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解密20 椭圆
【考点解密】
1.椭圆的概念
平面内与两个定点F ,F 的距离的和等于常数(大于|FF|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两
1 2 1 2
焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
集合P={M||MF |+|MF |=2a},|FF|=2c<2a,其中a>0,c>0,且a,c为常数.
1 2 1 2
2.椭圆的标准方程和几何性质
+=1 +=1
标准方程
(a>b>0) (a>b>0)
图形
-a≤x≤a -b≤x≤b
范围
-b≤y≤b -a≤y≤a
对称性 对称轴:坐标轴 对称中心:原点
顶点 A(-a,0),A(a,0) A(0,-a),A(0,a)
1 2 1 2
性 坐标 B(0,-b),B(0,b) B(-b,0),B(b,0)
1 2 1 2
质 轴 长轴AA 的长为 2 a ;短轴BB 的长为 2 b
1 2 1 2
焦距 |FF|= 2 c
1 2
离心率 e=∈(0,1)
a,b,c
a 2 = b 2 + c 2
的关系
【方法技巧】
1.椭圆的离心率(或离心率的取值范围),常见求法:
①求出a,c,代入公式 ;②只需要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合 转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边
分别除以a或 转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
2.涉及与椭圆有关的轨迹方程及椭圆中的定点定值,.
求轨迹方程方法为直接法,即将题意转化为代数语言,化简即得轨迹方程;
对于定点问题,常可由对称性确定定点所在位置,后由三点共线结合向量共线或斜率相等可得定点坐标.
【核心题型】
题型一:利用椭圆的定义解决焦点三角形或者边长问题
1.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆C的焦点为 ,过 的直线与C交于P,Q两点,若
,则椭圆C的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由已知可设 可求出所有线段用 表示,在 中由余弦定理得 从而可
求.
【详解】如图,由已知可设 ,又因为
根据椭圆的定义 ,在 中由余弦定理得 ,所以
故椭圆方程为:
故选:B
2.(2023·全国·高三专题练习)已知点P是椭圆C: 上一点,点 、 是椭圆C的左、右焦
点,若 的内切圆半径的最大值为 ,若椭圆的长轴长为4,则 的面积的最大值为( )
A.2 B.2 C. D.
【答案】A
【分析】设 的内切圆半径为 ,则 ,结合
, , , ,可得 ,再由 即可求解.
【详解】由题意可得: , ,
设 的内切圆半径为 ,
所以 ,因为 的内切圆半径的最大值为 ,
所以
因为 ,所以 ,可得 ,
又椭圆的长轴长为4,即 ,
由 ,求得 ,所以 的面积的
故选:A
3.(2022秋·黑龙江佳木斯·高三建三江分局第一中学校考期中)已知在平面直角坐标系中, , ,
, , ,P为该平面上一动点,记直线PD,PE的斜率分别为 和 ,且 ,设点P
运动形成曲线F,点M是曲线F上位于x轴上方的点,则下列说法错误的有( )
A.动点P的轨迹方程为
B. 面积的最大值为
C. 的最大值为5
D. 的周长为6
【答案】A
【分析】设 ,由两点求直线斜率公式化简可求点P的轨迹方程,即可判断A;结合焦点三角形的
面积计算即可判断B;根据椭圆的定义和三角形三边的大小关系即可判断C;结合焦点三角形的周长为定值
2a+2c,即可判断D.
【详解】由题意得,设点 ,则 ,
由 ,得 ,
整理,得 ,
即动点P的轨迹方程为 ,故A错误;
由 可得 ,所以 , 为 的焦点,
故当点 运动到椭圆的上顶点时, 的面积最大,
此时 ,故B正确;
将 代入 可得 ,故 在椭圆 内,
由椭圆的定义,得 ,
而 ,
当且仅当 三点共线且点P位于第四象限时等号成立,
所以 ,故C正确;
焦点三角形的周长为定值 ,故D正确.
故选:A.
题型二:待定系数法求椭圆方程
4.(2022·全国·高三专题练习)平面直角坐标系中,椭圆C中心在原点,焦点 在x轴上,离心率为 .过点
的直线l与C交于A、B两点,且 周长为 ,那么C的方程为( )
△
A. B. C. D.
【答案】B【分析】根据椭圆定义以及离心率即可求解 的值,进而根据 的关系即可求解 ,即可得椭圆方程.
【详解】如图,设椭圆方程为 .
∵ 周长为 ,∴4a ,得a .
△
又 ,∴ .
则 .
∴椭圆C的方程为: .
故选:B.
5.(2022·全国·高三专题练习)已知 、 是椭圆C: 的左、右焦点,A为椭圆的上顶点,
B在x轴上, 且 .若坐标原点O到直线AB的距离为3,则椭圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题干条件得到 , 为 的中点,作出辅助线,利用相似得到 ,即 ,结合直角三角形的性质得到 ,求出 ,得到椭圆方程.
【详解】因为 ,所以 ,
因为 ,所以 ,即 ,
所以 为 的中点,
又因为 ,所以 ,
过点O作OM⊥AB于点M,则 ,
根据 ,可得 ,所以 ,
因为A为上顶点,所以
根据双曲线定义可知: ,所以 ,
由直角三角形斜边中线等于斜边一半可得: ,即 ,
所以 ,故 ,
所以椭圆方程为:
故选:D
6.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 的左、右顶点为 , ,焦点在y轴上的椭圆以 , 为顶
点,且离心率为 ,过 作斜率为 的直线 交双曲线于另一点 ,交椭圆于另一点 ,若 ,则 的
值为( )A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出椭圆的方程,设点 ,可得出 ,由点 在椭圆上,点 在双曲线上,可得
出关于 、 的方程组,求出 、 的值,利用斜率公式可求得 的值.
【详解】设所求椭圆的标准方程为 ,半焦距为 ,
双曲线 的左顶点为 ,右顶点为 ,
由于椭圆 以 , 为顶点,则 ,该椭圆的离心率为 ,
所以, ,解得 ,所以,椭圆的方程为 ,
设点 ,由于 ,则点 ,
由于点 在椭圆上,点 在双曲线上,
所以, ,联立得: ,解得 或 ,
当 ,所以 ,此时点 与点 重合,不满足题意舍去;
当 ,所以 ,所以 .
故选:B.
题型三:直接法求椭圆离心率问题7.(2023·云南昆明·高三昆明一中校考阶段练习)已知椭圆C: 的左右焦点分别为 , ,
点P是C上的一个动点,若椭圆C上有且仅有4个点P满足 是直角三角形,则椭圆C的离心率的取值范围
是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由数形结合可知,点 不是直角顶点,则由 ,确定离心率的取值范围.
【详解】当 和 垂直于 时,恰有4个点 满足 是直角三角形,
由条件可知,点 不是直角顶点,则以 为直径的圆与椭圆无交点,
则 ,得 ,解得: ,
所以椭圆离心率 的取值范围是 .
故选:B
8.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 的左焦点为 ,过 且斜率为 的直线 与 交
于 两点,与 轴交于点 .若 ,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设出直线方程,求出 点坐标,由 ,得出 点坐标代入椭圆方程,化简可得结果.
【详解】设直线 为 ,,∴ 为 的中点, .
在椭圆上, ,
,代入化简整理得, ,
,
解得 ,
又 .
故选:C
9.(2023·山东淄博·统考一模)直线 经过椭圆 的左焦点 ,交椭圆于 , 两
点,交 轴于 点,若 ,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由直线 与坐标轴的交点,得到 , ,则 ,由 ,得 点坐标,
点A又在椭圆上,由定义求得 ,可求椭圆的离心率.
【详解】对直线 ,令 ,解得 ,令 ,解得 ,
故 , , 则 ,设 ,则 ,而 ,则 ,解得 , 则 ,
点A又在椭圆上,左焦点 ,右焦点 ,
由 ,
则 ,椭圆的离心率 .
故选:C
题型四:构造齐次方程求离心率
10.(2023·湖南邵阳·统考二模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,半焦距为 .在椭
圆上存在点 使得 ,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由正弦定理及椭圆定义得 ,得 ,结合 ,
得关于 的不等式,从而求出 的范围.
【详解】由 ,得 ,得 ,
又 ,则 ,
∴ ,即 ,
又 ,∴ .故选:B.
11.(2023秋·河北保定·高三统考期末)已知椭圆C: , , 分别为椭圆的左、右焦点,P
为椭圆上一点, ,过 作 外角平分线的垂线交 的延长线于N点.若 ,则椭
圆的离心率( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据二倍角公式以及互余关系可得 ,进而在 中,由余弦定理联立方
程可得 ,进而可求解.
【详解】设 与 外角平分线的交点为 ,设 ,
由于 , ,所以 ,进而 ,所
以 ,
设 ,则 ,在 中,由余弦定理得 ,
,两式联立得 ,即 ,解得 或 ,
由于 ,故 ,
故选:D12.(2023·江西赣州·统考一模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 , .椭圆 在第一象
限存在点 ,使得 ,直线 与 轴交于点 ,且 是 的角平分线,则椭圆 的离心率为
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意和椭圆定义可得到 , 和 , 的关系式,再根据 ,可得到关于 ,
的齐次式,进而可求得椭圆 的离心率 .
【详解】由题意得 ,
又由椭圆定义得 ,
记 ,
则 , ,
则 ,
所以 ,
故 ,
则 ,则 ,即 (负值已舍).
故选:B.
题型五:利用自变量范围求离心率范围
13.(2023·全国·高三专题练习)设椭圆 离心率为e,双曲线 的渐近线的斜
率小于 ,则椭圆 的离心率e的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据渐近线斜率的取值范围可得出 的关系,再根据椭圆离心率的定义即可求得离心率e的取值范围.
【详解】根据双曲线方程 可得,其渐近线方程为 ,
又因为 ,且渐近线的斜率小于 ,即 ;
所以,椭圆 的离心率
即离心率e的取值范围是 .
故选:B
14.(2022秋·黑龙江鹤岗·高三鹤岗一中校考阶段练习)已知椭圆 : ,定点 ,
,有一动点 满足 ,若 点轨迹与椭圆 恰有4个不同的交点,则椭圆 的离心率的取值范围
为( )
A. B. C. D.【答案】D
【分析】设动点 ,求出其轨迹,求出 ,即得解.
【详解】解:设动点 ,由题得 ,
化简得 .
所以动点 的轨迹是以原点为圆心,以 为半径的圆.
因为 点轨迹与椭圆 恰有4个不同的交点,
所以 .
所以椭圆 的离心率 .
因为椭圆的离心率 ,
所以椭圆 的离心率的取值范围为 .
故选:D
15.(2022·四川绵阳·四川省绵阳南山中学校考二模)已知点P在以 , 为左、右焦点的椭圆
上,椭圆内存在一点Q在 的延长线上,且满足 ,若 ,则该椭
圆离心率取值范围是( )A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由 和正弦值,可设出 的三边长,结合椭圆定义和勾股定理求出等量关系,利用点 的位
置求出 的范围,代入等式有解,可求出 的关系,即可求出离心率的范围.
【详解】解: 因为 , ,不妨设 , , ,
由椭圆定义可知: , ,
由勾股定理可知: ,即 ,化简可得: ,
点 在 延长线上,且在椭圆内部,所以 , ,解得: .
令 在 上单调递增,所以 ,解得: , ,又
,且 在椭圆内部,所以 ,则 , .
故选B.
题型六:椭圆的综合问题16.(2023·宁夏·六盘山高级中学校考一模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,上顶点
为 ,若△ 为等边三角形,且点 在椭圆E上.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设椭圆E的左、右顶点分别为 ,不过坐标原点的直线l与椭圆E相交于A、B两点(异于椭圆E的顶点),
直线 与y轴的交点分别为M、N,若 ,证明:直线过定点,并求该定点的坐标.
【答案】(1)
(2)点 或
【分析】(1)由已知条件,椭圆的定义及 的关系可知 和 ,再设出椭圆的方程,最后将点代
入椭圆的方程即可求解;
(2)设点 , ,由直线 的方程即可求出点 的坐标,由 的方程即可求出点 的坐标,由
已知条件可知 ,分直线 的斜率存在和直线 的斜率不存在两种情况分别求解,得出直
线 的方程,即可判断出直线恒过定点的坐标.
【详解】(1)∵△ 为等边三角形,且 ,
∴ ,
又∵ ,∴ ,
设椭圆的方程为 ,
将点 代入椭圆方程得 ,解得 ,所以椭圆E的方程为 .
(2)由已知得 ,设 , ,
则直线 的斜率为 ,直线 的方程为 ,
即点 坐标为 ,
直线 的斜率为 ,直线 的方程为 ,
即点 坐标为 ,
∵ ,∴ ,∴ ,
又∵ , ,
∴ ,即 ,
整理得 ,
①若直线 的斜率存在时,设直线 的方程为 ,
将直线方程与椭圆方程联立 得 ,
其中 ,
, ,
即 , , ,
所以 或 ,当 时,直线 的方程为 ,此时直线 恒过点 ,
当 时,直线 的方程为 ,此时直线 恒过点 ,
②若直线 的斜率不存在时 ,
由 得 ,
即 ,解得 或 ,
此时直线 的方程为 或 ,
所以此时直线 恒过点 或 ,
综上所述,直线 恒过点 或 .
17.(2023·河南开封·开封高中校考模拟预测)已知椭圆 的中心为坐标原点,对称轴为 轴、 轴,且过
两点.
(1)求 的方程;
(2)设过点 的直线交 于 两点,点 关于 轴的对称点为 ,问直线 是否过定点?若过定点,求
出该定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1)
(2)直线 过定点 .
【分析】(1)设椭圆 的方程为 ,进而待定系数求解即可;
(2)当斜率存在时,方程为 , ,进而得 的方程为 ,再联立方程,结合韦达定理化简整理得 ,进而得定点,再说明斜率不存在时满足即可.
【详解】(1)解:因为椭圆 的中心为坐标原点,对称轴为 轴、 轴,
所以,设椭圆 的方程为 ,
因为椭圆 过 两点,
所以 ,解得 ,
所以,椭圆 的方程为 .
(2)解:当过点 的直线斜率存在,设方程为 , ,
联立方程 得 ,
则 ,解得 或 ,
因为点 关于 轴的对称点为 ,所以 ,
所以 ,直线 的方程为
所以,将 代入整理直线 的方程得:
所以,直线 过定点 .当过点 的直线斜率不存在时,方程为 ,此时 ,
点 在 轴上,直线 的方程即为 ,过点 .
综上,直线 过定点 .
18.(2023春·天津河西·高三天津市新华中学校考阶段练习)设椭圆 的右焦点为F,右顶
点为A,已知椭圆离心率为 ,过点F且与x轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设过点A的直线l与椭圆C交于点B(B不在x轴上),垂直于l的直线与l交于点M,与y轴交于点H,若以
BH为直径的圆经过点F,设直线l的斜率为k,直线OM的斜率为 ,且 ,求直线l斜率k的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意列出关于 , , 的方程组,解方程组,再求出椭圆C的方程;
(2)由已知设直线l的方程为 ,联立直线方程和椭圆方程,化为关于x的一元二次方程,利用
根与系数的关系求得B的坐标,由 ,求出H的坐标,再写出MH所在直线方程,由直线 和直线l,解
得求得M的坐标,从而得到 ,由 ,得到 ,再求出k的范围即可.
【详解】(1)因为过焦点且垂直于长轴的直线被椭圆截得的线段长为3,所以 ①,
又因为椭圆离心率为 ,所以 ②,
又 ③,联立①②③可得 , , ,
所以椭圆C的方程为 .
(2)设直线 的斜率为 ,则 ,设 ,
由 ,得 ,
则 ,得 ,则 ,
由(1)知, ,设 ,
所以 , ,
因为以BH为直径的圆经过点F,则 ,所以 ,
所以 ,解得 ,
所以直线 的方程为 ,
设 ,由 ,可得 ,
由 ,则 ,即 ,
当 时, ,解得 ;
当 时, ,解得 ,
所以直线 的斜率的取值范围为 .【高考必刷】
一、单选题
19.(2023·河南·洛阳市第三中学校联考一模)已知过椭圆 的上焦点 且斜率为 的直线 交椭圆
于 两点, 为坐标原点,直线 分别与直线 相交于 两点.若 为锐角,则直线 的斜率
的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据椭圆的标准方程求出焦点坐标,利用直线的斜截式方程设出直线的方程,将直线方程与椭圆方程联
立,再利用韦达定理及两直线相交联立方程组求出交点坐标,结合已知条件、点在直线上及向量的数量积的坐标
运算即可求解.
【详解】由题意可知, 所以
所以椭圆 的上焦点为 ,
设直线 的方程为 ,
联立 消去 ,得 ,所以 .
由题设知, 所在的直线方程为 .
因为直线 与直线 相交于点 ,
所以 ;
同理可得 .
所以 .
因为 为锐角,
所以 ,
所以
,
即 ,解得: 或 ,
所以 ,或 ,或 .
故直线 的斜率 的取值范围是 .
故选:D.
20.(2023·山东日照·统考一模)已知椭圆 : 的左、右焦点为 , ,点 为椭圆
内一点,点 在双曲线 : 上,若椭圆上存在一点 ,使得 ,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出椭圆左焦点 坐标为 ,由题得 ,解不等式得到 ,再解
不等式 即得解.
【详解】点 在双曲线 : 上,所以 .
所以椭圆左焦点 坐标为 .
因为 ,所以 ,
所以 .
因为 ,所以 .
点 为椭圆 内一点,所以 ,
所以 或 .
综上: .
故选:A
21.(2023·全国·高三专题练习)设 , 分别是椭圆 的左、右焦点,点P,Q在椭圆C
上,若 ,且 ,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用数量积知识得 ,然后利用第一定义及勾股定理得到a、c关系,即可求出离心率【详解】由 ,得 ,则点P是以 为直径的圆与椭圆C的交点,不妨设和点P在
第一象限,如图
连接 ,令 ,则 , , .
因为 ,所以 ,即 ,得 ,又 ,所以
,将 代入,得 .
故选:A
22.(2023·河南焦作·统考模拟预测)分别过椭圆 的左、右焦点 、 作平行直线 、 ,
直线 、 在 轴上方分别与 交于 、 两点,若 与 之间的距离为 ,且 ( 表示面积,
为坐标原点),则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】过点 作 于点 ,从而得到 ,设 ,则 ,在 、
中利用余弦定理求出 、 ,由 可得 ,即可得解.
【详解】解:由题意知直线 、 的斜率一定存在,
设 、 ,过点 作 于点 ,由题意知 , ,
所以 ,设 ,则 ,
在 中,由余弦定理得 ,
即 ,解得 ,
同理在 中利用余弦定理可得 ,
因为 ,所以 ,
即 ,即 ,所以 .
故选:A
23.(2023·浙江·模拟预测)已知椭圆 的左、右焦点为 为椭圆上一点,过P点作椭圆
的切线l,PM垂直于直线l且与x轴交于点M,若M为 的中点,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由椭圆方程和切点坐标,写出切线方程,得M点坐标,由M的位置,求得离心率.
【详解】因为 为椭圆 上一点,所以过P作椭圆的切线 ,
切线斜率 ,所以PM的斜率 ,直线PM的方程为 ,令 ,得 ,所以 ,由题 , ,所以 , .
故选:C.
24.(2023·辽宁沈阳·统考一模)已知椭圆 的右焦点为F,过F作倾斜角为 的直线l交该
椭圆上半部分于点P,以FP,FO(O为坐标原点)为邻边作平行四边形 ,点Q恰好也在该椭圆上,则该椭
圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设出点P的坐标,由给定条件及椭圆的对称性可得点Q的坐标,再借助斜率坐标公式求出点P的坐标即
可求解作答.
【详解】设点 , , 中, ,而点P,Q均在椭圆上,由椭圆对称性得 ,
令椭圆半焦距为c, ,由 得: ,解得 ,
而 ,因此 ,即 ,又 ,则 ,
整理得 ,而 ,则有 ,解得 ,
所以该椭圆的离心率为 .
故选:B
25.(2023·全国·模拟预测)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,点 在椭圆 上,若离心率 ,则椭圆 的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意可知 ,结合椭圆的定义解得 ,再由 求解.
【详解】因为 ,所以 ,
由椭圆的定义得: ,解得 ,
因为 ,所以 ,
两边同除以a得 ,解得 ,
因为 ,所以 ,
所以该离心率 的取值范围是
故选:D.
26.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 的左右焦点分别为 ,椭圆存在一点 ,若
,则椭圆的离心率取值范围为( )
A. B.C. D.
【答案】C
【分析】设 , ,根据椭圆的定义和余弦定理得 ,再根据基本不等式和离心率公式
可得结果.
【详解】设 , ,则 ,
在 中, ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
因为 ,当且仅当 时,取等号,
所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 ,所以 ,又 ,
所以 .
故选:C
二、多选题
27.(2023春·全国·高三校联考阶段练习)已知 是双曲线 的左、右焦点,是C上一点,若C的离心率为 ,连结 交C于点B,则( )
A.C的方程为 B.
C. 的周长为 D. 的内切圆半径为
【答案】ABD
【分析】根据点A的坐标和离心率求出双曲线的标准方程,再根据双曲线的性质逐项分析.
【详解】对A,将点A的坐标代入双曲线方程,并由 得下列方程组:
,解得 ,∴双曲线 ,A正确;
对B, , , ,
,∴ ,B正确;
对C, ,
, ,周长 ,C错误;
对D,令 ,则 , ,在 中,
,∴ ,设 的周长为l,内切圆半径为r,则 ,
由三角形面积公式知: ,,D正确;
故选:ABD.
28.(2023·河北邢台·校联考模拟预测)已知椭圆 的左焦点为 , 为 的上顶点, , 是 上两
点.若 , , 构成以 为公差的等差数列,则( )
A. 的最大值是
B.当 时,
C.当 , 在 轴的同侧时, 的最大值为
D.当 , 在 轴的异侧时( , 与 不重合),
【答案】ABC
【分析】由题可得 ,根据椭圆的焦半径的取值范围可判断A,根据 结合椭圆方程
可求 坐标,然后根据余弦定理可判断B,根据椭圆的性质结合基本不等式及斜率公式可判断CD.
【详解】因为椭圆 ,
所以 , , ,
又 , , 构成以 为公差的等差数列,则 ,
不妨设 ,由题可知 ,则 的最大值是 ,故A正确;
当 时, ,设 ,
则 ,解得 ,不妨取 ,设 ,则 ,解得 ,
所以 或 ,
当 时,又 , ,此时 ;
当 时, , ,
所以 , ,
综上,当 时, ,故B正确;
设椭圆的右焦点为 ,则 , , , , ,
当 , 在 轴的同侧时,则 , 关于 轴对称,设 ,则 ,
所以 ,由 ,所以 ,当且仅当 时取等号,所以 的最大值为 ,故C正确;
当 , 在 轴的异侧时( , 与 不重合),则 , 关于原点对称,
设 ,则 ,由 ,可得 ,
所以 ,故D错误.
故选:ABC.
29.(2023·山西晋中·统考二模)已知椭圆C: 的左、右焦点分别为 , ,上顶点为B,直线l:
与椭圆C交于M,N两点, 的角平分线与x轴相交于点E,与y轴相交于点 ,则
( )
A.四边形 的周长为8 B. 的最小值为9
C.直线BM,BN的斜率之积为 D.当 时,
【答案】AC
【分析】对A选项,由椭圆的定义知,四边形 的周长为 即可求解;对B选项,由直线 与椭
圆相交的对称性知: , ,借助基本不等式可得 的最小值;对
C选项,设 ,则 ,由点 在椭圆上,即可化得 的值;对D选项,设出,由条件推出 , ,又在椭圆C中,由其第二定义 得
,从而得到 , , 三点坐标,再根据其三点共线,化简求解即可.
【详解】对A选项,由椭圆的定义知,四边形 的周长为 ,A正确;
对B选项, ,
当且仅当 时等号成立,故B错误;
对C选项,设 ,则 ,又 ,所以 .
因为点 在椭圆上,所以 ,即 ,
所以 ,C正确;
对D选项,设 ,则 ,
所以 , ,
在椭圆C: 中,
由其第二定义 ( 指的是椭圆上的点到相应的准线的距离)得
,
,所以 ,故 , , ,
因为三点共线,所以 ,解得 ,则 ,解得 ,当 时, ,当 时, ,故D错误.
故选:AC
【点睛】方法点睛:直线与圆锥曲线位置关系的题目,往往需要联立两者方程,利用韦达定理解决相应关系,其
中的计算量往往较大,需要反复练习加以强化.
30.(2023·湖南·模拟预测)已知椭圆: 的左、右焦点分别为 ,右顶点为A,点M为
椭圆 上一点,点I是 的内心,延长MI交线段 于N,抛物线 (其中c为椭圆下的半焦
距)与椭圆 交于B,C两点,若四边形 是菱形,则下列结论正确的是( )
A. B.椭圆 的离心率是
C. 的最小值为 D. 的值为
【答案】ACD
【分析】对于A,利用椭圆与抛物线的对称性得到 ,从而将 代入抛物线方程得到 ,进
而得以判断;对于B,将 代入椭圆 的方程得到 ,由此得以判断;对于C,利用椭圆的定义与基本
不等式“1”的妙用即可判断;对于D,利用三角形内心的性质与三角形角平分线的性质,结合比例的性质即可判
断.
【详解】对于A,因为椭圆 的左、右焦点分别为 ,右顶点为A,则 , ,
, ,因为抛物线 (其中c为椭圆下的半焦距)与椭圆 交于B,C两点,
所以由椭圆与抛物线的对称性可得, 两点关于 轴对称,不妨设 , , ,
因为四边形 是菱形,所以 的中点是 的中点,
所以由中点坐标公式得 ,则 ,
将 代入抛物线方程 得, ,
所以 ,则 ,所以 ,故A正确;
对于B,由选项A得 ,再代入椭圆方程得 ,
化简得 ,则 ,故 ,所以 ,故B错误;
对于C,由选项B得 ,所以 ,则 ,
所以 ,不妨设 ,则 ,且 ,
所以 ,
当且仅当 且 ,即 ,即 时,等号成立,
所以 的最小值为 ,故C正确;对于D,连接 和 ,如图,
因为 的内心为 ,所以 为 的平分线,则有 ,
同理: ,所以 ,
所以 ,所以 ,故D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点睛:本题的关键点是利用椭圆与抛物线的对称性,可设 的坐标,再由菱形的性质与中点坐标
公式推得 ,从而求得 的值,由此得解.
三、填空题
31.(2023·广东江门·统考一模)椭圆是特别重要的一类圆锥曲线,是平面解析几何的核心,它集中地体现了解析
几何的基本思想.而黄金椭圆是一条优美曲线,生活中许多椭圆形的物品,都是黄金椭圆,它完美绝伦,深受人们
的喜爱.黄金椭圆具有以下性质:①以长轴与短轴的四个顶点构成的菱形内切圆经过两个焦点,②长轴长,短轴长,
焦距依次组成等比数列.根据以上信息,黄金椭圆的离心率为___________.
【答案】
【分析】由①得原点到直线AB的距离 ,求得 ,由②得 ,求得 ,
从而 ,两边同除以 得 ,又 ,即可解得 .
【详解】设左顶点 ,上顶点 ,则直线AB的方程为 ,以长轴与短轴的四个顶点构成的菱形内切圆经过两个焦点,则原点到直线AB的距离 ,
即 ,即 ,即 ,所以 ,
长轴长,短轴长,焦距依次组成等比数列,则 ,所以 ,
综上, ,即 ,两边同除以 得 ,又 ,解得 .
故答案为: .
32.(2023·陕西咸阳·陕西咸阳中学校考模拟预测)经研究发现,若点 在椭圆 上,
则过点 的椭圆切线方程为 .现过点 作椭圆 的切线,切点为 ,当
(其中 为坐标原点)的面积为 时, ___________.
【答案】
【分析】点 ,由题意可得切线方程,进而可求点 的坐标,根据 的面积整理可得 ,结合椭
圆方程即可得结果.
【详解】设点 ,则切线 ,
令 ,得 ,
可得 ,则 ,
∵点 在椭圆 上,则 ,
即 ,解得 ,
所以 .故答案为: .
【点睛】关键点点睛:以点 为切入点,设点 ,根据题意可得切线 ,这样就可得 ,
再根据题意运算求解即可.
33.(2023·福建莆田·统考二模)已知椭圆 的上、下顶点分别为A,B,右焦点为F,B关
于直线 的对称点为 .若过A, ,F三点的圆的半径为a,则C的离心率为_______.
【答案】 ##0.5
【分析】由题意得到过A, ,F三点的圆的半径也为a,求出线段 的垂直平分线的方程及线段 的垂直平分
线,求出交点及圆心坐标,从而利用半径列出方程,求出 ,得到离心率.
【详解】由题意得:过A, ,F三点的圆的半径也为a,
其中 ,线段 的中点坐标为 ,
故直线 的斜率为 ,故线段 的垂直平分线的斜率为 ,
故线段 的垂直平分线的方程为 ,
又线段 的垂直平分线为 ,
联立 与 得: ,
故圆心坐标为 ,故半径为 ,
故 ,其中 ,
解得: .
故答案为:
34.(2023·全国·模拟预测)已知椭圆C: ,过点 的直线l斜率范围为 ,过 向l作垂线,垂足为P,Q为椭圆上一点, 为椭圆右焦点,则 的最小值为______.
【答案】
【分析】表示出直线l和与之垂直的垂线的方程,联立表示出垂足横坐标,根据椭圆第二定义表示出
与垂足横坐标关系,再根据斜率取值范围即可求出最小值.
【详解】设直线l斜率为k,直线l的方程为 ,过 向l作垂线的方程为 ,联立方程
,解得 ,其中 ,
若 ,右准线为 ,则 到右准线的距离为 ,
为椭圆右焦点,故 且 ,则 ,
所以 ,故 ,
而椭圆的离心率 ,则Q到右准线 的距离 .
过P作 于N,则 ,
当 且 在线段 上时, 取最小值,最小值为 ,
所以 的最小值为 .故答案为: .
【点睛】关键点点睛:椭圆的第二定义--平面上到定点F的距离与到定直线的距离之比为常数e(即椭圆的离心率,
)的点的集合(定点F不在定直线上,该常数为小于1的正数),其中定点为椭圆焦点,定直线称为椭圆的
准线(该定直线方程是 (焦点x轴上)或者 (焦点y轴上))
四、解答题
35.(2023·陕西榆林·统考二模)已知椭圆 : ( ),四点 , ,
, 中恰有三点在椭圆 上.
(1)求椭圆 的标准方程.
(2)过点 的直线 与椭圆 交于不同的两点 , ,试问直线 , 的斜率之和是否为定值?若是定值,
求出此定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是,1
【分析】(1)根据椭圆的对称性以及已知建立方程组求解.
(2)利用直线与椭圆的方程联立以及韦达定理、斜率公式进行计算求解.
【详解】(1)由椭圆的对称性可知 , , 在椭圆 上.由题意可得 解得
故椭圆 的标准方程为 .
(2)当直线 的斜率不存在时,直线 的方程为 ,则不妨令 , .
因为 ,所以 , .
当直线 的斜率存在时,设直线 的方程为 , , ,
联立 整理得 ,
则由 ,得 , , .
因为 , ,
所以
.
综上,直线 , 的斜率之和是定值,且该定值为1.
36.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考一模)已知平面内动点M到定点F(0,1)的距离和到定直线y=4的距
离的比为定值 .
(1)求动点M的轨迹方程;
(2)设动点M的轨迹为曲线C,过点 的直线交曲线C于不同的两点A、B,过点A、B分别作直线x=t的垂线,
垂足分别为 、 ,判断是否存在常数t,使得四边形 的对角线交于一定点?若存在,求出常数t的值和该定点坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,t=3,定点为
【分析】(1)设 ,由题有: ,化简后可得轨迹方程;
(2)设过 直线方程为: ,将其与曲线C联立,由韦达定理可知 .又由对称性可知,若
定点存在,其一定在x轴上,并设定点为D.后利用向量 共线可得定点坐标.
【详解】(1)设 ,由题有
.
即动点M的轨迹方程为: ;
(2)由题过 直线斜率不为0,设过 直线方程为: ,将其与椭圆方程联立, ,消去
x得, .
由题其判别式大于0,设 , ,则 , .
则由韦达定理有: , ,
得 .若存在常数t,使得四边形 的对角线交于一定点,
由对称性知,该定点一定在x轴上,设该定点为 ,则 ,B,D共线.又 , ,则
.
由s为定值,则 .
同理,若A, ,D共线,可得 .
故存在常数t=3,使得四边形 的对角线交于一定点,该定点为