内容正文:
第3章 圆锥曲线与方程
3.1 椭圆
3.1.1 椭圆的标准方程
1.已知椭圆C上任意一点P(x,y)都满足关系式+=4,则椭圆C的标准方程为 ( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+y2=1
2.若椭圆+=1上一点P到左焦点的距离为6,则P到右焦点的距离为 ( )
A.5 B.6 C.4 D.12
3.已知椭圆+=1,直线l:x+my-m=0(m∈R),则直线l与椭圆的位置关系是 ( )
A.相离 B.相切
C.相交 D.不确定
4.[2025·江苏新海中学高二质检] “1<k<5”是“方程+=1表示椭圆”的 ( )
A.充分且不必要条件
B.必要且不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
5.过点(3,-2)且与椭圆+=1有相同焦点的椭圆的方程为 ( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
6.(多选题)[2025·山东济宁一中高二质检] 已知曲线C:mx2+ny2=1,则下列说法正确的是( )
A.若m>n>0,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B.若m>n>0,则C是椭圆,其焦点在x轴上
C.若m=n>0,则C是圆,其半径为
D.若m=0,n>0,则C是两条直线
7.[2025·江苏泰州中学高二月考] 已知焦点在y轴上的椭圆+=1(m>0)的焦距为2,则实数m的值为 .
8.若直线mx+y=0(m∈R)与椭圆+=1交于A,B两点,则A,B与椭圆的两个焦点构成的四边形的周长为 .
9.(13分)根据下列条件分别求椭圆的标准方程:
(1)焦点在x轴上,焦距为4,且椭圆过点(0,2);
(2)焦点在坐标轴上,且椭圆过点M和N(,1).
10.(15分)若椭圆+=1上一点M到焦点F1的距离为2,N是线段MF1的中点,O为坐标原点,则ON等于 ( )
A.2 B.4 C.8 D.
11.[2025·江苏海门中学高二质检] 已知点P为椭圆C:+=1上的动点,F1,F2分别是椭圆C的左、右焦点,则PF1·PF2的最大值为( )
A.2 B.3 C.2 D.4
12.[2025·江苏徐州一中高二期中] 我们把由半椭圆+=1(x≥0)与半椭圆+=1(x<0)合成的曲线称作“果圆”(其中a2=b2+c2,a>b>c>0),如图所示,其中点F0,F1,F2是相应椭圆的焦点,O是坐标原点.若△F0F1F2是边长为1的等边三角形,则a,b的值分别为 ( )
A.,1 B. ,1
C. 5,3 D. 5,4
13.已知椭圆C:+y2=1的左焦点为F,点M在椭圆C上,点N在圆E:x2+y2-4y+7=0上,则MN+MF的最小值为 .
14.(15分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-,0),F2(,0),且经过点B(0,1).
(1)求椭圆C的方程;
(2)若椭圆C上的点P满足PF1⊥PF2,求点P的坐标.
15.已知点P在椭圆+=1(a>b>0)上,F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,若·=-2,且△PF1F2的面积为1,则a2的最小值为 .
16.(15分)已知点P是椭圆+=1上的一点,点F1,F2分别是椭圆的上、下焦点,△F1PF2有一个内角为,求△F1PF2的面积.
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第3章 圆锥曲线与方程
3.1 椭圆
3.1.1 椭圆的标准方程
1.B [解析] +=4的几何意义为点P到点(1,0),(-1,0)的距离之和为4,故易知椭圆C的焦点在x轴上,其焦点坐标为(1,0),(-1,0),且2a=4,故a=2,c=1,所以b2=3,所以椭圆C的标准方程为+=1.故选B.
2.C [解析] 由a2=25,得a=5,所以2a=10,根据椭圆的定义知,点P到右焦点的距离为10-6=4.故选C.
3.C [解析] 由题意知,直线l:x+my-m=0(m∈R)恒过点(0,1),因为+<1,所以点(0,1)在椭圆内部,所以直线l与椭圆相交.故选C.
4.B [解析] 若方程表示椭圆,则解得1<k<5且k≠3,故“1<k<5”是“方程+=1表示椭圆”的必要且不充分条件.故选B.
5.A [解析] 由+=1知,椭圆的焦点为(,0),(-,0),即c=.设所求椭圆的方程为+=1(a>b>0),则+=1,a2-b2=5,解得b2=10,a2=15,故所求椭圆方程为+=1.故选A.
6.AD [解析] 对于A,B,mx2+ny2=1可化为+=1,因为m>n>0,所以0<<,则曲线C为焦点在y轴上的椭圆,故A正确,B错误;对于C,若m=n>0,则mx2+ny2=1可化为x2+y2=,此时曲线C为圆心在原点,半径为的圆,故C不正确;对于D,若m=0,n>0,则mx2+ny2=1可化为y2=,即y=±,此时曲线C为平行于x轴的两条直线,故D正确.故选AD.
7. [解析] 因为椭圆的焦点在y轴上,所以m2<4,根据题意可得4-m2=1且m>0,可得m=.
8.20 [解析] 设椭圆的两个焦点为F1,F2,由题可得a=5,则A,B与椭圆的两个焦点构成的四边形的周长为AF1+F1B+BF2+F2A=4a=20.
9.解:(1)由题意知2c=4,∴c=2,又椭圆的焦点在x轴上,
∴可设该椭圆的方程为+=1(a>b>0).
∵椭圆过点(0,2),∴b=2,
∵c2=a2-b2,∴a2=8,∴椭圆的标准方程为+=1.
(2)设椭圆的方程为mx2+ny2=1,m>0,n>0,
则解得
所以椭圆的标准方程为+=1.
10.B [解析] 设椭圆的另一个焦点为F2,连接MF2,∵MF1=2,且MF1+MF2=10,∴MF2=10-MF1=8,又O为F1F2的中点,∴ON=MF2=4.故选B.
11.D [解析] 由椭圆C:+=1,可得a2=4,所以a=2,由椭圆的定义可得PF1+PF2=2a=4,所以PF1·PF2≤==4,当且仅当PF1=PF2=2时,等号成立,即PF1·PF2的最大值为4.故选D.
12.A [解析] ∵OF2==,OF0=c=,∴b=1, ∴a2=b2+c2=1+=,则a=, 故选A.
13.3 [解析] 由x2+y2-4y+7=0,得x2+(y-2)2=1,则圆E的圆心为E(0,2),半径r=1.因为椭圆C:+y2=1,所以a=3,b=1,c=2,可得F(-2,0),则FE==4,可得MF+MN≥EF-r=4-1=3,当且仅当E,N,M,F四点共线,且M,N在E,F之间时取等号,所以MF+MN的最小值为3.
14.解:(1)∵椭圆C的左、右焦点分别为F1(-,0),F2(,0),∴c=.
又∵椭圆C经过点B(0,1),
∴b=1,则a2=b2+c2=4,
故椭圆C的方程为+y2=1.
(2)设点P(x0,y0),∵PF1⊥PF2,
∴·=(--x0,-y0)·(-x0,-y0)=0,即+=3,
由解得
当x0=时,y0=±,
当x0=-时,y0=±,∴点P的坐标为或或或.
15.2 [解析] 不妨设m=PF1,n=PF2(m>0,n>0),θ=∠F1PF2,则·=mncos θ=-2,=mnsin θ=1,两式相除可得tan θ=-,所以tan θ=-1,又θ∈(0,π),所以θ=,可得mn=2(m>0,n>0).由椭圆的定义,得2a=m+n≥2(当且仅当m=n时等号成立),所以4a2≥4mn=8,所以a2≥2,则a2的最小值为2.
16.解:由题可知,a2=45,b2=9,
∴a=3,b=3,c==6,
∴PF1+PF2=6,
∴(PF1+PF2)2=180①.
当∠F1PF2=时,P+P-2PF1·PF2cos=F1=122=144②,①-②得PF1·PF2=36,
∴=PF1·PF2sin=×36×=9.
当∠PF1F2=时,由余弦定理可得cos∠PF1F2===-,
∴PF1=,此时=PF1·F1F2sin=.
当∠PF2F1=时,同理可得=.综上所述,△F1PF2的面积为或9.
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