形
椭圆焦点三角形的一些结论:已知是椭圆C:(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆C上一点,把△称为焦点三角形,则
(1)
(2) 若直线交椭圆与另一个点Q,则三角形的周长
(3) 若,则有以下两个结论:
①
②
知识点6:椭圆定义拓展
1.椭圆第一定义:平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)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.
椭圆标准方程推导:由椭圆定义可知:椭圆可以看成点集
,于是,假设焦点,的坐标分别为,点,那么:
①
将①式左端的一个根号移到右端,再两边平方整理可得:
②
对②式继续平方,再整理可得:
③
由定义可知:,令,那么可得椭圆标准方程④.
这样我们将定义代数,坐标化后便推得焦点在轴上椭圆标准方程④.
2.第二定义:平面内一动点到定点与定直线的距离之比等于常数 (0<<1) ,则该动点的轨迹为椭圆,该常数为椭圆离心率,定点为焦点,定直线为该焦点对应的准线。
继续定位到②式,⑥.
⑥式表明椭圆上的点到右焦点的距离与到直线的距离之比是离心率.
3.椭圆第三定义:A,B为关于原点对称的两个定点,一动点到A,B两点的斜率之积为常数,当0<<1时,该动点的轨迹为椭圆。
由④式,⑦,⑦式表明椭圆上的点到左右两顶点的斜率之积为一个定值.
实际上,若我们将上述第三定义的推导过程进一步推广,假设是椭圆上任意两点且关于坐标原点中心对称,那么椭圆上任意点(不与重合)到点的斜率之积为一个定值.
证明:设的坐标分别为,,则由于三点均在椭圆上,故满足:,即.
【题型演练】
【题型一:椭圆定义及概念辨析】
1.若平面内有两个定点,一动点,则“为定值”是“点的轨迹是椭圆”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
2.平面内动点满足方程,则动点P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知圆,圆,动圆M与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
4.
已知圆内切于圆,圆内切于圆,则动圆的圆心的轨迹方程为______.
5.
若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围为______.
6.如果方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C.或 D.且
7.已知方程表示椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.若椭圆上一点到C的两个焦点的距离之和为,则( )
A.1 B.3 C.6 D.1或3
9.椭圆的焦距为4,则的值为( )
A.或 B.或 C. D.
10.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
11.
椭圆的左焦点为,M为椭圆上的一点,N是的中点,O为原点,若,则______.
12.已知圆的圆心为,点是圆上的动点,点,线段的垂直平分线交于点,则点的轨迹的方程为______.
【题型二:椭圆的焦点三角形问题】
13.已知是椭圆的两个焦点,点在上,则的最大值为( )
A.28 B.16 C.12 D.9
14.(多选)已知椭圆,,分别为它的左右焦点,点是椭圆上的一个动点,下列结论中错误的有( )
A.点到右焦点的距离的最大值为 B.焦距为
C.若,则的面积为 D.的周长为
15.(多选)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,点P为椭圆C上一动点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆C的离心率为 B.的最大值为6
C.的周长为10 D.存在点P,使得为等边三角形
16.(多选)已知点是椭圆上一点,椭圆的左、右焦点分别为、,且,则下列说法正确的有( ).
A.的周长为 B.的面积为
C.点到轴的距离为 D.
17.(多选)已知椭圆的左右焦点分别是,上顶点为.过的直线与交于两点,与轴交于点(其中位于轴上方),则( )
A.的最大值为
B.当位于第一象限且时,面积为
C.当位于第二象限且时,
D.当时,的周长为8
【题型三:椭圆中的最值问题】
18.椭圆上任一点P到点的距离的最小值为( )
A. B. C.2 D.
19.
已知点在椭圆:上运动,,动点满足,则的最大值为______.
20.
设是椭圆上一点,分别是两圆和上的点,则的最小值和最大值分别为
A.4,8 B.2,6 C.6,8 D.8,12
21.
已知点分别是椭圆和圆上的两个动点,且点,则的最大值为__________.
22.
设、是椭圆的左右焦点,过的直线交椭圆于、两点,则的最大值为______.
23.
(多选)若曲线由半圆和半椭圆组成,若直线与交于两点(在的左侧),,则( )
A.
B.的最大值为
C.存在,使得四边形是平行四边形
D.面积的最大值为
【题型四:椭圆中的离心率问题】
24. 若椭圆的短轴长为6,焦点到长轴的一个端点的最近距离是1,则椭圆的离心率为________.
25.
已知椭圆()的离心率为,则______.
26.
已知椭圆:的右顶点和上顶点分别为A,B,原点O到直线的距离是C的焦距的,则C的离心率为_____.
27.已知椭圆的两个焦点为,,过作直线交椭圆于,,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
28.已知椭圆:的左、右焦点分别为、,为椭圆在第一象限上的点,的延长线交椭圆于另一个点,满足,且,则椭圆的离心率______.
29.已知直线与椭圆交于A,B两点,椭圆E右焦点为F,直线AF与E的另外一个交点为C,若,若,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
30.已知椭圆的左、右焦点分别为,A是椭圆C的上顶点,直线与椭圆相交于另一点B,若,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
31.已知点、是椭圆的左、右焦点,点M为椭圆B上一点,点关于的角平分线的对称点N也在椭圆B上,若,则椭圆B的离心率为( )
A. B. C. D.
【题型五:椭圆的综合应用】
32.(多选)已知椭圆的两个焦点为为上不与共线的点,则下列说法正确的有( )
A.实数的取值范围是
B.若椭圆的焦点在轴上,则
C.若,则周长为
D.若,则椭圆的离心率为
33.(多选)已知椭圆上有不同两点,,,则( )
A.若过原点,则
B.,的最小值为
C.若,则的最大值为9
D.,,异于点,若线段的垂直平分线与轴相交于点,则直线的斜率为
34.(多选)2022年4月16日9时56分,神舟十三号返回舱成功着陆,返回舱是宇航员返回地球的座舱,返回舱的轴截面可近似看作是由半圆和半椭圆组成的“曲圆”.如图,在平面直角坐标系中半圆的圆心在坐标原点,半圆所在的圆过椭圆的焦点,椭圆的短轴与半圆的直径重合,下半圆与轴交于点.若过原点的直线与上半椭圆交于点,与下半圆交于点,则下列说法正确的有( )
A.椭圆的长轴长为
B.线段长度的取值范围是
C.面积的最小值是4
D.的周长为
35.(多选)如图所示,用一个与圆柱底面成θ()角的平面截圆柱,截面是一个椭圆.若圆柱的底面圆半径为2,,则( )
A.椭圆的长轴长等于4
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小值为
$
椭圆
椭圆 1
【知识梳理】 1
【题型演练】 5
【题型一:椭圆定义及概念辨析】 5
【题型二:椭圆的焦点三角形问题】 10
【题型三:椭圆中的最值问题】 15
【题型四:椭圆中的离心率问题】 19
【题型五:椭圆的综合应用】 25
1
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椭圆
【知识梳理】
知识点1: 椭圆的定义:平面内与两个定点的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点之间的距离叫做椭圆的焦距2c。
设M为椭圆上任意一点,则有
1
2
3
知识点2:椭圆的标准方程与性质
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
范围
,
,
对称性
关于轴、原点对称
轴长
长轴长:;短轴长:
长轴长:;短轴长:
顶点
离心率
离心率越接近1,则椭圆越扁;离心率越接近0,则椭圆越圆
通径
通径的定义:过焦点且垂直于焦点轴的椭圆的弦长
通径的大小:
【补充】P()是椭圆(a>b>0)上一点,是椭圆的左右焦点,则有椭圆的焦半径
知识点3:椭圆的参数方程
(1) 中心在原点,焦点在x轴(或y轴)上的椭圆
(2) 中心在点(),焦点在平行于x轴的直线上的椭圆的参数方程
知识点4:平面上任意点P()与椭圆的位置关系
焦点在x轴上
焦点在y轴上
点在椭圆内
点在椭圆上
点在椭圆外
知识点5:椭圆的焦点三角形
椭圆焦点三角形的一些结论:已知是椭圆C:(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆C上一点,把△称为焦点三角形,则
(1)
(2) 若直线交椭圆与另一个点Q,则三角形的周长
(3) 若,则有以下两个结论:
①
②
知识点6:椭圆定义拓展
1.椭圆第一定义:平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)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.
椭圆标准方程推导:由椭圆定义可知:椭圆可以看成点集
,于是,假设焦点,的坐标分别为,点,那么:
①
将①式左端的一个根号移到右端,再两边平方整理可得:
②
对②式继续平方,再整理可得:
③
由定义可知:,令,那么可得椭圆标准方程④.
这样我们将定义代数,坐标化后便推得焦点在轴上椭圆标准方程④.
2.第二定义:平面内一动点到定点与定直线的距离之比等于常数 (0<<1) ,则该动点的轨迹为椭圆,该常数为椭圆离心率,定点为焦点,定直线为该焦点对应的准线。
继续定位到②式,⑥.
⑥式表明椭圆上的点到右焦点的距离与到直线的距离之比是离心率.
3.椭圆第三定义:A,B为关于原点对称的两个定点,一动点到A,B两点的斜率之积为常数,当0<<1时,该动点的轨迹为椭圆。
由④式,⑦,⑦式表明椭圆上的点到左右两顶点的斜率之积为一个定值.
实际上,若我们将上述第三定义的推导过程进一步推广,假设是椭圆上任意两点且关于坐标原点中心对称,那么椭圆上任意点(不与重合)到点的斜率之积为一个定值.
证明:设的坐标分别为,,则由于三点均在椭圆上,故满足:,即.
【题型演练】
【题型一:椭圆定义及概念辨析】
1.若平面内有两个定点,一动点,则“为定值”是“点的轨迹是椭圆”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
【知识点】椭圆定义及辨析、判断命题的必要不充分条件
【详解】根据椭圆的定义可知,只有为定值,且时,
点的轨迹才是椭圆,
因此,“为定值”是“点的轨迹是椭圆”的必要不充分条件.
2.平面内动点满足方程,则动点P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】利用椭圆定义求方程
【分析】利用椭圆的定义求解即可.
【详解】由题意,点到两个定点,的距离之和等于常数,
根据椭圆的定义可知,点的轨迹为以,为焦点的椭圆,且,,
所以,故所求的轨迹方程为.
故选:D
3.已知圆,圆,动圆M与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】求平面轨迹方程、根据a、b、c求椭圆标准方程、利用椭圆定义求方程
【分析】画图,分析出,确定圆心M的轨迹为椭圆,求出,得到轨迹方程.
【详解】如图,由题意得:,,其中,
所以,
由椭圆定义可知:动圆圆心M的轨迹为以为焦点的椭圆,设,
则,解得:,
故动圆圆心M的轨迹方程为.
故选:D
4.已知圆内切于圆,圆内切于圆,则动圆的圆心的轨迹方程为______.
【答案】
【知识点】椭圆定义及辨析、轨迹问题——椭圆、利用椭圆定义求方程
【分析】根据圆的性质和椭圆定义得到,再利用关系即可.
【详解】设圆的半径为,则,则,
所以点的轨迹为以A,B为焦点,长轴长为6的椭圆.
则,所以,
所以动圆的圆心的轨迹方程为.
故答案为:.
5.若方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围为______.
【答案】
【知识点】椭圆的方程与椭圆(焦点)位置的特征、根据方程表示椭圆求参数的范围
【分析】根据椭圆的标准方程列不等式求解范围.
【详解】因为椭圆的焦点在x轴上可得
,
所以.
故答案为:.
6.如果方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C.或 D.且
【答案】D
【知识点】根据方程表示椭圆求参数的范围
【分析】根据给定条件,由椭圆焦点位置列出不等式求解即得.
【详解】由方程表示焦点在轴上的椭圆,得,解得且,
所以实数的取值范围是且.
故选:D
7.已知方程表示椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据方程表示椭圆求参数的范围
【分析】分焦点在轴上与轴上讨论,求的取值范围.
【详解】当时,方程表示焦点在轴上的椭圆;
当时,方程表示焦点在轴上的椭圆.
综上,实数的取值范围.
故选:D
8.若椭圆上一点到C的两个焦点的距离之和为,则( )
A.1 B.3 C.6 D.1或3
【答案】B
【知识点】根据方程表示椭圆求参数的范围、利用椭圆定义求方程
【分析】讨论焦点的位置利用椭圆定义可得答案.
【详解】若,则由得(舍去);
若,则由得.
故选:B.
9.椭圆的焦距为4,则的值为( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】D
【知识点】判断方程是否表示椭圆、根据方程表示椭圆求参数的范围
【分析】先把椭圆化为标准形式,分焦点在,轴上两种情况进行分类讨论,能求出的值.
【详解】由椭圆化为标准形式得:
,
且椭圆的焦距,
当椭圆焦点在轴上时,,,
则由,所以,
此时方程为:不是椭圆,所以不满足题意,
当椭圆焦点在轴上时,,,
,解得,
此时方程为:,满足题意
综上所述,的值为.
故选:D.
10.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
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、求椭圆的焦点、焦距、求椭圆的长轴、短轴、根据椭圆方程求a、b、c
【分析】根据椭圆的性质求出两个椭圆的即可判断.
【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.
11.椭圆的左焦点为,M为椭圆上的一点,N是的中点,O为原点,若,则______.
【答案】4
【知识点】椭圆上点到焦点的距离及最值
【分析】根据三角形的中位线定理,结合椭圆的定义即可求得答案.
【详解】椭圆的左焦点为,如图,设右焦点为 ,则 ,
由N是的中点,O为得中点,,
故 ,
又 ,
所以,
故答案为:4
12.已知圆的圆心为,点是圆上的动点,点,线段的垂直平分线交于点,则点的轨迹的方程为______.
【答案】
【知识点】利用椭圆定义求方程
【分析】由垂直平分线的性质,结合椭圆的定义得出点的轨迹方程.
【详解】依题意,点,半径,线段的垂直平分线交于点,则,
于是,
因此点的轨迹是以,为焦点,长轴长为的椭圆,
由,,得,
所以点的轨迹的方程为:.
故答案为:.
【题型二:椭圆的焦点三角形问题】
13.已知是椭圆的两个焦点,点在上,则的最大值为( )
A.28 B.16 C.12 D.9
【答案】B
【知识点】基本不等式求积的最大值、椭圆上点到焦点的距离及最值
【分析】根据椭圆方程求得,再由椭圆的定义可得,利用基本不等式即可求解.
【详解】由椭圆可得,所以,
因为点在上,所以,
所以,
当且仅当时等号成立,最大值为,
故选:B.
14.已知椭圆,,分别为它的左右焦点,点是椭圆上的一个动点,下列结论中错误的有( )
A.点到右焦点的距离的最大值为 B.焦距为
C.若,则的面积为 D.的周长为
【答案】BD
【知识点】椭圆定义及辨析、求椭圆的焦点、焦距、椭圆中焦点三角形的周长问题、椭圆中焦点三角形的面积问题
【分析】利用椭圆焦半径公式可得点到右焦点的距离的最大值为,可知A正确;易知焦距为,可知B错误,利用椭圆定义即勾股定理可知的面积为,即C正确;的周长为,D错误.
【详解】根据椭圆方程可知,,则;
点到右焦点的距离的最大值为,可知A正确;
焦距为,即B错误;
由椭圆定义可知,
若,则,
所以,可得,
可得的面积为,即C正确;
易知的周长为,即D错误;
故选:BD
15.已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,点P为椭圆C上一动点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆C的离心率为 B.的最大值为6
C.的周长为10 D.存在点P,使得为等边三角形
【答案】ABD
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆中焦点三角形的周长问题、椭圆上点到焦点的距离及最值、根据椭圆方程求a、b、c
【分析】根据椭圆的方程确定a、b、c,即可判断选项A、B、C;当点P在短轴端点时有,判断与是否相等,即可判断选项D.
【详解】由椭圆C:,可得,,则,
对于选项A,椭圆C的离心率,故A正确;
对于选项B,当点P为椭圆C的右顶点时,可得,故B正确;
对于选项C,的周长为,故C错误;
对于选项D,当点P为椭圆C的短轴的端点时,可得,,此时为等边三角形,故D正确.
故选:ABD
16.已知点是椭圆上一点,椭圆的左、右焦点分别为、,且,则下列说法正确的有( ).
A.的周长为 B.的面积为
C.点到轴的距离为 D.
【答案】ABD
【知识点】椭圆定义及辨析、用定义求向量的数量积、椭圆中焦点三角形的周长问题、椭圆中三角形(四边形)的面积
【分析】根据椭圆定义分析的周长可判断A;根据椭圆定义以及已知条件先求解出的值,结合三角形的面积公式求解出可判断B;根据三角形等面积法求解出点到轴的距离可判断C;根据向量数量积运算以及的值求解出结果可判断D.
【详解】因为,,
所以的周长为,故A正确;
由余弦定理可得,
变形为,
代入相关数据可得,所以,
所以,故B正确;
设点到轴的距离为,则,所以,故C错误;
,故D正确.
故选:ABD
17.已知椭圆的左右焦点分别是,上顶点为.过的直线与交于两点,与轴交于点(其中位于轴上方),则( )
A.的最大值为
B.当位于第一象限且时,面积为
C.当位于第二象限且时,
D.当时,的周长为8
【答案】ABD
【知识点】椭圆中焦点三角形的周长问题、求椭圆中的最值问题、椭圆中焦点三角形的面积问题
【分析】A选项当点与点重合时,此时最大,计算此时的值即可;对于B选项,根据题目信息,得到,求出点的纵坐标,代入面积公式即可求出答案;对于C选项,将进行转化,利用椭圆的定义即可得到答案;对于D选项,根据题意得到直线是线段的中垂线,将的周长转化为,即可求出答案.
【详解】对于A,由椭圆的几何图象可得,当点与点重合时,此时最大,,所以,此时,故A正确;
对于B,当时,又,所以,所以点的横坐标为,代入椭圆方程得到点的纵坐标,所以,故B正确;
对于C,当,,故C错误;
对于D,由A选项知,,,又,所以直线是线段的中垂线,所以,,所以的周长为,故D正确.
故选:ABD.
【题型三:椭圆中的最值问题】
18.椭圆上任一点P到点的距离的最小值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【知识点】求平面两点间的距离、椭圆上的点到坐标轴上的点的距离及最值
【分析】设,结合点在椭圆上利用两点距离公式得,根据二次函数性质求解最值即可.
【详解】设点P的坐标为,其中,由,可得,
又由,
当时,取得最小值,最小值为.
故选:B
19.已知点在椭圆:上运动,,动点满足,则的最大值为______.
【答案】
【知识点】轨迹问题——圆、椭圆上的点到坐标轴上的点的距离及最值
【分析】设,先根据两点距离公式结合二次函数求解,然后利用圆的性质求得最值.
【详解】依题设,则,,
因为,
所以,当且仅当取等号,即,
由,可得点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
故.
故答案为:
20.设是椭圆上一点,分别是两圆和上的点,则的最小值和最大值分别为
A.4,8 B.2,6 C.6,8 D.8,12
【答案】A
【知识点】椭圆上点到焦点的距离及最值
【分析】在两个三角形中,由三角形知识列不等式,,两不等式组同向相加,再利用椭圆定义即可得解.
【详解】根据题意作出如下图像,其中是椭圆的左,右焦点,
在中可得:…①, 当且仅当三点共线时,等号成立,
在中可得:…②,当且仅当三点共线时,等号成立,
由①+②得:,
由椭圆方程可得:,即
由椭圆定义可得:,
所以可化为:.
故选A.
【点睛】本题主要考查了椭圆的定义及椭圆方程,还考查了三角形中两边之和大于第三边,两边之差小于第三边结论,考查了转化能力,属于中档题.
21.已知点分别是椭圆和圆上的两个动点,且点,则的最大值为__________.
【答案】/
【知识点】定点到圆上点的最值(范围)、求椭圆中的最值问题、椭圆上点到焦点和定点距离的和、差最值
【分析】根据给定条件,利用椭圆的定义将所求最大值转化为求值的最大值,再结合圆的性质求解.
【详解】因为为椭圆的右焦点,设其左焦点为,
圆的圆心,半径,由椭圆的定义得,
则,
而,当且仅当点在直线上时取等号,
所以当是线段延长线与椭圆的交点、是线段延长线与圆的交点时,取得最大值.
22.设、是椭圆的左右焦点,过的直线交椭圆于、两点,则的最大值为______.
【答案】
【知识点】椭圆中焦点三角形的周长问题、椭圆上点到焦点的距离及最值
【分析】根据椭圆的定义,化简得,进而得到,结合椭圆的焦点弦的性质,即可求解.
【详解】由题意,椭圆,可得,即,
根据椭圆的定义,可得,
则,
所以,
当垂直于轴时,取得最小值,此时取得最大值,
此时,所以的最大值为.
故答案为:.
23.若曲线由半圆和半椭圆组成,若直线与交于两点(在的左侧),,则( )
A.
B.的最大值为
C.存在,使得四边形是平行四边形
D.面积的最大值为
【答案】ACD
【知识点】基本不等式求和的最小值、椭圆上点到焦点和定点距离的和、差最值、椭圆中三角形(四边形)的面积、椭圆上的点到坐标轴上的点的距离及最值
【分析】利用椭圆和圆的对称性,结合椭圆的定义、圆的性质、基本不等式、三角形面积公式逐一判断即可.
【详解】因为曲线由半圆和半椭圆组成,
所以曲线关于横轴对称,不妨研究当时的情况.
A:由椭圆的标准方程可知,
所以是椭圆的焦点,
于是有,所以本选项结论正确;
B:显然,所以是直角三角形,且,
所以,当且仅当时,取等号,即,此时,显然重合,不符合题意,
即,所以本选项说法不正确;
C:当时,
由.
当时,
由.
假设四边形是平行四边形,因为,
所以,
即,舍去,所以存在,使得四边形是平行四边形,所以本选项说法正确;
D:的面积为,当且仅当时取等号,即,
所以当时,面积的最大值为,所以本选项说法正确.
【题型四:椭圆中的离心率问题】
24.若椭圆的短轴长为6,焦点到长轴的一个端点的最近距离是1,则椭圆的离心率为________.
【答案】
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆上点到焦点的距离及最值
【分析】利用条件及椭圆的几何性质易求.
【详解】依题意,得b=3,a-c=1.
又a2=b2+c2,解得a=5,c=4,
∴椭圆的离心率为.
故答案为:.
25.已知椭圆()的离心率为,则______.
【答案】4
【知识点】由椭圆的离心率求参数的取值范围
【详解】显然,故,解得.
26.已知椭圆:的右顶点和上顶点分别为A,B,原点O到直线的距离是C的焦距的,则C的离心率为_____.
【答案】
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、求点到直线的距离
【分析】易得直线AB的方程为,再由原点到直线AB的距离为求解.
【详解】由题意知:,则直线AB的方程为,
所以原点到直线AB的距离为,
又,则,即,
解得,则,
所以.
27.已知椭圆的两个焦点为,,过作直线交椭圆于,,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据题意在中,,在中,,再结合离心率求解即可.
【详解】连接,设,,则,
因为,所以,
在中,,所以,
化简得,则,,
在中,,
所以,即,所以离心率.
故选:D
28.已知椭圆:的左、右焦点分别为、,为椭圆在第一象限上的点,的延长线交椭圆于另一个点,满足,且,则椭圆的离心率______.
【答案】
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据给定条件,求出点的坐标,进而求出点的坐标,并代入椭圆方程求得离心率.
【详解】设椭圆:的半焦距为c,由为椭圆在第一象限上的点,且,
则由得,又,则,
点在椭圆:上,因此,整理得,
所以椭圆的离心率.
故答案为:
29.已知直线与椭圆交于A,B两点,椭圆E右焦点为F,直线AF与E的另外一个交点为C,若,若,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】椭圆定义及辨析、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆的对称性
【分析】如图,设,根据椭圆的对称性和定义可得,,在直角与中,分别利用勾股定理建立方程,解之即可求解.
【详解】设椭圆的左焦点为,连接,
设,由对称性可知,
由定义得,则,
又,,所以,
在直角中,由,
即,解得.
在直角中,,即,
把代入整理得,由解得.
故选:C
30.已知椭圆的左、右焦点分别为,A是椭圆C的上顶点,直线与椭圆相交于另一点B,若,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】余弦定理解三角形、求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】借助椭圆的定义与余弦定理可得与、有关齐次式,再利用离心率定义计算即可得.
【详解】,,设,则,
又由,则,可得,则,
又由,在中,由余弦定理,
有,则,故.
31.已知点、是椭圆的左、右焦点,点M为椭圆B上一点,点关于的角平分线的对称点N也在椭圆B上,若,则椭圆B的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆中焦点三角形的其他问题
【分析】根据角平分线的对称性质和椭圆的性质得,再结合题设得,进而求出,再结合椭圆的定义以及余弦定理即可求解.
【详解】由题意可知,,
且,,
所以,
因为,所以,
所以即,
又,所以,
所以由余弦定理得,
整理得,所以即.
故选:B.
【点睛】关键点睛:解决本题的关键1是抓住角平分线的对称性之和椭圆的几何性质求出,关键2是利用和的关系求出,再在中结合余弦定理即可求解.
【题型五:椭圆的综合应用】
32.已知椭圆的两个焦点为为上不与共线的点,则下列说法正确的有( )
A.实数的取值范围是
B.若椭圆的焦点在轴上,则
C.若,则周长为
D.若,则椭圆的离心率为
【答案】BCD
【知识点】椭圆定义及辨析、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆中焦点三角形的周长问题、根据椭圆方程求a、b、c
【分析】由椭圆方程可得A;由椭圆定义可得B、C;由离心率定义计算可得D.
【详解】对A:由题意可得且,故A错误;
对B:若椭圆的焦点在轴上,则,故B正确;
对C:若,则,
则周长为,故C正确;
对D:若,则椭圆的离心率,故D正确.
故选:BCD.
33.已知椭圆上有不同两点,,,则( )
A.若过原点,则
B.,的最小值为
C.若,则的最大值为9
D.,,异于点,若线段的垂直平分线与轴相交于点,则直线的斜率为
【答案】ABD
【知识点】用定义求向量的数量积、椭圆上点到焦点的距离及最值、椭圆上点到焦点和定点距离的和、差最值、椭圆中的定值问题
【分析】利用椭圆的对称性判断A,利用椭圆的定义判断B,利用特殊位置法排除C,利用点在椭圆上与两点距离公式推得,再利用点差法求得的垂直平分线方程,进而求得点与直线的斜率,从而判断D.
【详解】因为椭圆,所以,则是其右焦点,
对于A,设椭圆的左焦点为,
因为过原点,所以由椭圆的对称性易知四边形是平行四边形,
则,故A正确;
对于B,因为,则,
又,
所以,
当在线段与椭圆的交点位置时,等号成立,故B正确;
对于C,当轴,点为椭圆的右顶点时,满足,此时,
但,故C错误;
对于D,因为在椭圆上,所以,,
所以,
同理:,而由,可知,
所以由,得,则,
故可设的中点坐标为,
又在椭圆上,所以,,
两式相减,得,
所以.
所以直线的斜率为,则直线的方程为,
令,得,即,
所以直线的斜率,故D正确.
故选:ABD.
【点睛】关键点睛:本题选项D解决的关键是求得,进而得到,再利用点差法得到的垂直平分线方程,从而得解.
34.2022年4月16日9时56分,神舟十三号返回舱成功着陆,返回舱是宇航员返回地球的座舱,返回舱的轴截面可近似看作是由半圆和半椭圆组成的“曲圆”.如图,在平面直角坐标系中半圆的圆心在坐标原点,半圆所在的圆过椭圆的焦点,椭圆的短轴与半圆的直径重合,下半圆与轴交于点.若过原点的直线与上半椭圆交于点,与下半圆交于点,则下列说法正确的有( )
A.椭圆的长轴长为
B.线段长度的取值范围是
C.面积的最小值是4
D.的周长为
【答案】ABD
【知识点】求椭圆中的最值问题、求椭圆的长轴、短轴、椭圆中三角形(四边形)的面积
【分析】结合圆的半径长可求得,结合椭圆焦点坐标可求得,由此可判断A;根据,结合的范围可判断B;设,利用结合面积公式可求得,取可判断C;结合椭圆定义可判断D.
【详解】对于A,∵半圆所在圆过点,∴半圆的半径,
又椭圆短轴为半圆的直径,∴,即,
又,∴,即,
∴椭圆长轴长为,故A正确;
对于B,∵,,
∴,故B正确;
对于C,设,则,
当时,,故C错误;
对于D,由题意知:,则为椭圆的下焦点,
由椭圆定义知:,
又,∴的周长为,故D正确.
故选:ABD.
35.如图所示,用一个与圆柱底面成θ()角的平面截圆柱,截面是一个椭圆.若圆柱的底面圆半径为2,,则( )
A.椭圆的长轴长等于4
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小值为
【答案】BCD
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、根据a、b、c求椭圆标准方程、椭圆上点到焦点的距离及最值、求椭圆的长轴、短轴
【分析】根据给定图形,求出椭圆长短半轴长a,b,再逐项计算、判断作答.
【详解】设椭圆的长半轴长为a,短半轴长为b,半焦距为c,椭圆长轴在圆柱底面上的投影为圆柱底面圆直径,
则由截面与圆柱底面成锐二面角,得,解得,A错误;
显然,则,离心率,B正确;
当以椭圆长轴所在直线为x轴,短轴所在直线为y轴建立平面直角坐标系时,椭圆的标准方程,C正确;
椭圆上的点到焦点的距离的最小值为,D正确.
故选:BCD
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