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考点巩固卷 20 椭圆方程及其性质(十大考点)
考点01椭圆的定义
1.已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,点P是椭圆C上的动点, , ,
则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆定义得 ,再利用基本不等式求解最值即可.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【详解】因为点P是椭圆 上的动点, , ,所以 ,
所以 ,
当且仅当 即 时,等号成立.
故选:A.
2.已知点 满足方程 ,点 .若 斜率为
斜率为 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设 ,根据题意分析可知点 在以 为焦点的椭圆上,结合椭圆方程运算求解.
【详解】设 ,
则 ,可得 ,
即点 在以 为焦点的椭圆上,且 ,
所以点 的轨迹为 ,整理得 ,
由题意可知: ,
所以 .
故选:A.
3.已知点 , 是椭圆 上关于原点对称的两点, , 分别是椭圆 的左、右焦点,若
,则 ( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.1 B.2 C.4 D.5
【答案】C
【分析】先证明四边形 是平行四边形,再利用椭圆的定义求出 即得解.
【详解】因为 ,
所以四边形 是平行四边形.
所以 .
由椭圆的定义得 .
所以 .
故选:C
4.椭圆 上的一点 到左焦点 的距离为 是 的中点,则 等于 .
【答案】3
【分析】设椭圆的右焦点 ,则根据椭圆有定义可求出 ,再利用三角形的中位线定理可求得答案.
【详解】设椭圆的右焦点 ,连接 ,则由 ,知 .
又点 为 的中点,点 为 的中点,所以 .
故答案为:3
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】5.已知椭圆 的左、右焦点分别为 为椭圆 上任意一点, 为圆 :
上任意一点,则 的最小值为 .
【答案】
【分析】根据三角形三边之间的不等关系可得 ,再结合椭圆定义将 化为
,结合 以及图形的几何性质即可求得答案.
【详解】由题意知 为椭圆 上任意一点, 为圆 : 上任意一点,
故 ,
故 ,当且仅当 共线时取等号,
所以
,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】当且仅当 共线时取等号,
而 ,
故 的最小值为 ,
故答案为:
6.椭圆 , 是左、右焦点,点 ,点 为椭圆上一动点,则 的最大值为
,最小值为 .
【答案】 / /
【分析】根据椭圆的定义进行转化,结合图象求得 的取值范围,进而确定正确答案.
【详解】椭圆 ,∴ ,∴ .
如图所示,点 在椭圆内部,
∵点 为椭圆上的点,则 ,∴ ,
∵ ,
又 ,∴ ,
即 .
故答案为: ;
考点02椭圆的标准方程
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】7.(多选)如果方程 表示焦点在x轴上的椭圆,则实数a的取值范围可以是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】根据椭圆方程特征得出关系式,解不等式即可.
【详解】焦点在x轴上,则标准方程中 ,解得 或 .
又 , ,得 ,所以 或 .
故选:BC.
8.已知m、n均为实数,方程 表示椭圆,且该椭圆的焦距为4,则n的取值范围是
.
【答案】
【分析】由椭圆的定义可得 , , ,再分 和
两种情况讨论,结合椭圆的焦距即可得解.
【详解】由题意得 , , ,所以 ,
①若 ,即 时,则焦点在 轴上,
则 ,所以 ,
代入 , , ,
得 ,解得 ;
②若 ,即 时,则焦点在 轴上,
则 ,所以 ,
代入 , , ,
得 ,解得 ;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】综上,n的取值范围是 .
故答案为: .
9.已知椭圆的两焦点为 ,点 在椭圆上.若 的面积最大为12,则椭圆的标准方
程为 .
【答案】
【分析】由题意可知当 在 轴上时 的面积最大,从而可求出 ,再结合 可求出 ,从而可求出
椭圆的标准方程.
【详解】如图,当 在 轴上时 的面积最大,所以 ,所以 .
又 ,所以 ,
所以椭圆的标准方程为 .
故答案为:
10.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)中心在原点,一个焦点坐标为 ,短轴长为4;
(2)中心在原点,焦点在 轴上,右焦点到短轴端点的距离为2,到右顶点的距离为1.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意求出 ,再由焦点位置得出椭圆方程;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)由题意求出 ,根据焦点在x轴写出方程.
【详解】(1)由题意得: , ,
故 ,
因为焦点在 轴上,故椭圆方程为 .
(2)如图,
由题意得: , ,
所以 , ,
结合焦点在 轴上,故椭圆方程为: .
11.分别写出满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点在 轴上,焦距为 ,且经过点 ;
(2)焦距为4,且经过点 .
【答案】(1)
(2) 或
【分析】(1)利用待定系数法求出 可得结果;
(2)讨论焦点位置,求出 可得结果.
【详解】(1)设椭圆的标准方程为 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】依题意得 ,解得 ,
所以该椭圆的标准方程为 .
(2)当焦点在 轴上时,设椭圆的标准方程为 ,
依题意得 , ,则 ,
故椭圆的标准方程为 .
当焦点在 轴上时,设椭圆的标准方程为 ,
依题意得 , ,则 ,
故椭圆的标准方程为 .
12.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)一个焦点为 ,长轴长是短轴长的2倍;
(2)经过点 ,离心率为 ,焦点在x轴上;
(3)经过两点 , .
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据椭圆的几何性质列出方程组,求解即可;
(2)根据椭圆的几何性质列出方程组,求解即可;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(3)若椭圆过两点坐标,可把标准方程设为 的形式,再把两点坐标代入求解
即可.
【详解】(1)根据题意可设椭圆的标准方程为: ,
所以由题设有: ,解得 ,
故椭圆的标准方程为: .
(2)根据题意可设椭圆的标准方程为: ,
所以由题设有: ,解得 ,
故椭圆的标准方程为: .
(3)根据题意可设椭圆的标准方程为: ,
所以由题设有: ,解得 ,
故椭圆的标准方程为: .
考点03椭圆的焦点三角形问题
13.已知椭圆C: 的左、右焦点分别是 , , 为椭圆C上一点,则下列结论不正确
的是( )
A. 的周长为6 B. 的面积为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C. 的内切圆的半径为 D. 的外接圆的直径为
【答案】D
【分析】根据焦点三角形的性质即可求解AB,根据等面积法即可求解C,根据面积公式以及正弦定理及
可求解D.
【详解】由题意知, , , ,
由椭圆的定义知, , ,
∴ 的周长为 ,即A正确;
将 代入椭圆方程得 ,解得 ,
∴ 的面积为 ,即B正确;
设 的内切圆的半径为r,则 ,
即 ,∴ ,即C正确;
不妨取 ,则 , ,
∴ 的面积为 ,
即 ,∴ ,
由正弦定理知, 的外接圆的直径 ,即D错误,
故选:D.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】14.(多选)若 是椭圆 上一点, , 为其左右焦点,且 不可能为钝角,则实数
的值可以是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】CD
【分析】根据椭圆的几何性质可判断 为椭圆的短轴端点时,此时 最大,即可列不等式求解.
【详解】由椭圆的性质可得当点 为椭圆的短轴端点时,此时 最大,
若 不可能为钝角,当点 为椭圆的短轴断点时,则 ,
则 ,即 ,
又焦点在 轴上 ,解得 ,
所以实数 的值可以是4,5,
故选:CD
15.已知 是椭圆 上的点, 、 分别是椭圆的左、右焦点,若 ,则 的
面积为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】 /
【分析】由向量的夹角公式可得 ,利用余弦定理、椭圆定义可得 ,再由三角形
面积公式可得答案.
【详解】因为 , ,所以 ,
若 ,因为 ,
则可得 ,
由余弦定理可得
,
所以 ,
则 .
故答案为: .
16.已知点 是椭圆 上的点,点 、 是椭圆的两个焦点.
(1)若 ,求 ;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)若 的面积为9,求 的大小.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用椭圆的定义、三角形面积公式、余弦定理进行求解即可;
(2)根据(1)中三角形的面积公式进行求解即可.
【详解】(1)设 ,设 ,
由 ,则 ,
所以有 ,
由余弦定理可知: ,
所以有 ,
即
(2)由(1)可知: ,
因为 ,所以 ,因此 ,即 .
17.已知点 在焦点为 的椭圆 上,若 ,求 的值.
【答案】
【分析】利用勾股定理构造方程,结合椭圆定义可求得结果.
【详解】
由椭圆方程知: , , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】, ,
由椭圆定义知: ,
,解得: .
考点04椭圆的简单几何性质
18.曲线 与曲线 的( ).
A.长轴长相等 B.焦距相等 C.离心率相等 D.短轴长相等
【答案】B
【分析】通过方程分别研究两曲线的相关性质,比较即可.
【详解】曲线 是焦点在 轴上的椭圆,
则 ,长轴长为 ,短轴长为 ,焦距为 ,离心率 .
曲线 ,
由 得 ,且 ,
故曲线 也是焦点在 轴上的椭圆,
,
长轴长、离心率、短轴长均与 有关,不一定与曲线 的相同;
而其焦距为 ,与曲线 的焦距相同.
故选:B.
19.若某卫星运行的轨道是以地心为一个焦点的椭圆,该卫星近地点离地面的距离为 km,远地点离地
面的距离为 km,地球的半径为 km,则通信卫星运行轨道的短轴长等于( )
A. B.
C. D.
【答案】A
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【分析】根据题意可得 , ,从而得 , ,再根据
求解即可.
【详解】解:由题意得 , ,
可得 , ,
则 = .
故选:A.
20.设 为椭圆 的两个焦点, 为 上一点且在第二象限.若 为等腰三角形,则
点 的坐标为 .
【答案】
【分析】先根据方程求 ,由题意分析可得 ,列方程求解即可.
【详解】由题意可知: ,
设 ,
因为 为 上一点且在第二象限,则 , ,
又因为 为等腰三角形,且 ,则 ,
即 ,解得 ,
所以点 的坐标为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故答案为: ,
21.若一椭圆以原点为中心,一个焦点坐标为 ,且长轴长是短轴长的 倍,求该椭圆的标准方程.
【答案】
【分析】根据题意可得 , ,利用待定系数法即可求解.
【详解】由题可设椭圆的标准方程为 ,
因为椭圆一个焦点坐标为 ,且长轴长是短轴长的 倍,
则有 解得 ,
故椭圆的标准方程为 .
22.已知中心在原点,以坐标轴为对称轴,椭圆过点 且与椭圆 有公共的焦点,求椭圆的标
准方程.
【答案】 .
【分析】解法一:由题意设方程为 ,然后根据题意可得 和 ,求出
,从而可求得椭圆方程,解法二:由题意设 ,然后将 代入椭圆方程求出
,从而可求出椭圆方程.
【详解】解法一:由已知的椭圆方程知:所求的椭圆的焦点在x轴上,设方程为 ,
由 ,得 ,所以 ,①
又 在椭圆上,则 ,②
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由①②解得: ,
即所求的方程是 .
解法二:由已知设所求的椭圆的标准方程是: ,
则 ,
整理得: ,解得 ,
因为 ,所以 ,
故所求的椭圆的标准方程是 .
考点05求椭圆离心率
23. (2024届湖南省永州市高三一模数学试题)已知椭圆 的左、右焦点分别是
,点 是椭圆 上位于第一象限的一点,且 与 轴平行,直线 与 的另一个交点为 ,若
,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由 点坐标求得 点坐标,然后代入椭圆 的方程,化简求得椭圆 的离心率.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【详解】由 令 ,得 ,
由于 与 轴平行,且 在第一象限,所以 .
由于 ,
所以 ,
即 ,将 点坐标代入椭圆 的方程得 ,
,
,
所以离心率 .
故选:B
24.如图,A, 分别是椭圆 的左、右顶点,点 在以 为直径的圆 上(点
异于A, 两点),线段 与椭圆 交于另一点 ,若直线 的斜率是直线 的斜率的4倍,则椭圆
的离心率为( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用椭圆与圆的性质计算即可.
【详解】设 ,易知 ,
则 , ,
又 ,
所以 .
故选:C
25.已知 是椭圆 的左焦点,若过 的直线 与圆 相切,且 的倾斜角为
,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据直线与圆相切的位置关系可构造 的齐次方程,结合椭圆 关系可求得离心率 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【详解】由题意知: ,则直线 ,即 ,
与圆 相切, ,即 ,
, , 椭圆的离心率 .
故选:A.
26.已知椭圆 为椭圆的对称中心, 为椭圆的一个焦点, 为椭圆上一点,
轴, 与椭圆的另一个交点为点 为等腰直角三角形,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意确定 ,进而可得 ,即可求椭圆的离心率.
【详解】
如图,不妨设 ,
因为点 在椭圆上,所以 ,解得 ,
所以 ,
又因为 为等腰直角三角形,所以 ,
即 ,即 ,所以 ,
解得 或 (舍),
故选:B.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】27.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】 /
【分析】作出图形,分析可知 为等腰直角三角形,设 ,则 ,利用
椭圆的定义可得出 , ,在 中,利用勾股定理可得出关于 、 的齐
次等式,即可求出该椭圆的离心率的值.
【详解】因为点 为线段 的中点, ,则 ,
所以, 为等腰直角三角形,
设 ,则 ,
由椭圆的定义可得 ,
所以, ,
所以, ,
由勾股定理可得 ,即 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】整理可得 ,因此,该椭圆的离心率为 .
故答案为: .
28. (2023·河北秦皇岛·校联考二模)已知椭圆 的左、右焦点为 ,点 在椭圆上,
分别延长 ,交椭圆于点 ,且 ,则线段 的长为 ,椭
圆的离心率为 .
【答案】 /
【分析】根据椭圆的定义、余弦定理、勾股定理、离心率等知识求得正确答案.
【详解】根据 ,以及椭圆定义,得 ,
设 ,则 ,
根据 ,由勾股定理,得 ;
在 中, ,
在 中,由余弦定理,得 ,
所以 ,所以 ,
在 中,由勾股定理,得 .
,在 中,由余弦定理,
得 ,所以 ,离心率 .
故答案为: ;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】考点06求椭圆离心率的取值范围
29.已知圆 与椭圆 ,若在椭圆 上存在一点 ,使得由点 所作
的圆 的两条切线的夹角为 ,则椭圆 的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】设椭圆 上任意点 (与上下顶点不重合)作圆的切线 , 且 ,根据题意
问题化为保证 时 ,进而得到关于椭圆参数的不等式,结合椭圆离心率范围及求法确定离
心率的取值范围.
【详解】由题设,圆与椭圆在上下顶点处相切,椭圆 上任意点 (与上下顶点不重合)作圆的切线 ,
如下图,
若 且 ,要 所作的圆 的两条切线的夹角最小,只需 最大,
所以,当 与左右顶点重合时 ,此时 最小; 靠近上下顶点时 无限接近 ;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】在椭圆 上存在一点 ,使得 所作的圆 的两条切线的夹角为 ,
所以,保证 时 ,即 ,
由题意及图知: ,故 ,而 ,
所以椭圆 的离心率的取值范围是 .
故选:A
30.椭圆 ( )的左、右焦点分别为 , ,若椭圆上存在点P满足 ,
则椭圆C的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据焦点三角形的顶角范围,求出椭圆特征三角形顶角 的范围,继而求出离心率的范围.
【详解】设椭圆的上顶点为 ,则令 ,
则 ,
且 ,
,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,
故选:B.
31.若椭圆 上存在一点M,使得 ( , 分别为椭圆的左、右焦点),
则椭圆的离心率e的取值范围为 .
【答案】
【分析】方法一:设点M的坐标是 ,则 ,由题意 ,即 ,结合点M
在椭圆上,可得 ,即可求出椭圆的离心率的取值范围;
方法二:设点M的坐标是 ,由已知可得出关于 、 的方程组,求出 ,可得出关于 、 、 的
不等式组,由此可解得椭圆的离心率的取值范围;
方法三:设椭圆的一个短轴端点为P,由题意 ,则 ,进而可求得椭圆的离心率的取值范
围.
【详解】方法一:设点M的坐标是 ,则 .
∵ , ,∴ , .
∵ ,∴ ,即 .
又点M在椭圆上,即 ,
∴ ,即 ,
∴ ,即 ,
又 ,∴ ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故椭圆的离心率e的取值范围是 .
方法二:设点M的坐标是 ,
由方法一可得 消去 ,得 ,
∵ ,∴ ,
由②得 ,此式恒成立.
由①得 ,即 ,∴ ,则 .
又 ,∴ .
综上所述,椭圆的离心率e的取值范围是 .
方法三:设椭圆的一个短轴端点为P,
∵椭圆上存在一点M,使 ,
∴ ,则 ,( 最大时,M为短轴端点)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】∴ ,即 ,
又 ,∴ ,
故椭圆的离心率e的取值范围为 .
故答案为: .
32. (2021·陕西西安·统考一模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 、 ,半焦距为 ,
是椭圆上异于左、右顶点的任意一点,若存在以 为半径的圆内切于 ( 的面积满足
),则椭圆的离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】因 在以 为半径的内切圆,由三角形面积公式可得 的关系,进而可得椭圆离心率
的范围.
【详解】
如图, ,
因为 的内切圆半径为 ,
所以 ,
因为 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,得 ,
所以 ,得 ,
因 ,得 ,得 ,
因 ,故 ,
故答案为:
33.已知椭圆 的一个焦点为 ,椭圆 上存在点 ,使得 ,则椭圆 的离
心率取值范围是 .
【答案】
【分析】不妨设 ,设 ,表示出 , ,依题意可得 有解,根据数量积的坐
标表示得到方程 在 上有解,由二次方程根的分布知识得到关于 的不等式,
解得即可.
【详解】依题意不妨设 为椭圆的左焦点,则 ,
设 ,则 , , ,则 ,
若存在点 使得 ,则存在点 使得 ,
即 在 上有解,
即 在 上有解,
令 ,显然 , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,即 且 ,
由 ,即 ,解得 或 ,
由 ,即 ,解得 或 ,
又 ,所以 ,即 .
故答案为: .
34.已知点 是椭圆 : 的右焦点,点 关于直线 的对称点 在 上,其中
,则 的离心率的取值范围为 .
【答案】
【分析】求出点 关于直线 的对称点 的坐标,代入椭圆 的方程中,整理可得 ,求
出 的范围则可求得离心率的取值范围.
【详解】过点 且与直线 垂直的直线 为 ,
两直线的交点 ,从而点 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】点 在椭圆 上,
则 ,即
则 .
由于 ,则 , ,
故答案为:
考点07直线与椭圆的位置关系
35.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.
C. D.
【答案】B
【分析】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 ,将切线方程与椭圆方程联立,
求出 的值,利用平行线间的距离公式可求得结果.
【详解】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 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】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.
36.已知直线 与椭圆 ,分别求直线l与椭圆C有两个公共点、只有一个公共点和
没有公共点时m的取值范围.
【答案】答案见解析
【分析】联立直线l的方程与椭圆C的方程,消去y,得到一元二次方程,根据该一元二次方程根的判别式
进行求解即可.
【详解】联立直线l的方程与椭圆C的方程得方程组
消去y,整理得 , ①
因为①的判别式为
,
所以:
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】当 即 时,方程①有两个不同的实数解,此时原方程组的实数解集中有两个元素,直
线l与椭圆C有两个公共点;
当 即 时,方程①有两个相等的实数解,此时原方程组的实数解集中只有一个元素,直线l
与椭圆C有且只有一个公共点;
当 即 或 时,方程①无实数解,此时原方程组的实数解集为空集,直线l与椭圆C没
有公共点.
37.如图,已知直线 和椭圆 .m为何值时,直线l与椭圆C:
(1)有两个公共点?
(2)有且只有一个公共点?
(3)没有公共点?
【答案】(1)
(2) ,
(3) ,或
【分析】(1)直线 与椭圆 的公共点的个数与方程组 ,得到 ,
根据 求解即可.
(2)直线 与椭圆 的公共点的个数与方程组 ,得到 ,根据
求解即可.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(3)直线 与椭圆 的公共点的个数与方程组 ,得到 ,根据
求解即可.
【详解】(1)由方程组 消去y,得 ,
.
由 ,得 .
此时方程①有两个不相等的实数根,直线l与椭圆C有两个不同的公共点.
(2)由 ,得 , .此时方程①有两个相等的实数根,
直线l与椭圆C有且只有一个公共点.
(3)由 ,得 ,或 .此时方程①没有实数根,直线l与椭圆C没有公共点.
38.已知直线 与椭圆 相交于不同两点,求实数 的取值范围.
【答案】 或
【分析】联立直线与椭圆方程,利用判别式大于 ,解不等式可得结果.
【详解】联立 ,消去 并整理得 ,
依题意得 ,即 ,
解得 或 .
考点08椭圆的弦长问题
39.(多选)已知过点 的直线与椭圆 交于 、 两点,则弦长 可能是( )
A.1 B. C. D.3
【答案】BC
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【分析】先设直线,再联立方程组得韦达定理,求出弦长,最后确定范围即可.
【详解】当直线斜率存在时,设过 斜率存在的直线方程为: ,
联立方程组 消去 ,并整理得 ,易得 ,
设 , ,则 , ,
,
,
当斜率不存在时 ,故 .
故选:BC.
40.过椭圆 的左焦点引直线交椭圆于A,B两点,且 ,则直线方程为 .
【答案】 或
【分析】先将椭圆方程化为标准方程,然后求出 ,从而可求出左焦点的坐标,设直线 为
,代入椭圆方程化简,利用根与系数的关系,结合弦长公式列方程可求出 ,从而可求出直线
方程.
【详解】椭圆 ,即 ,则 , , ,左焦点为 ,
设直线 为 , ,
由 ,得 ,
整理得 ,
因为 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,
所以 ,
,解得 ,
所以直线 为 ,
即 或 .
故答案为: 或
41.已知椭圆 的左焦点为 ,直线l: 与椭圆C交于A、B两点.
(1)求线段AB的长;
(2)求 的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)把直线方程代入椭圆方程,求得交点坐标,可求线段AB的长;
(2)结合(1)的结论,利用点到直线距离公式进行求解即可.
【详解】(1)联立 ,或 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】当 时, ,
当 时, ,不妨设 ,
;
(2)由 ,
点 到直线 的距离为 ,
所以 的面积为 .
42.已知椭圆 的离心率为 ,焦距为 ,斜率为 的直线 与椭圆 有两个不
同的交点 , .
(1)求椭圆 的方程;
(2)若 ,求 的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意可知离心率 且焦距为 ,结合焦距为 即可得解.
(2)由题意已知 ,所以设出直线方程(只含有一个参数即截距,不妨设为 ),将其与椭圆方程联
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】立后,再结合韦达定理可将 表示成 的函数,进一步求其最大值即可.
【详解】(1)由题意得 ,
解得 , , ,
∴椭圆 的方程为 .
(2)因为 ,所以设直线 的方程为 , , .
联立得 得 ,
又直线 与椭圆 有两个不同的交点,
所以 ,∴
∴ ,
∴
故当 ,即直线 过原点时, 最大,最大值为 .
43.已知椭圆 的下焦点 、上焦点为 ,离心率为 .过焦点 且与 轴不垂直的直
线 交椭圆 于 , 两点.
(1)求 的值;
(2)求 ( 为坐标原点)面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【分析】(1)根据离心率列式计算即可;
(2)直线 ,联立椭圆,应用韦达定理、弦长公式、面积公式写出 面积关于k的表达式,
进而利用基本不等式求最大值.
【详解】(1)由题意可得, ,因为离心率 ,所以 ,
又 ,所以 ,解得 ;
(2)由(1)知,椭圆 的上焦点为 ,
设 ,直线 ,
联立 ,整理得: ,
则 ,且 ,
所以 ,
所以 ,
所以
,
当且仅当 ,即 时等号成立,
所以 面积的最大值为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】44.已知椭圆 : 的左、右焦点分别为 、 , 是椭圆 上一动点,
,椭圆 的离心率为 ,直线 过点 交椭圆 于不同的两点 , .
(1)求椭圆 的方程:
(2)若三角形 的面积为 ,求直线 的方程.
【答案】(1)
(2) ,或 .
【分析】(1)根据题意转化为关于 的方程组,即可求解;(2)首先设直线 的方程为 ,
,与椭圆方程联立,利用韦达定理表示三角形 的面积,即可求解.
【详解】(1)设椭圆 的半焦距为 ,由已知有 ,解得
故椭圆 的方程为 .
(2)设 , ,直线 的方程为 , ,
联立 消去 ,整理得 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则 , ,
且 ,即 或 .
所以 的面积为
,
令 ,得 ,
解得 或 ,
从而 或 .
故直线 的方程为 ,或 ,
即 ,或 .
考点09椭圆的中点弦问题
45.已知椭圆方程为 ,其右焦点为F(4,0),过点F的直线交椭圆与A,B两点.
若AB的中点坐标为 ,则椭圆的方程为( )
A. B.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C. D.
【答案】C
【分析】设 ,利用点差法求解即可.
【详解】设 ,代入椭圆的方程可得 , .
两式相减可得: .
由 , ,代入上式可得:
=0,化为 .
又 , ,联立解得 .
∴椭圆的方程为: .
故选:C.
46.若椭圆 的弦 被点 平分,则 所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用点差法求出直线 的斜率,再利用点斜式可得出直线 的方程.
【详解】若直线 轴,则点 、 关于 轴对称,则直线 的中点在 轴,不合乎题意,
所以,直线 的斜率存在,设点 、 ,则 ,
所以, ,两式作差可得 ,
即 ,即 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】可得直线 的斜率为 ,
所以,直线 的方程为 ,即 .
故选:B.
47.已知椭圆 ,直线 依次交 轴、椭圆 轴于点 四点.若
,且直线 斜率 .则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意分析可知: 的中点即为弦 的中点,利用点差法运算求解.
【详解】设直线 : ,可得 ,
设 的中点为 ,连接OM,则 , ,
因为 ,则 ,即 为弦 的中点,
设 ,则 ,
因为 ,
可得 ,两式相减得 ,
整理得 ,可得 ,
即 ,可得 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以椭圆 的离心率为 .
故选:D.
48.已知椭圆 的长轴长为 ,且与 轴的一个交点是 ,过点 的
直线与椭圆C交于A,B两点,且满足 ,若M为直线AB上任意一点,O为坐标原点,则
的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【分析】由题意可求得椭圆方程为 ,由 ,得点 为线段 的中点,然后利用点差
法可求出直线 的方程,则 的最小值为点 到直线 的距离,再利用点到直线的距离公式可求出
结果.
【详解】由题意得 ,则 , ,
所以椭圆方程为 ,
因为 ,所以 在椭圆内,所以直线 与椭圆总有两个交点,
因为 ,所以点 为线段 的中点,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】设 ,则 ,
,所以 ,
所以 ,
所以 ,即 ,
所以 ,
所以直线 为 ,即 ,
因为M为直线 上任意一点,
所以 的最小值为点 到直线 的距离 ,
故选:B
49.已知圆 ,圆 ,动圆 与圆 外切并且与圆 内切,圆心 的
轨迹为曲线
(1)求 的方程;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)是否存在过点 的直线交曲线 于 两点,使得 为 中点?若存在,求该直线方程,若不存
在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,该直线方程为
【分析】(1)根据圆与圆外切、内切列式得 ,结合椭圆的定义可求出结果;
(2)根据点差法求出斜率,再根据点斜式可求出结果.
【详解】(1)设动圆 的半径为 ,
依题意得 ,所以 为定值,且 ,
所以动点 的轨迹 是以 为焦点,长轴长为 的椭圆,
, , , ,
所以 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)假设存在过点 的直线交曲线 于 两点,使得 为 中点,
设 , ,
则 ,两式相减得 ,
得 ,即 ,
由点斜式得直线 方程为 ,即 .
所以存在过点 的直线交曲线 于 两点,使得 为 中点,且该直线方程为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】50.阿基米德是古希腊著名的数学家、物理学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率 等于椭
圆的长半轴长与短半轴长的乘积 已知椭圆 的右焦点为 ,过 作直线 交椭圆
于 两点,若弦 中点坐标为 ,则椭圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆右焦点坐标可知 ,由弦 中点坐标为 可利用点差法求得 ,
联立即可解得 ,再由椭圆面积公式即可求得结果.
【详解】设 的中点为 ,即 ,如下图所示:
易知 ,即 ;
设 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】又 中点坐标为 ,所以
则 ;
又 两点在椭圆 上可得 ,
两式相减可得 ,整理得 ,
解得 ,联立 可解得 ;
即
所以椭圆的面积为 .
故选:A
考点10直线与椭圆的综合问题
51.已知椭圆 : 的离心率为 ,且经过点 .
(1)求 的方程;
(2)过椭圆 外一动点 作椭圆 的两条切线 , ,斜率分别为 , ,若 恒成立,证明:存
在两个定点,使得点 到这两定点的距离之和为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据离心率以及椭圆经过的点,联立 的方程即可求解,
(2)联立直线与椭圆的方程,根据相切得判别式为0,进而得到 , 为关于 的方程
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】的两根,利用韦达定理可得 ,进而得点 在椭圆
上运动,由椭圆的定义即可求解.
【详解】(1)设 的半焦距为 ,
则由离心率 ,得 ,所以 ,
因为 经过点 ,所以 ,即 ,
得 , .
所以 的方程为 .
(2)设 ,直线 的方程为 ,即 ,
记 ,则 的方程为 ,
代入椭圆 的方程,消去 ,得 .
因为直线 ,与椭圆 相切,
所以 ,即 ,
将 代入上式,整理得 ,
同理可得 ,
所以 , 为关于 的方程 的两根,
从而 ,
整理可得 ,所以点 在椭圆 上运动,
所以存在两个定点 , ,使得 ,为定值.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】52.在平面直角坐标系 中,已知椭圆 : 的离心率为 ,短轴长为2.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)设 为椭圆上顶点,点 是椭圆 上异于顶点的任意一点,直线 交 轴于点 ,点 与点 关于
轴对称,直线 交 轴于点 .问:在 轴的正半轴上是否存在点 ,使得 ?若存在,
求点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ; (2) .
【分析】(1)利用椭圆的几何性质建立方程组求解基本量得椭圆的标准方程;(2)设出点B的坐标,写出直线
的方程,求出N点坐标,同理求出M点坐标,利用直角三角形中正切函数的定义建立方程,结合椭圆
方程即可求解.
【详解】解:(1)由题意知, ,则 ,因为 ,所以 ,
则 ,解得 或 (舍去),所以椭圆方程为 .
(2) 由(1)知, ,设 ,
则直线 的方程为 .令 ,得 ,即 .
因为点B与点A关于x轴对称,所以 .则直线 的方程为 .
令 ,得 ,即 .假设存在点 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】使得 .由 ,得 ,
即 .因为 ,
所以 .又 ,所以 .
经验证,当 时, .所以在y轴的正半轴上存在点 ,
使得 .
【点睛】关键点睛:
第二问的关键是将角相等的已知条件,结合正切函数,转化为边长之比相等,从而列出方程.
53.已知椭圆 : 的焦点为 , ,且过点 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)设椭圆的上顶点为 ,过点 作直线交椭圆于 , 两点,记直线 , 的斜率分别为 ,
,试判断 是否为定值?若为定值,求出该定值;若不是定值,说明理由.
【答案】(1) ;(2)是定值,定值为1,理由见解析.
【解析】(1)由题意,得出关于 的方程组,求得 的值,即可得到椭圆的标准方程;
(2)设直线 的方程为 ,联立方程组 ,利用根与系数的关系,得到
,结合斜率公式进行计算,即可求得 是为定值.
【详解】(1)椭圆 : 的焦点为 , ,且过点 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】可得 ,解得 ,所以椭圆的方程为 .
(2)由(1)可得点 ,
设 ,直线 的方程为 ,
联立方程组 ,整理得 ,
所以 ,
则
,
所以 是为定值 .
【点睛】有关直线与圆锥曲线的位置关系的综合应用问题,通常联立直线方程与圆锥曲线方程,应用一元
二次方程根与系数的关系进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解,能较好的考
查考生的逻辑思维能力、运算求解能力.
54.已知圆 上有一动点 ,点 的坐标为 ,四边形 为平行四边形,线段
的垂直平分线交 于点 .
(Ⅰ)求点 的轨迹 的方程;
(Ⅱ)过点 作直线与曲线 交于 两点,点 的坐标为 ,直线 与 轴分别交于
两点,求证:线段 的中点为定点,并求出 面积的最大值.
【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ)4.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【解析】(Ⅰ)先画出图形,结合垂直平分线和平行四边形性质可得 为一定值,
,故可确定点 轨迹为椭圆( ),进而求解;
(Ⅱ)设直线方程为 ,点 坐标分别为 ,联立直线与椭圆方程得
, ,分别由点斜式求得直线KA的方程为 ,令 得
,同理得 ,由 结合韦达定理即可求解,而
,当 重合交于 点时,可求最值;
【详解】(Ⅰ) ,
所以点 的轨迹是一个椭圆,且长轴长 ,半焦距 ,
所以 ,轨迹 的方程为 .
(Ⅱ)当直线 的斜率为0时,与曲线 无交点.
当直线 的斜率不为0时,设过点 的直线方程为 ,点 坐标分别为 .
直线与椭圆方程联立得 消去 ,得 .
则 , .
直线KA的方程为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】令 得 .
同理可得 .
所以
.
所以 的中点为 .
不妨设 点在 点的上方,
则 .
【点睛】本题考查根据椭圆的定义求椭圆的方程,椭圆中的定点定值问题,属于中档题
55.已知椭圆 : , 为椭圆 的右焦点,三点 , ,
中恰有两点在椭圆 上.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)设点 为椭圆 的左右端点,过点 作直线交椭圆 于 , 两点(不同于 ),求证:直
线 与直线 的交点 在定直线上运动,并求出该直线的方程.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】(1)
(2)证明见解析,
【分析】(1)由对称性得到点 , 在椭圆 上,结合焦点坐标,得到方程组,求出
, ,求出椭圆方程;
(2)设直线 的方程为 ,联立椭圆方程,设 , , ,得到两根之和,
两根之积,由 和 共线得到方程组,联立后得到 ,求出 ,得到交点 在定直
线上,并求出该直线的方程.
【详解】(1)因为 为椭圆 的右焦点,所以 ①,
由对称性得,点 , 在椭圆 上,代入得 ②,
联立①②解得, , ,
所以椭圆 的标准方程为: .
(2)由条件知直线 与直线 不重合,故直线 的斜率不为0,
设直线 的方程为 ,
联立 ,可得 ,
设 , , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则 , , ,
由(1)可得 , ,
由 共线得: ③,
由 共线得: ④,
由③÷④消去 并整理得, ,
即 ,所以 ,
综上所述,直线 与直线 的交点 在定直线 上运动.
【点睛】定值问题常见方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
56.已知 和 是椭圆 的左、右顶点,直线 与椭圆 相交于M,N两
点,直线 不经过坐标原点 ,且不与坐标轴平行,直线 与直线 的斜率之积为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若直线OM与椭圆 的另外一个交点为 ,直线 与直线 相交于点 ,直线PO与直线 相交于点
,证明:点 在一条定直线上,并求出该定直线的方程.
【答案】(1)
(2)证明见解析,定直线为
【分析】(1)设 , ,依题意可得 ,进而结合 可得 ,从而求
解;
(2)设直线 的方程为: ,联立直线 和椭圆方程,结合韦达定理可得 , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】结合三点共线可得 , ,进而得到 ,进而得到直线OP的方程,进而
联立直线OP与直线 的方程即可求解.
【详解】(1)设 , ,
所以 ,即 ,
由题意知 ,所以 ,
所以 ,
则椭圆 的标准方程为 .
(2)证明:设直线 的方程为: ,
联立椭圆 的方程,得 ,
所以 ,
则 ,
由根与系数的关系,得 , ,
设 ,
由P,S, 三点共线,得 ,
由P,N, 三点共线,得 ,
则
.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以直线OP的斜率为 ,
则直线OP的方程为 ,
联立直线OP与直线 的方程,可得 ,解得 ,
所以点 在一条定直线上,该定直线的方程为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】