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限时跟踪检测(五十二) 椭圆(二)
一、单项选择题
1.已知椭圆+=1的右焦点为F,P是椭圆上一点,A(0,2),当△APF的周长最大时,
直线AP的方程为( )
A.y=-x+2 B.y=x+2
C.y=-x+2 D.y=x+2
2.直线y=kx+1与焦点在x轴上的椭圆+=1总有公共点,则实数m的取值范围是(
)
A.≤m<9 B.9b>0)的右焦点F的直线l:x-y-=0交C于A,B两点,P为
AB的中点,且OP的斜率为-,则椭圆C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
5.已知F ,F 是椭圆G:+=1的左、右焦点,过F 作直线l交G于A,B两点,若|
1 2 1
AB|=,则△FAB的面积为( )
2
A. B.
C. D.
6.过椭圆内定点M且长度为整数的弦,称作该椭圆过点M的“好弦”.在椭圆+=1
中,过点M(4,0)的所有“好弦”的长度之和为( )
A.120 B.130
C.240 D.260
7.椭圆+=1上的点到直线x+2y-=0的最大距离是( )
A.3 B.
C.2 D.
二、多项选择题
8.(2024·广东广州执信中学模拟)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点为F ,F ,
1 2
O为坐标原点,直线y=x-过F 交C于A,B两点,若△AFB的周长为8,则( )
2 1
A.椭圆的焦距为
B.椭圆的方程为+y2=1
C.弦长|AB|=
D.S =
△OAB
9.已知P是椭圆E:+=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 ,k(kk≠0),若|k|+|k|的最小值为1,则下列结论正
1 2 1 2 1 2
确的是( )A.椭圆E的方程为+y2=1
B.椭圆E的离心率为
C.曲线y=log x-经过E的一个焦点
3
D.直线2x-y-2=0与E有两个公共点
三、填空题与解答题
10.已知椭圆C:+=1与圆M:x2+y2+2x+2-r2=0(0b>0)的离心率为,短轴长为2.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点P(1,0)的直线l与椭圆C交于A,B两点,若△ABO的面积为(O为坐标原点),
求直线l的方程.
14.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的焦距为2,且过点A(2,1).
(1)求椭圆C的方程;
(2)若不经过点A的直线l:y=kx+m与椭圆C交于P,Q两点,且直线AP与直线AQ
的斜率之和为0,证明:直线PQ的斜率为定值.
高分推荐题
15.(2024·江苏南通模拟)某城市决定在夹角为30°的两条道路EB,EF之间建造一个半
椭圆形状的主题公园,如图所示,AB=2千米,O为AB的中点,OD为椭圆的长半轴,在
半椭圆形区域内再建造一个三角形游乐区域OMN,其中M,N在椭圆上,且MN的倾斜角
为45°,交OD于G.(1)若OE=3千米,为了不破坏道路EF,求椭圆长半轴长的最大值;
(2)若椭圆的离心率为,当线段OG的长为何值时,游乐区域△OMN的面积最大?
解析版
一、单项选择题
1.已知椭圆+=1的右焦点为F,P是椭圆上一点,A(0,2),当△APF的周长最大时,
直线AP的方程为( )
A.y=-x+2 B.y=x+2
C.y=-x+2 D.y=x+2
解析:F(2,0),设左焦点为F(-2,0),∵△APF的周长C=|AF|+|PA|+|PF|,又|PF|=
1
2a-|PF|=6-|PF|,|AF|==4,∴C=10+|PA|-|PF|.∵|PA|-|PF|≤|AF|=4,∴当点P,
1 1 1 1 1
A,F 三点共线,且 F 在线段PA上时,|PA|-|PF|取到最大值4,周长最大,此时直线
1 1 1
AP:y=x+2.
答案:D
2.直线y=kx+1与焦点在x轴上的椭圆+=1总有公共点,则实数m的取值范围是(
)
A.≤m<9 B.9b>0)的右焦点F的直线l:x-y-=0交C于A,B两点,P为
AB的中点,且OP的斜率为-,则椭圆C的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:直线l:x-y-=0中,令y=0,可得x=,所以右焦点F(,0),设A(x ,y),
1 1
B(x ,y),则AB的中点P,联立消去x并整理得(a2+b2)y2+2b2y+3b2-a2b2=0,所以y +
2 2 1
y=-,x+x=y+y+2=,所以k ==-=-,所以a2=2b2,又a2=b2+c2,c2=3,所
2 1 2 1 2 OP
以a2=6,b2=3,所以椭圆C的方程为+=1.故选A.
答案:A
5.已知F ,F 是椭圆G:+=1的左、右焦点,过F 作直线l交G于A,B两点,若|
1 2 1
AB|=,则△FAB的面积为( )
2
A. B.
C. D.
解析:由G:+=1知c2=52-42=32,所以F(-3,0),把x=-3代入椭圆方程可得y2
1
=,故y=±,又|AB|=,所以AB⊥x轴,则S△FAB=|AB|×2c=××6=.故选C.
2
答案:C
6.过椭圆内定点M且长度为整数的弦,称作该椭圆过点M的“好弦”.在椭圆+=1
中,过点M(4,0)的所有“好弦”的长度之和为( )
A.120 B.130
C.240 D.260
解析:由已知可得a=8,b=4,所以c=4,故M为椭圆的右焦点.由椭圆的性质可
得当过焦点的弦垂直于x轴时弦长最短,所以当x=4时,最短的弦长为==4,当弦与x轴
重合时,弦长最长为2a=16,则弦长的取值范围为[4,16],故弦长为整数的弦有4到16的
所有整数,则“好弦”的长度之和为4+16+(5+6+7+…+15)×2=240.
答案:C
7.椭圆+=1上的点到直线x+2y-=0的最大距离是( )
A.3 B.
C.2 D.
解析:设椭圆+=1上的点为P(4cos θ,2sin θ),
则点P到直线x+2y-=0的距离为
d=
=,
所以d ==.
max
答案:D
二、多项选择题8.(2024·广东广州执信中学模拟)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点为F ,F ,
1 2
O为坐标原点,直线y=x-过F 交C于A,B两点,若△AFB的周长为8,则( )
2 1
A.椭圆的焦距为
B.椭圆的方程为+y2=1
C.弦长|AB|=
D.S =
△OAB
解析:因为△AFB的周长为8,所以4a=8,得a=2,因为直线y=x-过右焦点F ,
1 2
所以c=,所以椭圆的焦距为2,故A错误;b2=a2-c2=4-3=1,所以椭圆的方程为+y2
=1,故B正确;设A(x ,y),B(x ,y),由得5x2-8x+8=0,Δ=(-8)2-4×5×8=32>
1 1 2 2
0,得x +x =,xx =,|AB|=====,故C正确;原点到直线y=x-的距离为d==,
1 2 1 2
所以S =d·|AB|=××=,故D错误.故选BC.
△OAB
答案:BC
9.已知P是椭圆E:+=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 ,k(kk≠0),若|k|+|k|的最小值为1,则下列结论正
1 2 1 2 1 2
确的是( )
A.椭圆E的方程为+y2=1
B.椭圆E的离心率为
C.曲线y=log x-经过E的一个焦点
3
D.直线2x-y-2=0与E有两个公共点
解析:设P(x ,y),M(x ,y),x≠±x ,y≠±y ,则N(-x ,-y),+=1,+=1,所
0 0 1 1 0 1 0 1 1 1
以y=m-,y=m-,kk =·==-.于是|k|+|k|≥2=2=2=,依题意,得=1,解得m=
1 2 1 2
1,故椭圆E的方程为+y2=1,A正确;离心率为,B错误;焦点坐标为(±,0),曲线y=
log x-经过焦点(,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
3
2x-y-2=0与E有两个公共点,D正确.故选ACD.
答案:ACD
三、填空题与解答题
10.已知椭圆C:+=1与圆M:x2+y2+2x+2-r2=0(0b>0)的离心率为,短轴长为2.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点P(1,0)的直线l与椭圆C交于A,B两点,若△ABO的面积为(O为坐标原点),
求直线l的方程.
解:(1)由题意,得解得a2=4,b2=1.
故椭圆C的标准方程为+y2=1.
(2)由题意,知直线l的斜率不为0,设直线l的方程为x=my+1,A(x ,y),B(x ,
1 1 2
y).
2
联立消去x并整理,得(m2+4)y2+2my-3=0,
Δ=(2m)2-4(m2+4)×(-3)=16m2+48>0,
则y+y=-,yy=-,
1 2 1 2
故|y-y|=
1 2
==,
因为△ABO的面积为,所以|OP||y-y|=×1×==,
1 2
设t=≥,则=,
整理,得(3t-1)(t-3)=0,
解得t=3或t=(舍去),即m=±.
故直线l的方程为x=±y+1,即x±y-1=0.
14.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的焦距为2,且过点A(2,1).
(1)求椭圆C的方程;
(2)若不经过点A的直线l:y=kx+m与椭圆C交于P,Q两点,且直线AP与直线AQ
的斜率之和为0,证明:直线PQ的斜率为定值.
(1)解:因为椭圆C的焦距为2,且过点A(2,1),所以+=1,2c=2.
又因为a2=b2+c2,由以上三式解得a2=8,b2=2,
所以椭圆C的方程为+=1.
(2)证明:设点P(x,y),Q(x,y),x≠x≠2,则y=kx+m,y=kx+m.
1 1 2 2 1 2 1 1 2 2
由消去y并整理,得
(4k2+1)x2+8kmx+4m2-8=0,
则x+x=,xx=.
1 2 1 2
因为k +k =0,所以+=0,
AP AQ
化简得xy+xy-(x+x)-2(y+y)+4=0.
1 2 2 1 1 2 1 2
即2kxx+(m-1-2k)(x+x)-4m+4=0.
1 2 1 2
所以--4m+4=0,
整理得(2k-1)(m+2k-1)=0.
因为直线l不经过点A,
所以2k+m-1≠0,所以k=.
所以直线PQ的斜率为定值.
高分推荐题
15.(2024·江苏南通模拟)某城市决定在夹角为30°的两条道路EB,EF之间建造一个半
椭圆形状的主题公园,如图所示,AB=2千米,O为AB的中点,OD为椭圆的长半轴,在
半椭圆形区域内再建造一个三角形游乐区域OMN,其中M,N在椭圆上,且MN的倾斜角
为45°,交OD于G.
(1)若OE=3千米,为了不破坏道路EF,求椭圆长半轴长的最大值;
(2)若椭圆的离心率为,当线段OG的长为何值时,游乐区域△OMN的面积最大?
解:(1)以O为坐标原点,以OD所在的直线为x轴,以OA所在的直线为y轴建立平面
直角坐标系(图略).
由题意得A(0,1),E(0,3),由∠OEF=30°,可得|OF|=|OE|·tan 30°=,
所以F(,0),k =-,
EF
所以直线EF的方程为y=-x+3.
设OD=a,则D(a,0),a>0,
所以椭圆的方程为+y2=1,当a最大时直线EF与椭圆相切,联立直线EF与椭圆的方
程得消去y并整理得(1+3a2)x2-6a2x+8a2=0,
由Δ=(-6a2)2-4(1+3a2)·8a2=0,解得a=.
所以椭圆的长半轴长的最大值为.
(2)因为e==,b=1,a2=b2+c2,
所以a2=4,
所以椭圆的方程为+y2=1(x≥0).
设OG=t>0,则G(t,0),又MN的倾斜角为45°,则直线MN的方程为y=x-t,
联立消去y并整理可得5x2-8tx+4t2-4=0,Δ=80-16t2>0,
设M(x,y),N(x,y),则x+x=,xx=,
1 1 2 2 1 2 1 2
|y-y|=|x-x|=
1 2 1 2
=
=·,
所以S =|OG|·|y-y|=·t··==
△OMN 1 2
,
要保证MN与半椭圆有两个交点,当N位于B时t=1,
所以1≤t≤2,满足Δ>0,
当t2=时,即t=时,
S 有最大值,为1.
△OMN
综上所述,当OG=时,△OMN的面积最大.