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9.2 椭圆(精练)
1.(2023·贵州毕节·校考模拟预测)已知离心率为 的椭圆 的方程为 ,则
( )
A.2 B. C. D.3
【答案】C
【解析】由题意, ,即 ,
可得 ,则 .
故选:C
2.(2022秋·四川绵阳·高三盐亭中学校考阶段练习)椭圆 的左、右焦点分别为
,焦距为 ,若直线 与椭圆 的一个交点为 在 轴上方,满足 ,
则该椭圆的 离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由直线 可知:过定点 ,斜率 ,即 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则 ,解得 ,
又因为 ,可得 ,
结合椭圆的定义可得 ,整理得 .
故选:A.
3.(2023·四川巴中·南江中学校考模拟预测)已知椭圆 四个顶点构成的四边形的
面积为 ,直线 与椭圆C交于A,B两点,且线段 的中点为 ,则椭圆C的方
程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设 , ,则 , ,两式作差并化简整理得
,因为线段AB的中点为 ,所以 , ,
所以 ,由 ,得 ,又因为 ,解得 , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以椭圆C的方程为 .
故选:A.
4.(2023·全国·高三专题练习)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】B
【解析】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 ,
当且仅当 时等号成立,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】又 ,
所以直线 的斜率取值范围是 ,
故选:B.
5.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 的上顶点为B,斜率为 的直线l交椭圆于
M,N两点,若△BMN的重心恰好为椭圆的右焦点F,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设 , 的中点为 ,
因为 都在椭圆 上,
所以 ,作差可得 ,
即 ,所以 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】即 ,因为 ,所以 ,
又因为 为 BMN的重心,所以 ,
△
所以 ,则 ,
所以 ,整理得 ,即 ,
所以 ,则 ,
所以离心率 .
故选: A.
6.(2023·贵州贵阳·校联考三模)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
【解析】 直线 过原点, 可设 ,则 ,
;
, , , .
故选:B.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】7.(2023·全国·高二专题练习)“蒙日圆”涉及几何学中的一个著名定理,该定理的内容为:椭圆上两条
互相输出垂直的切线的交点必在一个与椭圆同心的圆上,该圆称为椭圆的蒙日圆.若椭圆C:
的离心率为 ,则椭圆C的蒙日圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为椭圆 : 的离心率为 ,则 ,解得 ,即椭圆 的方程为
,
于是椭圆的上顶点 ,右顶点 ,经过 两点的椭圆切线方程分别为 , ,
则两条切线的交点坐标为 ,显然这两条切线互相垂直,因此点 在椭圆 的蒙日圆上,
圆心为椭圆 的中心O,椭圆 的蒙日圆半径 ,
所以椭圆 的蒙日圆方程为 .
故选:B
8.(2023春·内蒙古赤峰)在椭圆 上求一点 ,使点 到直线 的距离最大时,
点 的坐标为( )
A. B.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C. D.
【答案】B
【解析】如下图所示:
根据题意可知,当点 在第三象限且椭圆在点 处的切线与直线 平行时,
点 到直线 的距离取得最大值,可设切线方程为 ,
联立 ,消去 整理可得 ,
,因为 ,解得 ,
所以,椭圆 在点 处的切线方程为 ,
因此,点 到直线 的距离的最大值为 ,
联立 ,
可得点 的坐标为 .
故选:B.
9.(2023秋·云南·高三云南师大附中校考阶段练习)(多选)已知点 为椭圆C: 的左焦点,
点P为C上的任意一点,点 的坐标为 ,则下列正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. 的最小值为
B. 的最大值为7
C. 的最小值为
D. 的最大值为1
【答案】ABD
【解析】依题意, ,所以 ,
的最小值,即是 的长,当点 在 位置时取到,
所以 的最小值为 ,故A正确;
设椭圆的右焦点为 ,所以 ,
则当点 在 位置时取到最大值,
所以 的最大值为 ,故B正确;
的最小值当 在 位置时取到,
即 的最小值为 ,故C错误;
由 ,
则当点 在 位置时取到最大值,
所以 的最大值为 ,故D正确.
故选:ABD
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】10.(2023·广东·校联考模拟预测)(多选)已知椭圆 的焦点在 轴上,且 分别为椭
圆 的左、右焦点, 为椭圆 上一点,则下列结论正确的是( )
A.
B. 的离心率为
C.存在 ,使得
D. 面积的最大值为
【答案】ACD
【解析】A选项,椭圆 的焦点在 轴上,故 ,解得 ,A正确;
B选项,设 ,则 ,
故 的离心率为 ,B错误;
C选项,以 为直径的圆的方程为 ,与椭圆 联立得, ,
整理得 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】因为 ,所以 ,
当 时, ,故 ,满足要求,
故存在 ,使得 ,C正确;
D选项,因为 ,故当 点位于上顶点或下顶点时, 面积取得最大值,
故最大面积为 ,
因为 ,所以当 时, 面积取得最大值,最大值为 ,D正确.
故选:ACD
11.(2023秋·贵州铜仁·高三贵州省思南中学校考阶段练习)(多选)已知方程 表示的曲线
为C,则下列四个结论中正确的是( )
A.当 时,曲线C是椭圆 B.当 或 时,曲线C是双曲线
C.若曲线C是焦点在x轴上的椭圆,则 D.若曲线C是焦点在y轴上的双曲线,则
【答案】BCD
【解析】对于A,当 时, ,则曲线 是圆,A错误;
对于B,当 或 时, ,曲线 是双曲线,B正确;
对于C,若曲线 是焦点在 轴上的椭圆,则 ,解得 ,C正确;
对于D,若曲线 是焦点在 轴上的双曲线,则 ,解得 ,D正确.
故选:BCD
12.(2023秋·课时练习)(多选)以坐标轴为对称轴,两焦点的距离是 ,且过点 的椭圆的标准方
程是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】椭圆的焦点在 轴上,则 ,得 ,此时椭圆方程是 ;
若焦点在 轴上,则 ,则 ,此时椭圆方程是 .
故选:AB
13.(2023秋·重庆)(多选)已知圆 与圆 的一个
交点为M,动点M的轨迹是曲线C,则下列说法正确的是( )
A.曲线C的方程式
B.曲线C的方程式
C.过点 且垂直于x轴的直线与曲线C相交所得弦长为
D.曲线C上的点到直线 的最短距离为
【答案】BCD
【解析】对A,B,由题意知, ,所以 ,
所以点 的轨迹是焦点在 轴上的椭圆,且 , ,即 ,
所以 ,所以曲线 的方程为 ,故A错误,B正确;
对C,过点 ,且垂直于 轴的直线为 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】它与曲线 相交于两点 ,
所以弦长为 ,故C正确;
对D,设与直线 平行的直线 , ,
由 ,得 ,
令 ,解得 ,此时直线与椭圆相切,
易得 ,此时切点到直线 的距离距离最短,直线 的方程为 ,
此时两平行线的距离为 ,
故曲线 上的点到直线 的最短距离为 ,故D正确.
故选:BCD.
14.(2022秋·福建漳州)(多选)以下四个命题表述正确的是( )
A.椭圆 上的点到直线 的最大距离为
B.已知圆C: ,点P为直线 上一动点,过点P向圆C引两条切线PA、PB,AB为切
点,直线AB经过定点
C.曲线 : 与曲线 : 恰有三条公切线,则m=4
D.圆 上存在4个点到直线l: 的距离都等于1
【答案】ABC
【解析】对于A:设直线 与椭圆 相切,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】联立方程 得: ,
因为直线与椭圆相切,所以 ,得
当 时,直线 与 距离最大,最大距离为
故A正确.
对于B:设点 ,因为AB为切点,所以 , ,连接 ,根据圆周角与圆直径关系可
知,AB两点在以 为直径的圆上,圆的方程为 ,两圆公共弦AB所在直线方程为
,
联立方程 得 ,令 ,则
故B正确.
对于C: 曲线 : ,曲线 : ,因为两圆有三条公切线,所以两圆
外切,故 ,得
故C正确.
对于D:直线 与圆 相切,且 与 距离为1,因此圆
上存在3个点到直线l: 的距离都等于1
故D错误.
故选:ABC
15.(2023秋·贵州贵阳·高三贵阳一中校考期末)已知点F是椭圆 的右焦点,点P
在椭圆上, 且 的最小值为3,则椭圆C的离心率是 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】
【解析】由 ,则 在椭圆内,若 是椭圆左焦点,
所以 ,
仅当 共线且 在 之间时取等号,故 ,即 ,
而 且 ,则 ,故 ,
此时 ,故 .
故答案为:
16.(2023秋·四川达州·高三校考开学考试)已知椭圆C: 的左、右焦点分别为 , ,M为
椭圆C上任意一点,N为圆E: 上任意一点,则 的最小值为 .
【答案】 /
【解析】由题意椭圆C: ,M为椭圆C上任意一,
N为圆E: 上任意一点,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故 ,当且仅当 共线时等号成立,
故
,
当且仅当 共线时等号成立,
而 ,故 ,
即 的最小值为 ,
故答案为:
17.(2023秋·云南昆明·高三昆明一中校考阶段练习)已知椭圆 的上、下焦点分别
为 、 ,焦距为 ,与坐标轴不垂直的直线 过 且与椭圆 交于 、 两点,点 为线段 的中
点,若 ,则椭圆 的离心率为 .
【答案】 /
【解析】因为点 为线段 的中点, ,则 ,
所以, 为等腰直角三角形,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】设 ,则 ,
由椭圆的定义可得 ,
所以, ,
所以, ,
由勾股定理可得 ,即 ,
整理可得 ,因此,该椭圆的离心率为 .
故答案为: .
18.(2023·江西鹰潭·统考一模) , 是椭圆E: 的左,右焦点,点M为椭圆E上
一点,点N在x轴上,满足 , ,则椭圆E的离心率为 .
【答案】
【解析】因为 ,
所以 ,则 是 的角平分线,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,
又因为 ,
所以 ,设 ,
由椭圆定义得 ,
即 ,解得 ,
则 ,
则 ,
所以 ,则 ,
故答案为:
19.(2023秋·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨市第一二二中学校校考开学考试)已知椭圆
的离心率为 ,则椭圆的短轴长为 .
【答案】2
【解析】题意可得 ,所以离心率 ,
故 ,故短轴长为 ,
故答案为:2
20.(2022秋·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考阶段练习)已知 , 是椭圆 ( )的
左右焦点, 是其右顶点,过点 作直线 轴交椭圆于 , 两点,若 ,则椭圆的离心率
是 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】
【解析】因为 轴,不妨设 , ,
又 , ,由 得: ,
即 ,故 .
故答案为: .
21.(2024秋·广东广州·高三华南师大附中校考开学考试)直线 与圆 和椭圆
同时相切,请写出一条符合条件的 的方程
【答案】 或 或 (只需写一条)
【解析】圆 的圆心坐标为 ,半径为 ,椭圆 中, ,它们的图象如下图:
由图可知, 或 与圆 和椭圆 同时相切,
即符合条件的 的方程可以为 或
假设公切线斜率存在且不为零时方程为 ,由图可知
所以 ①
由 得
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由 得 ②
由①②解得
故答案为: 或 或 (只需写一条)
22(2023·河南·襄城高中校联考三模)已知 为坐标原点,双曲线 : ( , )的左,
右焦点分别为 , ,过左焦点 作斜率为 的直线 与双曲线交于 , 两点( 在第一象限), 是
的中点,若 是等边三角形,则直线 的斜率为 .
【答案】
【解析】
设双曲线 的半焦距为 , ,根据题意得 .
又 ,∴ .
在 中,由余弦定理得, ,
即 ,解得 ,则 .
设 , ,则 , ,
两式相减可得 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以 .
设 ,因为 是线段 的中点,所以 , ,
又 ,所以 .
故答案为: .
23.(2023·全国·高二专题练习)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】
【解析】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:
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】24.(2022·高二课时练习)曲线 上点到直线 距离的最小值为 .
【答案】 /
【解析】令 与 相切,联立整理可得 ,
所以 ,可得 ,
当 ,此时与 的距离 ,
当 ,此时与 的距离 ,
所以曲线到直线距离的最小值为 .
故答案为:
25.(2022秋·安徽芜湖·高二安徽师范大学附属中学校考期中)已知椭圆C: ( )与
x轴分别交于 、 点,N在椭圆上,直线 , 的斜率之积是 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)求点N到直线l: 的最大距离.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由题意,设 ,则 , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】因为直线 , 的斜率之积是 ,所以 .
整理得椭圆方程为 ;
(2)由(1)中结论可得,椭圆方程为 ,
设直线 ,则当点N既在椭圆C上又在直线 上时,此时点N到直线l有最大距离,
设直线 : ,联立方程
,得 ,则 ,
解得 或 ,
因为要求点到直线l的最大距离,所以直线 为 ,
故最大距离为 .
1.(2023秋·安徽·高三宿城一中校联考阶段练习)已知椭圆C: ( )的左焦点为
,过左焦点 作倾斜角为 的直线交椭圆于A,B两点,且 ,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【解析】设 , , ,过点 所作直线的倾斜角为 ,所以该直线斜率为 ,
所以直线方程可写为 ,联立方程 ,
可得 , ,
根据韦达定理: , ,
因为 ,即 ,所以 ,
所以 ,
即 ,所以 ,联立 ,
可得 , .
故选:C
2.(2023·河南·河南省内乡县高级中学校考模拟预测)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
【解析】由题意可知,直线AB的斜率必然存在,设直线AB的方程为 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】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
3.(2023·全国·高二专题练习)已知椭圆 ,离心率为 ,过 的直线分别与 相切于
, 两点,则直线 方程为( )
A. 或 B.
C. D. 或
【答案】A
【解析】首先证明椭圆 上一点 处的切线方程为: ,
①当切线斜率存在时, 设过点 的切线方程为 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】联立方程 ,得 ,
,即 ,
,
又 ,
把 代入 中,得 ,
,
化简得 .
②当切线斜率不存在时,过 的切线方程为 ,满足上式.
综上,椭圆上一点 的切线方程为: .
再证明若点 是椭圆 外一点,过点 作椭圆的两条切线,
切点分别为 , ,则切点弦 的方程为 .
这是因为在 , 两点处,椭圆 的切线方程为 和 .
两切线都过 点,所以得到了 和 ,
由这两个“同构方程”得到了直线 的方程 ;
因为椭圆 ,离心率为 ,
若焦点在 轴,则 , ,所以 ,
所以 ,解得 ,所以椭圆 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以过 作椭圆 的两条切线方程,
切点弦方程 为 ;
若焦点在 轴,则 , ,所以 ,
所以 ,解得 ,所以椭圆 ,
所以过 作椭圆 的两条切线方程,
切点弦方程 为 ,即 ;
综上可得直线 方程为 或 .
故选:A
4.(2023·全国·高二专题练习)若直线l: 与曲线C: 有两个公共点,则实数m的
取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】当 时,曲线C的方程为 ,轨迹为椭圆 的右半部分;
当 时,曲线C的方程为 ,轨迹为双曲线 的左半部分,其渐近线为 ,
作出图象如下图,直线l(图中虚线)是与直线 平行的直线,平行移动直线 ,可得直线
l,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】如图可知,当直线l介于直线 和 ( 与l平行且与椭圆相切,切点在第一象限)之间时,直线l
与曲线C有两个公共点.
设 的方程为 , ,则有 ,
联立 ,消去x并整理得 ,
由 ,解得 或 (舍),
故m的取值范围为 .
故选:B.
5.(2023·山西运城·山西省运城中学校校考二模)(多选)已知 是圆 上不同
的两点,椭圆 的右顶点和上顶点分别为 ,直线 分别是圆 的两
条切线, 为椭圆 的离心率.下列选项正确的有( )
A.直线 与椭圆 相交
B.直线 与圆 相交
C.若椭圆 的焦距为 两直线的斜率之积为 ,则
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】D.若 两直线的斜率之积为 ,则
【答案】BCD
【解析】对于A中,当 时,点 的坐标可以为 ,
可得直线 为 ,即 ,
由 ,整理得 ,此时 ,
所以直线 与椭圆 无交点,所以A错误;
对于B中,因为 ,所以 ,设原点到直线 的距离为 ,
由点到直线的距离公式,可得 ,
所以直线 与圆 相交,所以B正确;
对于C中,椭圆 的焦距为 ,可得 ,即 ,
不妨设 ,则直线 ,
由原点到直线 的距离等于1,可得 ,解得 ,
同理可得 ,因为 ,即 ,
解得 ,又由 ,解得 ,
所以离心率 ,所以C正确;
对于D中,不妨设 ,则 , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,解得 ,
所以 ,
因为 ,可得 ,所以 ,所以D正确.
故选:BCD.
6.(2023·湖北襄阳·襄阳四中校考模拟预测)(多选)在平面直角坐标系 中,由直线 上任一点
向椭圆 作切线,切点分别为 、 ,点 在 轴的上方,则( )
A.当点 的坐标为 时,
B.当点 的坐标为 时,直线 的斜率为
C.存在点 ,使得 为钝角
D.存在点 ,使得
【答案】AD
【解析】设点 、 ,先证明出椭圆 在其上一点 处的切线方程为 ,
由题意可得 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】联立 可得 ,即 ,
即方程组 只有唯一解,
因此,椭圆 在其上一点 处的切线方程为 ,
同理可知,椭圆 在其上一点 处的切线方程为 ,
因为点 为直线 上一点,设点 ,
则有 ,即 ,
所以,点 、 的坐标满足方程 ,
所以,直线 的方程为 ,
对于A选项,当点 的坐标为 ,即 ,此时直线 的方程为 ,
由 可得 ,即点 ,此时 ,A对;
对于B选项,当 的坐标为 时,即 时,此时,直线 的斜率为 ,B错;
对于C选项,联立 可得 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,由韦达定理可得 , ,
,同理 ,
所以,
,
因此, 恒为锐角,C错;
对于D选项,若点 为椭圆的上顶点,则 轴,此时 ,
所以,点 不是椭圆的上顶点,线段 的中点为 ,
所以, , ,
存在点 ,使得 ,则 ,则 ,
化简可得 ,因为 , ,
所以, ,即 ,
因为 ,解得 ,
因此,存在点 ,使得 ,D对.
故选:AD.
7.(2023·重庆·统考模拟预测)(多选)在平面直角坐标系 中,由直线 上任一点P向椭圆
作切线,切点分别为A,B,点A在x轴的上方,则( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. 恒为锐角 B.当 垂直于x轴时,直线 的斜率为
C. 的最小值为4 D.存在点P,使得
【答案】ABD
【解析】对于A项,设切线方程为
联立 得: ,
∵直线与椭圆相切,故 则 ,
∴切线PA的方程为 ,同理切线PB的方程为
而P点在 上,故 ,
又 满足该方程组,故 ,
显然 过定点 即椭圆左焦点.
以 为直径的圆半径最大无限接近 ,但该圆与 一直相离,即 始终为锐角,A正确;
对于B项,由A得 , 轴时, ,易得 , ,
故B正确;
对于C项,由B知 轴时, 此时 ,故C错误;
对于D项,取 中点 ,若 则 ,
即 为等腰三角形, ,
化简得 ,由A知: ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】整理得: ,显然存在P满足题意,故D正确;
故选:ABD
8.(2024秋·广东广州·高三华南师大附中校考开学考试)已知椭圆 的两焦点分别
为 ,A是椭圆 上一点,当 时, 的面积为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)直线 与椭圆 交于 两点,线段 的中点为 ,过 作垂直 轴的直线
在第二象限交椭圆 于点S,过S作椭圆 的切线 , 的斜率为 ,求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由题意得 ,
由椭圆定义可得 ,又 ,
由余弦定理可得:
,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,又 ,解得 ,
所以 ,故椭圆 的方程为 .
(2)直线 ,设 ,
联立 与 得 ,所以 ,
恒成立,
所以 ,
故 ,
设直线 为 , ,
联立 ,所以 ,
由 可得 ,
所以 ,则 ,所以得 ,所以 ,
则 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由于函数 在 上为减函数,所以函数 在 上为增函数,
所以函数 在 上为减函数,所以 ,
所以 .
9.(2024秋·安徽·高三合肥市第八中学校联考开学考试)已知椭圆 的上顶点到右
顶点的距离为 ,点 在 上,且点 到右焦点距离的最大值为3,过点 且不与 轴垂直的直线
与 交于 两点.
(1)求 的方程;
(2)记 为坐标原点,求 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由题意得, ,解得 ,故 的方程为 .
(2)设 ,直线 ,
联立 ,整理得: .
由 得 ,且 ,
,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】点 到直线 的距离 ,
,
令 ,故 ,故 ,
当且仅当 ,即 时等号成立,
故 面积的最大值为 .
10.(2023·全国·高三专题练习)设椭圆 的右焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,点
M的坐标为 .
(1)当l与x轴垂直时,求直线AM的方程;
(2)设O为坐标原点,证明:∠OMA=∠OMB.
【答案】(1) 或 .
(2)证明见解析
【解析】(1)由已知得 ,直线l的方程为x=1.
l的方程与C的方程联立可得 或 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】∴直线AM的方程为 或 .
(2)证明:证法一(【通性通法】分类+常规联立)
当 与 轴重合时, .
当 与 轴垂直时, 为 的垂直平分线,∴ .
当 与 轴不重合也不垂直时,设 的方程为 , ,
则 ,直线 、 的斜率之和为 .
由 得 .
将 代入 得 .
∴ .
则 .
从而 ,故 、 的倾斜角互补,∴ .
综上, .
证法二(角平分线定义的应用):当直线l与x轴重合或垂直时,显然有 .
当直线l与x轴不垂直也不重合时,设直线l的方程为 ,交椭圆于 , .
由 得 .
由韦达定理得 .
点A关于x轴的对称点 ,则直线 的方程为 .
令 , ,则直线 过点
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】M, .
证法三(直线参数方程的应用):
设直线l的参数方程为 (t为参数).(*)
将(*)式代入椭圆方程 中,整理得 .
则 , .
又 ,则
,
即 .∴ .
证法四(【最优解】椭圆第二定义的应用):当直线l与x轴重合时, .
当直线l与x轴不重合时,如图6,过点A,B分别作准线 的垂线,垂足分别为C,D,则有
轴.
由椭圆的第二定义,有 , ,得 ,即 .
由 轴,有 ,即 ,于是 ,且 .
可得 ,即有 .
证法五(角平分线定理逆定理+极坐标方程的应用):
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】椭圆 以右焦点为极点,x轴正方向为极轴,得 .
设 , .
∴ , .
由角平分线定理的逆定理可知,命题得证.
证法六(角平分线定理的逆定理的应用):
设点O(也可选点F)到直线 的距离分别为 ,根据角平分线定理的逆定理,要证
,只需证 .
当直线l的斜率为0时,易得 .
当直线l的斜率不为0时,设直线l的方程为: .由方程组 得
恒成立, . .
直线 的方程为: .
∵点A在直线l上,∴ ,故 .
同理, . .
∵ ,∴ ,即 .
综上, .
证法七(【通性通法】分类+常规联立):当直线l与x轴重合或垂直时,显然有 .
当直线l与x轴不垂直也不重合时,设直线l的方程为 ,交椭圆于 , .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由 得 .
由韦达定理得 .
∴ ,
故 、 的倾斜角互补,∴ .
证法八(定比点差法):设 , ,
∴ ,由 作差可得, ,
∴ ,又 ,∴ ,
故 , 、 的倾斜角互补,∴ .
当 时, 与 轴垂直, 为 的垂直平分线,∴ .
故 .
证法九(调和点列和调和线束):如图所示,分别过A,B作准线的垂线,垂足分别为 , .由椭圆的
第二定义有 ,即 .又 轴 ,∴ ,故 .
∴ ,得 ,因此∠OMA=∠OMB.
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