专题九 解析几何第二十六讲 椭圆答案 (1)
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(一)椭圆的定义:1、椭圆的定义:平面内与两个定点1F 、2F 的距离之和等于定长(大于12||F F )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点 1F 、2F 叫做椭圆的焦点,两焦点的距离12||F F 叫做椭圆的焦距。
对椭圆定义的几点说明: (1)“在平面内”是前提,否则得不到平面图形(去掉这个条件,我们将得到一个椭球面);(2)“两个定点”的设定不同于圆的定义中的“一个定点”,学习时注意区分; (3)作为到这两个定点的距离的和的“常数”,必须满足大于| F 1F 2|这个条件。
若不然,当这个“常数”等于| F 1F 2|时,我们得到的是线段F 1F 2;当这个“常数”小于| F 1F 2|时,无轨迹。
这两种特殊情况,同学们必须注意。
(4)下面我们对椭圆进行进一步观察,发现它本身具备对称性,有两条对称轴和一个对称中心,我们把它的两条对称轴与椭圆的交点记为A 1, A 2, B 1, B 2,于是我们易得| A 1A 2|的值就是那个“常数”,且|B 2F 2|+|B 2F 1|、|B 1F 2|+|B 1F 1|也等于那个“常数”。
同学们想一想其中的道理。
(5)中心在原点、焦点分别在x 轴上,y 轴上的椭圆标准方程分别为:22222222x y y x 1(a b 0),1(a b 0),a b a b +=>>+=>> 相同点是:形状相同、大小相同;都有 a > b > 0 ,222a cb =+。
不同点是:两种椭圆相对于坐标系的位置不同,它们的焦点坐标也不同(第一个椭圆的焦点坐标为(-c ,0)和(c ,0),第二个椭圆的焦点坐标为(0,-c )和(0,c )。
椭圆的焦点在 x 轴上⇔标准方程中x 2项的分母较大;椭圆的焦点在 y 轴上⇔标准方程中y 2项的分母较大。
(二)椭圆的几何性质:椭圆的几何性质可分为两类:一类是与坐标系有关的性质,如顶点、焦点、中心坐标;一类是与坐标系无关的本身固有性质,如长、短轴长、焦距、离心率.对于第一类性质,只要2222x y 1(a b 0)a b +=>>的有关性质中横坐标x 和纵坐标y 互换,就可以得出2222y x 1(a b 0)a b +=>>的有关性质。
圆锥曲线第1讲椭圆【知识要点】一、椭圆的定义1. 椭圆的第一定义:平面内到两个定点FI、F2的距离之和等于定长2a( 2a FIF2)的点的轨迹叫椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两个焦点之间的距离叫做焦距。
注1 :在椭圆的定义中,必须强调:到两个定点的距离之和(记作2a)大于这两个定点之间的距离FIF2(记作2c),否则点的轨迹就不是一个椭圆。
具体情形如下:(i)当2a 2c时,点的轨迹是椭圆;(ii)当2a 2c时,点的轨迹是线段FIF2;(iii)当2a 2c时,点的轨迹不存在。
注2 :若用M表示动点,则椭圆轨迹的几何描述法为MFI MF2 2a( 2a 2c,F1F2 2c)即MF i MF2 F1F2注3:凡是有关椭圆上的点与焦点的距离问题,通常可利用椭圆的第一定义求解,即隐含条,,, MF1 MF2 2a 工―r宀、r件: 1 2千万不可忘记。
2. 椭圆的第二定义:平面内到某一定点的距离与它到定直线的距离之比等于常数椭圆。
、椭圆的标准方程(1) 焦点在X轴、中心在坐标原点的椭圆的标准方程是(2) 焦点在y轴、中心在坐标原点的椭圆的标准方程是e( 0 e 1)的点的轨迹叫做Xb2b 0);2注1:若题目已给出椭圆的标准方程,那其焦点究竟是在X 轴还是在y 轴,主要看长半轴跟谁走。
长半轴跟X 走,椭圆的焦点在 X 轴;长半轴跟y走,椭圆的焦点在 y轴。
(1)注2:求椭圆的方程通常采用待定系数法。
若题目已指明椭圆的焦点的位置,则可设2 2 2 2X y Iy X I其方程为^b(a b 0)或(a b 0);若题目未指明椭圆的焦2 2 λ点究竟是在 X 轴上还是y轴上,则中心在坐标原点的椭圆的方程可设为 mX ny 1(m 0,n O ,且 m n )三、椭圆的性质2X-2以标准方程a对称性:关于X 轴、y轴轴对称,关于坐标原点中心对称;长轴长为2a,短轴长为2b,焦距为2c;(1) 范围:a)为例,其他形式的方程可用同样的方法得到相关结论。
专题九 解析几何第二十五讲 椭圆答案部分 2019年2x =,则22A F x =,所以23BF AB x ==. 由椭圆定义122BF BF a +=,即42x a =.又1224AF AF a x +==,22AF x =,所以12AF x =. 因此点A 为椭圆的上顶点,设其坐标为()0,b .由222AF BF =可得点B 的坐标为3,22b ⎛⎫-⎪⎝⎭. 因为点B 在椭圆()222210x y a b a b +=>>上,所以291144a +=.解得23a =.又1c =,所以22b =.所以椭圆方程为22132x y +=.故选B.2.解析:由题意可得:232p p p ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,解得8p =.故选D .3.解析(I )由题意得,b 2=1,c =1.所以a 2=b 2+c 2=2.所以椭圆C 的方程为2212x y +=.(Ⅱ)设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2), 则直线AP 的方程为1111y y x x -=+.令y =0,得点M 的横坐标111M x x y =--. 又11y kx t =+,从而11||||1M x OM x kx t ==+-.同理,22||||1x ON kx t =+-.由22,12y kx t x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得222(12)4220k x ktx t +++-=. 则122412kt x x k +=-+,21222212t x x k -=+.所以1212||||||||11x x OM ON kx t kx t ⋅=⋅+-+-()12221212||(1)(1)x x k x x k t x x t =+-++-22222222212||224(1)()(1)1212t k t kt k k t t k k -+=-⋅+-⋅-+-++12||1tt+=-. 又||||2OM ON ⋅=,所以12||21tt+=-. 解得t=0,所以直线l 为y kx =,所以直线l 恒过定点(0,0). 4.解析 (1)设椭圆C 的焦距为2c . 因为F 1(-1,0),F 2(1,0),所以F 1F 2=2,c =1. 又因为DF 1=52,AF 2⊥x 轴,所以DF 232==, 因此2a =DF 1+DF 2=4,从而a =2.由b 2=a 2-c 2,得b 2=3.因此,椭圆C 的标准方程为22143x y +=.(2)解法一:由(1)知,椭圆C :22143x y +=,a =2,因为AF 2⊥x 轴,所以点A 的横坐标为1.将x =1代入圆F 2的方程(x -1) 2+y 2=16,解得y =±4.因为点A 在x 轴上方,所以A (1,4). 又F 1(-1,0),所以直线AF 1:y =2x +2.由22()22116y x x y =+-+=⎧⎨⎩,得256110x x +-=, 解得1x =或115x =-. 将115x =-代入22y x =+,得 125y =-, 因此1112(,)55B --.又F 2(1,0),所以直线BF 2:3(1)4y x =-.由221433(1)4x y x y ⎧⎪⎪⎨⎪+=-⎩=⎪,得276130x x --=,解得1x =-或137x =. 又因为E 是线段BF 2与椭圆的交点,所以1x =-. 将1x =-代入3(1)4y x =-,得32y =-.因此3(1,)2E --. 解法二:由(1)知,椭圆C :22143x y +=.如图所示,联结EF 1.因为BF 2=2a ,EF 1+EF 2=2a ,所以EF 1=EB , 从而∠BF 1E =∠B .因为F 2A =F 2B ,所以∠A =∠B , 所以∠A =∠BF 1E ,从而EF 1∥F 2A . 因为AF 2⊥x 轴,所以EF 1⊥x 轴.因为F 1(-1,0),由221431x x y ⎧⎪⎨+==-⎪⎩,得32y =±.又因为E 是线段BF 2与椭圆的交点,所以32y =-. 因此3(1,)2E --.5.解析:设椭圆的右焦点为F ',连接PF ',线段PF 的中点A 在以原点O 为圆心,2为半径的圆, 连接AO ,可得24PF AO '==,设P 的坐标为(m,n ),可得2343m -=,可得32m =-,2n = 由(2,0)F -,可得直线PF的斜率为2322=-+6.解:(1)连结1PF ,由2PO F △为等边三角形可知在12F PF △中,1290F PF ∠=︒,2PF c =,1PF =,于是1221)a PF PF c =+=,故C的离心率是1ce a==. (2)由题意可知,满足条件的点(,)P x y 存在当且仅当1||2162y c ⋅=,1y yx c x c⋅=-+-,22221x y a b +=,即||16c y =,① 222x y c +=,②22221x y a b+=,③ 由②③及222a b c =+得422b y c =,又由①知22216y c=,故4b =.由②③得()22222a x c b c=-,所以22c b ≥,从而2222232,a b c b =+≥=故a ≥当4b =,a ≥时,存在满足条件的点P . 所以4b =,a的取值范围为)+∞.7.解析(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,由已知有2b =,又由222a b c =+,消去b得2222a a c ⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭,解得12c a =.所以,椭圆的离心率为12. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,2a c =,b = ,故椭圆方程为2222143x y c c+=.由题意,(),0F c -,则直线l 的方程为3()4y x c =+. 点P 的坐标满足22221433()4x y c c y x c ⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,,,消去y 并化简,得到2276130x cx c +-=,解得1x c =,2137c x =-,代入到l 的方程,解得132y c =,2914y c =-. 因为点P 在x 轴上方,所以3,2P c c ⎛⎫⎪⎝⎭.由圆心C 在直线4x =上,可设()4,C t . 因为OC AP ∥,且由(Ⅰ)知()2,0A c -,故3242c tc c=+,解得2t =.因为圆C 与x 轴相切,所以圆的半径为2,又由圆C 与l2=,可得2c =.所以,椭圆的方程为2211612x y +=. 8.解析 设(,)M m n ,,0m n >,椭圆C :22:13620x y C +=的6a =,b =,2c =,23c e a ==,由于M 为C 上一点且在第一象限,可得12||||MF MF >, 12MF F △为等腰三角形,可能1||2MF c =或2||2MF c =,即有2683m +=,即3m =,n = 2683m -=,即30m =-<,舍去.可得M .9.解析(1)设()111,,,2D t A x y ⎛⎫-⎪⎝⎭,则2112x y =.由于y'x =,所以切线DA 的斜率为1x ,故11112y x x t+=- ,整理得112 2 +1=0. tx y -设()22,B x y ,同理可得222 2 +1=0tx y -. 故直线AB 的方程为2210tx y -+=. 所以直线AB 过定点1(0,)2.(2)由(1)得直线AB 的方程为12y tx =+. 由2122y tx x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,可得2210x tx --=. 于是()21212122,121x x t y y t x x t +=+=++=+.设M 为线段AB 的中点,则21,2M t t ⎛⎫+⎪⎝⎭. 由于EM AB ⊥,而()2,2EM t t =-,AB 与向量(1, )t 平行,所以()220t t t +-=.解得t =0或1t =±.当t =0时,||EM =2,所求圆的方程为22542x y ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭; 当1t =±时,||2EM =22522x y ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭.2010-2018年1.C 【解析】不妨设0a >,因为椭圆C 的一个焦点为(20),,所以2c =,所以222448a b c =+=+=,所以C 的离心率为2c e a ==.故选C . 2.D 【解析】由题设知1290F PF ∠=,2160PF F ∠=︒,12||2F F c =,所以2||PF c =,1||PF .由椭圆的定义得12||||2PF PF a +=2c a +=,所以1)2c a =,故椭圆C 的离心率1c e a ===.故选D .3.C 【解析】由题意25=a ,=a P 到该椭圆的两个焦点的距离之和为2=a ,故选C .4.B 【解析】由题意可知29a =,24b =,∴2225c a b =-=,∴离心率c e a ==,选B .5.A 【解析】以线段12A A 为直径的圆是222x y a +=,直线20bx ay ab -+=与圆相切,所以圆心到直线的距离d a ==,整理为223a b =,即()22222323a a c a c =-⇒=,即2223c a = ,3c e a ==,故选A .6.A 【解析】当03m <<,焦点在x 轴上,要使C 上存在点M 满足120AMB ∠=,则tan 603ab ≥=≥,得01m <≤;当3m >,焦点在y 轴上,要使C 上存在点M 满足120AMB ∠=,则tan 603ab ≥=≥, 得9m ≥,故m 的取值范围为(0,1][9,)+∞,选A .7.B 【解析】不妨设直线l 过椭圆的上顶点(0,)b 和左焦点(,0)c -,0,0b c >>,则直线l的方程为0bx cy bc -+=124b =⨯,解得223b c =,又222b ac =-,所以2214c a =,即12e =,故选B .8.A 【解析】由题意,不妨设点P 在x 轴上方,直线l 的方程为()(0)y k x a k =+>,分别令x c =-与0x =,得||()FM k a c =-,||OE ka =,设OE 的中点为G ,由OBG FBM ∆∆,得||||||||OG OB FM BF =,即2()ka a k a c a c =-+,整理得13c a =,所以椭圆C 的离心率13e =,故选A . 9.B 【解析】∵抛物线C :28y x =的焦点坐标为(2,0),准线l 的方程为2x =- ①,设椭圆E 的方程为22221(0)x y a b a b+=>>,所以椭圆E 的半焦距2c =,又椭圆的离心率为12,所以4,a b ==E 的方程为2211612x y +=②,联立①②, 解得(2,3),(2,3)A B ---或(2,3),(2,3)A B ---,所以||6AB =,选B . 10.B 【解析】由题意得:222549m =-=,因为0m >,所以3m =,故选C . 11.A 【解析】设椭圆的左焦点为1F ,半焦距为c ,连结1AF ,1BF ,则四边形1AF BF 为平行四边形,所以11||||||||4AF BF AF BF +=+=,根据椭圆定义,有11||||||||4AF AF BF BF a +++=,所以84a =,解得2a =.因为点M 到直线l :340x y +=的距离不小于45,即44,155b b ≥≥,所以21b ≥,所以2221,41a c c --≥≥,解得0c <0c a <,所以椭圆的离心率的取值范围为.12.D 【解析】由题意可设,sin )Q αα,圆的圆心坐标为(0,6)C ,圆心到Q 的距离为||CQ ===,当且仅当2sin 3α=-时取等号,所以max max ||||PQ CQ r +==≤Q P ,两点间的最大距离是.13.D 【解析】设1122(,),(,)A x y B x y ,则12x x +=2,12y y +=-2,2211221x y a b += ① 2222221x y a b+= ② ①-②得1212121222()()()()0x x x x y y y y a b+-+-+=, ∴AB k =1212y y x x --=212212()()b x x a y y +-+=22b a,又AB k =0131+-=12,∴22b a =12,又9=2c =22a b -,解得2b =9,2a =18,∴椭圆方程为221189x y +=,故选D. 14.D【解析】∵1,2,c a b === D.15.C 【解析】∆21F PF 是底角为30的等腰三角形221332()224c PF F F a c c e a ⇒==-=⇔==16.5【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由2AP PB =,得1212212(1)x x y y -=⎧⎨-=-⎩,即122x x =-,1232y y =-.因为点A ,B 在椭圆上,所以222222224(3)44x x m x y m⎧+-=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,得21344y m =+,所以2222221591(32)(5)444244x m y m m m =--=-+-=--+≤,所以当5m =时,点B 横坐标的绝对值最大,最大值为2. 17.2【解析】设左焦点为1F ,由F 关于直线by x c=的对称点Q 在椭圆上, 得||||OQ OF =,又1||||OF OF =,所以1F Q QF ⊥,不妨设1||QF ck =, 则||QF bk =,1||F F ak =,因此2c ak =,又2a ck bk =+, 由以上二式可得22c ak a b c==+,即c a a b c=+,即22a c bc =+,所以bc =,e =. 18.2【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,分别代入椭圆方程相减得 1212121222()()()()0x x x x y y y y a b -+-++=,根据题意有12122,2x x y y +=+=,且121212y y x x -=--,所以22221()02a b +⨯-=,得222a b =,整理222a c =,所以e =.19.12【解析】设MN 交椭圆于点P ,连接1F P 和2F P ,利用中位线定理可得AN BN +=122222412F P F P a a +=⨯==.202(,)b A c a,2(,)b B c a -,由题意可知点D 为1F B 的中点,所以点D 的坐标为2(0,)2b a-,由B F AD 1⊥,所以11AD F B k k ⋅=-22ac =,解得3e =. 21.22312x y +=【解析】由题意得通径22AF b =,∴点B 坐标为251(,)33c B b -- 将点B 坐标带入椭圆方程得22221()53()13b c b--+=, 又221b c =-,解得222313b c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩∴椭圆方程为22312x y +=. 22.13-【解析】由题意可知,21F MF ∆中,︒=∠︒=∠︒=∠90,30,60211221MF F F MF F MF ,所以有⎪⎩⎪⎨⎧==+==+12212221222132)2(MF MF a MF MF c F F MF MF ,整理得13-==a c e ,故答案为13-.23由椭圆的性质可知:1AF a c =-,122F F c =,1F B a c =+.又已知1AF ,12F F ,1F B 成等比数列,故2()()(2)a c a c c -+=,即2224a c c -=,则225a c =.故c e a ==.24.(0,1)±【解析】设点A 的坐标为(,)m n ,B 点的坐标为(,)c d .12(F F,可得1()F A m n =,2()F B c d =,∵125F A F B =,∴55m nc d +==,又点,A B 在椭圆上, ∴2213m n +=,22(5()135m n ++=,解得0,1m n ==±, ∴点A 的坐标是(0,1)±.25.【解析】(1)因为椭圆C的焦点为12(),F F -,可设椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b +=>>.又点1)2在椭圆C 上,所以2222311,43,a ba b ⎧+=⎪⎨⎪-=⎩,解得224,1,a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩ 因此,椭圆C 的方程为2214x y +=.因为圆O 的直径为12F F ,所以其方程为223x y +=.(2)①设直线l 与圆O 相切于0000(),,(00)P x y x y >>,则22003x y +=, 所以直线l 的方程为0000()x y x x y y =--+,即0003x y x y y =-+. 由220001,43,x y x y x y y ⎧+=⎪⎪⎨⎪=-+⎪⎩消去y ,得222200004243640()x y x x x y +-+-=.(*)因为直线l 与椭圆C 有且只有一个公共点,所以222222000000()()(24)44364(48)20x x y y y x =--+-=-=∆. 因为00,0x y >,所以001x y ==. 因此,点P的坐标为. ②因为三角形OAB,所以1 2AB OP ⋅=7AB =. 设1122,,()(),A x y B x y ,由(*)得001,2x =,所以2222121()()x B y y x A =-+-222000222200048(2)(1)(4)x y x y x y -=+⋅+.因为22003x y +=,所以22022016(2)32(1)49x AB x -==+,即42002451000x x -+=, 解得22005(202x x ==舍去),则2012y =,因此P的坐标为2.综上,直线l的方程为y =+26.【解析】(1)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则2211143x y +=,2222143x y +=. 两式相减,并由1212y y k x x -=-得1212043x x y y k +++⋅=.由题设知1212x x +=,122y y m +=, 于是34k m=-.①由题设得302m <<,故12k <-. (2)由题意得(1,0)F ,设33(,)P x y ,则331122(1,)(1,)(1,)(0,0)x y x y x y -+-+-=.由(1)及题设得3123()1x x x =-+=,312()20y y y m =-+=-<. 又点P 在C 上,所以34m =,从而3(1,)2P -,3||2FP =.于是1||(22xFA x ===-.同理2||22x FB =-. 所以121||||4()32FA FB x x +=-+=. 故2||||||FP FA FB =+27.【解析】(1)由题意得2c =,所以c =又3c e a ==,所以a =2221b a c =-=, 所以椭圆M 的标准方程为2213x y +=. (2)设直线AB 的方程为y x m =+,由2213y x m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 可得2246330x mx m ++-=, 则2223644(33)48120m m m ∆=-⨯-=->,即24m <,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则1232mx x +=-,212334m x x -=,则12|||AB xx =-==易得当20m =时,max ||AB =,故||AB .(3)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,33(,)C x y ,44(,)D x y ,则221133x y += ①,222233x y += ②,又(2,0)P -,所以可设1112PA y k k x ==+,直线PA 的方程为1(2)y k x =+, 由122(2)13y k x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 可得2222111(13)121230k x k x k +++-=,则2113211213k x x k +=-+,即2131211213k x x k =--+, 又1112y k x =+,代入①式可得13171247x x x --=+,所以13147y y x =+, 所以1111712(,)4747x y C x x --++,同理可得2222712(,)4747x y D x x --++.故3371(,)44QC x y =+-,4471(,)44QD x y =+-, 因为,,Q C D 三点共线,所以34437171()()()()04444x y x y +--+-=,将点,C D 的坐标代入化简可得12121y y x x -=-,即1k =.28.【解析】(1)设椭圆的焦距为2c ,由已知得2259c a =,又由222a b c =+,可得23.a b =由||AB ==,从而3,2a b ==.所以,椭圆的方程为22194x y +=. (2)设点P 的坐标为11(,)x y ,点M 的坐标为22(,)x y ,由题意,210x x >>, 点Q 的坐标为11(,).x y -- 由BPM △的面积是BPQ △面积的2倍, 可得||=2||PM PQ ,从而21112[()]x x x x -=--,即215x x =.易知直线AB 的方程为236x y +=,由方程组236,,x y y kx +=⎧⎨=⎩消去y ,可得2632x k =+.由方程组221,94,x y y kx ⎧+⎪=⎨⎪=⎩消去y,可得1x =. 由215x x =5(32)k =+,两边平方,整理得2182580k k ++=,解得89k =-,或12k =-. 当89k =-时,290x =-<,不合题意,舍去; 当12k =-时,212x =,1125x =,符合题意.所以,k 的值为12-.29.【解析】(1)设(,)P x y ,00(,)M x y ,则0(,0)N x ,0(,)NP x x y =-,0(0.)NM y =.由2NP NM =得 0x x =,02y y =. 因为00(,)M x y 在C 上,所以22122x y +=. 因此点P 的轨迹方程为222x y +=.(2)由题意知(1,0)F -.设(3,)Q t -,(,)P m n ,则(3,)OQ t =-,(1,)PF m n =---,33OQ PF m tn ⋅=+-, (,)OP m n =,(3,)PQ m t n =---,由1OP PQ ⋅=得2231m m tn n --+-=,又由(1)知222m n +=, 故330m tn +-=.所以0OQ PF ⋅=,即OQ PF ⊥.又过点P 存在唯一直线垂直与OQ ,所以过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .30.【解析】(Ⅰ)设椭圆的离心率为e .由已知,可得21()22b c a c +=.又由222b a c =-,可得2220c ac a +-=,即2210e e +-=.又因为01e <<,解得12e =.所以,椭圆的离心率为12. (Ⅱ)(ⅰ)依题意,设直线FP 的方程为(0)x my c m =->,则直线FP 的斜率为1m. 由(Ⅰ)知2a c =,可得直线AE 的方程为12x yc c+=,即220x y c +-=,与直线FP 的方程联立,可解得(22)3,22m c cx y m m -==++, 即点Q 的坐标为(22)3(,)22m c cm m -++.由已知|FQ |=32c ,有222(22)33[]()()222m c c cc m m -++=++,整理得2340m m -=,所以43m =,即直线FP 的斜率为34.(ii )由2a c =,可得b =,故椭圆方程可以表示为2222143x y c c+=.由(i )得直线FP 的方程为3430x y c -+=,与椭圆方程联立22223430,1,43x y c x y c c-+=⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y ,整理得2276130x cx c +-=,解得137cx =-(舍去),或x c =. 因此可得点3(,)2cP c,进而可得5|2|c FP ==,所以53||||||22c cFP FQ Q c P -=-==.由已知,线段PQ 的长即为PM 与QN 这两条平行直线间的距离,故直线PM 和QN 都垂直于直线FP . 因为QN FP ⊥,所以339||||tan 248c cQN FQ QFN =⋅∠=⨯=,所以FQN △的面积为2127||||232c FQ QN =,同理FPM △的面积等于27532c ,由四边形PQNM 的面积为3c ,得22752733232c c c -=,整理得22c c =,又由0c >,得2c =. 所以,椭圆的方程为2211612x y +=. 31.【解析】(Ⅰ)由椭圆的离心率为2,得2222()a a b =-,又当1y =时,2222a x a b =-,得2222a a b-=,所以24a =,22b =,因此椭圆方程为22142x y +=. (Ⅱ)设1122(,),(,)A x y B x y ,联立方程2224y kx mx y =+⎧⎨+=⎩ 得222(21)4240k x kmx m +++-=, 由0∆> 得2242m k <+ (*)且122421kmx x k +=+ , 因此122221my y k +=+ , 所以222(,)2121km mD k k -++ ,又(0,)N m - , 所以222222()()2121km m ND m k k =-++++ 整理得:2242224(13)(21)m k k ND k ++=+ ,因为NF m =所以2422222224(31)831(21)(21)ND k k k k k NF+++==+++令283t k =+,3t ≥ 故21214t k ++=所以2221616111(1)2ND t t NFt t=+=++++. 令1y t t=+,所以211y t '=-. 当3t ≥时,0y '>,从而1y t t =+在[3,)+∞上单调递增, 因此1103t t +≥,等号当且仅当3t =时成立,此时0k =,所以22134ND NF+=≤,由(*)得m <<且0m ≠,故12NDNF ≥, 设2EDF θ∠=, 则1sin 2NF ND θ=≥ , 所以θ得最小值为6π. 从而EDF ∠的最小值为3π,此时直线l 的斜率时0. 综上所述:当0k =,(m ∈⋃时,EDF ∠取得最小值为3π. 32.【解析】(Ⅰ)设椭圆C 的方程为22221(0,0)x y a b a b+=>>.由题意得2,2a c a=⎧⎪⎨=⎪⎩解得c =所以2221b a c =-=.所以椭圆C 的方程为2214x y +=. (Ⅱ)设(,)M m n ,且22m -<<,则(,0),(,)D m N m n -.直线AM 的斜率2AM nk m =+,由AM DE ⊥,则1AM DE k k ⋅=-, 故直线DE 的斜率2DE m k n+=.所以直线DE 的方程为2()m y x m n +=--.直线BN 的方程为(2)2ny x m=--.联立2(),(2),2m y x m n n y x m +⎧=--⎪⎪⎨⎪=-⎪-⎩,解得点E 的纵坐标222(4)4E n m y m n -=--+. 由点M 在椭圆C 上,得2244m n -=.所以45E y n =-. 又12||||||||25BDE E S BD y BD n =⋅=⋅△,1||||2BDN S BD n =⋅△,所以BDE △与BDN △的面积之比为4:5. 33.【解析】(1)设椭圆的半焦距为c .因为椭圆E 的离心率为12,两准线之间的距离为8,所以12c a =,228a c=,解得2,1a c ==,于是b =因此椭圆E 的标准方程是22143x y +=.(2)由(1)知,1(1,0)F -,2(1,0)F .设00(,)P x y ,因为点P 为第一象限的点,故000,0x y >>. 当01x =时,2l 与1l 相交于1F ,与题设不符. 当01x ≠时,直线1PF 的斜率为001y x +,直线2PF 的斜率为01y x -. 因为11l PF ⊥,22l PF ⊥,所以直线1l 的斜率为001x y -+,直线2l 的斜率为001x y --,从而直线1l 的方程:001(1)x y x y +=-+, ① 直线2l 的方程:001(1)x y x y -=--. ② 由①②,解得20001,x x x y y -=-=,所以2001(,)x Q x y --.因为点Q 在椭圆上,由对称性,得20001x y y -=±,即22001x y -=或22001x y +=. 又P 在椭圆E 上,故2200143x y +=.由220022001143x y x y ⎧-=⎪⎨+=⎪⎩,解得00x y ==220022001143x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,无解. 因此点P的坐标为. 34.【解析】(I )由题意得,2a =,1b =.所以椭圆C 的方程为2214x y +=.又c ==2c e a ==. (II )设()00,x y P (00x <,00y <),则220044x y +=.又()2,0A ,()0,1B ,所以直线PA 的方程为()0022y y x x =--. 令0x =,得0022y y x M =--,从而002112y y x M BM =-=+-. 直线PB 的方程为0011y y x x -=+. 令0y =,得001x x y N =--,从而00221x x y N AN =-=+-. 所以四边形ABNM 的面积12S =AN ⋅BM 00002121212x y y x ⎛⎫⎛⎫=++ ⎪⎪--⎝⎭⎝⎭ ()22000000000044484222x y x y x y x y x y ++--+=--+00000000224422x y x y x y x y --+=--+2=.从而四边形ABNM 的面积为定值.35.【解析】(Ⅰ)设11(,)M x y ,则由题意知10y >.由已知及椭圆的对称性知,直线AM 的倾斜角为4π,又(2,0)A -,因此直线AM 的方程为2y x =+.将2x y =-代入22143x y +=得27120y y -=, 解得0y =或127y =,所以1127y =. 因此AMN ∆的面积11212144227749AMN S ∆=⨯⨯⨯=. (Ⅱ)将直线AM 的方程(2)(0)y k x k =+>代入22143x y +=得 2222(34)1616120k x k x k +++-=.由2121612(2)34k x k -⋅-=+得2122(34)34k x k -=+,故12||2|34AM x k =+=+.由题设,直线AN 的方程为1(2)y x k=-+,故同理可得212||43AN k =+.由2||||AM AN =得2223443kk k=++,即3246380k k k -+-=. 设32()4638f t t t t =-+-,则k 是()f t 的零点,22'()121233(21)0f t t t t =-+=-≥,所以()f t 在(0,)+∞单调递增,又260,(2)60f f =<=>, 因此()f t 在(0,)+∞有唯一的零点,且零点k在2)2k <<. 36.【解析】(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,由题意知24,2a c ==所以2,a b ===C 的方程为22142x y +=. (Ⅱ)(i)设()()0000,0,0P x y x y >>,由M (0,m ),可得()()00,2,,2.P x m Q x m - 所以直线PM 的斜率002m m m k x x -== ,直线QM 的斜率0023'm m mk x x --==-.此时'3k k =-,所以'k k为定值3-. (ii)设()()1122,,,A x y B x y ,直线P A 的方程为y kx m =+, 直线QB 的方程为3y kx m =-+.联立 22142y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ ,整理得()222214240k x mkx m +++-=.由20122421m x x k -=+可得()()21202221m x k x -=+ ,所以()()21122221k m y kx m m k x -=+=++, 同理()()()()2222222262,181181m k m x y m kx k x---==+++.所以()()()()()()()222221222222223221812118121m m k m x x k x k x k k x -----=-=++++,()()()()()()()()2222212222622286121812118121k m m k k m y y m m k x k x k k x ----+--=+--=++++ ,所以2212161116.44ABy y k k k x x k k -+⎛⎫===+ ⎪-⎝⎭由00,0m x >>,可知k>0,所以16k k+≥,等号当且仅当k =.6=,即7m =,符号题意.所以直线AB的斜率的最小值为2. 37.【解析】(Ⅰ)设(,0)F c ,由113||||||c OF OA FA +=,即113()cc a a a c +=-, 可得2223a c c -=,又2223a c b -==,所以21c =,因此24a =,所以椭圆的方程为22143x y +=.(Ⅱ)设直线的斜率为(0)k k ≠,则直线l 的方程为(2)y k x =-,设(,)B B B x y ,由方程组221,43(2),x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩消去y , 整理得2222(43)1616120k x k x k +-+-=,解得2x =或228643k x k -=+, 由题意得228643B k x k -=+,从而21243Bky k -=+, 由(Ⅰ)知(1,0)F ,设(0,)H H y ,有(1,)H FH y =-,2229412(,)4343k kBF k k -=++,由BF HF ⊥,得0BF HF ⋅=,所以222124904343Hky k k k -+=++, 解得29412H k y k -=,因此直线MH 的方程为219412k y x k k-=-+,设(,)M M M x y ,由方程组2194,12(2),k y x k k y k x ⎧-=-+⎪⎨⎪=-⎩消去y ,得2220912(1)M k x k +=+, 在MAO ∆中,MOA MAO ∠=∠⇔||||MA MO =,即2222(2)M MMMx y x y -+=+,化简得1M x =,即22209112(1)k k +=+,解得k =或k =, 所以直线l的斜率为k =或k =. 38.【解析】=22421a b+=,解得228,4a b ==. 所以C 的方程为22184x y +=. (Ⅱ)设直线l :y kx b =+(0,0)k b ≠≠,11(,)A x y ,22(,)B x y ,(,)M M M x y将y kx b =+代入22184x y +=得222(21)4280k x kbx b +++-=. 故1222221M x x kb x k +-==+,221M M by k x b k =⋅+=+. 于是直线OM 的斜率12M OM M y k x k ==-,即12OM k k ⋅=-. 所以直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值. 39.【解析】(Ⅰ)设(),0F c -,由已知离心率5c a =及222a b c =+,又因为()0,B b ,故直线BF 的斜率()020b bk c c-===--.(Ⅱ)设点()()(),,,,,P P Q Q M M P x y Q x y M x y ,(i )由(Ⅰ)可得椭圆方程为2222154x y c c+=,直线BF 的方程为22y x c =+,将直线方程与椭圆方程联立, 消去y ,得2350x cx +=,解得53P cx =-.因为BQ BP ⊥,所以直线BQ 方程为 122y x c =-+,与椭圆方程联立,消去y ,整得221400x cx -=,解得4021Q cx =.又因为PM MQ λ= ,及0M x =,可得78M P P Q M Q x x x x x x λ-===-. (ii )由(i )有78PM MQ=,所以777815PM PM MQ ==++,即157PQ PM =,又因为||sin PM BQP ∠=||sin BP PQ BQP ∠=15||sin 7PM BQP ∠= 又因为4223P P y x c c =+=-,所以BP ==,因此=1c =,所以椭圆方程为22154x y +=. 40.【解析】(Ⅰ)由题设知2c a =,1b =结合222a b c =+,解得a =所以椭圆的方程式为2212x y +=. (Ⅱ)由题设知,直线PQ 的方程式为1+1y k x =-()(2)k ≠,代入2212x y +=, 得22(12)4(1)2(2)0k x k k x k k +--+-=. 由已知Δ>0.设11(,)P x y ,22(,)Q x y ,120x x ≠, 则1212224(1)2(2),1212k k k k x x x x k k--+==++. 从而直线,AP AQ 的斜率之和121212121122AP AQ y y kx k kx k k k x x x x +++-+-+=+=+ =121212112(2)()2(2)x x k k k k x x x x ++-+=+- =4(1)2(2)22(1)22(2)k k k k k k k k -+-=--=-.41.【解析】(Ⅰ)由椭圆的定义,((122||||224a PF PF =+=+=,故2a =.设椭圆的半焦距为c ,由已知12PF PF ⊥,因此122||c F F ====即c =1b =.故所求椭圆的标准方程为2214x y +=. (Ⅱ)如题(21)图,由11,||||PF PQ PQPF λ⊥=,得11|||QF PF ==.由椭圆的定义,12||||2PF PF a +=,12||||2QF QF a +=, 进而11||||||4PF PQ QF a ++=.于是1(1||4PF a λ+=.解得1||PF =,故21||2||PF a PF =-=.由勾股定理得22222122||||||(2)4PF PF PF c c +===,从而2224c ⎛⎫⎛⎫+=, 两边除以24a ,得()22111e λλ+=+++,若记1t λ=+,则上式变成22224(t 2)111842e t t +-⎛⎫==-+ ⎪⎝⎭.由3443λ≤<,并注意到1λ+λ的单调性,得34t ≤<,即11143t <≤,进而21529e <≤,即23e <≤. 42.【解析】2(c,0)F c c(I )设,由条件知,222=2, 1.c a b a c a ==-=又所以 22 1.4x E y +=故的方程为 (Ⅱ)1122:=2,(,),(,).l x l y kx P x y Q x y ⊥-当轴时不合题意,故设22214x y kx y =-+=将代入得22(14)16120.k x kx +-+=221,23=16(43)0,4k k x ∆->>=当即时,12PQ x =-=从而O PQ d OPQ =∆又点到直线的距离所以的面积21=241OPQ S d PQ k ∆⋅=+244,0,.44OPQ t t t S t t t∆=>==++则44,20.t t k t +≥==±∆>因为当且仅当,即 OPQ ι∆所以,当的面积最大时,的方程为22y x y x =-=-或. 43.【解析】(Ⅰ)设直线l 的方程为()0y kx m k =+<,由22221y kx mx y a b=+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y 得,()22222222220b a k x a kmx a m a b +++-=,由于直线l 与椭圆C 只有一个公共点P ,故0∆=,即22220b m a k -+=,解得点P 的坐标为22222222,a km b m b a k b a k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭,由点P 在第一象限, 故点P的坐标为22⎛⎫⎝; (Ⅱ)由于直线1l 过原点O ,且与l 垂直,故直线1l 的方程为0x ky +=,所以点P 到直线1l的距离d =,整理得22d =,因为22222b a k ab k +≥,2222a b ≤=-,当且仅当2bk a=时等号成立, 所以点P 到直线1l 的距离的最大值为b a -.44.【解析】(Ⅰ)根据c =22(,),23b M c b ac a=将222b a c =-代入223b ac =,解得1,22c ca a==-(舍去) 故C 的离心率为12. (Ⅱ)由题意,原点O 为12F F 的中点,2MF ∥y 轴,所以直线1MF 与y 轴的交点(0,2)D 是线段1MF 的中点,故24b a=,即24b a = ①由15MN F N =得112DF F N =。
数学椭圆试题答案及解析1.在平面直角坐标系xOy中,设椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,短半轴长为2,椭圆C 上的点到右焦点的距离的最小值为.(1)求椭圆C的方程;(2)设直线l与椭圆C相交于A,B两点,且.①求证:原点O到直线AB的距离为定值;②求AB的最小值.【答案】(1)(2)①见解析②【解析】(1)由题意,可设椭圆C的方程为,焦距为2c,离心率为e.于是.设椭圆的右焦点为F,椭圆上点P到右准线距离为,则,于是当d最小即P为右顶点时,PF取得最小值,所以. 3分因为所以椭圆方程为 5分(2)①设原点到直线的距离为h,则由题设及面积公式知.当直线的斜率不存在或斜率为时,或于是. 7分当直线的斜率存在且不为时,则,解得同理 9分在Rt△OAB中,,则,所以.综上,原点到直线的距离为定值. 11分②因为h为定值,于是求的最小值即求的最小值.,令,则,于是, 14分因为,所以,当且仅当,即,取得最小值,因而所以的最小值为. 16分2.(本小题满分12分)已知在椭圆中,分别为椭圆的左右焦点,直线过椭圆右焦点,且与椭圆的交点为(点在第一象限),若.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)直线与轴分别交于两点A、B,且满足,延长,分别交椭圆于两点,判断直线的斜率是否为定值,并说明理由.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)见解析【解析】(Ⅰ)由已知得,在中,,在中,,所以,故. 2分令,得……①,又在中,……②,联立之,得,故椭圆的方程为.……4分(Ⅱ)由已知直线斜率互为相反数,设直线的方程为联立,消去得,, 6分由是直线和椭圆一交点,则,得, 8分设直线的方程为同理可得,, 10分∴. 12分【考点】本题考查椭圆的标准方程、向量数量积运算、直线方程等基础知识,意在考查学生运用数形结合思想、转化与化归思想以及综合分析问题解决问题的能力以及运算能力.3.(本小题满分12分)已知在椭圆中,分别为椭圆的左右焦点,直线过椭圆右焦点,且与椭圆的交点为(点在第一象限),若.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)以为圆心的动圆与轴分别交于两点A、B,延长,分别交椭圆于两点,判断直线的斜率是否为定值,并说明理由.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)见解析【解析】(Ⅰ)由已知得,在中,,在中,,所以,故. 2分令,得①,又在中,②,联立之,得,故椭圆的方程为. 4分(Ⅱ)由已知直线斜率互为相反数,设直线的方程为联立,消去得,, 6分由是直线和椭圆一交点,则,得, 8分设直线的方程为同理可得,, 10分∴. 12分【考点】本题考查椭圆的标准方程、向量数量积运算、直线方程等基础知识,意在考查学生运用数形结合思想、转化与化归思想以及综合分析问题解决问题的能力以及运算能力.4.已知是椭圆上两点,点M的坐标为.当两点关于轴对称,且为等边三角形时,这的长为()A.B.C.或D.无法确定【答案】C【解析】设,,因为为等边三角形,所以. 又点在椭圆上,所以消去,得到,解得或,当时,;当时,.【考点】椭圆的几何性质5.(本小题满分12分)已知点是椭圆:上一点,分别为的左右焦点,,且离心率为.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设过椭圆右焦点的直线和椭圆交于两点,是否存在直线,使得△与△的面积比值为?若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)见解析【解析】(Ⅰ)由已知得,,又,故,从而,故椭圆的方程为. 4分(Ⅱ)等价于,则,设,,故,则①, 6分设直线的方程为,由,消并整理得, 8分则②,③,由①②③解得,因此存在直线:使得△与△的面积比值为. 12分【命题意图】本题考查椭圆的标准方程、三角形面积公式、椭圆的简单几何性质、向量的坐标运算等基础知识,意在考查学生运用数形结合思想、转化与化归思想以及综合分析问题解决问题的能力以及运算能力.6.(本题满分14分)已知椭圆的两个焦点分别为,,离心率为,过的直线与椭圆交于两点,且的周长为.(I)求椭圆的方程;(Ⅱ)过原点的两条互相垂直的射线与椭圆分别交于,两点,求证:点到直线的距离为定值,并求出这个定值.【答案】(I) (Ⅱ)见解析【解析】(1) 由题意知,,所以.因为所以,所以.所以椭圆的方程为. 4分(II)由题意,当直线的斜率不存在,此时可设,.又,两点在椭圆上,所以,.所以点到直线的距离. 6分当直线的斜率存在时,设直线的方程为.由消去得. 8分由已知.得:设,.则:所以,.因为所以.所以.即. 10分所以.整理得,满足成立.所以点到直线的距离为定值. ·14分【考点】本题主要考查椭圆的标准方程、椭圆的几何性质,直线方程,直线与椭圆的位置关系等基础知识,意在考查考生的运算能力,逻辑思维能力以及综合运用数学知识解决问题的能力.7.安徽理)(设椭圆的焦点在轴上(1)若椭圆的焦距为1,求椭圆的方程;(2)设分别是椭圆的左、右焦点,为椭圆上第一象限内的点,直线交轴与点,并且,证明:当变化时,点在某定直线上。
专题九 解析几何第二十六讲 双曲线答案部分 2019年1.解析 如图所示,不妨设F 为双曲线22:145x y C -=的右焦点,P 为第一象限点.由双曲线方程可得,24a =,25b =,则3c =, 则以O 为圆心,以3为半径的圆的方程为229x y +=.联立22229145x y x y ⎧+=⎪⎨-=⎪⎩,解得53y =±.则1553232OPF S =⨯⨯=△.故选B . 2. 解析 因为双曲线2221(0)y x b b-=>经过点(3,4),所以221631b-=,解得22b =,即b = 又1a =,所以该双曲线的渐近线方程是y =.3.解析:根据渐进线方程为0x y ±=的双曲线,可得a b =,所以c =,则该双曲线的离心率为ce a==C .4.由双曲线的对称性可得另一条渐近线的倾斜角为50︒,所以tan 50b a =︒,1cos50c e a =====︒. 故选D .5.解析:解析:解法一:由题意,把2c x =代入222x y a +=,得PQ =,再由PQ OF =,得c =,即222a c =,所以222c a=,解得c e a ==故选A .解法二:如图所示,由PQ OF =可知PQ 为以OF 为直径圆的另一条直径,所以,22c c P ⎛⎫± ⎪⎝⎭,代入222x y a +=得222a c =,所以222c a=,解得c e a ==故选A .解法三:由PQ OF =可知PQ 为以OF 为直径圆的另一条直径,则12OP a OF ===,c e a ==故选A .6.解析 由题意知,1b =,ce a===,解得12a =.故选D. 7.解析 因为抛物线24y x =的焦点为F ,准线为l ,所以()1,0F ,准线l 的方程为1x =-.因为()2210,0y a b b-=>>的两条渐近线分别交于点A 和点B ,且4AB OF ===4=,即2b a =,所以c =,所以双曲线的离心率为ce a==故选D .2010-2018年1.B 【解析】由题可知双曲线的焦点在x 轴上,因为222314c a b =+=+=,所以2c =,故焦点坐标为(2,0)-,(2,0).故选B .2.A 【解析】解法一 由题意知,==ce a,所以=c ,所以=b ,所以=b a =±=by x a,故选A .解法二 由===c e a ,得=ba,所以该双曲线的渐近线方程为=±=by x a.故选A .3.D 【解析】解法一 由离心率ce a==c =,又222b c a =-,得b a =,所以双曲线C 的渐近线方程为y x =±,由点到直线的距离公式,得点(4,0)到C 的渐近=.故选D .解法二 离心率e =y x =±,由点到直线的距离公式,得点(4,0)到C=.故选D . 4.A 【解析】通解 因为直线AB 经过双曲线的右焦点,所以不妨取2(,)b A c a,2(,)b B c a -,取双曲线的一条渐近线为直线0bx ay -=,由点到直线的距离公式可得221bc b d c -==,222bc b d c +==, 因为126d d +=,所以226bc b bc b c c-++=,所以26b =,得3b =.因为双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的离心率为2,所以2ca=,所以2224a b a+=,所以2294a a +=,解得23a =, 所以双曲线的方程为22139x y -=,故选A . 优解 由126d d +=,得双曲线的右焦点到渐近线的距离为3,所以3b =.因为双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的离心率为2,所以2ca=,所以2224a b a+=,所以2294a a +=,解得23a =, 所以双曲线的方程为22139x y -=,故选A . 5.D 【解析】由2224c a b =+=得2c =,所以(2,0)F ,将2x =代入2213y x -=, 得(2,3)P ±,所以||3PF =,又A 的坐标是(1,3),所以点A 到PF 的距离为1, 故APF ∆的面积为133(21)22⨯⨯-=,选D . 6.C【解析】由题意e a ==1a >,21112a <+<,∴1e <<C .7.D 【解析】由题意,2222tan 60c c a b ba⎧⎪=⎪=+⎨⎪⎪=⎩,解得21a =,23b =,选D .8.A【解析】由题意得c =12b a =,由222c a b =+,解得2,1a b ==,所以双曲线的方程为22141x y -=,选A .9.D 【解析】由已知可得双曲线的渐近线方程为by x a=±,点(3,4)-在渐近线上, ∴43b a =,又222a bc +=,∴2222162599c a a a =+=,∴53c e a ==.10.D 【解析】双曲线2213y x -=的右焦点为(2,0),渐近线方程为y =,将2x =代入y =得y =±,所以||AB =.11.C 【解析】由题意,得12(,0),(,0),(,0)A a A a F c -,将x c =代入双曲线方程,解得2b y a =±.不妨设2(,)b B c a ,2(,)b C c a -,则1222,A BA C b b a a k k c a c a-==+-,根据题意, 有221b b a a c a c a-⋅=-+-,整理得1ba =,所以双曲线的渐近线的斜率为1±.12.A 【解析】双曲线方程为22133x y m -=,焦点F到一条渐近线的距离为b =A . 13.A 【解析】∵09k <<,∴90,250k k ->->,本题两条曲线都是双曲线,又25(9)(25)9k k +-=-+,∴两双曲线的焦距相等,选A .14.A 【解析】 依题意得22225b ac c a bìï=ïïï=íïïï=+ïî,所以25a =,220b =,双曲线的方程为221520x y -=.15.B 【解析】由双曲线的定义得12||||||2PF PF a -=,又12||||3PF PF b +=,所以22221212(||||)(||||)94PF PF PF PF b a +--=-,即124||||9PF PF ab =,因此22949b a ab -=,即299()40b b aa --=,则(31b a +)(34ba-)=0,解得41(33b b a a ==-舍去),则双曲线的离心率53e ==.16.C【解析】由题知,c a =54=22c a =222a b a +,∴22b a =14,∴b a =12±,∴C 的渐近线方程为12y x =±,故选C .17.D 【解析】双曲线1C 的离心率是11cos e θ=,双曲线2C 的离心率是21cos e θ==,故选D . 18.A 【解析】设双曲线的焦点在x 轴上,则由作图易知双曲线的渐近线的离心率ba必须满足3b a <,所以21()33b a <≤,241()43b a<+≤,2<,又双曲线的离心率为c e a ==23e <≤. 19.C 【解析】∵双曲线22215x y a -=的右焦点为(3,0),∴2a +5=9,∴2a =4,∴a =2∵c =3,∴32c e a ==,故选C . 20.A 【解析】设双曲线C :22x a -22y b=1的半焦距为c ,则210,5c c ==.又C 的渐近线为b y x a =±,点P (2,1)在C 的渐近线上,12ba∴=,即2a b =.又222c a b =+,a ∴==,∴C 的方程为220x -25y =1.21.C 【解析】x y 222-=8可变形为22148x y -=,则24a =,2a =,24a =.故选C . 22.A 【解析】圆22:(3)4C x y -+=,3,c =而32bc =,则22,5b a ==,应选A . 23.C 【解析】由双曲线方程可知渐近线方程为3y x a=±,故可知2a =.24.B 【解析】双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的渐近线为by x a=±,由双曲线的一条渐近线与抛物线的准线的交点坐标为(-2,-1)得22p-=-,即4p =, 又∵42p a +=,∴2a =,将(-2,-1)代入by x a=得1b =,∴c ==2c =25.B 【解析】由双曲线E 的中心为原点,(3,0)P 是E 的焦点可设双曲线的方程为2222221(9)x y a b a b -=+=,设1122(,),(,)A x y B x y ,即 2222112222221,1x y x y a b a b -=-= 则22121222121212015115312y y x x b b x x a y y a -+-+=⋅=⋅==-+-+,则22225,5,44b b a a ===,故E 的方程式为22145x y -=.应选B . 26.D 【解析】设双曲线的方程为22221(0,0)x y a b a b -=>>,其渐近线为x aby ±=,∵点(4,2)-在渐近线上,所以12b a =,由e ==27.C 【解析】由题意,F (-1,0),设点P 00(,)x y ,则有2200143x y +=, 解得22003(1)4x y =-, 因为00(1,)FP x y =+,00(,)OP x y =,所以2000(1)OP FP x x y ⋅=++=00(1)OP FP x x ⋅=++203(1)4x -=20034x x ++, 此二次函数对应的抛物线的对称轴为02x =-,因为022x -≤≤,所以当02x =时,OP FP ⋅取得最大值222364++=,选C . 28.4【解析】由题意得22454a a +=,得216a =,又0a >,所以4a =,故答案为4. 29.2【解析】不妨设双曲线的一条渐近线方程为b y x a =b ==,所以222234b c a c =-=,得2c a =,所以双曲线的离心率2ce a==. 30.5【解析】由双曲线的标准方程可得渐近线方程为:3y x a=±,结合题意可得:5a =.31.y x =【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由抛物线的定义有1212||||22p p AF BF y y y y p +=+++=++,而||2p OF =, 所以1242py y p ++=⨯,即12y y p +=,由2222212x y a b x py⎧-=⎪⎨⎪=⎩得2222220a y pb y a b -+=,所以21222pb y y a +=, 所以222pb p a=,即a =,所以渐近性方程为2y x =±. 32.232a x c ==,渐近线的方程为3y x =±,设3(2P,则3(,2Q ,1(2,0)F -,2(2,0)F , 所以四边形12F PF Q的面积为1211||||422F F PQ =⨯=. 33.1,2a b ==【解析】依题意有2c b a⎧=⎪⎨=-⎪⎩,因为222c a b =+,解得1,2a b ==.34.2【解析】依题意,不妨设6,4AB AD ==作出图像如下图所示则2124,2;2532,1,c c a DF DF a ===-=-==故离心率221c a == 35.2214x y -=【解析】因为双曲线的渐近线方程为x y 21±=,故可设双曲线的方程为 22(0)4x y λλ-=>,又双曲线过点)3,4(,所以2244λ-=,所以1λ=,故双曲线的方程为2214x y -=. 36.2【解析】设直线方程为()b y x c a =-,由22221()x y a b b y x c a ⎧-=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,得222a c x c +=,由2222a c a c +=,ce a=,解得2e =+2e =. 37.C :2218y x -=的右焦点为(3,0)F ,实半轴长1a =,左焦点为(3,0)M -,因为P 在C 的左支上,所以ΔAPF 的周长|||||l AP PF AF =++||||||||PF AF AM PM ++-≥ =||||21515232AF AM a ++=++=,当且仅当,,A P M 三点共线且P 在,A M 中间时取等号,此时直线AM的方程为13x +=-,与双曲线的方程联立得P的坐标为(2,-,此时,ΔAPF的面积为116622⨯⨯⨯⨯=38.y x =±【解析】抛物线的准线2p y =-,与双曲线的方程联立得2222(1)4p x a b =+,根据已知得2222(1)4p a c b+= ①,由||AF c =得2224p a c += ②,由①②得22a b =, 即a b =,所以所求双曲线的渐近线方程为y x =±.39.2【解析】联立直线方程与双曲线渐近线方程by x a=±可解得交点为(,)33am bm A b a b a --,(,)33am bm B b a b a -++,而13AB k =,由||||PA PB =, 可得AB 的中点3333(,)22am am bm bmb a b a b a b a -+-+-+与点)0,(m P 连线的斜率为-3,可得224b a =,所以2e =.40.221312x y -= 2y x =±【解析】设与2214y x -=具有相同渐近线的双曲线C 的方程为224y x k -=,将点()2,2代入C 的方程中,得3k =-.∴双曲线的方程为221312x y -=,渐近线方程为2y x =±.411【解析】由已知可得,12cos303PF c c ==,22sin30PF c c ==,由双2c a -=,则1c e a ===. 42.44【解析】由题意得,||||6FP PA -=,||||6FQ QA -=,两式相加,利用双曲线的定义得||||28FP FQ +=,所以PQF ∆的周长为||||||44FP FQ PQ ++=.43.121,22,a c PF PF a ==-==22112224PF PF PF PF ∴-+=22212121221212,(2)8,24,()8412,PF PF PF PF c PF PF PF PF PF PF ⊥∴+==∴=∴+=+=∴+=44.1,2【解析】双曲线的116422=-y x 渐近线为x y 2±=,而12222=-by a x 的渐近线为x a b y ±=,所以有2=a b,a b 2=,又双曲线12222=-by a x 的右焦点为)0,5(,所以5=c ,又222b a c +=,即222545a a a =+=,所以2,1,12===b a a .45.2【解析】由题意得m >0,∴a =m ,b =,4,422++=∴+m m c m由e =5=ac得542=++m m m ,解得m =2. 46.22143x y -=【解析】由题意可知双曲线的焦点(,,即c =又因双曲线的离心率为c a =2a =,故23b =,所以双曲线的方程为22143x y -=. 47.2【解析】由2221(0)y x b b -=>得渐近线的方程为2220y x b-=,即y bx =±,由一条渐近线的方程为2y x =得2b =.48.【解析】(1)设(,0)F c ,因为1b =,所以c =直线OB 方程为1y x a =-,直线BF 的方程为1()y x c a =-,解得(,)22c cB a -又直线OA 的方程为1y x a =,则3(,),.AB c A c k a a= 又因为AB ⊥OB ,所以31()1a a -=-,解得23a =,故双曲线C 的方程为22 1.3x y -=(2)由(1)知a =l 的方程为0001(0)3x xy y y -=≠,即0033x x y y -=因为直线AF 的方程为2x =,所以直线l 与AF 的交点0023(2,)3x M y - 直线l 与直线32x =的交点为003332(,)23x N y- 则220222004(23)9[(2)]x MF NF y x -=+- 因为是C 上一点,则2200 1.3x y -=,代入上式得222002222200004(23)4(23)49[(2)]39[1(2)]3x x MF x NF y x x --===+--+-,所求定值为MF NF =49.【解析】(1)设C 的圆心的坐标为(,)x y ,由题设条件知||4,-=化简得L 的方程为22 1.4x y -=xT 2T 1OF PM(2)过M ,F 的直线l方程为2(y x =--,将其代入L 的方程得215840.x-+=解得1212((515551515x x l L T T ==-故与交点为 因T 1在线段MF 外,T 2在线段MF 内,故11||||||2,MT FT MF -==22|||||| 2.MT FT MF -<=,若P 不在直线MF 上,在MFP ∆中有|||||| 2.MP FP MF -<=故||||MP FP -只在T 1点取得最大值2.古今中外有学问的人,有成就的人,总是十分注意积累的。
椭圆经典精讲1、基本概念、基本图形、基本性质 题1、题面:集合}12|),{(}4|),{(2222=+==+=y x y x B y x y x A 与的关系可表述为( ).A.A B A =IB.A B ⊆C.B A ⊆D.A ∩B = Ø 答案:D.变式一题面:设双曲线的左,右焦点为F 1,F 2,左,右顶点为M ,N ,若△PF 1F 2的一个顶点P 在双曲线上,则△PF 1F 2的内切圆与边F 1F 2的切点的位置是( )A .在线段MN 的内部B .在线段F 1M 的内部或NF 2内部C .点N 或点MD .以上三种情况都有可能 答案:C. 详解:若P 在右支上,并设内切圆与PF 1,PF 2的切点分别为A ,B ,则|NF 1|-|NF 2|=|PF 1|-|PF 2|=(|P A |+|AF 1|)-(|PB |+|BF 2|)=|AF 1|-|BF 2|. 所以N 为切点,同理P 在左支上时,M 为切点.变式二题面:若直线mx +ny =4和圆O :x 2+y 2=4没有交点,则过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点个数为( )A .至多1个B .2个C .1个D .0个答案:B. 详解:由题意得4m 2+n 2>2,即m 2+n 2<4,则点(m ,n )在以原点为圆心,以2为半径的圆内,此圆在椭圆x 29+y 24=1的内部.题2、题面:如图,倾斜圆柱形容器,液面的边界近似一个椭圆。
若容器底面与桌面成角为60o,则这个椭圆的离心率是 。
答案:解题步骤: 由图,短轴就是内径2r ,长轴为4r ,即:2,,a r b r c ===,2e =.变式一题面:已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两顶点为A (a,0),B (0,b ),且左焦点为F ,△F AB 是以角B 为直角的直角三角形,则椭圆的离心率e 为( )A.3-12B.5-12 C.1+54D.3+14答案:B. 详解:由题意得a 2+b 2+a 2=(a +c )2,即c 2+ac -a 2=0,即e 2+e -1=0,解得e =-1±52.又e >0,故所求的椭圆的离心率为5-12.变式二题面:60o4r2r(2012·新课标全国卷)设F 1,F 2是椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,P 为直线x =3a2上一点,△F 2PF 1是底角为30°的等腰三角形,则E 的离心率为( )A.12B.23C.34D.45答案:C. 详解:由题意可得|PF 2|=|F 1F 2|,∴2⎝⎛⎭⎫32a -c =2c ,∴3a =4c ,∴e =34.题3、题面:椭圆22143x y +=与圆 22(1)1x y -+=的公共点个数是 。
专题九 解析几何第二十六讲 椭圆2019年1.(2019全国I 理10)已知椭圆C 的焦点为121,01,0F F -(),(),过F 2的直线与C 交于A ,B 两点.若22||2||AF F B =,1||||AB BF =,则C 的方程为A .2212x y += B .22132x y += C .22143x y += D .22154x y += 2.(2019全国II 理21(1))已知点A (−2,0),B (2,0),动点M (x ,y )满足直线AM 与BM 的斜率之积为−12.记M 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线;3.(2019北京理4)已知椭圆()222210x y a b a b +=>>的离心率为12,则(A )22.2a b =(B )2 2.34a b=(C )2a b=(D )34a b=4.(2019全国III 理15)设12F F ,为椭圆C :22+13620x y =的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限.若12MF F △为等腰三角形,则M 的坐标为___________.2010-2018年一、选择题1.(2018全国卷Ⅱ)已知1F ,2F 是椭圆22221(0)+=>>:x y C a b a b的左,右焦点,A 是C 的左顶点,点P 在过A 且斜率为6的直线上,12△PF F 为等腰三角形,12120∠=︒F F P ,则C 的离心率为A .23B .12C .13D .142.(2018上海)设P 是椭圆22153x y +=上的动点,则P 到该椭圆的两个焦点的距离之和为( )A .B .C .D .3.(2017浙江)椭圆22194x y +=的离心率是A .B C .23D .59 4.(2017新课标Ⅲ)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左、右顶点分别为1A ,2A ,且以线段12A A 为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为A .3 B .3 C .3 D .135.(2016年全国III)已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点,A ,B 分别为C 的左,右顶点.P 为C 上一点,且PF ⊥x 轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E .若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为 A .13B .12C .23D .346.(2016年浙江)已知椭圆1C :2221x y m +=(1m >)与双曲线2C :2221x y n-=(0n >)的焦点重合,1e ,2e 分别为1C ,2C 的离心率,则A .m n >且121e e >B .m n >且121e e <C .m n <且121e e >D .m n <且121e e <7.(2014福建)设Q P ,分别为()2622=-+y x 和椭圆11022=+y x 上的点,则Q P ,两点间的最大距离是A .25B .246+C .27+D .268.(2013新课标1)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),过点F 的直线交椭圆于A 、B 两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则E 的方程为 A .x 245+y 236=1B .x 236+y 227=1C .x 227+y 218=1D .x 218+y 29=19.(2012新课标)设1F 、2F 是椭圆E :)0(12222>>=+b a by a x 的左、右焦点,P 为直线23a x =上一点,12PF F ∆ 是底角为o30的等腰三角形,则E 的离心率为 A 、21 B 、32 C 、43 D 、54二、填空题10.(2018浙江)已知点(0,1)P ,椭圆224x y m +=(1m >)上两点A ,B 满足2AP PB =,则当m =___时,点B 横坐标的绝对值最大.11.(2018北京)已知椭圆22221(0)x y M a b a b +=>>:,双曲线22221x y N m n-=:.若双曲线N的两条渐近线与椭圆M 的四个交点及椭圆M 的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M 的离心率为__________;双曲线N 的离心率为__________.12.(2016江苏省)如图,在平面直角坐标系xOy 中,F 是椭圆()222210x y a b a b+=>>的右焦点,直线2by =与椭圆交于,B C 两点,且90BFC ∠=︒,则该椭圆的离心率是 .13.(2015新课标1)一个圆经过椭圆221164x y +=的三个顶点,且圆心在x 的正半轴上,则该圆的标准方程为_________.14.(2014江西)过点(1,1)M 作斜率为12-的直线与椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>相交于,A B 两点,若M 是线段AB 的中点,则椭圆C 的离心率等于 .15.(2014辽宁)已知椭圆C :22194x y +=,点M 与C 的焦点不重合,若M 关于C 的焦点的对称点分别为A ,B ,线段MN 的中点在C 上,则||||AN BN += .16.(2014江西)设椭圆()01:2222>>=+b a by a x C 的左右焦点为21F F ,,作2F 作x 轴的垂线与C 交于B A ,两点,B F 1与y 轴相交于点D ,若B F AD 1⊥,则椭圆C 的离心率等于________.17.(2014安徽)设21,F F 分别是椭圆)10(1:222<<=+b by x E 的左、右焦点,过点1F 的直线交椭圆E 于B A ,两点,若x AF BF AF ⊥=211,3轴,则椭圆E 的方程为_____.18.(2013福建)椭圆)0(1:2222>>=+Γb a by a x 的左、右焦点分别为21,F F ,焦距为c 2.若直线)y x c =+与椭圆Γ的一个交点M 满足12212F MF F MF ∠=∠,则该椭圆的离心率等于19.(2012江西)椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左、右顶点分别是,A B ,左、右焦点分别是12,F F .若1121||,||,||AF F F F B 成等比数列,则此椭圆的离心率为_________.20.(2011浙江)设12,F F 分别为椭圆2213x y +=的左、右焦点,点,A B 在椭圆上,若125F A F B =;则点A 的坐标是 .三、解答题21.(2018全国卷Ⅰ)设椭圆:C 2212+=x y 的右焦点为F ,过F 的直线l 与C 交于A ,B 两点,点M 的坐标为(2,0).(1)当l 与x 轴垂直时,求直线AM 的方程; (2)设O 为坐标原点,证明:OMA OMB ∠=∠.22.(2018全国卷Ⅲ)已知斜率为k 的直线l 与椭圆C :22143x y +=交于A ,B 两点,线段AB 的中点为(1,)M m (0)m >. (1)证明:12k <-; (2)设F 为C 的右焦点,P 为C 上一点,且FP FA FB ++=0.证明:||FA ,||FP ,||FB 成等差数列,并求该数列的公差.23.(2018天津)设椭圆22221x x a b+=(0a b >>)的左焦点为F ,上顶点为B .已知椭圆的离A 的坐标为(,0)b ,且FB AB ⋅= (1)求椭圆的方程;(2)设直线l :(0)y kx k =>与椭圆在第一象限的交点为P ,且l 与直线AB 交于点Q .若4AQ AOQ PQ=∠(O 为原点) ,求k 的值. 24.(2017新课标Ⅰ)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>,四点1(1,1)P ,2(0,1)P ,3(2P =-,4(1,2P =中恰有三点在椭圆C 上. (1)求C 的方程;(2)设直线l 不经过2P 点且与C 相交于A ,B 两点.若直线2P A 与直线2P B 的斜率的和为1-,证明:l 过定点.25.(2017新课标Ⅱ)设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :2212x y +=上,过M 做x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足2NP NM =.(1)求点P 的轨迹方程;(2)设点Q 在直线3x =-上,且1OP PQ ⋅=.证明:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .26.(2017江苏)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,离心率为12,两准线之间的距离为8.点P 在椭圆E 上,且位于第一象限,过点1F 作直线1PF 的垂线1l ,过点2F 作直线2PF 的垂线2l . (1)求椭圆E 的标准方程;(2)若直线1l ,2l 的交点Q 在椭圆E 上,求点P 的坐标.27.(2017天津)设椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的左焦点为F ,右顶点为A ,离心率为12.已知A 是抛物线22(0)y px p =>的焦点,F 到抛物线的准线l 的距离为12. (Ⅰ)求椭圆的方程和抛物线的方程;(Ⅱ)设l 上两点P ,Q 关于x 轴对称,直线AP 与椭圆相交于点B (B 异于点A ),直线BQ 与x 轴相交于点D .若APD △AP 的方程.28.(2017山东)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆E :22221x y a b+=()0a b >>,焦距为2.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)如图,动直线l:1y k x =E 于,A B 两点,C 是椭圆E 上一点,直线OC 的斜率为2k,且12k k ,M 是线段OC 延长线上一点,且:2:3MC AB =,M 的半径为MC ,,OS OT 是M 的两条切线,切点分别为,S T .求S O T ∠的最大值,并求取得最大值时直线l 的斜率.x29.(2016年北京)已知椭圆C :22221(0)x y ab a b+=>>的离心率为2,(,0)A a ,(0,)B b ,(0,0)O ,ΔOAB 的面积为1.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设P 是椭圆C 上一点,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N .求证:||||AN BM ⋅为定值.30.(2015新课标2)已知椭圆C :2229x y m +=(0m >),直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 的中点为M . (Ⅰ)证明:直线OM 的斜率与l 的斜率的乘积为定值; (Ⅱ)若l 过点(,)3mm ,延长线段OM 与C 交于点P ,四边形OAPB 能否为平行四边行?若能,求此时l 的斜率;若不能,说明理由.31.(2015北京)已知椭圆C :()222210x y a ba b+=>>的离心率为,点()01P ,和点()A m n ,()0m ≠都在椭圆C 上,直线PA 交x 轴于点M . (Ⅰ)求椭圆C 的方程,并求点M 的坐标(用m ,n 表示);(Ⅱ)设O 为原点,点B 与点A 关于x 轴对称,直线PB 交x 轴于点N .问:y 轴上是否存在点Q ,使得OQM ONQ ∠=∠?若存在,求点Q 的坐标;若不存在,说明理由.32.(2015安徽)设椭圆E 的方程为()222210x y a b a b+=>>,点O 为坐标原点,点A 的坐标为()0a ,,点B 的坐标为()0b ,,点M 在线段AB 上,满足2BM MA =,直线OM(Ⅰ)求E 的离心率e ;(Ⅱ)设点C 的坐标为()0b -,,N 为线段AC 的中点,点N 关于直线AB 的对称点的纵坐标为72,求E 的方程. 33.(2015山东)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的离心率为2,左、右焦点分别是1F 、2F .以1F 为圆心以3为半径的圆与以2F 为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆E :2222144x y a b+=,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线=+y kx m交椭圆E 于,A B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .( i )求||||OQ OP 的值; (ii )求△ABQ 面积的最大值.34. (2014新课标1) 已知点A (0,2)-,椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>的离心率为2,F 是椭圆E 的右焦点,直线AF,O 为坐标原点. (Ⅰ)求E 的方程;(Ⅱ)设过点A 的动直线l 与E 相交于,P Q 两点,当OPQ ∆的面积最大时,求l 的方程.35.(2014浙江)如图,设椭圆(),01:2222>>=+b a by a x C 动直线l 与椭圆C 只有一个公共点P ,且点P 在第一象限.(Ⅰ)已知直线l 的斜率为k ,用k b a ,,表示点P 的坐标;(Ⅱ)若过原点O 的直线1l 与l 垂直,证明:点P 到直线1l 的距离的最大值为b a -.36.(2014新课标2)设1F ,2F 分别是椭圆C :()222210y x a b a b+=>>的左,右焦点,M是C 上一点且2MF 与x 轴垂直,直线1MF 与C 的另一个交点为N . (Ⅰ)若直线MN 的斜率为34,求C 的离心率;(Ⅱ)若直线MN 在y 轴上的截距为2,且15MN F N =,求,a b .37.(2014安徽)设1F ,2F 分别是椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点,过点1F的直线交椭圆E 于,A B 两点,11||3||AF BF = (Ⅰ)若2||4,AB ABF =∆的周长为16,求2||AF ; (Ⅱ)若23cos 5AF B ∠=,求椭圆E 的离心率.38.(2014山东)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,直线y x =被椭圆C 截得的线段长为5. (I)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)过原点的直线与椭圆C 交于A ,B 两点(A ,B 不是椭圆C 的顶点).点D 在椭圆C 上,且AD AB ⊥,直线BD 与x 轴、y 轴分别交于M ,N 两点. (ⅰ)设直线BD ,AM 的斜率分别为12,k k ,证明存在常数λ使得12k k λ=,并求出λ的值;(ⅱ)求OMN ∆面积的最大值.39.(2014湖南)如图5,O 为坐标原点,双曲线221112211:1(0,0)x y C a b a b -=>>和椭圆222222222:1(0)x y C a b a b +=>>均过点(,1)3P ,且以1C 的两个顶点和2C 的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形. (I)求12,C C 的方程;(Ⅱ)是否存在直线l ,使得l 与1C 交于,A B 两点,与2C 只有一个公共点,且||||OA OB AB +=?证明你的结论.40.(2014四川)已知椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)的焦距为4,其短轴的两个端点与长轴的一个端点构成正三角形.(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)设F 为椭圆C 的左焦点,T 为直线3x =-上任意一点,过F 作TF 的垂线交椭圆C 于点P ,Q .(i )证明:OT 平分线段PQ (其中O 为坐标原点); (ii )当||||TF PQ 最小时,求点T 的坐标. 41.(2013安徽)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦距为4,且过点P .12短轴长分别为2m ,2()n m n >,过原点且不与x 轴重合的直线l 与1C ,2C 的四个交点按纵坐标从大到小依次为A ,B ,C ,D .记mnλ=,△B D M 和△ABN 的面积分别为1S 和2S .(Ⅰ)当直线l 与y 轴重合时,若12S S λ=,求λ的值;(Ⅱ)当λ变化时,是否存在与坐标轴不重合的直线l ,使得12S S λ=?并说明理由.43. (2013天津)设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F , , 过点F 且与x(Ⅰ) 求椭圆的方程;第20题图(Ⅱ) 设A , B 分别为椭圆的左、右顶点, 过点F 且斜率为k 的直线与椭圆交于C ,D两点. 若··8AC DB AD CB +=, 求k 的值.44.(2013山东)椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别是12,F F ,离心率为2,过1F 且垂直于x 轴的直线被椭圆C 截得的线段长为l . (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)点P 是椭圆C 上除长轴端点外的任一点,连接12,PF PF .设12F PF ∠的角平分线PM 交C 的长轴于点(),0M m ,求m 的取值范围;(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,过点P 作斜率为k 的直线l ,使得l 与椭圆C 有且只有一个公共点.设直线12,PF PF 的斜率分别为12,k k ,若0k ≠,试证明1211kk kk +为定值,并求出这个定值.45.(2012北京)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的一个顶点为(2,0)A,离心率为2.直线(1y k x =-)与椭圆C 交于不同的两点M ,N . (Ⅰ)求椭圆C 的方程; (Ⅱ)当△AMNk 的值. 46.(2013安徽)如图,21,F F 分别是椭圆C :22a x +22by =1(0>>b a )的左、右焦点,A是椭圆C 的顶点,B 是直线2AF 与椭圆C 的另一个交点,1F ∠A 2F =60°.(Ⅰ)求椭圆C 的离心率;(Ⅱ)已知△A B F 1的面积为403,求a , b 的值.47.(2012广东)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的离心率e =C 上的点到(0,2)Q 的距离的最大值为3. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)在椭圆C 上,是否存在点(,)M m n 使得直线l :1mx ny +=与圆O :221x y +=相交于不同的两点,A B ,且OAB ∆的面积最大?若存在,求出点M 的坐标及相对应的OAB ∆的面积;若不存在,请说明理由.48.(2011陕西)设椭圆C: ()222210x y a b a b +=>>过点(0,4),离心率为35(Ⅰ)求C 的方程;(Ⅱ)求过点(3,0)且斜率为45的直线被C 所截线段的中点坐标. 49.(2011山东)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆22:13x C y +=.如图所示,斜率为(0)k k >且不过原点的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,线段AB 的中点为E ,射线OE交椭圆C 于点G ,交直线3x =-于点(3,)D m -. (Ⅰ)求22m k +的最小值; (Ⅱ)若2OG OD =∙OE ,(i )求证:直线l 过定点;(ii )试问点B ,G 能否关于x 轴对称?若能,求出此时ABG 的外接圆方程;若不能,请说明理由.50.(2010新课标)设1F ,2F 分别是椭圆E :2x +22y b=1(01b <<)的左、右焦点,过1F的直线l 与E 相交于A 、B 两点,且2AF ,AB ,2BF 成等差数列. (Ⅰ)求AB ;(Ⅱ)若直线l 的斜率为1,求b 的值.51.(2010辽宁)设椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,过点F 的直线与椭圆C相交于A ,B 两点,直线l 的倾斜角为60o ,2AF FB =. (Ⅰ)求椭圆C 的离心率;(Ⅱ)如果|AB |=154,求椭圆C 的方程.古今中外有学问的人,有成就的人,总是十分注意积累的。
专题九 解析几何第二十六讲 椭圆2019年1.(2019全国I 理10)已知椭圆C 的焦点为121,01,0F F -(),(),过F 2的直线与C 交于A ,B 两点.若22||2||AF F B =,1||||AB BF =,则C 的方程为A .2212x y += B .22132x y += C .22143x y += D .22154x y += 2.(2019全国II 理21(1))已知点A (−2,0),B (2,0),动点M (x ,y )满足直线AM 与BM 的斜率之积为−12.记M 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线;3.(2019北京理4)已知椭圆()222210x y a b a b +=>>的离心率为12,则(A )22.2a b =(B )22.34a b=(C )2a b=(D )34a b=4.(2019全国III 理15)设12F F ,为椭圆C :22+13620x y =的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限.若12MF F △为等腰三角形,则M 的坐标为___________.2010-2018年一、选择题1.(2018全国卷Ⅱ)已知1F ,2F 是椭圆22221(0)+=>>:x y C a b a b的左,右焦点,A 是C 的左顶点,点P 在过A 12△PF F 为等腰三角形,12120∠=︒F F P ,则C 的离心率为A .23B .12C .13D .142.(2018上海)设P 是椭圆22153x y +=上的动点,则P 到该椭圆的两个焦点的距离之和为( )A .B .C .D .3.(2017浙江)椭圆22194x y +=的离心率是A .B C .23 D .594.(2017新课标Ⅲ)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左、右顶点分别为1A ,2A ,且以线段12A A 为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为A B C D .135.(2016年全国III)已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点,A ,B 分别为C 的左,右顶点.P 为C 上一点,且PF ⊥x 轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E .若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为 A .13B .12C .23D .346.(2016年浙江)已知椭圆1C :2221x y m +=(1m >)与双曲线2C :2221x y n-=(0n >)的焦点重合,1e ,2e 分别为1C ,2C 的离心率,则A .m n >且121e e >B .m n >且121e e <C .m n <且121e e >D .m n <且121e e <7.(2014福建)设Q P ,分别为()2622=-+y x 和椭圆11022=+y x 上的点,则Q P ,两点间的最大距离是A .25B .246+C .27+D .268.(2013新课标1)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),过点F 的直线交椭圆于A 、B 两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则E 的方程为 A .x 245+y 236=1B .x 236+y 227=1C .x 227+y 218=1D .x 218+y 29=19.(2012新课标)设1F 、2F 是椭圆E :)0(12222>>=+b a by a x 的左、右焦点,P 为直线23a x =上一点,12PF F ∆ 是底角为o30的等腰三角形,则E 的离心率为 A 、21 B 、32 C 、43 D 、54二、填空题10.(2018浙江)已知点(0,1)P ,椭圆224x y m +=(1m >)上两点A ,B 满足2AP PB =,则当m =___时,点B 横坐标的绝对值最大.11.(2018北京)已知椭圆22221(0)x y M a b a b +=>>:,双曲线22221x y N m n-=:.若双曲线N的两条渐近线与椭圆M 的四个交点及椭圆M 的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M 的离心率为__________;双曲线N 的离心率为__________.12.(2016江苏省)如图,在平面直角坐标系xOy 中,F 是椭圆()222210x y a b a b+=>>的右焦点,直线2by =与椭圆交于,B C 两点,且90BFC ∠=︒,则该椭圆的离心率是 .13.(2015新课标1)一个圆经过椭圆221164x y +=的三个顶点,且圆心在x 的正半轴上,则该圆的标准方程为_________.14.(2014江西)过点(1,1)M 作斜率为12-的直线与椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>相交于,A B 两点,若M 是线段AB 的中点,则椭圆C 的离心率等于 .15.(2014辽宁)已知椭圆C :22194x y +=,点M 与C 的焦点不重合,若M 关于C 的焦点的对称点分别为A ,B ,线段MN 的中点在C 上,则||||AN BN += .16.(2014江西)设椭圆()01:2222>>=+b a by a x C 的左右焦点为21F F ,,作2F 作x 轴的垂线与C 交于B A ,两点,B F 1与y 轴相交于点D ,若B F AD 1⊥,则椭圆C 的离心率等于________.17.(2014安徽)设21,F F 分别是椭圆)10(1:222<<=+b by x E 的左、右焦点,过点1F 的直线交椭圆E 于B A ,两点,若x AF BF AF ⊥=211,3轴,则椭圆E 的方程为_____.18.(2013福建)椭圆)0(1:2222>>=+Γb a by a x 的左、右焦点分别为21,F F ,焦距为c 2.若直线)y x c =+与椭圆Γ的一个交点M 满足12212F MF F MF ∠=∠,则该椭圆的离心率等于19.(2012江西)椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左、右顶点分别是,A B ,左、右焦点分别是12,F F .若1121||,||,||AF F F F B 成等比数列,则此椭圆的离心率为_________.20.(2011浙江)设12,F F 分别为椭圆2213x y +=的左、右焦点,点,A B 在椭圆上,若125F A F B =;则点A 的坐标是 .三、解答题21.(2018全国卷Ⅰ)设椭圆:C 2212+=x y 的右焦点为F ,过F 的直线l 与C 交于A ,B 两点,点M 的坐标为(2,0).(1)当l 与x 轴垂直时,求直线AM 的方程; (2)设O 为坐标原点,证明:OMA OMB ∠=∠.22.(2018全国卷Ⅲ)已知斜率为k 的直线l 与椭圆C :22143x y +=交于A ,B 两点,线段AB 的中点为(1,)M m (0)m >. (1)证明:12k <-; (2)设F 为C 的右焦点,P 为C 上一点,且FP FA FB ++=0.证明:||FA ,||FP ,||FB 成等差数列,并求该数列的公差.23.(2018天津)设椭圆22221x x a b+=(0a b >>)的左焦点为F ,上顶点为B .已知椭圆的离心率为3,点A 的坐标为(,0)b ,且FB AB ⋅=. (1)求椭圆的方程;(2)设直线l :(0)y kx k =>与椭圆在第一象限的交点为P ,且l 与直线AB 交于点Q .若4AQ AOQ PQ=∠(O 为原点) ,求k 的值. 24.(2017新课标Ⅰ)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>,四点1(1,1)P ,2(0,1)P ,3(P =-,4P =中恰有三点在椭圆C 上. (1)求C 的方程;(2)设直线l 不经过2P 点且与C 相交于A ,B 两点.若直线2P A 与直线2P B 的斜率的和为1-,证明:l 过定点.25.(2017新课标Ⅱ)设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :2212x y +=上,过M 做x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足2NP NM =.(1)求点P 的轨迹方程;(2)设点Q 在直线3x =-上,且1OP PQ ⋅=.证明:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .26.(2017江苏)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,离心率为12,两准线之间的距离为8.点P 在椭圆E 上,且位于第一象限,过点1F 作直线1PF 的垂线1l ,过点2F 作直线2PF 的垂线2l . (1)求椭圆E 的标准方程;(2)若直线1l ,2l 的交点Q 在椭圆E 上,求点P 的坐标.27.(2017天津)设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,右顶点为A ,离心率为12.已知A 是抛物线22(0)y px p =>的焦点,F 到抛物线的准线l 的距离为12. (Ⅰ)求椭圆的方程和抛物线的方程;(Ⅱ)设l 上两点P ,Q 关于x 轴对称,直线AP 与椭圆相交于点B (B 异于点A ),直线BQ 与x 轴相交于点D .若APD △的面积为62AP 的方程. 28.(2017山东)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆E :22221x y a b+=()0a b >>2,焦距为2.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)如图,动直线l:1y k x =E 于,A B 两点,C 是椭圆E 上一点,直线OC 的斜率为2k,且12k k =,M 是线段OC 延长线上一点,且:2:3MC AB =,M 的半径为MC ,,OS OT 是M 的两条切线,切点分别为,S T .求SOT ∠的最大值,并求取得最大值时直线l 的斜率.x29.(2016年北京)已知椭圆C :22221(0)x y a ba b +=>>(,0)A a ,(0,)B b ,(0,0)O ,ΔOAB 的面积为1.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设P 是椭圆C 上一点,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N .求证:||||AN BM ⋅为定值.30.(2015新课标2)已知椭圆C :2229x y m +=(0m >),直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 的中点为M . (Ⅰ)证明:直线OM 的斜率与l 的斜率的乘积为定值; (Ⅱ)若l 过点(,)3mm ,延长线段OM 与C 交于点P ,四边形OAPB 能否为平行四边行?若能,求此时l 的斜率;若不能,说明理由.31.(2015北京)已知椭圆C :()222210x y a ba b+=>>的离心率为,点()01P ,和点()A m n ,()0m ≠都在椭圆C 上,直线PA 交x 轴于点M .(Ⅰ)求椭圆C 的方程,并求点M 的坐标(用m ,n 表示);(Ⅱ)设O 为原点,点B 与点A 关于x 轴对称,直线PB 交x 轴于点N .问:y 轴上是否存在点Q ,使得OQM ONQ ∠=∠?若存在,求点Q 的坐标;若不存在,说明理由.32.(2015安徽)设椭圆E 的方程为()222210x y a b a b+=>>,点O 为坐标原点,点A 的坐标为()0a ,,点B 的坐标为()0b ,,点M 在线段AB 上,满足2BM MA =,直线OM(Ⅰ)求E 的离心率e ;(Ⅱ)设点C 的坐标为()0b -,,N 为线段AC 的中点,点N 关于直线AB 的对称点的纵坐标为72,求E 的方程. 33.(2015山东)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的离心率1F 、2F .以1F 为圆心以3为半径的圆与以2F 为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆E :2222144x y a b+=,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线=+y kx m交椭圆E 于,A B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .( i )求||||OQ OP 的值; (ii )求△ABQ 面积的最大值.34. (2014新课标1) 已知点A (0,2)-,椭圆E :22221(0)x y a b a b +=>>F 是椭圆E 的右焦点,直线AF,O 为坐标原点. (Ⅰ)求E 的方程;(Ⅱ)设过点A 的动直线l 与E 相交于,P Q 两点,当OPQ ∆的面积最大时,求l 的方程.35.(2014浙江)如图,设椭圆(),01:2222>>=+b a by a x C 动直线l 与椭圆C 只有一个公共点P ,且点P 在第一象限.(Ⅰ)已知直线l 的斜率为k ,用k b a ,,表示点P 的坐标;(Ⅱ)若过原点O 的直线1l 与l 垂直,证明:点P 到直线1l 的距离的最大值为b a -.36.(2014新课标2)设1F ,2F 分别是椭圆C :()222210y x a b a b+=>>的左,右焦点,M 是C 上一点且2MF 与x 轴垂直,直线1MF 与C 的另一个交点为N . (Ⅰ)若直线MN 的斜率为34,求C 的离心率;(Ⅱ)若直线MN 在y 轴上的截距为2,且15MN F N =,求,a b .37.(2014安徽)设1F ,2F 分别是椭圆E :22221(0)x ya b a b+=>>的左、右焦点,过点1F 的直线交椭圆E 于,A B 两点,11||3||AF BF = (Ⅰ)若2||4,AB ABF =∆的周长为16,求2||AF ; (Ⅱ)若23cos 5AF B ∠=,求椭圆E 的离心率.38.(2014山东)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为3,直线y x =被椭圆C 截得的线段长为410. (I)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)过原点的直线与椭圆C 交于A ,B 两点(A ,B 不是椭圆C 的顶点).点D 在椭圆C 上,且AD AB ⊥,直线BD 与x 轴、y 轴分别交于M ,N 两点. (ⅰ)设直线BD ,AM 的斜率分别为12,k k ,证明存在常数λ使得12k k λ=,并求出λ的值;(ⅱ)求OMN ∆面积的最大值.39.(2014湖南)如图5,O 为坐标原点,双曲线221112211:1(0,0)x y C a b a b -=>>和椭圆222222222:1(0)x y C a b a b +=>>均过点23(,1)3P ,且以1C 的两个顶点和2C 的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形. (I)求12,C C 的方程;(Ⅱ)是否存在直线l ,使得l 与1C 交于,A B 两点,与2C 只有一个公共点,且||||OA OB AB +=?证明你的结论.40.(2014四川)已知椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)的焦距为4,其短轴的两个端点与长轴的一个端点构成正三角形.(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)设F 为椭圆C 的左焦点,T 为直线3x =-上任意一点,过F 作TF 的垂线交椭圆C 于点P ,Q .(i )证明:OT 平分线段PQ (其中O 为坐标原点); (ii )当||||TF PQ 最小时,求点T 的坐标. 41.(2013安徽)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦距为4,且过点P .(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设0000(,)(0)Q x y x y ≠为椭圆C 上一点,过点Q 作x 轴的垂线,垂足为E .取y 轴的对称点,作直线QG ,问这样作出的直线QG 是否与椭圆C 一定有唯一的公共点?并说明理由.42.(2013湖北)如图,已知椭圆1C 与2C 的中心在坐标原点O ,长轴均为MN 且在x 轴上,短轴长分别为2m ,2()n m n >,过原点且不与x 轴重合的直线l 与1C ,2C 的四个交点按纵坐标从大到小依次为A ,B ,C ,D .记mnλ=,△BDM 和△ABN 的面积分别为1S 和2S .(Ⅰ)当直线l 与y 轴重合时,若12S S λ=,求λ的值;(Ⅱ)当λ变化时,是否存在与坐标轴不重合的直线l ,使得12S S λ=?并说明理由. 43. (2013天津)设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,, 过点F 且与x.(Ⅰ) 求椭圆的方程;第20题图(Ⅱ) 设A , B 分别为椭圆的左、右顶点, 过点F 且斜率为k 的直线与椭圆交于C ,D两点. 若··8AC DB AD CB +=, 求k 的值.44.(2013山东)椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的左、右焦点分别是12,F F ,过1F 且垂直于x 轴的直线被椭圆C 截得的线段长为l . (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)点P 是椭圆C 上除长轴端点外的任一点,连接12,PF PF .设12F PF ∠的角平分线PM 交C 的长轴于点(),0M m ,求m 的取值范围;(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,过点P 作斜率为k 的直线l ,使得l 与椭圆C 有且只有一个公共点.设直线12,PF PF 的斜率分别为12,k k ,若0k ≠,试证明1211kk kk +为定值,并求出这个定值.45.(2012北京)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的一个顶点为(2,0)A,离心率为.直线(1y k x =-)与椭圆C 交于不同的两点M ,N . (Ⅰ)求椭圆C 的方程; (Ⅱ)当△AMN得面积为3时,求k 的值. 46.(2013安徽)如图,21,F F 分别是椭圆C :22a x +22by =1(0>>b a )的左、右焦点,A是椭圆C 的顶点,B 是直线2AF 与椭圆C 的另一个交点,1F ∠A 2F =60°.(Ⅰ)求椭圆C 的离心率;(Ⅱ)已知△A B F 1的面积为403,求a , b 的值.47.(2012广东)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的离心率e =C 上的点到(0,2)Q 的距离的最大值为3. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)在椭圆C 上,是否存在点(,)M m n 使得直线l :1mx ny +=与圆O :221x y +=相交于不同的两点,A B ,且OAB ∆的面积最大?若存在,求出点M 的坐标及相对应的OAB ∆的面积;若不存在,请说明理由.48.(2011陕西)设椭圆C: ()222210x y a b a b+=>>过点(0,4),离心率为35(Ⅰ)求C 的方程;(Ⅱ)求过点(3,0)且斜率为45的直线被C 所截线段的中点坐标. 49.(2011山东)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆22:13x C y +=.如图所示,斜率为(0)k k >且不过原点的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,线段AB 的中点为E ,射线OE交椭圆C 于点G ,交直线3x =-于点(3,)D m -.(Ⅰ)求22m k +的最小值;(Ⅱ)若2OG OD =∙OE ,(i )求证:直线l 过定点;(ii )试问点B ,G 能否关于x 轴对称?若能,求出此时ABG 的外接圆方程;若不能,请说明理由.50.(2010新课标)设1F ,2F 分别是椭圆E :2x +22y b=1(01b <<)的左、右焦点,过1F的直线l 与E 相交于A 、B 两点,且2AF ,AB ,2BF 成等差数列. (Ⅰ)求AB ;(Ⅱ)若直线l 的斜率为1,求b 的值.51.(2010辽宁)设椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,过点F 的直线与椭圆C相交于A ,B 两点,直线l 的倾斜角为60o ,2AF FB =. (Ⅰ)求椭圆C 的离心率; (Ⅱ)如果|AB |=154,求椭圆C 的方程.专题九 解析几何第二十六讲 椭圆答案部分1. 解析 2x =,则22AF x =,所以23BF AB x ==.由椭圆定义122BF BF a +=,即42x a =.又1224AF AF a x +==,22AF x =,所以12AF x =. 因此点A 为椭圆的上顶点,设其坐标为()0,b .由222AF BF =可得点B 的坐标为3,22b ⎛⎫- ⎪⎝⎭.因为点B 在椭圆()222210x y a b a b+=>>上,所以291144a +=. 解得23a =.又1c =,所以22b =.所以椭圆方程为22132x y +=.故选B. 2.解析(1)由题设得1222y y x x ⋅=-+-,化简得221(||2)42x y x +=≠,所以C 为中心在坐标原点,焦点在x 轴上的椭圆,不含左右顶点.3. 解析 由题意,c e a ====所以22244a b a -=,即2234a b =.故选B .4. 解析 设(,)M m n ,,0m n >,椭圆C :22:13620x yC +=的6a =,b =2c =,23c e a ==,由于M 为C 上一点且在第一象限,可得12||||MF MF >, 12MF F △为等腰三角形,可能1||2MF c =或2||2MF c =,即有2683m +=,即3m =,n = 2683m -=,即30m =-<,舍去.可得M .2010-2018年1.D 【解析】由题意可得椭圆的焦点在x 轴上,如图所示,OyxPF 2F 1A设12||2=F F c ,所以12∆PF F 为等腰三角形,且12=120∠F F P ,∴212||||2PF F F c ==,∵2||OF c =,∴点P 坐标为(2cos60,2sin60)c c c +,即点(2)P c .∵点P 在过点A=14c a =.∴14e =,故选D . 2.C 【解析】由题意25=a,=a P 到该椭圆的两个焦点的距离之和为2=a C .3.B 【解析】由题意可知29a =,24b =,∴2225c a b =-=,∴离心率c e a ==,选B4.A 【解析】以线段12A A 为直径的圆是222x y a +=,直线20bx ay ab -+=与圆相切,所以圆心到直线的距离d a ==,整理为223a b =,即()22222323a a c a c =-⇒=,即2223c a =,3c e a ==,故选A .5.A 【解析】设(0,)E m ,则直线AE 的方程为1x y a b -+=,由题意可知(,)mcM c m a--,(0,)2m和(,0)B a 三点共线,则22mc m m m a c a--=--,化简得3a c =,则C 的离心率13c e a ==.故选A . 6.A 【解析】由题意知2211m n -=+,即222m n =+,222221222221111()2m n n n e e m n n n -+++=⋅=⋅+4242422111122n n n n n n ++==+>++,所以121e e >.故选A .7.D【解析】由题意可设,sin )Q αα,圆的圆心坐标为(0,6)C ,圆心到Q 的距离为||CQ =当且仅当2sin 3α=-时取等号,所以max max ||||PQ CQ r +==≤Q P ,两点间的最大距离是8.D 【解析】设1122(,),(,)A x y B x y ,则12x x +=2,12y y +=-2,2211221x y a b += ① 2222221x y a b+= ② ①-②得1212121222()()()()0x x x x y y y y a b +-+-+=,∴AB k =1212y y x x --=212212()()b x x a y y +-+=22b a,又AB k =0131+-=12,∴22b a =12,又9=2c =22a b -,解得2b =9,2a =18,∴椭圆方程为221189x y +=,故选D. 9.C 【解析】∆21F PF 是底角为30的等腰三角形221332()224c PF F F a c c e a ⇒==-=⇔==10.5【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由2AP PB =,得1212212(1)x x y y -=⎧⎨-=-⎩,即122x x =-,1232y y =-.因为点A ,B 在椭圆上,所以222222224(3)44x x m x y m⎧+-=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,得21344y m =+,所以2222221591(32)(5)444244x m y m m m =--=-+-=--+≤, 所以当5m =时,点B 横坐标的绝对值最大,最大值为2.1112;【解析】设椭圆的右焦点为(,0)F c ,双曲线N 的渐近线与椭圆M 在第一象限内的交点为A,由题意可知(2c A ,由点A 在椭圆M 上得,22223144c c a b +=,∴22222234b c a c a b +=,222b ac =-,∴22222222()34()a c c a c a a c -+=-,∴4224480a a c c -+=,∴428+40e e -=椭椭,∴24e =±椭,∴1e =椭(舍去)或1e =椭,∴椭圆M1,∵双曲线的渐近线过点(2cA,渐近线方程为y =,故双曲线的离心率2e ==双.12(),0F c,直线2by =与椭圆方程联立可得2b B ⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭,2b C ⎫⎪⎪⎝⎭,由90BFC ∠=︒可得0BF CF ⋅=,2b BF c ⎛⎫=- ⎪⎪⎝⎭,2b CF c ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,则22231044c a b -+=,由222b a c =-可得223142ca =,则ce a==. 13.22325()24-+=x y 【解析】 由题意圆过(4,0),(0,2),(0,2)三个点,设圆心为(,0)a,其中0a ,由4-=a ,解得32a ,所以圆的方程为22325()24-+=x y .14.2【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,分别代入椭圆方程相减得 1212121222()()()()0x x x x y y y y a b-+-++=,根据题意有12122,2x x y y +=+=,且121212y y x x -=--,所以22221()02a b +⨯-=,得222a b =,整理222a c =,所以2e =. 15.12【解析】设MN 交椭圆于点P ,连接1F P 和2F P ,利用中位线定理可得AN BN +=122222412F P F P a a +=⨯==.162(,)b A c a ,2(,)b B c a -,由题意可知点D 为1F B 的中点,所以点D 的坐标为2(0,)2b a-,由B F AD 1⊥,所以11AD F B k k ⋅=-22ac =,解得e = 17.22312x y +=【解析】由题意得通径22AF b =,∴点B 坐标为251(,)33c B b -- 将点B 坐标带入椭圆方程得22221()53()13b c b--+=, 又221b c =-,解得222313b c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩∴椭圆方程为22312x y +=.18.13-【解析】由题意可知,21F MF ∆中,︒=∠︒=∠︒=∠90,30,60211221MF F F MF F MF ,所以有⎪⎩⎪⎨⎧==+==+12212221222132)2(MF MF a MF MF c F F MF MF ,整理得13-==a c e ,故答案为13-.19.5【解析】由椭圆的性质可知:1AF a c =-,122F F c =,1F B a c =+.又已知1AF ,12F F ,1F B 成等比数列,故2()()(2)a c a c c -+=,即2224a c c -=,则225a c =.故5c e a ==.即椭圆的离心率为5.20.(0,1)±【解析】设点A 的坐标为(,)m n ,B 点的坐标为(,)c d.12(F F ,可得1()F A m n =,2()F B c d =,∵125F A F B =,∴5nc d ==,又点,A B 在椭圆上, ∴2213m n +=,22(5()135m n ++=,解得0,1m n ==±, ∴点A 的坐标是(0,1)±.21.【解析】(1)由已知得(1,0)F ,l 的方程为1=x .由已知可得,点A 的坐标为(1,)2或(1,2-. 所以AM的方程为2y x =-2y x =. (2)当l 与x 轴重合时,0OMA OMB ∠=∠=︒.当l 与x 轴垂直时,OM 为AB 的垂直平分线,所以OMA OMB ∠=∠.当l 与x 轴不重合也不垂直时,设l 的方程为(1)(0)y k x k =-≠,1221(,),(,)A y x y x B ,则1<x2x MA ,MB 的斜率之和为212122MA MB x x y yk k +=+--. 由11=-y kx k ,22=-y kx k 得121212(23()42)(2)MA MB x x x x k k x x kk k -+++=--.将(1)y k x =-代入2212x y +=得 2222(21)4220k x k x k +-+-=.所以,2122421+=+k k x x ,21222221-=+x k k x . 则3131322244128423()4021k k k k kk k k k x x x x --++-++==+.从而0MA MB k k +=,故MA ,MB 的倾斜角互补,所以OMA OMB ∠=∠. 综上,OMA OMB ∠=∠.22.【解析】(1)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则2211143x y +=,2222143x y +=. 两式相减,并由1212y y k x x -=-得1212043x x y y k +++⋅=. 由题设知1212x x +=,122y y m +=, 于是34k m=-.①由题设得302m <<,故12k <-.(2)由题意得(1,0)F ,设33(,)P x y ,则331122(1,)(1,)(1,)(0,0)x y x y x y -+-+-=.由(1)及题设得3123()1x x x =-+=,312()20y y y m =-+=-<. 又点P 在C 上,所以34m =,从而3(1,)2P -,3||2FP =.于是1||(22xFA x ===-.同理2||22x FB =-. 所以121||||4()32FA FB x x +=-+=. 故2||||||FP FA FB=+,即||FA ,||FP ,||FB 成等差数列. 设该数列的公差为d ,则1212||||||||||2d FB FA x x =-=-= 将34m =代入①得1k =-. 所以l 的方程为74y x =-+,代入C 的方程,并整理得2171404x x -+=.故122x x +=,12128x x =,代入②解得||28d =.所以该数列的公差为28或28-. 23.【解析】设椭圆的焦距为2c ,由已知知2259c a =,又由222a b c =+,可得23a b =.由已知可得,FB a =,AB ,由FB AB ⋅=,可得6ab =,从而3a =,2b =. 所以,椭圆的方程为22194x y +=.(2)设点P 的坐标为11(,)x y ,点Q 的坐标为22(,)x y . 由已知有120y y >>,故12sin PQ AOQ y y ∠=-. 又因为2sin y AQ OAB =∠,而4OAB π∠=,故2AQ .由AQ AOQ PQ∠,可得1259y y =. 由方程组22194y kx x y=⎧⎪⎨+=⎪⎩,,消去x,可得1y = 易知直线AB 的方程为20x y +-=,由方程组20y kx x y =⎧⎨+-=⎩,, 消去x ,可得221ky k =+.由1259y y =,可得5(1)k += 两边平方,整理得25650110k k -+=,解得12k =,或1128k =. 所以,k 的值为111228或.24.【解析】(1)由于3P ,4P 两点关于y 轴对称,故由题设知C 经过3P ,4P 两点.又由222211134a b a b +>+知,C 不经过点1P ,所以点2P 在C 上.因此222111314b ab ⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得2241a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩.故C 的方程为2214x y +=.(2)设直线2P A 与直线2P B 的斜率分别为1k ,2k ,如果l 与x 轴垂直,设l :x t =,由题设知0t ≠,且||2t <,可得A ,B 的坐标分别为 (t,(t,.则121k k +=-=-,得2t =,不符合题设. 从而可设l :y kx m =+(1m ≠).将y kx m =+代入2214x y +=得222(41)8440k x kmx m +++-=由题设可知22=16(41)0k m ∆-+>.设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则122841km x x k +=-+,21224441m x x k -=+.而12121211y y k k x x --+=+121211kx m kx m x x +-+-=+1212122(1)()kx x m x x x x +-+=.由题设121k k +=-,故1212(21)(1)()0k x x m x x ++-+=.即222448(21)(1)04141m kmk m k k --+⋅+-⋅=++.解得12m k +=-.当且仅当1m >-时,0∆>,欲使l :12m y x m +=-+,即11(2)2m y x ++=--, 所以l 过定点(2,1-)25.【解析】(1)设(,)P x y ,00(,)M x y ,则0(,0)N x ,0(,)NP x x y =-,0(0.)NM y =.由2NP NM =得 0x x =,02y y =. 因为00(,)M x y 在C 上,所以22122x y +=. 因此点P 的轨迹方程为222x y +=.(2)由题意知(1,0)F -.设(3,)Q t -,(,)P m n ,则(3,)OQ t =-,(1,)PF m n =---,33OQ PF m tn ⋅=+-,(,)OP m n =,(3,)PQ m t n =---,由1OP PQ ⋅=得2231m m tn n --+-=,又由(1)知222m n +=, 故330m tn +-=.所以0OQ PF ⋅=,即OQ PF ⊥.又过点P 存在唯一直线垂直与OQ ,所以过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F . 26.【解析】(1)设椭圆的半焦距为c .因为椭圆E 的离心率为12,两准线之间的距离为8,所以12c a =,228a c=,解得2,1a c ==,于是b =因此椭圆E 的标准方程是22143x y +=.(2)由(1)知,1(1,0)F -,2(1,0)F .设00(,)P x y ,因为点P 为第一象限的点,故000,0x y >>. 当01x =时,2l 与1l 相交于1F ,与题设不符.当01x ≠时,直线1PF 的斜率为001y x +,直线2PF 的斜率为01y x -. 因为11l PF ⊥,22l PF ⊥,所以直线1l 的斜率为001x y -+,直线2l 的斜率为001x y --,从而直线1l 的方程:001(1)x y x y +=-+, ① 直线2l 的方程:001(1)x y x y -=--. ② 由①②,解得20001,x x x y y -=-=,所以2001(,)x Q x y --. 因为点Q 在椭圆上,由对称性,得20001x y y -=±,即22001x y -=或22001x y +=.又P 在椭圆E 上,故2200143x y +=.由220022001143x y x y ⎧-=⎪⎨+=⎪⎩,解得00,77x y ==;220022001143x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,无解. 因此点P的坐标为(77. 27.【解析】(Ⅰ)设F 的坐标为(,0)c -.依题意,12c a =,2p a =,12a c -=,解得1a =,12c =,2p =,于是22234b ac =-=. 所以,椭圆的方程为22413y x +=,抛物线的方程为24y x =. (Ⅱ)设直线AP 的方程为1(0)x my m =+≠,与直线l 的方程1x =-联立,可得点2(1,)P m --,故2(1,)Q m -.将1x my =+与22413y x +=联立,消去x ,整理得22(34)60m y my ++=,解得0y =,或2634my m -=+.由点B 异于点A ,可得点222346(,)3434m mB m m -+-++. 由2(1,)Q m-,可得直线BQ 的方程为22262342()(1)(1)()03434m m x y m m m m --+-+-+-=++,令0y =,解得222332m x m -=+, 故2223(,0)32m D m -+.所以2222236||13232m m AD m m -=-=++. 又因为APD △22162232||m m m ⨯⨯=+,整理得23|20m m -+=,解得||m =,所以m =. 所以,直线AP的方程为330x -=,或330x -=. 28.【解析】(I)由题意知c e a ==,22c =,所以1a b =,因此椭圆E 的方程为2212x y +=.(Ⅱ)设()()1122,,,A x y B x y ,联立方程2211,2x y y k x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得()22114210k x x +--=, 由题意知0∆>,且()12122111221x x x x k +=-+,所以121=-AB x .由题意可知圆M 的半径r为123r AB ==由题设知12k k =所以21k 因此直线OC的方程为1y =.联立方程2211,2,x y y ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得2221221181,1414k x y k k ==++,因此OC =由题意可知1sin21SOT rOC r OCr∠==++,而1OC r=2 令2112t k =+, 则()11,0,1t t>∈,因此1OC r===≥,当且仅当112t =,即2t =时等号成立,此时1k =,所以1sin 22SOT ∠≤,因此26SOT π∠≤, 所以SOT ∠最大值为3π. 综上所述:SOT ∠的最大值为3π,取得最大值时直线l的斜率为1k =.29.【解析】(Ⅰ)由题意得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+===,,121,23222c b a ab ac 解得1,2==b a .所以椭圆C 的方程为1422=+y x . (Ⅱ)由(Ⅰ)知,)1,0(),0,2(B A ,设),(00y x P ,则442020=+y x .当00≠x 时,直线PA 的方程为)2(200--=x x y y . 令0=x ,得2200--=x y y M .从而221100-+=-=x y y BM M . 直线PB 的方程为110+-=x x y y .令0=y ,得100--=y x x N .从而12200-+=-=y x x AN N . 所以221120000-+⋅-+=⋅x y y x BM AN 228844224844400000000000000002020+--+--=+--+--++=y x y x y x y x y x y x y x y x y x 4=. 当00=x 时,10-=y ,,2,2==AN BM 所以4=⋅BM AN . 综上,BM AN ⋅为定值.30.【解析】(Ⅰ)设直线:l y kx b =+(0,0)k b ≠≠,11(,)A x y ,22(,)B x y ,(,)M M M x y .将y kx b =+代入2229x y m +=得2222(9)20k x kbx b m +++-=, 故12229M x x kb x k +==-+,299M M by kx b k =+=+. 于是直线OM 的斜率9M OM M y k x k==-,即9OM k k ⋅=-. 所以直线OM 的斜率与l 的斜率的乘积为定值. (Ⅱ)四边形OAPB 能为平行四边形. 因为直线l 过点(,)3mm , 所以l 不过原点且与C 有两个交点的充要条件是0k >,3k ≠. 由(Ⅰ)得OM 的方程为9y x k=-.设点P 的横坐标为P x . 由2229,9,y x k x y m ⎧=-⎪⎨⎪+=⎩得2222981P k m x k =+,即P x =. 将点(,)3m m 的坐标代入直线l 的方程得(3)3m k b -=,因此2(3)3(9)M mk k x k -=+. 四边形OAPB 为平行四边形当且仅当线段AB 与线段OP 互相平分,即2P M x x =.=2(3)23(9)mk k k -⨯+.解得14k =24k =因为0,3i i k k >≠,1i =,2,所以当l的斜率为44四边形OAPB 为平行四边形.31.【解析】(Ⅰ)由题意得2221,,2.b caa b c =⎧⎪⎪=⎨⎪⎪=+⎩解得2a =2.故椭圆C 的方程为2212x y +=. 设M (N x ,0).因为0m ≠,所以11n -<<.直线PA 的方程为11n y x m--=, 所以M x =1m n -,即(,0)1mM n-. (Ⅱ)因为点B 与点A 关于x 轴对称,所以(,)B m n -, 设(,0)N N x ,则N x =1mn+. “存在点(0,)Q Q y 使得OQM ∠=ONQ ∠等价”,“存在点(0,)Q Q y 使得OM OQ=OQ ON”即Q y 满足2Q M N y x x =.因为1M m x n =-,1N m x n =+,2212m n +=, 所以22221Q MN m y x x n===-. 所以Q yQ y =.故在y 轴上存在点Q ,使得OQM ∠=ONQ ∠. 点Q的坐标为或(0,.32.【解析】(1)由题设条件知,点M 的坐标为21(,)33a b,又OM k =,从而2b a =,进而得,2a c b ===,故c e a ==.(2)由题设条件和(I)的计算结果可得,直线AB1yb+=,点N的坐标为1,)2b-,设点N关于直线AB的对称点S的坐标为17(,)2x,则线段NS的中点T的坐标为117,)244xb+-+.又点T在直线AB上,且1NS ABk k⋅=-,从而有11744171xbbb+-++=⎨+⎪=⎪⎪⎪⎩,解得3b=,所以b=故椭圆E的方程为221459x y+=.33.【解析】(Ⅰ)由题意知42=a,则2=a,又2ca=,222a c b-=,可得1=b,所以椭圆C的方程为1422=+yx.(Ⅱ)由(I)知椭圆E的方程为141622=+yx.(i)设λ=||||),,(0OPOQyxP,由题意知),(yxQλλ--,因为14220=+yx,又14)(16)(220=-+-yxλλ,即1)4(4220=+yxλ,所以2=λ,即2||||=OPOQ.(ii)设),(),,(2211yxByxA,将mkxy+=代入椭圆E的方程,可得01648)41(222=-+++mkmxxk,由0>∆,可得22164km+<,则有222122141164,418k m x x k km x x +-=+-=+,所以22221414164||k m k x x +-+=-.因为直线m kx y +=与y 轴交点的坐标为),0(m ,所以OAB ∆的面积||||2121x x m S -=22241||4162km m k +-+= 222241)416(2k m m k +-+=222241)414(2k m k m ++-= 令t k m =+2241,将m kx y +=代入椭圆C 的方程, 可得 0448)41(222=-+++m kmx x k , 由0∆≥,可得 2241k m +≤,由①②可知 10≤<t ,因此t t t t S 42)4(22+-=-=,故 S ≤,当且仅当1=t 时,即2241k m +=时取得最大值32,由(i )知,ABQ ∆面积为S 3, 所以ABQ ∆面积的最大值为36.34.【解析】2(c,0)F c c (I )设,由条件知,222=2, 1.c a b a c a ==-=又所以 22 1.4x E y +=故的方程为(Ⅱ)1122:=2,(,),(,).l x l y kx P x y Q x y ⊥-当轴时不合题意,故设22214x y kx y =-+=将代入得22(14)16120.k x kx +-+=221,23=16(43)0,4k k x ∆->>=当即时,12241PQ xk=-=+从而O PQ d OPQ=∆又点到直线的距离所以的面积1=2OPQS d PQ∆⋅=244,0,.44OPQtt t St tt∆=>==++则44,20.2t t kt+≥==±∆>因为当且仅当,即OPQι∆所以,当的面积最大时,的方程为2222y x y x=-=--或.35.【解析】(Ⅰ)设直线l的方程为()0y kx m k=+<,由22221y kx mx ya b=+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y得,()22222222220b a k x a kmx a m a b+++-=,由于直线l与椭圆C只有一个公共点P,故0∆=,即22220b m a k-+=,解得点P的坐标为22222222,a kmb mb a k b a k⎛⎫- ⎪++⎝⎭,由点P在第一象限,故点P的坐标为22⎛⎫⎝;(Ⅱ)由于直线1l过原点O,且与l垂直,故直线1l的方程为0x ky+=,所以点P到直线1l的距离d=,整理得22d=,因为22222ba k abk+≥,2222a b ≤=-,当且仅当2bk a=时等号成立, 所以点P 到直线1l 的距离的最大值为b a -.36.【解析】(Ⅰ)根据c 22(,),23b M c b ac a=将222b a c =-代入223b ac =,解得1,22c ca a==-(舍去) 故C 的离心率为12. (Ⅱ)由题意,原点O 为12F F 的中点,2MF ∥y 轴,所以直线1MF 与y 轴的交点(0,2)D是线段1MF 的中点,故24b a=,即24b a = ① 由15MN F N =得112DF F N =。
专题九 解析几何第二十六讲 椭圆答案部分1.D 【解析】由题意可得椭圆的焦点在x 轴上,如图所示,OyxPF 2F 1A设12||2=F F c ,所以12∆PF F 为等腰三角形,且12=120∠F F P ,∴212||||2PF F F c ==,∵2||OF c =,∴点P 坐标为(2cos 60,2sin 60)c c c +,即点(2)P c .∵点P 在过点A,且斜率为6的直线上,=14c a =.∴14e =,故选D .2.C 【解析】由题意25=a,=a P 到该椭圆的两个焦点的距离之和为2=a C .3.B 【解析】由题意可知29a =,24b =,∴2225c a b =-=,∴离心率3c e a ==,选B4.A 【解析】以线段12A A 为直径的圆是222x y a +=,直线20bx ay ab -+=与圆相切,所以圆心到直线的距离d a ==,整理为223a b =,即()22222323a a c a c =-⇒=,即2223c a =,c e a ==,故选A .5.A 【解析】设(0,)E m ,则直线AE 的方程为1x y a b -+=,由题意可知(,)mc M c m a--,(0,)2m和(,0)B a 三点共线,则22mc m m m a c a--=--,化简得3a c =,则C 的离心率13c e a ==.故选A . 6.A 【解析】由题意知2211m n -=+,即222m n =+,222221222221111()2m n n n e e m n n n -+++=⋅=⋅+4242422111122n n n n n n++==+>++, 所以121e e >.故选A .7.D【解析】由题意可设,sin )Q αα,圆的圆心坐标为(0,6)C ,圆心到Q 的距离为||CQ ===,当且仅当2sin 3α=-时取等号,所以max max ||||PQ CQ r +==≤Q P ,两点间的最大距离是.8.D 【解析】设1122(,),(,)A x y B x y ,则12x x +=2,12y y +=-2,2211221x y a b += ① 2222221x y a b+= ② ①-②得1212121222()()()()0x x x x y y y y a b+-+-+=, ∴AB k =1212y y x x --=212212()()b x x a y y +-+=22b a ,又AB k =0131+-=12,∴22b a =12,又9=2c =22a b -,解得2b =9,2a =18,∴椭圆方程为221189x y +=,故选D. 9.C 【解析】∆21F PF 是底角为30的等腰三角形221332()224c PF F F a c c e a ⇒==-=⇔==10.5【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由2AP PB =,得1212212(1)x x y y -=⎧⎨-=-⎩,即122x x =-,1232y y =-.因为点A ,B 在椭圆上,所以222222224(3)44x x m x y m⎧+-=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,得21344y m =+,所以2222221591(32)(5)444244x m y m m m =--=-+-=--+≤, 所以当5m =时,点B 横坐标的绝对值最大,最大值为2.1112-;【解析】设椭圆的右焦点为(,0)F c ,双曲线N 的渐近线与椭圆M 在第一象限内的交点为A,由题意可知(2c A ,由点A 在椭圆M 上得,22223144c c a b+=,∴22222234b c a c a b +=,222b a c =-,∴22222222()34()a c c a c a a c -+=-, ∴4224480a a c c -+=,∴428+40e e -=椭椭,∴24e =±椭,∴1e =椭(舍去)或1e =椭,∴椭圆M1,∵双曲线的渐近线过点(,)22c A,渐近线方程为y =,故双曲线的离心率2e ==双.12由题意得(),0F c ,直线2by =与椭圆方程联立可得2b B ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,2b C ⎫⎪⎪⎝⎭,由90BFC ∠=︒可得0BFCF ⋅=,2b BF c ⎛⎫=+- ⎪⎪⎝⎭,2b CF c ⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭,则22231044c a b -+=,由222b a c =-可得223142c a=,则c e a ==.13.22325()24-+=x y 【解析】 由题意圆过(4,0),(0,2),(0,2)三个点,设圆心为(,0)a ,其中0a,由4-=a 32a ,所以圆的方程为22325()24-+=x y .14.2【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,分别代入椭圆方程相减得 1212121222()()()()0x x x x y y y y a b -+-++=,根据题意有12122,2x x y y +=+=,且121212y y x x -=--,所以22221()02a b +⨯-=,得222a b =,整理222a c =,所以e =. 15.12【解析】设MN 交椭圆于点P ,连接1F P 和2F P ,利用中位线定理可得AN BN +=122222412F P F P a a +=⨯==.162(,)b A c a,2(,)b B c a -,由题意可知点D 为1F B 的中点,所以点D 的坐标为2(0,)2b a-,由B F AD 1⊥,所以11AD F B k k ⋅=-22ac =,解得3e =. 17.22312x y +=【解析】由题意得通径22AF b =,∴点B 坐标为251(,)33c B b -- 将点B 坐标带入椭圆方程得22221()53()13b c b --+=, 又221b c =-,解得222313b c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩∴椭圆方程为22312x y +=.18.13-【解析】由题意可知,21F MF ∆中,︒=∠︒=∠︒=∠90,30,60211221MF F F MF F MF ,所以有⎪⎩⎪⎨⎧==+==+12212221222132)2(MF MF a MF MF c F F MF MF ,整理得13-==a c e ,故答案为13-. 19由椭圆的性质可知:1AF a c =-,122F F c =,1F B a c =+.又已知1AF ,12F F ,1F B 成等比数列,故2()()(2)a c a c c -+=,即2224a c c -=,则225a c =.故c e a ==.20.(0,1)±【解析】设点A 的坐标为(,)m n ,B 点的坐标为(,)c d.12(F F ,可得1()F A m n =,2()F B c d =,∵125F A F B =,∴,55m nc d +==,又点,A B 在椭圆上, ∴2213m n +=,22(5()135m n ++=,解得0,1m n ==±, ∴点A 的坐标是(0,1)±.21.【解析】(1)由已知得(1,0)F ,l 的方程为1=x .由已知可得,点A的坐标为或(1,. 所以AM的方程为y x =y x =- (2)当l 与x 轴重合时,0OMA OMB ∠=∠=︒.当l 与x 轴垂直时,OM 为AB 的垂直平分线,所以OMA OMB ∠=∠.当l 与x 轴不重合也不垂直时,设l 的方程为(1)(0)y k x k =-≠,1221(,),(,)A y x y x B ,则1<x,2<x MA ,MB 的斜率之和为212122MA MB x x y yk k +=+--. 由11=-y kx k ,22=-y kx k 得121212(23()42)(2)MA MB x x x x k k x x kk k -+++=--.将(1)y k x =-代入2212x y +=得 2222(21)4220k x k x k +-+-=.所以,2122421+=+k k x x ,21222221-=+x k k x .则3131322244128423()4021k k k k kk k k k x x x x --++-++==+. 从而0MA MB k k +=,故MA ,MB 的倾斜角互补,所以OMA OMB ∠=∠. 综上,OMA OMB ∠=∠.22.【解析】(1)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则2211143x y +=,2222143x y +=. 两式相减,并由1212y y k x x -=-得1212043x x y y k +++⋅=.由题设知1212x x +=,122y y m +=, 于是34k m=-.①由题设得302m <<,故12k <-.(2)由题意得(1,0)F ,设33(,)P x y ,则331122(1,)(1,)(1,)(0,0)x y x y x y -+-+-=.由(1)及题设得3123()1x x x =-+=,312()20y y y m =-+=-<. 又点P 在C 上,所以34m =,从而3(1,)2P -,3||2FP =.于是1||(22xFA x ===-.同理2||22x FB =-. 所以121||||4()32FA FB x x +=-+=.故2||||||FP FA FB =+,即||FA ,||FP ,||FB 成等差数列. 设该数列的公差为d ,则1212||||||||||2d FB FA x x =-=-= 将34m =代入①得1k =-. 所以l 的方程为74y x =-+,代入C 的方程,并整理得2171404x x -+=.故122x x +=,12128x x =,代入②解得||28d =.所以该数列的公差为28或28-. 23.【解析】设椭圆的焦距为2c ,由已知知2259c a =,又由222a b c =+,可得23a b =.由已知可得,FB a =,AB =,由FB AB ⋅=,可得6ab =,从而3a =,2b =.所以,椭圆的方程为22194x y +=.(2)设点P 的坐标为11(,)x y ,点Q 的坐标为22(,)x y . 由已知有120y y >>,故12sin PQ AOQ y y ∠=-. 又因为2sin y AQ OAB =∠,而4OAB π∠=,故2AQ =.由4AQ AOQ PQ=∠,可得1259y y =. 由方程组22194y kx x y =⎧⎪⎨+=⎪⎩,,消去x,可得1y . 易知直线AB 的方程为20x y +-=,由方程组20y kx x y =⎧⎨+-=⎩,, 消去x ,可得221ky k =+.由1259y y =,可得5(1)k += 两边平方,整理得25650110k k -+=,解得12k =,或1128k =.所以,k 的值为111228或.24.【解析】(1)由于3P ,4P 两点关于y 轴对称,故由题设知C 经过3P ,4P 两点.又由222211134a b a b +>+知,C 不经过点1P ,所以点2P 在C 上. 因此222111314b ab ⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得2241a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩.故C 的方程为2214x y +=.(2)设直线2P A 与直线2P B 的斜率分别为1k ,2k ,如果l 与x 轴垂直,设l :x t =,由题设知0t ≠,且||2t <,可得A ,B 的坐标分别为(t,(t,).则121k k +==-,得2t =,不符合题设. 从而可设l :y kx m =+(1m ≠).将y kx m =+代入2214x y +=得222(41)8440k x kmx m +++-= 由题设可知22=16(41)0k m ∆-+>.设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则122841kmx x k +=-+,21224441m x x k -=+.而12121211y y k k x x --+=+121211kx m kx m x x +-+-=+ 1212122(1)()kx x m x x x x +-+=.由题设121k k +=-,故1212(21)(1)()0k x x m x x ++-+=.即222448(21)(1)04141m kmk m k k --+⋅+-⋅=++.解得12m k +=-.当且仅当1m >-时,0∆>,欲使l :12m y x m +=-+,即11(2)2m y x ++=--, 所以l 过定点(2,1-)25.【解析】(1)设(,)P x y ,00(,)M x y ,则0(,0)N x ,0(,)NP x x y =-,0(0.)NM y =.由2NP NM =得 0x x =,0y y =. 因为00(,)M x y 在C 上,所以22122x y +=. 因此点P 的轨迹方程为222x y +=.(2)由题意知(1,0)F -.设(3,)Q t -,(,)P m n ,则(3,)OQ t =-,(1,)PF m n =---,33OQ PF m tn ⋅=+-, (,)OP m n =,(3,)PQ m t n =---,由1OP PQ ⋅=得2231m m tn n --+-=,又由(1)知222m n +=, 故330m tn +-=.所以0OQ PF ⋅=,即OQ PF ⊥.又过点P 存在唯一直线垂直与OQ ,所以过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F . 26.【解析】(1)设椭圆的半焦距为c .因为椭圆E 的离心率为12,两准线之间的距离为8,所以12c a =,228a c=,解得2,1a c ==,于是b =因此椭圆E 的标准方程是22143x y +=.(2)由(1)知,1(1,0)F -,2(1,0)F .设00(,)P x y ,因为点P 为第一象限的点,故000,0x y >>. 当01x =时,2l 与1l 相交于1F ,与题设不符.当01x ≠时,直线1PF 的斜率为001y x +,直线2PF 的斜率为01y x -. 因为11l PF ⊥,22l PF ⊥,所以直线1l 的斜率为001x y -+,直线2l 的斜率为001x y --,从而直线1l 的方程:001(1)x y x y +=-+, ① 直线2l 的方程:001(1)x y x y -=--. ② 由①②,解得20001,x x x y y -=-=,所以2001(,)x Q x y --. 因为点Q 在椭圆上,由对称性,得20001x y y -=±,即22001x y -=或22001x y +=. 又P 在椭圆E 上,故2200143x y +=.由220022001143x y x y ⎧-=⎪⎨+=⎪⎩,解得00x y ==220022001143x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,无解. 因此点P的坐标为. 27.【解析】(Ⅰ)设F 的坐标为(,0)c -.依题意,12c a =,2pa =,12a c -=,解得1a =,12c =,2p =,于是22234b ac =-=. 所以,椭圆的方程为22413y x +=,抛物线的方程为24y x =. (Ⅱ)设直线AP 的方程为1(0)x my m =+≠,与直线l 的方程1x =-联立,可得点2(1,)P m --,故2(1,)Q m-.将1x my =+与22413y x +=联立,消去x , 整理得22(34)60m y my ++=,解得0y =,或2634my m -=+.由点B 异于点A ,可得点222346(,)3434m mB m m -+-++. 由2(1,)Q m-,可得直线BQ 的方程为22262342()(1)(1)()03434m m x y m m m m --+-+-+-=++,令0y =,解得222332m x m -=+,故2223(,0)32m D m -+.所以2222236||13232m m AD m m -=-=++. 又因为APD △的面积为2,故22162232||m m m ⨯⨯=+,整理得23|20m m -+=,解得||m =,所以m =. 所以,直线AP的方程为330x +-=,或330x -=. 28.【解析】(I)由题意知c e a ==,22c =,所以1a b ==,因此椭圆E 的方程为2212x y +=.(Ⅱ)设()()1122,,,A x y B x y ,联立方程2211,2x y y k x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得()22114210k x x +--=, 由题意知0∆>,且()12122111221x x x x k +=-+,所以121=-=AB x .由题意可知圆M 的半径r为1233r AB ==由题设知12k k =,所以21k =因此直线OC的方程为1y =.联立方程2211,2,x y y ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得2221221181,1414k x y k k ==++,因此OC ==由题意可知1sin21SOT rOC r OCr∠==++,而1OC r=令2112t k =+, 则()11,0,1t t>∈,因此1OC r==≥,当且仅当112t =,即2t =时等号成立,此时1k =,所以1sin 22SOT ∠≤,因此26SOT π∠≤, 所以SOT ∠最大值为3π. 综上所述:SOT ∠的最大值为3π,取得最大值时直线l的斜率为1k =.29.【解析】(Ⅰ)由题意得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+===,,121,23222c b a ab a c 解得1,2==b a .所以椭圆C 的方程为1422=+y x . (Ⅱ)由(Ⅰ)知,)1,0(),0,2(B A ,设),(00y x P ,则442020=+y x .当00≠x 时,直线PA 的方程为)2(200--=x x y y . 令0=x ,得2200--=x y y M .从而221100-+=-=x y y BM M . 直线PB 的方程为110+-=x x y y . 令0=y ,得100--=y x x N .从而12200-+=-=y x x AN N . 所以221120000-+⋅-+=⋅x y y x BM AN 228844224844400000000000000002020+--+--=+--+--++=y x y x y x y x y x y x y x y x y x 4=.当00=x 时,10-=y ,,2,2==AN BM 所以4=⋅BM AN . 综上,BM AN ⋅为定值.30.【解析】(Ⅰ)设直线:l y kx b =+(0,0)k b ≠≠,11(,)A x y ,22(,)B x y ,(,)M M M x y .将y kx b =+代入2229x y m +=得2222(9)20k x kbx b m +++-=,故12229M x x kb x k +==-+,299M M by kx b k =+=+. 于是直线OM 的斜率9M OM M y k x k==-,即9OM k k ⋅=-. 所以直线OM 的斜率与l 的斜率的乘积为定值. (Ⅱ)四边形OAPB 能为平行四边形. 因为直线l 过点(,)3mm , 所以l 不过原点且与C 有两个交点的充要条件是0k >,3k ≠.由(Ⅰ)得OM 的方程为9y x k=-.设点P 的横坐标为P x . 由2229,9,y x k x y m ⎧=-⎪⎨⎪+=⎩得2222981P k m x k =+,即P x =. 将点(,)3m m 的坐标代入直线l 的方程得(3)3m k b -=,因此2(3)3(9)M mk k x k -=+. 四边形OAPB 为平行四边形当且仅当线段AB 与线段OP 互相平分,即2P M x x =.=2(3)23(9)mk k k -⨯+.解得14k =24k =. 因为0,3i i k k >≠,1i =,2,所以当l的斜率为4或4四边形OAPB 为平行四边形.31.【解析】(Ⅰ)由题意得2221,,.b caa b c =⎧⎪⎪=⎨⎪⎪=+⎩解得2a =2.故椭圆C 的方程为2212x y +=. 设M (N x ,0).因为0m ≠,所以11n -<<.直线PA 的方程为11n y x m--=, 所以M x =1m n -,即(,0)1mM n-.(Ⅱ)因为点B 与点A 关于x 轴对称,所以(,)B m n -, 设(,0)N N x ,则N x =1mn+. “存在点(0,)Q Q y 使得OQM ∠=ONQ ∠等价”,“存在点(0,)Q Q y 使得OM OQ=OQ ON”即Q y 满足2Q M N y x x =.因为1M m x n =-,1N mx n=+,2212m n +=,所以22221Q MN m y x x n ===-.所以Q y或Q y =故在y 轴上存在点Q ,使得OQM ∠=ONQ ∠. 点Q的坐标为或(0,.32.【解析】(1)由题设条件知,点M 的坐标为21(,)33a b,又OM k =2b a =,进而得,2a c b ===,故c e a ==. (2)由题设条件和(I )的计算结果可得,直线AB1yb=,点N 的坐标为1,)22b -,设点N 关于直线AB 的对称点S 的坐标为17(,)2x ,则线段NS 的中点T的坐标为117,)4244x b b +-+.又点T 在直线AB 上,且1NS AB k k ⋅=-,从而有11744171x b b b +-+=⎨+⎪=⎪⎪⎪⎩,解得3b =,所以b = 故椭圆E 的方程为221459x y +=. 33.【解析】(Ⅰ)由题意知42=a ,则2=a,又c a =,222a cb -=, 可得1=b ,所以椭圆C 的方程为1422=+y x . (Ⅱ)由(I )知椭圆E 的方程为141622=+y x .(i )设λ=||||),,(00OP OQ y x P ,由题意知),(00y x Q λλ--, 因为142020=+y x ,又14)(16)(2020=-+-y x λλ,即1)4(42020=+y x λ, 所以2=λ,即2||||=OP OQ . (ii )设),(),,(2211y x B y x A ,将m kx y +=代入椭圆E 的方程, 可得01648)41(222=-+++m kmx x k , 由0>∆,可得 22164k m +<,则有222122141164,418k m x x k km x x +-=+-=+,所以22221414164||k m k x x +-+=-.因为直线m kx y +=与y 轴交点的坐标为),0(m ,所以OAB ∆的面积||||2121x x m S -=22241||4162k m m k +-+= 222241)416(2km m k +-+=222241)414(2k m k m ++-= 令t k m =+2241,将m kx y +=代入椭圆C 的方程, 可得 0448)41(222=-+++m kmx x k , 由0∆≥,可得 2241k m +≤,由①②可知 10≤<t ,因此t t t t S 42)4(22+-=-=,故 S ≤当且仅当1=t 时,即2241k m +=时取得最大值32,由(i )知,ABQ ∆面积为S 3,所以ABQ ∆面积的最大值为36.34.【解析】2(c,0)F c c (I )设,由条件知,222=2, 1.c a b a c a ==-=又所以 22 1.4x E y +=故的方程为 (Ⅱ)1122:=2,(,),(,).l x l y kx P x y Q x y ⊥-当轴时不合题意,故设22214x y kx y =-+=将代入得22(14)16120.k x kx +-+=221,23=16(43)0,4k k x ∆->>=当即时,12241PQ x k =-=+从而O PQ d OPQ =∆又点到直线的距离所以的面积21=241OPQ S d PQ k ∆⋅=+244,0,.44OPQ t t t S t t t∆=>==++则44,20.2t t k t +≥==±∆>因为当且仅当,即 OPQ ι∆所以,当的面积最大时,的方程为2222y x y x =-=--或. 35.【解析】(Ⅰ)设直线l 的方程为()0y kx m k =+<,由22221y kx mx y a b=+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y 得,()22222222220b a k x a kmx a m a b +++-=,由于直线l 与椭圆C 只有一个公共点P ,故0∆=,即22220b m a k -+=,解得点P 的坐标为22222222,a km b m b a k b a k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭,由点P 在第一象限, 故点P的坐标为22⎛⎫⎝; (Ⅱ)由于直线1l 过原点O ,且与l 垂直,故直线1l 的方程为0x ky +=,所以点P 到直线1l的距离d =,整理得22d =,因为22222b a k ab k +≥,2222a b ≤=-,当且仅当2bk a=时等号成立, 所以点P 到直线1l 的距离的最大值为b a -.36.【解析】(Ⅰ)根据c =22(,),23b M c b ac a=将222b a c =-代入223b ac =,解得1,22c ca a==-(舍去) 故C 的离心率为12. (Ⅱ)由题意,原点O 为12F F 的中点,2MF ∥y 轴,所以直线1MF 与y 轴的交点(0,2)D是线段1MF 的中点,故24b a=,即24b a = ① 由15MN F N =得112DF F N =。
专题九 解析几何第二十六讲 椭圆答案部分1.D 【解析】由题意可得椭圆的焦点在x 轴上,如图所示,设12||2=F F c ,所以12∆PF F 为等腰三角形,且12=120∠F F P ,∴212||||2PF F F c ==,∵2||OF c =,∴点P 坐标为(2cos 60,2sin 60)c c c +,即点(23)P c c .∵点P 在过点A ,且斜率为36的直线上, 33c =14c a =.∴14e =,故选D .2.C 【解析】由题意25=a ,5=a P 到该椭圆的两个焦点的距离之和为225=a ,故选C .3.B 【解析】由题意可知29a =,24b =,∴2225c a b =-=,∴离心率5c e a ==,选B4.A 【解析】以线段12A A 为直径的圆是222x y a +=,直线20bx ay ab -+=与圆相切,所以圆心到直线的距离22d a a b ==+,整理为223a b =,即()22222323a a c a c =-⇒=,即2223c a = ,63c e a ==,故选A .5.A 【解析】设(0,)E m ,则直线AE 的方程为1x y a b -+=,由题意可知(,)mc M c m a--,(0,)2m和(,0)B a 三点共线,则22mc m m m a c a--=--,化简得3a c =,则C 的离心率13c e a ==.故选A . 6.A 【解析】由题意知2211m n -=+,即222m n =+,222221222221111()2m n n n e e m n n n -+++=⋅=⋅+4242422111122n n n n n n ++==+>++,所以121e e >.故选A .7.D 【解析】由题意可设10,sin )Q αα,圆的圆心坐标为(0,6)C ,圆心到Q 的距离为2222||(10cos )(sin 6)509(sin )50523CQ ααα=+-=-+=,当且仅当2sin 3α=-时取等号,所以max max ||||52262PQ CQ r +==≤Q P ,两点间的最大距离是628.D 【解析】设1122(,),(,)A x y B x y ,则12x x +=2,12y y +=-2,2211221x y a b += ① 2222221x y a b+= ② ①-②得1212121222()()()()0x x x x y y y y a b +-+-+=,∴AB k =1212y y x x --=212212()()b x x a y y +-+=22b a,又AB k =0131+-=12,∴22b a =12,又9=2c =22a b -,解得2b =9,2a =18,∴椭圆方程为221189x y +=,故选D. 9.C 【解析】∆21F PF 是底角为30的等腰三角形10.5【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由2AP PB =,得1212212(1)x x y y -=⎧⎨-=-⎩,即122x x =-,1232y y =-.因为点A ,B 在椭圆上,所以222222224(3)44x x m x y m⎧+-=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,得21344y m =+,所以2222221591(32)(5)444244x m y m m m =--=-+-=--+≤,所以当5m =时,点B 横坐标的绝对值最大,最大值为2.11312-;【解析】设椭圆的右焦点为(,0)F c ,双曲线N 的渐近线与椭圆M 在第一象限内的交点为A ,由题意可知3(,)22c c A ,由点A 在椭圆M 上得,22223144c c a b+=,∴22222234b c a c a b +=,222b ac =-,∴22222222()34()a c c a c a a c -+=-,∴4224480a a c c -+=,∴428+40e e -=椭椭,∴2423e =±椭, ∴31e =椭(舍去)或31e =椭,∴椭圆M 31, ∵双曲线的渐近线过点3(2ccA ,渐近线方程为3y x =, 故双曲线的离心率2222m n e m+==双. 126(),0F c ,直线2by =与椭圆方程联立可得32a b B ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,32a b C ⎫⎪⎪⎝⎭,由90BFC ∠=︒可得0BF CF ⋅=,32a b BF c ⎛⎫=+- ⎪ ⎪⎝⎭,32a b CF c ⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭,则22231044c a b -+=,由222b a c =-可得223142c a =, 则263c e a ==. 13.22325()24-+=x y 【解析】 由题意圆过(4,0),(0,2),(0,2)三个点,设圆心为(,0)a ,其中0a ,由244-=+a a ,解得32a ,所以圆的方程为22325()24-+=x y .14.22【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y ,分别代入椭圆方程相减得 1212121222()()()()0x x x x y y y y a b -+-++=,根据题意有12122,2x x y y +=+=,且121212y y x x -=--,所以22221()02a b +⨯-=,得222a b =,整理222a c =,所以22e =. 15.12【解析】设MN 交椭圆于点P ,连接1F P 和2F P ,利用中位线定理可得AN BN +=122222412F P F P a a +=⨯==.16.33【解析】由题意可得2(,)b A c a,2(,)b B c a -,由题意可知点D 为1F B 的中点,所以点D 的坐标为2(0,)2b a-,由B F AD 1⊥,所以11AD F B k k ⋅=-232b ac =,解得33e =. 17.22312x y +=【解析】由题意得通径22AF b =,∴点B 坐标为251(,)33c B b -- 将点B 坐标带入椭圆方程得22221()53()13b c b --+=, 又221b c =-,解得222313b c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩∴椭圆方程为22312x y +=.18.13-【解析】由题意可知,21F MF ∆中,︒=∠︒=∠︒=∠90,30,60211221MF F F MF F MF ,所以有⎪⎩⎪⎨⎧==+==+12212221222132)2(MF MF a MF MF c F F MF MF ,整理得13-==a c e ,故答案为13-.19.5【解析】由椭圆的性质可知:1AF a c =-,122F F c =,1F B a c =+.又已知1AF ,12F F ,1F B 成等比数列,故2()()(2)a c a c c -+=,即2224a c c -=,则225a c =.故5c e a ==.5 20.(0,1)±【解析】设点A 的坐标为(,)m n ,B 点的坐标为(,)c d .12(2,0),(2,0)F F -,可得1(2,)F A m n =,2(2,)F B c d =,∵125F A F B =, ∴62,55m nc d +==,又点,A B 在椭圆上,∴2213m n +=,2262(5()135m n ++=,解得0,1m n ==±, ∴点A 的坐标是(0,1)±.21.【解析】(1)由已知得(1,0)F ,l 的方程为1=x .由已知可得,点A 的坐标为2(1,2或2(1,2-. 所以AM 的方程为222y x =-222y x =. (2)当l 与x 轴重合时,0OMA OMB ∠=∠=︒.当l 与x 轴垂直时,OM 为AB 的垂直平分线,所以OMA OMB ∠=∠.当l 与x 轴不重合也不垂直时,设l 的方程为(1)(0)y k x k =-≠,1221(,),(,)A y x y x B , 则12<x 22x MA ,MB 的斜率之和为212122MA MB x x y yk k +=+--. 由11=-y kx k ,22=-y kx k 得121212(23()42)(2)MA MB x x x x k k x x kk k -+++=--.将(1)y k x =-代入2212x y +=得 2222(21)4220k x k x k +-+-=.所以,2122421+=+k k x x ,21222221-=+x k k x . 则3131322244128423()4021k k k k kk k k k x x x x --++-++==+. 从而0MA MB k k +=,故MA ,MB 的倾斜角互补,所以OMA OMB ∠=∠. 综上,OMA OMB ∠=∠.22.【解析】(1)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则2211143x y +=,2222143x y +=.两式相减,并由1212y y k x x -=-得1212043x x y y k +++⋅=.由题设知1212x x +=,122y y m +=, 于是34k m=-.①由题设得302m <<,故12k <-.(2)由题意得(1,0)F ,设33(,)P x y ,则331122(1,)(1,)(1,)(0,0)x y x y x y -+-+-=.由(1)及题设得3123()1x x x =-+=,312()20y y y m =-+=-<. 又点P 在C 上,所以34m =,从而3(1,)2P -,3||2FP =. 于是222211111||(1)(1)3(1)242x xFA x y x =-+=-+-=-.同理2||22x FB =-. 所以121||||4()32FA FB x x +=-+=. 故2||||||FP FA FB =+,即||FA ,||FP ,||FB 成等差数列. 设该数列的公差为d ,则2121212112||||||||||()422d FB FA x x x x x x =-=-=+- 将34m =代入①得1k =-. 所以l 的方程为74y x =-+,代入C 的方程,并整理得2171404x x -+=.故122x x +=,12128x x =,代入②解得321||d =.所以该数列的公差为32128或32128-. 23.【解析】设椭圆的焦距为2c ,由已知知2259c a =,又由222a b c =+,可得23a b =.由已知可得,FB a =,2AB b =,由2FB AB ⋅=,可得6ab =,从而3a =,2b =.所以,椭圆的方程为22194x y +=.(2)设点P 的坐标为11(,)x y ,点Q 的坐标为22(,)x y . 由已知有120y y >>,故12sin PQ AOQ y y ∠=-. 又因为2sin y AQ OAB =∠,而4OAB π∠=,故22AQ =.由52AQ AOQ PQ=∠,可得1259y y =. 由方程组22194y kx x y =⎧⎪⎨+=⎪⎩,,消去x ,可得1294y k =+ 易知直线AB 的方程为20x y +-=,由方程组20y kx x y =⎧⎨+-=⎩,, 消去x ,可得221ky k =+.由1259y y =,可得25(1)394k k +=+ 两边平方,整理得25650110k k -+=,解得12k =,或1128k =. 所以,k 的值为111228或.24.【解析】(1)由于3P ,4P 两点关于y 轴对称,故由题设知C 经过3P ,4P 两点.又由222211134a b a b+>+知,C 不经过点1P ,所以点2P 在C 上. 因此222111314b ab ⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得2241a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩.故C 的方程为2214x y +=.(2)设直线2P A 与直线2P B 的斜率分别为1k ,2k ,如果l 与x 轴垂直,设l :x t =,由题设知0t ≠,且||2t <,可得A ,B 的坐标分别为 (t 24t -,(t ,24t -).则221242421t t k k ---++==-,得2t =,不符合题设.从而可设l :y kx m =+(1m ≠).将y kx m =+代入2214x y +=得由题设可知22=16(41)0k m ∆-+>.设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则122841kmx x k +=-+,21224441m x x k -=+.而12121211y y k k x x --+=+121211kx m kx m x x +-+-=+ 1212122(1)()kx x m x x x x +-+=.由题设121k k +=-,故1212(21)(1)()0k x x m x x ++-+=.即222448(21)(1)04141m kmk m k k --+⋅+-⋅=++.解得12m k +=-.当且仅当1m >-时,0∆>,欲使l :12m y x m +=-+,即11(2)2m y x ++=--, 所以l 过定点(2,1-)25.【解析】(1)设(,)P x y ,00(,)M x y ,则0(,0)N x ,0(,)NP x x y =-,0(0.)NM y =.由2NP NM =得 0x x =,022y y =. 因为00(,)M x y 在C 上,所以22122x y +=. 因此点P 的轨迹方程为222x y +=.(2)由题意知(1,0)F -.设(3,)Q t -,(,)P m n ,则(3,)OQ t =-,(1,)PF m n =---,33OQ PF m tn ⋅=+-, (,)OP m n =,(3,)PQ m t n =---,由1OP PQ ⋅=得2231m m tn n --+-=,又由(1)知222m n +=, 故330m tn +-=.所以0OQ PF ⋅=,即OQ PF ⊥.又过点P 存在唯一直线垂直与OQ ,所以过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F . 26.【解析】(1)设椭圆的半焦距为c .因为椭圆E 的离心率为12,两准线之间的距离为8,所以12c a =,228a c=,解得2,1a c ==,于是223b a c =-因此椭圆E 的标准方程是22143x y +=.(2)由(1)知,1(1,0)F -,2(1,0)F .设00(,)P x y ,因为点P 为第一象限的点,故000,0x y >>. 当01x =时,2l 与1l 相交于1F ,与题设不符. 当01x ≠时,直线1PF 的斜率为001y x +,直线2PF 的斜率为001y x -. 因为11l PF ⊥,22l PF ⊥,所以直线1l 的斜率为001x y -+,直线2l 的斜率为001x y --, 从而直线1l 的方程:001(1)x y x y +=-+, ① 直线2l 的方程:001(1)x y x y -=--. ② 由①②,解得20001,x x x y y -=-=,所以2001(,)x Q x y --. 因为点Q 在椭圆上,由对称性,得20001x y y -=±,即22001x y -=或22001x y +=. 又P 在椭圆E 上,故2200143x y +=.由220022001143x y x y ⎧-=⎪⎨+=⎪⎩,解得004737x y ==220022001143x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,无解. 因此点P 的坐标为4737. 27.【解析】(Ⅰ)设F 的坐标为(,0)c -.依题意,12c a =,2p a =,12a c -=,解得1a =,12c =,2p =,于是22234b ac =-=. 所以,椭圆的方程为22413y x +=,抛物线的方程为24y x =. (Ⅱ)设直线AP 的方程为1(0)x my m =+≠,与直线l 的方程1x =-联立,可得点2(1,)P m --,故2(1,)Q m-.将1x my =+与22413y x +=联立,消去x , 整理得22(34)60m y my ++=,解得0y =,或2634my m -=+. 由点B 异于点A ,可得点222346(,)3434m mB m m -+-++. 由2(1,)Q m-,可得直线BQ 的方程为22262342()(1)(1)()03434m m x y m m m m --+-+-+-=++,令0y =,解得222332m x m -=+, 故2223(,0)32m D m -+.所以2222236||13232m m AD m m -=-=++. 又因为APD △6221626232||m m m ⨯⨯=+, 整理得236|20m m -+=,解得6||m =,所以6m =. 所以,直线AP 的方程为3630x +-=,或3630x y -=. 28.【解析】(I )由题意知2c e a ==,22c =, 所以2,1a b ==,因此椭圆E 的方程为2212x y +=.(Ⅱ)设()()1122,,,A x y B x y , 联立方程2211,23x y y k x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得()2211424310k x k x +--=, 由题意知0∆>,且()11212211231221k x x x x k +=-+, 所以2211211221118121+2++=+-=k k AB kx k .由题意可知圆M 的半径r 为221111+1+822233k k r AB ==由题设知122k k =, 所以212k =因此直线OC 的方程为12y =. 联立方程2211,22,x y y ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得2221221181,1414k x y k k ==++, 因此2221211814k OC x y k +=+=+由题意可知1sin21SOT rOC r OCr∠==++, 而212122111181411822k OC k rk k ++=++21221112324141k k k +++ 令2112t k =+, 则()11,0,1t t>∈,因此22212221121119224OC rt t t t t ==≥+-⎛⎫+---+ ⎪⎝⎭,当且仅当112t =,即2t =时等号成立,此时12k =,所以1sin 22SOT ∠≤,因此26SOT π∠≤, 所以SOT ∠最大值为3π. 综上所述:SOT ∠的最大值为3π,取得最大值时直线l 的斜率为12k =.29.【解析】(Ⅰ)由题意得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+===,,121,23222c b a ab ac 解得1,2==b a . 所以椭圆C 的方程为1422=+y x . (Ⅱ)由(Ⅰ)知,)1,0(),0,2(B A ,设),(00y x P ,则442020=+y x .当00≠x 时,直线PA 的方程为)2(200--=x x y y . 令0=x ,得2200--=x y y M .从而221100-+=-=x y y BM M . 直线PB 的方程为110+-=x x y y . 令0=y ,得100--=y x x N .从而12200-+=-=y x x AN N . 所以221120000-+⋅-+=⋅x y y x BM AN 228844224844400000000000000002020+--+--=+--+--++=y x y x y x y x y x y x y x y x y x 4=.当00=x 时,10-=y ,,2,2==AN BM 所以4=⋅BM AN .综上,BM AN ⋅为定值.30.【解析】(Ⅰ)设直线:l y kx b =+(0,0)k b ≠≠,11(,)A x y ,22(,)B x y ,(,)M M M x y .将y kx b =+代入2229x y m +=得2222(9)20k x kbx b m +++-=, 故12229M x x kb x k +==-+,299M M by kx b k =+=+. 于是直线OM 的斜率9M OM M y k x k==-,即9OM k k ⋅=-. 所以直线OM 的斜率与l 的斜率的乘积为定值. (Ⅱ)四边形OAPB 能为平行四边形. 因为直线l 过点(,)3mm , 所以l 不过原点且与C 有两个交点的充要条件是0k >,3k ≠. 由(Ⅰ)得OM 的方程为9y x k=-.设点P 的横坐标为P x . 由2229,9,y x k x y m ⎧=-⎪⎨⎪+=⎩得2222981P k m x k =+,即239P x k =+. 将点(,)3m m 的坐标代入直线l 的方程得(3)3m k b -=,因此2(3)3(9)M mk k x k -=+. 四边形OAPB 为平行四边形当且仅当线段AB 与线段OP 互相平分,即2P M x x =. 239k =+2(3)23(9)mk k k -⨯+.解得147k =247k =.因为0,3i i k k >≠,1i =,2,所以当l 的斜率为4747四边形OAPB 为平行四边形.31.【解析】(Ⅰ)由题意得2221,2,2.b caa b c =⎧⎪⎪=⎨⎪⎪=+⎩解得2a =2.故椭圆C 的方程为2212x y +=.设M (N x ,0).因为0m ≠,所以11n -<<.直线PA 的方程为11n y x m--=, 所以M x =1m n -,即(,0)1mM n-.(Ⅱ)因为点B 与点A 关于x 轴对称,所以(,)B m n -, 设(,0)N N x ,则N x =1mn+. “存在点(0,)Q Q y 使得OQM ∠=ONQ ∠等价”,“存在点(0,)Q Q y 使得OM OQ=OQ ON”即Q y 满足2Q M N y x x =.因为1M m x n =-,1N mx n=+,2212m n +=, 所以22221Q MN m y x x n===-. 所以Q y 2或2Q y =-故在y 轴上存在点Q ,使得OQM ∠=ONQ ∠. 点Q 的坐标为2)或(0,2).32.【解析】(1)由题设条件知,点M 的坐标为21(,)33a b ,又5OM k =,从而52b a =,进而得225,2a b c a b b ==-=,故255c e a ==. (2)由题设条件和(I )的计算结果可得,直线AB 15ybb +=,点N 的坐标为51,)22b -,设点N 关于直线AB 的对称点S 的坐标为17(,)2x ,则线段NS 的中点T 的坐标为1517,)244x b +-+.又点T 在直线AB 上,且1NS AB k k ⋅=-,从而有11517424415712255x b b b b b x +-+=⎪⎪⎪⎨+⎪=⎪⎪-⎪⎩,解得3b =,所以35b = 故椭圆E 的方程为221459x y +=. 33.【解析】(Ⅰ)由题意知42=a ,则2=a ,又32c a =,222a cb -=, 可得1=b ,所以椭圆C 的方程为1422=+y x . (Ⅱ)由(I )知椭圆E 的方程为141622=+y x . (i )设λ=||||),,(00OP OQ y x P ,由题意知),(00y x Q λλ--, 因为142020=+y x ,又14)(16)(2020=-+-y x λλ,即1)4(42020=+y x λ, 所以2=λ,即2||||=OP OQ . (ii )设),(),,(2211y x B y x A ,将m kx y +=代入椭圆E 的方程, 可得01648)41(222=-+++m kmx x k , 由0>∆,可得 22164k m +<,则有222122141164,418k m x x k km x x +-=+-=+,所以22221414164||k m k x x +-+=-.因为直线m kx y +=与y 轴交点的坐标为),0(m ,所以OAB ∆的面积||||2121x x m S -=22241||4162km m k +-+= 令t km =+2241,将m kx y +=代入椭圆C 的方程, 可得 0448)41(222=-+++m kmx x k , 由0∆≥,可得 2241k m +≤,由①②可知 10≤<t ,因此t t t t S 42)4(22+-=-=, 故 23S ≤当且仅当1=t 时,即2241k m +=时取得最大值32,由(i )知,ABQ ∆面积为S 3, 所以ABQ ∆面积的最大值为36.34.【解析】223(c,0)== 3.3F c c (I )设,由条件知, (Ⅱ)1122:=2,(,),(,).l x l y kx P x y Q x y ⊥-当轴时不合题意,故设772222y x y x =-=--或. 35.【解析】(Ⅰ)设直线l 的方程为()0y kx m k =+<,由22221y kx mx y a b=+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y 得,()22222222220b a k x a kmx a m a b +++-=,由于直线l 与椭圆C 只有一个公共点P ,故0∆=,即22220b m a k -+=,解得点P 的坐标为22222222,a km b m b a k b a k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭,由点P 在第一象限, 故点P 的坐标为22222222b a k b a k ⎛⎫ ++⎝; (Ⅱ)由于直线1l 过原点O ,且与l 垂直,故直线1l 的方程为0x ky +=,所以点P 到直线1l 的距离2222222221a k b b a kb a k d k-+++=+,整理得22222222d b b a a k k=+++,因为22222b a k ab k +≥,2222222222222a b b b a abb a a k k≤=-+++++,当且仅当2bk a=时等号成立, 所以点P 到直线1l 的距离的最大值为b a -.36.【解析】(Ⅰ)根据22c a b =-22(,),23b M c b ac a=将222b a c =-代入223b ac =,解得1,22c ca a==-(舍去) 故C 的离心率为12. (Ⅱ)由题意,原点O 为12F F 的中点,2MF ∥y 轴,所以直线1MF 与y 轴的交点(0,2)D是线段1MF 的中点,故24b a=,即24b a = ① 由15MN F N =得112DF F N =。