内容正文:
分层作业
3.1 椭圆
目 录
A组 巩固过关
题型01 椭圆上点到焦点、坐标轴上的点的距离及最值
题型02椭圆上焦点三角形问题
题型03根据方程表示椭圆求参数的范围
题型04 根据椭圆过的点求标准方程
题型05 轨迹问题-椭圆
题型06 根据椭圆的有界性求范围或最值
题型07 椭圆的对称性
题型08 求椭圆顶点坐标、长轴、短轴
题型09 由椭圆的离心率求参数的取值范围
题型10 椭圆中直线过定点问题
B组 能力进阶
C组 思维拔高
(
题型0
1
)椭圆上点到焦点、坐标轴上的点的距离及最值
1.已知椭圆上一点到该椭圆的一个焦点的距离为6,则点到另一个焦点的距离为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.已知点是椭圆上的动点,点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
3.已知点在椭圆上运动,点在圆上运动,则的最大值为( )
A. B. C.5 D.
(
题型0
2
)椭圆上焦点三角形问题
4.已知椭圆:,其左右焦点分别为,.点是椭圆上任意一点,则的周长为__________.
5.已知、为椭圆的两个焦点,经过原点的直线与椭圆交于、两点且、不与椭圆长轴顶点重合,若,四边形的面积为,则________;
6.(多选)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,为椭圆C上一点,则下列说法正确的是( )
A.的面积有最大值但无最小值 B.的周长为5
C. D.
(
题型0
3
)根据方程表示椭圆求参数的范围
7.若方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(多选)若方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的值可以是( )
A. B. C. D.
9.(多选)若方程表示椭圆,则m的值可以为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
(
题型0
4
)根据椭圆过的点求标准方程
10.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)中心在原点,焦点在轴上,且经过两点和;
(2)焦点在坐标轴上,且过点和的椭圆的标准方程.
11.分别写出满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点坐标为,,且椭圆经过点;
(2)椭圆经过,两点;
(3)焦距等于,且椭圆经过点.
12.已知椭圆()满足长轴的长是焦距的2倍,且经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求椭圆上的点到定点()的最短距离.
(
题型0
5
)轨迹问题-椭圆
13.在平面直角坐标系中,动圆P与圆:内切,且与圆:外切,记动圆P的圆心的轨迹为E.
(1)求轨迹E的方程;
(2)设P为曲线E上一点,且,求
(ⅰ)的周长;
(ⅱ)的面积.
14.(多选)已知、,则下列命题中正确的是( )
A.平面内满足的动点P的轨迹为一条直线
B.平面内满足的动点P的轨迹为椭圆
C.平面内满足的动点P的轨迹为圆
D.直线相交于点M,且它们的斜率之积是,则M的轨迹是椭圆(除去A、B两点)
15.(1)已知曲线方程,,若方程表示焦距为的椭圆,求的值.
(2)已知一动圆与圆外切,同时与圆内切,求该动圆圆心的轨迹方程.
(
题型0
6
)根据椭圆的有界性求范围或最值
16.如图,已知,,.动点P到A点的距离为6,线段的垂直平分线交直线于点M、当点P在运动时,记点M的轨迹为,则的方程为_____,的取值范围为_____.
17.已知实数满足:,则的最大值为__________.
18.已知是椭圆的两焦点,点在椭圆上,则的最小值是__________.
(
题型0
7
)椭圆的对称性
19.已知、为椭圆方程:的左右焦点,点在椭圆上,动点、始终满足, ,则的最大值为( )
A. B.3 C.2 D.1
20.已知椭圆:与椭圆:相交于、、、四点,且与和的四个焦点在同一个圆上,则___________.
21.已知椭圆,焦距为,椭圆上的点到两焦点的距离之和为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的右焦点的直线(不与轴重合)交椭圆于两点,记线段的中点为,直线交直线于点(为坐标原点),以为直径的圆是否过定点?如果是,求出定点坐标,如果不是,请说明理由.
(
题型0
8
)求椭圆顶点坐标、长轴、短轴
22.已知A,B 分别为椭圆的右、上顶点,若的中点坐标为,则 C 的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
23.中心在原点,焦点在坐标轴上,且过两点,的椭圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
24.(多选)已知椭圆C:的两个焦点分别为,,点P为C上的动点,以下正确的是( )
A.椭圆C长轴长为2
B.的周长为6
C.的最小值为
D.面积的最大值为
(
题型0
9
)由椭圆的离心率求参数的取值范围
25.已知椭圆的离心率为,则椭圆的一个焦点的坐标可以为( )
A. B. C. D.
26.已知椭圆的离心率,则实数的值为( )
A.3 B.3或 C. D.或
27.设,分别是椭圆()的左、右焦点,直线过交椭圆于,两点(点在轴下方),交轴正半轴于点,已知椭圆的离心率,且,则( )
A. B. C. D.
(
题型
10
)椭圆中直线过定点问题
28.已知动圆与圆相切,且与圆相内切,记圆心的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)已知直线的斜率存在,且直线的方程为:,其中,满足如下关系式:,过曲线上且不在直线上的点,作,为垂足.
(i)证明直线过定点并求出;
(ii)判定是否存在定点,使得为定值,存在的话求出,不存在的话说明理由.
29.已知椭圆的离心率为,O为坐标原点,椭圆C上的点到两个焦点的距离之和为4.
(1)求C的方程;
(2)过点的直线交椭圆C于M,N两点,过点M作直线的垂线,垂足为E.
①若的面积是的面积的两倍,求直线的方程;
②证明直线过定点.
30.已知椭圆:的焦距为2且经过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)、是椭圆长轴的两个端点,动点与、的连线分别与椭圆交于点、,为椭圆的左焦点,试判断的周长是否与有关,若是,用表示的周长;若不是,说明理由.
1.已知为椭圆的左、右焦点,过原点且倾斜角为的直线与椭圆的一个交点为,若,,则下列结论错误的是( )
A.点坐标为
B.
C.右焦点坐标为
D.椭圆的方程为
2.古希腊数学家在研究圆锥曲线时发现了椭圆的光学性质,从椭圆的一个焦点发出的光线经过椭圆上的点反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点,且在点处的切线垂直于的平分线.若坐标原点到切线的距离为,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
3.方程表示的曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
4.除了我们学习过的圆锥曲线,平面内还有很多形状优美的曲线,例如方程所表示的曲线被称为“四叶玫瑰线”,下列关于曲线的4个命题:
①曲线既是轴对称图形,又是中心对称图形;
②曲线上两点之间的最大距离为;
③将横纵坐标都是整数的点称为整点,则曲线上有且只有5个整点;
④若直线与曲线只有一个交点,则满足条件的直线有且仅有一条.
其中真命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.下列说法正确的是
A.若定点,满足,动点满足,则动点的轨迹是椭圆
B.若定点,满足,动点满足,则动点的轨迹是椭圆
C.当时,方程表示椭圆
D.若动点的轨迹方程为,则点的轨迹是椭圆,且焦点坐标为
6.年月日时分,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,则下列结论中正确的是( )
①椭圆的长轴长为;②线段长度的取值范围是;③的面积最小值是;④的周长恒为.
A.①② B.②③ C.①②③ D.①②④
7.椭圆:()的左右焦点分别为,,是上一点且.是内心,连接的直线交轴于.若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
8.已知椭圆的两个焦点分别是,,为椭圆上一点.
(1)若椭圆和椭圆共焦点,且点的坐标为,求椭圆的标准方程;
(2)若,面积为,且椭圆的离心率为,求椭圆的长轴长.
9.设椭圆的左,右焦点是,,离心率为,上顶点坐标为
(1)求椭圆的方程;
(2)设P为椭圆上一点,且,求的面积.
10.已知椭圆的离心率,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)椭圆上的两点,关于直线对称,求弦的中点坐标.
1.已知椭圆的焦距等于4,则其离心率的值为( )
A.或 B. C.或 D.
2.已知椭圆C:的左右两个焦点分别为、,点是椭圆上任意一点,则下列说法正确的是( )
A.的最大面积为3 B.若,则点的纵坐标为
C.存在点,使得 D.的取值范围为
3.设椭圆C:的左、右焦点分别是,,左、右顶点分别是,,点P是椭圆C上异于,的任意一点,则下列说法正确的个数是( )
①若,则的内切圆半径
②的最小值为3
③
④的取值范围为
⑤使为直角三角形的点有4个
A.2 B.3 C.4 D.5
4.设椭圆:的左,右焦点分别为,,为坐标原点,过的直线与交于,两点,且,,则的离心率为()
A. B. C. D.
5.已知,分别是椭圆:()的左、右焦点,是上一点,若(),且,则的离心率的取值范围为______.
6.焦点在x轴上的椭圆,离心率为,点分别是椭圆的左焦点和右顶点,P是椭圆上任一点,则的取值范围为______
7.直线被椭圆所截得的弦长为,则实数t=______.
8.定义离心率的椭圆为“西瓜椭圆”.已知椭圆:()是“西瓜椭圆”,则______.若“西瓜椭圆”:()的右焦点为,直线()与椭圆交于,两点,以线段为直径的圆过点,则______.
9.已知椭圆:,且焦点在轴上,过点
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,为坐标原点,若,求直线的方程及弦长.
10.已知椭圆:()的左、右焦点分别为,,且经过点,直线过点与椭圆交于,两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若的面积为,求直线的方程;
(3)在轴上是否存在一点,使得恒成立?若存在,求出点坐标,若不存在,请说明理由.
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分层作业
3.1椭圆
参考答案
A组
巩固过关
题型01
椭圆上点到焦点、坐标轴上的点的距离及最值
1.A
2.A
3.D
题型02
椭圆上焦点三角形问题
4.6
5.2
6.ACD
题迅型03
根据方程表示椭圆求参数的范围
7.A
8.BCD
9.ACD
颗型04
根据椭圆过的点求标准方程
y2,x2
10.
(山)已知椭圆中心在原点、焦点在y轴上,设其标准方程为。+存=1a>h>0),
22
02
=1
b2
将点
分别代入方程,得方程组:
02,1P,解得a2=4,
(0,2)(1,0)
621
b2=1
因此所求椭圆标准方程为4+r=1。
(2)由于椭圆焦点在坐标轴上且位置不确定,设其方程为mx2+my2=1(m>0,n>0,m≠m),
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4m=1
将点
B13
分别代入方程,得方程组:
3
A(2,0)
m+4n=
1
m=
解得
4,代入
得椭圆的标准方程为x2
n=1
mx2+y2=1
+y2=1
4
x2 y2
1.(1):椭圆焦点在x轴上,∴可设其方程为。+户L,其中a>b>0:半焦距为。
:椭圆经过点(0,4),b=4,又c=3,d=b2+c2=25,
xy-1.
:椭圆的标准方程为25+16
(2):椭圆经过点(0,-)和(5,0),这两点分别为椭圆在y轴和x轴上的顶点,且1<5,
x2.y2
∴椭圆的长轴在x轴上,可设其方程为。+尔=1,其中a>b>0
代入两点坐标,得b2=1,a2=5,
一椭圆的标准方程为5+少=1.
(3):椭圆的焦距为2V3,半焦距c=V3,由ad2=2+c2得b2=a2-3>0,即d2>3,
y2 x2
点可能在、抽上,也可能在上,散设瘦方庭为+,名,吸,。?
5=1,
22
:椭圆经过点P5,-V2),两种情形均有+。一31,即。-7a+6=0:解得。-1或d=6
由a2>3,舍去a2=1,得a2=6,b2=3,
“椭圆的标准方程为6
3
12.由题意知g=2c故=d2-c2=0,
4
椭圆经过点
a2
+尔=即3+3
61,解得
a2=4b2=3
故椭圆的方程为4
y2
=1
3
(2设糕四上的点为M红功则>广=3子,
又点P(,0)(1>0),
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所以wm=-+y--+3-子=-4+3-2≤≤2到
4
者0<和<2·即0<1时,MP的最小值为、5:
若41≥2即≥2时,当x=2时,MP取最小值为、2-)=2-小,
综上所述,当0<1<2时,最短距离为、3-3;当122时,最短距离为2-小
题型05
轨迹问题-椭国
18d)圆G:+y+2r-5-0即e++y49
所以周C(10:单行-子,
题G:+y-2x+}-0,即-+y=4,所以因心C,(0,半径5=
7
设动圆圆心P(x,),半径,动圆p与C内切:PG=-r=2
动p与C外:PG=5+r=r,两式相加海IrGhircl-(仔小r合r)4,
CC=2,4>2,由椭圆定义得P轨迹是以C,C为焦点的椭圆,
且2a=4→a=2,2c=2→c=1,b2=a2-c2=3,
威锁迹6的方程起号号-1,
(2)i)由P为曲线E上的点和椭圆的定义得PC+PC=2a=4,
故△CPC2的周长L=PC+PC+CC=4+2=6:
(i)在△CPC中,∠CPC,=60,由余弦定理CC,PPCP+PC,P-2 PCPCcos60°,
得4=(PC+PC22-3 PGPC,代入PC+PC=4,得4=16-3PCPC,l,
得PCPC=4,
3116
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故△GPC的面积S=GIPGsine60=)x4x5-5
2
2
14.ACD
15.(1)由题意得k+5>0且3-k>0,解得-5<k<3.
①当k+5>3-k,即-l<k<3时,焦点在x轴上,
ad2=k+5,b2=3-k,c2=a2-b2=(k+5-(3-k)=2k+2.
又焦距2C=2,得c=1,即2k+2=1,解得k=-)
2,符合-1<k<3
②当3-k>k+5,即-5<k<-1时,焦点在y轴上,
a2=3-k,b2=k+5,c2=a2-b2=(3-k)-(k+5)=-2k-2.
由e=1得-2k-2=,解得=,符合-5k<-1
当k=-1时,方程为4+41,表示圆,不合题意
综,k或4=}
2
(2)圆A:x2+y2+6x+5=0,配方得(x+3+y2=4,
所以圆心A(-3,0),半径5=2,
圆B:x2+y2-6x-91=0,配方得(x-3)}+y2=100,
所以圆心B(3,0),半径5=10,
设动圆圆心为P(x,y),半径为r,
动圆与圆A外切,则PA=r+2,
动圆与圆B内切,则PB=I0-r,
两式相加,得PA+PB=12,
又AB=6<12」
所以点P的轨迹是以A(-3,0),B(3,0)为焦点,长轴长为12的椭圆,
x2.y2
设椭圆方程为为。+仔
=1,
则由2a=12得a=6,半焦距为3,所以b2=36-9=27,
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故动圆圆心的轨迹方程为3627
OB
题型06
根据椭圆的有界性求范围或最值
16.
9
51
[4,10]
17
11.2
+62
18.-1
题型07
椭圆的对称性
19.B
20.26
21.(1)由椭圆焦距为4,可得2c=4,即c=2,
由椭圆定义可得2a=2V6,故a=V6,
故b=√2-c=6-4=V2,
即精圆c的标准方程为。+之=1:
(2)由题意可得F(2,0),设1:x=my+2,A(x,y)、B(x,乃2),
3
M
x=my+2
联立
+上-1消去可得
恒成立,
62
x
m2+3)y2+4my-2=0△>0
m+3,s2
-4m
则出+y2=
m2+3,
5/16
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则兰4梦年
6-2m】
2
m2+3'm2+3
则xy=写,令x=3解得y=-m即M很-川
若T(s,)在以MN为直径的圆上,则MT⊥NT,
由听--3+a7-(g0
即有近-6-或0-t++】
=2-3s+18-6++m+2m+2
m2+3
m2+3
0
即(2-3s++mt(m2+3)+18-6s+2mt+2m2=0
即m3+(s2-3s+i2+2)m2+5im+3s2+32+18-15s=0,
[t=0
s2-3s+t2+2=0
令15t=0
解得(s=2'
3s2+312+18-15s=0
t=0
故以MN为直径的圆恒过定点(2,0).
丽型风
求椭圆顶点坐标、长轴、短轴
22.B
23.C
24.BD
题别09
由椭圆的离心率求参数的取值范围
25.C
26.B
27.D
颗型10
椭圆中直线过定点问题
28.(1)
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设圆P的圆心坐标为(xy),半径为r(>0),
由能可得圆E的阻a坐标为-5.0小半径为55。
园p的圆心中标小小半轻为5。
E为-5-同-2,5-9-26>2a,
所以圆F内含于圆E,
因为圆P与圆E相切且与圆F内切,
则时恒p5里g内5.咽=56.m=9
P阳+m=56-rt,6-26.
2
2
所以圆心P的轨迹为椭圆,焦点为E(5,0,F(V5,0,
有a=6,c=5,b=a-e=6-(3=5.
所以c的方为+号-1
②0已如e04侧t-2(}-25=0,
化简整理得,42+8m+3m2-2m-1=(2k+m-1)(2k+3m+)=0,
m=12k或m=2水+1
3
当m=1-2k时,y=c-2k+1,过定点A(2,1),不符合题意,舍去:
当网=24,y=,过定点作》
(i)存在理由如下:
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9
ADLMN A(2.)
-写-9
∴.点D的轨迹是以AB为直径的圆的一部分,
故当点为AB的中点,即点为以AB为直径的圆的圆心,
即e3'3时,Dg=2
41
3
2,为定值,
41
所以,存在定点33:
2W2
使得Dg为定值,且该定值为
29.(1)由题意得2a=4,所以a=2,
又因为e=e-1
=a2,所以c=1'b2=a2-c2=3
所似c的为云+苦-1
(2)①当直线MN与y轴垂直时,此时O,F,M,N四点共线,不合题意:
当直线MN与y轴不垂直时,设MN:x=my+1,M(x,),N(x,),
不妨设点M在x轴上方,点N在x轴下方,即乃>0,<0,
x2,y2
联立
4
,消去x并整理得
x=my+l
(3m2+4)y2+6my-9=0
6m
9
直线过椭圆的焦点,必有A>0:片+片=
3m2+4,h5=-
3m2+41
因为5m28a即时0F()=20rX,所以号=-2
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6m
6m
所以为+y=一y=
3m2+4,片=3m2+4,
9
yy2=-2=
9片=
3m2+4
2(3m2+4:
6m2
所以m42+利解得m-手m=士2行
9
5
所以MN:x=
y+1或x=25
2V5
y+1,
即直线MN的方程为V5x-2y-V5=0或V5x+2y-V5=0.」
②若直线EN过定点,由对称性可知定点必在x轴上,设为H(x,O),
X-
设M(,h),N(x,),所以E(4,),
所以如安4.所wy方=名44列,
令y-0雨=4-5利4-m1-4到-4四5-3数
y2-乃
y2-
y2-y
9m
3
因为myy2=-,24,+y2=一3m2+4,所以ny5=3(
2(y+5),
所以x二42-3y4之(+%)-分3
33
=4-24-2
2=4-35
y2-y
y2-4
y2-y
22
所以4(0)为直线BN所过定点
26,
0会E为2即2-2解将。1所以。--R入号+拉-106>0同:
26
3
12
=1
6
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a2-b2=1
2
2√6
联立
3
得:8
,解得
,所以
12
b2-1
3
+16P=1
b2=3
a2=b2+1=4
x2,y2
椭圆c的标准方程:
=1
43
(2)
T
B
的周长与无关
F
△FPQ
明:设70≠0:则x-2,
t
同理可钧克,公:子+2,
t
.2
6
x='y-2
t
联立方程
4+
-=1
3
y)8’
5422,
27+t2
54-2218t
则P
27+12’27+2
2
x=二y+2
t
同理联立方程
2y’可得
4
=1
3
2’
22-6-61
则
3+2’3+☑
又因为椭圆的右焦点为(1,0),
所以EP
27-312
-6t18tt2-9
因为27+2×3+7
27+P*3+7=0,
说明P,Q,F三点共线,即直线P恒过B点
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因为直线PO恒过B点,根据椭圆的定义,所以△PF2的周长为4a=8.
B组
能力进阶
1.】B
2.A
3.D
4.D
5.D
6.D
7.C
8少投椭国c饰准方行为后茶-1e>60叭.半E。
y2
由椭圆c和椭圆)+5=1共焦点,则设其长半轴长为4,短半轴长为,半焦距为c,
则4=9,=5,则c2=4-=4,则a2-b=4①,
又Pk5同)为椭c上点,则3+总-1@
联立①和②,得-10b-24=(6-120+2=0,解得62=12,或B=-2(舍去):
则-分+4:16所以痛医C的标准方为花+长=1.
(2)设椭圆C的长半轴长为a,半焦距为c,
由椭圆C的两个焦点分别是,E,P为椭圆上一点,
则FF=2c,PF+PF=2a,
又∠PK-于,APF面积为6:
则Sm52 in弩5,即PR-Psl=4,
则由余弦定理得lFE-PR+PE-2 co-(PF+PE-3 PRl-IPE,
即4c2=4a2-12③,
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又柄圆c的离心率为。,即e=:-5
3
a2,即4c2=3a④,
联立③和④,得ad2=12,得a=2V3,
所以椭圆C的长轴长为2a=4V3.
b=√6
9.(1)由题意知c_√-b5,解得
a
0
3
a=3
x2,y2
故椭圆的方程为9+6
=1
(2)由(1)知c=V2-b-V3,所以FF引=2c=25.
又p为E题亏+若=1上-点所以p所P-2a=6
在aFPF中,由余弦定理,得FEP-PEP+|PRP-2 PF-PFIcos60°,
IPEP+IPFP-IPFI-IPEE120.
将PEI+PE=6平方,得PRP+1PEP+2 IPRL-IPE上36②.
①-②,整理得PFPF=8,
所u5a-听H%m0-8x号-26
2
a2,因此可得c=2。
10.(1)由离心率定义可知,e=S=2
又2=d-6,即2=a-,即d-26,又因为点22)在椭圆上,
2222
4.2
所以子+左=1,即办+存1,解得公=4从而得到。:268
所以椭圆的标准方程为8+4
(2)如图:
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A
因为椭圆上的两点A,B关于直线2x-y-1=0对称,
所以直线AB与直线2x-y-1=0垂直,又直线2x-y-1=0的斜率为2,
1
k8三一2
设,小化,小两点都在新回后+苦=1上,印在新园F+2y=8上
∫x+2y=8
因此巧+2巧=8两式作差,整理得(<-)+2(0-)=0,
即(x-x)x+x)+2(y-)出+2)=0.
设弦AB的中点为M(x,%),故有x+=2x,片+2=2%,
所以(5-5Jx2+2×0-为)×2%=0:即6+2%二=0,
X-x2
又因为水加专分:教有5-为=0@,
又因为弦AB的中点为M()也在直线2x-y-1=0上,
所以2x-%-1=0②,
由①②可得:x=1,%=1.
因此弦AB的中点为M(,).
C组
思维拔高
1.A
2.B
3.B
4.B
ses
3
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6.[0,4]
7.±1
8.9
4
))医C手+若-1的焦点年指上所议分<4
2,1
11
将点(2,)代入方程得4+存1即F2所以=2
+y
因此椭圆c的方程为4+2
=1.
(2)当直线1的斜率不存在时,1:x=0与椭圆交于(Q,V2)(0,V2),此时O,M,N共线,S.ow=0,不合题意
设1:y=a-2,交点为M(x,y,N(3,).
格y--2代入苦号-1袋年0:2必2-版+4-0
8k
4
由韦达定理得+3=1+2k2x1+2k
又%%=c-2-5-2到=26-)所以8m-5x5-
由Soww=V2得-x=V2,于是(x+x)》2-4xx2=2.
代入韦达定理的特果得,经2广-计5=2.s2-)=0+2x
令1=2次得8-刂小=0+6-3y=0所以1=3-号
或k6
因此k=6
此时A=16(2k2-)>0,
直线,的方程为y=y6
-2或y=-6
-2
2
装长w=Fk-4x5-5
10.(1)因为椭圆过点
所+-10
562
又因为耳(-1,0)是椭圆的焦点,所以d-b2-1②
由①②,解得a2=5,b2=4,
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所以圆C的标术方:苦号-
(2)直线P9为水平直线时,P,Q,三点共线,不符合题意,
设直线P方程为x=my+1,
4x2+5y2=20
联立x=my+1,得(4m+5列y+8m-16=0:
△=64m2+64(4m2+5)=320(m2+1>0,
-8m
-16
设P(x,y)(x,)+h=4m2+5:4m+5
则5-=0+-4-85m+
4m2+5
白于5在线段p0上,及心号R快-小-碧其中FR=2,
因此4+5=2)整理得44m+41=80m+20425
所以80m-241m2-316=(80m2+79)(m-4)=0,解得m=4(负值舍),
因此直线P方程为x=+2y+1,即x+2y-1=0或x-2y-1=0
(3)设T(,0)则
当P阳不是水平直线时,,+r5上+凸=乃
y2
‘x-t'x2-1my,-1+1my2-t+1
2myy2+(1-t)(+2)
(my-t+1)(my2-t+1)
+6-0,得2+-0+为小=0:所做205+0-小n写0
得m(5-)=0对一切m∈R恒成立,故t=5,
所以定点为T(5,0):
当P是水平直线时,T(5,0),km=kgr=0,有kr+kr=0成立
所以存在定点T(5,O),使得km+kr=0恒成立
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珠
F2
⊙
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分层作业
3.1 椭圆
目 录
A组 巩固过关
题型01 椭圆上点到焦点、坐标轴上的点的距离及最值
题型02椭圆上焦点三角形问题
题型03根据方程表示椭圆求参数的范围
题型04 根据椭圆过的点求标准方程
题型05 轨迹问题-椭圆
题型06 根据椭圆的有界性求范围或最值
题型07 椭圆的对称性
题型08 求椭圆顶点坐标、长轴、短轴
题型09 由椭圆的离心率求参数的取值范围
题型10 椭圆中直线过定点问题
B组 能力进阶
C组 思维拔高
(
题型0
1
)椭圆上点到焦点、坐标轴上的点的距离及最值
1.已知椭圆上一点到该椭圆的一个焦点的距离为6,则点到另一个焦点的距离为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【详解】由椭圆,得,
而椭圆上一点到该椭圆的一个焦点的距离为6,
则点到另一个焦点的距离为.
2.已知点是椭圆上的动点,点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设,则
,
所以时,.
3.已知点在椭圆上运动,点在圆上运动,则的最大值为( )
A. B. C.5 D.
【答案】D
【详解】设圆的圆心为,其半径,则,
设椭圆上的点,则,即,
因此
,当且仅当时取得最大值,
所以.
故选:D
(
题型0
2
)椭圆上焦点三角形问题
4.已知椭圆:,其左右焦点分别为,.点是椭圆上任意一点,则的周长为__________.
【答案】6
【详解】由题意,根据椭圆的定义可知,.
所以的周长为.
因为椭圆方程为,所以.
所以的周长为.
5.已知、为椭圆的两个焦点,经过原点的直线与椭圆交于、两点且、不与椭圆长轴顶点重合,若,四边形的面积为,则________;
【答案】
【详解】由于,且、在原点处互相平分,因此四边形为矩形,
因此,即,
又,因此,故,
又四边形的面积为,因此,故,即.
6.(多选)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,为椭圆C上一点,则下列说法正确的是( )
A.的面积有最大值但无最小值 B.的周长为5
C. D.
【答案】ACD
【详解】选项A:由椭圆方程,可得左右焦点坐标为,,焦距.
的面积公式,其中为点的纵坐标,
由,得该三角形面积有最大值但无最小值,选项A正确.
选项B:根据椭圆的定义,,,所以的周长为,因此B错误.
选项C:当位于椭圆短轴端点时,取得最大值,此时,,
由余弦定理,因此最大,因此C选项正确.
选项D:由椭圆方程,可知,,椭圆上任意一点到焦点的距离满足,代入,,得,选项D正确.
(
题型0
3
)根据方程表示椭圆求参数的范围
7.若方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可得,.
8.(多选)若方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【详解】若方程表示焦点在轴上的椭圆,
则,解得.
故BCD满足.
9.(多选)若方程表示椭圆,则m的值可以为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】ACD
【详解】方程表示椭圆,
,解得且,
结合选项,故m的值可以为ACD.
(
题型0
4
)根据椭圆过的点求标准方程
10.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)中心在原点,焦点在轴上,且经过两点和;
(2)焦点在坐标轴上,且过点和的椭圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)已知椭圆中心在原点、焦点在轴上,设其标准方程为,
将点、分别代入方程,得方程组:,解得,
因此所求椭圆标准方程为。
(2)由于椭圆焦点在坐标轴上且位置不确定,设其方程为,
将点、分别代入方程,得方程组:,
解得,代入,得椭圆的标准方程为.
11.分别写出满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点坐标为,,且椭圆经过点;
(2)椭圆经过,两点;
(3)焦距等于,且椭圆经过点.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【详解】(1)∵椭圆焦点在轴上,∴可设其方程为,其中,半焦距为,
∵椭圆经过点,∴,又,∴,
∴椭圆的标准方程为.
(2)∵椭圆经过点和,这两点分别为椭圆在轴和轴上的顶点,且,
∴椭圆的长轴在轴上,可设其方程为,其中,
代入两点坐标,得,,
∴椭圆的标准方程为.
(3)∵椭圆的焦距为,∴半焦距,由得,即,
焦点可能在轴上,也可能在轴上,故设椭圆方程为或,
∵椭圆经过点,两种情形均有,即,解得或.
由,舍去,得,,
∴椭圆的标准方程为或.
12.已知椭圆()满足长轴的长是焦距的2倍,且经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求椭圆上的点到定点()的最短距离.
【答案】(1)
(2)当时,最短距离为;当时,最短距离为
【详解】(1)由题意知,故,
椭圆经过点,则,即,解得,.
故椭圆的方程为.
(2)设椭圆上的点为,则,
又点(),
所以
若,即时,的最小值为;
若,即时,当时,取最小值为,
综上所述,当时,最短距离为;当时,最短距离为.
(
题型0
5
)轨迹问题-椭圆
13.在平面直角坐标系中,动圆P与圆:内切,且与圆:外切,记动圆P的圆心的轨迹为E.
(1)求轨迹E的方程;
(2)设P为曲线E上一点,且,求
(ⅰ)的周长;
(ⅱ)的面积.
【答案】(1);
(2)(ⅰ);(ⅱ).
【详解】(1)圆:,即,所以圆心,半径,
圆:,即,所以圆心,半径,
设动圆圆心,半径,动圆与内切:,
动圆与外切:,两式相加得,
,,由椭圆定义得轨迹是以为焦点的椭圆,
且,,,
故轨迹的方程是;
(2)(i)由为曲线上的点和椭圆的定义得,
故的周长;
(ii)在中,,由余弦定理,
得,代入,得,
得,
故的面积.
14.(多选)已知、,则下列命题中正确的是( )
A.平面内满足的动点P的轨迹为一条直线
B.平面内满足的动点P的轨迹为椭圆
C.平面内满足的动点P的轨迹为圆
D.直线相交于点M,且它们的斜率之积是,则M的轨迹是椭圆(除去A、B两点)
【答案】ACD
【详解】选项:平面内到、两点距离相等的点的轨迹是线段的垂直平分线,在轴上,中点为原点,垂直平分线为直线,是一条直线,正确;
选项:椭圆的定义:平面内到两定点距离之和大于两定点间距离的点的轨迹.本题中,满足的动点的轨迹是线段,不是椭圆,错误;
选项:设,由得,两边平方整理得,是圆心为、半径为的圆,正确;
选项:设,由斜率之积为得,整理得,即轨迹为椭圆除去、两点,正确.
15.(1)已知曲线方程,,若方程表示焦距为的椭圆,求的值.
(2)已知一动圆与圆外切,同时与圆内切,求该动圆圆心的轨迹方程.
【答案】(1)或;
(2)
【详解】(1)由题意得且,解得.
① 当,即时,焦点在轴上,
,,.
又焦距,得,即,解得,符合.
② 当,即时,焦点在轴上,
,,.
由得,解得,符合.
当时,方程为,表示圆,不合题意.
综上,或.
(2)圆:,配方得 ,
所以圆心 ,半径 ,
圆:,配方得,
所以圆心,半径,
设动圆圆心为,半径为,
动圆与圆外切,则,
动圆与圆内切,则,
两式相加,得,
又,
所以点的轨迹是以,为焦点,长轴长为的椭圆,
设椭圆方程为为,
则由得,半焦距为,所以,
故动圆圆心的轨迹方程为.
(
题型0
6
)根据椭圆的有界性求范围或最值
16.如图,已知,,.动点P到A点的距离为6,线段的垂直平分线交直线于点M、当点P在运动时,记点M的轨迹为,则的方程为_____,的取值范围为_____.
【答案】
【详解】如图,连接,
因点是线段的中垂线上一点,故,
则,且,即,
可知点M的轨迹为以点A,B为两焦点的椭圆,
则,,即,,则,
所以轨迹的方程为;
因点M是椭圆上的一点,则
设,
则,
,
令,
则,
设,
则时
所以在上单调递增,
则最小值为,最大值为,
所以的取值范围为.
故答案为:;.
17.已知实数满足:,则的最大值为__________.
【答案】
【详解】设,,
因为,所以点在以为圆心,2为半径的圆上;
因为,所以点在焦点在轴的椭圆上.
表示.
如图:
.
又.
所以当时,取得最大值,所以.
所以.
故答案为:
18.已知是椭圆的两焦点,点在椭圆上,则的最小值是__________.
【答案】
【详解】设,因为,所以,
所以,
又因为,所以,
所以,
又因为,所以,
所以,此时,
故答案为:.
(
题型0
7
)椭圆的对称性
19.已知、为椭圆方程:的左右焦点,点在椭圆上,动点、始终满足, ,则的最大值为( )
A. B.3 C.2 D.1
【答案】B
【详解】由题意知,,,则,,,
由,则,所以点在以线段为直径的圆上,
同理,由,可得点在以线段为直径的圆上,
设以线段为直径的圆的圆心为,半径,
以线段为直径的圆的圆心为,半径,
所以,在中,为中位线,则,
因此,当,,,四点共线,且,位于两圆外侧时,最大,
即,
由椭圆定义可知,所以.
20.已知椭圆:与椭圆:相交于、、、四点,且与和的四个焦点在同一个圆上,则___________.
【答案】
【详解】因为两个椭圆的四个焦点在同一个圆上,所以根据椭圆和的对称性可知,
该圆的圆心为原点,因此有,即,
且两个椭圆的半焦距为,
因此该圆的方程为,
又因为、、、四点与和的四个焦点在同一个圆上,
所以由椭圆和圆的对称性可知,这四个点也在圆上,
由,得代入椭圆中,
得,解得.
21.已知椭圆,焦距为,椭圆上的点到两焦点的距离之和为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的右焦点的直线(不与轴重合)交椭圆于两点,记线段的中点为,直线交直线于点(为坐标原点),以为直径的圆是否过定点?如果是,求出定点坐标,如果不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)过定点,且定点坐标为
【详解】(1)由椭圆焦距为,可得,即,
由椭圆定义可得,故,
故,
即椭圆的标准方程为;
(2)由题意可得,设,、,
联立,消去可得,恒成立,
则,,
则,,即,
则,令,解得,即,
若在以为直径的圆上,则,
由,,
即有
,
即
即,
令,解得,
故以为直径的圆恒过定点.
(
题型0
8
)求椭圆顶点坐标、长轴、短轴
22.已知A,B 分别为椭圆的右、上顶点,若的中点坐标为,则 C 的焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为分别为椭圆的右顶点和上顶点,则,
令,得,故,令,得,故,
又的中点坐标为,所以,解得,
所以椭圆方程为,所以,则,
所以椭圆的焦点坐标为.
故选:B.
23.中心在原点,焦点在坐标轴上,且过两点,的椭圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知分别为该椭圆的右顶点和上顶点,,则其焦点在纵轴上,
不妨设该椭圆方程为,即,所以该椭圆方程为.
故选:C
24.(多选)已知椭圆C:的两个焦点分别为,,点P为C上的动点,以下正确的是( )
A.椭圆C长轴长为2
B.的周长为6
C.的最小值为
D.面积的最大值为
【答案】BD
【详解】由椭圆的标准方程可知:,因此.
A:椭圆C长轴长为,因此本选项说法不正确;
B:的周长为,因此本选项说法正确;
C:由椭圆的性质可知:的最小值为,因此本选项说法不正确;
D:设点,因此有.
因为,
所以面积的最大值为,因此本选项说法正确.
(
题型0
9
)由椭圆的离心率求参数的取值范围
25.已知椭圆的离心率为,则椭圆的一个焦点的坐标可以为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为椭圆离心率范围为,可得,即,
当,椭圆焦点在轴上时,
由可得,则,
所以离心率,解得,
此时,所以椭圆两个焦点为.
26.已知椭圆的离心率,则实数的值为( )
A.3 B.3或 C. D.或
【答案】B
【详解】①当焦点在轴上时,,,,则,解得;
②当焦点在轴上时,,,,
,解之得.
综合①②知,适合条件的实数或.
27.设,分别是椭圆()的左、右焦点,直线过交椭圆于,两点(点在轴下方),交轴正半轴于点,已知椭圆的离心率,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意,,即,
由于,,则,
设,则,
在中,,,,
由余弦定理得,
则,
解得,即.
(
题型
10
)椭圆中直线过定点问题
28.已知动圆与圆相切,且与圆相内切,记圆心的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)已知直线的斜率存在,且直线的方程为:,其中,满足如下关系式:,过曲线上且不在直线上的点,作,为垂足.
(i)证明直线过定点并求出;
(ii)判定是否存在定点,使得为定值,存在的话求出,不存在的话说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)已知,
化简整理得,,
或,
当时,,过定点,不符合题意,舍去;
当时,,过定点.
(ii)存在定点,使得为定值,且该定值为
【详解】(1)
设圆的圆心坐标为,半径为,
由题可得圆的圆心坐标为,半径为,
圆的圆心坐标为,半径为,
因为,,
所以圆内含于圆,
因为圆与圆相切且与圆内切,
则此时圆与圆内切,且,,,
,
所以圆心的轨迹为椭圆,焦点为,,
有,,,
所以的方程为.
(2)(i)略.
(ii)存在.理由如下:
,,,
所以,
点的轨迹是以为直径的圆的一部分,
故当点为的中点,即点为以为直径的圆的圆心,
即时,,为定值,
所以,存在定点,使得为定值,且该定值为.
29.已知椭圆的离心率为,O为坐标原点,椭圆C上的点到两个焦点的距离之和为4.
(1)求C的方程;
(2)过点的直线交椭圆C于M,N两点,过点M作直线的垂线,垂足为E.
①若的面积是的面积的两倍,求直线的方程;
②证明直线过定点.
【答案】(1);
(2)①或;
②若直线过定点,由对称性可知定点必在x轴上,设为,
设,,所以,
所以,所以,
令得,
因为,,所以,
所以,
所以为直线所过定点.
【详解】(1)由题意得,所以,
又因为,所以,,
所以C的方程为.
(2)①当直线与y轴垂直时,此时O,F,M,N四点共线,不合题意;
当直线与y轴不垂直时,设,,,
不妨设点M在x轴上方,点N在x轴下方,即,,
联立,消去x并整理得,
直线过椭圆的焦点,必有,,,
因为,即,所以,
所以,,
,,
所以,解得,,
所以或,
即直线的方程为或.
②略
30.已知椭圆:的焦距为2且经过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)、是椭圆长轴的两个端点,动点与、的连线分别与椭圆交于点、,为椭圆的左焦点,试判断的周长是否与有关,若是,用表示的周长;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)的周长为定值8,与无关,
【详解】(1)焦距为2,即,解得,所以,将代入得:,
联立,得:,解得,所以,
椭圆的标准方程:.
(2)
的周长与无关.
证明:设,则,,
同理可得,,
联立方程,得,,
则.
同理联立方程,可得,,
则.
又因为椭圆的右焦点为,
所以,,
因为,
说明P,Q,三点共线, 即直线PQ恒过点.
因为直线PQ恒过点,根据椭圆的定义,所以的周长为.
1.已知为椭圆的左、右焦点,过原点且倾斜角为的直线与椭圆的一个交点为,若,,则下列结论错误的是( )
A.点坐标为
B.
C.右焦点坐标为
D.椭圆的方程为
【答案】B
【详解】由题意知,是直角在点的直角三角形,是中点,由直角三角形的性质得,
,
直线倾斜角为,故点,
则,解得,
故,故A正确;
把代入椭圆方程得,解得,
故,故B错误;
右焦点坐标为,故C正确;
椭圆方程为,故D正确.
2.古希腊数学家在研究圆锥曲线时发现了椭圆的光学性质,从椭圆的一个焦点发出的光线经过椭圆上的点反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点,且在点处的切线垂直于的平分线.若坐标原点到切线的距离为,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】记是的平分线,设点处的切线为直线,则.
设,则,所以根据椭圆光学性质,
点处切线与、的夹角均为,即.
过点作,过点作,过点作,则,
点、到切线的距离分别为,
.
因为为的中点,,由梯形中位线性质得,
原点到切线的距离为:.
由题知,解得,即,故.
在中,由余弦定理得: ,
结合椭圆定义,将右边变形为:
,
代入,,得,整理得,即.
椭圆离心率.
3.方程表示的曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】表示动点到定点的距离,表示动点到定点的距离,
所以,原方程等价于,因为两定点间距,符合椭圆的定义,
所以,的轨迹为椭圆,其中焦点为、,即焦点在轴上,焦距,得;长轴长,得.
所以,,焦点在轴上的椭圆标准方程为,
所以,方程表示的曲线的标准方程为.
4.除了我们学习过的圆锥曲线,平面内还有很多形状优美的曲线,例如方程所表示的曲线被称为“四叶玫瑰线”,下列关于曲线的4个命题:
①曲线既是轴对称图形,又是中心对称图形;
②曲线上两点之间的最大距离为;
③将横纵坐标都是整数的点称为整点,则曲线上有且只有5个整点;
④若直线与曲线只有一个交点,则满足条件的直线有且仅有一条.
其中真命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【详解】对于①,由方程,
将方程中的替换为,可得,即为,
所以曲线的图形关于轴对称;
将方程中的替换为,可得,即为,
所以曲线的图形关于轴对称;
将方程中的分别替换为,可得,
即为,所以曲线的图形关于原点对称,
所以曲线既是轴对称图形,又是中心对称图形,所以①是真命题;
对于②,设是曲线上的任意一点,则,
由,所以,
所以,即,
可得,所以,即,则
根据曲线的对称性,可得曲线上两点之间的最大距离为,所以②是真命题;
对于③,因为,由,可得,
所以,即,
当时,只有,,,,满足,
即只有满足条件,
所以曲线上有且只有5个整点,所以③是真命题;
对于④,联立方程组,可得,
整理得,
当时,等式恒成立,所以是交点;
当时,可得,即,
当时,可得,此时,直线与曲线仅有1个交点;
当时,此时有解,对应两个交点,所以直线与曲线有3个交点,
所以若直线与曲线只有一个交点,则满足条件的直线有且仅有一条,
所以④为真命题,
综上可得,①②③④都是真命题,,所以真命题的个数为4个.
5.下列说法正确的是
A.若定点,满足,动点满足,则动点的轨迹是椭圆
B.若定点,满足,动点满足,则动点的轨迹是椭圆
C.当时,方程表示椭圆
D.若动点的轨迹方程为,则点的轨迹是椭圆,且焦点坐标为
【答案】D
【详解】平面内到两个定点(焦点)的距离之和等于常数(大于两焦点间距离)的点的轨迹是椭圆,
对于A,;
对于B,,故AB均错;
对于C,方程表示椭圆,则有,故C错误;
若动点的轨迹方程为,则点的轨迹是椭圆,且,,故焦点坐标为,故D正确.
6.年月日时分,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,则下列结论中正确的是( )
①椭圆的长轴长为;②线段长度的取值范围是;③的面积最小值是;④的周长恒为.
A.①② B.②③ C.①②③ D.①②④
【答案】D
【详解】对于①,由题意,半圆半径,则椭圆短半轴长,焦距,所以长半轴长,
则椭圆长轴长,故①正确;
对于②,因为三点共线,且在圆上,所以, 则,
设,则, 又在椭圆 上,所以, 所以,
因为,所以,即, 所以,故②正确;
对于③,设直线的方程为, 联立,得, 联立,得,
所以 ,
当时,;当时,, 所以的面积取值范围是,最小值不是,故③错误;
对于④,由,可知为椭圆的下焦点, 由椭圆的定义可知, 又,
所以的周长为,故④正确,
综上所述,正确的结论是①②④,故D正确.
7.椭圆:()的左右焦点分别为,,是上一点且.是内心,连接的直线交轴于.若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】如图所示;
是内心,是的角平分线,.
又,.
在中,由正弦定理得,在中,由正弦定理得,,.
,,.
由椭圆的定义得,,,.
在中,由余弦定理得,
,化简得.
该椭圆的离心率为.
8.已知椭圆的两个焦点分别是,,为椭圆上一点.
(1)若椭圆和椭圆共焦点,且点的坐标为,求椭圆的标准方程;
(2)若,面积为,且椭圆的离心率为,求椭圆的长轴长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设椭圆的标准方程为,半焦距为,
由椭圆和椭圆共焦点,则设其长半轴长为,短半轴长为,半焦距为,
则,,则,则①,
又为椭圆上一点,则②,
联立①和②,得,解得,或(舍去);
则,所以椭圆的标准方程为.
(2)设椭圆的长半轴长为,半焦距为,
由椭圆的两个焦点分别是,,为椭圆上一点,
则,,
又,面积为,
则,即,
则由余弦定理得,
即③,
又椭圆的离心率为,即,即④,
联立③和④,得,得,
所以椭圆的长轴长为.
9.设椭圆的左,右焦点是,,离心率为,上顶点坐标为
(1)求椭圆的方程;
(2)设P为椭圆上一点,且,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意知,解得.
故椭圆的方程为
(2)由(1)知,所以 .
又为椭圆上一点,所以,
在中,由余弦定理,得,
即①.
将平方,得 ②.
①—②,整理得,
所以.
10.已知椭圆的离心率,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)椭圆上的两点,关于直线对称,求弦的中点坐标.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由离心率定义可知,,因此可得,即,
又,即,即,又因为点在椭圆上,
所以,即,解得,从而得到.
所以椭圆的标准方程为
(2)如图:
因为椭圆上的两点,关于直线对称,
所以直线与直线垂直,又直线的斜率为2,
;
设,,两点都在椭圆上,即在椭圆上,
因此,两式作差,整理得,
即.
设弦的中点为,故有,,
所以,即,
又因为,故有 ①,
又因为弦的中点为也在直线上,
所以 ②,
由①②可得:,.
因此弦的中点为.
1.已知椭圆的焦距等于4,则其离心率的值为( )
A.或 B. C.或 D.
【答案】A
【详解】椭圆的焦距,即,
当焦点在轴上时,其短半轴长,
则长半轴长,离心率;
当焦点在轴上时,其长半轴长,则离心率,
所以椭圆的离心率为或.
2.已知椭圆C:的左右两个焦点分别为、,点是椭圆上任意一点,则下列说法正确的是( )
A.的最大面积为3 B.若,则点的纵坐标为
C.存在点,使得 D.的取值范围为
【答案】B
【详解】对于椭圆C:,,,,
对于A,当位于椭圆的上、下顶点时,的面积最大,
所以的面积最大值为,故A错误;
对于B,设,则,
在中,,
即,解得或,
根据对称性,不妨设,则,,
,
又,
所以,解得,故B正确;
对于C,以为直径的圆方程为,
若存在点,使得,则点在以线段为直径的圆上,
联立,方程组无解,
故不存在点,使得,故C错误;
对于D,设点,
,
因为,所以,故D错误.
3.设椭圆C:的左、右焦点分别是,,左、右顶点分别是,,点P是椭圆C上异于,的任意一点,则下列说法正确的个数是( )
①若,则的内切圆半径
②的最小值为3
③
④的取值范围为
⑤使为直角三角形的点有4个
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【详解】对于C:,,,
则,
设,,则,
对于①,在中,由余弦定理得,,
即,即,解得,
的面积,的周长,
所以内切圆半径,故①正确;
对于②,
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为,故②错误;
设,则,即,
对于③,,故③正确;
对于④,,,
所以,
因为,所以,故④错误;
对于⑤,当时,易知点有两个;
当时,易知点有两个;
当时,则点在以线段为直径的圆上,
以线段为直径的圆的方程为,
联立,方程组无解,
即不存在点使得,
综上所述,使为直角三角形的点有4个,故⑤正确.
综上,正确的个数为个.
4.设椭圆:的左,右焦点分别为,,为坐标原点,过的直线与交于,两点,且,,则的离心率为()
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设,由得,因此.
根据椭圆的定义,,
,
由,可知为直角三角形(直角在),由勾股定理,
得,展开并化简:
因,两边除以得,
由此可得,,
又因为共线,且,所以,即为直角三角形,
由勾股定理,得,
得,所以,因此离心率.
5.已知,分别是椭圆:()的左、右焦点,是上一点,若(),且,则的离心率的取值范围为______.
【答案】
【详解】设,由椭圆定义可得,
设,则,所以,即,
因为,所以,
即,
两式相除得:,
所以,因为,所以,
根据对勾函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,,所以,所以,
所以,所以,所以.
6.焦点在x轴上的椭圆,离心率为,点分别是椭圆的左焦点和右顶点,P是椭圆上任一点,则的取值范围为______
【答案】
【详解】由椭圆的焦点在x轴上,得,
由,解得,
所以椭圆的方程为,则.
设,
则
,
由可得,
则的取值范围为.
7.直线被椭圆所截得的弦长为,则实数t=______.
【答案】
【详解】由,得,
,
所以.
设直线与椭圆的交点为,
则,
所以弦长,
整理得,,
解得.
8.定义离心率的椭圆为“西瓜椭圆”.已知椭圆:()是“西瓜椭圆”,则______.若“西瓜椭圆”:()的右焦点为,直线()与椭圆交于,两点,以线段为直径的圆过点,则______.
【答案】9
【详解】对于椭圆,由题意得其离心率,,,所以,
进而,解得,
对于椭圆,由题意得其离心率,进而,
且,进而有,
因为直线过原点,所以是线段的中点,
因为以线段为直径的圆过点,所以,
即以线段为直径的圆的方程为,
设点,则有,,,
将代入后两式得,联立整理得,
将与代入得,即,
结合,解得.
9.已知椭圆:,且焦点在轴上,过点
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,为坐标原点,若,求直线的方程及弦长.
【答案】(1).
(2)直线的方程为或,弦长.
【详解】(1)椭圆的焦点在轴上,所以.
将点代入方程,得,即,所以.
因此椭圆的方程为.
(2)当直线的斜率不存在时,与椭圆交于,此时共线,,不合题意.
设,交点为.
将代入,整理得.
由韦达定理得.
又,所以.
由得,于是.
代入韦达定理的结果,得,即.
令,得,即,所以,即.
因此或,此时,
直线的方程为或.
弦长.
10.已知椭圆:()的左、右焦点分别为,,且经过点,直线过点与椭圆交于,两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若的面积为,求直线的方程;
(3)在轴上是否存在一点,使得恒成立?若存在,求出点坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)存在,
【详解】(1)因为椭圆过点,所以①
又因为是椭圆的焦点,所以②
由①②,解得,,
所以椭圆的标准方程:
(2)直线为水平直线时,三点共线,不符合题意,
设直线方程为,
联立,得,
,
设,,,
则
由于在线段上,,其中,
因此,整理得,
所以,解得(负值舍),
因此直线方程为,即或.
(3)设则
当不是水平直线时,
,得,所以
得对一切恒成立,故,
所以定点为;
当是水平直线时,,,有成立
所以存在定点,使得恒成立
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