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【一轮复习讲义】2024年高考数学高频考点题型归纳与方法总结(新高考通用)
第 42 练 直线与椭圆(精练)
刷真题 明导向
一、单选题
1.(2023·全国·统考高考真题)已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,直线 与C
交于A,B两点,若 面积是 面积的2倍,则 ( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先联立直线方程与椭圆方程,利用 ,求出 范围,再根据三角形面积比得到关于 的方
程,解出即可.
【详解】将直线 与椭圆联立 ,消去 可得 ,
因为直线与椭圆相交于 点,则 ,解得 ,
设 到 的距离 到 距离 ,易知 ,
则 , ,
,解得 或 (舍去),
故选:C.二、填空题
2.(2022·全国·统考高考真题)已知直线l与椭圆 在第一象限交于A,B两点,l与x轴,y轴分
别交于M,N两点,且 ,则l的方程为 .
【答案】
【分析】令 的中点为 ,设 , ,利用点差法得到 ,设直线 ,
, ,求出 、 的坐标,再根据 求出 、 ,即可得解;
【详解】[方法一]:弦中点问题:点差法
令 的中点为 ,设 , ,利用点差法得到 ,
设直线 , , ,求出 、 的坐标,
再根据 求出 、 ,即可得解;
解:令 的中点为 ,因为 ,所以 ,
设 , ,则 , ,
所以 ,即
所以 ,即 ,设直线 , , ,
令 得 ,令 得 ,即 , ,所以 ,
即 ,解得 或 (舍去),
又 ,即 ,解得 或 (舍去),
所以直线 ,即 ;
故答案为:
[方法二]:直线与圆锥曲线相交的常规方法
解:由题意知,点 既为线段 的中点又是线段MN的中点,
设 , ,设直线 , , ,
则 , , ,因为 ,所以
联立直线AB与椭圆方程得 消掉y得
其中 ,∴AB中点E的横坐标 ,又 ,∴
∵ , ,∴ ,又 ,解得m=2
所以直线 ,即
3.(2021·全国·高考真题)已知 为椭圆C: 的两个焦点,P,Q为C上关于坐标原点对称
的两点,且 ,则四边形 的面积为 .
【答案】
【分析】根据已知可得 ,设 ,利用勾股定理结合 ,求出 ,四边形
面积等于 ,即可求解.
【详解】因为 为 上关于坐标原点对称的两点,
且 ,所以四边形 为矩形,
设 ,则 ,
所以 ,
,即四边形 面积等于 .
故答案为: .
三、解答题
4.(2023·北京·统考高考真题)已知椭圆 的离心率为 ,A、C分别是E的上、
下顶点,B,D分别是 的左、右顶点, .
(1)求 的方程;
(2)设 为第一象限内E上的动点,直线 与直线 交于点 ,直线 与直线 交于点 .求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)结合题意得到 , ,再结合 ,解之即可;
(2)依题意求得直线 、 与 的方程,从而求得点 的坐标,进而求得 ,再根据题意求得
,得到 ,由此得解.
【详解】(1)依题意,得 ,则 ,
又 分别为椭圆上下顶点, ,所以 ,即 ,
所以 ,即 ,则 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)因为椭圆 的方程为 ,所以 ,
因为 为第一象限 上的动点,设 ,则 ,
易得 ,则直线 的方程为 ,
,则直线 的方程为 ,联立 ,解得 ,即 ,
而 ,则直线 的方程为 ,
令 ,则 ,解得 ,即 ,
又 ,则 , ,
所以
,
又 ,即 ,
显然, 与 不重合,所以 .
5.(2023·全国·统考高考真题)已知椭圆 的离心率是 ,点 在 上.
(1)求 的方程;
(2)过点 的直线交 于 两点,直线 与 轴的交点分别为 ,证明:线段 的中点为
定点.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【分析】(1)根据题意列式求解 ,进而可得结果;
(2)设直线 的方程,进而可求点 的坐标,结合韦达定理验证 为定值即可.【详解】(1)由题意可得 ,解得 ,
所以椭圆方程为 .
(2)由题意可知:直线 的斜率存在,设 ,
联立方程 ,消去y得: ,
则 ,解得 ,
可得 ,
因为 ,则直线 ,
令 ,解得 ,即 ,
同理可得 ,
则
,
所以线段 的中点是定点 .【点睛】方法点睛:求解定值问题的三个步骤
(1)由特例得出一个值,此值一般就是定值;
(2)证明定值,有时可直接证明定值,有时将问题转化为代数式,可证明该代数式与参数(某些变量)无关;
也可令系数等于零,得出定值;
(3)得出结论.
6.(2023·天津·统考高考真题)设椭圆 的左右顶点分别为 ,右焦点为 ,已知
.
(1)求椭圆方程及其离心率;
(2)已知点 是椭圆上一动点(不与端点重合),直线 交 轴于点 ,若三角形 的面积是三角形
面积的二倍,求直线 的方程.
【答案】(1)椭圆的方程为 ,离心率为 .
(2) .
【分析】(1)由 解得 ,从而求出 ,代入椭圆方程即可求方程,再代入离心率公
式即求离心率.(2)先设直线 的方程,与椭圆方程联立,消去 ,再由韦达定理可得 ,从而得到 点和 点坐
标.由 得 ,即可得到关于 的方程,解出 ,代入直线
的方程即可得到答案.
【详解】(1)如图,
由题意得 ,解得 ,所以 ,
所以椭圆的方程为 ,离心率为 .
(2)由题意得,直线 斜率存在,由椭圆的方程为 可得 ,
设直线 的方程为 ,
联立方程组 ,消去 整理得: ,
由韦达定理得 ,所以 ,
所以 , .
所以 , , ,所以 ,
所以 ,即 ,
解得 ,所以直线 的方程为 .
7.(2022·天津·统考高考真题)椭圆 的右焦点为F、右顶点为A,上顶点为B,且满
足 .
(1)求椭圆的离心率 ;
(2)直线l与椭圆有唯一公共点M,与y轴相交于N(N异于M).记O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)根据已知条件可得出关于 、 的等量关系,由此可求得该椭圆的离心率的值;
(2)由(1)可知椭圆的方程为 ,设直线 的方程为 ,将直线 的方程与椭圆方程联
立,由 可得出 ,求出点 的坐标,利用三角形的面积公式以及已知条件可求得 的
值,即可得出椭圆的方程.
【详解】(1)解: ,
离心率为 .
(2)解:由(1)可知椭圆的方程为 ,
易知直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,联立 得 ,
由 ,①
, ,
由 可得 ,②
由 可得 ,③
联立①②③可得 , , ,故椭圆的标准方程为 .
8.(2022·北京·统考高考真题)已知椭圆 的一个顶点为 ,焦距为 .
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点 作斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与x轴交于点M,N,
当 时,求k的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得 ,即可求出 ,从而求出椭圆方程;
(2)首先表示出直线方程,设 、 ,联立直线与椭圆方程,消元列出韦达定理,由直线
、 的方程,表示出 、 ,根据 得到方程,解得即可;
【详解】(1)解:依题意可得 , ,又 ,
所以 ,所以椭圆方程为 ;(2)解:依题意过点 的直线为 ,设 、 ,不妨令 ,
由 ,消去 整理得 ,
所以 ,解得 ,
所以 , ,
直线 的方程为 ,令 ,解得 ,
直线 的方程为 ,令 ,解得 ,
所以
,
所以 ,
即
即
即整理得 ,解得
9.(2021·天津·统考高考真题)已知椭圆 的右焦点为 ,上顶点为 ,离心率为 ,
且 .
(1)求椭圆的方程;
(2)直线 与椭圆有唯一的公共点 ,与 轴的正半轴交于点 ,过 与 垂直的直线交 轴于点 .
若 ,求直线 的方程.
【答案】(1) ;(2) .
【分析】(1)求出 的值,结合 的值可得出 的值,进而可得出椭圆的方程;
(2)设点 ,分析出直线 的方程为 ,求出点 的坐标,根据 可得出 ,
求出 、 的值,即可得出直线 的方程.
【详解】(1)易知点 、 ,故 ,
因为椭圆的离心率为 ,故 , ,
因此,椭圆的方程为 ;
(2)设点 为椭圆 上一点,
先证明直线 的方程为 ,
联立 ,消去 并整理得 , ,
因此,椭圆 在点 处的切线方程为 .在直线 的方程中,令 ,可得 ,由题意可知 ,即点 ,
直线 的斜率为 ,所以,直线 的方程为 ,
在直线 的方程中,令 ,可得 ,即点 ,
因为 ,则 ,即 ,整理可得 ,
所以, ,因为 , ,故 , ,
所以,直线 的方程为 ,即 .
【点睛】结论点睛:在利用椭圆的切线方程时,一般利用以下方法进行直线:
(1)设切线方程为 与椭圆方程联立,由 进行求解;
(2)椭圆 在其上一点 的切线方程为 ,再应用此方程时,首先应证明直线
与椭圆 相切.
10.(2021·北京·统考高考真题)已知椭圆 一个顶点 ,以椭圆 的四个顶
点为顶点的四边形面积为 .
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点P(0,-3)的直线l斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与直线交交于点M,N,当|PM|+|PN|≤15时,求k的取值范围.
【答案】(1) ;(2) .
【分析】(1)根据椭圆所过的点及四个顶点围成的四边形的面积可求 ,从而可求椭圆的标准方程.
(2)设 ,求出直线 的方程后可得 的横坐标,从而可得 ,联立
直线 的方程和椭圆的方程,结合韦达定理化简 ,从而可求 的范围,注意判别式的要求.
【详解】(1)因为椭圆过 ,故 ,
因为四个顶点围成的四边形的面积为 ,故 ,即 ,
故椭圆的标准方程为: .
(2)
设 ,
因为直线 的斜率存在,故 ,
故直线 ,令 ,则 ,同理 .
直线 ,由 可得 ,
故 ,解得 或 .又 ,故 ,所以
又
故 即 ,
综上, 或 .
【A组 在基础中考查功底】
一、单选题
1.过椭圆 的右焦点且与椭圆长轴垂直的直线与椭圆相交于 两点,则 等于( )
A.4 B.2
C.1 D.4
【答案】C
【分析】根据椭圆的方程,求得椭圆的右焦点的坐标为 ,将 ,代入椭圆的方程,进而求得
弦长.
【详解】因为椭圆 ,可得 ,所以 ,
所以椭圆的右焦点的坐标为 ,
将 ,代入椭圆的方程,求得 ,所以 .
故选:C.
2.直线 与椭圆 的公共点的个数是( )
A.0 B.1C.2 D.无数个
【答案】C
【分析】联立直线与椭圆的方程消去y,再利用判别式判断作答.
【详解】由 消去y并整理得 ,显然 ,
所以直线 与椭圆 相交,有2个公共点.
故选:C
3.直线 与椭圆 只有一个交点,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】联立直线与椭圆的方程,消去 ,根据 即可求解.
【详解】由 ,消去 并整理得 ,
因为直线 与椭圆 只有一个交点,
所以 ,得 .
故选:C.
4.椭圆 与直线 的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.无法确定
【答案】B
【分析】根据定点判断直线和椭圆的位置关系.
【详解】直线过定点 在椭圆内,故直线与椭圆相交.
故选:B.
5.已知斜率为 的直线 与椭圆 交于 两点,线段 的中点为 ,直线 ( 为坐标原点)的斜率为 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设点 ,则 ,根据椭圆的方程,求得 ,结合斜率
公式,即可求解.
【详解】设点 ,则 ,
因为 ,可得 ,
又因为 ,所以 .
故选:D.
6.已知椭圆E: 与直线 相交于A,B两点,O是坐标原点,如果 是等边三
角形,那么椭圆E的离心率等于( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意不妨设点B在第一象限, 则 ,结合直线OB的斜率运算求解即可.
【详解】联立方程 ,解得 ,不妨设点B在第一象限, 则 ,
由题意可知:OB的倾斜角是 ,则 ,
所以椭圆的离心率 .
故选:C.
7.已知直线 交椭圆 于 两点,若点 为 两点的中点,则直线 的斜率为
( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用点差法求得直线 的斜率.
【详解】椭圆 ,
依题意可知直线 的斜率存在,
设 ,则 ,
两式相减并化简得 ,
即 ,
所以直线 的斜率为 .故选:D
8.已知直线 与椭圆 交于A,B两点,线段 的中点为 ,则椭
圆C的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意,利用点差法,整理方程,根据斜率公式和中点坐标公式,可得答案.
【详解】设 ,则 从而 ,
故 .由题意可得 ,
则 ,从而 ,故椭圆C的离心率 .
故选:A.
9.若直线 与焦点在x轴上的椭圆 总有公共点,则n的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题得直线所过定点 在椭圆上或椭圆内,代入椭圆得到不等式,再结合椭圆焦点在 轴上即
可.
【详解】直线 恒过定点 ,若直线与椭圆总有公共点,
则定点 在椭圆上或椭圆内, ,解得 或 ,
又 表示焦点在 轴上的椭圆,故 , ,
故选:C.10.已知直线 过椭圆C; 的一个焦点,与C交于A,B两点,与 平行的
直线 与C交于M,N两点,若AB的中点为P,MN的中点为Q,且PQ的斜率为 ,则C的方程为(
)
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】运用点差法,结合直线斜率公式进行求解即可.
【详解】设 ,
则 ,两式作差得
所以
若O为坐标原点,则 ,同理 ,所以O,P,Q三点共线,
即 ,所以 ,又 过点 ,即椭圆的焦点,所以
解得 ,所以C的方程为
故选:C
11.已知椭圆C: ,过点 的直线l与椭圆C交于A,B两点,若点P恰为弦AB的中点,
则直线l的斜率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设出 的坐标代入椭圆方程后,作差变形,根据斜率公式和中点坐标公式可得解.【详解】设 , ,则 , ,
且 , ,
作差得 ,所以 ,
即直线l的斜率是 .
故选:C.
12.已知椭圆 的左、右顶点分别是 是坐标原点, 在椭圆 上,且 ,则
的面积是( )
A. B.4 C. D.8
【答案】A
【分析】设出点 ,利用条件直接求出点 纵坐标的绝对值,又易知 ,从而可求出结果.
【详解】设 ,因点 在椭圆上,且 ,则有 ,消去 ,得到 ,所以
,
又 ,故 的面积是 .
故选:A.
13.已知直线y=kx-1与焦点在x轴上的椭圆C: 总有公共点,则椭圆C的离心率取值范围
是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据直线过定点且与椭圆恒有公共点,结合椭圆的性质判定 的范围即可求离心率.【详解】
因为椭圆焦点在x轴上,所以b2<4,又因为b>0,所以0