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专题20 椭圆
【练基础】
一、 单选题
1.(2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测)设 、 为椭圆 的两个焦点,M为C上一点.若
为等腰三角形,则 的内切圆半径为( )
A. 或 B. 或
C. 或 D. 或
【答案】D
【分析】讨论M点的位置,结合椭圆的几何性质求出 的面积,利用 (r为三角形内切圆半径,
l为三角形周长),即可求得答案.
【详解】由题意知椭圆 ,则其长半轴 ,短半轴 ,焦距 ,
当M点位于椭圆的短轴端点时,不妨设为A点,
此时 的面积为 ,
设 内切圆半径为r,则 ,
即 ;( 三角形内切圆半径公式的推导:
)
当M点不在椭圆短轴端点时,根据椭圆的对称性,不妨假设在第一象限内,
此时 ,此时 ,由 为等腰三角形,
可知 ,则 ,
的面积为 ,
则 ,即 ,
综合可得 的内切圆半径为 或 ,
故选:D
2.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 : 的右焦点和上顶点分别为 ,且焦距等于
4, 的延长线交椭圆于点 , ,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意得出直线 的方程,联立方程组,利用韦达定理求出点 的横坐标,再结合 即可求
出 的值,进而求出椭圆的离心率.
【详解】由题意可知: , ,则直线 的方程为: ,设 ,将直线方程与椭圆方程联立 ,整理化简可得:
,则 ,
又因为 ,所以 ,
则有 ,解得: ,所以 ,又 ,
所以椭圆 的离心率为 ,
故选: .
3.(2023·全国·深圳中学校联考模拟预测)已知一个离心率为 ,长轴长为4的椭圆,其两个焦点为 , ,在
椭圆上存在一个点P,使得 ,设 的内切圆半径为r,则r的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】在 中,利用余弦定理求得 ,再由
求解.
【详解】解:因为椭圆的离心率为 ,长轴长为4,
所以 ,
在 中,由余弦定理得: ,
,
解得 ,
所以 ,,
解得 ,
故选:D
4.(2022·四川雅安·统考一模)已知椭圆C: 的左焦点为 ,直线 与C交于点
M,N.若 , ,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由椭圆的对称性可知:四边形 为平行四边形,结合椭圆的定义并在 中利用余弦定理求出
关于 的值,进而可求出离心率.
【详解】设椭圆C的右焦点为 ,如图,连接 ,
因为 为 的中点,所以四边形 为平行四边形,
所以 , ,由椭圆的定义可得: ,
又因为 ,所以 ,
又因为 ,所以 ,
在 中,由余弦定理可得: ,也即 ,因为 ,所以 ,所以椭圆的离心率 ,
故选: .
5.(2023·黑龙江·黑龙江实验中学校考一模)已知椭圆C: 的左、右焦点分别为 (-c,0),
(c,0),若椭圆C上存在一点M使得 的内切圆半径为 ,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用 的面积相等,得到 ,得到 ,消去b,整理化简求出离心率的取值范围.
【详解】 的面积为 .
因为 的内切圆半径为 ,所以 的面积可表示为 .
所以 ,所以 .
因为 ,所以 .
两边平方得: ,
而 ,所以 ,整理得: ,
因为离心率 ,所以 ,解得: .
故选:A.
6.(2023·云南昆明·昆明一中校考模拟预测)画法几何创始人蒙日发现:椭圆上两条互相垂直的切线的交点必在
一个与椭圆同心的圆上,且圆半径的平方等于长半轴、短半轴的平方和,此圆被命名为该椭圆的蒙日圆.若椭圆
的蒙日圆为 ,则该椭圆的离心率为( )A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题可得 ,然后利用离心率公式即得.
【详解】由题可得 ,
∴ ,即椭圆为 ,
∴ .
故选:A.
7.(2023秋·广东广州·高三广州市第七中学校考阶段练习)已知椭圆 的左、右焦点分别为
, ,上顶点为 ,直线 与 的另一个交点为 .若 ,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由 求出B点坐标,代入椭圆方程,可求得离心率.
【详解】左、右焦点分别为 , ,上顶点为 ,∴ ,设 ,则 ,
由 ,根据勾股定理,有 ,即
解得 ,即 ,由 , , , , 三点共线,
∴ ,代入椭圆方程,有 ,化简得 ,
所以椭圆离心率为 .
故选:B
8.(2022·湖南永州·统考一模)已知椭圆 分别为其左、右焦点,过 作直线 轴交椭
圆 于 两点,将椭圆所在的平面沿 轴折成一个锐二面角,设其大小为 ,翻折后 两点的对应点分别为
,记 .若 ,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出 ,且 ,在 中分别使用余弦定理得
到 ,利用题干条件化简得到 ,求出 ,从而求出离心率.
【详解】将 代入 中,解得: ,
所以 ,且 ,
则在 中分别由余弦定理得,
,
所以
又由 得: ,所以 ,即 ,所以 ,即离心率为 .
故选:A.
二、多选题
9.(2023·福建福州·统考二模)已知曲线 ( )
A.若 ,则C是椭圆
B.若 ,则C是双曲线
C.当C是椭圆时,若 越大,则C越接近于圆
D.当C是双曲线时,若 越小,则C的张口越大
【答案】BD
【分析】对于AC,举反例即可判断;对于B,判断 的符号即可;对于D,由曲线是双曲线,可得
,整理成标准方程,得到对应的 ,即可判断.
【详解】对于A, 满足 ,
代入曲线 中,得 ,即 ,
表示以 为圆心,半径为2的圆,故A错误;
对于B,当 时, ,
所以 ,故C是双曲线,故B正确;
对于C,当 时,方程为 ,
为焦点在 轴上,长轴长为4,短轴长为 ,焦距为 的椭圆,离心率为 ,当 时,方程为 ,
为焦点在 轴上,长轴长为 ,短轴长为 ,焦距为 的椭圆,离心率为 ,
所以当 和 时,两个椭圆一样圆,故C错误;
对于D,当曲线 为双曲线时, ,
整理成 ,则 ,
当 越小,则 越大,因为顶点不变,此时焦点离顶点越远,图象的张口就越大,故D正确.
故选:BD.
10.(2023·全国·模拟预测)已知 , 分别为椭圆 的左、右焦点,过 的直线与C交于A,B
两点,若 , ,则( )
A.
B.椭圆C的离心率为
C.若椭圆C的短轴长为2,则椭圆C的方程为
D.直线 的斜率的绝对值为
【答案】AC
【分析】设出 ,根据等式关系,分别求出 ,再根椭圆定义即可得 ,将
中各个边长用 表示,可发现 是直角三角形,根据直角三角形中正切值的计算公式即可判断选项A正误;根据
,在 中,由勾股定理即可得离心率,判断选项B正误;根据离心率及短轴长为2,即可得选项C正误;直线 的斜率即为 ,根据离心率可找到 ,在 中,由余弦定理可得 ,进而
可得 ,从而判断选项D正误.
【详解】解:由题知 , ,
不妨设 ,则 ,即 ,
由椭圆的定义可知: ,
所以 ,
因为 ,即 ,解得 ,
所以 ,显然 ,
所以 是以 为直角的直角三角形,所以 ,故选项A正确;
因为 且 ,
所以在 中,由勾股定理知: ,
解得 ,故离心率 ,故选项B错误;
由于 ,因为 ,可得 ,
故椭圆方程为: ,故选项C正确;
根据对顶角相等可知 等于直线 的倾斜角,
由于 , ,所以 ,
在 中, 所以由余弦定理可得:,
所以 ,所以选项D错误.
故选:AC
11.(2023·浙江·校联考模拟预测)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,点 在椭圆上且在 轴上方,
若 的中点 在以原点 为圆心, 为半径的圆上,则( )
A.点 在第一象限 B. 的面积为
C. 的斜率为 D.直线 和圆 相切
【答案】BCD
【分析】对于A,设椭圆的上顶点为 , ,即可解决;对于B,求得 为等腰三角形即可解决;
对于C,由 ,即可解决;对于D,过 作 于 ,求得 即可解决;
【详解】由题知,椭圆 ,焦点在 轴上, ,
所以 , ,
所以 ,
所以 ,故B正确;
因为 的中点为 ,
所以 ,过 作 于 , ,故D正确;
因为 ,所以 为 中点, ,故C正确;
设椭圆的上顶点为 , ,
所以点 在第二象限,故A错误;
故选:BCD
12.(2023·全国·唐山市第十一中学校考模拟预测)已知 为椭圆 的左、右焦点, 为平面
上一点,若 ,则( )
A.当 为 上一点时, 的面积为9
B.当 为 上一点时, 的值可以为
C.当满足条件的点 均在 内部时,则 的离心率小于
D.当点 在 的外部时,在 上必存在点 ,使得
【答案】ACD
【分析】设 ,根据椭圆定义得 ,根据 得 ,两式联立可得 ,根
据直角三角形的面积公式即可得选项A的正误;将以上结论代入 中可求得 与 矛盾,由于
,所以点 在以 为直径的圆上,半径为 ,若点 均在 内部,只需 ,解出离心率范围即可,若点 在外部,只需 ,此时该圆与椭圆一定有交点,在交点处满足 ,可得选项D正误.
【详解】解:由题知 ,所以 ,
因为 为 上一点,且 ,
所以 为直角三角形,
设 ,
在 中,由勾股定理可得 ①,
由椭圆定义可知: ②,
②式的平方减①式可得:
,
所以 ,
故选项A正确;
若 ,因为 ,
所以 ,
解得 (舍),
故不存在,即选项B错误;
因为 ,则点 在以 为直径的圆上,
所以该圆的圆心为原点,半径为 ,
若 均在 内部时,则只需 即可,
即 ,即 ,
化简可得 ,解得 ,故选项C正确;
由于点 在以 为直径的圆上,
且半径 ,
当 在 的外部时有 ,
所以该圆与椭圆一定有交点,
记交点为 ,则该点既在圆上又在椭圆上,
所以有 成立,
故选项D正确.
故选:ACD
三、填空题
13.(2023·宁夏银川·校联考一模)椭圆 : 的左,右焦点分别为 , ,上顶点为 ,
离心率为 ,直线 将 分成面积相等的两部分,则 的取值范围是_________.
【答案】
【分析】根据已知条件求得 ,根据直线 与 轴的交点的位置进行分类讨论,由此列不等式来
求得 的取值范围.
【详解】依题意, ,解得 ,
所以椭圆 的方程为 ,
由于 , ,
所以 是等腰直角三角形,
所以 ,直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,
设直线 与 的交点为 ,与 轴的交点为 ,
①当 与 重合时, ,则 ,
所以 ,解得 .
②当 在 之间时, ,
所以 ,
由 解得 , ,
由 令 ,得 ,
所以 ,所以 ,
整理得 ,由 解得 .
③当 在 左侧,则 , ,
设直线 与 的交点为 ,
由 解得 ,
因为 ,所以 ,
,所以 ,
所以 ,
所以 .
综上所述, 的取值范围是 .
故答案为:
【点睛】求解椭圆的方程,关键点是根据已知条件求得 , 是 个未知数,需要 个条件,其中一个条件
是 ,另外的两个条件由题目给出,如本题中的 点坐标以及离心率,通过解方程组可求得 ,进而
求得椭圆的方程.
14.(2023·安徽·统考一模)已知直线 与椭圆 交于 两点,线段 中点 在直线
上,且线段 的垂直平分线交 轴于点 ,则椭圆 的离心率是__________.
【答案】
【分析】利用点差法证明二级结论 ,再结合 ,则两式相比可得 ,即,代入 即可求出离心率.
【详解】设 ,其中 ,显然点 在椭圆内,
记坐标原点为 ,直线 的斜率分别为 ,易知三条直线斜率均存在,
又 ,两式相减整理可得 ,
即 ,又 ,所以两式相比可得 ,
即 ,代入 ,整理可得 ,
所以离心率 .
故答案为: .
15.(2023·四川·校联考模拟预测) 为椭圆 上一点,曲线 与坐标轴的交点为 , , ,
,若 ,则 到 轴的距离为__________.
【答案】
【分析】首先表示出 , , , 的坐标,依题意可得 ,即可得到 为椭圆 上一点,
联立两椭圆方程,求出 ,即可得解.【详解】解:不妨设 , , , ,
则 , 为椭圆 的焦点,所以 ,
又 ,所以 ,
且 ,所以 在以 、 为焦点的椭圆上,且 ,所以 ,
所以 为椭圆 上一点,
由 ,解得 ,则 ,
故 到 轴的距离为 .
故答案为:
16.(2023·陕西西安·统考一模)在生活中,可以利用如下图工具绘制椭圆,已知O是滑杆上的一个定点,D可以
在滑杆上自由移动,线段 ,点E满足 ,则点E所形成的椭圆的离心率为____________.
【答案】 ##
【分析】根据给定条件,建立直角坐标系,结合几何关系求出椭圆方程即可求解作答.
【详解】由 , 得 ,以点O为原点,直线OD为x轴建立平面直角坐标系,如图,过E作 于C,交OA的延长线于P,过A作 于B,有 轴,
而 ,即 ,则点B是 的中点,且有 ,
因此 ,即 ,设 ,有 ,
于是 ,整理得点E的轨迹方程为 ,该椭圆长半轴长 ,短半轴长 ,
所以点E所形成的椭圆的离心率 .
故答案为:
【点睛】思路点睛:求解轨迹方程问题,设出动点坐标,根据条件求列出方程,再化简整理求解,还应特别注意:
补上在轨迹上而坐标不是方程解的点,剔出不在轨迹上而坐标是方程解的点.
四、解答题
17.(2023·内蒙古呼和浩特·统考一模)已知椭圆 的一个焦点为 ,且椭圆经过点
.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设A、B是x轴上的两个动点,且 ,直线AM、BM分别交椭圆于点P、Q(均不同于M),证明:
直线PQ的斜率为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)将 代入椭圆的方程,化简求值即可.(2)联立直线PQ和椭圆的方程,然后将 转化为 ,化简即可得到直线PQ的斜率为定值.
【详解】(1))由已知 ,得 ①,
设椭圆方程 ,代入点 得 ②,联立①②,
解得 , ,所以椭圆方程为 .
(2)由题可知直线PQ斜率存在,设直线PQ的方程为 .
设点 , ,
联立 得, ,满足 时,
有 , ,
由 可得 ,
即 ,即 ,
化简得 ,
代入韦达定理,可得 ,
又点 不在直线PQ上,因此 ,
所以 ,即 ,故直线PQ的斜率为定值 .
18.(2023·河南·统考模拟预测)已知椭圆 的右焦点 ,点 在椭圆 上.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过点 的直线 与椭圆 交于 , 两点.若 , ,求 的最小值( 是坐标
原点).【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆定义求出 ,再由焦点得 ,即可得解;
(2)设出点的坐标,利用向量得坐标间关系,代入点差法所得等式,可求出 ,即 是直线
上动点,再由点到直线距离求最小值即可.
【详解】(1)由题意,椭圆的焦点为 , ,
由椭圆定义知
所以
所以椭圆的标准方程为
(2)由题意知 ,设
由 , ,得 且
又 , 都在椭圆上,所以
两式作差,得
把 代入 式,得
又由 ,得
所以所以 到直线 的距离
经检验,此时垂足 在椭圆内部.
所以 的最小值为 .
【提能力】
一、单选题
19.(2022·四川遂宁·四川省遂宁市第二中学校校考模拟预测)已知抛物线C : 与椭圆C :
1 2
共焦点,C 与C 在第一象限内交于P点,椭圆的左右焦点分别为 ,且 ,则椭
1 2
圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据 得到 ,然后将点 代入抛物线方程得到 ,根据共焦点得到 ,最
后联立求离心率即可.
【详解】结合抛物线及椭圆的定义可得 在抛物线上,故 ,且 ,
∴ .
故选:B.
20.(2022秋·河北保定·高三河北省唐县第一中学校联考期中)若 ,椭圆C: 与椭圆D:的离心率分别为 , ,则( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
C. 的最大值为 D. 的最大值为
【答案】D
【分析】根据 ,求得两个椭圆的离心率,然后利用基本不等式求解.
【详解】解:因为 ,
所以 , ,
所以 ,
当且仅当 时,等号成立,
故 的最大值为 , 无最小值.
故选:D
21.(2022·河北·模拟预测)设 、 分别是椭圆 的左、右焦点, 为椭圆上的一点,若
的最大值为 ,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】结合椭圆的定义和均值不等式得到当且仅当 时等号成立,进而根据 可得
,从而结合离心率的范围即可求出结果.【详解】根据题意可知 ,
当且仅当 时等号成立,所以
,即 ,所以 ,即 ,
故选:A.
22.(2022·全国·清华附中朝阳学校校考模拟预测)已知椭圆和双曲线有相同的焦点 、 ,它们的离心率分别
为 、 ,点 为它们的一个交点,且 ,则 的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设椭圆的长半轴长为 ,双曲线的实半轴长 ,焦距 .结合椭圆与双曲线的定义,得 ,
,在 中,根据余弦定理可得到 , ,与 的关系式,进而可得 ,设
则有 ,所以 ,构造函数 ,利用导数求出函数的值域即可.
【详解】解:设椭圆的长半轴长为 ,双曲线的实半轴长 ,焦距 ,点 为第一象限交点.
则 , ,
解得 , ,
如图:在 中,根据余弦定理可得:
,
整理得 ,即 ,
设 则有 , ,
所以 ,即有 ,所以 ,
所以 = = = ,
设 ,
则 ,
令 ,得 ,
所以 在 上恒成立,
所以 在 上单调递减,
当 趋于 时, 趋于 ,当 趋于1时, 趋于2,
所以 ,
即: .故选:C.
23.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆 ,直线 与椭圆C交于A,B两点,O为原
点,若三角形AOB是等腰直角三角形,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将 代入C中,求得AB坐标,利用三角形AOB是等腰直角三角形,求得a,b的关系,从而求得离
心率.
【详解】将 代入C中,得 , ,由题意得 ,
即 , .
故选:D.
24.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆 的右焦点为 , 点 是椭
圆上三个不同的点, 则 “ 成等差数列” 是 “ ”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】利用焦半径公式结合充分条件、必要条件的定义可得正确的选项.
【详解】由题设有 ,
故
,
而 ,故 ,同理 , ,若 成等差数列,则 ,故 ,
若 ,则 即 ,
故 成等差数列,
故“ 成等差数列” 是 “ ”的充要条件,
故选:C
25.(2022·全国·高三专题练习)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
【分析】由条件列出 的齐次方程,由此可求椭圆离心率的值.
【详解】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 ,
故选:A.
26.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆 的左、右焦点分别为 、 ,经过 的直线交椭
圆于 , , 的内切圆的圆心为 ,若 ,则该椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】对 变形得到 ,进而得到以 ,结合椭圆定义
可求出 , , ,由余弦定理求解 关系式,求出离心率.
【详解】因为 ,所以 ,
如图,在 上取一点M,使得 ,连接 ,则 ,
则点I为AM上靠近点M的三等分点,所以 ,
所以 ,
设 ,则 ,
由椭圆定义可知: ,即 ,所以 ,
所以 , ,
故点A与上顶点重合,
在 中,由余弦定理得:
,在 中, ,
解得: ,
所以椭圆离心率为 .
故选:A
【点睛】对于求解圆锥曲线离心率问题,要结合题目中的条件,直接求出离心率或求出 的齐次方程,解出离
心率,本题的难点在于如何将 进行转化,需要作出辅助线,结合内心的性质得到三角形 三
边关系,求出离心率.
二、多选题
27.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆 的焦点分别为 , ,焦距为2c,过 的直
线与椭圆C交于A,B两点. , ,若 的周长为20,则经过点 的直
线( )
A.与椭圆C可能相交 B.与椭圆C可能相切
C.与椭圆C可能相离 D.与椭圆C不可能相切
【答案】AB【分析】利用给定条件,结合椭圆定义求出椭圆方程,再判断点 与椭圆的位置关系作答.
【详解】由椭圆的定义知 , ,设 ,则 ,
则 , ,而 ,即有 ,解得 ,
又 的周长为20,则有 ,解得 , ,
因为 ,即 ,解得 ,则 ,
椭圆C的方程为 ,显然 ,即点 在椭圆上,
所以经过点 的直线与椭圆C相交或相切.
故选:AB
28.(2023春·重庆万州·高三重庆市万州第二高级中学校考阶段练习)第24届冬季奥林匹克运动会圆满结束.根据
规划,国家体育场(鸟巢)成为北京冬奥会开、闭幕式的场馆.国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图所示,内
外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆,若椭圆 : 和椭圆 : 的离
心率相同,且 .则下列正确的是( )
A.
B.
C.如果两个椭圆 , 分别是同一个矩形(此矩形的两组对边分别与两坐标轴平行)的内切椭圆(即矩形的四条边与椭圆 均有且仅有一个交点)和外接椭圆,则
D.由外层椭圆 的左顶点 向内层椭圆 分别作两条切线(与椭圆有且仅有一个交点的直线叫椭圆的切线)与
交于两点 , 的右顶点为 ,若直线 与 的斜率之积为 ,则椭圆 的离心率为 .
【答案】BCD
【分析】由离心率相同及已知得到 、 ,即可判断A、B;由 在椭圆 上得到
,进而判断C;根据对称性确定 的坐标,结合斜率两点式得 判断D.
【详解】A:由 且 ,则 ,即 ,故错误;
B:由 ,得 ,则 ,所以 ,故正确;
C: 满足椭圆 方程 ,又 ,则 ,所以 , ,故正确;
D:由对称性知: 、 关于 轴对称, , , , , ,
,则 , ,故正确.
故选:BCD.
29.(2022·全国·高三专题练习)椭圆 : 的左、右焦点分别为 ,点 在椭圆 上,点 在以
为圆心, 的长轴长为直径的圆上,则下列说法正确的是( )
A.椭圆 的离心率为B. 的最大值为
C.过点 的直线与椭圆 只有一个公共点,此时直线方程为
D. 的最小值为
【答案】BD
【分析】利用椭圆标准方程直接求离心率即可判断A;根据椭圆定义以及基本不等式即可判
断B;直接考虑直线斜率不存在的情况即可判断C;利用椭圆的定义将 转化成
,进而根据几何关系求其最值即可判断D.
【详解】对于选项 ,由椭圆 的方程知 ,
所以离心率 ,故选项 不正确;
对于选项B, 由椭圆的定义可得 ,
所以 ,
即当且仅当 时, 的最大值为 ,故选项B正确;
对于选项C, 当直线的斜率不存在时,所求直线为 ,满足条件,故选项C错误;
对于选项D, 圆 : ,
所以 ,
故选项D正确;
故选:BD.
30.(2022·山东临沂·统考二模)如图,已知椭圆 , , 分别为左、右顶点, , 分
别为上、下顶点, , 分别为左、右焦点,点P在椭圆C上,则下列条件中能使C的离心率为 的是
( )A.
B.
C. 轴,且
D.四边形 的内切圆过焦点 ,
【答案】ABD
【分析】由椭圆方程依次写出顶点及焦点坐标,A选项直接计算即可判断;B选项由 即可判断;C选
项由 即可判断;D选项由 即可判断.
【详解】由题意知: ,设椭圆离心率为 ,
对于A, ,
即 ,同除 整理得 ,解得 ,又 ,故 ,A正确;
对于B, ,即 ,即 ,即 ,由上知,B正确;
对于C, 轴,由 ,解得 ,故 , ,即 ,
即 ,解得 ,则 ,故离心率 ,C错误;对于D,易得内切圆半径为 斜边上的高,即 ,若内切圆过焦点 , ,则 ,
整理得 ,同除 得 ,解得 ,又 ,则
,
故 ,D正确.
故选:ABD.
三、填空题(共0分)
31.(2023·上海·统考模拟预测)已知椭圆 与双曲线 有公共的焦点, 为右焦点,
为坐标原点,双曲线的一条渐近线交椭圆于 点,且点 在第一象限,若 ,则椭圆的离心率等于
_________.
【答案】
【分析】(1)联立直线方程 和 ,求得点 的坐标,然后将点 代入椭圆方程 ,化简整理,
即可求得本题答案.
【详解】设椭圆的右焦点为 ,依题意可得 ,
双曲线 的一条渐近线为 ,
因为 ,所以 ,
由 ,解得 ,即 ,又点 在椭圆上,所以 ,即 ,
即 ,即 ,即 ,
即 ,即 ,
即 ,即 ,
即 ,解得 或 (舍去),
所以椭圆方程为 ,则 ,所以椭圆的离心率 .
故答案为:
32.(2023·湖北·宜昌市一中校联考模拟预测)设椭圆 的离心率 ,C的左右焦点分别
为 ,点A在椭圆C上满足 . 的角平分线交椭圆于另一点B,交y轴于点D.已知
,则 _______.
【答案】
【分析】根据题意,作图,计算得 , ,再设角平分线交x轴于 ,根据角平分线的
性质,得到 ,进而得到直线 的方程,再得到 点,利用 ,得到 点,然后利用点差法,通
过计算化简,可得答案.【详解】
由点A在椭圆C上,且 ,设点 ,且 , ,
则
,
同理 ,
设角平分线交x轴于 ,根据角平分线的性质,可知
,
,
,解得, ,得 .
可得直线 .进而可得 ,
由 ,可得 ,
设 中点为M,则 . ,
点差法的结论,证明如下:
设 , , , 为 中点,故 ,两式作差得, ,
又由 , ,可整理得, ,
最后化简得, ,
进而得到, ,
得 .
因为 ,所以 ,
联立 ,解得 ,
所以 ,故 ,解得 .
故答案为: .
33.(2023·江苏南京·校考一模)已知椭圆 的两个焦点为 和 ,直线l过点 ,点
关于l的对称点A在C上,且 ,则C的方程为__________.
【答案】
【分析】根据向量的线性运算和数量积的性质化简 ,由条件结合椭圆的定义可求 ,由
求 ,可得椭圆方程.
【详解】因为A与 关于直线l对称,所以直线l为 的垂直平分线,又 ,
所以 ,由椭圆的定义可得 ,
设直线l与 交于点M,则M为 的中点,且 ,
所以
,
解得 或1(舍去),所以 , ,
则C的方程为: .
故答案为: .
34.(2023春·湖南岳阳·高三湖南省岳阳县第一中学校考阶段练习)已知椭圆 的右焦点为
,过坐标原点 的直线 与椭圆 交于A,B两点.在 中, ,且满足 ,则椭圆 的
离心率 的取值范围为______.
【答案】.【分析】引入椭圆的另一个焦点 ,根据椭圆的对称性,将 转化为焦点三角形的面积问题进行处理即可.
【详解】取椭圆的左焦点 ,连接 ,根据椭圆的对称性: ,
于是四边形 为平行四边形,由 ,故 ,记 ,
根据椭圆定义, ,在 中,根据余弦定理: ,
即 ,对 两边平方, ,故 ,
显然 ,根据三角形的面积公式: ,由 ,
即 ,不等式两边同时除以 ,整理得到 ,
结合椭圆离心率范围解得 ;
另一方面,由余弦定理结合基本不等式: ,解得
.
于是, .故答案为:
四、解答题(共0分)
35.(2023·河南焦作·统考模拟预测)已知 是椭圆 的右焦点,且 在椭圆 上,
垂直于 轴.
(1)求椭圆 的方程.
(2)过点 的直线 交椭圆 于 (异于点 )两点, 为直线 上一点.设直线 的斜率分别为 ,
若 ,证明:点 的横坐标为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据点 的坐标以及 垂直于 轴,可得 ,再将点 的坐标代入椭圆方程在结合椭圆
的关系解出 ,即可得出椭圆 的方程;
(2)设 ,根据已知设出直线 的方程为 ,则设点 的坐标为 ,将直
线 的方程与椭圆 的方程联立,根据韦达定理得出 与 ,根据斜率的两点公式得出,再根据直线 的方程消去式子中的 与 ,再结合韦达定理结果即可得出
,再结合已知与斜率的两点公式即可解出 ,即证明.
【详解】(1)由 垂直于 轴,可得 .
将点 代入 ,可得 ,
又 ,
解得 ,
所以椭圆 的方程为 ;
(2)证明:由(1)知, ,则椭圆 的右焦点坐标为 .
设直线 的方程为 ,点 的坐标为 .
设 ,
将直线 的方程与椭圆 的方程联立得: ,
恒成立,
由韦达定理知 , ,
又 , ,
所以
.
因为 ,则 ,所以 ,解得 ,即点 的横坐标为定值.
36.(2023·陕西商洛·统考一模)已知 分别是椭圆 的左、右焦点,Q是椭圆E的右顶点,
,且椭圆E的离心率为 .
(1)求椭圆E的方程.
(2)过 的直线交椭圆E于A,B两点,在x轴上是否存在一定点P,使得 , 为正实数.如果存
在,求出点P的坐标;如果不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,点
【分析】(1)设椭圆E的半焦距为c,写出 点坐标,根据条件计算 的值,结合 求出 ,可写
出椭圆方程;(2)由条件可知 是 的平分线,即 ,设出直线AB的方程,联立椭圆和直线方程,
计算 可求出点 坐标.
【详解】(1)(1)设椭圆E的半焦距为c,则 ,因为 ,
所以 .
又因为椭圆E的离心率为 ,所以 ,联立方程组 ,解得
所以 ,
椭圆E的方程为 .
(2)设存在点 ,使得 ,则 是 的平分线,
所以 .显然当 时一定成立.
当 时,设AB的方程为 ,与椭圆E的方程 联立消去x,得 .
设 ,则 , .
因为 ,所以 ,
即 ,所以 ,
所以 ,
即 ,即 ,所以 对一切实数m都成立.
故存在点 ,使得 成立.
37.(2023·辽宁·校联考一模)已知椭圆 离心率为 ,经过 的左焦点 斜率为1的直
线与 轴正半轴相交于点 ,且 .
(1)求 的方程;
(2)设M,N是 上异于 的两点,若 ,求 面积的最大值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据椭圆离心率和直线 斜率即可求出 ,则得到 值,即得到椭圆方程;
(2)设直线 ,联立椭圆方程得 ,得到韦达定理式,再利用
得到直线过定点 ,从而得到 ,通过换元和导数即可求出面积最值.
【详解】(1)由已知 ,可得 , .可得 ,
因为 斜率为1,所以 ,
因为 ,所以 ,则 ,则 ,
于是 的方程为 ;
(2)由(1)知 ,因为 ,所以 不垂直于 轴.
设直线 ,代入 得 .
当 时,
设 , ,则 , ①
因为 ,所以 ,而
即 ,根据 , ,
故 ,可得
.
将①代入上式可得 .因为 ,整理得 ,则 ,解得 ,
直线 经过定点 , .
因为 ,
所以 面积 .
设 ,则 ,则 , ,
设 , ,当 时, ,则 ,
所以当 ,即 时, 面积取最大值 .
【点睛】关键点睛:本题第二问的关键是采用设线法,设直线 ,联立椭圆方程得到韦达定理
式,利用 ,即 ,得到 ,再将韦达定理式整体代入化
简得 ,从而得到直线 经过定点 ,再求出面积表达式 ,利用换元法和导数即可求
出面积最值.
38.(2023·河南·统考模拟预测)设椭圆 : 的右焦点恰好是抛物线 的焦点,椭圆
的离心率和双曲线 的离心率互为倒数.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)设椭圆E的左、右顶点分别为A,B,过定点 的直线与椭圆E交于C,D两点(与点A,B不重合).证
明:直线AC,BD的交点的横坐标为定值.【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)直接求出抛物线焦点坐标得到 值,再结合双曲线离心率即可求出椭圆的离心率,则可求出椭圆方
程;
(2)设过点 的直线为 , ,联立椭圆方程得到韦达定理式,写出直线 ,
的方程,联立直线方程解出交点横坐标,将 以及韦达定理式代入化简计算为定值.
【详解】(1)因为抛物线 的焦点为 ,所以椭圆的半焦距 .
又因为双曲线的离心率是 ,所以椭圆的离心率 ,
从而 ,
所以椭圆 的标准方程为 .
(2)由(1)可得 .
若过点 的直线方程为 时,此时与椭圆交点为 点,不合题意,
故可设过点 的直线为 ,设 ,
联立 ,整理得 .
则 , , ,
则直线AC的斜率 ,直线BD的斜率
则直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,联立两条直线方程,解得 ,
将 代人上式,得 ,
将 代人,得 ,
所以直线 , 的交点的横坐标为定值 .