文档内容
押天津卷 18 题
椭圆大题
考点 2年考题 考情分析
近两年高考对于椭圆的考察整体难度中等,利用题干给的信
2023年天津卷第18题
解析几何之 息进行分析,得到需要的方程求解,分析难度整体不大,计
椭圆大题 算量较大。圆锥曲线椭圆大题的难度多来自联立方程之后的
2022年天津卷第19题
计算,往往需要考生有比较扎实的计算功底。
题型一椭圆
18.(15分)(2023•天津)设椭圆 的左、右顶点分别为 , ,右焦点为 ,已知
, .
(Ⅰ)求椭圆方程及其离心率;
(Ⅱ)已知点 是椭圆上一动点(不与顶点重合),直线 交 轴于点 ,若△ 的面积是△
面积的二倍,求直线 的方程.
【分析】(Ⅰ)由题意可得 ,求解 与 的值,再由隐含条件求解 ,则椭圆方程可求;
(Ⅱ)由题意可知,直线 的斜率存在且不为0,设直线方程为 ,取 ,得 ,分
别求出△ 的面积与△ 面积,再由已知列式求解 ,则直线方程可求.【解答】解:(Ⅰ)由题意可知, ,解得 ,
.
则椭圆方程为 ,椭圆的离心率为 ;
(Ⅱ)由题意可知,直线 的斜率存在且不为0,
当 时,直线方程为 ,取 ,得 .
联立 ,得 .
△ ,
,得 ,则 .
.
.
,即 ,得 ;
同理求得当 时, .
直线 的方程为 .19.(15分)(2022•天津)椭圆 的右焦点为 、右顶点为 ,上顶点为 ,且满足
.
(1)求椭圆的离心率 ;
(2)直线 与椭圆有唯一公共点 ,与 轴相交于 异于 .记 为坐标原点,若 ,且
的面积为 ,求椭圆的标准方程.
【答案】(1) ;(2) .
【分析】(1)根据 建立 , 的等式,再转化为 , 的等式,从而得离心率 的值;
(2)先由(1)将椭圆方程转化为 ,再设直线 为 ,联立椭圆方程求出点 的坐标,
再由△ 及 ,且 的面积为 建立方程组,再解方程组即可得解.
【解答】解:(1) , ,
,
, ,
;
(2)由(1)可知椭圆为 ,
即 ,设直线 ,联立 ,消去 可得:
,又直线 与椭圆只有一个公共点,
△ , ,
又 , ,
又 , ,
解得 , ,
又 的面积为 ,
, ,
又 , , , ,
椭圆的标准方程为 .
1.弦长公式
设直线与椭圆的交点坐标为A(x,y),B(x,y),
1 1 2 2
则|AB|=|x-x|=
1 2
或|AB|=|y-y|=,k为直线斜率且k≠0.
1 2
2.常用结论
已知椭圆+=1(a>b>0).
(1)通径的长度为.
(2)过左焦点的弦AB,A(x ,y),B(x ,y),则焦点弦|AB|=2a+e(x +x);过右焦点弦CD,C(x ,
1 1 2 2 1 2 3
y),D(x,y),则焦点弦|CD|=2a-e(x+x).(e为椭圆的离心率)
3 4 4 3 4
(3)A,A 为椭圆的长轴顶点,P是椭圆上异于A,A 的任一点,则 .
1 2 1 2
(4)AB是椭圆的不平行于对称轴的弦,O为原点,M 为AB的中点,则k ·k =-.
OM AB
(5)过原点的直线交椭圆于A,B两点,P是椭圆上异于A,B的任一点,则k ·k =-.
PA PB
(6)点P(x,y)在椭圆上,过点P的切线方程为+=1.
0 03.做题技巧
1若直线经过x轴上一点 时可以考虑解设直线方程为 。
2如果直线不明确经过椭圆内一点时,需要考虑计算△。
3直线与椭圆相切时△=0,此外切点的横坐标
1.设椭圆 的离心率等于 ,抛物线 的焦点 是椭圆 的一个顶点, 、
分别是椭圆的左右顶点.
(1)求椭圆 的方程;
(2)动点 、 为椭圆上异于 、 的两点,设直线 , 的斜率分别为 , ,且 ,求证:
直线 经过定点.
【答案】(1) ;
(2)证明过程见详解,定点 , .
【分析】(1)由抛物线的方程可得焦点 的坐标,由椭圆的离心率的值和它的一个顶点,可得 , 的值,
即求出椭圆的方程;
(2)设直线 的方程,与椭圆的方程联立,可得 的坐标,同理可得 的坐标,进而求出直线 的方
程,可证得直线 恒过定点的坐标.
【解答】(1)解: 的焦点 的坐标 ,
由 , , ,
因为 ,得 ,
所以椭圆的方程为: ;(2)证明:由(1)可知 , ,
由题意可知,直线 的斜率存在,且不为0,设直线 的斜率 ,
直线 的方程为 ,
联立 ,整理可得: ,
直线 过点 ,所以 ,
可得 ,
代入 ,得 ,
即 ,
直线 的方程为 ,代入椭圆方程,
同理: ,
若 ,即 ,
直线 的斜率 ,
直线 的方程为 ,
令 ,解得 ,
所以直线 过定点 ,
若 ,此时 ,直线 也过点 ,综上所述:直线 过定点 .
2.已知椭圆 的一个焦点与抛物线 的焦点 重合,抛物线的准线被 截得
的线段长为 .
(Ⅰ)求椭圆 的方程;
(Ⅱ)过点 作直线 交 于 , 两点,试问:在 轴上是否存在一个定点 ,使 为定值?若
存在,求出 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(Ⅰ) ;
(Ⅱ)存在, .
【分析】(Ⅰ)根据抛物线的焦点坐标公式、准线方程,结合椭圆中 , , 的关系进行求解即可;
(Ⅱ)先讨论直线斜率存在的情况,设直线方程,联立之后写出韦达定理,代入数量积公式表示 ,
化简计算之后得分子分母的比值关系,求解出 的横坐标,再将点 代入判断直线斜率不存在的情况是
否成立.
【解答】解:(Ⅰ)抛物线的焦点 ,准线方程为 ,
因为椭圆 的一个焦点与抛物线 的焦点 重合,
所以 ,
因为抛物线的准线被 截得的线段长为 ,
所以点 在椭圆上,
所以 ,
解得 , ,
所以椭圆 的方程为 .(Ⅱ)假设存在符合条件的点 ,设 , , , ,
则 ,
,
①当直线 的斜率不为0时,设直线 的方程为 ,
由 ,得 ,则 ,
所以 ,
因此 ,若对于任意的 值,上式为定值,
则 ,解得 ,此时, 为定值.
②当直线 的斜率为0时, ,
综合①②知,符合条件的点 存在,其坐标为 .
3.已知椭圆 过点 ,焦距是短半轴长的 倍.
(Ⅰ)求椭圆 的方程;
(Ⅱ)点 , , 是椭圆 上的三个不同点,线段 交 轴于点 异于坐标原点 .且总有
的面积与 的面积相等,直线 , 分别交 轴于点 , 两点,求 的值.
【答案】(Ⅰ) ;
(Ⅱ)4.
【分析】(Ⅰ)根据题意列方程即可求解;
(Ⅱ)因为 的面积与 的面积相等,所以 , 两点关于 轴对称,设直线 ,则可得 ,联立 与椭圆方程,由韦达定理可得 ,进一步可得直线 的方程为:
,令 ,则 ,所以 .
【解答】解(Ⅰ):设椭圆的半焦距 ,由题意得 ,
解得 ,
椭圆的方程 ;
(Ⅱ)因为 的面积与 的面积相等,所以 , 两点关于 轴对称,
由题意直线 斜率 存在且不为0,并且纵截距不为0,
设直线 , , , , ,则 ,
联立 ,化简得 ,
则
又直线 的方程为: ,令 ,
则,
所以 .
4.在平面直角坐标系 中,椭圆 的左焦点为点 ,离心率为 ,过点 且与
轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为3.
(Ⅰ)求椭圆 的方程;
(Ⅱ)设不过原点 且斜率为 的直线 与椭圆 交于不同的两点 , ,线段 的中点为 ,直线
与椭圆 交于两点 , ,证明: .
【答案】(Ⅰ) ;
(Ⅱ)证明见解答
【分析】(Ⅰ)根据已知可得关于 , , 的方程组,求解即可;
(Ⅱ)设直线 的方程为 ,与椭圆方程联立,可得根与系数的关系,从而可得 的中
点 的坐标,进而可得直线 的方程,与椭圆方程联立,可得点 , 的坐标,分别计算 ,
,即可得证.【解答】(Ⅰ)解:依题意, ,解得 ,
所以椭圆 的方程为 .
(Ⅱ)证明:设直线 的方程为 ,设点 , , , ,
联立 ,
消去 ,整理得 ,
△ ,即 ,即 且 ,
由韦达定理得 ,
所以 中点 ,
所以直线 方程为 ,设点 在第二象限,
联立方程组 ,解得 , ,
所以 ,
,所以 .
5.已知椭圆 过点 ,且椭圆 的离心率为 .
(Ⅰ)求椭圆 的方程;
(Ⅱ)若动点 在直线 上,过 作直线交椭圆 于 , 两点,且 为线段 中点,再过 作
直线 .证明:直线 恒过定点,并求出该定点的坐标.
【答案】
【分析】(Ⅰ)点 在椭圆上,将其代入椭圆方程,又因为 ,解方程组得到 , ,由此能求出
椭圆方程.
(Ⅱ)点 在直线 上,则可得 ,当直线 的斜率存在时设斜率为 ,得到直线 中点,
根据点 的横坐标解得 ,由 可得直线 的斜率及其含参数 的方程,分析得直线是否恒过定点,
注意还要讨论直线 的斜率不存在的情况.
【解答】(Ⅰ)解: 点 在椭圆上,
,解得 ,
椭圆 的离心率为 , ,
,解得 ,
椭圆 的方程为 .
(Ⅱ)证明:设 , ,
①当直线 的斜率存在时,
设直线 的方程为 , , , , ,
由 ,得: ,
,
为 中点, ,即 ,
.
, ,
直线 的方程为 ,
即 ,
直线 恒过定点 , .
②当直线 的斜率不存在时,
直线 的方程为 ,
此时直线 为 轴,也过点 , .
综上所述,直线 恒过定点 , .
6.已知椭圆 与椭圆 有相同的离心率,椭圆 焦点在 轴上且经过点 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)设 为椭圆 的上顶点,经过原点的直线 交椭圆 于 、 ,直线 、 与椭圆 的另一个
交点分别为点 和 ,若 与 的面积分别为 和 ,求 取值范围.
【分析】(1)由题意,根据椭圆 与椭圆 有相同的离心率,得到椭圆 的离心率,设出
椭圆 的方程,将点 代入方程中,结合 , , 之间的关系,进而可得椭圆 的方程;(2)设点 , 在第一象限和 轴正半轴上,根据椭圆方程得到 ,设出直线 和 的
方程,将其与椭圆方程联立,得到 和 的表达式,进而可得 的表达式,结合 再
进行求解即可.
【解答】解:(1)易知椭圆 的离心率 ,
因为椭圆 与椭圆 有相同的离心率,
所以 ,①
不妨设椭圆 的方程为 ,
因为椭圆 过点 ,
所以 ,②
又 ,③
联立①②③,解得 , ,
则椭圆 的标准方程为 ;
(2)由(1)知 ,
不妨设点 , 在第一象限和 轴正半轴上,
可得 , ,
因为点在椭圆 上,
所以 ,此时 ,
易知直线 、 的斜率存在且不为0,
不妨设直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,
此时 ,
不妨设直线 的方程为 ,
联立 ,消去 并整理得 ,
此时 ,
同理得 ,
联立 ,消去 并整理得 ,
此时 ,
同理得 ,
所以
,
易知 ,
故 的取值范围为 .7.已知椭圆 的上、下顶点为 、 ,左焦点为 ,定点 , .
(Ⅰ)求椭圆 的标准方程;
(Ⅱ)过点 作斜率为 的直线 交椭圆 于另一点 ,直线 与 轴交于点 在 , 之间),
直线 与 轴交于点 ,若 ,求 的值.
【答案】(Ⅰ) ;
(Ⅱ) 或 .
【分析】(Ⅰ)由题意 , 的值,进而求出 的值,可得椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线 的方程,与椭圆的方程联立,可得点 的坐标,由题意求出点 的横坐标,求出直线
的斜率,由题意可得 的坐标,由 的比值,可得 的表达式,由题意可得 的值.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可得 , ,又因为定点 , ,
可得 为 的中点,所以 ,可得 , ,
所以 ,
所以椭圆 的标准方程为: ;
(Ⅱ)设直线 的方程为 ,
与椭圆 的方程联立 ,整理可得: ,
,可得 ,
所以 ,直线 与 轴交于点 ,令 ,所以 ,
所以直线 的斜率为 ,
直线 的方程为 ,令 ,可得 ,
由 ,
,
所以 ,即 ,
即 ,解得 或 ,
所以 的值为 或 .
8.已知椭圆 的右焦点为 ,左、右顶点分别为 , ,离心率为 ,过点 且与
轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为2.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)若 为直线 上一动点,且直线 , 分别与椭圆交于 , 两点(异于 , 两点),
证明:直线 恒过一定点.
【答案】(Ⅰ) ;
(Ⅱ)证明过程见解析.
【分析】(Ⅰ)根据题意列出关于 , , 的方程组,求出 , , 的值,即可得到椭圆的方程;
(Ⅱ)由题意设 ,设直线 的方程为 , , , , ,联立直线 与椭圆方程,利用韦达定理可得 , ,由 , , 三点共线, , , 三点
共线,可得 ,化简得 ,
当 变化时,上式恒成立,列出关于 , 的方程组,求出 得值即可得到直线 过定点坐标.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可得 ,
解得 , , ,
椭圆方程为 ;
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)可得 , ,
由题意设 ,设直线 的方程为 , , , , ,
联立方程 ,整理可得: ,
△ ,即 ,
, ,
, , 三点共线, , , 三点共线,
, ,
,
,,即 ,
,化简得 ,
当 变化时,上式恒成立,
,解得 ,
直线 的方程为 ,即直线 过定点 .
9.已知椭圆 的离心率为 ,点 到椭圆右焦点距离等于焦距.
(1)求椭圆方程;
(2)过点 斜率为 的直线 与椭圆交于 , 两点,且与 轴交于点 ,线段 的垂直平分线与 轴,
轴分别交于点 ,点 为坐标原点,求 的值.
【答案】(1) ;
(2) .
【分析】(1)椭圆的右焦点坐标为 ,由已知及两点间的距离公式可求出 ,由离心率可求出 ,再
由 , , 的关系求出 ,从而可得椭圆方程;
(2)设 , 所在直线方程为 ,与椭圆方程联立,可得根与系数的关系,求出点 , , ,
的坐标,由三角形面积公式及已知条件即可求出 的值.
【解答】解:(1)椭圆的右焦点的坐标为 ,
因为点 到椭圆右焦点距离等于焦距,
所以 ,解得 ,又离心率 ,所以 ,由 ,可得 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)设 , 所在直线方程为 , , , , ,
,消去 整理得 ,
则 ,△ , ,
, 的中点为 ,则 , ,
线段 的中垂线方程为
则 , ,
所以 ,
因为 ,所以 ,
解得 或 (舍 ,
所以 .
10.设椭圆 的左顶点为 ,离心率为 .
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)若 是椭圆 的左焦点, 、 分别是椭圆 的左、右顶点, 是椭圆 一点(不与顶点重合),
直线 交 轴于点 ,且 ,△ 的面积是△ 面积的 倍,求直线 的斜率.
【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ) .
【分析】(Ⅰ)由题意,根据题目所给信息以及 , , 之间的关系,列出等式再进行求解即可;
(Ⅱ)设出直线 的方程,将直线 的方程与椭圆方程联立,利用韦达定理以及三角形面积公式再进
行求解即可.
【解答】解:(Ⅰ)因为椭圆 的左顶点为 ,离心率为 ,
所以 ,
解得 , ,
则椭圆 的方程为 ;
(Ⅱ)易得直线 的斜率存在且不为0,
不妨设直线 的方程为 ,
令 ,
解得 ,
联立 ,消去 并整理得 ,
由韦达定理得 ,
又 ,
所以 ,
易知 ,所以 , ,
此时 ,
因为△ 的面积是△ 面积的 倍,
所以 ,
可得 ,
又 ,
因为 , 同号,
所以 ,
解得 .
故直线 的斜率为 .
11.已知椭圆 的离心率为 ,其左,右焦点分别为 , ,点 是坐标平面内
一点,且 ,其中 为坐标原点.
(1)求椭圆 的方程;
(2)过点 且斜率为 的动直线 交椭圆于 , 两点,求弦 的垂直平分线在 轴上截距的最
大值.
【分析】(1)根据离心率公式及,两点之间的距离公式和向量的坐标运算,即可求得 和 的值,求得椭
圆方程;(2)设直线 的方程,代入椭圆方程,利用韦达定理及中点坐标公式,当直线的斜率存在时,利用直线的
点斜式方程,求得 的垂直平分线方程,令 ,求得 ,利用基本不等式即可求得弦 的垂直平分
线在 轴上截距的最大值.
【解答】解:(1)由椭圆的离心率 ,则 ,设 ,则 ,
又 , , ,
所以 ,从而 , ,
所以椭圆方程 ;
(2)设直线 方程为 ,设 , , , ,
联立方程组 ,消去 ,整理得 ,
显然△ ,
, ,
则 ,
则 的中点坐标为 ,
当直线 的斜率 为0时, 的垂直平分线为 轴,横截距为0,
当 时, 垂直平分线的方程为 ,
令 ,则 ,
当 , ,当 时, ,那么 ,
当且仅当 时,即 ,
所以,当 时,弦 的垂直平分线在 轴上的纵截距的最大值为 .
12.已知椭圆 的离心率为 分别为椭圆 的左,右顶点和坐标原点,点
为椭圆 上异于 , 的一动点, 面积的最大值为 .
(1)求 的方程;
(2)过椭圆 的右焦点 的直线 与 交于 , 两点,记 的面积为 ,过线段 的中点 作
直线 的垂线,垂足为 ,设直线 , 的斜率分别为 , .
①求 的取值范围;
②求证: 为定值.
【答案】(1) .
(2)① , .
②定值为 .
【分析】(1)由题意知 ,解得 , ,即可得出答案.
(2)①设直线 方程为 , , , , , , ,联立直线 与椭圆的方程,
结合韦达定理可得 , ,则 ,利用换元法,结合基本不等式,即可得出答案.
②由中点坐标公式可得 的坐标, 点的坐标,计算 ,进而可得答案.
【解答】解:(1)由题意知 ,
解得 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)①设直线 方程为 , , , , , , ,
联立 ,得 ,
所以△ ,
, ,
,
所以 ,
令 , ,
所以 ,
所以 的取值范围 , .
②证明: ,所以 ,
所以 , , ,
所以
,
所以 为定值.
13.已知椭圆 , , 分别是椭圆 的左、右焦点,点 为左顶点,椭圆上的点
到左焦点距离的最小值是焦距的 .
(1)求椭圆 的离心率;
(2)直线 过椭圆 的右焦点 ,与椭圆 交于 , 两点(点 在第一象限).且 面积的最大
值为 ,
求椭圆 的方程;
若直线 , 分别与直线 交于 , 两点,求证:以 为直径的圆恒过右焦点 .
【答案】(1) ;
(2) ; 证明见详解.
【分析】(1)由题意可得 ,化简即可求得椭圆离心率;(2) 由(1)表示出点 的坐标,设出椭圆方程和直线 的方程,设 、 的坐标,联立方程组,结
合韦达定理表示出 的面积,由基本不等式求出面积的最大值,再结合题设条件即可求出椭圆方程;
由 写出点 、 的坐标,表示出直线 、 的方程,结合直线 表示出 、 的坐标,求
出向量 , 的坐标,再求其数量积为0,从而证明 ,即可证明结论.
【解答】解:(1)由题意可得 ,
,椭圆的离心率为 .
(2) 由(1)可知 ,
设椭圆方程为 ,
由题意可知直线 的斜率显然不为0,
设直线 方程为: , , , , ,
联立 ,
消去 整理得 ,
由题意知△ 恒成立,
则 ,
则 ,
令 ,则 ,,
因为 在 , 上单调递增,
当 时, 有最大值,
,
, ,
椭圆方程为: ;
证明:由 知 , ,
, ,
直线 的方程为: ,直线 的方程为: ,
, ,
, ,
由 ,得 , , ,
,,
以 为直径的圆恒过右焦点.
14.已知椭圆 的离心率为 ,左,右焦点分别为 , ,过点 的直线与椭圆
相交于点 , ,且△ 的周长为8.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)椭圆 的左,右顶点分别为 , ,上顶点为 ,若过 且斜率为 的直线 与椭圆 在第一象限
相交于点 ,与直线 相交于点 ,与 轴相交于点 ,且满足 ,求直线
的方程.
【答案】(Ⅰ) ;
(Ⅱ) .
【分析】(Ⅰ)由已知可求 , ,进而可求椭圆方程;
(Ⅱ)设直线 的方程为 ,求得点 , 的坐标,利用已知可求得 ,进而可求直线方程.
【解答】解:(Ⅰ)由题设得 ,所以 ,又离心率为 ,解得 , ,
所以椭圆 的标准方程为 ;
(Ⅱ)因为 ,所以设直线 的方程为 ,且 ,
联立 ,整理可得: ,
则 ,故 ,则 ,所以 ,
又直线 的方程 ,联立 ,整理可得: ,
所以 ,则 ,且满足 ,
所以直线 的方程为 ,即 .
15.已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,点 ,直线 的倾斜角为 ,
原点 到直线 的距离是 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)已知直线 与椭圆 相切,切点 在第二象限,过点 作直线 的垂线,交椭圆 于 , 两点
(点 在第二象限),直线 交 轴于点 ,若 ,求直线 的方程.
【答案】(1) .
(2) .
【分析】(1)设出直线 的方程,由原点 到直线 的距离是 ,列方程解出 ,进而求出椭圆
的标准方程;
(2)设直线 的方程为 ,与椭圆方程联立,令△ ,解出 和切点 的
坐标;由已知,直线 的方程为 ,与椭圆方程联立,可得 , 的坐标;由于 与
的面积相等,且 ,可得 ,结合 列方程,求出 , ,得到直线 的
方程.
【解答】解:(1)因为点 ,且直线 的倾斜角为 ,所以直线 的方程为 ,所以 , ,即 ,
又原点 到直线 的距离是 ,
所以 ,所以 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)由题意知,直线 的斜率存在且不为0,
设直线 的方程为 ,则直线 的方程为 .
联立 ,消去 ,化简得 .
因为直线 与椭圆 相切,所以△ ,即 ,
化简得 ,且切点为 , .
联立 ,消去 ,得 ,解得 ,
所以 , , , ,
因为 为 的中点,所以 与 的面积相等,
又 ,所以 ,
所以 ,即 ,
所以 ,即 ,
又 ,所以 ,解得 .因为 , ,所以 , ,
故直线 的方程为 .
16.已知椭圆 的离心率 ,且点 , 在椭圆 上.
(1)求椭圆 的方程;
(2)若椭圆 的左焦点为 ,右顶点为 ,点 , 是椭圆 上的动点,直线 与 轴交于
点 ,点 是 轴上一点, , 与椭圆 交于点 ,若 的面积为 ,求直线 的
方程.
【分析】(1)由离心率及过的点的坐标和 , , 之间的关系求出椭圆的标准方程;
(2)由(1)得 , 的坐标,设直线 的方程,与椭圆联立得 的坐标,由题意得 点的坐标,再
由题意得 的坐标,所以表示出面积,再由没觉得值得到直线 的方程.
【解答】解:(1)由题意得 , , ,解得: , ,
所以椭圆的方程: ;
(2)由(1)得左焦点 , , ,设直线 ,由题意得 ,
,
, 直线 的方程: ,令 ,则 ,所以点 ,所以
,
所以直线 ,联立与椭圆的方程整理得: , ,所以点
, ;联立直线 与椭圆的方程整理得: ,解得: , ,
,所以点 , ,
所以点 , 关于原点对称,即直线 过原点,
,由题意得: ,解得: ,
由点 , 得, ,所以直线 为: ,
即直线 .
17.已知椭圆 的离心率为 ,左,右顶点分别为 , ,点 , 为椭圆上异
于 , 的两点, 面积的最大值为2.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设直线 , 的斜率分别为 , ,且 .
求证:直线 经过定点.
设 和 的面积分别为 , ,求 的最大值.
【答案】(1) ;
(2) 证明见解析; .
【分析】(1)根据题意可得出关于 、 、 的方程组,解出这三个量的值,即可得出椭圆 的方程;
(2) 分析可知直线 不与 轴垂直,设直线 的方程为 ,可知 ,设点 , ,
, .将直线 的方程的方程与椭圆 的方程联立,列出韦达定理,利用 求出 的值,即
可得出直线 所过定点的坐标;写出 关于 的函数关系式,利用对勾函数的单调性可求得 的最大值.
【解答】解:(1)当点 为椭圆 短轴顶点时, 的面积取最大值,
且最大值为 ,
由题意可得 ,解得 ,
所以椭圆 的标准方程为 .
(2) 证明:设点 , 、 , ,
若直线 的斜率为零,则点 、 关于 轴对称,则 ,不合乎题意;
设直线 的方程为 ,由于直线 不过椭圆 的左、右焦点,则 ,
联立 ,消去 可得 ,
△ ,可得 ,
由韦达定理可得 ,
则 ,
所以, ,
解得 ,
即直线 的方程为 ,故直线 过定点 .
由韦达定理可得 ,所以, ,
,则 ,
因为函数 在 上单调递增,故 ,
所以, ,当且仅当 时,等号成立,
因此, 的最大值为 .
18.已知椭圆 的右顶点为 ,上顶点为 , 为坐标原点,椭圆内一点 满足
, .
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)椭圆上一点 在第一象限,且满足 , 与椭圆交于点 ,直线 交 的延长线于
点 .若 的面积为 ,求椭圆的标准方程.
【答案】(Ⅰ) .
(Ⅱ) .
【分析】(Ⅰ)由 ,得 为 的中点,进而可得 点坐标,则 ,进而
可得 ,又 ,推出 ,进而可得答案.
(Ⅱ)根据题意可得 ,写出直线 的方程为 ,联立椭圆的方程,解得, ,解得 点的坐标,由对称性可得 点的坐标,写出 直线的方程,进而解得直线
|PQ|
与 交点的坐标,写出直线 的方程为 ,计算点 到直线 的距离为 , ,即可得
出答案.
a
M(
【解答】解:(Ⅰ)因为OM MA,所以M 为OA的中点,所以 2, 0) ,
a2
b2
|BM | 4 6
因为
|AB| a2 b2 4 ,解得a2 5b2
,
因为a2 b2 c2 ,所以c2 4b2
,
c 2b 2 5
e
a 5b 5
所以离心率 .
3
AMP k tanAMP
(Ⅱ)因为 6 ,所以 MP 3 ,
3 a
y (x )
所以直线MP的方程为 3 2 ,
3 a
y (x )
3 2
x2 y2
1
a2 1 a 7a
a2 x x
联立 5 ,32x2 20ax7a2 0,解得 1 4 , 2 8 ,
7a 3a 7a 3a
x y P( )
因为P在第一象限,所以 P 8 , P 8 ,则 8 , 8 ,
7a 3a
Q( )
因为P, Q 关于原点对称,所以 8 , 8 ,
3a
0
8 3
k
AQ 7a 15
a
因为 A(a,0) ,所以 8 ,
3
y (xa)
所以直线 AQ 的方程为 15 , 3 a
y (x )
3 2
3 3a 3a
y (xa) x y
联立 15 ,解得 8 , 24 ,
3a
8 3
k
PQ 7a 7
所以 8 ,
3
y x
直线 PQ 的方程为 7 ,即 3x7y0 ,
3 3a 7 3
| a|
8 24 3
d a
所以点D到直线 PQ 的距离为 349 3 13 ,
7a 3a 13a 1 3a2 5 3
|PQ|2 ( )2 ( )2 S PQd
因为 8 8 2 ,所以 PDQ 2 12 12 ,解得a2 5,
x2
y2 1
所以椭圆的方程为 5 .
y2 x2
C: 1(ab0)
19.在平面直角坐标系
xOy
中,椭圆
a2 b2
的上,下焦点分别为
F
2,
F
1,椭圆上的任意
F
一点到下焦点 1的最大距离为3,最小距离为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设过点 A(0,2) 的直线 l与椭圆 C相交于点 B,垂直于 l的直线与 l交于点 P,与 x轴交于点
Q,BF
2
QF
2
0 ,且POAPAO,求直线l的方程.
y2 x2
1
【答案】(1) 4 3 .
2 6 2 6
y x2 y x2
(2) 3 或 3 .
ac3
ac1
【分析】(1)根据题意可得
a2 b2 c2
,解得a,c,b,进而可得答案.(2)由题意知直线l的斜率存在,设直线l的方程为 ykx2 ,k 0, B(x 1, y 1 ) ,联立椭圆的方程,解
得 x 1, y 1,进而可得B点的坐标,由POAPAO,则P为OA的垂直平分线与l的交点,进而可得P
点坐标,由于 l PQ l ,可得直线 PQ 的方程,进而可得 Q 点坐标,由 BF 1 QF 1 0 ,解得k,即可得出答案.
【解答】解:(1)设椭圆C的半焦距为c,长半轴为a,
ac3
ac1
由已知可得
a2 b2 c2
,解得a2,c1,b 3,
y2 x2
1
所以椭圆C的方程为 4 3 .
(2)由题意知直线l的斜率存在,设直线l的方程为 ykx2 ,k 0, B(x 1, y 1 ) ,
ykx2
联立3y2 4x2 12
,得
(3k2 4)x2 12kx0
,
12k 12k 6k2 8
x y 2
所以 1 3k2 4 , 1 3k2 4 3k2 4 ,
12k 6k2 8
B( )
所以 3k2 4, 3k2 4 ,
因为POAPAO,则P为OA的垂直平分线与l的交点,
y1
1
x
联立ykx2
,解得 k ,
1
P(
所以 k , 1) ,
l l
因为 PQ ,
1 1
y1 (x )
所以直线 PQ 的方程为 k k ,
1
Q(k
所以直线 PQ 与x轴的交点 k , 0) ,
F (0,1)
又因为 2 , 12k 9k2 4 1
BF ( ) QF ( k
所以 1 3k2 4,3k2 4 , 2 k , 1) ,
BF QF 0
因为 1 1 ,
12k 1 9k2 4
( )( k) 0
所以 3k2 4 k 3k2 4 ,
8
k2
解得 3,
2 6
k
所以 3 ,
2 6 2 6
y x2 y x2
所以直线l的方程为 3 或 3 .
x2 y2 2
1(ab0)
20.已知椭圆a2 b2 右焦点为F ,已知椭圆短轴长为4,离心率为 2 .
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线 l:ykxt(t 0) 与椭圆相交于M 、N两点,线段MN 垂直平分线与直线l及x轴和 y 轴相交
于点D、E、G,直线GF 与直线x4相交于点H ,记三角形EFG与三角形GDH 的面积分别为 S 1, S 2,
S
1
S
求 2 的值.
x2 y2
1
【答案】(1) 8 4 ;
1
(2)4 .
c 2
e
【分析】(1)由椭圆短轴长为4,可得b2,结合 a 2 和a2 b2 c2 ,可求出a2 2 ,c2,即
可求出椭圆的方程;
(2)由(1)可得右焦点 F(2,0) ,再由线段MN 的垂直平分线与x, y 轴都相交,得k 0,联立方程组得
4kt
x x
(12k2)x2 4ktx2t2 80
, 设 出
M(x
1,
y
1
)
,
N(x
2,
y
2
)
, 由 韦 达 定 理 得
1 2 12k2
,2t 2kt t
y y D( , )
1 2 12k2 ,由中点坐标公式可得 12k2 12k2 ,再由两直线互相垂直可得直线DG的方程,即
kt t t
E( ,0) G(0, ) H(4, )
可求得
12k2
,
12k2
,同理可得
12k2
,由对称性可知
|DE||EG|
,
|GF||FH |
,结
合三角形的面积公式即可求出结果.
c 2
e
【解答】解:(1)由题意可得2b4,即b2,又 a 2 ,且a2 b2 c2 ,
解得:a2 2 ,c2,
x2 y2
1
椭圆的方程为 8 4 .
x2 y2
1
(2)由(1)知椭圆的方程为 8 4 ,右焦点 F(2,0) ,
由直线 l:ykxt(t 0) ,且线段MN 的垂直平分线与x, y 轴都相交,k 0,
ykxt
x2 y2
联立 8 4 1 ,消去 y 并化简得: (12k2)x2 4ktx2t2 80 ,
8(8k2 t2 4)0
此时需满足△ ,
M(x y ) N(x y )
设 1, 1 , 2, 2 ,
4kt 2t
x x y y k(x x )2t
则
1 2 12k2
,
1 2 1 2 12k2
,
2kt t
D( , )
12k2 12k2 ,
t 1 2kt
y (x )
线段MN 的垂直平分线的方程为 12k2 k 12k2 ,
kt kt
x E( ,0)
令
y0
,解得
E 12k2
,则有
12k2
,
t t
y G(0, )
令x0,解得 G 12k2 ,则有 12k2 ,
D,G关于E点对称, |DE||EG| ,t
0
12k2 t(x2)
y0 (x2) y
直线GF 的方程为 20 ,即 24k2 ,
t t
y H(4, )
令x4,解得 H 12k2 ,则有 12k2 ,
G,H 关于F 对称, |GF||FH | ,
1
GEGFsinEGF
S 2 1
1
S 1 4
2 GDGHsinDGH
2 .