2018-2019数学苏教版选修2-1作业:第2章2.2.2 椭圆的几何性质-word

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第 1 页 [基础达标] 1.椭圆x2+my2=1的焦点在y轴上,长轴长是短轴长的两倍,则m的值为________.

解析:把椭圆的方程化为标准形式y21m+x21=11m>1,故a2=1m,b2=1,所以a=1m,

b=1,21m=4,解得,m=14,符合题意. 答案:14 2.已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,且长轴长为12,离心率为13,则椭圆的方

程是________. 解析:由题意,知2a=12,ca=13,故a=6,c=2,

∴b2=a2-c2=32,故所求椭圆的方程为x236+y232=1. 答案:x236+y232=1 3.已知椭圆的短半轴长为1,离心率e满足0

解析:由e2=c2a2=a2-b2a2=a2-1a2,得0即长轴的最大值是4. 答案:4 4.若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是

________. 解析:由题意知2b=a+c,又b2=a2-c2, ∴4(a2-c2)=a2+c2+2ac. ∴3a2-2ac-5c2=0,∴5c2+2ac-3a2=0. ∴5e2+2e-3=0,∴e=35或e=-1(舍去). 答案:35 5.若椭圆x216+y2m=1的离心率为13,则m的值为________.

解析:由已知得1-m16=19或1-16m=19,∴m=1289或18. 答案:1289或18 6.已知F1、F2是椭圆的两个焦点,满足MF1→·MF2→=0的点M总在椭圆内部,则椭圆离

心率的取值范围是________. 解析:结合图形(图略),转化为c

答案:0,22 7.设P为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,如果∠PF1F2=75°,第 2 页

∠PF2F1=15°,则椭圆的离心率是________. 解析:在Rt△PF1F2中,由正弦定理,

得PF1sin 15°=PF2sin 75°=F1F2sin 90°=2c,

∴PF1+PF2sin 15°+sin 75°=2c. 由椭圆的定义,知PF1+PF2=2a. 代入上式,有e=ca=1sin 75°+sin 15°=63.

答案:63 8.在平面直角坐标系xOy中,以椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上的一点A为圆心的圆与x轴相

切于椭圆的一个焦点,与y轴相交于B、C两点,若△ABC是锐角三角形,则该椭圆的率心率的取值范围是________.

解析:由题意得,圆半径r=b2a,因为△ABC是锐角三角形,所以cos 0>cosA2=cr>cosπ4,即22答案:6-22,5-12 9.已知椭圆的中心在原点,对称轴为坐标轴,焦点在x轴上,短轴的一个顶点B与两个

焦点F1,F2组成的三角形的周长为4+23,且∠F1BF2=2π3,求椭圆的标准方程.

解:设长轴长为2a,焦距为2c,则在△F2OB中,由∠F2BO=π3得:c=32a,所以△F2BF1

的周长为2a+2c=2a+3a=4+23,∴a=2,c=3,∴b2=1;故所求椭圆的标准方程为x2

4+y2=1.

10.已知椭圆C1:x24+y2=1,椭圆C2以C1的长轴为短轴,且与C1有相同的离心率.

(1)求椭圆C2的方程; (2)设O为坐标原点,点A,B分别在椭圆C1和C2上,

OB→=2OA→,求直线AB的方程. 解:(1)由已知可设椭圆C2的方程为y2a2+x24=1(a>2),

其离心率为32,故a2-4a=32,则a=4, 故椭圆C2的方程为y216+x24=1. (2)法一:A,B两点的坐标分别记为(xA,yA),(xB,yB),由OB→=2OA→及(1)知,O,A,B三点共线且点A,B不在y轴上,因此可设直线AB的方程为y=kx. 第 3 页

将y=kx代入x24+y2=1中,得(1+4k2)x2=4, 所以x2A=41+4k2,

将y=kx代入y216+x24=1中,得(4+k2)x2=16, 所以x2B=164+k2,

又由OB→=2OA→,得x2B=4x2A,即164+k2=161+4k2, 解得k=±1,故直线AB的方程为y=x或y=-x. 法二:A,B两点的坐标分别记为(xA,yA),(xB,yB), 由OB→=2OA→及(1)知,O,A,B三点共线且点A,B不在y轴上,因此可设直线AB的方程为y=kx. 将y=kx代入x24+y2=1中,得(1+4k2)x2=4, 所以x2A=41+4k2,

由OB→=2OA→,得x2B=161+4k2,y2B=16k21+4k2,

将x2B,y2B代入y216+x24=1中,得4+k21+4k2=1,即4+k2=1+4k2,解得k=±1,故直线AB的方程为y=x或y=-x. [能力提升] 1.过椭圆x25+y24=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________.

解析:椭圆x25+y24=1的右焦点F2(1,0),故直线AB的方程y=2(x-1),由x25+y24=1y=2(x-1),消去y,整理得3x2-5x=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),x1则x1,x2是方程3x2-5x=0的两个实根,解得x1=0,x2=53,故A(0,-2),B53,43, 故S△OAB=S△OFA+S△OFB=12×|-2|+43×1=53. 答案:53 2.设F1、F2是椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点,P为直线x=3a2上一点,△F2PF

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是底角为30°的等腰三角形,则E的离心率为________. 解析:由题意,知∠F2F1P=∠F2PF1=30°, ∴∠PF2x=60°. 第 4 页

∴PF2=2×32a-c=3a-2c. ∵F1F2=2c,F1F2=PF2, ∴3a-2c=2c,∴e=ca=34. 答案:34 3.椭圆x29+y24=1的焦点为F1,F2,点P为其上的动点,当∠F1PF2为钝角时,求点P

的横坐标的取值范围. 解:设点P的坐标为(x,y),F1(-5,0),F2(5,0), 在三角形PF1F2中,

由余弦定理得:cos ∠F1PF2=PF21+PF22-F1F222PF1·PF2, 因为PF1+PF2=6,F1F2=25, 故cos ∠F1PF2=36-2PF1·PF2-202PF1·PF2=162PF1·PF2-1≥162PF1+PF222-1=-19,

当且仅当PF1=PF2时取等号,即-19≤cos ∠F1PF2≤1. 所以当-19≤cos ∠F1PF2<0时,∠F1PF2为钝角. 令PF1→·PF2→=0,因为PF1→=(-5-x,-y), PF2→=(5-x,-y),则x2-5+y2=0, y2=-x2+5,代入椭圆方程得:x2=95,x=±355, 所以点P的横坐标的取值范围是-3554.如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-

c,0)、F2(c,0).已知点(1,e)和e,32都在椭圆上,其中e为椭圆的离心率. (1)求椭圆的方程; (2)设A,B是椭圆上位于x轴上方的两点,且直线AF1与直线BF2平行,AF2与BF1交于点P.

(ⅰ)若AF1-BF2=62,求直线AF1的斜率; (ⅱ)求证:PF1+PF2是定值. 解:(1)由题设知a2=b2+c2,e=ca.

由点(1,e)在椭圆上,得1a2+c2a2b2=1, 解得b2=1,于是c2=a2-1. 第 5 页

又点e,32在椭圆上,所以e2a2+34b2=1,即a2-1a4+34=1,解得a2=2. 因此,所求椭圆的方程是x22+y2=1. (2)由(1)知F1(-1,0),F2(1,0),又直线AF1与BF2平行,所以可设直线AF1的方程为x+1=my,直线BF2的方程为x-1=my.设A(x1,y1),B(x2,y2),y1>0,y2>0.

由x212+y21=1,x1+1=my1,得(m2+2)y21-2my1-1=0,

解得y1=m+2m2+2m2+2, 故AF1=(x1+1)2+(y1-0)2=(my1)2+y21=2(m2+1)+mm2+1m2+2.① 同理,BF2=2(m2+1)-mm2+1m2+2.② (ⅰ)由①②得AF1-BF2=2mm2+1m2+2, 解2mm2+1m2+2=62得m2=2,注意到m>0,故m=2. 所以直线AF1的斜率为1m=22. (ⅱ)证明:因为直线AF1与BF2平行,所以PBPF1=BF2AF1,

于是PB+PF1PF1=BF2+AF1AF1, 故PF1=AF1AF1+BF2BF1. 由B点在椭圆上知BF1+BF2=22, 从而PF1=AF1AF1+BF2(22-BF2).

同理,PF2=BF2AF1+BF2(22-AF1). 因此PF1+PF2=AF1AF1+BF2(22-BF2)+BF2AF1+BF2·()22-AF1=22-2AF1·BF2AF1+BF2. 由①②得,AF1+BF2=22(m2+1)m2+2, AF1·BF2=m2+1m2+2,