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第42练直线与椭圆(精练:基础+重难点)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)解析版_2.2025数学总复习_2024年新高考资料_1.2024一轮复习

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文档文本内容

【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<b<2;
易知直线y=kx-1过定点 且与椭圆总有公共点,所以该定点位于椭圆内或椭圆上,
即 ,解之得 ,所以b≥1,综上1≤b<2,
故
故选:D.
14.过椭圆 的左焦点作直线和椭圆交于A、B两点,且 ,则这样直线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【分析】先求过左焦点的通径长度,由椭圆的性质:过左焦点的弦长最短为通径长,最长为长轴长,结合
已知弦长判断直线的条数即可.
【详解】左焦点为 ,若直线垂直x轴,则直线为 ,
代入椭圆方程得 ,可得 ,此时通径长 ,
所以,由椭圆性质知: 的直线有仅只有一条.
故选:B
15.已知椭圆 ( )的一条弦所在的直线方程是 ,弦的中点坐标是
,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】B【分析】椭圆的中点弦问题,利用点差法构造弦中点坐标与 的关系,计算离心率即可.
【详解】设直线 与椭圆相交于 , 两点,弦的中点坐标是 ,
则 , ,直线 的斜率 .
由 ,得 ,
, ,
故椭圆的离心率 .
故选:B.
16.已知椭圆 ,A、B为椭圆左右顶点,F为左焦点,点P为椭圆上一点,且
轴,过点A的直线与线段 交于M点,与y轴交于 点,若直线 交y轴于H点,H点为 线段上靠
近O点的三等分点,则椭圆的离心率为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意可知 、 ,由相似三角形的性质可得 、 ,列
等式,解之即可求解.【详解】由题意知, 轴,在 中, ,
则 , ①;
在 中, ,
则 ,
所以 ,即 ②,
由①②,得 ,解得 ,
所以椭圆的离心率为 .
故选:D.
17.已知 为椭圆 上两点, 为坐标原点, (异于点 )为弦 中点,若 两点连线斜
率为2,则 两点连线斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】首先利用直线和椭圆的位置关系建立方程组,进一步利用一元二次方程根和系数关系式和中点坐
标公式的应用求出结果.
【详解】由于直线AB的斜率为2,故设直线的方程为 ,
设 ,
故 ,整理得 ,
则 ,即 ,
故 ,故 .
利用中点坐标公式, ,此时 ,
故 .
故选:A.
二、多选题
18.已知椭圆 与直线 交于 两点,且 ,则实数 =( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】联立椭圆方程与直线方程,用韦达定理即可表示出弦长并结合 即可求解.
【详解】由 消去 并整理,得
设 ,则 .
由题意得 ,即 ,
解得 .
故选:AD.
19.设椭圆的方程为 ,斜率为 的直线 不经过原点 ,而且与椭圆相交于 两点, 为线段
的中点,下列结论正确的是( )
A.直线 与 垂直B.若点 坐标为 ,则直线 的方程为
C.若直线 的方程为 ,则点 坐标为
D.若直线 过椭圆焦点,则
【答案】BD
【解析】根据直线和椭圆的位置关系,及其相关结论 ,逐个分析判断即可得解.
【详解】对于A项,因为在椭圆中,根据椭圆的中点弦的性质,
,所以A项不正确;
对于B项, ,所以直线方程为 ,
即 ,所以B项正确;
对于C项,若直线方程为 ,点 ,
则 ,所以C项不正确;
对于D项,椭圆方程 的通径长是最短的,最短为1,最长为长周长,
由于 有斜率为且不经过原点 ,故等号取不到,所以D正确.
故选:BD
20.已知椭圆 的离心率为 ,直线 与椭圆 交于 , 两点,直线 与直
线 的交点恰好为线段 的中点,则( )
A. B.
C.直线 的斜率为1 D.直线 的斜率为4
【答案】AC
【分析】根据椭圆离心率的定义可得 ;利用点差法可得 ,结合中点的坐标公式计算即可.
【详解】由题意可得 ,整理可得 .
设 , ,则 , ,两式相减可得
.
因为直线 与直线 的交点恰好为线段 的中点,所以 ,
则直线 的斜率 .
故选:AC
21.已知椭圆 : 内一点 ,直线 与椭圆 交于 , 两点,且 为线段 的中点,则
下列结论正确的是( )
A.椭圆的焦点坐标为 、 B.椭圆 的长轴长为
C.椭圆的离心率 D.直线 的方程为
【答案】BCD
【分析】由题意方程求得 、 判断 、 、C;利用“点差法”求得直线的斜率,写出直线方程判断D.
【详解】解:由 ,得椭圆焦点在 轴上,且 , ,
则 , , .
椭圆的焦点坐标为 , ,长轴长为 ,离心率 ,故A错误,B、C正
确;
设 , , , ,则 , ,
两式作差可得: ,
为线段 的中点, , ,
则 ,
直线 的方程为 ,即 ,故D正确;
故选:BCD
22.已知 为坐标原点,椭圆 的中心为原点,焦点在坐标轴上,点 , 均在椭圆 上,则
( )
A.椭圆 的离心率为
B.椭圆 的短轴长为
C.直线 与椭圆 相交
D.若点 在椭圆 上, 中点坐标为 ,则直线 的方程为
【答案】BCD
【分析】根据待定系数法求出椭圆方程,再根据椭圆的几何性质可判断A, B是否正确;根据直线 ,过
定点 ,点 在椭圆 的内部,即可判断C是否正确;根据点差法即可求出直线 的斜率,进而求
出直线 的方程,即可判断D是否正确.
【详解】设椭圆 的方程为: ,
将点 , 代入椭圆 的方程,得 ,解得 ,
所以椭圆 的方程为: ,所以椭圆 的离心率为 ,故A错误;
椭圆 的短轴长为 ,故B正确;
由于直线 ,过定点 ,点 在椭圆 的内部,所以直线 与椭圆 相交,
故C正确;
设 ,
所以 ,所以 ,即 ,
又 中点坐标为 ,
所以 ,即 ,
所以直线 的方程为 ,即 ,故D正确.
故选:BCD.
23.已知椭圆 为 的左焦点,直线 与 交于 两点(点 在第一象限),直线
与椭圆 的另一个交点为 ,则( )
A. B.当 时, 的面积为
C. D. 的周长的最大值为
【答案】AC
【分析】对A:由方程求 ,进而求 ;对B:根据方程结合题意运算求解;对C:设直线 ,利
用两点间距离公式结合韦达定理运算求解;对D:根据椭圆定义分析求解.【详解】由椭圆方程 ,得 ,所以 ,所以 ,故A项正确;
当 时,点 到 的距离为2,所以 的面积为 ,故B项错误;
因为点 在第一象限,所以直线 的斜率一定存在,设直线 的斜率为 ,点 ,
∵ ,则直线 ,
联立方程 ,得到
∴ ,
∵ 在椭圆上,则 ,即
∴
同理 ,
于是
,
故C项正确;
设椭圆的右焦点为 ,
当直线 经过椭圆的右焦点 时, 的周长为 ,
如果不经过右焦点 ,则连接 , ,可知 的周长小于 ,
所以 的周长的最大值为 ,故D项错误.
故选:AC.
三、填空题
24.已知椭圆 ,过左焦点 作倾斜角为 的直线交椭圆于 、 两点,则弦 的长为 .
【答案】
【分析】设点 、 ,将直线 的方程与椭圆的方程联立,列出韦达定理,结合弦长公式
可求得 的值.
【详解】在椭圆 中, , ,则 ,故点 ,
设点 、 ,由题意可知,直线 的方程为 ,即 ,
联立 可得 , ,
由韦达定理可得 , ,
所以, .
故答案为: .25.若椭圆的中心在原点,一个焦点为 ,直线 与椭圆相交所得弦的中点的纵坐标为1,则这
个椭圆的方程为 .
【答案】
【分析】联立直线与椭圆方程,由韦达定理以及中点坐标公式即可求解.
【详解】法一:(直接法) 椭圆的中心在原点,一个焦点为 , 设椭圆方程为 ,
由 ,消去 ,
得 ,
设直线 与椭圆相交所得弦的端点分别为 , ,
则
由题意知 ,解得 .
所求椭圆方程为 .
法二:(点差法) 椭圆的中心在原点,一个焦点为 , 设椭圆的方程为 .
设直线 与椭圆相交所得弦的端点分别为 , ,
则
得
,
即 ,又 弦 的中点的纵坐标为1,故横坐标为-2,
,代入上式得 ,解得 ,故所求的椭圆方程为 .
故答案为:
26.已知椭圆 的焦距为6,短轴为长轴的 ,直线l与椭圆交于A,B两点,弦AB
的中点为 ,则直线l的方程为 .
【答案】7x+8y-22=0
【分析】先求出椭圆方程,再利用点差法可求直线方程.
【详解】由已知可得椭圆 的半焦距c=3,又短轴为长轴的 ,
故 ,故 ,故椭圆方程为 ,
设弦的两端点为 , ,
则有 ,两式相减得 .
整理得 ,
所以弦所在的直线的斜率为 ,其方程为 ,整理得 .
故答案为:
27.已知AB是椭圆 一条弦,且弦AB与直线 垂直,P是AB的中点,O为椭圆的
中心,则直线OP斜率是 .
【答案】
【分析】设 , , 两点坐标代入椭圆方程相减可得.【详解】设 , ,则 , ,
,相减得 ,
,
又弦AB与直线 垂直,所以 ,所以 ,所以 .
故答案为: .
28.已知椭圆T: 的长轴长是短轴长的2倍,过左焦点F作倾斜角为45°的直线交T于
A,B两点,若 ,则椭圆T的方程为 .
【答案】
【分析】本题考查弦长公式的使用, .
【详解】∵ ,则 , ∴椭圆T: ,左焦点F
设直线: , ,
联立方程: 消去y得:
∴
可得:
∴椭圆T:故答案为: .
29.已知椭圆 , ,过点 且斜率为 的直线与C相交于A,B两点,
若直线 平分线段 ,则C的离心率等于 .
【答案】
【分析】设 ,将坐标代入椭圆方程,并且两式作差,化简可得 ,利用
以及离心率公式求解即可.
【详解】设 ,则 ,故 ,即
,因为 为 的中点,故 ,即 ,所
以 ,即 .
故答案为:
30.已知椭圆 ,过点 的直线交椭圆 于 、 两点,若 为 的中点,则直线
的方程为
【答案】
【分析】设点 、 ,利用点差法可求得直线 的斜率,利用点斜式可得出直线 的方程.
【详解】设点 、 ,由中点坐标公式可得 ,所以 ,
因为 ,两式作差得 ,即 ,即 ,所以, ,
因此,直线 的方程为 ,即 .
故答案为: .
【点睛】方法点睛:解决中点弦的问题的两种方法:
(1)韦达定理法:联立直线与曲线的方程,消去一个未知数,利用一元二次方程根与系数的关系以及中
点坐标公式解决;
(2)点差法:设出交点坐标,利用交点在曲线上,坐标满足方程,将交点坐标代入曲线方程,然后作差,
构造出中点坐标和斜率关系求解.
31.已知O为坐标原点,直线 与椭圆 交于A,B两点,P为 的中点,
直线 的斜率为 ,若 ,则椭圆的离心率的取值范围为 .
【答案】 .
【分析】设 , ,根据题意利用两点坐标表示斜率公式和中点坐标公式可得
;由点差法可得 ,进而 ,结合离心率的概念即可求解.
【详解】设 , ,
则 ,
所以 ,得 .
将A、B两点坐标代入椭圆方程,得 ,两式相减,得 ,有 ,所以 ,
由 ,得 ,即 ,
由 ,得 ,即 ,解得 ,
所以椭圆的离心率的取值范围为 .
故答案为: .
四、解答题
32.已知椭圆 及直线 .
(1)当直线与椭圆有公共点时,求实数 的取值范围;
(2)求直线被椭圆截得的最长弦的长度.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)联立直线与圆的方程,由判别式 可得答案.
(2) 由(1)得出韦达定理,由弦长公式可得答案.
【详解】(1)由方程组 消去 并整理,得 .
因为直线与椭圆有公共点,
所以 .
解得 .故实数 的取值范围是 .
(2)由根与系数的关系,得 , ,
则弦长
故当 时, 取得最大值为 .
33.已知椭圆 的离心率为 ,其左焦点为 .直线 交椭圆
于不同的两点 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)求 的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用离心率以及焦点坐标即可求解 ,
(2)联立直线与椭圆的方程,利用弦长公式以及点到直线的距离公式即可求解面积.
【详解】(1)由已知有 解得
所以椭圆 的方程为 .
(2)由 消去 ,整理得 .设 ,则
直线 的方程为 , 到直线 的距离 .
所以 的面积为
34.已知椭圆 的焦距为4,且离心率为 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线 与椭圆C交于不同的两点M,N,且线段MN的中点P在圆 上,求m的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题列出关于a、b、c的方程组即可求椭圆方程;
(2)联立直线方程和椭圆方程,根据根与系数的关系求得P的坐标,代入圆的方程即可求得m.
【详解】(1)由题意,得 ,解得 ,所以椭圆C的方程为 .
(2)设点M,N的坐标分别为 , ,线段MN的中点为 ,
由 消y,得 , ,解得 .
所以 , ,所以 , ,
因为点 在圆 上,所以 ,解得 ,满足 .∴ .
35.设椭圆 的离心率 ,过点 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)求椭圆 被直线 截得的弦长.
(3)直线 与椭圆交于 两点,当 时,求 值.(O为坐标原点)
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据题意列出关于 , , 的方程组,解出 , , 的值,从而得到椭圆 的方程.
(2)联立直线与椭圆的方程,得韦达定理,进而根据弦长公式即可求解.
(3)根据向量的坐标运算即可代入韦达定理求解.
【详解】(1)由题意可知 ,解得 ,
椭圆 的方程为 .
(2)设椭圆 与直线 的交点为 , , , ,
联立方程 ,消去 得 ,
, ,
因此(3)设 , ,
联立方程 ,消去 得 ,
所以 , , ,得
由 ,即
,
,均符合 ,
故
36.已知椭圆 的右焦点 ,长半轴长与短半轴长的比值为2.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)设 为椭圆 的上顶点,直线 与椭圆 相交于不同的两点 , ,若 ,求
直线 的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由条件写出关于 的方程组,即可求椭圆方程;
(2)首先直线与椭圆方程联立,利用韦达定理表示 ,即可求参数 .
【详解】(1)由题意得, , , ,
, ,
椭圆 的标准方程为 .(2)依题意,知 ,设 , .
联立 消去 ,可得 .
,即 , ,
, .
, .
,
,
整理,得 ,
解得 或 (舍去).
直线 的方程为 .
37.已知椭圆 右焦点为 ,离心率 .
(1)求椭圆E的方程;
(2)过焦点F且倾斜角为锐角的直线l与圆 相切,与椭圆E相交于M、N两点,求椭圆的弦MN的
长度.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据离心率和焦点即可求解 ,进而可求 ,
(2)根据直线与圆相切求解得 ,进而联立直线与椭圆方程,由弦长公式即可求解.
【详解】(1)由题意可知: ,解得 ,故 ,所以椭圆的方程为
(2)设直线 的方程为 ,由于直线l与圆 相切,所以 ,解得 ,
(舍去),故直线 的方程为 ,
联立直线与椭圆的方程 ,
设 ,所以 ,
由弦长公式得
38.已知椭圆 : 的上顶点到焦点的距离为2,离心率为 .
(1)求 , 的值;
(2)若 是椭圆 长轴上的一个动点,过点 作斜率为1的直线 交椭圆于A,B两点,求 面积的最大
值.
【答案】(1) , .
(2)1
【分析】(1)根据椭圆 的关系以及离心率的公式求解;
(2)根据弦长公式和点到直线的距离公式表示出面积,进而利用基本不等式求最大值.
【详解】(1)椭圆 的上顶点到焦点的距离为 ,
又因为离心率 ,解得 ,
所以 ,即 .
(2)由(1)可得椭圆方程为 ,设 , ,
若 ,则直线 方程为 ,
联立直线和椭圆方程 ,化简得 ,
从而有 ,
所以
,
点 到直线 的距离 ,
所以 ,
,
当且仅当 , 即 ,满足 ,
所以此时三角形有最大面积为1.
39.已知椭圆 的长轴长是短轴长的 倍,且右焦点为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)直线 交椭圆 于 , 两点,若线段 中点的横坐标为 .求直线 的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据焦点坐标求得 ,根据长轴和短轴的对应关系,以及 列方程组,可求得
的值,进而求得椭圆的标准方程.(2)联立直线的方程和椭圆的方程,消去 并化简,写出韦达定理,根据 中点的横坐标求得 的值,
进而求解.
【详解】(1)由椭圆 的长轴长是短轴长的 倍,可得 .
所以 .
又 ,所以 ,解得 .
所以 .
所以椭圆 的标准方程为 .
(2)设 , ,
由 ,得 .
则 , .
因为线段 中点的横坐标为 ,
所以 .
解得 ,即 ,经检验符合题意.
所以直线l的方程为 .
40.已知椭圆 的左焦点 ,右顶点 .
(1)求 的方程
(2)设 为 上一点(异于左、右顶点), 为线段 的中点, 为坐标原点,直线 与直线
交于点 ,求证: .
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意,求得a,c的值,根据a,b,c的关系,求得 的值,即可得答案.
(2)设点 ,即可得M点坐标及直线OM的方程,与直线l联立,可得N点坐标,即可得
坐标,结合数量积公式,即可得证
【详解】(1)设椭圆 的半焦距为 .
因为椭圆 的左焦点 ,右顶点 ,
所以 , .
所以 ,
故C的方程为: ;
(2)设点 ,且 ,
因为 为线段 的中点,所以 ,
所以直线 的方程为: ,
令 ,得 ,所以点 ,
此时, , ,
所以
,
所以 ,所以 .
41.点 是曲线 上任一点,已知曲线 在点 处的切线方程为 .如图,点P是椭圆 上的动点,过点P作椭圆C的切线l交圆 于点A、B,过A、B
作圆O的切线交于点M.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)求 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用题设中给出的切线的计算方法结合设而不求的方法可求点M的轨迹方程;
(2)结合(1)的 及点到直线的距离公式可求 面积的表达式,利用基本不等式可求面积
的最大值.
【详解】(1)设 ,则 ,
设 ,则 , ,
设 ,则 ,
故 即 ,所以 即
所以 即 的轨迹方程为: .
(2)由(1)可得 ,故直线 .到 的距离为 ,
故 面积 ,
因为 ,故 即 ,
当且仅当 时等号成立,故 面积的最大值为 .
42.已知点 、 分别是椭圆C: )的左、右焦点,点P在椭圆C上,当∠PF 1 F 2 = 时,
面积达到最大,且最大值为 .
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设直线l: 与椭圆C交于A、B两点,求 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)3
【分析】(1)根据焦点三角形的性质可求出 ,从而可得标准方程,
(2)联立直线方程和椭圆方程,消元后利用公式表示三角形面积,从而可求面积的最大值.
【详解】(1)△PF1F2面积达到最大时 为椭圆的上顶点或下顶点,
而此时∠PF1F2= ,故面积最大时 为等边三角形,
故 ,因面积的最大值为 ,故 ,
故 ,
故椭圆的标准方程为: .
(2)设 ,则由 可得 ,此时 恒成立.
而 ,
到 的距离为 ,
故 的面积 ,
令 ,设 ,则 ,
故 在 上为增函数,故 即 的最大值为3.
43.已知椭圆 ,左焦点为 ,点 在椭圆上.
(1)求椭圆 的标准方程.
(2)若直线 和椭圆交于 两点,设点 为线段 的中点, 为坐标原点,求线段
长度的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意求出 即可得到椭圆 的标准方程
(2)设 的坐标分别为 ,利用“点差法”可以求的 的轨迹方程
,再结合 ,消去 ,求解出 的取值范围即可
【详解】(1) 左焦点为 , ①
又点 在椭圆上, ②椭圆中 ③
由①②③可得:
故椭圆的标准方程为:
(2)设 的坐标分别为 ,
则有 ①, ②, ,
由①-②可得: ,
即 ,
将条件 及 ,
带入上式可得点 的轨迹方程为 ,
所以 ,
所以
所以线段 长度的取值范围为
44.设O为原点,已知椭圆 的右顶点为A,上顶点为B,左焦点为F, ,离
心率为 .
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线 与椭圆交于第三象限中的点T,求点T的纵坐标;
(3)设过点A且斜率为k的直线l与椭圆交于点P(P不是椭圆的顶点),点Q与点P关于x轴对称,若
,求k的值.
【答案】(1)(2)
(3)
【分析】(1)首先根据题意得到 ,再解方程组即可.
(2)首先根据题意得到直线 为 ,再与椭圆联立求解即可.
(3)设直线 为 ,与椭圆联立,利用根系关系得到 点坐标,从而得到 ,
再根据 求解即可.
【详解】(1)由题知: ,椭圆的方程
(2) , , ,则直线 为 .
,解得 , .
,即 .
(3) ,设直线 为 ,
.设 ,则 ,解得 ,
.
因为点Q与点P关于x轴对称,所以 .
因为 , ,
所以 ,解得 .
45.已知椭圆 : 的离心率为 ,且短轴长等于双曲线: 的实轴长.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若 , 为椭圆 上关于原点 对称的两点,在圆 : 上存在点 ,使得 为等边三角
形,求直线 的方程..
【答案】(1) ;
(2) 或 .
【分析】(1)根据题意,列出 满足的等量关系,求解即可;
(2)根据 的长度求得 ,结合弦长公式,即可求得结果.
【详解】(1)由椭圆 的离心率为 可得: ;
对双曲线 ,其实轴长为 ,故可得 ,
又 ,解得 ,
则椭圆 的标准方程为: ;(2)根据题意, ,因为 为等边三角形,
由 ,可得 .
当直线 的斜率不存在时,此时 不满足题意,
故直线 的斜率存在,设其为 ,则直线 方程为 ,
联立椭圆方程 可得: ,
根据题意,显然有 ,设 坐标分别为 ,
则 ,
,
解得 ,
故直线 的方程为: 或 .
46.已知椭圆 经过点 且焦距为4,点 分别为椭圆 的左右顶点,点 在
椭圆 上.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设直线 的斜率分别为 ,求 的值;
(3) 是椭圆 上的两点,且 不在坐标轴上,满足 ,
,问 的面积是否是定值?如果是,请求出 的面积;如果不是,请你说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)是, .
【分析】(1)根据题意建立方程,联立解出 即可,(2)由题意 , 是椭圆 上非顶点的两点,且 , ,设 ,然后表
示出直线的斜率,化简即可得.
(3)利用(2)中的结论,设直线方程,联立方程组消元,写出韦达定理,找出参数变量间的关系,利用
三角形面积公式表示出 ,化简求出面积为定值即可.
【详解】(1)椭圆 经过点 且焦距为4,
得 ,即 ,①
,②
,③
解得 , ,
所以椭圆方程为 .
(2)由题意 , 是椭圆 上非顶点的两点,
且 , ,
设 ,
则 .
(3)因为 , ,所以 ,
设直线 的方程为 ,
由 ,
得 ,④
设 ,则 , ,
,所以 ,得 ,
又
,
即 的面积为定值 .
47.已知点 在椭圆 上,且长轴长为4.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过点 的直线 与椭圆 相交于 、 两点,点 关于 轴的对称点为 ,直线 与 轴相交于点
,求点 的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由长轴长为4得 ,再将 代入解方程可得 的值,写出椭圆方程;
(2)设直线 方程为 ,联立直线 和椭圆方程,利用 两点坐标表示出直线 ,
结合韦达定理计算可得 点坐标.
【详解】(1)因为长轴长为4,所以 ,
将 代入解方程得 ,
解得 ,所以椭圆C的方程为 ;
(2)易知直线 斜率存在且不为0,
设直线 方程为:则 ,联立 得:
,
, , ,
直线 的方程为: ,令 ,得
,
即 .
48.已知椭圆 ,离心率 ,过点 .
(1)求 的方程;
(2)直线 过点 ,交椭圆与 两点,记 ,证明 .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意建立方程组求出 即可;
(2)由题意知直线 的斜率存在,联立方程组消元,利用韦达定理及直线斜率公式证明即可.
【详解】(1)由题得 ,解得 ,
于是 ;
(2)由题意知直线斜率存在,
设直线 ,联立方程即 ,消 可得 ,
由 ,
设 ,
韦达定理可得 ;
综上所述: .
49.已知椭圆 的离心率为 ,长轴长为 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)过椭圆C的右焦点F的直线l与椭圆C相交于A、B两点,若以AB为直径的圆过坐标原点O,求直线l
的方程.
【答案】(1)
(2) 或
【分析】(1)根据椭圆基本量与离心率直接求解即可;(2)设出直线方程并联立方程组,将以AB为直径的圆过坐标原点O转化为 ,用向量进行计算
即可.
【详解】(1)设椭圆 的焦距为 ,
因为椭圆 的离心率为 ,长轴长为 ,
所以 ,解得 ,
所以椭圆C的方程为 .
(2)由题意得, ,直线l的斜率不为0,
所以设直线l: , ,
联立 ,则 ,
恒成立,
则 ,
因为以AB为直径的圆过坐标原点O,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
即 ,
解得 ,
所以直线l: ,即 或 .
50.已知椭圆 经过点 ,且离心率为 .
(1)求椭圆E的方程;
(2)若经过点 ,且斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点P,Q(均异于点A),证明:直线AP与
AQ的斜率之和为定值.
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】(1)根据离心率以及的几何性质即可求解,
(2)联立直线与椭圆的方程,得到韦达定理,根据两点斜率公式,代入化简即可求解.
【详解】(1)由题意可知: ,又 ,解得 ,
所以椭圆方程为
(2)证明:由题意可知直线 有斜率,由于 与点 的连线的斜率为 ,且
的横纵坐标恰好与 相反,因此直线 有斜率 满足 且 ,
直线 的方程为: ,
联立直线与椭圆方程: ,设 ,
则 ,
,
将 代入可得
故直线AP与
AQ的斜率之和为1,即为定值,得证.
51.设椭圆 的左、右焦点分别为 是椭圆上的一点, ,原点 到直
线 的距离为 .
(1)求椭圆 的离心率;
(2)平面上点B满足 ,过 与 平行的直线交 于 两点,若 ,求椭圆 的
方程.【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出 点坐标,即可求出 的方程,利用点到直线的距离公式得到 ,整理
即可求出离心率;
(2)由(1)问可设椭圆方程为 ,即可得到 点坐标,从而得到 的斜率,即可得到直线
的方程,联立直线与椭圆方程,消元、列出韦达定理,利用弦长公式求出 ,即可求出 、 ,即可得
到方程.
【详解】(1)由题设 及 ,不妨设 ,
所以 , ,解得 或 (舍去),从而 ,
直线 的方程为 ,整理得 ,
原点 到直线 的距离为 ,将 代入整理得 ,
即 ,
所以离心率 .
(2)由(1)问可设椭圆方程为 ,则 ,
因为 ,所以 为平行四边形,
所以直线 过 点,则 斜率为 ,
则设直线 方程为 ,联立椭圆方程得 ,显然 ,则 ,
则 ,解得 (负值舍去),
所以 ,所以椭圆方程为 .
【B组 在综合中考查能力】
一、单选题
1.已知椭圆 ,直线 与椭圆交于 两点, 分别为椭圆的左、右两个焦点,
直线 与椭圆交于另一个点 ,则直线 与 的斜率乘积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用两点连线斜率公式可表示出 ;根据 在椭圆上,将两方程作差即可整理
得到结果.
【详解】 直线 过原点, 可设 ,则 ,
;, , , .
故选:B.
2.椭圆 内有一点 ,则以 为中点的弦所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用中点坐标公式、斜率计算公式、“点差法”即可得出.
【详解】设以点 为中点的弦所在直线与椭圆相交于点 , , , ,斜率为 .
则 , ,
两式相减得 ,
又 , , ,
代入解得 .
故选:D.
3.若椭圆 的弦 的中点为 ,则弦 的长为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,利用中点弦的“平方差法”求得弦 的斜率,得出 的直线方程,联立方程组,结
合弦长公式,即可求解.
【详解】设 ,因为弦 的中点为 ,可得 ,
又因为 在椭圆上,可得 ,
两式相减可得 ,
可得 ,即直线 的斜率为 ,
所以弦 的直线方程为 ,即 ,
联立方程组 ,整理得 ,可得 ,
由弦长公式,可得 .
故选:A.
4.已知椭圆 的一条弦所在的直线方程是 ,弦的中点坐标是 ,则
椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据中点弦点差法可得弦中点和直线斜率得 ,进而可得 .
【详解】设直线 与椭圆相交于 , 两点,弦的中点坐标是 ,
则 , ,直线 的斜率 .
由 ,得 ,得 ,所以 ,
故椭圆的离心率 .
故选:B.
5.已知椭圆 ,过椭圆的左顶点A作直线 ,与椭圆和 轴分别交于点 和点 ,过
原点且平行于 的直线与椭圆交于点 ,则( )
A. , , 始终成等比数列
B. , , 始终成等比数列
C. , , 始终成等比数列
D. , , 始终成等比数列
【答案】A
【分析】联立直线与椭圆方程,结合韦达定理求得弦长,由等比中项性质判断等比数列即可.
【详解】由题意知,直线l斜率存在,设OP方程为 ,则AM的方程为 ,则 ,
.
设直线 或 ,则该直线必与椭圆存在交点,设为 ,
由 得 ,
则 ,
则直线 与椭圆交得的弦长为.
当 时,该弦长为 ;
当 时,该弦长为 ,即 .
∵ ,∴ , , 成等比数列.
故选:A
6.已知椭圆 ,斜率为 的直线与椭圆 交于 两点, 在 轴左侧,且 点
在 轴上方,点 关于坐标原点 对称的点为 ,且 ,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】作 轴交 于点 ,得到 ,设出直线方程 ,
联立方程组,结合韦达定理与两点斜率公式,列出方程求得 ,进而求得椭圆的离心率.
【详解】如图所示,作 轴交 于点 ,
因为直线的斜率为 ,设直线方程为 且 ,
则 ,
联立方程组 ,整理得 ,
则 ,可得 ,,
由 ,可得 ,
所以 ,可得 ,
则椭圆的离心率为 .
故选:D.
7.已知 是椭圆 的左焦点,过 作斜率为 的直线交椭圆 于 , 两点,若
线段MN的长等于椭圆 短轴长的 ,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设 , ,直线MN的方程为 ,联立椭圆方程可得
,利用韦达定理和弦长公式可求 ,由于线段MN的长
等于椭圆 短轴长的 ,列出方程 ,即可求解 ,进而根据 得到椭圆的离心率.
【详解】解:令 ,则直线MN的方程为 ,设 , ,
联立 得, ,
则 , ,
所以 ,
已知线段MN的长等于椭圆 短轴长的 ,则 ,
整理得 ,即 ,解得 (舍)或 ,
则椭圆 的离心率 ,
故选:A.
8.A,B是椭圆 上两点,线段AB的中点在直线 上,则直线AB与y轴的交点的纵坐标的
取值范围是( ).
A. B.
C. D.【答案】A
【分析】设直线AB的方程为 ,点 , ,联立直线与椭圆的方程,根据判别式与
韦达定理求解 的范围即可.
【详解】由题意可知,直线AB的斜率必然存在,设直线AB的方程为 ,
则直线AB与y轴的交点的纵坐标为m,设点 , ,
将直线AB的方程与椭圆方程联立并化简得 ,
,
化简得 ,即 .
由韦达定理可得 ,所以 ,
将等式两边平方得 ,所以 .
当且仅当 时,等号成立,由于 ,解得 或 .
因此,直线AB与y轴的交点的纵坐标的取值范围是 .
故选:A
9.已知椭圆: ( ),O为坐标原点,A、B、C是椭圆上三个点,满足
且 的面积为 ,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设 ,又 得 ,将 坐标代入椭圆方程即可得坐标关系,利用 ,即可求得 关系,从而可得椭圆
离心率.
【详解】如图,取 中点 ,设
,
则 ,∴ ,
又 在椭圆上, ①, ②, ③,
将①②代入③式得: ④.
① ②-④ 得: .
则
.
故选:B.10.已知椭圆方程为 , 为椭圆内一点,以 为中点的弦与椭圆交于点 ,
与 轴交于点 ,线段 的中垂线与 轴交于点 ,当 面积最小时,椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据点差法求出直线 斜率,由直线方程求出 点横坐标,根据垂直可得 斜率,由直线方
程得出 点横坐标,据此可求出三角形面积,根据均值不等式求最值,利用等号成立的条件求出对应的离
心率即可.
【详解】如图,
设 ,由题意可得 ,
则由以 为中点的弦与椭圆交于点 可得 ,
两式相减可得 ,
即 ,
所以直线 方程为 ,
令 ,可得 ,由 知, ,
所以直线 的方程为 ,
令 ,可得 ,
,
当且仅当 ,即 时等号成立,
此时 ,故 .
故选:B
二、多选题
11.已知椭圆 的右焦点为 ,直线 与椭圆交于 、 两点,则( )
A. 的周长为20 B. 的面积为
C.线段 中点的横坐标为 D.线段 的长度为
【答案】ACD
【分析】利用椭圆的定义判断A;联立直线与椭圆方程,求出弦 中点横坐标及弦长判断CD;求出面积
判断B作答.
【详解】依题意,直线 过椭圆 的左焦点 ,椭圆长轴长 ,
所以 的周长 ,A正确;
由 消去y得: ,设 ,则 , ,因此线段 中点的横坐标为 ,C正确;
线段 的长度为 ,D正确;
点 到直线 的距离 ,
所以 的面积为 ,B错误.
故选:ACD
12.在平面直角坐标系 中,已知直线 : ,椭圆 : ,则下列说
法正确的有( )
A. 恒过点
B.若 恒过 的焦点,则
C.对任意实数 , 与 总有两个互异公共点,则
D.若 ,则一定存在实数 ,使得 与 有且只有一个公共点
【答案】ACD
【分析】结合点斜式判断A,由直线过点 列关系式判断B,根据直线与椭圆的位置关系判断CD.
【详解】方程 可化为 ,
所以直线 恒过点 ,A正确;
设椭圆的半焦距为 ,则点 的坐标可能为 或 ,
若直线恒过点 ,则 ,故 ,矛盾,
直线恒过点 ,则 ,故 ,所以 ,B错误;联立 ,消 可得,
,
由对任意实数 , 与 总有两个互异公共点,
可得方程 有 个不相等的实数解,
所以 ,
所以 ,
所以 ,C正确;
因为 ,
所以 时,则 ,即 时,
可得 ,此时方程组有且只有一组解,
故 与 有且只有一个公共点,D正确.
故选:ACD.
13.已知椭圆 的右焦点为 ,过点 的直线交椭圆 于 两点.若 的中点坐标为 ,则( )
A.直线 的方程为 B.
C.椭圆的标准方程为 D.椭圆的离心率为
【答案】ABD
【分析】根据直线 过点 和点 可得直线 的方程,与椭圆方程联立,可得 的中点的横
坐标得到 可得椭圆标准方程和离心率,从而达到答案.
【详解】因为直线 过点 和点 ,所以直线 的方程为 ,
代入椭圆方程 ,消去 ,得 ,
所以 的中点的横坐标为 ,即 ,
又 ,所以 ,离心率为 ,
所以圆 的方程为 .
故选:ABD.
14.已知直线 与椭圆 交于 、 两点,点 为椭圆 的左、右焦点,则下列说
法正确的有( )A.椭圆 的离心率为
B.椭圆 上存在点 ,使得
C.当 时, ,使得
D.当 , ,
【答案】AD
【分析】根据椭圆的离心率、焦点三角形、直线与椭圆相交的坐标运算逐项判断即可得答案.
【详解】椭圆 , 则
对于A, ,故A正确;
对于B,在 中, ,
由余弦定理得
,
又 ,当且仅当 时, 最大,则 最小值为 ,
因为 ,函数 在 递减,即 最大为 ,故B错误;
对于C, 时, ,即直线过右焦点 ,设 ,则, 恒成立,所以 ,
又 ,所以 ,
因为 ,
所以 ,故C错误;
对于D, 时, ,设 ,联立 ,
得 ;
所以 ,
所以
,当 时, 取到最小值为 ,故 ,故D正确.
故选:AD.
三、填空题
15.已知椭圆 的右顶点为A,上顶点为B,则椭圆上的一动点M到直线AB距离的最大值为
.
【答案】
【分析】求出直线AB的方程为 ,设与AB平行且与椭圆相切的直线为 ,联立椭圆方程,
利用判别式 可求得t的值,再根据平行线间的距离公式即可求得答案.
【详解】由椭圆 ,可得 ,
故直线AB的方程为 ,与AB平行且与椭圆相切的直线可设为 ,
代入椭圆方程整理,得 ,
则 ,解得 ,
当 时, 与 之间的距离为 ;
当 时, 与 间的距离为 ,
故椭圆上的一动点M到直线AB距离的最大值为 ,
故答案为:
16.已知直线 与椭圆 在第二象限交于 两点,且 与 轴、 轴分别交于 两点,若, ,则 的方程为 .
【答案】
【分析】设 ,根据题意得到 ,即 ,设直线 的方程为
,求得 ,结合 ,列出方程求得 ,即可求解.
【详解】设 ,线段 的中点为 ,
由 ,两式相减可得 ,即 ,
又由 ,则 ,
设直线 的方程为 ,可得 ,
所以 ,所以 ,所以 ,解得 ,
因为 ,所以 ,可得 ,解得 ,
所以直线 的方程为 .
故答案为: .17.已知椭圆C: 的左、右焦点分别为 , ,过 的直线l交椭圆C于A,B两点.若 的
内切圆的半径为 ,则直线l的方程为 .
【答案】
【分析】设出直线 的方程,根据椭圆的定义以及三角形内切圆的半径求得直线 的方程.
【详解】椭圆 对应的 ,
所以右焦点 ,依题意可知直线 与 轴不平行,
故可设直线 的方程为 ,此时由于 在椭圆内部,
所以直线 与椭圆必有两个交点 ,设 ,
由 消去 并化简得 ,
易知 ,则 ,
所以
,
的内切圆的半径为 , 的周长为 ,
所以 ,
即 ,解得 ,
所以直线 的方程为 .
故答案为:18.已知直线 与圆 相切,且交椭圆 于 两点,若 ,
则 .
【答案】 /
【分析】设直线 ,由题意可得 ,可求得 ,进而可求得 .
【详解】设直线 ,
直线 与圆 相切,
,
将直线 方程与椭圆方程联立,得 ,
所以 ,因为 ,
所以 ,
由对称性,不妨取 ,
故答案为: .19.已知点 是椭圆C: 上的一点, 是椭圆的左、右焦点,且
,则椭圆C的方程是.若圆 的切线与椭圆C相交于M点,则 的最大值是
.
【答案】3
【分析】根据椭圆的几何性质可得方程为 ,由圆的切线可得 ,进而根据椭圆的弦长
公式得 ,利用换元以及不等式即可求解最值.
【详解】由 和 可得 , 即 , ,解得 , ,
所以椭圆C: ;
设圆 的切线方程为 ,由 得 ,
联立 消去x得 ,
,
设 , ,则 , ,,
设 , ,
当且仅当 ,即 时, 取得最大值3.
故答案为:3
【点睛】圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略:
(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;
(2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;
(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
20.设椭圆中心在坐标原点, 是它的两个顶点,直线 与线段AB相交于点D,
与椭圆相交于E,F两点.若 ,则实数k的值为 .
【答案】 或
【分析】先求出椭圆方程,联立直线与椭圆方程,结合由E、F关于原点对称求出坐标,利用向量坐标运
算建立方程求解即可.
【详解】依题意得椭圆的方程为 ,直线AB,EF的方程分别为 , .
如图,设D,E,F三点的坐标分别为 , , ,其中 ,
由 得 ,则 满足方程 ,
故 ,由 知 ,
得 ,
由点D在直线AB上,知 ,即 ,
所以 ,化简得 ,解得 或 .
故答案为: 或
21.已知椭圆C: ,圆O: ,直线l与圆O相切于第一象限的点A,与椭圆C交于
P,Q两点,与x轴正半轴交于点B.若 ,则直线l的方程为 .
【答案】
【分析】根据向量垂直可得圆的切线方程为 ,进而在椭圆中,根据点差法可得 ,
根据中点弦的斜率即可代入求解.
【详解】取 中点 ,连接 ,由于 ,所以 ,进而 ,
设 ,设直线上任意一点 ,
由于 是圆的切线,所以 ,所以 ,
令 则 ,所以 ,由中点坐标公式可得 ,设 ,则 ,两式相减可得
,
所以 ,又 , ,
所以 ,解得 ,进而
故直线l的方程为 ,即 ,
故答案为:
四、解答题
22.已知椭圆M: ,圆N: ,直线l过椭圆M右焦点F且倾斜角为 .
(1)求直线l方程及椭圆M的焦距.
(2)直线l交椭圆M于A、B两点,直线l交圆N于C、D两点,求 .
【答案】(1) ;焦距为2
(2)
【分析】(1)由椭圆方程,即可求出椭圆右焦点坐标以及焦距,根据直线的点斜式即可求得直线方程;(2)联立直线方程和椭圆方程,根据椭圆的弦长公式可求得 ,根据圆的半径、弦心距以及弦长的关
系可求得 ,即可求得答案.
【详解】(1)由题意知椭圆M: ,则长半轴长 ,短半轴长 ,
则焦距为 ,其右焦点 ,
直线l过椭圆M右焦点F且倾斜角为 ,其斜率为1,
故直线l的方程为 ;
(2)将 代入 中,可得 , ,
设 ,则 ,
故 ;
圆N: 的圆心 到直线 的距离为 ,
则 ,
故 .
23.已知抛物线 的焦点为椭圆 的右焦点,且椭圆 过点 .
(1)求椭圆 的标准方程;(2)若与直线 为坐标原点)平行的直线交椭圆 于 两点,且 ,求直线 的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由焦点坐标、椭圆所过的点及椭圆参数关系列方程组求参数,即可得方程;
(2)由题意,设直线AB方程为 , , ,联立椭圆方程并整理为一元二次方
程,利用韦达定理及 ,向量垂直的坐标表示列方程求参数 ,即可得结果.
【详解】(1)∵抛物线C的焦点坐标为 ,
∴椭圆E的右焦点也为 ,即 ,
由椭圆E过点 ,得 ,
联立 ,解得
故椭圆E的标准方程为 .
(2)直线OP方程为 ,则直线AB方程为 , , .
将直线AB的方程代入椭圆E的方程并整理得 ,
由 ,得 ,
∴ , .由 ,得 ,
则
,
解得 ,故直线AB的方程为 .
24.已知椭圆与双曲线 的焦点相同,且它们的离心率之和等于 .
(1)求椭圆方程;
(2)过椭圆内一点 作一条弦 ,使该弦被点 平分,求弦 所在直线方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出双曲线的焦点和离心率,进而得到椭圆的离心率和焦点,再由椭圆的 的关系,即
可得到椭圆方程;
(2)设出弦 的端点的坐标,代入椭圆方程和中点坐标公式,运用作差,结合平方差公式和斜率公式,
由点斜式方程即可得到直线 的方程.
【详解】(1)由双曲线 可得 ,且焦点在y轴上,
故椭圆的焦点坐标为 ,离心率 ,则 ,解得 ,
故椭圆方程为 .
(2)当直线 的斜率不存在时,则弦 的中点在x轴上,不合题意;
当直线 的斜率存在时,设 ,则 ,
由题意可得 ,两式相减得 ,
整理得 ,则 ,即 ,
故直线 的方程为 ,即 ;
综上所述:直线 的方程为 .
25.已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,离心率为 ,点M在椭圆上,且满足
轴, .
(1)求椭圆的方程;(2)若直线 交椭圆于A,B两点,以线段 为直径的圆过 ,求k的值.
【答案】(1)
(2) 或 .
【分析】(1)由离心率的值结合椭圆的性质,可用 来代替 、 的值,再利用 轴, ,
再把 的坐标用含 的式子表示出来,然后代入椭圆的方程求解即可
(2)设出 、 两点坐标,结合焦点坐标,把 和 用向量的坐标表示出来,由直径所对的圆周角为
直角可知两向量互相垂直,可得一条方程,再联立直线与椭圆,结合韦达定理,然后代入方程求解即可.
【详解】(1)由离心率为 ,得 ,即 ,
又 ,可得 ,即椭圆方程为 ,
点M在椭圆上,且 轴,故把 代入椭圆方程,
可得点M的坐标为 ,则
又 ,且 ,
则 ,
,从而 ,
故椭圆的方程为: ;
(2)由(1)知 , ,设 , ,
, ,
依题意有 ,,
,
又联立直线 与椭圆 得: ,
则 , ,
又 ,得: .
,即 .
解得: ,满足 ,
故: 或 .
26.已知点 为椭圆 上任意一点,过点 的直线 交椭圆 于 两点,射
线 交椭圆 于点 .
(1)求 的值;
(2)求 面积的最大值.
【答案】(1) ;
(2) .
【分析】(1)设 ,从而得 ,将点 分别代入椭圆 的方程
化简计算得 ,即可得 ;
(2)由题意,得 ,计算点 点到直线 的距离,分别联立直线与椭圆 的方程组,得
关于 的一元二次方程,写出韦达定理,利用弦长公式表示 ,根据三角形面积公式表示出,令 ,构造新函数 ,结
合 的范围与二次函数的性质求解最大值.
【详解】(1)设 ,则 ,
所以 ,两式相除得
即 , .
(2) , ,设 ,
点到直线 的距离为 ,
联立 ,得 ,
, ,
联立 ,得 ,
令 ,则 ,令
当 时, 的最大值为 ,所以 面积的最大值为 .
27.已知椭圆 的离心率为 ,点 在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若椭圆过原点 的弦 相互垂直,求四边形 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)通过离心率,可得 与 的关系;再利用点 ,得到 与 的关系;通过方程组求得椭
圆方程;
(2)先分斜率是否存在分类讨论,再设直线 方程,与椭圆方程联立,通过根与系数关系可利用弦长公
式和点到直线距离公式得 ,再结合椭圆的对称性将四边形 面积转化为求解 ,
结合不等式求四边形 面积的最大值.
【详解】(1)由 ,得 ,
则 ,
故椭圆方程可化为 ,
将 代入上式得 ,则 ,
故椭圆的标准方程为 .
(2)
由题意得,四边形 为菱形,
则菱形 的面积
当直线 的斜率不存在或为0时,易得
当直线 的斜率存在且不为0时,
设直线 的方程为 ,则 的方程为 ,
设 ,
将 代入 ,
得 ,
则 ,
则
.综上, 的最大值为 .
28.设椭圆 的上顶点为 ,左焦点为 ,已知椭圆的离心率 , .
(1)求椭圆方程;
(2)设过点 且斜率为 的直线 与椭圆交于点 ( 异于点 ),与直线 交于点 ,点 关于 轴
的对称点为 ,直线 与 轴交于点 ,若 的面积为 ,求直线 的方程.
【答案】(1)
(2) 或
【分析】(1)根据 , ,由 , 可求得 的值,从而得到椭圆方程:
(2)设 ,与椭圆方程联立可得点 的坐标,进而可得点 的坐标,求出点 的坐标,由点
的坐标求出直线 的方程,求出点 的坐标,由 可构造方程求得 的值,由此可得直
线方程.
【详解】(1)由 可得: , , ,
又 , , ,
椭圆方程为: .
(2)由(1)知: ,设直线 ,
由 得: ,则 ,
,即 , ,
即 , ;
在直线 的方程 中,令 可得 , ,
,则直线 ,
令 可得: , ,
,
即 ,整理可得: ,解得: ,
直线 或 .
29.已知椭圆 左右焦点分别为 ,离心率为 .斜率为 的直线 (不
过原点)交椭圆于两点 ,当直线 过 时, 周长为8.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 斜率分别为 ,且 依次成等比数列,求 的值,并求当 面积为 时,直
线 的方程.【答案】(1) ;
(2) ; 或 .
【分析】(1)根据 的周长为 求出 ,再根据离心率求出 ,从而求出椭圆方程.
(2)设出直线 的方程为 ,与椭圆方程联立,借助韦达定理表示出 依次
成等比数列,进而求出 的值;再利用弦长公式和点到直线距离公式表示出 的面积,求解即可得到
的值,从而得到直线 的方程.
【详解】(1)由题意, ,解得 ,所以 .
故椭圆 的方程为 .
(2)设直线 的方程为 ,
与椭圆方程联立得, ,
且 ,
所以 .
由题意, ,故 .
.
此时, ,
.
又点O到直线 的距离 ,故三角形 的面积 ,解得 或 ,
所以直线l方程为 或 .
30.在平面直角坐标系 中,过椭圆M: 的右焦点的直线 交M于A,
B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为 .
(1)求椭圆M的方程;
(2)C,D为M上两点,若四边形ACBD的对角线 ,求四边形 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用点差法求求椭圆M的方程;
(2)设直线 的方程,通过联立方程组,求出弦长,表示出四边形 的面积,利用函数思想求最大
值.
【详解】(1)设 , , ,则有 ,
又 , , 两式相减可得
因为 , , ,所以 ,
又由题意知,椭圆M的右焦点为 ,故
因此 , ,所以椭圆M的方程为 .(2)由 ,解得 或 ,
因此
由 ,可设直线 的方程为 ,设 , ,
由 ,得
于是 ,即 ,
, .
因为直线CD的斜率为1,所以 ,
由已知,四边形 的面积
当 时, 取得最大值,最大值为 .
所以四边形 面积的最大值为 .
31.已知 是椭圆 上一点, 、 为 的左、右焦点, ,
, .(1)求 的方程;
(2)过 的直线 交椭圆于 两点,若四边形 的面积为 ,求 的方程.
【答案】(1)
(2) 或
【分析】(1)由椭圆的定义和 ,可得 ,再由余弦定理解方程可得 ,进而
得到椭圆方程;
(2)设直线 的方程为 ,与椭圆方程 联立,运用韦达定理和四边形的面积为两个
三角形的面积之和,解方程可得 ,进而得到所求直线方程.
【详解】(1)设 ,
由椭圆的定义可得 ,
可得 ,即 ,
由余弦定理可得 ,
解得 , , ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)依题意设直线 的方程为 ,与椭圆方程 联立,可得 ,
,即 ,
设 , ,
可得 , ,
,
则四边形 的面积 ,
所以 ,所以 ,
解得 , .
则直线 的方程为 或 .
32.已知椭圆 的右焦点为 ,上顶点为 , ,离心率为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若直线 与椭圆 相交于 两点,且点 ,当 的面积最大时,求直线
的方程.
【答案】(1)(2) 或
【分析】(1)根据题意,结合椭圆的几何性质,求得 的值,即可求得椭圆的方程;
(2)联立方程组,根据 ,得到 的范围,由点到直线的距离公式和弦长公式,分别求得 ,
,得到 ,结合基本不等式,即可求解.
【详解】(1)解:由题意,可得 ,且 ,所以 ,则 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)解:由直线 的方程为 ,则点 到直线 的距离为 ,
联立方程组 ,整理可得 ,
由判别式 ,解得 ,
设 ,则 ,
可得
,
所以
,当且仅当 时,等号成立,
所以所求直线的方程为 或 .
33.已知椭圆 的左、右顶点是双曲线 的顶点, 的焦点到 的渐
近线的距离为 .直线 与 相交于A,B两点, .
(1)求证:
(2)若直线l与 相交于P,Q两点,求 的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)先通过椭圆的焦点和顶点求出双曲线方程,然后联立方程,韦达定理,利用 化
简即可证明;
(2)联立直线与椭圆方程,韦达定理,代入弦长公式,利用换元法求解函数的值域即可求解弦长范围.
【详解】(1)由题意得椭圆焦点坐标为 ,双曲线渐近线方程为 ,
所以 ,解得 ,所以 的方程为 ,由 ,消y得 ,
所以 得 ,
设 , ,则 ,
所以
,
化简得 ,得证;
(2)由 消x,得 ,
所以 ,即 ,
结合 ,及 ,可得 ,
设 , ,则 ,
所以 ,
所以 ,
设 ,由 ,得 ,所以 ,
所以 ,所以 .
34.椭圆 的两焦点为 , ,且椭圆过点 .
(1)求椭圆的方程;
(2) 是坐标原点, 是椭圆上两点, 是平行四边形,求以 为直径的圆的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的定义及焦点坐标求得椭圆的方程;
(2)根据点差法求出直线 的方程,与椭圆方程联立求出弦长 得到圆的直径,以 的中点 为圆
心,得出圆的方程.
【详解】(1)
,
则 ,又 ,所以 ,故椭圆的方程为 .
(2) 的中点为 ,设 , ,
则 , ,
两式相减整理得 ,其中 ,, ,
故 ,则 .
故 的方程为 ,即 ,
代入椭圆方程整理得
得 , ,所以 ,
故所求圆的方程为 .
35.已知椭圆 : 的长轴长为 ,且短轴长是长轴长的一半.
(1)求 的方程;
(2)已知直线 : 与椭圆 相交于两点 , ,求线段 的长度;
(3)经过点 作直线 ,交椭圆于 、 两点 如果 恰好是线段 的中点,求直线 的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由题意可得 , 的值,即求出 , 的值,可得椭圆的方程;(2)联立直线 的方程与椭圆的方程,可得两根之和及两根之积,代入弦长公式,可得 的大小;
(3)设 , 的坐标代入椭圆的方程,作差整理可得直线 的斜率,代入点斜式方程求出直线 的方程.
【详解】(1)由题意可得 ,可得 , ,
所以椭圆的 的方程为: ;
(2)设 , ,
联立 ,整理可得 ,可得 , ,
所以 ;
(3)设 , ,由题意可得 , ,
将 , 的坐标代入可得: ,
作差整理可得: ,
即直线 的斜率为 ,
所以直线 的方程为 ,即36.椭圆E的方程为 ,短轴长为2,若斜率为 的直线与椭圆E交于 两点,且线
段 的中点为 .
(1)求椭圆E的方程;
(2)若直线l: 与圆 相切,且与椭圆E交于M,N两点,且 ,求直线l
的方程.
【答案】(1) ;
(2) 或 .
【分析】(1)利用短轴长求出b,设点 坐标,代入椭圆方程,作差化简即可得到 ,即可求解椭
圆方程;
(2)由点到直线距离公式列出方程,得到 ,联立直线方程和椭圆方程,得到两根之和,两根之
积,由弦长公式列出方程,求出 及 ,得到答案.
【详解】(1)由题意得: ,所以 ,设 ,
因过点 且斜率为-1的直线与 相交于 两点,且 恰好是 的中点,
则 ,所以 .
又A,B两点在椭圆上,则 .两式相减得: ,所以 ,
所以 ,
又 ,得 ,所以 ,故椭圆方程为 ;
(2)直线l: 与圆 相切,
故 ,即 ,
联立 与 得: ,
设 ,则 , ,
则 ,
将 代入上式得: ,解得: ,
因为 ,所以 ,故 ,则 ,
所以直线l的方程为 或 .
37.已知椭圆 过点P(-1,-1),c为椭圆的半焦距,且c= b.过点P作两条
互相垂直的直线l,l 与椭圆C分别交于另两点M,N.
1 2
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l 的斜率为-1,求 PMN的面积;
1
(3)若线段MN的中点在x轴上△,求直线MN的方程.
【答案】(1)
(2)2(3) 或
【分析】(1)由已知条件推导出 ,且 ,由此能求出椭圆方程;
(2)由条件得 为 ,联立 ,得 ,同理可得 ,由此能求出
的面积;
(3)设 , ,利用点差法得到 ,分类讨论求得直线 的方程
或 .
【详解】(1)由条件得 ,且 ,所以 ,
解得 , .故椭圆方程为 .
(2)因为 的斜率为 ,又过点 ,故 方程 ,即 ,
联立 ,解得 或 ,因为 ,故 ;
因为 ,故 的斜率为 ,又过点 ,故 方程 ,即 ,
联立 ,解得 或 ,因为 ,故 ;
所以 , ,所以 的面积为 .
(3)设 , ,则 ,两式相减得 ,
因为线段 的中点在 轴上.所以 ,从而可得 .
若 ,则 ,因为 ,所以 ,
得 ,又因为 ,所以解得 ,所以 , 或 , .
所以直线 的方程为 ;
若 ,则 ,因为 ,所以 .
得 ,又因为 ,所以解得 或 .
当 时,直线 为 ,经过 ,不符合题意,舍去;当 时,直线 为 ,
经检验,满足题意;
综上,直线 的方程 或 .
38.已知抛物线 : 的焦点为 为 上的动点, 垂直于动直线 ,垂足为
,当 为等边三角形时,其面积为 .
(1)求 的方程;
(2)设 为原点,过点 的直线 与 相切,且与椭圆 交于 两点,直线 与 交于点 ,
试问:是否存在 ,使得 ?若存在,求 的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;
(2) .
【分析】(1)根据正三角形得三角形的边长,再根据抛物线的定义进行求解;
(2)设 ,则 ,可得 ,由导数的几何意义可得 ,设 , ,
中点 ,由点差法可得 , ,从而可以求出 .
【详解】(1)∵ 为等边三角形时,其面积为 ,∴ ,解得 ,
根据 和抛物线的定义可知, 落在准线上,即 ,
设准线和 轴交点为 ,易证 ,于是 ,
∴ 的方程为 ;
(2)假设存在 ,使得 ,则 线为段 的中点,
设 ,依题意得 ,则 ,
由 可得 ,所以切线 的斜率为 ,
设 , ,线段 的中点 ,
由 ,可得 ,
所以 ,
整理可得: ,即 ,所以 ,
可得 ,又因为 ,
所以当 时, ,此时 三点共线,满足 为 的中点,
综上,存在 ,使得点 为 的中点恒成立, .39.已知椭圆 : 的长轴长为4,短轴长与焦距相等.
(1)求椭圆 的标准方程和离心率;
(2)已知直线 与椭圆 有两个不同的交点 , , ,是否存在实数 ,使得 是以
为底边的等腰三角形?若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1) ;离心率是
(2)存在,直线方程
【分析】(1)由条件求出 ,即可求解;
(2)直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理表示线段中点 的坐标,根据 ,即可求解.
【详解】(1)由条件可知, , ,
,且 ,所以 ,离心率 ,
椭圆 的标准方程: ,离心率是 ;
(2)直线 与椭圆 有两个不同的交点 ,设 , ,联立方程 ,得
, ,
解得: 或 ,
, ,
中点横坐标 ,中点纵坐标 ,
设 的中点为
若 是以 为底边的等腰三角形,则 ,即 ,解得: 或 (舍)
所以存在实数 ,使得 是以 为底边的等腰三角形,直线方程是 .
40.已知椭圆 的离心率为e,且过点 和 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)若椭圆C上有两个不同点A,B关于直线 对称,求 .
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将点代入椭圆方程,即可求解椭圆方程;
(2)法一,利用点差法,求线段 的中点坐标,并求得直线 方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理
求弦长;
法二,首先设直线 ,与椭圆方程联立,由韦达定理得到中点坐标 ,代入对称直
线求 ,再同法一,求弦长.
【详解】(1)由题意知: ,∴
,∴ ,所以椭圆 ;
(2)法一 设 及AB中点 ,由题意知
, ,以上两式相减得: ,
可化为: 即 ,故 ,
又∵M在直线 上,所以 ,解得: ,即 ,直线 ,化简为:
联立 整理得: ,由韦达定理知
由弦长公式得: .
法二 设直线 ,
联立 , 整理得:
,则中点 ,满足直线方程 ,解得
所以AB:
联立 整理得: ,由韦达定理知
由弦长公式得: .
【C组 在创新中考查思维】
一、单选题
1.考虑这样的等腰三角形:它的三个顶点都在椭圆 : 上,且其中恰有两个顶点为 的顶点.
这样的等腰三角形的个数为( )
A.8 B.12 C.16 D.20
【答案】D
【分析】对椭圆顶点连线是等腰三角形的腰还是底,进行讨论即可求出结果.
【详解】因为椭圆的方程为 ,所以 ,①
如图1连接 ,当 为等腰三角形的底时,
作 的垂直平分线交椭圆于 两点,
连接 ,
则此时 为等腰三角形,满足题意;
同理当 为等腰三角形的底时,
也可以各作出2个满足题意的等腰三角形;
②
如图2连接 ,当 为等腰三角形的腰时,
以 为圆心, 为半径作圆,
则圆的方程为 ,
联立 ,解得 或 或 ,
即圆与椭圆交于 ,连接 ,则此时 为等腰三角形,满足题意;
同理当 为等腰三角形的腰时,
也可以各作出2个满足题意的等腰三角形;
③
如图③,以 为圆心, 为半径作圆,
同理可以证明圆与椭圆交于 ,
连接 ,
则此时 为等腰三角形,满足题意;
④
如图④,以 为圆心, 为半径作圆,
同理可以作出2个等腰三角形;
⑤因为由于椭圆性质知 为椭圆最长弦,所以它不能为等腰三角形的腰;
综上所述满足题意的等腰三角形的个数有20个.
故选:D.【点睛】多种情况的题目需要对情况进行详细讨论,做到不重不漏.
2.已知交于点 的直线 , 相互垂直,且均与椭圆 相切,若 为 的上顶点,则 的取
值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,设 ,由条件联立直线与椭圆方程,得到点 的轨迹是圆,从而得到结果.
【详解】当椭圆的切线斜率存在时,设 ,且过 与椭圆相切的直线方程为: ,
联立直线与椭圆方程 ,
消去 可得,
所以 ,
即 ,
设 为方程的两个根,由两切线相互垂直,所以 ,
所以 ,即 ,所以 ,
当椭圆的切线斜率不存在时,此时, ,也满足上式,
所以 ,其轨迹是以 为圆心, 为半径的圆,
又因为A为椭圆上顶点,所以 ,
当点 位于圆的上顶点时, ,
当点 位于圆的下顶点时, ,所以 ,
故选:D
3.已知椭圆 的左焦点为 ,离心率为 .过点 作直线 与椭圆 交于 , 两
点,与直线 交于点 ,若 恰好是 的中点,则直线l的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设椭圆焦距为 ,再设出 三点,由 ,
通过计算可得到 ,进而得到 ,即可解得斜率.
【详解】设椭圆焦距为 ,所以 .
设 ,则 ,
且 ,由两式相减可得 ,
即 ,
根据条件可得: ,
故 ,
由 ,可得 .
因为 ,所以 ,
即直线 的斜率为 .故选:B.
4.已知椭圆 右顶点为 ,上顶点为 ,该椭圆上一点 与 的连线的斜率
, 的中点为 ,记 的斜率为 ,且满足 ,若 分别是 轴、 轴负半轴上
的动点,且四边形 的面积为2,则三角形 面积的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出直线方程,与椭圆方程联立,表示出点E坐标,即可根据 求出 ,根据四边形的
面积结合基本不等式可求.
【详解】由题意知: ,直线 的方程为 ,
联立方程 可得 ,
因为 是其中一个解,则另一个解 满足 ,即 ,
所以 ,则可得 的中点 ,则 ,
因为 ,所以 ,解得 ,则即 ,
设 ,则由四边形 的面积为2,有 ,
即 ,由基本不等式得 , ,
从而三角形 的面积 ,等号当 , 时取到.
所以三角形 面积的最大值为 .
故选:A.
5.椭圆 的右焦点为 ,上顶点为 ,若存在直线 与椭圆交于不同两点 ,重心为 ,直线 的斜率取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设 ,根据重心性质可得 ,由点差法可得
,结合 关系和中点在椭圆内可求直线 的斜率取值范围
【详解】设椭圆 的半焦距为 ,
由已知 , ,
设 ,
因为 重心为 ,
所以 ,
所以 ,
又 ,
所以 ,
所以 ,
所以直线 的斜率 ,
又线段AB的中点 一定在椭圆内部,即 ,所以 ,即 ,所以 ,
令 ,则由对勾函数的性质可得 ,
所以
所以直线 的斜率取值范围是 ,
故选:A.
【点睛】结论点睛,涉及椭圆的弦的中点问题常用到结论:若点 为椭圆 上的
点, 的中点坐标为 ,点 为坐标原点,则 .
6.已知焦点在 轴上的椭圆 的内接平行四边形的一组对边分别经过其两个焦点(如图
所示),当这个平行四边形为矩形时,其面积最大,则 的取值范围是( )A. B. C. D.
【答案】C
【分析】解法1、设直线 为 ,联立方程组,利用弦长公式求得 ,求
得直线 与 的距离为 ,得到 的面积为 ,设 ,
得到 ,转化为 的值最小即可,结合函数的单调性和椭圆的性质,即可求解.
解法2、设直线 的倾斜角为 ,求得 ,原点 的距离为 ,得到矩形面积
,设 ,得到 ,结合基本不等式的成立的条
件,得到 ,进而求得实数 的取值范围.
【详解】解法1:设 所在直线方程为 且
联立方程组 ,整理得 ,
可得 ,所以 ,
由直线 方程为 ,所以直线 与垂线 的距离为 ,
矩形 的面积为 ,
设 ,则 ,所以 ,要使 最大,则只需 的值最大,即 的值最小即可,
当这个平行四边形为矩形时,其面积最大,即当 时,有 最大值,
即 时, 的值最小,
由双勾函数性质 在 上单调递减,在区间 为单调递增,
又由 ,当 时, 有最小值,
所以 ,所以 ,可得 ,即 ,解得 ,所以 ,
又因为 ,解得 ,所以实数 的取值范围是 .
解法2:设 所在直线方程为 且
联立方程组 ,整理得 ,
可得 ,所以 ,
设直线 的倾斜角为 ,可得 ,即 ,
代入上式,化简得 ,
又由原点 的距离为 ,
所以矩形 的面积:
,
设 ,则 ,且 ,可得 ,
则 ,要使 最大,则只需 的值最大,即 的值最小即可,
当这个平行四边形为矩形时,其面积最大,即当 时,有 最大值,
即 时, 的值最小,
因为 ,当且仅当 时,即 ,
所以 ,即 ,所以 ,可得 ,即 ,解得 ,所以 ,
又因为 ,解得 ,所以实数 的取值范围是 .
故选:C.
【点睛】解答圆锥曲线的最值问题的方法与策略:
(1)几何转化代数法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用圆锥曲线的定义、
图形、几何性质来解决;
(2)函数取值法:若题目的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求这个函数的最值
(或值域),常用方法:(1)配方法;(2)基本不等式法;(3)单调性法;(4)三角换元法;(5)
导数法等,要特别注意自变量的取值范围.
7.已知椭圆 左右焦点分别为 ,上顶点为A,离心率为 ,过 且为线段
的垂线 交 于 两点,则 周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将椭圆方程化为 ,可求得 的斜率,联立椭圆与直线方程求得 的纵坐标,分别计算
即可.
【详解】如图:,
椭圆 可化为 ,
又 , ,
, ,
设直线 即 ,
由 得 ,
设 , 不妨设 ,
解得 ,
所以 ,
因为 即 ,
所以
,
由 得 ,代入上式,,
同理可得 ,
,
所以 周长为 .
故选:A
【点睛】关键点点睛:在求 时并没有用弦长公式,因为计算 时不能使用韦达定理,所以必
需回到弦长的本质,即两点间的距离,故需要求出 的坐标,由直线与椭圆联立是完全可以把方程的根表示
出来的,当然后期的计算量也是惊人的.
8.已知圆 ,椭圆 ,过C上任意一点P作圆C的切线l,交 于A,B两点,过
A,B分别作椭圆 的切线,两切线交于点Q,则 (O为坐标原点)的最大值为( )
A.16 B.8 C.4 D.2
【答案】C
【分析】先得到椭圆 在 处的切线方程为 ,考虑切线 的斜率
不存在和存在两种情况,得到椭圆两切线方程,联立后得到点Q的坐标,求出当切线斜率不存在时,
,当切线 斜率存在时,设为 ,由 与圆相切得到 ,求出椭圆两切线方程,得到
,求出 ,求出 的最大值.
【详解】当 点坐标为 时,此时切线 的斜率不存在,
不妨设 ,此时 中令 得: ,所以不妨令 ,
下面证明椭圆 在 处的切线方程为 ,
理由如下:
当切线的斜率存在时,设切线方程为 ,
代入椭圆方程得: ,
由 ,化简得:
,
所以 ,
把 代入 ,得: ,
于是
则椭圆的切线斜率为 ,
所以椭圆的切线方程为 ,整理得: ,
方程两边同除以 ,得到 ,
当切线斜率不存在时,即此时 ,故切线方程为 ,
中令 ,可得 ,
故当切线斜率不存在,切线也满足 ,
综上:椭圆 在 处的切线方程为 ,故过 的两切线分别为 和 ,
联立可得: ,此时 ,同理可得 时, ,
当切线 的斜率存在时,设为 ,
因为 与 相切,所以 ,即 ,
与 联立得:
,设 ,
则过 的椭圆的切线方程为 和 ,
联立得: ,
,
则 ,
综上: 的最大值为4.
故选:C
【点睛】过圆 上一点 的切线方程为: ,
过圆 外一点 的切点弦方程为: .
过椭圆 上一点 的切线方程为 ,
过双曲线 上一点 的切线方程为二、多选题
9.已知直线 与椭圆 交于 两点,点 为椭圆 的下焦点,则下列结论正确的
是( )
A.当 时, ,使得
B.当 时, ,
C.当 时, ,使得
D.当 时, ,
【答案】BC
【分析】对于A,将直线 的方程与椭圆方程联立,求出 的取值范围,可求得 的取值范围,
可判断A选项;求出线段 中点的轨迹方程,可求得 的取值范围,可判断B选项;将直线 的
方程与椭圆方程联立,利用弦长公式结合 可求得 的取值范围,可判断C选项;求出线段
中点的轨迹方程,可求得 的最小值,可判断D选项.
【详解】在椭圆 中, , , ,
由题意可得 ,上焦点记为 ,对于A选项,设点 , ,
联立 ,消去 得 ,
,
由韦达定理可得 , ,
,
所以, ,选项A错;
对于B选项,设线段 的中点为 ,
由题意可得 ,两式作差可得 ,
因为直线 的斜率存在,则 ,所以, ,
整理可得 ,又因为 ,消去 可得 ,其中 ,所以, ,
所以,
,选项B对;
对于C选项,当 时,直线 的方程为 ,即 ,
联立 可得 ,
,解得 ,
由韦达定理可得 , ,
,
同理 ,所以, ,
因为 ,所以,当 时, ,使得 ,选项C对;
对于D选项,设线段 的中点为 ,
由B选项可知, ,即 ,即 ,
由 可得 ,故点 的横坐标的取值范围是 ,
而点 到直线 的距离为 ,
由 可得 ,当且仅当点 时,
取最小值 ,选项D错.故选:BC.
【点睛】圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略:
(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;
(2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;
(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
10.已知 、 分别为椭圆 : 的左、右焦点,不过原点 且斜率为1的直线与椭圆 交于 、
两点,则下列结论正确的有( )
A.椭圆 的离心率为
B.椭圆 的长轴长为
C.若点 是线段 的中点,则 的斜率为
D. 的面积最大值为
【答案】BCD
【分析】AB选项,根据椭圆方程得到 , ,从而求出离心率和长轴长;C选项,设出直线
方程,联立椭圆方程,求出两根之和,两根之积,表达出 点坐标,得到 的斜率;D选项,在C选项
基础上,求出 和点 到直线 的距离为 ,表达出 的面积,求
出最大值.
【详解】AB选项,由题意得 ,故 ,
故椭圆 的离心率为 ,长轴长为 ,A错误,B正确;
C选项,设不过原点 且斜率为1的直线为 ,联立 得 ,
由 ,解得 ,
设 ,则 ,
则 ,
故 ,
故 的斜率为 ,C正确;
D选项,由C选项可知, ,
点 到直线 的距离为 ,
故 的面积为
,
因为 ,所以 ,故当 时, 的面积取得最大值,最大值为 ,D正确.
故选:BCD
【点睛】圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:
(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;
(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数
的最值或范围.
11.直线 , 与椭圆 共有四个交点,它们逆时针方向依次为 ,
则( )
A.
B.当 时,四边形 为正方形
C.四边形 面积的最大值为
D.若四边形 为菱形,则
【答案】ACD
【分析】A选项,由对称性得到 是平行四边形,联立直线 与椭圆方程,由根的判别式
得到答案;B选项,利用弦长求出 和两平行线之间的距离 ,判断出 ,得到结论;C
选项,表达出 ,利用基本不等式求出面积最值;D选项,由菱形得到 ,
得到 ,求出答案.
【详解】A选项,可以看出 ,由椭圆的对称性知四边形 是平行四边形,设 , ,联立 与 得, ,其中
,解得 ,A正确.
B选项,由韦达定理得 , ,
,
平行四边形的高即为两平行线之间的距离 ,
当 时, , ,故 ,B错误.
C选项, ,
设 , , ,
当且仅当 ,即 时,等号成立,C正确.
D选项,若四边形 是菱形,则 ,即
故 ,解得 , ,D正确.
故选:ACD
【点睛】圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:
(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;
(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数
的最值或范围.12.在平面直角坐标系 中,已知椭圆 ,圆 ,直线:
(k,b为常数,且 ).点 ,( )
A.若点Q在 上运动,则 的最大值为
B.若l与 都相切,则这样的l共有4条,且其中一条的方程是
C.若过P点作 的切线,则切线唯一且方程为
D.若 ,l与 都相交且截得的弦长相等,则
【答案】AC
【分析】A选项:圆 的半径 ,则 的最大值为 ,利用两点间距离公式求出答案;
B选项:画出图形,由 与 外离,得到公切线有4条,由点到直线距离得到 与 外离,
不相切,从而判断B;
C选项:先得到点P在 上,切线唯一,再考虑过 的直线斜率不存在和斜率存在两种情况,将
直线与椭圆方程联立,结合根的判别式为0,求出斜率,得到切线方程;
D选项,利用弦长公式得到l与 相交弦长,利用垂径定理得到 与 的弦长,列出方程,得到 .
【详解】A选项, 的圆心为 ,半径 ,
点Q在 上运动, 的最大值为 ,
,所以 ,故A正确;
B项: 的上顶点与 的圆心距离为 ,所以 与 外离,
所以由图易知l有4条, 到 距离为 ,
与 外离,不相切,故B错误;
C项: 满足 ,故点P在 上,所以切线唯一,
当过 的直线斜率不存在时,此时直线方程为 ,此时与 不相切,舍去;
设过 的切线方程为 ,
联立 ,得 ,
整理,得 ,
由 ,解得 ,
故切线方程为 ,即 ,故C正确;D项:分别记l与 交点为A,B和C,D,
与 ,联立,得 ,
设 ,则 ,
则l与 截得弦长为
,
l为圆心 距离为 ,
所以 ,
因为 ,所以 ,
因为 ,所以 ,
显然 ,故D错误.
故选:AC.
【点睛】结论点睛:过圆 上一点 的切线方程为
;
过圆 外一点 的切点弦方程为 ;
过椭圆 上一点 的切线方程为 ;过双曲线 上一点 的切线方程为 .
三、填空题
13.已知直线l与椭圆 在第二象限交于A,B两点,直线l与x轴、y轴分别交于C,D两点,
且 ,则直线l的方程为 .
【答案】
【分析】令 的中点为 ,利用点差法得到 ,再设直线 求出 的坐标,从而
结合 得到关于 、 的方程,解之即可.
【详解】依题意,不妨设点 在点 的左边,记 的中点为 ,如图,
设 , ,则 , ,
所以 ,即 ,
所以 ,即 ,
设直线 ,则 , ,
令 得 ,令 得 ,即 , ,
因为 ,所以 ,即点 为 的中点,故 ,所以 ,解得 或 (舍去),
又 ,即 ,解得 或 (舍去),
所以直线 ,即 .
故答案为: .
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为 ;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于 (或 )的一元二次方程,注意 的判断;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为 、 (或 、 )的形式;
(5)代入韦达定理求解.
14.已知椭圆 , , ,斜率为 的直线与C交于P,Q两点,若直线
与 的斜率之积为 ,且 为钝角,则k的取值范围为 .
【答案】
【分析】先设 , , ,再联立直线 的方程和椭圆 的方程,整理得到关
于 的一元二次方程,从而得到 , , , ,结合直线 与 的斜率之积为 可得
,再结合 为钝角即可求得k的取值范围.
【详解】设 , , ,联立方程组 ,消去y得 ,
由 ,即 ,
所以 , , , ,
所以 ,解得 (舍去)或 .
由 为钝角,得 ,即 ,
所以 ,解得 ,
因为 ,所以 .
故答案为: .
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
①设直线方程,设交点坐标为 , ;
②联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于x (或y)的一元二次方程,必要时计算 ;
③列出韦达定理;
④将所求问题或题中的关系转化为 , (或 , )的形式;
⑤代入韦达定理求解.
15.已知直线 与椭圆 在第二象限交于A,B两点, 与x轴,y轴分别交于M,N两点,且
, ,则直线 在y轴上的截距为 .
【答案】
【分析】设出点的坐标及直线 的方程,联立直线 和椭圆方程,韦达定理,根据中点坐标及 求得的关系式,即可求解.
【详解】设AB的中点为E,由题意知,点E既是AB的中点又是MN的中点,
设 ,设直线AB: ,,则 ,
因为 ,所以 ,
联立方程组 ,消去y并化简得 ,其中
,
则 ,
所以 ,
因为 ,
所以 ,即 ,
又 ,即 ,所以 ,
解得 ,则直线 在y轴上的截距为 .
故答案为:【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
①设直线方程,设交点坐标为 , ;
②联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于x (或y)的一元二次方程,必要时计算 ;
③列出韦达定理;
④将所求问题或题中的关系转化为 , (或 , )的形式;
⑤代入韦达定理求解.
16.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.
四、解答题
17.已知 为椭圆 上任一点, , 为椭圆的焦点, ,离心率为 .
(1)求椭圆的方程;(2)若直线 : 与椭圆的两交点为A, ,线段 的中点 在直线 上, 为坐标原
点,当 的面积等于 时,求直线 的方程.
【答案】(1)
(2) 或
【分析】 由椭圆定义可得 的值,进而由离心率可得 ,再求得 ,即可得到椭圆的方程;
设出点A, 的坐标,联立直线 与椭圆的方程,利用设而不求的方法,并依据题给条件列方程,即可
求出 ,进而求得 的值,从而求得直线 的方程.
【详解】(1)由椭圆定义得 , ,所以 ,故 ,
所以椭圆的方程为 .
(2)设 代入方程 ,
得
所以 , ,
所以 ,解得 ,
则 式变为 则 ,
底边 上的高 ,所以 的面积 .
令 ,解得 ,
把 , 代入 式,经检验,均满足 ,此时直线 的方程为 或 .
18.已知 , 为椭圆C: 的左、右顶点,且椭圆C过点 .
(1)求C的方程;
(2)过左焦点F的直线l交椭圆C于D,E两点(其中点D在x轴上方),求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意得 ,把 代入椭圆方程可得答案;
(2)①当l斜率不存在时,易知 ;②当l斜率存在时,设l ,
, ,与椭圆方程联立,求出 、 ,由 利用韦达
定理可得 ,设 ,转化为 ,可得答案.
【详解】(1)由题意得 ,把 代入 ,
解得 ,
所以C的方程为 ;.
(2)由(1)知: , ,
①当l斜率不存在时,易知 ;
②当l斜率存在时,设l: , , ,由 ,得 ,显然 ,
所以 , ,
因为 , ,
所以 ,
因为 ,
所以 .
又 ,
设 ,则 , ,解得 且 ,
所以 ,
因为 ,可得 的取值范围为 .【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是借助 求出 的范围,本题考查了学生的
思维能力、运算能力.
19.已知椭圆C: 的焦距为 ,且椭圆经过点 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l交C于P,Q两点,直线AP,AQ的斜率之和为 ,求l的斜率.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件求得 ,由此求得椭圆 的方程.
(2)利用点差法、或设直线 方程、或设直线 方程、或齐次化的方法来求得 的斜率.
【详解】(1)因为椭圆C的焦距为 ,且椭圆经过点 ,
所以 , ,
又 ,
解得, , ;
故椭圆C的方程为 .
(2)法一:(点差法)
设 , ,则 ,
两式相减,得 ,
所以l的斜率 .
因为直线AP,AQ的斜率之和为0,所以 ,
整理得 ①
由 得 ,
所以 ,
同理 ,
因为
所以 ,
整理得 ②
②-①,得 ,
,
所以 ,即l的斜率为 .
法二:(设线)设l: , , ,
(讨论斜率不存在不给分,因为此种情况明显不符)
,消去y,整理得 ,
所以 , ,
因为直线AP,AQ的斜率之和为0,所以 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
若 ,则直线l: 过点A,不合题意,故舍去,
所以 ,即l的斜率为 .
法三:
设AP: ,AQ: , , ,
,消去y,整理得 ,
所以 ,
因为 ,
所以 ,
同理 ,
所以 ,
,
所以l的斜率 .
方法四:(齐次化巧解圆锥曲线问题)因为PQ不过 ,所以设PQ:
C:
,
(‘1’的代换)
化简得 ,
所以 ,
所以l的斜率为 .
【点睛】求解椭圆方程的几种方法:方法一:定义法,根据椭圆的定义直接求解,一般用题中所给的椭圆长
短轴,焦点等信息就能直接算出椭圆方程.方法二:待定系数法,根据椭圆焦点位置,长短轴,先设出对应
的椭圆方程,然后再代入已知条件求系数.方法三:共焦点系方程: 等等.
20.已知椭圆 ,过点 作圆 的切线交椭圆C于A、B两点.
(1)求椭圆C的焦点坐标和离心率;
(2)将 表示成m的函数,并求 的最大值.
【答案】(1)焦点坐标是 ,离心率是 ;(2)答案见解析
【分析】(1)椭圆的半长轴长 ,半短轴长 ,半焦距 ,即可求椭圆C的焦点坐
标和离心率;
(2)分类讨论,将 表示成m的函数,直线与椭圆方程联立,利用弦长公式,即可求 的最大值.
【详解】(1)椭圆的半长轴长 ,半短轴长 ,半焦距 ,
所以焦点坐标是 ,离心率是 .
(2)易知 |,当 时,切线AB方程为 或 ,
此时 , ,或 , ,则 ;
当 时,易知切线AB方程斜率不为0,如图,
可设切线AB的方程为: ,即 ,
则 ,得: ①,
联立: ,整理得: ,
其中 ,
设 ,则 , ,则 ②,
将①代入②得: ,
而 ,等号成立当且仅当 ,即 时等号成立.
综上所述,当 时, ;
当 时, ,最大值为2.
【点睛】方法点睛:解决直线与圆锥曲线交点问题时,常常利用设而不求的思想,通过联立直线与曲线方
程,结合韦达定理进行求解.
21.已知椭圆 与直线 有唯一的公共点 ,过点 且与 垂直的直线 交 轴,
轴于 两点.
(1)求 满足的关系式;
(2)当点 运动时,求点 的轨迹 的方程;
(3)若轨迹 与直线 交于 两点, 为坐标原点,求 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据直线与椭圆的位置关系,结合一元二次方程根的判别式进行求解即可;
(2)根据(1)的结论,结合互相垂直的两直线的斜率关系进行求解即可;
(3)利用椭圆弦长公式,结合基本不等式进行求解即可.【详解】(1)由题有 得 .
由 ,即 ,
得 .
(2)由(1)可得,方程 有两个相等的实根,
故 ,而 ,所以 ,
因此 ,即 ,
直线 ,即 ,
,
则 ,
轨迹 的方程是 .
(3)令 ,则 .
由 得 ,
其中 ,
.
点 到直线 的距离 ,,
,
当且仅当 时取等号,即当 时取等号,
则 .
当 , 取得最大值,
.
【点睛】关键点睛:本题的关键是利用基本不等式进行求解三角形面积的最大值.
22.已知椭圆 的左右焦点分别为 , ,且 的坐标为 ,点 在椭圆上.
(1)求 的周长;
(2)斜率为 的直线与圆 相切于第一象限,交椭圆于A,B两点,求 的周长.
【答案】(1)6
(2)4【分析】(1)根据已知列关于a,b的方程组求解可得标准方程,再由椭圆定义可得周长;
(2)利用直线与圆相切可得直线方程,联立椭圆方程,由弦长公式可得 ,再由两点间距离公式得
, ,结合韦达定理即可求解.
【详解】(1)由题得 ,得 ,
所以椭圆C的方程为 ,
所以 ,
又 ,所以 的周长为6.
(2)设直线AB的方程为 ,
因为AB与圆 相切,所以 ,所以 .
由 得 ,
设 , ,则 , ,
所以 .又 ,
同理 ,
所以 .
所以 的周长为 .
23.已知椭圆 的一个焦点为 ,且过点 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)直线 与椭圆 交于 两点,求 面积的最大值及此时直线 的方程.
【答案】(1)
(2) 面积的最大值为 ,此时直线 的方程为 .
【分析】(1)将 坐标代入椭圆方程,再结合 , 可求出 ,从而可求得椭圆方
程,
(2)将直线方程代入椭圆方程化简,利用根与系数的关系,结合弦长公式和点到直线的距离公式即可求
出 面积的最大值及此时直线 的方程
【详解】(1)由题意得 ,解得 ,
所以椭圆 的方程为 ,
(2)设 ,
由 ,得 ,
因为直线 与椭圆 交于 两点,所以 ,解得 ,
所以 ,
所以
,
因为点 到直线 的距离为 ,
所以 的面积为
,
当且仅当 ,即 时取等号,
所以 面积的最大值为 ,此时直线 的方程为 .
【点睛】关键点点睛:此题考查直线与椭圆的位置关系,解题的关键是将直线方程代入椭圆方程化简结合
根与系数的关系求解,考查计算能力,属于较难题.
24.椭圆 , , , , 四点中恰有三点在椭圆 上.
(1)求椭圆 的标准方程;(2)椭圆 上两点 、 ,若直线 过点 ,且 ,线段 的中点为 ,求直线 的
斜率的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件求得 ,从而求得椭圆 的标准方程.
(2)设出直线 的方程并与椭圆方程联立,化简写出根与系数关系,结合 以及点差法求得
直线 的斜率的取值范围.
【详解】(1)由于 , ,关于 轴对称,所以 经过 , 两点,故 不过 ,所以 在 上.
由题意可得 ,解得 ,所以椭圆 的标准方程为 .
(2)由题意知,直线 的斜率存在且不为零,设其方程为 ,
由 ,得 ,
由 ,得 ,
设 , ,则 , ,
所以
,
因为 ,所以 ,
得 ,所以 ,设直线 的斜率为 ,因为 ,所以 ,
化简得 ,所以 ,
所以 ,解得 或 ,
所以直线 的斜率的取值范围为
25.已知椭圆 的左焦点为 ,短轴长为 .过右焦点 的直线l交椭圆C于
A,B两点,直线 , 分别交直线 于点M,N.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设线段AB中点为Q,当点M,N位于x轴异侧时,求Q到直线 的距离的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由条件列方程求 ,即可得椭圆方程;(2)利用韦达定理求斜率的范围以及线段 中点
T的横坐标为 ,注意讨论直线斜率是否存在.
【详解】(1)因为椭圆 的短轴长为 ,所以 ,故 ,
因为右焦点 的坐标为 ,所以 ,
又 ,所以 ,所以椭圆的方程为 ;
(2)由(1)得, ,当直线l的斜率不存在时,因为直线 过点 ,所以直线 的方程为 ,线段AB的中点Q到
直线 的距离为1,
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为 ,由点M,N位于x轴异侧可得 ,
联立椭圆的方程,可得 ,方程 的判别式
设 , ,∴ , ,
,
∴ ,
∴点Q到直线 的距离 ,
设直线 的方程为 ,令 得 ,则 ,同理 ,
∵点M,N位于x轴异侧,∴ ,即 ,得 .
∴ ,∴ ,∴ ,
综上所述,点Q到直线 的距离的取值范围为 .26.已知直线l过点P(1,0),与椭圆C: 交于A,B两点,且直线l不与椭圆C的
对称轴垂直.
(1)若直线l的斜率为1,M( ,- )为线段AB的中点,求 的值;
(2)若 ,点Q(16,0),当l变化时,直线AQ,BQ的斜率总是互为相反数,求C的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)假设A,B两点坐标代入椭圆方程,构造出 可利用中点坐标公式,构造出 可
利用斜率公式,即可求出答案.
(2)设直线l的方程,根据题意写出AQ,BQ的斜率,列出式子写出关系式;,再联立方程写出韦达定理
化简关系式即可求出C的方程.
【详解】(1)设 , 代入椭圆方程得:
①-②得:
因为直线l的斜率为1,所以 ;因为M( ,- )是线段AB的中点,所以 ,故
(2)设直线l的方程为 ,联立方程
化简得方程:将 代入方程得:
因为直线l与椭圆存在两个交点,故 ,
根据韦达定理: ,
设 , ,则 ,
根据题意可知
因为 ,所以化简原式可得
即 ,得 ,则
故椭圆方程为:
27.已知椭圆C: 经过点 ,O为坐标原点,若直线l与椭圆C交于A,B
两点,线段AB的中点为M,直线l与直线OM的斜率乘积为 .
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若四边形OAPB为平行四边形,求四边形OAPB的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直线l , ,利用点差法可得 ,在结合点 在
椭圆C上,列式求解即可;
(2)根据四边形OAPB为平行四边形分析可得直线l的方程为 ,联立方程利用韦达定理求弦长,进而可得结果.
【详解】(1)由题意可设:直线l , ,则 ,
可得:直线l的斜率 ,直线OM的斜率 ,
因为A,B两点在椭圆C上,则 ,
两式相减得整理得 ,即 ,
所以 ,可得 ,
又因为点 在椭圆C上,则 ,解得 ,
所以椭圆C的标准方程为 .
(2)因为四边形OAPB为平行四边形,则M为 的中点,可得 ,
则 ,可得直线l的斜率 ,
所以直线l的方程为 ,即 ,
可得点 到直线l的距离 ,由(1)可知:椭圆C的标准方程为 ,即 ,
联立方程 ,消去y得 ,
可得 ,且 ,
则 ,
所以四边形OAPB的面积 .
【点睛】方法点睛:有关圆锥曲线弦长、面积问题的求解方法
1.涉及弦长的问题中,应熟练地利用根与系数的关系、设而不求计算弦长;涉及垂直关系时也往往利用根
与系数的关系、设而不求法简化运算;涉及过焦点的弦的问题,可考虑用圆锥曲线的定义求解.
2.面积问题常采用 底 高,其中底往往是弦长,而高用点到直线距离求解即可,选择底很重要,选
择容易坐标化的弦长为底.有时根据所研究三角形的位置,灵活选择其面积表达形式,若求多边形的面积
问题,常转化为三角形的面积后进行求解.
28.椭圆 : 的右焦点是 ,且经过点 ;直线 与椭圆 交于 ,
两点,以 为直径的圆过原点.(1)求椭圆 的方程;
(2)若过原点的直线 与椭圆 交于 , 两点,且 ,求四边形 面积的范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将点 代入椭圆方程,并结合右焦点是 ,解出 和 的值,即可得解;
(2)当直线 斜率不存在时,可得其方程为 ,求出 ,当直线 斜率存在时,设其方程
为 ,结合韦达定理、平面向量数量积推出 及 ,再由 ,计算可得
的取值范围,从而得解.
【详解】(1)焦点 为 ,则 ,即 ,
点 在椭圆 : 上,即 ,
解得 或 (舍去),则 ,
所以椭圆 的方程为 ;
(2)当直线 斜率存在时,设其方程为 , , ,联立 ,可得 ,
则 ①,
又 ②, ③
以 为直径的圆过原点即 ,
化简可得 ,
代入②③两式,整理得 ,
即 ④,
将④式代入①式,得 恒成立,则 ,
设线段 中点为 ,由 ,所以 ,
又 ,
又由 ,则 点坐标为 ,
化简可得 ,
代入椭圆方程可得 ,即 ,
则
,当直线 斜率不存在时, 方程为 ,直线 过 中点,即为 轴,易得 , ,
,
综上,四边形 面积的取值范围为 .
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为 、 ;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于 (或 )的一元二次方程,必要时计算 ;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为 、 的形式;
(5)代入韦达定理求解.