2020届高考数学(文科)总复习课时跟踪练(五十二)直线与椭圆的综合问题(提升课)

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课时跟踪练(五十二) A组 基础巩固 1.直线y=kx-k+1与椭圆x29+y24=1的位置关系为( ) A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定 解析:由于直线y=kx-k+1=k(x-1)+1过定点(1,1),又(1,1)在椭圆内,故直线与椭圆相交. ★答案★:A 2.已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的一条弦所在的直线方程是x-y+5=0,弦的中点坐标是M(-4,1),则椭圆的离心率是( ) A.12 B.22 C.32 D.55 解析:设直线与椭圆交点为A(x1,y1),B(x2,y2),分别代入椭圆方程,由点差法可知yM=-b2a2kxM,代入k=1,M(-4,1),解得b2a2=14,e= 1-ba2=32,

故选C. ★答案★:C 3.(2019·吕梁模拟)设F1,F2分别是椭圆x24+y2=1的左、右焦

点,若椭圆上存在一点P,使得(OP→+OF2→)·PF2→=0(O为坐标原点,则△F1PF2的面积是( ) A.4 B.3 C.2 D.1 解析:因为(OP→+OF2→)·PF2→=(OP→+F1O→)·PF2→=F1P→·PF2→=0,所以PF1⊥PF2,∠F1PF2=90°.设|PF1|=m,|PF2|=n,则m+n=4,m2+n2=12,2mn=4,所以S△F1PF2=12mn=1.故选D. ★答案★:D 4.若直线ax+by-3=0与圆x2+y2=3没有公共点,设点P的

坐标为(a,b),则过点P的一条直线与椭圆x24+y23=1的公共点的个数为( ) A.0 B.1 C.2 D.1或2 解析:由题意得,圆心(0,0)到直线ax+by-3=0的距离为3a2+b2 >3,所以a2+b2<3.又a,b不同时为零,所以0

由02,短半轴长为3,所以P(a,b)在椭圆内部,所以过点P的一条直线与椭圆x24+y23=1的公共点有2个.故选C. ★答案★:C 5.斜率为1的直线l与椭圆x24+y2=1相交于A,B两点,则|AB|的最大值为( ) A.2 B.455 C.4105 D.8105 解析:设直线l的方程为y=x+t,代入x24+y2=1,消去y得54x2+2tx+t2-1=0,由题意知Δ=(2t)2-5(t2-1)>0,即t2<5,|AB|=(1+1)[(x1+x2)2-4x1x2]=425 5-t2≤4105(当且仅当t=0时取等号).故选C. ★答案★:C 6.已知椭圆y2a2+x2b2=1(a>b>0)的右顶点为A(1,0),过其焦点且垂直于长轴的弦长为1,则椭圆方程为________. 解析:因为椭圆y2a2+x2b2=1的右顶点为A(1,0),所以b=1,焦

点坐标为(0,c),因为过焦点且垂直于长轴的弦长为1,所以2b2a=1,a=2,所以椭圆方程为y24+x2=1. ★答案★:y24+x2=1 7.(2019·赣南五校联考)椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,焦距为2c.若直线y=3(x+c)与椭圆E的一个交点M满足∠MF1F2=2∠MF2F1,则该椭圆的离心率等于________. 解析:由已知得直线y=3(x+c)过M、F1两点,所以直线MF1

的斜率为3,所以∠MF1F2=60°,则∠MF2F1=30°,∠F1MF2=90°,则MF1=c,MF2=3c,由点M在椭圆E上知,c+3c=2a,故e=ca=3-1. ★答案★:3-1 8.已知直线l过点P(2,1)且与椭圆x29+y24=1交于A,B两点,当P为AB中点时,直线AB的方程为________. 解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),因为A,B两点在椭圆上,所以x219+y21

4=1,①

x229+y22

4=1,②

①-②得, (x1-x2)(x1+x2)9+(y1-y2)(y1+y2)4=0,又AB的中点

为P(2,1),所以x1+x2=4,y1+y2=2,即4(x1-x2)9+2(y1-y2)4

=0,所以kAB=y1-y2x1-x2=-89,故AB的方程为y-1=-89(x-2),即8x+9y-25=0. ★答案★:8x+9y-25=0 9.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为22,其中左焦点为F(-2,0). (1)求椭圆C的方程; (2)若直线y=x+m与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点M在圆x2+y2=1上,求m的值. 解:(1)由题意,得ca=22,c=2,a2=b2+c2,

解得a=22,b=2. 所以椭圆C的方程为x28+y24=1. (2)设点A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2), 线段AB的中点为M(x0,y0),

由x28+y24=1,y=x+m,消去y得,3x2+4mx+2m2-8=0, Δ=96-8m2>0,所以-23

因为x0=x1+x22=-2m3,所以y0=x0+m=m3, 因为点M(x0,y0)在圆x2+y2=1上, 所以-2m32+m32=1,所以m=±355. 10.(2019·衡阳模拟)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,离心率为12,直线y=1与C的两个交点间的距离为463. (1)求椭圆C的方程; (2)分别过F1、F2作l1、l2满足l1∥l2,设l1、l2与C的上半部分分别交于A、B两点,求四边形ABF2F1面积的最大值.

解:(1)易知椭圆过点263,1,所以83a2+1b2=1,①

又ca=12,② a2=b2+c2,③ 由①②③得a2=4,b2=3, 所以椭圆C的方程为x24+y23=1. (2)设直线l1的方程为x=my-1,它与C的另一个交点为D. 将直线l1与椭圆C的方程联立,消去x, 得(3m2+4)y2-6my-9=0, Δ=144(m2+1)>0.

|AD|=1+m2·121+m23m2+4, 又F2到l1的距离d=21+m2,

所以S△ADF2=121+m23m2+4. 令t=1+m2,t≥1,则S△ADF2=123t+1t, 当t=1时,S△ADF2取得最大值,为3. 又S四边形ABF2F1=12(|BF2|+|AF1|)·d=12(|AF1|+|DF1|)·d=12

|AD|·d=SADF2, 所以四边形ABF2F1面积的最大值为3. B组 素养提升 11.已知椭圆E的左、右焦点分别为F1,F2,过F1且斜率为2的直线交椭圆E于P,Q两点,若△PF1F2为直角三角形,则椭圆E的离心率为( )

A.53 B.23 C.23 D.13 解析:由题意可知,∠F1PF2是直角,且tan ∠PF1F2=2,

所以|PF2||PF1|=2, 又|PF1|+|PF2|=2a, 所以|PF1|=2a3,|PF2|=4a3. 根据勾股定理得2a32+4a32=(2c)2, 所以离心率e=ca=53. ★答案★:A 12.过椭圆x26+y25=1内的一点P(2,-1)的弦,恰好被点P平分,则这条弦所在的直线方程是( ) A.5x-3y-13=0 B.5x+3y-13=0 C.5x-3y+13=0 D.5x+3y+13=0 解析:设弦的端点为A(x1,y1),B(x2,y2),则

x216+y21

5=1,

x226+y22

5=1,

故16×x1+x2y1+y2+15×y1-y2x1-x2=0,

又x1+x2=4,y1+y2=-2,故斜率k=53. 故这条弦所在直线方程为y+1=53(x-2),即5x-3y-13=0. ★答案★:A 13.已知直线l:y=kx+2过椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的上顶点B

和左焦点F,且被圆x2+y2=4截得的弦长为L,若L≥455,则椭圆离心率e的取值范围是________. 解析:依题意,知b=2,kc=2.

设圆心到直线l的距离为d,则L=24-d2≥455, 解得d2≤165. 又因为d=21+k2,所以11+k2≤45,解得k2≥14. 于是e2=c2a2=c2b2+c2=11+k2,所以0★答案★:0,255 14.(2018·天津卷)设椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右顶点为A,上顶点为B,已知椭圆的离心率为53,|AB|=13. (1)求椭圆的方程; (2)设直线l:y=kx(k<0)与椭圆交于P,Q两点,l与直线AB交于点M,且点P,M均在第四象限.若△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,求k的值.

解:(1)设椭圆的焦距为2c,由已知有c2a2=59,又由a2=b2+c2,

可得2a=3b.又|AB|=a2+b2=13,从而a=3,b=2. 所以,椭圆的方程为x29+y24=1. (2)设点P的坐标为(x1,y1),点M的坐标为(x2,y2), 由题意知,x2>x1>0,点Q的坐标为(-x1,-y1). 由△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,可得|PM|=2|PQ|, 从而x2-x1=2[x1-(-x1)],即x2=5x1. 易知直线AB的方程为2x+3y=6,

由方程组2x+3y=6,y=kx,消去y,可得x2=63k+2.