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9.2 椭圆(精练)(提升版)
题组一 椭圆定义及应用
1.(2022高三下·广东月考)设P为椭圆 上一点, 分别是C的左,右焦点.若
,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】椭圆 的长半轴长为3,
由椭圆的定义可知 ,
由 ,可得 .故答案为:C
2.(2021·新高考Ⅰ)已知F,F 是椭圆C: 的两个焦点,点M在C 上,则|MF |·|MF |的
1 2 1 2
最大值为( )
A.13 B.12 C.9 D.6
【答案】C
【解析】由椭圆的定义可知a2=9,b2=4,|MF |+|MF |=2a=6,
1 2
则由基本不等式可得|MF ||MF |≤ ,
1 2
当且仅当|MF |=|MF |=3时,等号成立.故答案为:C
1 23.(2022·东北三省模拟)已知椭圆C: 上的动点P到右焦点距离的最小值为
,则 ( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【解析】根据椭圆的性质,椭圆上的点到右焦点距离最小值为 ,
即 ,又 ,所以,由 ,所以 ;故答案为:A
4.(2022·柳州模拟)已知A(3,1),B(-3,0),P是椭圆 上的一点,则
的最大值为 .
【答案】9
【解析】根据题意可得: a=4,b= ,c=3,
则点B为椭圆的左焦点,取椭圆的右焦点F(3,0),
∴|PB|+|PF|=8,即|PB| =8-|PF|,
∵ ,即点A在椭圆内,
|PA|+ |PB|= |PA|-|PF|+8<|AF|+8=9,
当且仅当点P在AF的延长线上时,等号成立.
故答案为: 9
5.(2022·合肥模拟)已知 的内角 . , 的对边分别为 , , ,若
, ,则 面积的取值范围为 .
【答案】【解析】 , ,
由余弦定理得 ,所以 ,
即 ,又 ,
所以 在以 为焦点,长轴长为6的椭圆上(不在直线 上),如图以 为 轴,线段 中
垂线为 轴建立平面直角坐标系,设椭圆方程为 ,则 ,所以
,
当 是椭圆短轴顶点时, 到 的距离最大为 ,
所以 的最大值为 ,可无限接近于0,无最小值,
的取值范围是 ,
故答案为: .6.(2022·佛山模拟)若椭圆 的焦点在y轴上,则实数k的取值范围是 .
【答案】(1,2)
【解析】因为椭圆 的焦点在y轴上,
所以 ,解得 ,即实数k的取值范围为(1,2).
故答案为:(1,2)
7.(2022·郑州模拟)已知椭圆 的左、右焦点分别为F,F,O为坐标原点,椭圆上一点P
1 2
满足|OP|=3,则△FPF 的面积为 .
1 2
【答案】7
【解析】由题意得: ,解得: ,所以 ,设出 ,则 ,
解得: ,故 故答案为:7
8.(2022·贵州模拟)设P为椭圆 和双曲线 的一个公共点,且P在第一
象限,F是M的左焦点,则M的离心率为 , .
【答案】 ;
【解析】M的离心率 ,
设M的右焦点为 ,因为 ,且M与N的焦点都在x轴上,所以椭圆M与双曲线N的焦点相同,
所以 , ,解得 .
故答案为: ; .
9.(2022·株洲模拟)已知 、 是椭圆 的两个焦点,M为椭圆上一点,若 为直
角三角形,则 .
【答案】
【解析】在椭圆 中, , , ,则 .
(1)若 为直角,则 ,该方程组无解,不合乎题意;
(2)若 为直角,则 ,解得 ,
;
(3)若 为直角,同理可求得 .
综上所述, .故答案为: .
10.(2022·奉贤模拟)已知曲线 的焦距是10,曲线上的点 到一个焦点的距离是2,则点
到另一个焦点的距离为 .【答案】 或10
【解析】由题意,曲线的半焦距为5,若曲线是焦点在x轴上的椭圆,则a>16,所以
,而椭圆上的点 到一个焦点距离是2,则点 到另一个焦点的距离为
;
若曲线是焦点在y轴上的椭圆,则02,不合题意,所以点P到上焦点的距离为2,则它到下焦点的距离
.故答案为: 或10.
11.(2021·岳阳模拟)椭圆 的左、右焦点分别为 ,点P在椭圆上,如果
的中点在y轴上,那么 是 的 倍
【答案】5
【解析】由题得 ,
由题得 轴,当 时, ,所以 ,
所以 ,所以 是 的5倍.故答案为:5
12.(2022·新高考Ⅰ卷)已知椭圆C: C的上顶点为A,两个焦点为离心率为 ,过 且垂直于 的直线与C交于D,E两点, 则△ADE的周长是
.
【答案】13
题组二 椭圆的标准方程
【解析】椭圆离心率为 ,则a=2c, ,可设C: ,
则|AF |=|AF|=|FF|=2c,
1 2 1 2
则△AF F 为正三角形,则直线DE的斜率 ,
1 2
由等腰三角形性质可得,|AE|=|EF |, |AD|=|DF |, 由
2 2
椭圆性质得△ADE的周长=|DE|+|DF |+|EF|=4a,
2 2
设D(x,y),E(x,y),直线DE为 ,
1 1 2 2
与椭圆方程联立,得13x2+8cx-32c2=0,
则 ,
则 ,
解得 ,
即△ADE的周长=4a=13
故答案为:131.(2022·安徽合肥)已知椭圆 的右焦点为F,椭圆上的两点P、Q关于原点对称,
若 6,且椭圆C的离心率为 ,则椭圆C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由椭圆的定义及椭圆的对称性可得 由椭圆C的离心率为 得
,所以 故选:A
2.(2021·四川自贡·高三(文))古希腊数学家阿基米德用“逼近法”得到椭圆面积的4倍除以圆周率
等于椭圆的长轴长与短轴长的积.已知椭圆C的中心在原点,焦点F,F在y轴上,其面积为8 π,过
1 2
点F的直线l与椭圆C交于点A,B且△FAB的周长为32,则椭圆C的方程为( )
1 2
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】∵焦点F,F在y轴上,
1 2
∴可设椭圆标准方程为 ,
由题意可得 ,
∴ ,即 ,
∵△FAB的周长为32,
2
∴4a=32,则a=8,∴ ,
故椭圆方程为 .
故选:B.3.(2022云南)阿基米德不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面
积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆 的焦点在 轴上,且椭圆 的离心率为 ,
面积为 ,则椭圆 的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设椭圆 的标准方程为 ( ),焦距为 ,
则: 解得
故选:D
4.(2022海南)已知椭圆 的两个焦点分别为 , ,过 的直线与 交于 , 两点.若
, ,则椭圆 的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】 ,所以可得 ,
又因为 ,
所以可得 ,即 为短轴的顶点,
设 为短轴的上顶点 , , ,
所以 ,
所以直线 的方程为: ,由题意设椭圆的方程为: ,则 ,
联立 ,整理可得: ,
即 ,可得 ,
代入直线的方程可得 ,
所以 ,
因为 ,
所以 ,整理可得: ,
解得: ,可得 ,
所以椭圆的方程为: ,
故选:D.
5.(2021·山西太原五中高三(文))已知两定点 、 和一动点 ,若 是 与
的等差中项,则动点 的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】 、 , ,
是 与 的等差中项,则 ,即 ,
点 在以 、 为焦点的椭圆上,, , , ,因此,椭圆的方程是 .
故选:B.
6.(2022·陕西模拟)已知椭圆 的离心率是 ,若以 为圆心且与
椭圆 有公共点的圆的最大半径为 ,此时椭圆 的方程是 .
【答案】
【解析】由已知 ,所以 ,则 ,
设椭圆上的任一点 的坐标为 ,
则
,
若 ,则当 时, ,由 得 ,满足题意,
此时 ,椭圆方程为 ,
若 ,则 时, ,则 ,即 ,
但 时, , 无解.
综上,椭圆方程为 .
故答案为: .题组三 椭圆的离心率
1.(2021·芜湖模拟)已知方程 表示椭圆,且该椭圆两焦点间的距离为4,则离心
率 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为方程 表示椭圆,所以 , ,所以
,所以 ,因为焦距为 ,所以 ,
解得 ,所以 , 所以 故答案为:B
2.(2022·安徽模拟)一个底面半径为1,高为3的圆柱形容器内装有体积为 的液体,当容器倾斜
且其中液体体积不变时,液面与容器壁的截口曲线是椭圆,则该椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】当液面倾斜至如图所示位置时,
设 , .因为圆柱底面积为 ,故液体体积为
,解得 ,即 ,
,故 ,所以 , ,
即 ,所以离心率 ,即椭圆离心率的取值范围是 .
故答案为:
3.(2022·枣庄模拟)已知点 分别为椭圆 的左、右焦点,点P为直线
上一个动点.若 的最大值为 ,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据对称性,不妨设点 在第一象限且坐标为 ,如图,
记直线 与 轴的交点为 ,设 ,则 ,由于 ,故 ,
所以, ,
所以 ,
因为 , ,当且仅当 时等号成立,即
时等号成立,
所以 ,
整理得 ,
所以 ,解得 ,
所以 ,即椭圆C的离心率为 .
故答案为:D
4(2022·柯桥模拟)已知椭圆 ,则该椭圆的离心率 ( )
A. B. C. D.【答案】C
【解析】因为椭圆 的方程为 ,即 ,
故 ,又 ,故 .
故答案为:C.
5.(2023高三上·江汉开学考)已知椭圆 : 的两个焦点为 , ,过 的直
线与 交于A,B两点.若 , ,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设 ,则 , .
由椭圆的定义可知 ,所以 ,所以 , .
在△ABF 中, .
1
所以在△AF F 中, ,
1 2
即 整理可得: ,
所以
故答案为:C6.(2022·岳阳模拟)已知椭圆 及圆O: ,如图,过点 与
椭圆相切的直线l交圆O于点A,若 ,则椭圆离心率的为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意得 是等边三角形,则直线 的倾斜角为 ,其斜率为 ,故直线 的方程为
,代入椭圆方程整理得 ,其判别式
,化简可得 ,则 ,又
,所以 ,
故答案为:A.7.(2022·湖南模拟)中心在坐标原点O的椭圆的上顶点为A,左顶点为B,左焦点为F.已知
,记该椭圆的离心率为e,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据角平分线定理 ,
结合 及离心率 有 ,
化简得 .
设
又 ,
,
当 时, 恒成立,故 在 上单调递减,
所以 。
故答案为:C.
8(2022·毕节模拟)已知 , 是椭圆 的左、右焦点, 是椭圆 的左顶点,
点 在过 且斜率为 的直线上, 为等腰三角形, ,则椭圆 的离心率为
( )A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题知 ,所以直线 的方程为 ,
因为 ,所以直线 的倾斜角为 ,
所以直线 的方程为 .
联立 ,解得 , .
因为 为等腰三角形, ,
所以 ,即 ,
整理得: .
所以椭圆 的离心率为 .
故答案为:D.
9.(2022·安徽模拟)已知椭圆 )的左、右焦点分别为 和
为C上一点,且 的内心为 ,则椭圆C的离心率为( )A. B. C. D.
【答案】D
【解析】连接 ,延长 交 轴于 ,则
,又 , ,
所以 ,
故 ,即 ,
又 ,
所以 ,即 .
故答案为:D.10.(2022·辽宁模拟)已知 分别为椭圆 的左,右焦点,直线
与椭圆C的一个交点为M,若 ,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【解析】由题可知, 为直角三角形, ,直线 过原点 , ,故
,
又 ,则 ,
在 中, ,即 ,
又 ,解得: 或 (舍去).
故答案为: .
11.(2022·海宁模拟)如图,点F为椭圆 的左焦点,直线 分别与椭圆
C交于A,B两点,且满足 ,O为坐标原点,若 ,则椭圆C的离心
率 .【答案】
【解析】由题知:
令
连接 ,
所以 ,
且 ,
从而 .故答案为: .
题组四 直线与椭圆的位置关系
1.(2022·四川成都)已知椭圆 ,过定点 的直线l与椭圆交于不同的两点A、B,O为坐
标原点,若 为锐角,则直线l的斜率k的取值范围为( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意设直线l的方程为 , 、 ,
联立方程 得 ,则
∴ , ,
∵ 为锐角,则 ,即 ,
,
解得 ,又∵ ,∴ .
故选:C2.(2022·全国·专题练习)直线 与椭圆 相交 两点,点 是椭圆上的动点,则
面积的最大值为( )
A.2 B. C. D.3
【答案】B
【解析】由题意联立方程组 ,解得 或 ,
因为 两点在椭圆上关于原点对称,不妨取 ,
则 ,
设过点C与AB平行的直线为 ,则 与AB的距离即为点C到AB的距离,也就是 的
边AB上的高,
当 与椭圆相切时, 的边AB上的高最大, 面积也最大,
联立 ,得: ,
令判别式 ,解得 ,
此时 与 间的距离也即是 的边AB上的高为 ,
所以 的最大面积为 ,
故选:B.
3.(2022·江苏省)椭圆 上的点P到直线x+ 2y- 9= 0的最短距离为( )A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设与已知直线平行,与椭圆相切的直线为 ,则
所以
所以椭圆上点P到直线 的最短距离为
故选:A
4.(2022·全国·高三专题练习)直线 和曲线 的位置关系为_____.
【答案】相交
【解析】曲线 为: 可得
直线 恒过 ,由 知定点 在椭圆内部,
所以直线 与椭圆 的位置关系为相交.
故答案为:相交.
5.(2022·全国·专题练习)不论 为何值,直线 与椭圆 有公共点,则实数 的范围是
__.
【答案】
【解析】方法一: 把直线 代入椭圆 1,
化为 .其中 .(注意这个坑),直线 与椭圆 1有公共点,
恒成立,
化简为 .上式对于任意实数 都成立, ,解得 .
实数 的范围是 .
方法二:因为直线 恒过定点
所以代入 得 即
因为 是椭圆,所以
故 的取值范围是 .
故答案为: .
6.(2022·全国·高二专题练习)椭圆 上的点到直线 的距离的最大值为______.
【答案】
【解析】设与直线 平行的直线 与椭圆 相切,
由 得 ,
由 得, ,解得
设直线 与直线 的距离为 ,
当 时,直线为 ,则 ,当 时,直线为 ,则 ,
因为 ,
所以椭圆 1上的点到直线 的距离的最大值为 .
故答案为:
7.(2022·全国·单元测试)直线 与椭圆 相交于A、B两点,椭圆上的点P使△PAB的面
积等于12,这样的点P共有______个.
【答案】2
【解析】
易知直线 过点 ,则 即为直线与椭圆交点,不妨设 ,
,
设 到直线 的距离为 ,则 ,解得 ,作与直线 平行且与椭圆相切的直线 ,设
,联立椭圆方程 化简得 ,由 解得 ,则 或
,
又因为 与 距离为 , 与 距离为
,
故这样的点P共有2个.
故答案为:2.
8.(2022·云南)椭圆 的中心在坐标原点 ,焦点在 轴上,椭圆 经过点 且长轴长为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过点 且斜率为1的直线 与椭圆 交于 , 两点,求弦长 .
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)
由题意设椭圆的方程为 ,
因为椭圆 经过点 且长轴长为 ,
所以 ,
所以椭圆方程为 ,(2)
因为直线 过点 且斜率为1,
所以直线 的方程为 ,
设 ,
将 代入 ,得 ,
整理得 ,
所以 ,
所以
题组五 弦长及中点弦
1.(2022·福建)已知直线 ,椭圆 .若直线l与椭圆C交于A,B两点,则线段AB
的中点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意知,
,消去y,得 ,
则 , ,所以A、B两点中点的横坐标为: ,
所以中点的纵坐标为: ,
即线段AB的中点的坐标为 .
故选:B
2.(2021·全国·课时练习)已知双曲线方程 ,则以 为中点的弦所在直线 的方程是
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设直线 交双曲线 于点 、 ,则 ,
由已知得 ,两式作差得 ,
所以, ,即直线 的斜率为 ,
故直线 的斜率为 ,即 .经检验满足题意
故选:B.
3.(2022·湖南·永州市第一中学 )已知椭圆 的一个顶点为 ,直线 与椭圆 交于
两点,若 的左焦点为 的重心,则直线 的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B【解析】设 , , , ,椭圆 的左焦点为 ,
点 ,且椭圆左焦点 恰为 的重心,
,
, ①
, ,
两式相减得:
将①代入得: ,即直线 的斜率为 ,
直线 过 中点 ,
直线 的方程为
所以直线 的方程为 .
故选:B
4.(2022·广东)斜率为 的直线 与椭圆 相交于 , 两点,且 过 的左焦点,
线段 的中点为 , 的右焦点为 ,则 的周长为______.
【答案】
【解析】由题意知:直线l的方程为 ,
当 时, ,所以 ,
设 , ,则 则 ,整理得 ,
所以 ,
则 的周长为 .
故答案为: .
5.(2022·上海市 )已知直线 交椭圆 于 两点,且线段 的中点为 ,则直线 的斜率
为______.
【答案】
【解析】由题意,设 ,因为 的中点为 ,所以 .
又 .
于是 ,即所求直线的斜率为 .
故答案为: .
6.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆 ( )与直线 交于A、B两点,
,且 中点的坐标为 ,则此椭圆的方程为________.
【答案】【解析】由于 的中点坐标为 且满足直线方程 ,
即有 ,解得 ,则 的中点坐标为 .
设 , ,由 得 ,
则 ,
∵ 的中点坐标为 ,∴ ,即 ,
则 ,即 ,故 ,
又 ,
解得 ,故 .
∴椭圆方程为 .
故答案为: .
7.(2022·江苏 )若椭圆 的弦AB被点 平分,则AB所在的直线方程为______.
【答案】
【解析】设直线与椭圆的交点为
为 的中点, ;
两点在椭圆上,则
两式相减得 ;则 ; ;
故所求直线的方程为 ,即 ;
故答案为:
8.(2022·河北 )已知椭圆 的一个焦点与抛物线 的焦点重合,过点
且斜率为 的直线交椭圆 于 , 两点,若 是线段 的中点,则椭圆 的方程为 __.
【答案】
【解析】根据题意,抛物线 的焦点为 ,则椭圆 的焦点在 轴上,且 ,
可以设该椭圆的标准方程为: ,则 ,①
设 点坐标为 , , 点坐标为 , ,有 ②, ③,
② ③可得: ④,
又由直线 的斜率为 ,则 ,
的中点 的坐标为 ,则 、 ,
代入④中,可得 ,
又由 ,则 , ,
故要求椭圆的标准方程为: ;
故答案为: .
9.(2021·黑龙江 )已知椭圆 ,过 点作直线 交椭圆 于 , 两点,且点 是 的中点,则直线 的方程是___________.
【答案】
【解析】设 ,
因为点 是 的中点,可得 ,
由 ,两式相减得 ,
即 ,所以直线 的方程为 ,即 .
故答案为: .
10.(2022·湖南邵阳 )椭圆方程为 椭圆内有一点 ,以这一点为中点的弦所在
的直线方程为 ,则椭圆的离心率为______.
【答案】
【解析】设直线 与椭圆交于 ,则 .
因为AB中点 ,则 .又 ,相减得: .
所以 所以
所以 ,所以 ,即离心率 .故答案为: .