椭圆应用参考试题(选修1-1)
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椭圆应用参考试题(选修1-1)一.解答题(共30小题)1.已知直线x﹣2y+2=0经过椭圆的左顶点A和上顶点D,椭圆C的右顶点为B,点S是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AB,BS与直线分别交于M,N两点.(1)求椭圆C的方程;(2)求线段MN的长度的最小值.2.已知椭圆(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,A为上顶点,AF1交椭圆E于另一点B,且△ABF2的周长为8,点F2到直线AB的距离为2.(I)求椭圆E的标准方程;(II)求过D(1,0)作椭圆E的两条互相垂直的弦,M、N分别为两弦的中点,求证:直线MN经过定点,并求出定点的坐标.3.已知抛物线C:x2=2py(p为正常数)的焦点为F,过F做一直线l交C于P,Q两点,点O为坐标原点.(1)当P,Q两点关于y轴对称时,|PQ|=4,求抛物线的方程;(2)若△POQ的面积记为S,求的值.4.定义变换T:可把平面直角坐标系上的点P(x,y)变换到这一平面上的点P′(x′,y′).特别地,若曲线M上一点P经变换公式T变换后得到的点P'与点P重合,则称点P是曲线M在变换T下的不动点.(1)若椭圆C的中心为坐标原点,焦点在x轴上,且焦距为,长轴顶点和短轴顶点间的距离为2.求该椭圆C的标准方程.并求出当时,其两个焦点F1、F2经变换公式T变换后得到的点F1′和F2′的坐标;(2)当时,求(1)中的椭圆C在变换T下的所有不动点的坐标;(3)试探究:中心为坐标原点、对称轴为坐标轴的双曲线在变换T:(,k∈Z)下的不动点的存在情况和个数.5.经过点M(﹣2,1)作直线l交椭圆于S、T两点,且M是ST的中点,求直线l的方程.6.如图,已知直线l:x=my+1过椭圆的右焦点F,抛物线:的焦点为椭圆C的上顶点,且直线l交椭圆C于A、B两点,点A、F、B在直线g:x=4上的射影依次为点D、K、E.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)若直线l交y轴于点M,且,当m变化时,探求λ1+λ2的值是否为定值?若是,求出λ1+λ2的值,否则,说明理由;(Ⅲ)连接AE、BD,试证明当m变化时,直线AE与BD相交于定点.7.由椭圆(a>b>0)的顶点B(0,﹣b)引弦BP,求BP长的最大值.8.已知F1(﹣2,0),F2(2,0)是椭圆C的两个焦点,过F1的直线与椭圆C的两个交点为M,N,且|MN|的最小值为6.(I)求椭圆C的方程;(II)设A,B为椭圆C的长轴顶点.当|MN|取最小值时,求∠AMB的大小.9.已知椭圆的右焦点为F,右准线与x轴交于E点,若椭圆的离心率e=,且|EF|=1.(1)求a,b的值;(2)若过F的直线交椭圆于A,B两点,且与向量共线(其中O为坐标原点),求与的夹角.10.设F1,F2分别是椭圆E:x2+=1(0<b<1)的左、右焦点,过F1的直线l与E相交于A、B两点,且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列.(Ⅰ)求|AB|;(Ⅱ)若直线l的斜率为1,求b的值.11.已知中心在原点,焦点在坐标轴上的椭圆过M(1,),N(﹣,)两点.(1)求椭圆的方程;(2)在椭圆上是否存在点P(x,y)到定点A(a,0)(其中0<a<3)的距离的最小值为1,若存在,求出a的值及点P的坐标;若不存在,请给予证明.12.已知椭圆M:的面积为πab,M包含于平面区域Ω:内,向平面区域Ω内随机投一点Q,点Q落在椭圆内的概率为.(Ⅰ)试求椭圆M的方程;(Ⅱ)若斜率为的直线l与椭圆M交于C、D两点,点为椭圆M上一点,记直线PC的斜率为k1,直线PD的斜率为k2,试问:k1+k2是否为定值?请证明你的结论、13.设圆M:x2+y2=8,将曲线上每一点的纵坐标压缩到原来的,对应的横坐标不变,得到曲线C.经过点M(2,1),平行于OM的直线l在y轴上的截距为m(m≠0),l交曲线C于A、B两个不同点.(1)求曲线C的方程;(2)求m的取值范围;(3)求证直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形.14.已知动点M到两个定点F1(﹣3,0),F2(3,0)的距离之和为10,A、B是动点M轨迹C上的任意两点.(1)求动点M的轨迹C的方程;(2)若原点O满足条件,点P是C上不与A、B重合的一点,如果PA、PB的斜率都存在,问k PA•k PB 是否为定值?若是,求出其值;若不是,请说明理由.15.已知,动点P满足|PF 1|+|PF2|=4,记动点P的轨迹为E.(1)求E的方程;(2)曲线E的一条切线为l,过F1,F2作l的垂线,垂足分别为M,N,求|F1M|•|F2N|的值;(3)曲线E的一条切线为l,与x轴分别交于A,B两点,求|AB|的最小值,并求此时切线的斜率.16.已知椭圆+=1(a>b>0)的上顶点为A(0,3),左、右焦点分别为B、C,离心率为.(1)试求椭圆的标准方程;(2)若直线PC的倾斜角为α,直线PB的倾斜角为β,当β﹣α=时,求证:①点P一定在经过A,B,C三点的圆M上;②PA=PB+PC.17.设椭圆C:的离心率为e=,点A是椭圆上的一点,且点A到椭圆C两焦点的距离之和为4.(1)求椭圆C的方程;(2)椭圆C上一动点P(x0,,y0)关于直线y=2x的对称点为,求3x1﹣4y1的取值范围.18.已知椭圆的离心率,左、右焦点分别为F1、F2,点满足F2在线段PF1的中垂线上.(1)求椭圆C的方程;(2)如果圆E:被椭圆C所覆盖,求圆的半径r的最大值.19.已知椭圆C:(a>b>0)的离心率,且经过点A(2,3).(1)求椭圆C的方程;(2)设直线AO(O是坐标原点)与椭圆C相交于点B,试证明在椭圆C上存在不同于A、B的点P,使AP2=AB2+BP2(不需要求出点P的坐标).20.如图,已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍且经过点M(2,1),平行于OM的直线l 在y轴上的截距为m(m≠0),直线l交椭圆于A、B两个不同点(A、B与M不重合).(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)当MA⊥MB时,求m的值.21.已知F1(﹣c,0),F2(c,0)是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,过点F1作倾斜角为60°的直线l 交椭圆于A,B两点,ABF2的内切圆的半径为 c(I)求椭圆的离心率;(II)若|AB|=8,求椭圆的标准方程.22.在△ABC中,顶点A,B,C所对三边分别是a,b,c.已知B(﹣1,0),C(1,0),且b,a,c成等差数列.(I)求顶点A的轨迹方程;(II)设直线l过点B且与点A的轨迹相交于不同的两点M、N如果满足|+|=|﹣|,求l的方程.23.在直角坐标系xOy中,点M到点F1、F2的距离之和是4,点M的轨迹是C,直线l:与轨迹C交于不同的两点P和Q.(Ⅰ)求轨迹C的方程;(Ⅱ)是否存在常数k,使?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.24.已知椭圆+=1(0<b<2)的左焦点为F,左、右顶点分别为A、C,上顶点为B,过F、B、C作圆P.(I)当b=时,求圆P的方程;(II)直线AB与圆P能否相切?证明你的结论.25.已知F1、F2为椭圆的焦点,P为椭圆上的任意一点,椭圆的离心率为.以P为圆心PF2长为半径作圆P,当圆P与x轴相切时,截y轴所得弦长为.(1)求圆P方程和椭圆方程;(2)求证:无论点P在椭圆上如何运动,一定存在一个定圆与圆P相切,试求出这个定圆方程.26.已知椭圆上三点A(x1,y1),B(4,y2),C(x3,y3)和焦点F(4,0)的距离依次成等差数列.①求x1+x3;②求证线段AC的垂直平分线过定点,并求出此定点的坐标.27.已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍,且经过点M(2,1),平行于OM直线ℓ在y轴上的截距为m(m<0),设直线ℓ交椭圆于两个不同点A、B,(1)求椭圆方程;(2)求证:对任意的m的允许值,△ABM的内心I在定直线x=2上.28.已知椭圆的左焦点与短轴的两个端点构成边长为2的等边三角形,设M(x1,y1),N(x2,y2),(x1≠x2)是椭圆上不同的两点,且x1x2+4y1y2=0.(1)求椭圆C的方程.(2)求证:x12+x22=4.(3)在x轴上是否存在一点P(t,0),使?若存在,求出t的取值范围,若不存在,说明理由.29.已知,为坐标原点,动点M满足.(1)求动点M的轨迹C;(2)若点P、Q是曲线C上的任意两点,且,求的值.30.如图所示:已知椭圆方程为,A,B是椭圆与斜轴的两个交点,F是椭圆的焦点,且△ABF为直角三角形.(1)求椭圆离心率;(2)若椭圆的短轴长为2,过F的直线与椭圆相交的弦长为,试求弦所在直线的方程.椭圆应用参考试题(选修1-1)参考答案与试题解析一.解答题(共30小题)1.已知直线x﹣2y+2=0经过椭圆的左顶点A和上顶点D,椭圆C的右顶点为B,点S是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AB,BS与直线分别交于M,N两点.(1)求椭圆C的方程;(2)求线段MN的长度的最小值.,从而.由题设条件可以求出,的方程为.,从而.,则,从而.,∴,∴=.当且仅当时等号成立k=时,线段的长度取最小值.2.已知椭圆(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,A为上顶点,AF1交椭圆E于另一点B,且△ABF2的周长为8,点F2到直线AB的距离为2.(I)求椭圆E的标准方程;(II)求过D(1,0)作椭圆E的两条互相垂直的弦,M、N分别为两弦的中点,求证:直线MN经过定点,并求出定点的坐标.的标准方程:.由题设条件可知的方程为的距离,.∴,∴过定点过定点3.已知抛物线C:x2=2py(p为正常数)的焦点为F,过F做一直线l交C于P,Q两点,点O为坐标原点.(1)当P,Q两点关于y轴对称时,|PQ|=4,求抛物线的方程;(2)若△POQ的面积记为S,求的值.的面积,最后代入即可求得答案.设距离,4.定义变换T:可把平面直角坐标系上的点P(x,y)变换到这一平面上的点P′(x′,y′).特别地,若曲线M上一点P经变换公式T变换后得到的点P'与点P重合,则称点P是曲线M在变换T下的不动点.(1)若椭圆C的中心为坐标原点,焦点在x轴上,且焦距为,长轴顶点和短轴顶点间的距离为2.求该椭圆C的标准方程.并求出当时,其两个焦点F1、F2经变换公式T变换后得到的点F1′和F2′的坐标;(2)当时,求(1)中的椭圆C在变换T下的所有不动点的坐标;(3)试探究:中心为坐标原点、对称轴为坐标轴的双曲线在变换T:(,k∈Z)下的不动点的存在情况和个数.的标准方程为)时,利用()是双曲线在变换下的不动点,推出(,代入,推出时,方程无解;时,要使不动点存在,则需,,故当时,双曲线在变换的标准方程为(由椭圆定义知焦距,即的标准方程为.两个焦点的坐标分别为和:,当可得和到.于是,,即的坐标为即的坐标为.下的不动点,则当⇒得:的不动点共有两个,分别为和.⇒因为,故不妨设双曲线方程为(代入得则有,故当时,方程时,要使不动点存在,则需,,故当时,双曲线在变换轴上时,;轴上时,5.经过点M(﹣2,1)作直线l交椭圆于S、T两点,且M是ST的中点,求直线l的方程.∴=的方程:6.如图,已知直线l:x=my+1过椭圆的右焦点F,抛物线:的焦点为椭圆C的上顶点,且直线l交椭圆C于A、B两点,点A、F、B在直线g:x=4上的射影依次为点D、K、E.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)若直线l交y轴于点M,且,当m变化时,探求λ1+λ2的值是否为定值?若是,求出λ1+λ2的值,否则,说明理由;(Ⅲ)连接AE、BD,试证明当m变化时,直线AE与BD相交于定点.b=)由题设条件想办法证明点于定点抛物线的焦点坐标,∴的方程轴交于∴又由∴同理∴∵∴的值为定值)∵时,=同理可证,点相交于定点∵相交于定点7.由椭圆(a>b>0)的顶点B(0,﹣b)引弦BP,求BP长的最大值.(解:设椭圆(|BE|=..8.已知F1(﹣2,0),F2(2,0)是椭圆C的两个焦点,过F1的直线与椭圆C的两个交点为M,N,且|MN|的最小值为6.(I)求椭圆C的方程;(II)设A,B为椭圆C的长轴顶点.当|MN|取最小值时,求∠AMB的大小.的方程为=1的方程为+,代入+),,即.,代入++|MN|=•.的最小值为.的方程为=1=,=,AMB=9.已知椭圆的右焦点为F,右准线与x轴交于E点,若椭圆的离心率e=,且|EF|=1.(1)求a,b的值;(2)若过F的直线交椭圆于A,B两点,且与向量共线(其中O为坐标原点),求与的夹角.)由题意知消去依题意:,故,故与的夹角为10.设F1,F2分别是椭圆E:x2+=1(0<b<1)的左、右焦点,过F1的直线l与E相交于A、B两点,且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列.(Ⅰ)求|AB|;(Ⅱ)若直线l的斜率为1,求b的值.,其中,设,化简得(1+b2)x2+2cx+1﹣2b2=0.然后结合题设条件和根与系数的关系能够求出b的大小.,得,其中两点坐标满足方程组,所以11.已知中心在原点,焦点在坐标轴上的椭圆过M(1,),N(﹣,)两点.(1)求椭圆的方程;(2)在椭圆上是否存在点P(x,y)到定点A(a,0)(其中0<a<3)的距离的最小值为1,若存在,求出a的值及点P的坐标;若不存在,请给予证明.两点得+=1)a﹣∴,即椭圆方程为+)满足题设条件,由=1﹣)(﹣|时,﹣a±,∴<12.已知椭圆M:的面积为πab,M包含于平面区域Ω:内,向平面区域Ω内随机投一点Q,点Q落在椭圆内的概率为.(Ⅰ)试求椭圆M的方程;(Ⅱ)若斜率为的直线l与椭圆M交于C、D两点,点为椭圆M上一点,记直线PC的斜率为k1,直线PD的斜率为k2,试问:k1+k2是否为定值?请证明你的结论、:依题意及几何概型,可得的方程为:的方程与椭圆方程得:∴依题意及几何概型,可得.因为所以,的方程为的方程为:由韦达定理得:所以,13.设圆M:x2+y2=8,将曲线上每一点的纵坐标压缩到原来的,对应的横坐标不变,得到曲线C.经过点M(2,1),平行于OM的直线l在y轴上的截距为m(m≠0),l交曲线C于A、B两个不同点.(1)求曲线C的方程;(2)求m的取值范围;(3)求证直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形.的方程为的方程为.,的方程为由,,,=.14.已知动点M到两个定点F1(﹣3,0),F2(3,0)的距离之和为10,A、B是动点M轨迹C上的任意两点.(1)求动点M的轨迹C的方程;(2)若原点O满足条件,点P是C上不与A、B重合的一点,如果PA、PB的斜率都存在,问k PA•k PB 是否为定值?若是,求出其值;若不是,请说明理由.为焦点的椭圆,其中,为定值﹣的轨迹方程为,当∴在椭圆上,∴,∴∴为定值﹣.15.已知,动点P满足|PF 1|+|PF2|=4,记动点P的轨迹为E.(1)求E的方程;(2)曲线E的一条切线为l,过F1,F2作l的垂线,垂足分别为M,N,求|F1M|•|F2N|的值;(3)曲线E的一条切线为l,与x轴分别交于A,B两点,求|AB|的最小值,并求此时切线的斜率.为焦点的椭圆,,所以)知,,此时斜率为)∵又∵为焦点的椭圆,(,)知,当且仅当,此时斜率为16.已知椭圆+=1(a>b>0)的上顶点为A(0,3),左、右焦点分别为B、C,离心率为.(1)试求椭圆的标准方程;(2)若直线PC的倾斜角为α,直线PB的倾斜角为β,当β﹣α=时,求证:①点P一定在经过A,B,C三点的圆M上;②PA=PB+PC.=,)x)=2y+6+2,,,所以椭圆的标准方程为+=1(﹣=,所以.因为==.化简得))=2y+6+2PC=2,因为PC=417.设椭圆C:的离心率为e=,点A是椭圆上的一点,且点A到椭圆C两焦点的距离之和为4.(1)求椭圆C的方程;(2)椭圆C上一动点P(x0,,y0)关于直线y=2x的对称点为,求3x1﹣4y1的取值范围.由此可求出椭圆的对称点为上,能够铁推出∵∴的方程为.的对称点为∴,:上,18.已知椭圆的离心率,左、右焦点分别为F1、F2,点满足F2在线段PF1的中垂线上.(1)求椭圆C的方程;(2)如果圆E:被椭圆C所覆盖,求圆的半径r的最大值.的离心率上任意一点,则,的离心率,椭圆,∴,的方程为,,∵∴)=.19.已知椭圆C:(a>b>0)的离心率,且经过点A(2,3).(1)求椭圆C的方程;(2)设直线AO(O是坐标原点)与椭圆C相交于点B,试证明在椭圆C上存在不同于A、B的点P,使AP2=AB2+BP2(不需要求出点P的坐标).可得,又由点)在椭圆上,可得)依题意,,)在椭圆上,所以,,知的方程为,即20.如图,已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍且经过点M(2,1),平行于OM的直线l 在y轴上的截距为m(m≠0),直线l交椭圆于A、B两个不同点(A、B与M不重合).(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)当MA⊥MB时,求m的值.)设椭圆方程为,设直线,即)设椭圆方程为,椭圆方程为…)依题意y=,∴∴代入椭圆方程,消得:((﹣…21.已知F1(﹣c,0),F2(c,0)是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,过点F1作倾斜角为60°的直线l 交椭圆于A,B两点,ABF2的内切圆的半径为 c(I)求椭圆的离心率;(II)若|AB|=8,求椭圆的标准方程.y=代入椭圆(=)知利用弦长公式代入椭圆,=∴=∴∴∴椭圆的离心率)知,∴|AB|=椭圆的标准方程为.22.在△ABC中,顶点A,B,C所对三边分别是a,b,c.已知B(﹣1,0),C(1,0),且b,a,c成等差数列.(I)求顶点A的轨迹方程;(II)设直线l过点B且与点A的轨迹相交于不同的两点M、N如果满足|+|=|﹣|,求l的方程.|+|=|﹣•=0,)≠)由题知..)∵||=|﹣∴|+|=|﹣,展开得•=0,于是==,××±,或,)∴=))y=﹣23.在直角坐标系xOy中,点M到点F1、F2的距离之和是4,点M的轨迹是C,直线l:与轨迹C交于不同的两点P和Q.(Ⅰ)求轨迹C的方程;(Ⅱ)是否存在常数k,使?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.的方程,整理得.然后利用根与系数的关系的椭圆,其方程为..①,代入上式,解得24.已知椭圆+=1(0<b<2)的左焦点为F,左、右顶点分别为A、C,上顶点为B,过F、B、C作圆P.(I)当b=时,求圆P的方程;(II)直线AB与圆P能否相切?证明你的结论.b=x=,)b=时,圆心坐标为(,)﹣)…,=相切,则25.已知F1、F2为椭圆的焦点,P为椭圆上的任意一点,椭圆的离心率为.以P为圆心PF2长为半径作圆P,当圆P与x轴相切时,截y轴所得弦长为.(1)求圆P方程和椭圆方程;(2)求证:无论点P在椭圆上如何运动,一定存在一个定圆与圆P相切,试求出这个定圆方程.)∵,r=椭圆方程为,方程为26.已知椭圆上三点A(x1,y1),B(4,y2),C(x3,y3)和焦点F(4,0)的距离依次成等差数列.①求x1+x3;②求证线段AC的垂直平分线过定点,并求出此定点的坐标.||+|﹣<两者作差得,故,(y+(y=)(﹣y=﹣过定点27.已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍,且经过点M(2,1),平行于OM直线ℓ在y轴上的截距为m(m<0),设直线ℓ交椭圆于两个不同点A、B,(1)求椭圆方程;(2)求证:对任意的m的允许值,△ABM的内心I在定直线x=2上.∴所以,椭圆方程为,所以直线的方程为,,=28.已知椭圆的左焦点与短轴的两个端点构成边长为2的等边三角形,设M(x1,y1),N(x2,y2),(x1≠x2)是椭圆上不同的两点,且x1x2+4y1y2=0.(1)求椭圆C的方程.(2)求证:x12+x22=4.(3)在x轴上是否存在一点P(t,0),使?若存在,求出t的取值范围,若不存在,说明理由.与根与系数的关系,化简可得,令其的方程为,使得,∴是方程的两个根,得,使得,且29.已知,为坐标原点,动点M满足.(1)求动点M的轨迹C;(2)若点P、Q是曲线C上的任意两点,且,求的值.)∵)的轨迹方程是.,∴=30.如图所示:已知椭圆方程为,A,B是椭圆与斜轴的两个交点,F是椭圆的焦点,且△ABF为直角三角形.(1)求椭圆离心率;(2)若椭圆的短轴长为2,过F的直线与椭圆相交的弦长为,试求弦所在直线的方程.∴==,∴。