高二数学 直线与椭圆的位置关系习题
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高二数学椭圆试题答案及解析1.已知椭圆:的左焦点,离心率为,函数,(Ⅰ)求椭圆的标准方程;(Ⅱ)设,,过的直线交椭圆于两点,求的最小值,并求此时的的值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)的最小值为,此时.【解析】(Ⅰ)利用左焦点F(-1,0),离心率为,及求出几何量,即可求椭圆C的标准方程;(Ⅱ)分类讨论,设直线l的方程来:y=k(x-t)代入抛物线方程,利用韦达定理,结合向量的数量积公式,即可求的最小值,并求此时的t的值.试题解析:(Ⅰ),由得,椭圆方程为(Ⅱ)若直线斜率不存在,则=若直线斜率存在,设直线,由得所以故故的最小值为,此时.【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.2.设分别是椭圆的左,右焦点.(1)若是椭圆在第一象限上一点,且,求点坐标;(5分)(2)设过定点的直线与椭圆交于不同两点,且为锐角(其中为原点),求直线的斜率的取值范围.(7分)【答案】(1);(2).【解析】(1)设,求点坐标,即要构建关于的两个方程,第一个方程可根据点在曲线上,点的坐标必须适合曲线的方程得到,即有,第二个方程可由通过坐标化得到,即有,联立方程组,可解得点坐标;(2)求直线的斜率的取值范围,即要构建关于的不等式,可通过为锐角,转化为不等关系,进而转化为关于的不等式,解出的取值范围.注意不要忽略,这是解析几何中常犯的错误.试题解析:(1)依题意有,所以,设,则由得:,即,又,解得,因为是椭圆在第一象限上一点,所以. 5分(2)设直线与椭圆交于不同两点的坐标为、,将直线:代入,整理得:(),则,,因为为锐角,所以,从而整理得:,即,解得,且()方程必须满足:,解得,因此有,所以直线的斜率的取值范围为. 12分【考点】1.直线与椭圆的位置关系;2.方程与不等式思想,3.设而不求的思想与等价转化思想.3.双曲线与椭圆的离心率互为倒数,则()A.B.C.D.【答案】B.【解析】由双曲线与椭圆的离心率的定义知,双曲线的离心率和椭圆的离心率分别为、,然后由题意得,即,将其两边平方化简即可得出结论.【考点】双曲线的几何性质;椭圆的几何性质.4.已知双曲线的渐近线方程为,则以它的顶点为焦点,焦点为顶点的椭圆的离心率等于()A.B.C.D.1【答案】A【解析】双曲线的焦点在轴上,又渐近线方程为,可设,则,由题意知在椭圆中,所以该椭圆的离心率等于。
高二数学椭圆试题答案及解析1.已知椭圆G:过点,,C、D在该椭圆上,直线CD过原点O,且在线段AB的右下侧.(1)求椭圆G的方程;(2)求四边形ABCD 的面积的最大值.【答案】(1),(2)【解析】(1)求椭圆方程一般方法为待定系数法,将A,B两点坐标代入椭圆方程,联立方程组解得:,(2)四边形可分割成三个三角形,即,其中三角形OAB面积确定,OC=OD,因此可用直线CD斜率表示高及底:设直线CD方程为y = kx,代入椭圆方程得,解得:,,又,,则试题解析:解:(1)将点A(0,5),B(-8,-3)代入椭圆G 的方程解得(2)连结OB,则,其中,分别表示点A,点B 到直线CD 的距离.设直线CD方程为y = kx,代入椭圆方程得,解得:,,又,则.【考点】椭圆方程,直线与椭圆位置关系2.设是椭圆的左、右焦点,为直线上一点,是底角为的等腰三角形,则的离心率为()A.B.C.D.【答案】C【解析】如下图所示,是底角为的等腰三角形,则有所以,所以又因为,所以,,所以所以答案选C.【考点】椭圆的简单几何性质.3.双曲线与椭圆的离心率互为倒数,则()A.B.C.D.【答案】B.【解析】由双曲线与椭圆的离心率的定义知,双曲线的离心率和椭圆的离心率分别为、,然后由题意得,即,将其两边平方化简即可得出结论.【考点】双曲线的几何性质;椭圆的几何性质.4.已知双曲线的渐近线方程为,则以它的顶点为焦点,焦点为顶点的椭圆的离心率等于()A.B.C.D.1【答案】A【解析】双曲线的焦点在轴上,又渐近线方程为,可设,则,由题意知在椭圆中,所以该椭圆的离心率等于。
【考点】(1)椭圆、双曲线离心率的求法;(2)椭圆、双曲线中的三者关系。
5.已知定点A(1,0),B (2,0) .动点M满足,(1)求点M的轨迹C;(2)若过点B的直线l(斜率不等于零)与(1)中的轨迹C交于不同的两点E、F(E在B、F之间),试求△OBE与△OBF面积之比的取值范围.【答案】(1)(2)(,1)【解析】(1)先对原函数求导,然后求出斜率,再利用进行整理即可.(2)先设方程为与联立,结合根与系数的关系以及判别式得到再由得,即可(1)由得, ∴.∴直线的斜率为,故的方程为,∴点A的坐标为(1,0). (2分)设,则(1,0),,,由得,整理,得. (4分)(2)方法一:如图,由题意知的斜率存在且不为零,设方程为①,将①代入,整理,得,设,,则②得(7分)令,则,由此可得,,且.∴由②知,.∴, (10分)∵,∴,解得且 (12分)又∵,∴,∴△OBE与△OBF面积之比的取值范围是(,1). (13分)方法二:如图,由题意知l’的斜率存在且不为零,设l’ 方程为①,将①代入,整理,得,设,,则② ; (7分)令,则,由此可得,,且.∴ (10分)∵, ∴,解得且 (12分)又∵,∴,∴△OBE与△OBF面积之比的取值范围是(,1). (13分)【考点】函数求导;根与系数的关系;斜率公式;不等式的解法.6.已知椭圆的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线相切.(1)求椭圆的方程;(2)若过点(2,0)的直线与椭圆相交于两点,设为椭圆上一点,且满足(为坐标原点),当<时,求实数取值范围.【答案】(1);( Ⅱ).【解析】(1)由题意知,所以.由此能求出椭圆C的方程.(2)由题意知直线AB的斜率存在.设AB:y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2),P(x,y),由得(1+2k2)x2-8k2x+8k2-2=0再由根的判别式和嘏达定理进行求解.解:(1)由题意知,所以.即. 2分又因为,所以,.故椭圆的方程为. 4分(2)由题意知直线的斜率存在.设:,,,,由得.,. 6分,.∵,∴,,.∵点在椭圆上,∴,∴. 8分∵<,∴,∴∴,∴,∴. 10分∴,∵,∴,∴或,∴实数t取值范围为.(12分)【考点】1. 椭圆的方程;2.直线与椭圆的方程.7.已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,且长轴长为12,离心率为,则椭圆的方程是() A.B.C.D.【答案】D【解析】依题意可设,其中即,且,所以,从而,所以椭圆的标准方程为,故选D【考点】椭圆的标准方程及其几何意义.8.在椭圆中,左焦点为, 右顶点为, 短轴上方端点为,若,则该椭圆的离心率为___________.【答案】【解析】由题意,得,∴.∵,∴,∴,∴.又∵,∴.【考点】椭圆的离心率.9.在平面直角坐标系中,若,且.(1)求动点的轨迹的方程;(2)已知定点,若斜率为的直线过点并与轨迹交于不同的两点,且对于轨迹上任意一点,都存在,使得成立,试求出满足条件的实数的值.【答案】(1);(2).【解析】(1)设,则,,由可得,结合椭圆的定义可知,动点的轨迹是以为焦点,4为长轴长的椭圆,从而可以确定椭圆标准方程中的参数的取值,进而写出椭圆的方程即可;(2)设,直线:,联立直线的方程与(1)中椭圆的方程,消去得到,进而根据得,且,再计算出,然后由确定的横纵坐标,根据点在轨迹上,将点的坐标代入轨迹的方程并由的任意性,得到即,从中求解,并结合即可得到满足要求的的值.试题解析:(1)设,则,由可得∴动点到两个定点的距离的和为4∴轨迹是以为焦点的椭圆,且长轴长为设该椭圆的方程为则有且,所以所以轨迹的方程为(2)设,直线的方程为,代入消去得由得,且∴设点,由可得∵点在上∴∴又因为的任意性,∴∴,又,得代入检验,满足条件,故的值是.【考点】1.动点的轨迹问题;2.椭圆的定义及其标准方程;3.直线与圆锥曲线的综合问题.10.在平面直角坐标系xOy中,△ABC的顶点B、C的坐标为B(-2,0),C(2,0),直线AB,AC的斜率乘积为,设顶点A的轨迹为曲线E.(1)求曲线E的方程;(2)设曲线E与y轴负半轴的交点为D,过点D作两条互相垂直的直线l1,l2,这两条直线与曲线E的另一个交点分别为M,N.设l1的斜率为k(k≠0),△DMN的面积为S,试求的取值范围.【答案】(1);(2)【解析】(1)由于所求动点A满足直线AB,AC的斜率乘积为,所以直接设A的坐标,代入化简整理即得:,注意到△ABC中三个顶点不能共线,所以需去掉与轴相交的点,(2)要求的取值范围,首先求出函数解析式,由题意确定l1的斜率为k为自变量,因为M 为l1与曲线E的交点,所以列方程组解出点M坐标,从而得出弦长;同理,只需将代k就可得到,因此△DMN的面积S=,所以=,这可以看作关于1+k2的一个分式函数,即,可以利用函数单调性求出其取值范围.试题解析:解(1)设顶点A的坐标为(x,y),则kAB =,kAC= 2分因为kAB ×kAC=,所以,即.(或x2+4y2=4).所以曲线E的方程为. 4分(2)曲线E与y轴负半轴的交点为D(0,-1).因为l1的斜率存在,所以设l1的方程为y=kx-1,代入,得从而 6分用代k得所以△DMN的面积S= 8分则=因为k≠0且,k≠±2,令1+k2=t,则t>1,且,t≠5,从而=因为,且,所以且,从而且,,即∈ 10分.【考点】直接法求轨迹方程,直线与圆锥曲线关系,求函数范围11.椭圆的焦距为2,则m的取值是()A.7B.5C.5或7D.10【答案】C【解析】当时,当时,本题有两个注意点,一是焦距是即二是椭圆交点位置不定,需讨论.【考点】椭圆标准方程基本量12.平面内与两定点、()连线的斜率之积等于非零常数m的点的轨迹,加上、两点所成的曲线C可以是圆、椭圆或双曲线.求曲线C的方程,并讨论C的形状与m 值得关系.【答案】当时,曲线C的方程为,C是焦点在y轴上的椭圆;当时,曲线C的方程为,C是圆心在原点的圆;当时,曲线C的方程为, C是焦点在x轴上的椭圆;当时,曲线C 的方程为,C是焦点在x轴上的双曲线.【解析】设出动点M的坐标,利用斜率乘积求出曲线轨迹方程,然后讨论 m的值,判断曲线是圆、椭圆或双曲线时m的值的情况.试题解析:设动点为M,其坐标为,当时,由条件可得即,又的坐标满足,故依题意,曲线C的方程为. 4分当时,曲线C的方程为,C是焦点在y轴上的椭圆; 6分当时,曲线C的方程为,C是圆心在原点的圆; 8分当时,曲线C的方程为,C是焦点在x轴上的椭圆; 10分当时,曲线C的方程为,C是焦点在x轴上的双曲线. 12分【考点】(1)求轨迹方程;(2)圆锥曲线的综合应用.13.已知椭圆、抛物线的焦点均在轴上,的中心和的顶点均为原点,从每条曲线上取两个点,将其坐标记录如下:、、、.(1)经判断点,在抛物线上,试求出的标准方程;(2)求抛物线的焦点的坐标并求出椭圆的离心率;(3)过的焦点直线与椭圆交不同两点且满足,试求出直线的方程.【答案】(1);(2);(3)或.【解析】(1)先设抛物线,然后将或代入可得,从而确定了的方程,也进一步确定、不在上,只能在上;设:,把点、代入得,求解即可确定的方程;(2)由(1)中所求得的方程不难得到的焦点及椭圆的离心率;(3)先假设所求直线的方程(或,不过此时要先验证直线斜率不存在的情况),然后联立直线与椭圆的方程,消去消去,得,得到,再得到,要使,只须,从中求解即可得到,从而可确定直线的方程.试题解析:(1)设抛物线,则有,而、在抛物线上 2分将坐标代入曲线方程,得 3分设:,把点、代入得解得∴方程为 6分(2)显然,,所以抛物线焦点坐标为由(1)知,,所以椭圆的离心率为 8分(3)法一:直线过抛物线焦点,设直线的方程为,两交点坐标为,由消去,得 10分∴①② 12分由,即,得将①②代入(*)式,得,解得 14分所求的方程为:或 15分法二:容易验证直线的斜率不存在时,不满足题意 9分当直线斜率存在时,直线过抛物线焦点,设其方程为,与的交点坐标为由消掉,得, 10分于是,①即② 12分由,即,得将①、②代入(*)式,得解得 14分故所求的方程为或 15分.【考点】1.抛物线的标准方程及其几何性质;2.椭圆的标准方程及其几何性质;3.直线与圆锥曲线的综合问题.14.椭圆,为上顶点,为左焦点,为右顶点,且右顶点到直线的距离为,则该椭圆的离心率为()A.B.C.D.【答案】C【解析】由F(-c,0),B(0,b),可得直线FB:,利用点到直线的距离公式可得:A(a,0)到直线FB的距离=b,化简解出即可.【考点】椭圆的几何性质.15.已知点分别是椭圆为:的左、右焦点,过点作轴的垂线交椭圆的上半部分于点,过点作直线的垂线交直线于点,若直线与双曲线的一条渐近线平行,则椭圆的离心率为( )A.B.C.D.【答案】C【解析】将点代入:,得,∴,∵过点作直线的垂线交直线于点,,设,得,解得,∴.∵直线与双曲线的一条渐近线平行,∴,即,整理,得,解得,故选C.【考点】1、椭圆的几何性质;2、双曲线的性质.16.已知椭圆上一点到右焦点的距离是1,则点到左焦点的距离是()A.B.C.D.【答案】D【解析】根据椭圆的定义,点P到两个焦点距离和等于2a=即可.【考点】椭圆的定义.17.设是椭圆上一动点,是椭圆的两个焦点,则的最大值为 .【答案】4【解析】在中,设,由余弦定理可知,结合椭圆的性质化简得:;当点位于椭圆的上顶点时,有最大值,且,此时的最大值为4.【考点】椭圆的定义及性质、余弦定理、最值问题.18.椭圆焦点在x轴上,A为该椭圆右顶点,P在椭圆上一点,,则该椭圆的离心率e 的范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】设则.又由于,所以即可得.所以点P在以OA为直径的圆上.及椭圆与该圆有公共点. 消去y得.由于过点A所以有一个根为,另一个根设为,则由韦达定理可得.又因为.所以解得.故选B.【考点】1.线的垂直问题转化到向量垂直问题.2.曲线的公共点转化为方程组的解得问题.3.区间根的问题.19.若椭圆的短轴为,它的一个焦点为,则满足为等边三角形的椭圆的离心率是() A.B.C.D.【答案】B 【解析】由为等边三角形可知,在直角三角形中,,且,所以其离心率.【考点】本题考查的知识点是椭圆的离心率的定义,以及椭圆的几何性质.20. 在给定椭圆中,过焦点且垂直于长轴的弦长为,焦点到相应准线的距离为1,则该椭圆的离心率为( ) A .B .C .D .【答案】B【解析】由题意可知,,联立可得.【考点】椭圆的简单几何性质.21. 已知点P (4, 4),圆C :与椭圆E :有一个公共点A(3,1),F 1、F 2分别是椭圆的左、右焦点,直线PF 1与圆C 相切.(Ⅰ)求m 的值与椭圆E 的方程;(Ⅱ)设Q 为椭圆E 上的一个动点,求的取值范围.【答案】(1)。
高二数学椭圆试题答案及解析1.已知椭圆C的对称中心为原点O,焦点在x轴上,左右焦点分别为和,且||=2,点(1,)在该椭圆上.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)过的直线与椭圆C相交于A,B两点,若A B的面积为,求以为圆心且与直线相切的圆方程.【答案】(1)(2)【解析】解:(Ⅰ)根据题意,由于椭圆C的对称中心为原点O,焦点在x轴上,左右焦点分别为和,且||=2,点(1,)在该椭圆上,2c=2,利用定义可知椭圆C的方程为(Ⅱ)①当直线⊥x轴时,可得A(-1,-),B(-1,),A B的面积为3,不符合题意.②当直线与x轴不垂直时,设直线的方程为y=k(x+1).代入椭圆方程得:,显然>0成立,设A,B,则,,可得|AB|=又圆的半径r=,∴A B的面积=|AB| r==,化简得:17+-18=0,得k=±1,∴r =,圆的方程为【考点】直线与椭圆的位置关系点评:主要是考查了直线与椭圆的位置关系,属于中档题。
2.椭圆=1上一点M到左焦点F的距离为2, N是MF的中点,则=( )A.2B.4C.6D.【答案】B【解析】解:∵椭圆方程为,∴椭圆的a=5,长轴2a=10,可得椭圆上任意一点到两个焦点F1、F2距离之和等于10.∴|MF1|+|MF2|=10,∵点M到左焦点F1的距离为2,即|MF1|=2,∴|MF2|=10-2=8,∵△MF1F2中,N、O分别是MF1、F1F2中点,∴|ON|= |MF2|=4.故选B.【考点】三角形中位线定理和椭圆的定义点评:本题考查了三角形中位线定理和椭圆的定义等知识点,考查学生的计算能力,属于基础题3.过椭圆+=1内一点M(2,1)引一条弦,使弦被M点平分,求此弦所在直线方程。
【答案】x+2y-4=0,【解析】解:设直线与椭圆的交点为A(x1,y1)、B(x2,y2),∵M(2,1)为AB的中点,∴x1+x2=4,y1+y2=2,∵又A、B两点在椭圆上,则x12+4y12=16,x22+4y22=16,两式相减得(x12-x 22)+4(y12-y22)=0,于是(x1+x2)(x1-x2)+4(y1+y2)(y1-y2)=0,故所求直线的方程为y-1=-(x-2),即x+2y-4=0.【考点】直线与椭圆的位置关系点评:本题考查直线与椭圆的位置关系,考查点差法的运用,考查学生的计算能力,属于中档题.4.设分别为椭圆的左、右焦点,点A,B在椭圆上,若,则点A的坐标是()A.B.C.D.【答案】D【解析】设,由椭圆可知点的坐标代入得,将A,B代入椭圆得关于的方程组,解得【考点】椭圆方程及性质,向量运算点评:圆锥曲线题目中出现的向量关系式常化为坐标表示,本题将所求A点设出,利用向量求得B点,两点在椭圆上即可代入5.已知椭圆的离心率为,右焦点为(,0),斜率为1的直线与椭圆G交与A、B两点,以AB为底边作等腰三角形,顶点为P(-3,2).(I)求椭圆G的方程;(II)求的面积.【答案】(I)(II)【解析】(Ⅰ)由已知得解得,又所以椭圆G的方程为(3分)(Ⅱ)设直线l的方程为( 4分)由得 5分设A、B的坐标分别为AB中点为E,则;(7分)因为AB是等腰△PAB的底边,所以PE⊥AB.所以PE的斜率解得m=2。
高二数学椭圆试题答案及解析1.已知椭圆上存在两点、关于直线对称,求的取值范围.【答案】.【解析】解题思路:利用直线与直线垂直,设出直线的方程,联立直线与椭圆方程,消去,整理成关于的一元二次方程,利用中点公式和判别式求出的范围.规律总结:涉及直线与椭圆的位置关系问题,往往采用“设而不求”的方法进行求解..试题解析:设直线方程为,联立得从而则中点是,则解得由有实数解得即于是则的取值范围是.【考点】1.直线与椭圆的位置关系;2.对称问题.2.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率是,且点P(1,)在椭圆上.(1)求椭圆的方程;(2)若过点D(0,2)的直线l与椭圆C交于不同的两点E,F,试求△OEF面积的取值范围(O为坐标原点).【答案】(1);(2)【解析】⑴由得,椭圆方程为,又点在椭圆上,所以解得因此椭圆方程为;(2)由题意知直线的斜率存在,设的方程为 ,代入得:,由,解得设,,则,令,则,,所以 .试题解析:⑴,∵∴∴∵点在椭圆上,∴ ∴ ∴(2)由题意知直线的斜率存在,设的方程为 ,代入得:由,解得 设,,则令,所以所以【考点】1.椭圆的方程;2.用代数法研究直线与椭圆相交;3.基本不等式3. 设椭圆C :(a>b>0)的离心率为,过原点O 斜率为1的直线与椭圆C 相交于M ,N 两点,椭圆右焦点F 到直线l 的距离为. (1)求椭圆C 的方程;(2)设P 是椭圆上异于M ,N 外的一点,当直线PM ,PN 的斜率存在且不为零时,记直线PM 的斜率为k 1,直线PN 的斜率为k 2,试探究k 1·k 2是否为定值?若是,求出定值;若不是,说明理由. 【答案】(1);(2) k 1·k 2是为定值-.【解析】(1)由椭圆C : (a>b>0)的离心率为可得,又由椭圆右焦点F(c,0)到直线l 的距离为,由点到直线的距离公式得=,从而求得c 的值,代入求得a 的值;再注意到从而求得b 的值,因此就可写出所求椭圆C 的方程; (2)由过原点O 斜率为1的直线方程为:y=x ,联立椭圆C 与直线L 的方程就可求出M ,N 两点的坐标,再由过两点的直线的斜率公式就可用点P 的坐标表示出k PM ·k PN ,再注意点P 的坐标满足椭圆C 的方程,从而就可求出k 1·k 2=k PM ·k PN 是否与点P 的坐标有关,若与点P 的坐标无关则k 1·k 2的值为定值;否则不为定值.试题解析:(1)设椭圆的焦距为2c(c>0),焦点F(c,0),直线l :x -y =0, F 到l 的距离为=,解得c =2,又∵e ==,∴a =2,∴b =2. ∴椭圆C 的方程为.(2)由解得x =y =,或x =y =-,不妨设M,N,P(x ,y),∴k PM ·k PN =由,即,代入化简得k 1·k 2=k PM ·k PN =-为定值.【考点】1.椭圆的标准方程;2.直线与椭圆的位置关系.4. 已知动点在椭圆上,若点坐标为,,且,则的最小值是( ) A .B .C .D .【答案】B【解析】点为椭圆的右焦点,由于,.当最小时,最小,的最小值为,此时.【考点】椭圆的性质.5. 椭圆的对称中心在坐标原点,一个顶点为,右焦点F 与点 的距离为2。
高二数学椭圆试题答案及解析1.已知椭圆上存在两点、关于直线对称,求的取值范围.【答案】.【解析】解题思路:利用直线与直线垂直,设出直线的方程,联立直线与椭圆方程,消去,整理成关于的一元二次方程,利用中点公式和判别式求出的范围.规律总结:涉及直线与椭圆的位置关系问题,往往采用“设而不求”的方法进行求解..试题解析:设直线方程为,联立得从而则中点是,则解得由有实数解得即于是则的取值范围是.【考点】1.直线与椭圆的位置关系;2.对称问题.2.椭圆的两个焦点F1、F2,点P在椭圆C上,且PF1⊥F1F2,,|PF1|=,|PF2|=.(1)求椭圆C的方程;(2)若直线L过圆(x+2)2+(y-1)2=5的圆心M交椭圆于A、B两点,且A、B关于点M对称,求直线L的方程。
【答案】(1);(2)8x-9y+25=0【解析】(1)由椭圆的定义可知a=3,在Rt△PF1F2中,由勾股定理得c=,从而b2=4, 所以椭圆C的方程为=1;(2) 法一:(韦达定理)设直线l的方程为y=k(x+2)+1,代入椭圆C的方程并化简得(4+9k2)x2+(36k2+18k)x+36k2+36k-27=0.由A,B关于点M对称可得,结合韦达定理可得,所以直线l的方程为8x-9y+25=0.(经检验,符合题意)法二:(点差求斜率)因为A、B关于点M对称,所以x1+ x2=-4, y1+ y2=2,由题意x1x2且A、B的坐标满足椭圆方程,两式相减得直线l的斜率,因此直线l的方程为8x-9y+25=0.(经检验,符合题意.)试题解析:(1)因为点P在椭圆C上,所以,a=3. 在Rt△PF1F2中,故椭圆的半焦距c=,从而b2=a2-c2=4, 所以椭圆C的方程为=1.法一:设A,B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),由圆的方程为(x+2)2+(y-1)2=5,所以圆心M的坐标为(-2,1),从而可设直线l的方程为 y=k(x+2)+1,代入椭圆C的方程得(4+9k2)x2+(36k2+18k)x+36k2+36k-27=0.因为A,B关于点M对称. 所以解得,所以直线l的方程为即8x-9y+25=0. (经检验,符合题意)法二:已知圆的方程为(x+2)2+(y-1)2=5,所以圆心M的坐标为(-2,1).设A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2).由题意x1x2且①②由①-②得③因为A、B关于点M对称,所以x1+ x2=-4, y1+ y2=2, 代入③得=,即直线l的斜率为,所以直线l的方程为y-1=(x+2),即8x-9y+25=0.(经检验,所求直线方程符合题意.)【考点】1.椭圆的定义与方程;2.直线与椭圆的位置关系3.如图,已知椭圆(a>b>0)的离心率,过点A(0,-b)和B(a,0)的直线与原点的距离为.(1)求椭圆的方程.(2)已知定点E(-1,0),若直线y=kx+2(k≠0)与椭圆交于C、D两点.问:是否存在k 的值,使以CD为直径的圆过E点?请说明理由.【答案】(1);(2).【解析】(1)设椭圆的方程,用待定系数法求出的值;(2)解决直线和椭圆的综合问题时注意:第一步:根据题意设直线方程,有的题设条件已知点,而斜率未知;有的题设条件已知斜率,点不定,可由点斜式设直线方程.第二步:联立方程:把所设直线方程与椭圆的方程联立,消去一个元,得到一个一元二次方程.第三步:求解判别式:计算一元二次方程根.第四步:写出根与系数的关系.第五步:根据题设条件求解问题中结论.试题解析:解:(1)直线AB方程为:bx-ay-ab=0.依题意解得∴椭圆方程为.[(2)假若存在这样的k值,由得.∴①设,、,,则②而.要使以CD为直径的圆过点E(-1,0),当且仅当CE⊥DE时,则,即∴③将②式代入③整理解得.经验证,,使①成立.综上可知,存在,使得以CD为直径的圆过点E.【考点】(1)椭圆的标准方程;(2)直线与椭圆的综合问题.4.如图,矩形ABCD中,|AB|=4,|BC|=2,E,F,M,N分别是矩形四条边的中点,G,H分别是线段ON,CN的中点.(1)证明:直线EG与FH的交点L在椭圆W:上;(2)设直线l:与椭圆W:有两个不同的交点P,Q,直线l与矩形ABCD有两个不同的交点S,T,求的最大值及取得最大值时m的值.【答案】(1)证明见解析;(2)时,取最大值.【解析】解题思路:(1)由点写出直线方程,联立直线方程得到交点坐标,,验证点满足椭圆方程;(2)联立直线与椭圆的方程,常用“设而不求”的方法,求弦长,进而求所求比值,常用换元法求最值.规律总结:直线与圆锥曲线的位置关系问题,一般综合性强.一般思路是联立直线与圆锥曲线的方程,整理得关于的一元二次方程,常用“设而不求”的方法进行求解.试题解析:(1)点,,,,则直线EG:,直线FH:,则直线EG与FH的交点,因为,故直线EG与FH的交点L在椭圆W:上.(2)联立方程组消去y,得,设,,则,,由,且得.,由于时,直线l与矩形ABCD的边AB、CD相交,所以,则,所以时,取最大值.【考点】直线与椭圆的位置关系.5.椭圆的两个焦点分别是,若上的点满足,则椭圆的离心率的取值范围是()A.B.C.D.或【答案】C.【解析】设椭圆的方程为,,分别为其左右焦点,由椭圆的第二定义或焦半径公式知,.由得,即,再由即可求出离心率的取值范围.【考点】椭圆的几何性质;椭圆的第二定义.6.(本小题满分12分,(1)小问4分,(2)小问8分)已知为椭圆上两动点,分别为其左右焦点,直线过点,且不垂直于轴,的周长为,且椭圆的短轴长为.(1)求椭圆的标准方程;(2)已知点为椭圆的左端点,连接并延长交直线于点.求证:直线过定点.【答案】(1);(2)证明详见解析.【解析】(1)结合图形及椭圆的定义先得到的周长为,进而根据条件列出方程组,从中求解即可得出的值,进而可写出椭圆的方程;(2)由(1)确定,进而设点,设直线,联立直线与椭圆的方程,解出点,设直线,可得,进而根据三点共线得出,将点的坐标代入并化简得到,进而求出点的坐标,,然后写出直线的方程并化简得到,从该直线方程不难得到该直线恒通过定点,问题得证.(1)依题意有:的周长为所以,则椭圆的方程为 4分(2)由椭圆方程可知,点设直线,由得,从而,,即点同理设直线,可得 7分由三点共线可得,即,代入两点坐标化简可得9分直线,可得点,即从而直线的方程为化简得,即,从而直线过定点 12分.【考点】1.椭圆的标准方程及其几何性质;2.直线与椭圆的位置关系.7.已知椭圆的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线相切.(1)求椭圆的方程;(2)若过点(2,0)的直线与椭圆相交于两点,设为椭圆上一点,且满足(为坐标原点),当<时,求实数取值范围.【答案】(1);( Ⅱ).【解析】(1)由题意知,所以.由此能求出椭圆C的方程.(2)由题意知直线AB的斜率存在.设AB:y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2),P(x,y),由得(1+2k2)x2-8k2x+8k2-2=0再由根的判别式和嘏达定理进行求解.解:(1)由题意知,所以.即. 2分又因为,所以,.故椭圆的方程为. 4分(2)由题意知直线的斜率存在.设:,,,,由得.,. 6分,.∵,∴,,.∵点在椭圆上,∴,∴. 8分∵<,∴,∴∴,∴,∴. 10分∴,∵,∴,∴或,∴实数t取值范围为.(12分)【考点】1. 椭圆的方程;2.直线与椭圆的方程.8.过点作倾斜角为的直线与曲线C交于不同的两点,求的取值范围.【答案】.【解析】设出直线的参数方程表示出,利用判别式求解.设直线的参数方程为,代入曲线C的方程并整理得,设两点所对应的参数分别为,则则,由得或所以的取值范围是.【考点】直线与圆锥曲线的综合性问题.9.椭圆的左、右顶点分别为,点在上且直线的斜率的取值范围是,那么直线斜率的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】由椭圆可知其左顶点A1(-2,0),右顶点A2(2,0).设P(x,y)(x≠±2),代入椭圆方程可得.利用斜率计算公式可得,再利用已知给出的的范围即可解出.【考点】椭圆的性质.10.若点分别为椭圆的中心和左焦点,点为椭圆上的任意一点,则的最大值为()A.B.C.D.【答案】A【解析】因为,设,则又因为,所以因为对称轴,而,因此当时,的最大值为.【考点】二次函数最值11.如果方程表示双曲线,那么下列椭圆中,与这个双曲线共焦点的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】由方程表示双曲线,可得c=,判断出A,C不表示椭圆,再求出B,D中的c,即可得出结论.【考点】双曲线与椭圆的标准方程.12.椭圆的焦点分别为和,点在椭圆上,如果线段的中点在轴上,那么。
直线与椭圆的位置关系训练题一、题点全面练1.若直线mx +ny =4与⊙O :x 2+y 2=4没有交点,则过点P (m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点个数是( )A .至多为1B .2C .1D .0解析:选B 由题意知4m 2+n2>2,即m 2+n 2<2,∴点P (m ,n )在椭圆x 29+y 24=1的内部,故所求交点个数是2.2.中心为原点,一个焦点为F (0,52)的椭圆,截直线y =3x -2所得弦中点的横坐标为12,则该椭圆的方程是( ) A.2x 275+2y225=1 B.x 275+y 225=1 C.x 225+y 275=1 D.2x 225+2y275=1 解析:选C 由题设知c =52,设椭圆方程为x 2a 2-50+y 2a 2=1,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2-50+y 2a 2=1,y =3x -2,消去y ,整理得(10a 2-450)x 2-12(a 2-50)x +4(a 2-50)-a 2(a 2-50)=0,由根与系数的关系得x 1+x 2=a 2-10a 2-450=1,解得a 2=75,所以椭圆方程为x 225+y 275=1.3.斜率为1的直线l 与椭圆x 24+y 2=1相交于A ,B 两点,则|AB |的最大值为( ) A .2 B.455 C.4105D.8105解析:选C 设A ,B 两点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),直线l 的方程为y =x +t ,由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 2=1,y =x +t ,消去y ,得5x 2+8tx +4(t 2-1)=0,则x 1+x 2=-85t ,x 1x 2=t 2-5.∴|AB |=1+k 2|x 1-x 2| =1+k 2·x 1+x 22-4x 1x 2=2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-85t 2-4×t 2-5=425·5-t 2, 当t =0时,|AB |max =4105.4.设F 1,F 2分别是椭圆x 24+y 2=1的左、右焦点,若椭圆上存在一点P ,使(OP ―→+OF 2―→)·PF 2―→=0(O 为坐标原点),则△F 1PF 2的面积是( )A .4 B.3 C .2D .1解析:选D ∵(OP ―→+OF 2―→)·PF 2―→=(OP ―→-OF 1―→)·PF 2―→=F 1P ―→·PF 2―→=0,∴PF 1⊥PF 2,∠F 1PF 2=90°.设|PF 1|=m ,|PF 2|=n ,则m +n =4,m 2+n 2=12,2mn =(m +n )2-m 2-n 2=4,mn =2,∴=12mn =1. 5.过椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点A 且斜率为k 的直线交椭圆C 于另一点B ,且点B 在x 轴上的射影恰好为右焦点F .若13<k <12,则椭圆C 的离心率的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫14,34B.⎝ ⎛⎭⎪⎫23,1C.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,23 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 解析:选C 由题意可知,|AF |=a +c ,|BF |=a 2-c 2a ,于是k =a 2-c 2a a +c .又13<k <12,所以13<a 2-c 2a a +c <12,化简可得13<1-e 21+e <12,从而可得12<e <23,选C.6.已知F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆C 的两个焦点,过F 2且垂直于x 轴的直线与椭圆C交于A ,B 两点,且|AB |=3,则C 的方程为__________.解析:设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),则c =1.因为过F 2且垂直于x 轴的直线与椭圆交于A ,B 两点,且|AB |=3,所以b 2a =32,b 2=a 2-c 2,所以a 2=4,b 2=a 2-c 2=4-1=3,椭圆的方程为x 24+y 23=1.答案:x 24+y 23=17.过点M (-2,0)的直线m 与椭圆x 22+y 2=1交于P 1,P 2两点,线段P 1P 2的中点为P ,设直线m 的斜率为k 1(k 1≠0),直线OP 的斜率为k 2,则k 1k 2的值为__________.解析:过点M (-2,0)的直线m 的方程为y -0=k 1(x +2),代入椭圆方程化简得(2k 21+1)x2+8k 21x +8k 21-2=0,所以x 1+x 2=-8k 212k 21+1,所以点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4k 212k 21+1,2k 12k 21+1,直线OP 的斜率k 2=-12k 1,所以k 1k 2=-12. 答案:-128.(2019·广州模拟)已知中心在坐标原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),点F 关于直线y =12x 的对称点在椭圆C 上,则椭圆C 的方程为__________.解析:设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),由题意可知c =1,即a 2-b 2=1①,设点F (1,0)关于直线y =12x 的对称点为(m ,n ),可得n -0m -1=-2②.又因为点F 与其对称点的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫m +12,n 2,且中点在直线y =12x 上,所以有n 2=12×m +12③,联立②③,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =35,n =45,即对称点为⎝ ⎛⎭⎪⎫35,45,代入椭圆方程可得925a 2+1625b 2=1④,联立①④,解得a 2=95,b 2=45,所以椭圆方程为5x 29+5y24=1.答案:5x 29+5y24=19.(2019·长春监测)已知椭圆C 的两个焦点为F 1(-1,0),F 2(1,0),且经过点E ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,32. (1)求椭圆C 的方程;(2)过F 1的直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点(点A 位于x 轴上方),若AF 1―→=2F 1B ―→,求直线l 的斜率k 的值.解:(1)由⎩⎪⎨⎪⎧2a =|EF 1|+|EF 2|=4,a 2=b 2+c 2,c =1,解得⎩⎨⎧a =2,c =1,b =3,所以椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.(2)由题意得直线l 的方程为y =k (x +1)(k >0),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =k x +,x 24+y23=1,整理得⎝ ⎛⎭⎪⎫3k2+4y 2-6ky -9=0,Δ=144k2+144>0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则y 1+y 2=6k 3+4k 2,y 1y 2=-9k23+4k 2,又AF 1―→=2F 1B ―→,所以y 1=-2y 2, 所以y 1y 2=-2(y 1+y 2)2,则3+4k 2=8, 解得k =±52,又k >0,所以k =52. 10.(2018·成都模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),长半轴与短半轴的比值为2.(1)求椭圆C 的方程;(2)设经过点A (1,0)的直线l 与椭圆C 相交于不同的两点M ,N .若点B (0,1)在以线段MN 为直径的圆上,求直线l 的方程.解:(1)由题可知c =3,a b=2,a 2=b 2+c 2, ∴a =2,b =1.∴椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)易知当直线l 的斜率为0或直线l 的斜率不存在时,不合题意.当直线l 的斜率存在且不为0时,设直线l 的方程为x =my +1,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).联立⎩⎪⎨⎪⎧x =my +1,x 24+y 2=1,消去x 可得(4+m 2)y 2+2my -3=0.Δ=16m 2+48>0,y 1+y 2=-2m 4+m 2,y 1y 2=-34+m2. ∵点B 在以MN 为直径的圆上, ∴BM ―→·BN ―→=0.∵BM ―→·BN ―→=(my 1+1,y 1-1)·(my 2+1,y 2-1)=(m 2+1)y 1y 2+(m -1)(y 1+y 2)+2=0, ∴(m 2+1)·-34+m 2+(m -1)·-2m 4+m 2+2=0,整理,得3m 2-2m -5=0,解得m =-1或m =53.∴直线l 的方程为x +y -1=0或3x -5y -3=0.二、专项培优练(一)易错专练——不丢怨枉分1.已知点P 是椭圆x 216+y 28=1(x ≠0,y ≠0)上的动点,F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,O 是坐标原点,若M 是∠F 1PF 2的平分线上一点,且F 1M ―→·MP ―→=0,则|OM ―→|的取值范围是( )A .[0,3)B .(0,22)C .[22,3)D .(0,4]解析:选B 如图,延长F 1M 交PF 2的延长线于点G . ∵F 1M ―→·MP ―→=0,∴F 1M ―→⊥MP ―→. 又MP 为∠F 1PF 2的平分线,∴|PF 1|=|PG |,且M 为F 1G 的中点. ∵O 为F 1F 2的中点,∴OM 綊12F 2G .∵|F 2G |=||PF 2|-|PG ||=||PF 1|-|PF 2||, ∴|OM ―→|=12|2a -2|PF 2||=|4-|PF 2||.∵4-22<|PF 2|<4或4<|PF 2|<4+22, ∴|OM ―→|∈(0,22).2.已知椭圆M :x 2a2+y 2=1,圆C :x 2+y 2=6-a 2在第一象限有公共点P ,设圆C 在点P处的切线斜率为k 1,椭圆M 在点P 处的切线斜率为k 2,则k 1k 2的取值范围为( )A .(1,6) B.(1,5) C .(3,6)D .(3,5)解析:选D 由于椭圆M :x 2a2+y 2=1,圆C :x 2+y 2=6-a 2在第一象限有公共点P ,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2>6-a 2,6-a 2>1,解得3<a 2<5.设椭圆M :x 2a2+y 2=1与圆C :x 2+y 2=6-a 2在第一象限的公共点P (x 0,y 0),则椭圆M 在点P 处的切线方程为x 0xa 2+y 0y =1,圆C 在P 处的切线方程为x 0x +y 0y =6-a 2,所以k 1=-x 0y 0,k 2=-x 0a 2y 0,k 1k 2=a 2,所以k 1k 2∈(3,5). 3.如图,椭圆的中心在坐标原点O ,顶点分别是A 1,A 2,B 1,B 2,焦点分别为F 1,F 2,延长B 1F 2与A 2B 2交于P 点,若∠B 1PA 2为钝角,则此椭圆的离心率的取值范围为______.解析:设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),∠B 1PA 2为钝角可转化为B 2A 2―→,F 2B 1―→所夹的角为钝角,则(a ,-b )·(-c ,-b )<0,即b 2<ac ,则a 2-c 2<ac ,故⎝ ⎛⎭⎪⎫c a2+c a-1>0,即e 2+e -1>0,解得e >5-12或e <-5-12,又0<e <1,所以5-12<e <1. 答案:⎝⎛⎭⎪⎫5-12,14.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),A ,B 为椭圆上的两点,线段AB 的垂直平分线交x 轴于点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫a5,0,则椭圆的离心率e 的取值范围是__________. 解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),x 1≠x 2,则⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1-a 52+y 21=⎝⎛⎭⎪⎫x 2-a 52+y 22,x 21a 2+y21b 2=1,x 22a2+y 22b 2=1,即⎩⎪⎨⎪⎧2a 5x 1-x 2=x 21-x 22+y 21-y 22,y 21=b 2-b 2a 2x 21,y 22=b 2-b 2a2x 22,所以2a 5(x 1-x 2)=a 2-b 2a 2(x 21-x 22),所以2a3a 2-b 2=x 1+x 2.又-a ≤x 1≤a ,-a ≤x 2≤a ,x 1≠x 2, 所以-2a <x 1+x 2<2a ,则2a 3a 2-b 2<2a ,即b 2a 2<45,所以e 2=1-b 2a 2>15. 又0<e <1,所以55<e <1. 答案:⎝⎛⎭⎪⎫55,1 (二)难点专练——适情自主选5.(2018·唐山模拟)在直角坐标系xOy 中,长为2+1的线段的两端点C ,D 分别在x 轴,y 轴上滑动,CP ―→= 2 PD ―→.记点P 的轨迹为曲线E .(1)求曲线E 的方程;(2)经过点(0,1)作直线与曲线E 相交于A ,B 两点,OM ―→=OA ―→+OB ―→,当点M 在曲线E 上时,求四边形AOBM 的面积.解:(1)设C (m,0),D (0,n ),P (x ,y ).由CP ―→= 2 PD ―→,得(x -m ,y )=2(-x ,n -y ),所以⎩⎨⎧x -m =-2x ,y =2n -y ,得⎩⎨⎧m =2+x ,n =2+12y ,由|CD ―→|=2+1,得m 2+n 2=(2+1)2, 所以(2+1)2x 2+2+22y 2=(2+1)2, 整理,得曲线E 的方程为x 2+y 22=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由OM ―→=OA ―→+OB ―→,知点M 坐标为(x 1+x 2,y 1+y 2). 由题意知,直线AB 的斜率存在.设直线AB 的方程为y =kx +1,代入曲线E 的方程,得(k 2+2)x 2+2kx -1=0, 则x 1+x 2=-2k k 2+2,x 1x 2=-1k 2+2. y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2=4k 2+2.由点M 在曲线E 上,知(x 1+x 2)2+y 1+y 222=1,即4k 2k 2+2+8k 2+2=1,解得k 2=2.这时|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=x 1+x 22-4x 1x 2]=322,原点到直线AB 的距离d =11+k2=33, 所以平行四边形OAMB 的面积S =|AB |·d =62. 6.(2018·成都一诊)已知椭圆x 25+y 24=1的右焦点为F ,设直线l :x =5与x 轴的交点为E ,过点F 且斜率为k 的直线l 1与椭圆交于A ,B 两点,M 为线段EF 的中点.(1)若直线l 1的倾斜角为π4,求|AB |的值;(2)设直线AM 交直线l 于点N ,证明:直线BN ⊥l . 解:由题意知,F (1,0),E (5,0),M (3,0). (1)∵直线l 1的倾斜角为π4,∴斜率k =1.∴直线l 1的方程为y =x -1.代入椭圆方程,可得9x 2-10x -15=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=109,x 1x 2=-53.∴|AB |=2·x 1+x 22-4x 1x 2=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫1092+4×53=1659. (2)证明:设直线l 1的方程为y =k (x -1). 代入椭圆方程,得(4+5k 2)x 2-10k 2x +5k 2-20=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=10k 24+5k 2,x 1x 2=5k 2-204+5k 2.设N (5,y 0),∵A ,M ,N 三点共线, ∴-y 13-x 1=y 02,∴y 0=2y 1x 1-3. 而y 0-y 2=2y 1x 1-3-y 2=2k x 1-x 1-3-k (x 2-1)=3kx 1+x 2-kx 1x 2-5kx 1-3=3k ·10k 24+5k 2-k ·5k 2-204+5k 2-5k x 1-3=0.∴直线BN ∥x 轴,即BN ⊥l .。
第二章 2.2 第3课时一、选择题1.已知m 、n 、m +n 成等差数列,m 、n 、mn 成等比数列,则椭圆x 2m +y 2n =1的离心率为( )A.12B.33C.22D.32[答案] C[解析] 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧2n =m +m +n ,n 2=m 2n .解得⎩⎪⎨⎪⎧m =2,n =4.∴e =n -m n =22,故选C. 2.AB 为过椭圆x 2a 2+y 2b2=1中心的弦,F (c,0)为椭圆的左焦点,则△AFB 的面积最大值是( )A .b 2B .bcC .abD .ac[答案] B[解析] S △ABF =S △AOF +S △BOF =12|OF |·|y A -y B |,当A 、B 为短轴两个端点时,|y A -y B |最大,最大值为2b . ∴△ABF 面积的最大值为bc .3.若点P (a,1)在椭圆x 22+y 23=1的外部,则a 的取值范围为( )A .(-233,233)B .(233,+∞)∪(-∞,-233)C .(43,+∞)D .(-∞,-43)[答案] B[解析] 因为点P 在椭圆x 22+y 23=1的外部,所以a 22+123>1,解得a >233或a <-233,故选B.4.点P 为椭圆x 25+y 24=1上一点,以点P 及焦点F 1、F 2为顶点的三角形的面积为1,则P点的坐标为( ) A .(±152,1) B .(152,±1) C .(152,1) D .(±152,±1) [答案] D[解析] 设P (x 0,y 0),∵a 2=5,b 2=4,∴c =1, ∴S △PF 1F 2=12|F 1F 2|·|y 0|=|y 0|=1,∴y 0=±1,∵x205+y204=1,∴x0=±152.故选D.5.过椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点F1作x轴的垂线交椭圆于点P,F2为右焦点,若∠F1PF2=60°,则椭圆的离心率为()A.22 B.33 C.12 D.13 [答案] B[解析]把x=-c代入椭圆方程可得y c=±b2a,∴|PF1|=b2a,∴|PF2|=2b2a,故|PF1|+|PF2|=3b2a=2a,即3b2=2a2.又∵a2=b2+c2,∴3(a2-c2)=2a2,∴(ca)2=13,即e=33.6.如图F1、F2分别是椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的两个焦点,A和B是以O为圆心,以|OF1|为半径的圆与该左半椭圆的两个交点,且△F2AB是等边三角形,则椭圆的离心率为()A.32 B.12 C.22 D.3-1[答案] D[解析]连接AF1,由圆的性质知,∠F1AF2=90°,又∵△F2AB是等边三角形,∴∠AF2F1=30°,∴AF1=c,AF2=3c,∴e=ca=2c2a=2cc+3c=3-1.故选D.二、填空题7.若过椭圆x216+y24=1内一点(2,1)的弦被该点平分,则该弦所在直线的方程是________.[答案]x+2y-4=0[解析]设弦两端点A(x1,y1)、B(x2,y2),则x2116+y214=1,x2216+y224=1,两式相减并把x1+x 2=4,y 1+y 2=2代入得,y 1-y 2x 1-x 2=-12,∴所求直线方程为y -1=-12(x -2),即x +2y -4=0.8.直线y =kx +1(k ∈R )与椭圆x 25+y 2m=1恒有公共点,则m 的取值范围为_______.[答案] m ≥1且m ≠5[解析] 将y =kx +1代入椭圆方程,消去y 并整理,得(m +5k 2)x 2+10kx +5-5m =0. 由m >0,5k 2≥0,知m +5k 2>0,故△=100k 2-4(m +5k 2)(5-5m )≥0对k ∈R 恒成立. 即5k 2≥1-m 对k ∈R 恒成立,故 1-m ≤0,∴m ≥1.又∵m ≠5,∴m 的取值范围是m ≥1且m ≠5. 三、解答题9.设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(0,4),离心率为35.(1)求椭圆C 的方程;(2)求过点(3,0)且斜率为45的直线被C 所截线段的中点坐标.[解析] (1)将点(0,4)代入椭圆C 的方程,得16b 2=1,∴b =4,又e =c a =35,则a 2-b 2a 2=925,∴1-16a 2=925,∴a =5,∴椭圆C 的方程为x 225+y 216=1.(2)过点(3,0)且斜率为45的直线方程为y =45(x -3),设直线与椭圆C 的交点为A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),将直线方程y =45(x -3)代入椭圆方程得x 225+(x -3)225=1,即x 2-3x -8=0,由韦达定理得x 1+x 2=3,所以线段AB 中点的横坐标为x 1+x 22=32,纵坐标为45(32-3)=-65,即所截线段的中点坐标为(32,-65). 10.已知动点P 与平面上两定点A (-2,0)、B (2,0)连线的斜率的积为定值-12.(1)试求动点P 的轨迹方程C ;(2)设直线l :y =kx +1与曲线C 交于M 、N 两点,当|MN |=423时,求直线l 的方程.[解析] (1)设点P (x ,y ),则依题意有y x +2·y x -2=-12,整理得x 22+y 2=1.由于x ≠±2,所以求得的曲线C 的方程为x 22+y 2=1(x ≠±2).(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1y =kx +1,消去y 得,(1+2k 2)x 2+4kx =0.解得x 1=0,x 2=-4k 1+2k 2(x 1、x 2分别为M 、N 的横坐标),由|MN |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2×|4k1+2k 2|=432,解得,k =±1. 所以直线l 的方程为x -y +1=0或x +y -1=0.一、选择题1.在△ABC 中,AB =BC ,cos B =-718.若以A 、B 为焦点的椭圆经过点C ,则该椭圆的离心率e =( )A.34B.37C.38D.318[答案] C[解析] 设|AB |=x >0,则|BC |=x , AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC ·cos B=x 2+x 2-2x 2·(-718)=259x 2,∴|AC |=53x ,由条件知,|CA |+|CB |=2a ,AB =2c , ∴53x +x =2a ,x =2c ,∴c =c a =2c 2a =x 83x =38. 2.已知F 1、F 2是椭圆的两个焦点,满足MF 1→·MF 2→=0的点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( )A .(0,1)B .(0,12]C .(0,22)D .[22,1) [答案] C[解析] 依题意得,c <b ,即c 2<b 2,∴c 2<a 2-c 2,2c 2<a 2,故离心率e =c a <22,又0<e <1,∴0<e <22,故选C. 3.若点O 和点F 分别为椭圆x 24+y 23=1的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则OP →·FP→的最大值为( ) A .2 B .3 C .6 D .8[答案] C[解析] 由题意可知O (0,0),F (-1,0),设点P 为(x ,y ),则OP →=(x ,y ),FP →=(x +1,y ),∴OP →·FP →=x (x +1)+y 2=x 2+x +y 2 =x 2+x +3-34x 2=14x 2+x +3=14(x +2)2+2. ∵x ∈[-2,2],∴当x =2时,OP →·FP →取最大值. (OP →·FP →)max =14(2+2)2+2=6,故选C.4.设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为e =12,右焦点为F (c,0),方程ax 2+bx -c =0的两个实根分别为x 1和x 2,则点P (x 1,x 2)( )A .必在圆x 2+y 2=2上B .必在圆x 2+y 2=2外C .必在圆x 2+y 2=2内D .以上三种情形都有可能[答案] C[解析] e =12⇒c a =12⇒c =a 2,a 2-b 2a 2=14⇒b 2a 2=34 ⇒b a =32⇒b =32a . ∴ax 2+bx -c =0⇒ax 2+32ax -a2=0 ⇒x 2+32x -12=0,x 1+x 2=-32,x 1x 2=-12, ∴x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1x 2=34+1=74<2. ∴在圆x 2+y 2=2内,故选C. 二、填空题5.如图,在椭圆中,若AB ⊥BF ,其中F 为焦点,A 、B 分别为长轴与短轴的一个端点,则椭圆的离心率e =__________________.[答案]5-12[解析] 设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1,则有A (-a,0)、B (0,b )、F (c,0),由AB ⊥BF ,得k AB ·k BF=-1,而k AB =b a ,k BF =-b c 代入上式得b a ⎝⎛⎭⎫-b c =-1,利用b 2=a 2-c 2消去b 2,得a c -ca =1,即1e -e =1,解得e =-1±52, ∵e >0,∴e =5-12. 6.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1(-c,0),F 2(c,0),若椭圆上存在点P 使a sin ∠PF 1F 2=csin ∠PF 2F 1成立,则该椭圆的离心率的取值范围为__________________.[答案] (2-1,1)[解析] 由正弦定理及a sin ∠PF 1F 2=csin ∠PF 2F 1,得c a =sin ∠PF 2F 1sin ∠PF 1F 2=|PF 1||PF 2|. 在△PF 1F 2中,设|PF 2|=x ,则|PF 1|=2a -x . 则上式为c a =2a -x x ,即cx +ax =2a 2,x =2a 2a +c .又a -c <x <a +c ,所以a -c <2a 2a +c <a +c .由a -c <2a 2a +c ,得a 2>-c 2,显然恒成立.由2a 2a +c <a +c ,得a 2<2ac +c 2, c 2+2ac -a 2>0,即e 2+2e -1>0, 解得e >-1+2或e <-1-2(舍). 又0<e <1,所以e 的取值范围为(2-1,1). 三、解答题7.已知过点A (-1,1)的直线l 与椭圆x 28+y 24=1交于点B 、C ,当直线l 绕点A (-1,1)旋转时,求弦BC 中点M 的轨迹方程.[解析] 设直线l 与椭圆的交点B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),弦BC 的中点M (x ,y ),则⎩⎨⎧x 218+y 214=1, ①x 228+y224=1, ②①-②,得(x 218-x 228)+(y 214-y 224)=0,∴(x 1+x 2)(x 1-x 2)+2(y 1+y 2)(y 1-y 2)=0.③当x 1≠x 2时,③式可化为(x 1+x 2)+2(y 1+y 2)·y 2-y 1x 2-x 1=0.∵x 1+x 22=x ,y 1+y 22=y ,y 2-y 1x 2-x 1=y -1x +1, ∴2x +2·2y ·y -1x +1=0,化简得x 2+2y 2+x -2y =0.当x 1=x 2时,∵点M (x ,y )是线段BC 中点, ∴x =-1,y =0,显然适合上式.综上所述,所求弦中点M 的轨迹方程是x 2+2y 2+x -2y =0.8.已知椭圆y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)经过点P (32,1),离心率e =32,直线l 与椭圆交于A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)两点,向量m =(ax 1,by 1)、n =(ax 2,by 2),且m ⊥n .(1)求椭圆的方程;(2)当直线l 过椭圆的焦点F (0,c )(c 为半焦距)时,求直线l 的斜率k .[解析] (1)由条件知⎩⎨⎧c a =321a 2+34b 2=1a 2=b 2+c2,解之得⎩⎪⎨⎪⎧a =2b =1.∴椭圆的方程为y 24+x 2=1.(2)依题意,设l 的方程为y =kx +3,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +3y 24+x 2=1,消去y 得(k 2+4)x 2+23kx -1=0,显然Δ>0,x 1+x 2=-23k k 2+4,x 1x 2=-1k 2+4,由已知m ·n =0得,a 2x 1x 2+b 2y 1y 2=4x 1x 2+(kx 1+3)(kx 2+3) =(4+k 2)x 1x 2+3k (x 1+x 2)+3=(k 2+4)(-1k 2+4)+3k ·-23k k 2+4+3=0,解得k =±2.。
直线与椭圆的位置关系练习(2)1. 椭圆192522=+y x 上的点M 到焦点1F 的距离为2,N 为1MF 的中点,则ON (O 为坐标原点)的值为( ) A .4 B .2 C .8 D .232. 若直线)(1R k kx y ∈+=与椭圆1522=+my x 恒有公共点,求实数m 的取值范围解法一:由⎪⎩⎪⎨⎧=++=15122m y x kx y 可得05510)5(22=-+++m kx x m k ,0152≥--=∆∴k m 即1152≥+≥k m 51≠≥∴m m 且解法二:直线恒过一定点)1,0(当5<m 时,椭圆焦点在x 轴上,短半轴长m b =,要使直线与椭圆恒有交点则1≥m 即51<≤m当5>m 时,椭圆焦点在y 轴上,长半轴长5=a 可保证直线与椭圆恒有交点即5>m综述:51≠≥m m 且 解法三:直线恒过一定点)1,0(要使直线与椭圆恒有交点,即要保证定点)1,0(在椭圆内部115022≤+m即1≥m3. 已知椭圆1422=+y x 及直线m x y +=. (1)当m 为何值时,直线与椭圆有公共点? (2)若直线被椭圆截得的弦长为5102,求直线的方程.3. 解:(1)把直线方程m x y +=代入椭圆方程1422=+y x 得 ()1422=++m x x ,即012522=-++m mx x .()()020*********≥+-=-⨯⨯-=∆m m m ,解得2525≤≤-m . (2)设直线与椭圆的两个交点的横坐标为1x ,2x ,由(1)得5221m x x -=+,51221-=m x x . 根据弦长公式得 :51025145211222=-⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅+m m .解得0=m .方程为x y =.4. 已知椭圆11222=+y x 的左右焦点分别为F 1,F 2,若过点P (0,-2)及F 1的直线交椭圆于A,B 两点,求⊿ABF 2的面积4. 解法一:由题可知:直线AB l 方程为022=++y x由⎪⎩⎪⎨⎧=+--=1122222y x x y 可得04492=-+y y ,91044)(2122121=-+=-y y y y y y 9104212121=-=∴∆y y F F S 解法二:2F 到直线AB 的距离554=h 由⎪⎩⎪⎨⎧=+--=1122222y x x y 可得061692=++x x ,又92101212=-+=x x k AB 910421==∴∆h AB S解法三:令),(),,(2211y x B y x A 则11ex a AF +=,21ex a BF +=其中22,2==e a 2F 到直线AB 的距离554=h 由⎪⎩⎪⎨⎧=+--=1122222y x x y 可得061692=++x x ,9210)(222121=++=+++=x x e a ex a ex a AB 910421==∴∆h AB S [评述]在利用弦长公式212212111y y k x x k AB -+=-+=(k 为直线斜率)或焦(左)半径公式)(22212121x x e a ex a ex a PF PF AB ++=+++=+=时,应结合韦达定理解 5. 已知长轴为12,短轴长为6,焦点在x 轴上的椭圆,过它对的左焦点1F 作倾斜解为3π的直线交椭圆于A ,B 两点,求弦AB 的长.5. 分析:可以利用弦长公式]4))[(1(1212212212x x x x k x x k AB -++=-+=求得,也可以利用椭圆定义及余弦定理,还可以利用焦点半径来求. 解:(法1)利用直线与椭圆相交的弦长公式求解.2121x x k AB -+=]4))[(1(212212x x x x k -++=.因为6=a ,3=b ,所以33=c .因为焦点在x 轴上,所以椭圆方程为193622=+y x ,左焦点)0,33(-F ,从而直线方程为93+=x y . 由直线方程与椭圆方程联立得:0836372132=⨯++x x .设1x ,2x 为方程两根,所以1337221-=+x x ,1383621⨯=x x ,3=k , 从而1348]4))[(1(1212212212=-++=-+=x x x x k x x k AB .6. 已知中心在原点,长轴在x 轴上的椭圆的两准线间的距离为23,若椭圆被直线x+y+1=0截得的弦的中点的横坐标是32-,求椭圆的方程 6. 解法一:令椭圆方程为)(122n m ny mx <=+,),(),,(2211y x B y x A 由题得:32221-=+x x ,31221-=+y y 由⎩⎨⎧=+--=1122ny mx x y 可得012)(2=-+++n nx x n m ,m n n m n x x 234221=-=+-=+即 又3222=c a 即2221131nm m -= 34,32==∴n m 椭圆方程为1343222=+y x 解法二:令椭圆方程为)(122n m ny mx <=+,),(),,(2211y x B y x A 由题得:32221-=+x x ,31221-=+y y 由⎩⎨⎧=+=+1122222121ny m x ny m x 作差得)()(21212121y y x x y y x x n m +--=+- m n 2=∴又3222=c a 即2221131n m m -= 34,32==∴n m 椭圆方程为1343222=+y x 7. 已知长方形ABCD, AB=22,BC=1.以AB 的中点O 为原点建立如图8所示的平面直角坐标系xoy . (Ⅰ)求以A 、B 为焦点,且过C 、D 两点的椭圆的标准方程;(Ⅱ)过点P(0,2)的直线l 交(Ⅰ)中椭圆于M,N 两点,是否存在直线l ,使得以弦MN 为直径的圆恰好过原点?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,图87. [解析] (Ⅰ)由题意可得点A,B,C 的坐标分别为()()()1,2,0,2,0,2-.设椭圆的标准方程是()012222>>=+b a by a x .()()()()()2240122012222222>=-+-+-+--=+=BCAC a 则2=∴a224222=-=-=∴c a b .∴椭圆的标准方程是.12422=+y x (Ⅱ)由题意直线的斜率存在,可设直线l 的方程为()02≠+=k kx y . 设M,N 两点的坐标分别为()().,,,2211y x y x 联立方程:⎩⎨⎧=++=42222y x kx y消去y 整理得,()0482122=+++kx x k 有221221214,218k x x k k x x +=+-=+ 若以MN 为直径的圆恰好过原点,则⊥,所以02121=+y y x x , 所以,()()0222121=+++kx kx x x , 即()()042121212=++++x x k x x k所以,()04211621142222=++-++k k k k 即,0214822=+-k k 得.2,22±==k k所以直线l 的方程为22+=x y ,或22+-=x y .所以存在过P(0,2)的直线l :22+±=x y 使得以弦MN 为直径的圆恰好过原点.8. 已知椭圆的中心在坐标原点O ,焦点在坐标轴上,直线y =x +1与椭圆交于P 和Q ,且OP ⊥OQ ,|PQ |=210,求椭圆方程 8.解 设椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0),P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)由⎩⎨⎧=++=1122ny mx x y 得(m +n )x 2+2nx +n -1=0,Δ=4n 2-4(m +n )(n -1)>0,即m +n -mn >0,由OP ⊥OQ ,所以x 1x 2+y 1y 2=0,即2x 1x 2+(x 1+x 2)+1=0,∴nm nn m n --+-2)1(2+1=0,∴m +n =2 ①又2)210()(4=+-+n m mn n m 2,将m +n =2,代入得m ·n =43②由①、②式得m =21,n =23或m =23,n =21故椭圆方程为22x +23y 2=1或23x 2+21y 2=19. 椭圆12222=+by a x (a >b >)0与直线1=+y x 交于P 、Q 两点,且OQ OP ⊥,其中O 为坐标原点. (1)求2211ba +的值; (2)若椭圆的离心率e 满足33≤e ≤22,求椭圆长轴的取值范围.9. (1)设),(),,(2211y x P y x P ,由OP ⊥ OQ ⇔ x 1 x 2 + y 1 y 2 = 0① 01)(2,1,121212211=++--=-=x x x x x y x y 代入上式得:又将代入x y -=1 12222=+b y a x 0)1(2)(222222=-+-+⇒b a x a x b a ,,2,022221b a a x x +=+∴>∆222221)1(b a b a x x +-=代入①化简得 21122=+b a . (2) ,3221211311222222222≤≤⇒≤-≤∴-==ab a b a b ac e 又由(1)知12222-=a a b26252345321212122≤≤⇒≤≤⇒≤-≤∴a a a ,∴长轴 2a ∈ [6,5]. 10.设直线l 过点P (0,3),和椭圆x y 22941+=顺次交于A 、B 两点,若AP PB λ= 试求λ的取值范围.10 。
第2课时 直线与椭圆的位置关系及其应用基础过关练题组一 直线与椭圆的位置关系 1.直线y=x+1与椭圆x 25+y 24=1的位置关系是()A.相交B.相切C.相离D.无法判断2.(2020江西南昌二中高二上第一次月考)直线y=kx-k+1与椭圆x 29+y 24=1的位置关系为( ) A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定3.若直线y=kx+2与椭圆x 23+y 22=1有且只有一个交点,则斜率k 的值是 ( )A.√63B.-√63C.±√63D.±√334.已知直线y=kx+1和椭圆x 2+2y 2=1有公共点,则k 的取值范围是( ) A.k<-√22或k>√22 B.-√22<k<√22C.k ≤-√22或k ≥√22D.-√22≤k ≤√22题组二 直线与椭圆的相交弦问题 5.过椭圆x 2+2y2=4的左焦点作倾斜角为π3的弦AB,则弦AB 的长为( )A.67B.167C.716D.766.直线y=x+1被椭圆x 24+y 22=1所截得线段的中点的坐标是()A.(23,53)B.(43,73)C.(-23,13)D.(-132,-172)7.经过椭圆x 22+y 2=1的一个焦点作倾斜角为45°的直线l,交椭圆于A,B 两点.设O 为坐标原点,则OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ·OB ⃗⃗⃗⃗⃗ 等于( ) A.-3 B.-13C.-13或-3D.±138.(2019广东深圳中学高二上期中)若椭圆x 236+y 29=1的弦被点(4,2)平分,则此弦所在直线的斜率为 .9.过椭圆x 25+y 24=1的右焦点作一条斜率为2的直线与椭圆交于A,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为 .10.(2020河北唐山一中高二上期中)已知椭圆C:x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)的离心率e 为√32,短轴长为4.(1)求椭圆的标准方程;(2)过P(2,1)作弦且弦被P 平分,求此弦所在的直线方程及弦长.题组三 直线与椭圆位置关系的综合运用 11.设椭圆C:x 29+y 24=1的左,右焦点分别为F 1,F 2,以F 1F 2为直径的圆与C 在第一象限的交点为P,则直线PF 1的斜率为( ) A.13B.12C.√33D.√3212.若点O 和点F 分别为椭圆x 24+y 23=1的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则OP ⃗⃗⃗⃗⃗ ·FP⃗⃗⃗⃗⃗ 的最大值为 .13.已知P(m,n)(m>0,n>0)为椭圆x 28+y 22=1上一点,Q,R,S 分别为P 关于y 轴,原点,x 轴的对称点.(1)求四边形PQRS 面积的最大值;(2)当四边形PQRS 面积最大时,在线段PQ 上任取一点M(不与端点重合),若过M 的直线与椭圆相交于A,B 两点,且AB 中点恰为M,求直线AB 斜率k 的取值范围.能力提升练题组一 直线与椭圆的相交弦问题 1.()已知椭圆x 2+y24=1 和点A (12,12),B (12,1),若椭圆的某弦的中点在线段AB 上,且此弦所在直线的斜率为k,则k 的取值范围为( ) A.[-4,-2] B.[-2,-1]C.[-4,-1]D.[-1,-12]2.(多选)()已知直线l:y=2x+3被椭圆C:x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)截得的弦长为7,则下列直线中被椭圆C 截得的弦长一定为7的有( ) A.y=2x-3 B.y=2x+1 C.y=-2x-3 D.y=-2x+33.(2020吉林长春实验中学高二上期中,)已知中心在原点,焦点坐标为(0,±5√2)的椭圆截直线3x-y-2=0所得的弦的中点的横坐标为12,则该椭圆的方程为 .4.(2020山东师大附中高二上第五次学分认定,)设椭圆x 2a2+y2b2=1(a>b>0)的短轴长为4,离心率为√32.(1)当直线y=x+m与椭圆有公共点时,求实数m的取值范围;(2)设点M(2,1)是直线l被椭圆所截得的线段AB的中点,求直线l的方程.5.(2020辽宁大连高二上期中,)如图,设P是圆x2+y2=25上的动点,点D是P在x 轴上的射影,M为PD上一点,且|MD|=45|PD|.(1)当P在圆上运动时,求点M的轨迹C的方程;(2)求过点(3,0)且斜率为45的直线被C所截线段的长度.题组二直线与椭圆位置关系的综合运用6.(2019黑龙江牡丹江一中高二上期中,)若直线mx+ny=4和圆x2+y2=4没有交点,则过点(m,n)的直线与椭圆x 29+y24=1的交点的个数为()A.0或1B.2C.1D.07.(2018吉林省实验中学期末,)已知椭圆x 2a2+y2b2=1(a>b>0)的左,右焦点分别为F1,F2,过F1且与x轴垂直的直线交椭圆于A,B两点,直线AF2与椭圆的另一个交点为C,若S△ABC=3S△BCF2,则椭圆的离心率为()A.√55B.√33C.√105D.3√3108.(多选)()已知椭圆C:x 24+y 22=1的左,右两个焦点分别为F 1,F 2,直线y=kx(k ≠0)与C交于A,B 两点,AE ⊥x 轴,垂足为E,直线BE 与C 的另一个交点为P,则下列结论正确的是( )A.四边形AF 1BF 2为平行四边形B.∠F 1PF 2<90°C.直线BE 的斜率为12k D.∠PAB>90°9.(2020海南海口海南中学高二上期中,)已知点P 是椭圆x 225+y 29=1上任意一点,则当点P 到直线4x-5y+40=0的距离达到最小值时,点P 的坐标为 . 10.(2020山东烟台高二上期末,)过椭圆C:x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)的左焦点F 1作斜率为12的直线l 与C 交于A,B 两点,若|OF 1|=|OA|,则椭圆C 的离心率为 . 11.(2020辽宁省实验中学高二上期中,)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,且过点(1,√22)和(√22,√32).(1)求椭圆的标准方程;(2)如图,点A 为椭圆上一位于x 轴上方的动点,AF 2的延长线与椭圆交于点B,AO 的延长线与椭圆交于点C,求△ABC 面积的最大值,并写出取到最大值时直线BC 的方程.12.(2020北京通州高二上期末,)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)的焦点是F 1,F 2,且|F 1F 2|=2,离心率为√22.(1)求椭圆的方程;(2)过椭圆右焦点F 2的直线l 交椭圆于A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)(x 1≥x 2)两点. (i)求|AF 2|·|BF 2|的最小值;(ii)点Q 是直线l 上异于F 2的一点,且满足|QA||QB|=|F 2A||F 2B|,求证:点Q 在一条定直线上.13.()已知椭圆C:x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)的离心率e=√22,过椭圆的左焦点F 且倾斜角为30°的直线m 与圆x 2+y 2=b 2相交所得弦长为√3. (1)求椭圆C 的方程;(2)是否存在过点P(0,3)的直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点,且|PA|=2|AB|?若存在,求直线l 的方程;若不存在,说明理由.答案全解全析 基础过关练1.A 解法一:直线y=x+1过点(0,1),将(0,1)代入x 25+y 24=1得,0+14<1,即点(0,1)在椭圆内部,所以直线与椭圆相交.解法二:联立直线与椭圆的方程,得{y =x +1,x 25+y 24=1,消去y 得,9x 2+10x-15=0,Δ=100-4×9×(-15)=640>0,所以直线与椭圆相交.2.A 直线y=kx-k+1=k(x-1)+1恒过定点(1,1),因为19+14<1,所以点(1,1)在椭圆内部,故直线与椭圆相交.3.C 由{y =kx +2,x 23+y 22=1,消去y 并整理,得(2+3k 2)x 2+12kx+6=0, 由题意知Δ=(12k)2-4×6×(2+3k 2)=0, 解得k=±√63,故选C.4.C 由{y =kx +1,x 2+2y 2=1,得(2k 2+1)x 2+4kx+1=0. ∵直线与椭圆有公共点, ∴Δ=16k 2-4(2k 2+1)≥0, 解得k ≤-√22或k ≥√22.5.B 设直线AB 的方程为y=kx+b(k ≠0),易求直线AB 的方程为y=√3(x+√2).由{y =√3(x +√2),x 2+2y 2=4,消去y 并整理,得7x 2+12√2x+8=0. 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1+x 2=-12√27,x 1x 2=87.由弦长公式,得|AB|=√1+k 2·|x 1-x 2|=2√(x 1+x 2)2-4x 1x 2=√1+(√3)2×√(-12√27)2-4×87=167.6.C 联立方程,得{y =x +1,x 24+y 22=1,消去y 并整理,得3x 2+4x-2=0.设直线与椭圆的交点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),中点M(x 0,y 0). ∴x 1+x 2=-43,x 0=x 1+x 22=-23,y 0=x 0+1=13,∴中点坐标为(-23,13). 7.B 由x 22+y 2=1,得a 2=2,b 2=1,c 2=a 2-b 2=1,则焦点坐标为(±1,0). 不妨设直线l 过右焦点,又倾斜角为45°,则直线l 的方程为y=x-1. 代入x 22+y 2=1得x 2+2(x-1)2-2=0,即3x 2-4x=0.设交点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1x 2=0,x 1+x 2=43,y 1y 2=(x 1-1)(x 2-1)=x 1x 2-(x 1+x 2)+1=1-43=-13,所以OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ·OB⃗⃗⃗⃗⃗ =x 1x 2+y 1y 2=0-13=-13.8.答案 -12解析 设弦两端点分别为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).因为(4,2)是线段AB 的中点,所以x 1+x 2=8,y 1+y 2=4,将A,B 两点代入椭圆方程,得{x 1236+y 129=1,x 2236+y 229=1,两式相减得x 22-x 1236+y 22-y 129=0,整理得y 2-y 1x 2-x 1=-x 2+x 14(y 2+y 1),即k AB =y 2-y 1x 2-x 1=-12.9.答案 53解析 由题意知,右焦点的坐标为(1,0),直线的斜率k=2,所以直线的方程为y=2(x-1),将其与x 25+y 24=1联立,消去y,得3x 2-5x=0.设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1+x 2=53,x 1x 2=0,所以|AB|=√1+k 2·|x1-x 2|=√1+k 2×√(x 1+x 2)2-4x 1x 2=√1+22×√(53)2-4×0=5√53.设原点到直线的距离为d,则d=2=2√55.所以S △OAB =12|AB|·d=12×5√53×2√55=53.10.解析 (1)由e=ca=√32可设,a=2t,c=√3t(t>0),则b=t=2,因此a=4,所以椭圆的标准方程为x 216+y 24=1.(2)设以点P(2,1)为中点的弦与椭圆交于A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1+x 2=4,y 1+y 2=2,将A,B 两点坐标分别代入椭圆的方程得{x 1216+y 124=1,x 2216+y 224=1,两式相减可得,(x 1+x 2)(x 1-x 2)+4(y 1+y 2)(y 1-y 2)=0, ∴4(x 1-x 2)+8(y 1-y 2)=0, ∴弦所在直线的斜率k=y 2-y 1x 2-x 1=-12,∴以点P(2,1)为中点的弦所在直线的方程为x+2y-4=0, 联立椭圆的方程得x 2-4x=0,解得x=0或x=4, 因此弦长|AB|=√1+k 2·|x 1-x 2|=2√5. 11.B 依题意得,a 2=9,b 2=4,∴c 2=5,因此以F 1F 2为直径的圆的方程为x 2+y 2=5.由{x 2+y 2=5,x 29+y 24=1,得{x 2=95,y 2=165, 又点P 在第一象限,∴P (3√55,4√55),又F 1(-√5,0), ∴斜率k PF 1=4√55-03√55+√5=12,故选B.12.答案 6解析 由x 24+y 23=1,可得F(-1,0).设P(x,y),-2≤x ≤2,则OP ⃗⃗⃗⃗⃗ =(x,y),FP⃗⃗⃗⃗⃗ =(x+1,y), 所以OP ⃗⃗⃗⃗⃗ ·FP⃗⃗⃗⃗⃗ =x 2+x+y 2=x 2+x+3·(1−x 24)=14x 2+x+3=14(x+2)2+2, 当且仅当x=2时,OP ⃗⃗⃗⃗⃗ ·FP ⃗⃗⃗⃗⃗ 取得最大值,最大值为6. 13.解析 (1)由P 在椭圆上得m 28+n 22=1,∵m>0,n>0,∴利用基本不等式得1=m 28+n 22≥2×√×√=mn 2,当且仅当m 28=n 22=12,即m=2,n=1时,等号成立,易知S 四边形PQRS =2m×2n=4mn ≤8,当m=2,n=1时取等号,故当m=2,n=1时,四边形PQRS 的面积取最大值,最大值为8.(2)由(1)得P(2,1),则Q(-2,1),设M 的坐标为(t,1),其中-2<t<2,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则有{x 128+y 122=1,x 228+y 222=1,两式相减得(x 1-x 2)(x 1+x 2)8=-(y 1-y 2)(y 1+y 2)2(*),∵M 为线段AB 的中点, ∴x 1+x 22=t,y 1+y 22=1, ∴(*)化为(x 1-x 2)t 4=-(y 1-y 2),∴k=-t4,故k ∈(-12,12).能力提升练1.A 设椭圆x 2+y24=1的某弦的两个端点分别为P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2),中点为M(x 0,y 0),则{x 12+y 124=1,①x 22+y 224=1,②①-②,得(x 12-x 22)+14(y 12-y 22)=0,即k=y 1-y 2x 1-x 2=-4(x 1+x 2)y 1+y 2=-4x0y 0.∵点M 在线段AB 上, ∴x 0=12,12≤y 0≤1,∴k=-4x 0y 0=-2y 0,2≤2y 0≤4,故-4≤-2y 0≤-2,则k ∈[-4,-2],故选A.2.ACD 直线y=2x-3与直线l 关于原点对称,直线y=-2x-3与直线l 关于x 轴对称,直线y=-2x+3与直线l 关于y 轴对称,因此A 、C 、D 中的直线被椭圆C 截得的弦长一定为7,而直线y=2x+1被椭圆C 截得的弦长大于7.故选ACD.3.答案y 275+x 225=1解析 设椭圆方程为y 2a2+x 2b2=1(a>b>0),则a 2=b 2+c 2=b 2+50.① 设直线3x-y-2=0与椭圆相交的弦的端点为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则{b 2y 12+a 2x 12=a 2b 2,b 2y 22+a 2x 22=a 2b 2,∴b 2(y 1-y 2)(y 1+y 2)+a 2(x 1-x 2)(x 1+x 2)=0. 又x 1+x 2=2×12=1,y 1+y 2=2×(-12)=-1,y 1-y2x 1-x2=3, ∴b 2×3×(-1)+a 2×1=0,即a 2=3b 2.② 联立①②得,a 2=75,b 2=25. 故该椭圆的方程为y 275+x 225=1.4.解析 (1)因为离心率e=ca=√32,所以c 2=34a 2,又因为椭圆的短半轴长b=2,a 2-b 2=c 2,所以a 2=16,b 2=4, 即椭圆方程为x 216+y 24=1,因此, {x 216+y 24=1,y =x +m ⇒5x 2+8mx+4m 2-16=0,因为直线y=x+m 与椭圆有公共点,所以Δ=64m 2-4×5×(4m 2-16)≥0,即m 2≤20,解得-2√5≤m ≤2√5.(2)设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).解法一:当斜率不存在时,不符合题意;当斜率存在时,设直线方程为y-1=k(x-2),联立方程{y -1=k(x -2),x 216+y 24=1⇒(4k 2+1)x 2+8k ·(1-2k)x+16k 2-16k-12=0,所以x 1+x 22=4k(2k -1)4k 2+1=2,解得k=-12,所以直线l 的方程为x+2y-4=0.解法二:x 216+y 24=1⇒x 2+4y 2=16,{x 12+4y 12=16,x 22+4y 22=16⇒(x 1-x 2)(x 1+x 2)+4(y 1-y 2)·(y 1+y 2)=0⇒y 1-y 2x 1-x 2=x 1+x 2-4(y 1+y 2)=-12, 所以斜率k=-12,所以直线l 的方程为x+2y-4=0.5.解析 (1)设M 的坐标为(x,y),P 的坐标为(x p ,y p ),由已知得{x p =x,y p =54y,因为P 在圆上,所以x 2+(54y)2=25,即点M 的轨迹C 的方程为x 225+y 216=1.(2)过点(3,0)且斜率为45的直线方程为y=45(x-3),设直线与C 的交点为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),将直线方程y=45(x-3)代入C 的方程,得x 225+(x -3)225=1,整理得x 2-3x-8=0,所以x 1+x 2=3,x 1x 2=-8,所以|AB|=√1+(45)2·√(x 1+x 2)2-4x 1x 2=415.6.B 因为直线mx+ny=4和圆x 2+y 2=4没有交点,所以√22>2,所以m 2+n 2<4,而m 29+n 24≤m 24+n 24<1,因此点(m,n)在椭圆内部,从而过点(m,n)的直线与椭圆x 29+y 24=1必有两个交点,故选B.7.A 设F 1的坐标为(-c,0),F 2的坐标为(c,0),故过F 1且与x 轴垂直的直线方程为x=-c,代入椭圆方程可得y=±b 2a .可设A (-c,b 2a),C(x,y),由题意可得△ABF 2的面积是△BCF 2的面积的2倍,故AF 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =2F 2C ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,即有(2c,-b 2a )=2(x-c,y),即{2c =2x -2c,-b2a=2y,则{x =2c,y =−b 22a,代入椭圆方程可得4c 2a2+b 24a2=1,即4c 2a2+a 2-c 24a 2=1,∴4e 2+14-14e 2=1,解得e=√55(负值舍去).故选A.8.ABC 由椭圆的对称性知,四边形AF 1BF 2是平行四边形,故A 正确;∵a 2=4,b 2=2,∴c 2=2, ∴∠F 1AF 2<90°,又∠F 1PF 2<∠F 1AF 2<90°, 故B 正确;由{x 2+2y 2=4,y =kx 得{x 2=41+2k 2,y 2=4k 21+2k2, 结合图形,不妨设k>0,则A (√2√2),B (2√2,2k√2),E (2√2,0),∴k BE =√1+2k 222+22=12k,故C 正确;取k=2,则A (23,43),B (-23,-43),E (23,0),∴直线BE 的方程为y=x-23,与椭圆方程联立得,P (149,89),∴PA ⃗⃗⃗⃗⃗ =(-89,49),PB⃗⃗⃗⃗⃗ =(-209,-209), ∴PA ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PB ⃗⃗⃗⃗⃗ =1609-809>0,∴∠PAB>90°错误.故选ABC.9.答案 (-4,95)解析 设平行于4x-5y+40=0,且与椭圆相切的直线方程为4x-5y+c=0(c ≠40). 由{9x 2+25y 2=225,4x -5y +c =0,得25x 2+8cx+c 2-225=0, 令Δ=(8c)2-4×25×(c 2-225)=0得, c 2=625,解得c=±25.结合图形(图略)取c=25,此时,x 2+8x+16=0⇒x=-4.代入4x-5y+25=0得,y=95,∴P (-4,95).10.答案√53解析 如图所示,设右焦点为F 2,则|OF 1|=|OA|=|OF 2|,∴AF 1⊥AF 2, 又tan ∠AF 1F 2=12,∴|AF 1|=4√55c,|AF 2|=2√55c.因此,2a=|AF 1|+|AF 2|=6√55c ⇒e=ca=√53.11.解析 (1)将两点代入椭圆方程,得{1a 2+12b 2=1,12a 2+34b 2=1,解得{a 2=2,b 2=1,所以椭圆的标准方程为x 22+y 2=1.(2)设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由A 在x 轴上方,可知直线AF 2的斜率不为0,所以设直线AF 2的方程为x=ty+1,联立{x 22+y 2=1,x =ty +1⇒(t 2+2)y 2+2ty-1=0,得{y 1+y 2=-2tt 2+2,y 1y 2=-1t 2+2,所以|AB|=√1+t 2·|y 1-y 2|=2√2(1+t 2)t 2+2. 设原点到直线AF 2的距离为d,则d=√2,所以S △ABC =2S △OAB =2×12×|AB|×d=2√2(1+t 2)t 2+2=2√2√1+t 2+12≤√2,当且仅当2=1√2,即t=0时,等号成立,此时直线AB 的方程为x=1,所以A (1,√22),B (1,−√22),C (-1,-√22),所以此时直线BC 的方程为y=-√22.12.解析 (1)因为椭圆的焦点是F 1,F 2,且|F 1F 2|=2,所以半焦距c=1. 因为离心率为√22,所以a=√2,所以b=1.所以椭圆的方程是x 22+y 2=1.(2)(i)由(1)知F 2(1,0),当直线l 的斜率不存在时,不妨设A (1,√22),B (1,−√22),所以|AF 2|·|BF 2|=12.当直线l 的斜率存在时,直线l 的方程可设为y=k(x-1).联立方程{x 22+y 2=1,y =k(x -1),消去y,整理得(1+2k 2)x 2-4k 2x+2k 2-2=0.所以x 1+x 2=4k 21+2k 2,x 1x 2=2k 2-21+2k 2.所以|AF 2|=√(x 1-1)2+y 12=√1+k 2|x 1-1|,|BF 2|=√(x 2-1)2+y 22=√1+k 2|x 2-1|.所以|AF 2|·|BF 2|=(1+k 2)|x 1x 2-(x 1+x 2)+1| =(1+k 2)|2k 2-21+2k2-4k 21+2k2+1|=1+k 21+2k 2 =12(1+11+2k 2). 因为11+2k 2∈(0,1],所以|AF 2|·|BF 2|的取值范围是(12,1]. 因为当直线l 的斜率不存在时,|AF 2|·|BF 2|=12,所以|AF 2|·|BF 2|的最小值是12.(ii)证明:由题意得,直线l 的斜率一定存在.因为点Q 在直线l 上,所以设点Q 的坐标是(m,k(m-1)). 因为|QA||QB|=|F 2A||F 2B|,所以点Q 一定在BA 的延长线上, 所以m -x 1m -x 2=x 1-11−x 2,即(m+1)(x 1+x 2)-2x 1x 2-2m=0. 所以4k 2(m+1)1+2k 2-2(2k 2-2)1+2k 2-2m=0.化简得m=2.所以点Q 的坐标是(2,k). 因此点Q 在定直线x=2上.13.解析 (1)由题易得,圆心(0,0)到直线m 的距离为√b 2-(√32)2,由直线m 的倾斜角为30°得√b 2-(√32)2=c 2,由e=ca=√22得a 2=2c 2,即b 2+c 2=2c 2,∴b 2=c 2,将其与√b 2-(√32)2=c2联立,得b=c=1,∴a=√2,∴椭圆方程为x 22+y 2=1.(2)存在.设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).①若直线l 垂直于x 轴,l 与椭圆交于(0,1),(0,-1), 取A(0,-1),B(0,1),满足|PA|=2|AB|.②若直线l 不垂直于x 轴,设方程为y=kx+3,代入椭圆方程x 22+y 2=1整理得,(2k 2+1)x 2+12kx+16=0,令Δ=16k 2-64>0,则k<-2或k>2,x 1+x 2=-12k2k 2+1(*),x 1x 2=162k 2+1(**),对于|PA|=2|AB|,包含两种情况: (i)PA ⃗⃗⃗⃗⃗ =2AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,即(x 1-0,y 1-3)=2(x 2-x 1,y 2-y 1), ∴x 1=2(x 2-x 1),即x 2=32x 1,代入(*)(**)得{52x 1=-12k 2k 2+1,32x 12=162k 2+1,消去x 1得32(25×-12k2k 2+1)2=162k 2+1,解得k=±52,∴l 的方程为y=52x+3或y=-52x+3.(ii)PA ⃗⃗⃗⃗⃗ =2BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ,即(x 1-0,y 1-3)=2(x 1-x 2,y 1-y 2),∴x 1=2x 2, 代入(*)(**)得{3x 2=-12k 2k 2+1,2x 22=162k 2+1,消去x 2得,2(13×-12k2k 2+1)2=162k 2+1,有2k 2=2k 2+1,无解. 综上,l 的方程为x=0或5x-2y+6=0或5x+2y-6=0.高考数学:试卷答题攻略一、“六先六后”,因人因卷制宜。
高二数学椭圆试题答案及解析1.已知椭圆上存在两点、关于直线对称,求的取值范围.【答案】.【解析】解题思路:利用直线与直线垂直,设出直线的方程,联立直线与椭圆方程,消去,整理成关于的一元二次方程,利用中点公式和判别式求出的范围.规律总结:涉及直线与椭圆的位置关系问题,往往采用“设而不求”的方法进行求解..试题解析:设直线方程为,联立得从而则中点是,则解得由有实数解得即于是则的取值范围是.【考点】1.直线与椭圆的位置关系;2.对称问题.2.已知椭圆:的离心率为,一条准线.(1)求椭圆的方程;(2)设为坐标原点,是上的点,为椭圆的右焦点,过点作的垂线与以为直径的圆交于两点.①若=,求圆的方程;②若是上的动点,求证:点在定圆上,并求该定圆的方程.【答案】(1);(2)或;(3)点在定圆上【解析】(1)设椭圆的方程,用待定系数法求出的值;(2)根据圆的圆心坐标和半径求圆的标准方程.(3)直线和圆相交,根据半径,弦长的一半,圆心距求弦长,圆的弦长的常用求法:(1)几何法:求圆的半径,弦心距,弦长,则(2)代数方法:运用根与系数的关系及弦长公式.(4)与圆有关的探索问题:第一步:假设符合条件的结论存在;第二步:从假设出发,利用直线与圆的位置关系求解;第三步,确定符合要求的结论存在或不存在;第四步:给出明确结果;第五步:反思回顾,查看关键点.试题解析:解:(1)由题意可知:,解得,所以椭圆的方程为由①知:,设,则圆的方程:直线的方程:所以圆的方程:或②证明:设,由①知,化简得消去得:所以点在定圆上.【考点】(1)椭圆的标准方程;(2)圆的标准方程;(3)与圆有关的探索问题.3.已知双曲线的渐近线方程为,则以它的顶点为焦点,焦点为顶点的椭圆的离心率等于()A.B.C.D.1【答案】A【解析】双曲线的焦点在轴上,又渐近线方程为,可设,则,由题意知在椭圆中,所以该椭圆的离心率等于。
【考点】(1)椭圆、双曲线离心率的求法;(2)椭圆、双曲线中的三者关系。
直线与椭圆的位置关系典型例题1.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 = .(1) 求椭圆C 的离心率;(2)如果|AB|=154,求椭圆C 的方程. 设1122(,),(,)A x y B x y ,由题意知1y <0,2y >0.(Ⅰ)直线l 的方程为()y x c -,其中c联立2222),1y x c x y ab ⎧=-⎪⎨+=⎪⎩得22224(3)30a b y cy b ++-=解得12y y ==因为2AF FB =,所以122y y -=.即2=得离心率 23c e a ==. ……6分(Ⅱ)因为21AB y y =-2221534a b=+.由23c a =得b =.所以51544a =,得a=3,b =椭圆C 的方程为22195x y +=. ……12分2、在平面直角坐标系xoy 中,如图,已知椭圆15922=+y x 的左、右顶点为A 、B ,右焦点为F 。
设过点T (m t ,)的直线TA 、TB 与椭圆分别交于点M ),(11y x 、),(22y x N ,其中m>0,0,021<>y y 。
(1)设动点P 满足422=-PB PF ,求点P 的轨迹; (2)设31,221==x x ,求点T 的坐标; (3)设9=t ,求证:直线MN 必过x 轴上的一定点(其坐标与m 无关).23、设椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>过点M,且着焦点为1(F(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)当过点(4,1)P 的动直线l 与椭圆C 相交与两不同点,A B 时,在线段AB 上取点Q,满足=,证明:点Q 总在某定直线上.4、已知椭圆的中心为坐标原点O ,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,OA OB + 与(3,1)a =-共线.(Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)设M 为椭圆上任意一点,且 (,)OM OA OB R λμλμ=+∈ ,证明22μλ+为定值.。
2025年高考数学一轮复习-8.5.2-直线与椭圆的位置关系【原卷版】1.直线y =kx +1与焦点在x 轴上的椭圆x 29+y 2m =1总有公共点,则实数m 的取值范围是()A .12≤m <9B .9<m <10C .1≤m <9D .1<m <92.若直线mx +ny =9和圆x 2+y 2=9没有交点,则过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 216=1的交点有()A .1个B .至多一个C .2个D .0个3.已知F 1,F 2是椭圆G :x 252+y 242=1的左、右焦点,过F 1作直线l 交G 于A ,B 两点,若|AB |=325,则△F 2AB 的面积为()A .245B .485C .965D .164154.已知点P (x ,y )是椭圆x 29+y 24=1上任意一点,则点P 到直线l :y =x +5的最大距离为()A .52+262B .52-262C .52+26D .52-265.国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图①所示,内外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆.某校体育馆的钢结构与“鸟巢”相同,其平面图如图②所示,若由外层椭圆长轴一端点A 和短轴一端点B 分别向内层椭圆引切线AC ,BD ,且两切线斜率之积等于-58,则椭圆的离心率为()A .34B .58C .74D .646.(多选)设椭圆x 29+y 23=1的右焦点为F ,直线y =m (0<m <3)与椭圆交于A ,B 两点,则()A .|AF |+|BF |为定值B .△ABF 的周长的取值范围是[6,12]C .当m =32时,△ABF 为直角三角形D .当m =1时,△ABF 的面积为67.已知F 1,F 2分别为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,|F 1F 2|=2,过椭圆左焦点且斜率为2的直线交椭圆于A ,B 两点,若S △ABF 2=4,则弦长|AB |=________.8.直线5x +4y -1=0交椭圆C :y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)于M ,N 两点,设MN 中点为P ,直线OP 的斜率等于54,O 为坐标原点,则椭圆C 的离心率为________.9.已知直线y =kx -1与椭圆x 24+y 23=1交于点A ,B ,与y 轴交于点P ,若AP ―→=3PB ―→,则实数k 的值为________.10.已知点B 是圆C :(x -1)2+y 2=16上的任意一点,点F (-1,0),线段BF 的垂直平分线交BC 于点P .(1)求动点P 的轨迹E 的方程;(2)直线l :y =2x +m 与E 交于点M ,N ,且|MN |=123019,求m 的值.11.(多选)已知P 是椭圆E :x 24+y 2m =1(m >0)上任意一点,M ,N 是椭圆上关于坐标原点对称的两点,且直线PM ,PN 的斜率分别为k 1,k 2(k 1k 2≠0),若|k 1|+|k 2|的最小值为1,则下列结论正确的是()A .椭圆E 的方程为x 24+y 2=1B .椭圆E 的离心率为12C .曲线y =log 3x -12经过E 的一个焦点D .直线2x -y -2=0与E 有两个公共点12.已知椭圆x 22+y 2=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线AB 与椭圆交于A ,B两点,则△F 1AB 的周长是________,△F 1AB 内切圆面积的最大值是________.13.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)左焦点为F 1(-1,0),经过点F 1的直线l 与圆F 2:(x -1)2+y 2=8相交于P ,Q 两点,M 是线段PF 2与C 的公共点,且|MF 1|=|MP |.(1)求椭圆C 的方程;(2)l 与C 的交点为A ,B ,且A 恰为线段PQ 的中点,求△ABF 2的面积.14.如图,椭圆x 2a 2+y 24=1(a >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线交椭圆于M ,N 两点,交y 轴于点H .若F 1,H 是线段MN 的三等分点,则△F 2MN 的周长为()A .20B .10C .25D .4515.定义:由椭圆的两个焦点和短轴的一个顶点组成的三角形称为该椭圆的“特征三角形”.如果两个椭圆的“特征三角形”相似,则称这两个椭圆是“相似椭圆”,并将三角形的相似比称为椭圆的相似比.已知椭圆C 1:x 24+y 2=1.(1)若椭圆C 2:x 216+y 241,试判断C 2与C 1是否相似?如果相似,求出C 2与C 1的相似比;如果不相似,请说明理由;(2)写出与椭圆C 1相似且短半轴长为b 的焦点在x 轴上的椭圆C b 的标准方程.若在椭圆C b 上存在两点M ,N 关于直线y =x +1对称,求实数b 的取值范围.2025年高考数学一轮复习-8.5.2-直线与椭圆的位置关系【解析版】1.直线y =kx +1与焦点在x 轴上的椭圆x 29+y 2m =1总有公共点,则实数m 的取值范围是()A .12≤m <9B .9<m <10C .1≤m <9D .1<m <9解析:C 直线y =kx +1恒过定点P (0,1),焦点在x 轴上的椭圆x 29+y 2m=1,可得0<m<9①,由直线y =kx +1与焦点在x 轴上的椭圆x 29+y 2m=1总有公共点,可得P 在椭圆上或椭圆内,即有09+1m≤1,解得m ≥1②,由①②可得1≤m <9.故选C .2.若直线mx +ny =9和圆x 2+y 2=9没有交点,则过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 216=1的交点有()A .1个B .至多一个C .2个D .0个解析:C 因为直线mx +ny =9和圆x 2+y 2=9没有交点,所以9m 2+n2>3,即m 2+n 2<9,所以m 29+n 216≤m 29+n 29<1,即点(m ,n )在椭圆x 29+y 216=1内,所以过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 216=1的交点有2个,故选C .3.已知F 1,F 2是椭圆G :x 252+y 242=1的左、右焦点,过F 1作直线l 交G 于A ,B 两点,若|AB |=325,则△F 2AB 的面积为()A .245B .485C .965D .16415解析:C由G :x 252+y 2421知c 2=52-42=32,所以F 1(-3,0),把x =-3代入椭圆方程可得y 2=4425,故y =±165,又|AB |=325,所以AB ⊥x 轴,则S △F 2AB =12|AB |×2c =12×325×6=965,故选C .4.已知点P (x ,y )是椭圆x 29+y 24=1上任意一点,则点P 到直线l :y =x +5的最大距离为()A .52+262B .52-262C .52+26D .52-26解析:A设直线y =x +m +y 24=1,x +m得13x 2+18mx +9m 2-36=0,∴Δ=(18m )2-4×13(9m 2-36)=0,解得m =±13,切线方程为y =x +13和y =x -13,与l 距离较远的是y =x -13,∴所求最大距离为d =|-13-5|2=52+262.故选A .5.国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图①所示,内外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆.某校体育馆的钢结构与“鸟巢”相同,其平面图如图②所示,若由外层椭圆长轴一端点A 和短轴一端点B 分别向内层椭圆引切线AC ,BD ,且两切线斜率之积等于-58,则椭圆的离心率为()A .34B .58C .74D .64解析:D设内层椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),∵内外椭圆离心率相同,∴外层椭圆可设成x 2(ma )2+y 2(mb )2=1(m >1),设切线AC 的方程为y =k 1(x +ma ),与x 2a 2+y 2b 2=1联立得:(b 2+a 2k 21)x 2+2ma 3k 21x +m 2a 4k 21-a 2b 2=0,由Δ=0,则k 21=b 2a 2·1m 2-1,同理可得k 22=b 2a 2·(m 2-1),∴k 21·k 22=b 4a 4=则b 2a 2=58,因此,e =c a =1-b 2a 2=1-58=64.故选D .6.(多选)设椭圆x 29+y 23=1的右焦点为F ,直线y =m (0<m <3)与椭圆交于A ,B 两点,则()A .|AF |+|BF |为定值B .△ABF 的周长的取值范围是[6,12]C.当m=32时,△ABF为直角三角形D.当m=1时,△ABF的面积为6解析:ACD设椭圆的左焦点为F′,则|AF′|=|BF|,∴|AF|+|BF|=|AF|+|AF′|=6为定值,A正确;△ABF的周长为|AB|+|AF|+|BF|,∵|AF|+|BF|为定值6,且|AB|的取值范围是(0,6),∴△ABF的周长的取值范围是(6,12),B错误;设点A在点B的左侧,将y=3 2与椭圆方程联立,可解得-332,F(6,0),∴AF―→·BF―→==0.∴△ABF为直角三角形,C正确;将y=1与椭圆方程联立,解得A(-6,1),B(6,1),∴S△ABF=12×26×1=6,D正确.故选A、C、D.7.已知F1,F2分别为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点,|F1F2|=2,过椭圆左焦点且斜率为2的直线交椭圆于A,B两点,若S△ABF2=4,则弦长|AB|=________.解析:∵S△ABF2=4,∴12×2c×|y A-y B|=4,又∵|F1F2|=2,∴|y A-y B|=4,∵直线过椭圆左焦点且斜率为2,∴|AB|=1+1k2|y A-y B|4=25.答案:258.直线5x+4y-1=0交椭圆C:y2a2+x2b2=1(a>b>0)于M,N两点,设MN中点为P,直线OP的斜率等于54,O为坐标原点,则椭圆C的离心率为________.解析:设M(x1,y1),N(x2,y2),MN中点为P(x0,y0)+x21b2=1,+x22b2=1,两式相减得b2(y21-y22)+a2(x21-x22)=0,即y1-y2x1-x2=-k MN=-a2b2·1k OP,因为k MN=-54,k OP=54,所以b2a2=1625,所以e=ca=1-b2a2=35.答案:359.已知直线y=kx-1与椭圆x24+y23=1交于点A,B,与y轴交于点P,若AP―→=3PB―→,则实数k的值为________.解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),因为直线y=kx-1与y轴交于点P,所以P(0,-1).联kx -1,+y 23=1,消去y 得(3+4k 2)x 2-8kx -8=0,Δ>0.由根与系数的关系得x 1+x 2=8k3+4k 2,x 1x 2=-83+4k 2.因为AP ―→=3PB ―→,所以(-x 1,-1-y 1)=3(x 2,y 2+1),所以x 1=-3x 2,将其代入x 1+x 2=8k3+4k 2,得x 2=-4k 3+4k 2.将x 1=-3x 2,x 2=-4k 3+4k2代入x 1x 2=-83+4k 2,可得-=-83+4k 2k 2=32,所以k =±62.答案:±6210.已知点B 是圆C :(x -1)2+y 2=16上的任意一点,点F (-1,0),线段BF 的垂直平分线交BC 于点P .(1)求动点P 的轨迹E 的方程;(2)直线l :y =2x +m 与E 交于点M ,N ,且|MN |=123019,求m 的值.解:(1)由条件可得|PC |+|PF |=|PC |+|PB |=|BC |=4>|FC |=2,所以动点P 的轨迹E 是以F ,C 为焦点的椭圆,设其方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),所以2a =4,2c =2,所以a =2,c =1,b =3,所以动点P 的轨迹方程为x 24+y 23=1.(2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),+y 23=1,2x +m可得19x 2+16mx +4m 2-12=0,由Δ=256m 2-76(4m 2-12)>0,得m ∈(-19,19),由根与系数的关系得,x 1+x 2=-16m19,x 1x 2=4m 2-1219,因为|MN |=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=123019,解得m =±1.11.(多选)已知P 是椭圆E :x 24+y 2m =1(m >0)上任意一点,M ,N 是椭圆上关于坐标原点对称的两点,且直线PM ,PN 的斜率分别为k 1,k 2(k 1k 2≠0),若|k 1|+|k 2|的最小值为1,则下列结论正确的是()A .椭圆E 的方程为x 24+y 2=1B .椭圆E 的离心率为12C .曲线y =log 3x -12经过E 的一个焦点D .直线2x -y -2=0与E 有两个公共点解析:ACD设P (x 0,y 0),M (x 1,y 1),x 0≠±x 1,y 0≠±y 1,则N (-x 1,-y 1),x 204+y 20m=1,x 214+y 21m =1,所以y 20=m -mx 204,y 21=m -mx 214,k 1k 2=y 0-y 1x 0-x 1·y 0+y 1x 0+x 1=y 20-y 21x 20-x 21=-m 4.于是|k 1|+|k 2|≥2|k 1|·|k 2|=2|k 1k 2|=2|-m 4|=m ,依题意,得m =1,解得m =1,故E 的方程为x 24+y 2=1,A 正确;离心率为32,B 错误;焦点坐标为(±3,0),曲线y =log 3x -12经过焦点(3,0),C 正确;又直线2x -y -2=0过点(1,0),且点(1,0)在E 内,故直线2x -y -2=0与E 有两个公共点,D 正确.故选A 、C 、D .12.已知椭圆x 22+y 2=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线AB 与椭圆交于A ,B两点,则△F 1AB 的周长是________,△F 1AB 内切圆面积的最大值是________.解析:根据椭圆定义可知△F 1AB 的周长C =4a =42;在△F 1AB 内,S =12Cr =22r ,问题转化为求△F 1AB 面积最大值,设AB :x =my +1,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则(m 2+2)y 2+2my -1=01+y 2=-2mm 2+2,1y 2=-1m 2+2,于是S =12|F 1F 2|·|y 1-y 2|22m 2+1m 2+2=22m 2+1+1m 2+1≤222m 2+1·1m 2+1=2,则22r ≤2⇒r ≤12⇒πr 2≤π4,等号在m =0时取到.答案:42π413.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)左焦点为F 1(-1,0),经过点F 1的直线l 与圆F 2:(x -1)2+y 2=8相交于P ,Q 两点,M 是线段PF 2与C 的公共点,且|MF 1|=|MP |.(1)求椭圆C 的方程;(2)l 与C 的交点为A ,B ,且A 恰为线段PQ 的中点,求△ABF 2的面积.解:(1)由圆F 2:(x -1)2+y 2=8可得|PF 2|=22,因为|MF 1|=|MP |,所以2a =|MF 1|+|MF 2|=|MP |+|MF 2|=|PF 2|=22,即a =2,又c =1,故b =1,所以椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),因为A 为线段PQ 的中点,则AF 1⊥AF 2,所以AF 1―→·AF 2―→=x 21+y 21-1=0,又x 212+y 21=1,解得x 1=0,y 1=±1,若y 1=1,则A (0,1),直线l 的方程为y =x +1,x +1,y 2=12=-43,2=-13,即-43,-所以△ABF 2的面积S =12|F 1F 2|·|y 1-y 2|=12×2×43=43,若y 1=-1,同理可求得△ABF 2的面积S =43,综上所述,△ABF 2的面积为43.14.如图,椭圆x 2a 2+y 24=1(a >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线交椭圆于M ,N 两点,交y 轴于点H .若F 1,H 是线段MN 的三等分点,则△F 2MN 的周长为()A .20B .10C .25D .45解析:D由F 1,H 是线段MN 的三等分点,得H 是F 1N 的中点,又F 1(-c,0),∴点N的横坐标为c c ,+y 24=1,得2c 点M 的坐标代入椭圆方程得4c 2a2+1,化简得c 2=a 2-14,又c 2=a 2-4,∴a 2-14=a 2-4,得a 2=5,∴a =5.由椭圆的定义知|NF 2|+|NF 1|=|MF 2|+|MF 1|=2a ,∴△F 2MN 的周长为|NF 2|+|MF 2|+|MN |=|NF 2|+|MF 2|+|NF 1|+|MF 1|=4a =45,故选D .15.定义:由椭圆的两个焦点和短轴的一个顶点组成的三角形称为该椭圆的“特征三角形”.如果两个椭圆的“特征三角形”相似,则称这两个椭圆是“相似椭圆”,并将三角形的相似比称为椭圆的相似比.已知椭圆C 1:x 24+y 2=1.(1)若椭圆C 2:x 216+y 241,试判断C 2与C 1是否相似?如果相似,求出C 2与C 1的相似比;如果不相似,请说明理由;(2)写出与椭圆C 1相似且短半轴长为b 的焦点在x 轴上的椭圆C b 的标准方程.若在椭圆C b 上存在两点M ,N 关于直线y =x +1对称,求实数b 的取值范围.解:(1)椭圆C 2与C 1相似.如图,在同一坐标系中作出C 1,C 2的图象.∵椭圆C 2的“特征三角形”是腰长为4,底边长为43的等腰三角形,而椭圆C 1的“特征三角形”是腰长为2,底边长为23的等腰三角形,∴两三角形的三边对应成比例,∴这两个等腰三角形相似,且相似比为2∶1,∴椭圆C 2和C 1相似,且相似比为2∶1.(2)椭圆C b 的方程为x 24b 2+y 2b2=1(b >0).由题意,可设l MN :y =-x +t ,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),MN 的中点为(x 0,y 0).x +t ,+y 2b 2=1,消去y ,整理得5x 2-8tx +4(t 2-b 2)=0,则x 0=x 1+x 22=45t ,y 0=t5.∵MN 的中点在直线y =x +1上,∴t 5=45t +1,解得t =-53.故直线l MN 的方程为y =-x -53.若M ,N 存在,则方程5x 2-8+-b 2=0有两个不同的实数解,∴Δ-4×5×40,解得b >53.。
高二数学椭圆试题答案及解析1.设分别是椭圆的左,右焦点,过的直线与相交于两点,且成等差数列.(1)求; (2)若直线的斜率为1,求的值.【答案】(1);(2).【解析】本试题主要考查了椭圆的定义,以及直线与椭圆的位置关系的综合运用.(1)因为椭圆的左、右焦点分别为,过的直线交于两点,且成等差数列,结合定义得到的值;(2)联立方程组,然后结合韦达定理,得到根与系数的关系,然后利用直线的斜率为,得到弦长公式的表达式,从而得到参数的值.试题解析:(1)由椭圆定义知,又(2)的方程为,其中.设,则两点坐标满足方程组,消去得则,,因为直线的斜率为所以,即则解得.【考点】1.椭圆的标准方程及其几何性质;2.直线与椭圆的综合问题.2.若是椭圆与轴的两个交点,是该椭圆的两个焦点,则以为顶点的四边形的面积为()A.B.C.D.【答案】D【解析】椭圆16x2+25y2=400可变为=1,故a=5,b=4,由a2=b2+c2,可解得c=3,故焦距为6,短轴长为8又以A,B,C,D为顶点的四边形是一个菱形,且两对角线CD=6,AB=8故它的面积为×6×8=24,故选D。
【考点】本题考查椭圆的几何性质。
点评:简单题,解题的关键是利用椭圆的对称性,明确以A,B,C,D为顶点的四边形是一个菱形,并根据题设条件得出a,b,c三个量之间的关系,由此关系求出椭圆的焦距与短轴的长度。
3.椭圆()的左右顶点分别为、,左右焦点分别为、,若,,成等差数列,则此椭圆的离心率为()A.B.C.D.【答案】A【解析】易知=a-c,="2c," =a+c,又因为,,成等差数列,所以4c=a-c+a+c,即a=2c,所以e=.【考点】离心率的求法;等差数列的性质;椭圆的简单性质。
点评:求圆锥曲线的离心率是常见题型,常用方法:①直接利用公式;②利用变形公式:(椭圆)和(双曲线)③根据条件列出关于a、b、c的关系式,两边同除以a,利用方程的思想,解出。
高二数学椭圆试题1.过点M(1,1)作斜率为﹣的直线与椭圆C:+=1(a>b>0)相交于A,B,若M是线段AB的中点,则椭圆C的离心率为()A.B.C.D.【答案】A【解析】设A(x1,y1),B(x2,y2),则 ,∵过点M(1,1)作斜率为﹣的直线与椭圆C:+=1(a>b>0)相交于A,B,若M是线段AB的中点,∴两式相减可得 , .故选A.【考点】直线与圆锥曲线的综合问题2.已知椭圆的顶点与双曲线的焦点重合,它们的离心率之和为,若椭圆的焦点在y轴上.(1)求双曲线的离心率,并写出其渐近线方程;(2)求椭圆的标准方程.【答案】(1)e1=2,渐近线方程为y=±;(2).【解析】(1)首先由已知双曲线的标准方程求出双曲线的几何量,就可得焦点及离心率,渐近线方程;(2)根据已知条件求出椭圆的离心率及焦距,利用椭圆的三个参数的关系,求出椭圆中的三个参数,从而就可求出椭圆的方程.试题解析:(1)设双曲线的焦距为2c1,离心率为e1,(2分)则有:c12=4+12=16,c1=4 (4分)∴e1=2,渐近线方程为y=±;(6分)(2)椭圆的离心率为,∴.又a=4,∴c=;∵a2=b2+c2,(10分)∴b2=;∴所求椭圆方程为(12分)【考点】1.双曲线的简单性质;2.椭圆的标准方程.3.已知椭圆:的左焦点,离心率为,函数,(Ⅰ)求椭圆的标准方程;(Ⅱ)设,,过的直线交椭圆于两点,求的最小值,并求此时的的值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)的最小值为,此时.【解析】(Ⅰ)利用左焦点F(-1,0),离心率为,及求出几何量,即可求椭圆C的标准方程;(Ⅱ)分类讨论,设直线l的方程来:y=k(x-t)代入抛物线方程,利用韦达定理,结合向量的数量积公式,即可求的最小值,并求此时的t的值.试题解析:(Ⅰ),由得,椭圆方程为(Ⅱ)若直线斜率不存在,则=若直线斜率存在,设直线,由得所以故故的最小值为,此时.【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.4.(本小题满分12分)如图,椭圆上的点M与椭圆右焦点的连线与x轴垂直,且OM(O是坐标原点)与椭圆长轴和短轴端点的连线AB平行.(1)求椭圆的离心率;(2)过且与AB垂直的直线交椭圆于P、Q,若的面积是,求此时椭圆的方程.【答案】(1);(2).【解析】(1)点M与椭圆右焦点的连线与x轴垂直,可得,又,椭圆中,可得;(2)设直线PQ的方程为,代入椭圆方程整理得又,可得从而解得,可得椭圆的标准方程.解:(1)易得(2)令,设直线PQ的方程为.代入椭圆方程消去x得:,整理得:∴因此a2=50,b2=25,所以椭圆方程为【考点】椭圆的几何性质,直线与椭圆的位置关系,设而不求.5.若点P为共焦点的椭圆和双曲线的一个交点,、分别是它们的左右焦点.设椭圆离心率为,双曲线离心率为,若,则()A.4B.3C.2D.1【答案】C【解析】由题设中的条件,设焦距为2c,椭圆的长轴长2a,双曲线的实轴长为2m,根据椭圆和双曲线的性质以及勾弦定理建立方程,联立可得m,a,c的等式,整理即可得到结论,【考点】椭圆与双曲线的几何性质.6.椭圆的左、右顶点分别为,点在上且直线的斜率的取值范围是,那么直线斜率的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】由椭圆可知其左顶点A1(-2,0),右顶点A2(2,0).设P(x,y)(x≠±2),代入椭圆方程可得.利用斜率计算公式可得,再利用已知给出的的范围即可解出.【考点】椭圆的性质.7.已知椭圆上一点到右焦点的距离是1,则点到左焦点的距离是()A.B.C.D.【答案】D【解析】根据椭圆的定义,点P到两个焦点距离和等于2a=即可.【考点】椭圆的定义.8.已知椭圆和双曲线有公共的焦点,那么双曲线的渐近线方程为A.B.C.D.【答案】D【解析】因为焦点相同所以有,解得,即。
人教版高二上学期数学(选择性必修1)《3.1.2椭圆的标准方程及性质的应用》练习题及答案学校:___________班级:___________姓名:___________学号:___________一、选择题1.直线y =kx -k 与椭圆x 29+y 24=1的位置关系为( ) A.相交 B.相切C.相离D.不确定2.直线y =kx +2和椭圆x 23+y 22=1有公共点,则k 的取值范围是( ) A.k <-63或k >63 B.k ≤-63或k ≥63C.-63<k <63D.-63≤k ≤633.德国天文学家开普勒发现天体运行轨道是椭圆,已知地球运行的轨道是一个椭圆,太阳在它的一个焦点上,轨道近日点到太阳中心的距离和远日点到太阳中心的距离之比是29∶30,那么地球运行轨道所在椭圆的离心率是( ) A.159 B.259 C.2959 D.30594.已知过圆锥曲线x 2m +y 2n =1上一点P (x 0,y 0)的切线方程为x 0x m +y 0y n =1.过椭圆x 212+y 24=1上的点A (3,-1)作椭圆的切线l ,则过点A 且与直线l 垂直的直线方程为( )A.x -y -3=0B.x +y -2=0C.2x +3y -3=0D.3x -y -10=05.美学四大构件是:史诗、音乐、造型(绘画、建筑等)和数学.素描是学习绘画的必要一步,它包括了明暗素描和结构素描,而学习几何体结构素描是学习素描最重要的一步.某同学在画“切面圆柱体”(用与圆柱底面不平行的平面去截圆柱,底面与截面之间的部分叫做切面圆柱体)的过程中,发现“切面”是一个椭圆(如图所示),若“切面”所在平面与底面成60°角,则该椭圆的离心率为( )A.12B.22C.32D.136.如图是一个篮球在太阳光照射下的影子,已知篮球的直径为22 cm ,现太阳光与地面的夹角为60°,则此椭圆形影子的离心率为( )A.13B.12C.22D.327.(多选)若直线y =kx +2与椭圆x 23+y 22=1相切,则斜率k 的值是( ) A.63 B.-63C.-33 D.33 8.(多选)如图所示,某探月卫星沿地月转移轨道飞向月球,在月球附近一点P 处变轨进入以月球球心F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,之后卫星在P 点处第二次变轨进入仍以F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅱ绕月飞行,且轨道Ⅱ的右顶点为轨道Ⅰ的中心.设椭圆Ⅰ与Ⅱ的长半轴长分别为a 1和a 2,半焦距分别为c 1和c 2,离心率分别为e 1,e 2,则下列结论正确的是( )A .a 1+c 1>2(a 2+c 2)B .a 1-c 1=a 2-c 2C .e 1=e 2+12D .椭圆Ⅱ比椭圆Ⅰ更扁 二、填空题9.某隧道的拱线设计为半个椭圆的形状,最大拱高h 为6米(如图所示),路面设计是双向车道,车道总宽为87 米,如果限制通行车辆的高度不超过4.5米,那么隧道设计的拱宽d 至少应是________米.10.过点M(1,1)作斜率为-12的直线与椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)相交于A,B两点,若M是线段AB的中点,则椭圆C的离心率为________11.若直线y=x+2与椭圆x2m+y23=1有两个公共点,则m的取值范围是________________12.罗马竞技场,建于公元72年到82年,是古罗马文明的象征,其内部形状近似为一个椭圆形,其长轴长约为188米,短轴长约为156米,竞技场分为表演区与观众区,中间的表演区也近似为椭圆形,其长轴长为86米,短轴长为54米,若椭圆的面积为πab(其中a,b分别为椭圆的长半轴长与短半轴长,π取3.14),已知观众区可以容纳9万人,由此推断,观众区每个座位所占面积约为________平方米(保留小数点后两位).三、解答题13.已知椭圆x2+8y2=8,在椭圆上求一点P,使P到直线l:x-y+4=0的距离最短,并求出最短距离.14.已知点A,B的坐标分别是(-1,0),(1,0),直线AM,BM相交于点M,且它们的斜率之积为-2.(1)求动点M 的轨迹方程;(2)若过点N ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1的直线l 交动点M 的轨迹于C ,D 两点,且N 为线段CD 的中点,求直线l 的方程.15.如图,某市新城公园将在长34米、宽30米的矩形地块内开凿一个“挞圆”形水池,水池边缘由两个半椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(x ≤0)和y 2b 2+x 281=1(x ≥0)组成,其中a >b >9,“挞圆”内切于矩形(即“挞圆”与矩形各边均有且只有一个公共点).(1)求“挞圆”的方程;(2)在“挞圆”形水池内建一矩形网箱养殖观赏鱼,若该矩形网箱的一条边所在直线方程为y =t (t ∈(0,15)),求该网箱所占水面面积的最大值.参考答案及解析一、选择题1.A 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx -k ,x 29+y 24=1,消去y 得(4+9k 2)x 2-18k 2x +9k 2-36=0Δ=(-18k 2)2-4(4+9k 2)(9k 2-36)=576(2k 2+1),易知Δ>0恒成立∴直线y =kx -k 与椭圆x 29+y 24=1的位置关系为相交. 2.B 解析:将y =kx +2代入椭圆方程x 23+y 22=1,消去y ,可得(2+3k 2)x 2+12kx +6=0 ∴Δ=144k 2-24(2+3k 2)=72k 2-48∵直线和椭圆有公共点,∴72k 2-48≥0,∴k ≤-63或k ≥63. 3.A 解析:设椭圆的长半轴长为a ,半焦距为c ,由题意可得a -c a +c =2930整理得a =59c ,即c a =159. ∴地球运行轨道所在椭圆的离心率是159. 4.B 解析:过椭圆x 212+y 24=1上的点A (3,-1)的切线l 的方程为3x 12+(-y )4=1,即x -y -4=0,切线l 的斜率为1.与直线l 垂直的直线的斜率为-1,故过点A 且与直线l 垂直的直线方程为y +1=-(x -3),即x +y -2=0.5.C 解析:设椭圆长轴长为2a ,短轴长为2b ,由“切面”所在平面与底面成60°角可得2b 2a =cos 60°,即a =2b ,所以e =c a =a 2-b 2a 2=32. 6.B 解析:如图,l 1,l 2 是两条与球相切的直线,分别切于点A ,C ,与底面交于点B ,D ,设篮球的半径为R∴AC =2R =22,R =11过点C 作CE ∥BD 交l 1于点E ,则CE =BD在△ACE 中,CE =AC sin 60°,∴CE =22×23=2a ,∴a =223=2R 3,b =R ∴c =4R 23-R 2=33R ,∴e =c a =3R 32R 3=12. 7.AB 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx +2,x 23+y 22=1,得(3k 2+2)x 2+12kx +6=0,由题意知Δ=144k 2-24(3k 2+2)=0 解得k =±63. 8.ABC 解析:对A ,由题可知a 1=2a 2,c 1=a 2+c 2>2c 2,所以a 1+c 1>2(a 2+c 2),所以选项A正确;对B ,由a 1-c 1=|PF |,a 2-c 2=|PF |,得a 1-c 1=a 2-c 2,所以选项B 正确;对C ,由a 1=2a 2,c 1=a 2+c 2,得c 1a 1=a 2+c 22a 2=1+c 2a 22,即e 1=e 2+12,所以选项C 正确;对D ,根据选项C 知,2e 1=e 2+1>2e 2,所以e 1>e 2,即椭圆Ⅰ比椭圆Ⅱ更扁,所以选项D 错误.故选ABC .二、填空题9.答案:32解析:设椭圆方程为x 2a 2+y 236=1,当点(47,4.5)在椭圆上时,16×7a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫92236=1,解得a =16 ∵车辆高度不超过4.5米,∴a ≥16,d =2a ≥32,故拱宽至少为32米.10.答案:22解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 21a 2+y 21b2=1,① x 22a 2+y 22b 2=1.② ∵M 是线段AB 的中点,∴x 1+x 22=1,y 1+y 22=1. ∵直线AB 的方程是y =-12(x -1)+1,∴y 1-y 2=-12(x 1-x 2). 由①②两式相减可得x 21-x 22a 2+y 21-y 22b 2=0,即2a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫-12·2b 2=0.∴a =2b ,∴c =b ,∴e =c a =22. 11.答案:(1,3)∪(3,+∞)解析:∵x 2m +y 23=1表示椭圆,∴m >0且m ≠3. 由⎩⎪⎨⎪⎧ y =x +2,x 2m +y 23=1,得(m +3)x 2+4mx +m =0∴Δ=16m 2-4m (m +3)>0,解得m >1或m <0.∴m >1且m ≠3∴m 的取值范围是(1,3)∪(3,+∞).12.答案:0.22解析:由条件可得,竞技场的总面积为π×1882×1562=7 332π(平方米),表演区的面积为π×862×542=1 161π(平方米),故观众区的面积为7 332π-1 161π=6 171π(平方米),故观众区每个座位所占面积为6 171π90 000≈6 171×3.1490 000≈0.22(平方米).三、解答题13.解:设与直线x -y +4=0平行且与椭圆相切的直线方程为x -y +a =0(a ≠4) 由⎩⎨⎧ x 2+8y 2=8,x -y +a =0,消x 得9y 2-2ay +a 2-8=0 由Δ=4a 2-36(a 2-8)=0,解得a =3或a =-3∴与直线l 距离较近的切线为x -y +3=0,两条直线之间的距离即为所求最短距离 且直线x -y +3=0与椭圆的切点即为所求点P .故所求最短距离d =|4-3|2=22. 由⎩⎨⎧ x 2+8y 2=8,x -y +3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-83,y =13,即P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-83,13.14.解:(1)设M (x ,y ).因为k AM ·k BM =-2,所以y x +1·y x -1=-2(x ≠±1),化简得2x 2+y 2=2(x ≠±1). 即点M 的轨迹方程为2x 2+y 2=2(x ≠±1).(2)设C (x 1,y 1),D (x 2,y 2).当直线l ⊥x 轴时,直线l 的方程为x =12,易知此时线段CD 的中点不是N ,不符合题意. 当直线l 不与x 轴垂直时,设直线l 的方程为y -1=k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12,将点C (x 1,y 1),D (x 2,y 2)的坐标代入2x 2+y 2=2(x ≠±1),得2x 21+y 21=2,① 2x 22+y 22=2,② ①-②整理得k =y 1-y 2x 1-x 2=-2(x 1+x 2)y 1+y 2=-2×2×122×1=-1 故直线l 的方程为y -1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12,即所求直线l 的方程为2x +2y -3=0. 15.解:(1)由题意知b =15,a +9=34,解得a =25,b =15.所以“挞圆”方程为x 2252+y 2152=1(x ≤0)和y 2152+x 292=1(x ≥0). (2)设P (x 0,t )为矩形在第一象限内的顶点,Q (x 1,t )为矩形在第二象限内的顶点则t 2152+x 2092=1,x 21252+t 2152=1,可得x 1=-259x 0.所以内接矩形的面积S =2t (x 0-x 1)=2t ×349x 0=15×34×2·x 09·t 15≤15×34⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2092+t 2152=510 当且仅当x 09=t 15时,S 取最大值510. 所以网箱所占水面面积的最大值为510平方米。
直线与椭圆位置关系学案
一、如何判断点与椭圆的位置关系
二、如何判断直线与椭圆的位置关系
三、弦长公式
例1、已知直线:2l y x m =+,椭圆22:142
x y C +=。
试问当m 取何值时,直线与椭圆(1)有两
个不重合的公共点;(2)有且只有一个公共点;(3)没有公共点?(4求直线
方程
练习:求椭圆2
214
x y +=被过右焦点且垂直于x 轴的直线所截得的弦长。
引申:1、过焦点最短的弦长____,过焦点最长的弦长为____.
2、求椭圆2
214x y +=过右焦点且弦长为2的直线有几条?
例2、中心在原点,一个焦点为F (0 y=3x-2所截得弦的中点横坐标是1/2,求椭圆方程。
例3、椭圆22
14520x y +=的两个焦点为F 1 、F 2 ,过中心作直线与椭圆交于A ,B 两点,若△AB F 2 的
面积为20, 求直线的方程。
例4、若椭圆 ax 2+by 2=1 与直线 x+y=1 交于A 、B 两点,M 为AB 中点,直线OM (O 为原点)
OA ⊥OB ,求椭圆方程。
练习:
1、如果椭圆被221369x y +=的弦被(4,2)平分,那么这弦所在直线方程为( ) A 、x-2y=0 B 、x+2y- 4=0 C 、2x+3y-12=0 D 、x+2y-8=0
2、y=kx+1与椭圆22
15x y m
+=恰有公共点,则m 的范围( ) A 、(0,1) B 、(0,5 ) C 、[ 1,5)∪(5,+ ∞ ) D 、(1,+ ∞ )
3.椭圆19
252
2=+y x 的焦点为F 1、F 2,P 为椭圆上的一点,已知∠F 1PF 2=90°,则△F 1PF 2的面积为 ( ) A.9 B.12 C.18 D.4
49 4.设椭圆的两个焦点分别为F 1、、F 2,过F 2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△F 1PF 2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是()
(A )22 (B )212
(C )22(D 21 5、过椭圆 x 2+2y 2=4 的左焦点作倾斜角为300的直线,则弦长|AB|= _____ , 通径长是 ____
6、直线y =kx +1与椭圆22
15x y m
+=恒有公共点,则m 范围是 。
7、已知斜率为2的直线经过椭圆22
154
x y +=的右焦点2F ,与椭圆相交于A ,B 两点,求弦AB 的长。
8、如果椭圆被22
1369
x y +=的弦被(4,2)平分,求这弦所在直线方程
9、已知椭圆22
:3412C x y +=,试确定m 的取值范围,使得对于直线:4l y x m =+,椭圆上总有不同的两点关于这条直线对称.
10、已知椭圆的长轴长12||6A A =,焦距12||42F F =,过椭圆的焦点1F 作一直线和椭圆交于
,M N 两点,设21(0
)F F M ααπ∠=<,问当α取什么值时,||MN 等于椭圆短轴的长?求
出此时的α.
11、设椭圆22
22221(1)x y a b a b
+=+>与直线1x y +=相交于,P Q 两点,且OP OQ ⊥(O 为原点),求2211a b
+的值。