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专题九 圆锥曲线 611
9.3 椭圆
§
续表
焦点在x轴上 焦点在y轴上
A a A a A a A a
考点一 椭圆的定义及标准方程 顶点坐标 1(- ,0), 2( ,0) 1(0,- ), 2(0, )
B b B b B b B b
1.定义 1(0,- ), 2(0, ) 1(- ,0), 2( ,0)
范围 x a y b x b y a
平面内与两个定点F F 的距离的和 等于 常数 大于 | |≤ ,| |≤ | |≤ ,| |≤
1、 2 ① (
| F 1 F 2|) 的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点 , 两 长轴长 | A 1 A 2|=2 a
焦点间的距离叫做椭圆的焦距. 短轴长 B B b
| 1 2|=2
集合语言 P M MF MF a a F F F F
c 其中a c : = 且 { a | c | 为常 1| 数 +| . 2|=2 ,2 >| 1 2|},| 1 2| 焦距 | F 1 F 2|=2 c
=2 , > >0, ,
注意 若 a F F 则动点的轨迹是线段F F 若 a c b2
F F 则 动点
2
的
=
轨
|
迹
1
不
2
存
|,
在.
1 2; 2 < 离心率 e =③ a = 1-a2 (0< e <1),
| 1 2|, e越接近于 椭圆越扁 e越接近于 椭圆越圆
2.标准方程 1, ; 0,
中心在坐标原点 焦点在x轴上的椭圆的标准方程为
x2
2.常用结论
(1) , a2
(1)
设P
,
A
,
B是中心在原点的椭圆上不同的三点
,
其中A
,
B
y2 a b 两点关于原点对称 , 且直线PA 、 PB的斜率都存在 , 则k PA· k PB=
+b2 =1( > >0); b2
.
y2 -a2
中心在坐标原点 焦点在y轴上的椭圆的标准方程为
(2) , a2 注意 适用于焦点在x轴上
,
当焦点在y轴上时
,
直线 PA
x2
a b . 与PB的斜率之积为定值
a2
.
+b2 =1( > >0) -b2
注意 焦点位置的判断 P是椭圆上一点 F为椭圆的焦点 则 PF a c a
(1) (2) , , | |∈[ - , +
焦点在x轴上
⇔
标准方程中含x2 项的分母较大
;
焦点在y c
],
即椭圆上的点到焦点距离的最大值为a
+
c
,
最小值为a
-
c.
轴上
⇔
标准方程中含y2 项的分母较大.
椭圆的通径 过焦点且垂直于长轴的弦 长为2
b2
通径
a2 b2 c2 即a最大. (3) ( ) a ,
(2) = + , 是最短的焦点弦.
3.焦点三角形
P是椭圆上不同于长轴两端点的任意一点 F F 为椭
(1) , 1, 2 考点三 直线与椭圆的位置关系
θ
圆的两焦点
,
则S
△ PF 1 F 2 =
b2
tan ,
其中
∠
F
1
PF
2=
θ. 1.直线与椭圆的位置关系的判断
P是椭圆上不同于长轴
2
两端点的任意一点 F F 为椭 把椭圆方程
x2 y2
a b 与直线方程y kx h联立消
(2) , 1, 2 a2 +b2 =1( > >0) = +
圆的两焦点 则 PF F 的周长为 a c .
, △ 1 2 2( + ) 去y 整理成Ax2 Bx C A 的形式 则
过焦点 F 的弦 AB 与椭圆另一个焦点 F 构成的 , + + =0( ≠0) , :
AB ( F 3) 的周长为 1 a. 2 Δ = B2 -4 AC 直线与椭圆的位置关系
△ 2 4
Δ 直线与椭圆相交 有两个公共点
>0 ,
考点二 椭圆的几何性质
Δ 直线与椭圆相切 有一个公共点
=0 ,
1.椭圆的方程与简单几何性质
Δ 直线与椭圆相离 无公共点
<0 ,
焦点在x轴上 焦点在y轴上
知识拓展 点与椭圆的位置关系
标准方程
x2 y2
(a b )
y2 x2
a b x2 y2
② a2+b2 =1 > >0 a2+b2 =1( > >0) 已知点P
(
x
0,
y
0),
椭圆
a2 +b2 =1(
a
>
b
>0),
则
一般方程 Ax2 + By2 =1( A >0, B >0, A ≠ B ) x2 y2
点P x y 在椭圆内 0 0
(1) ( 0, 0) ⇔a2 +b2<1;
x2 y2
点P x y 在椭圆上 0 0
图形
(2) ( 0, 0) ⇔a2 +b2 =1;
x2 y2
点P x y 在椭圆外 0 0 .
(3) ( 0, 0) ⇔a2 +b2>1
2.弦长公式
焦点坐标 F 1(- c ,0), F 2( c ,0) F 1(0,- c ), F 2(0, c ) 设直线l
:
y
=
kx
+
m与椭圆交于A
(
x
1,
y
1),
B
(
x
2,
y
2)
.
612 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
则 | AB |= ( x 1- x 2) 2 +( y 1- y 2) 2 ; 设A ( x 1, y
y
1),
y
B ( x 2, y 2) 为弦端点坐标 , P ( x 0, y 0) 为线段AB
AB k2 x x k2 x x 2 x x 中点 其中k 1- 2 x x .
| |= 1+ | 1- 2|= 1+ ( 1+ 2) -4 1 2; , =x x ( 1≠ 2)
1- 2
|
AB
|= 1+k
1
2 (
y
1+
y
2)
2
-4
y
1
y
2(
k
≠0)
.
若椭圆方程为
x2 y2
a b 则k
b2x
0.
a2 +b2 =1( > >0), =-a2y
Δ 0
注意 对于一元二次方程ax2
+
bx
+
c
=0(
a
≠0),
Δ
≥0,|
x
1-
x
2|= a
.
若椭圆方程为
y2 x2
a b 则k
a2x
0.
3.弦中点问题
| | a2 +b2 =1( > >0), =-b2y
0
考点二 椭圆的几何性质
x2 y2
6.设椭圆E a b 的右顶点为A 右焦点为F B为
考点一 椭圆的定义及标准方程 :a2 +b2 =1( > >0) , ,
y2 x2 ( ) 椭圆在第二象限上的点 直线BO交椭圆E于点C 若直线BF
1.已知椭圆 的一个焦点为 1 则m , ,
m+ =1 0, , = ( ) 平分线段AC于M 则椭圆E的离心率是
2 2 , ( )
9 1 2 1 1
A.1 B.2 C.3 D. A. B. C. D.
4 2 3 3 4
答案 D 答案 C
2.已知椭圆C
x2 y2
a b 的左 右焦点为F F 离心率 7.设椭圆的方程为
x2 y2 æ
çb 3a
ö
÷ 右焦点为F c c
:a2 +b2 =1( > >0) 、 1、 2, a2 +b2 =1è ≥ >0ø, ( ,0)( >
2
方程ax2 bx c 的两实根分别为x x 则x2 x2 的取值
为 3 过F 的直线 l 交 C 于 A B 两点.若 AF B 的周长为 0), + - =0 1, 2, 1+ 2
, 2 、 △ 1 范围是
3 ( )
则C的方程为 ( ] ( ] ( ] ( ]
4 3, ( ) 3 3 3 7
A.
x2
+
y2
=1 B.
x2
+
y2
=1
A.
答
0
案
,
2
D
B. 1,
2
C.
4
,1 D. 1,
4
3 2 3
x2 y2 x2 y2
考点三 直线与椭圆的位置关系
C. + =1 D. + =1
12 8 12 4
答案 A x2
8.与椭圆 y2 有相同的焦点且与直线l x y 相切的椭
3.已知椭圆
x2 y2
a b 的左焦点为F 过点F 2
+ =1 : - +3=0
a2 +b2 =1( > >0) 1(-2,0), 1 圆的离心率为 ( )
作倾斜角为
30
°的直线与圆x2
+
y2
=
b2 相交
,
且弦长为
3
b
,
则
2 5 1 1
椭圆的标准方程为 A. B. C. D.
2 5 2 5
( ) 答案 B
y2 x2 x2 y2
A. 8 + 4 =1 B. 8 + 4 =1 9.(多选题)已知椭圆 x2 y2 的左 右焦点分别为F E 直线x
+ =1 、 、 ,
y2 x2 x2 y2 4 3
C. + =1 D. + =1 m m 与椭圆相交于点A B 则
16 12 16 12 = (-1< <1) 、 , ( )
答案 B 当m 时 FAB的面积为
A. =0 ,△ 3
x2 不存在m 使 FAB为直角三角形
4.(多选题)设椭圆C y2 的左 右焦点分别为F F P是 B. , △
: + =1 、 1、 2, 存在m 使四边形FBEA面积最大
2 C. ,
C上的动点 则下列结论正确的是 存在m 使 FAB的周长最大
, ( ) D. , △
PF PF 答案 AC
A.| 1|+| 2|=2 2
x2 y2
离心率e 6
10.已知P
(1,1)
为椭圆
+ =1
内一定点
,
经过P引一条弦
,
B. = 4 2
2 使此弦被P点平分 且弦与椭圆交于A B两点 则此弦所在
PF F 面积的最大值为 , 、 ,
C.△ 1 2 2 直线的方程为 .
以线段F F 为直径的圆与直线x y 相切
D. 1 2 + - 2=0 答案 x y
答案 AD +2 -3=0
x2 y2
( ) 11.设F F 分别是椭圆C a b 的左 右焦点 M
5.过点P 1 作圆 x2 y2 的切线 l 已知 A B 分别为切 1, 2 :a2 +b2 =1( > >0) , ,
1,- + =1 , ,
2 是C上一点且MF 与x轴垂直.直线MF 与C的另一个交点
点 直线AB恰好经过椭圆的右焦点和下顶点 则直线AB的方 2 1
, , 为N.
程为 椭圆的标准方程是 .
;
x2 y2 若直线MN的斜率为 3 求C的离心率
答案 x y (1) , ;
2 - -2=0; + =1 4
5 4 若直线MN在y轴上的截距为 且 MN F N 求a b.
(2) 2, | |=5| 1 |, ,
专题九 圆锥曲线 613
其中m n是常数且m n 若s t的最小值是 满足
=1, 、 < , + 3+2 2,
x2 y2
条件的点 m n 是椭圆 的一条弦的中点 则此弦所
( , ) + =1 ,
考点一 椭圆的定义及标准方程 4 16
在直线的方程为
( )
(2018浙江“七彩阳光”联盟期初联考,14)已知椭圆的方程
x y x y
A. -2 +3=0 B.4 -2 -3=0
x2 y2 x y x y
为 过椭圆中心的直线交椭圆于A B两点 F 是椭 C. + -3=0 D.2 + -4=0
9 + 4 =1, , , 2 答案 D m n s t为正数 m n m n s t的最
圆右焦点 则 ABF 的周长的最小值为 ABF 的 ∵ 、 、 、 , + =3, s + t =1, +
, △ 2 ,△ 2
面积的最大值为 .
小值是
3+2 2,
答案 (m n )
10;2 5 s t 的最小值是
解析 设F 为椭圆左焦点 连接AF BF 则由椭圆的中心 ∴ ( +) s + t 3+2 2,
1 , 1, 1,
对称性可得C AF BF AB AF AF AB AB (m n ) mt ns
△ ABF 2 = 2+ 2+ = 1+ 2+ =6+ ≥6+4 s t m n m n mn
∴ ( +) s + t = + + s + t ≥ + +2 ,
S S 1 .
=10, △ ABF 2 = △ AF 1 F 2≤ ×2 5×2=2 5 mt ns
2 当且仅当 时等号成立
s = t ,
此时m n mn 解得mn
+ +2 =3+2 2, =2,
又m n m n m n .
+ =3, < ,∴ =1, =2
x2 y2
设以 为中点的弦交椭圆 于A x y B x y
(1,2) + =1 ( 1, 1), ( 2, 2),
4 16
由中点坐标公式知x x y y
1+ 2=2, 1+ 2=4,
把A x y B x y 分别代入 x2 y2
( 1, 1), ( 2, 2) 4 + =16,
考点二 椭圆的几何性质 { x2 y2
得 4 1+ 1=16,
(2018甘肃酒泉中学月考,9)已知椭圆 a
x2
2 +
y
b
2
2 =1( a > b >0) 的 两式 4 相
x2
2+ 减
y2
2 得 =16, x x y y
2( 1- 2)+( 1- 2)=0,
左顶点为M 上顶点为N 右焦点为F 若N→M N→F 则椭圆 y y
, , , · =0, k 2- 1 此弦所在直线的方程为y x
的离心率为 ∴ =x x =-2,∴ -2=-2( -1),
( ) 2- 1
即 x y .故选 .
3 2-1 2 + -4=0 D
A. B. x2 y2
2 2 2.(2019吉林实验中学高三第四次月考,10)已知椭圆
a2 +b2 =
3-1 5-1 a b 的左 右顶点分别为A A 点M为椭圆上不同于
C.
2
D.
2
1( > >0) 、 1, 2、
答案 D 椭圆 a x2 2 + y b 2 2 =1( a > b >0) 的左顶点为M (- a ,0), A 1, A 2 的一点 , 若直线MA 1 与直线MA 2 的斜率之积等于 - 2 1 ,
则椭圆的离心率为
上顶点为N b 右焦点为F c ( )
(0, ), ( ,0),
N→M N→F NM NF 1 1 2 3
∵ · =0,∴ ⊥ , A. B. C. D.
a2 b2 b2 c2 a c 2 又a2 b2 c2 2 3 2 3
∴ + + + =( + ) , = + , 答案 C 由已知得A a A a 设M x y
所以a2 c2 ac 1(- ,0), 2( ,0), ( 0, 0),
- = , y y
则k 0 k 0
即e2 + e -1=0,∵ e ∈(0,1),∴ e = 5-1. MA 1 =x 0+ a, MA 2 =x 0- a,
2 y2
故选 . k k 1 0 1
方法总 D 结 求椭圆离心率的方法有两种 一是直接法 即e ∵ MA 1· MA 2 =- 2 ,∴ x2 0- a2 =- 2 ,①
: , = x2 y2 b2
c b2 又 0 0 y2 a2 x2 .
二是间接法 即利用方程求解. ∵ a2 +b2 =1,∴ 0=a2( - 0) ②
a = 1-a2 ; ,
b2
由 可得 1
考点三 直线与椭圆的位置关系 ①② a2 = 2 ,
1.(2018广东清远模拟,11)已知m 、 n 、 s 、 t ∈ R+ , m + n =3, m s + n t ∴ e = a c = a2 a - 2 b2 = 1- ( a b ) 2 = 2 , 故选 C .
2
614 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
x2 y2
答案 ( ) ( )
1 + =1 2 8 2
4 3
考法一 与椭圆定义相关的问题
y2
例1 (1) 已知点P是圆F 1:( x +1) 2 + y2 =16 上任意一点 , 例 (2019浙江高考数学仿真卷,3)以双曲线
3
- x2 =1 的顶
点F 与点F 关于原点对称 线段PF 的垂直平分线m分别与
PF 2 PF 交于 1 M N两点 则点 , M的轨 2 迹方程为 . 点为焦点 离心率为 3的椭圆的标准方程为
1, 2 , , , 3 ( )
过点M 的直线l交椭圆
x2 y2
于A B两点 F x2 y2 x2 y2
(2) (0,1) 8 + 4 =1 、 , A. + =1 B. + =1
4 3 3 4
为椭圆的右焦点 则 ABF周长的最大值为 .
, △ x2 y2 x2 y2
解题导引 由于P在圆上 故 PF 为定值 M在PF C. + =1 D. + =1
(1) , | 1| ; 2 9 6 6 9
的垂直平分线上 则 MF MP 结合图形可知 MF 解析 由题意得椭圆的焦点在y轴上,且c ,由椭圆的
, | 2 | = | |, ,| 1 |+ = 3
MF MF MP PF 为定值 且大于 F F 则M的轨
迹 | 是 2 椭 |= 圆 | 进 1 而 |+ 求 | 出方 |= 程 | . 1| , | 1 2|, 离心率 c 3 a ,所以所求椭圆的标准方程为 x2 y2 ,
, a = ⇒ =3 + =1
要求 ABF周长最值 一种方法是找到取最值的几何位 3 6 9
(2) △ , 故选 .
置 另一种方法是建立周长关于变量的函数 从而求最值 结合 D
, , ; 答案 D
本题 三边均变化 同时A B在椭圆上 考虑位置 由于 AB
, , , , , | |≤
AF BF 当AB过F 时取 因此 ABF的周长 AB
| 1|+| 1|, 1 “=”, △ | |+
BF AF AF BF AF BF a a为椭圆长半轴
的
|
长
|+
.
| |≤| 1|+| 1|+| |+| |=4 (
考法二 椭圆离心率问题的求法
)
解析 ( )如图所示,连接MF ,由题意知F( , ). 例2 (2019江西南康中学第二次大联考,10)椭圆
1 2 2 1 0 (1)
x2 y2
G a b 的两个焦点为F c F c M是椭
:a2 +b2 =1( > >0) 1(- ,0), 2( ,0),
圆上的一点 且满足F→M F→M 则椭圆离心率e的取值范围为
, 1 · 2 =0,
( )
æ ù æ ö æ ö é ö
ç 2úú ç 2÷ ç 2 ÷ êê 2 ÷
A.è0, û B.è0, ø C.è ,1ø D.ë ,1ø
2 2 2 2
(2020山东济南6月模拟,14)已知F F 分别是椭圆
∵ ∴ 直 | M M 线 P F | m = 是 | M M 线 F F 2 段 | ,又 PF 知 2 的 | F M 垂 F P 直 |+ 平 | M 分 . F 1 线 |= , 4 , C :a x2 2 ( + 2 y b ) 2 2 =1( a > b >0) 的左 、 右焦点 , A , B是椭圆 1 上 , 关 2 于x轴对称
∴ | 1|+| 2|=4>| 1 2|=2
点M的轨迹是以F ,F 为焦点的椭圆,且 a , c . 的两点 AF 的中点P恰好落在y轴上 若B→P A→F 则椭圆C
∴ 1 2 2 =4 2 =2 , 2 , · 2=0,
x2 y2 的离心率为 .
b2 . 点M的轨迹方程为 .
∴ =3∴ 4 + 3 =1 解析 ( )解法一:设点M的坐标为(x ,y ), F→M·F→M
( )设椭圆的左焦点为F .如图所示,连接AF ,BF , 1 0 0 ∵ 1 2
2 1 1 1 ,F( c, ),F(c, ), (x c)·(x c) y2 ,
=0 1 - 0 2 0 ∴ 0+ 0- + 0=0
x2 y2
即x2 y2 c2 ,又知点M在椭圆G上, 0 0 ,
0+ 0= ① ∴ a2 +b2 =1②
a2(c2 b2)
由 联立结合a2 b2 c2 解得x2 - ,由椭圆的性
①② - = 0= c2
ì
ï
a2(c2
-
b2)
,
ï c2 ≥0 {c2 b2,
质可得 x2 a2,即í 即 ≥ 所以 c2
0≤ 0≤ ïa2(c2 b2) c2 b2 c2, ≥
ï - a2, - ≤
由题意,可知椭圆的左、右焦点坐标分别为 F
1
(
-2
,
0
), î c2 ≤
F( , ),a ,
2 0 =2 2 b2,又知b2 a2 c2, c2 a2 c2,即 c2 a2,解得e2 1 ,又知
又由椭圆的定义可得 AF AF , BF = - ∴ ≥ - 2 ≥ ≥ 2 0
| | =4 2-| 1 | | | =4 2-
| BF 1| ,所以 △ ABF的周长为 | AF |+| BF |+| AB | =8 2+| AB |-
<
e
<1
,
∴
2
≤
e
<1
,故选
D
.
( AF BF ), 2
| 1|+| 1|
显然 AF BF AB ,当且仅当A,B,F 三点共线时周 解法二: F→M·F→M , MF MF ,即 MF F 是以M
| 1|+| 1|≥| | 1 ∵ 1 2 =0 ∴ 1⊥ 2 △ 1 2
长最大,最大值为 . 为直角顶点的直角三角形, MF MF a, F F c,
8 2 ∵ | 1|+| 2|=2 | 1 2|=2
专题九 圆锥曲线 615
c F F
椭圆的离心率e 2 | 1 2| , 为坐标平面内的一点 且 O→P 3 P→F P→F 3 O为坐标
∴ = a= MF MF , = , 1· 2=- ,
2 | 1|+| 2| 2 4
又知( MF MF )2 ( MF 2 MF 2) F F 2 原点.
| 1|+| 2| ≤2 | 1| +| 2| =2| 1 2| = 求椭圆C的方程
F F c (1) ;
c2, MF MF c, e | 1 2| 2 2, 设M为椭圆C的左顶点 A B是椭圆C上两个不同的
8 ∴ | 1|+| 2|≤2 2 ∴ = MF MF ≥ c= (2) , ,
| 1|+| 2| 2 2 2
当且仅当 MF MF c时,等号成立, 点 , 直线MA , MB的倾斜角分别为α , β , 且α + β = π.证明 : 直线
| 1|=| 2|= 2 2
é ö AB恒过定点 并求出该定点的坐标.
又知 e , e êê 2, ÷.故选 . ,
0< <1 ∴ ∈ë 1ø D 解析 ( )设P点坐标为(x ,y ),F( c, ),F(c, ),
2 1 0 0 1 - 0 2 0
( )由于AF 的中点P恰好落在y轴上,A,B是椭圆上关于
2 2 则P→F ( c x , y ),P→F (c x , y ),
x轴对称的两点,所以AB过左焦点F ,且AB F F ,则不妨令 1= - - 0 - 0 2= - 0 - 0
A ( - c, b a 2 ) ,B ( - c, - b a 2 ) .因为P是AF 1 2 的中点 ⊥ ,则 1 P 2 ( 0 , 2 b a 2 ) .又 由题意得 ì í ï ï ï x2 0+ y2 0= 4 9 , 解得c2 =3 . ∴ c = 3 .
F(c, ),所以A→F
(
c,
b2 )
.因为B→P
(
c,3
b2 )
,B→P·A→F ,
î ï(x 0+ c)(x 0- c) + y2 0=-
4
3 ,
2 0 2= 2 - a = a 2=0
2 c
又e 3, a , b2 a2 c2 ,
b4 b2 = a = ∴ =2 ∴ = - =1
所以 c2 3 ,即 c 3 .又 b2 a2 c2,所以 ac (a2 2
2 -
2
a2 =0 2 = a = - 2 = 3 -
所求椭圆C的方程为
x2
y2 .
∴ + =1
c2),即
3
e2
+2
e
- 3=0
,解得e
=
3或e
=- 3
(舍去).
( )由题可知直线AB的斜
4
率存在,则设直线AB方程为y
3 2 =
{x2
答案 (
1
)D (
2
)
3
3 kx
+
m,A(x
1
,y
1
),B(x
2
,y
2
).联立得
y 4
+
kx
y2
=
m
1
,
,
消去y得,(
4
k2
+
= +
km m2
例 (2020四川南充顺庆月考,15)设点P是椭圆C x2 y2 1
)x2
+8
kmx
+4
m2
-4=0
,
∴
x
1+
x
2=- 4
8
k2 +1
,x
1
x
2=
4
4 k2 +
-
1
4,
∵
α
+
β
=
: + =
8 4
上的动点 F为C的右焦点 定点A 则 PA PF 的取 π, ∴ tan α· tan β =1 ,
1 , , (2,1), | |+| | 2
值范围是 . 设直线MA,MB的斜率分别为k ,k ,则k k ,
1 2 1 2=1
解析 如图,设椭圆左焦点为F′, y y
1 · 2 ,即(x )(x ) y y ,可化为(x )
∴ x x =1 1+2 2+2 = 1 2 1+2
1+2 2+2
·(x ) (kx m)(kx m),
2+2 = 1+ 2+
(k2 )x x (km )(x x ) m2 ,
∴ -1 1 2+ -2 1+ 2 + -4=0
m2 æ km ö
(k2 )4 -4 (km )ç 8 ÷ m2 ,
∴ -1 k2 + -2 è- k2 ø+ -4=0
4 +1 4 +1
化简得 k2 km m2 ,解得m k或m 10k.
20 -16 +3 =0 =2 =
x2 y2 3
由椭圆方程 + =1 ,得a =2 2 , 当m =2 k时,y = kx +2 k,过点( -2 , 0 ),不合题意(舍去);
8 4 ( )
PF a PF′ PF′ , 当m 10k时,y kx 10k,过点 10, , 直线AB恒过定
∴ | |=2 -| |=4 2-| | = = + - 0 ∴
则 PA PF ( PA PF′ ) ( PF′ PA ). ( ) 3 3 3
| |+| |=4 2+ | |-| | =4 2- | |-| |
连接AF′,当P在AF′的延长线上时, | PA |-| PF′ | 最大为 | 点 - 10, 0 .
3
AF′ ( )2 ( )2 , 方法总结 1.判断直线与椭圆的位置关系 可通过讨论直
|= -2-2 + 0-1 = 17 ,
PA PF 的最大值为 ; 线方程与椭圆方程组成的方程组的实数解组数来确定.一般通过
∴ | |+| | 4 2+ 17
当P在F′A的延长线上时, PF′ PA 最大为 AF′ 消元得关于x 或y 的一元二次方程 若Δ 则直线与椭圆相
| |-| | | | = ( ) , >0,
(
-2-2
)2
+
(
0-1
)2
= 17
, 交
;
若Δ
=0,
则直线与椭圆相切
;
若Δ
<0,
则直线与椭圆相离.
2.弦长公式 设A x y B x y 为直线与椭圆的两个交
∴ | PA |+| PF | 的最小值为 4 2- 17 . 点 直线AB的斜 : 率存 ( 在 1, 设 1 为 ), k ( k 2, 2)
PA PF 的取值范围为[ , ]. , , ( ≠0),
∴ | |+| | 4 2- 17 4 2+ 17
答案 [ , ] 则 AB k2 x x 或 AB 1 y y .
4 2- 17 4 2+ 17 | |= 1+ | 1- 2| | |= 1+k2 | 1- 2|
x2 y2
3.设A x y B x y 为椭圆 a b 上两点
( 1, 1), ( 2, 2) a2 +b2 =1( > >0) ,
考法三 直线与椭圆位置关系问题的解法 x x y y
弦AB的中点为P x y 则x 1+ 2 y 1+ 2 可通过根与
x2 ( 0, 0), 0= , 0= ,
例3 (2020山东临沂、枣庄考前练,21)已知椭圆C 2 2
:a2 系数的关系来解决弦中点问题 解题方法就是常说的 设而不
, “
y2
a b 的离心率为 3 其左 右焦点分别为F F 点P
+b2 =1( > >0) , 、 1, 2,
2
616 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
ì
ï
x2
1
y2
1 x2 y2
求 整体代入 也可以由í
ïa2 +b2 =1①,
用 将问题转化为
联立 y
=
ax 与
+ =1,
消去 y 得 x2
= a
4
2
5
,
则 y2
, ”; ïx2 y2 ①-② 9 5 9 +5
ï 2 2 a2
îa2 +b2 =1②,
=
4
a
5
2
.
斜率与中点坐标的关系来解决 称为点差法 . 9 +5
( )
4.在直线与椭圆的位置关系问题中 常涉及变量的求值和 因为 PAB的内心到x轴的距离为3 30 所以 PAB的
, △ , △
最值 范围 问题 通常要用方程和函数的思想方法 而恰当地选 20
( ) , ,
择函数的自变量至关重要. 内切圆的半径r 3 30 所以 PAB的面积为 1 AB y
= , △ ×| |×| |=
20 2
a2
例 (2020陕西汉中一模,16)设A (-2,0), B (2,0), 若直线y 2
1
×
r
×(|
AB
|+|
PA
|+|
PB
|),
即
|
y
|= 2
5 r
,
则y2
= 9
4
a
5
2 +5 =
2
4
5r2
=
ax a 上存在一点P满足 PA PB 且 PAB的内心
= ( >0) | |+| |=6, △ 25 27 解得a2 又a 则a .
× , =3, >0, = 3
到x轴的距离为3 30 则a . 4 40
, = 答案
20 3
解析 由题意可得点P为直线y ax(a )与椭圆 x2 y2 方法总结 ( )解析几何中涉及三角形内切圆问题,常
= >0 + 1
9 5 利用内切圆的圆心与三角形三个顶点连线构成的小三角形的
的交点,
=1 面积和等于原三角形的面积求解;( )焦点三角形包含着很多
2
关系,解题时要多从椭圆或双曲线的定义和三角形的几何条件
入手.
的左焦点为F 上顶点为A 右顶点为B 若 AFB是直角三角
, , , △
形 则椭圆C的离心率为
, ( )
考法一 与椭圆定义相关的问题 2 3 3-1 5-1
A. B. C. D.
2 2 2 2
1.(2020北京师范大学附属实验中学月考,6) ABC的两个顶 答案 D
△
点坐标为A B 它的周长是 则顶点C的轨迹 6.(2020湘赣皖十五校第二次联考,15)已知直线x y 与
(-4,0), (4,0), 18, +2 -3=0
方程是
( ) 椭圆
x2 y2
a b 相交于A B两点 且线段AB的中点在
x2 y2 y2 x2
y
a2 +b2 =1( > >0) , ,
A. 25 + 9 =1 B. 25 + 9 =1( ≠0) 直线 x y 上 则此椭圆的离心率为 .
3 -4 +1=0 ,
x2 y2 x2 y2
y y
C. + =1( ≠0) D. + =1( ≠0) 答案 2
16 9 25 9
答案 D 2
7.(2020浙江温州中学3月模拟,19)已知直线l y kx m与椭
x2 : = +
2.(2019豫东豫北十校4月联考,8)椭圆C y2 a 的 x2 y2
:a2 + =1( >0) 圆 a b 恰有一个公共点P l与圆x2 y2 a2 相交
a2 +b2 =1( > >0) , + =
左 右焦点分别为 F F P 为椭圆上异于端点的任意一点
、 1, 2, , 于A B两点.
PF PF 的中点分别为M N O为坐标原点 四边形OMPN的 ,
1, 2 , , , 求k与m的关系式
周长为 则 PF F 的周长是 (1) ;
2 3, △ 1 2 ( ) 点Q与点P关于坐标原点O对称.当k 1 时 QAB的
(2) =- ,△
A.2( 2+ 3) B.4+2 3 2
面积取到最大值a2 求椭圆的离心率.
C. 2+ 3 D. 2+2 3 ,
答案 A
3.(2020湖南长沙长郡中学月考,7)设 P Q 分别是圆 x2 y
, +( -
x2
2 和椭圆 y2 上的点 则P Q两点间的最大距离是
6) =2 + =1 , ,
10
( )
A.5 2 B. 46+ 2
C.6 2 D.7+ 2
答案 C
考法三 直线与椭圆位置关系问题的解法
4.(2020浙江杭州4月模拟,10)已知方程 k x2 k y2
( -1) +(9- ) =
若该方程表示椭圆的方程 则k的取值范围是 . x2 y2
1, , 8.(多选题)(2020山东潍坊6月模拟,11)已知椭圆C
答案 k k 或 k : a + b
{ |1< <5 5< <9}
a b 的左 右焦点分别为F F 且 F F 点P
=1( > >0) 、 1, 2 | 1 2|=2, (1,
考法二 椭圆离心率问题的求法 在椭圆内部 点Q在椭圆上 则以下说法正确的是
1) , , ( )
x2 y2 QF QP 的最小值为 a
5.(2020福建龙岩质量检查,8)已知椭圆C a b A.| 1|+| | 2 -1
:a2 +b2 =1( > >0) 椭圆C的短轴长可能为
B. 2
专题九 圆锥曲线 617
æ ö 求椭圆C的方程
椭圆C的离心率的取值范围为ç 5-1÷ (1) ;
C. è0, ø 点D为x轴上一点 过D作x轴的垂线交椭圆C于不同的
2 (2) ,
D. 答 若 案 P→F 1= A F C → 1 D Q , 则椭圆C的长轴长为 5+ 17 两 与 点 B M D , N N 的 , 过 面 D 积 作 之比 AM 为 的垂线 . 交BN于点 E.求证 :△ BDE
△ 4 ∶ 5
9.(2017北京,19,14分)已知椭圆C的两个顶点分别为A
(-2,
B 焦点在x轴上 离心率为 3.
0), (2,0), ,
2
x2 y2
所以椭圆的方程为 故选 .
+ =1, A
25 9
考法一 与椭圆定义相关的问题 考法二 椭圆的离心率问题的求法
1.(2018山东青岛城阳期末,7)若椭圆
x2 y2
的焦距为
1.(2018 豫南九校 3 月联考,9)已知两定点 A
(-1,0)
和
+ a =1 4, B 动点P x y 在直线l y x 上移动 椭圆C以A B
5 (1,0), ( , ) : = +3 , ,
则实数a的值为 为焦点且经过点P 则椭圆C的离心率的最大值为
( ) , ( )
5 10 2 5 2 10
或 A. B. C. D.
A.1 B.21 C.4 D.1 9 5 5 5 5
答案 D 当焦点在x轴上时 ,2= 5- a , 解得a =1; 答案 A 不妨设椭圆方程为 x2 y2 a
当焦点在y轴上时 a 解得a .故选 .
a2 +a2
-1
=1( >1),
2.(2019湖北“荆、荆
,
、
2
襄
=
、宜
-
”
5
四
,
地七校
=
考
9
试联盟
D
联考,4)已知
{x2 y2
与直线l的方程联立得 a2 +a2 =1,
x2 y2 -1
椭圆C a b 的左 右焦点分别为F F 离心率 y x
:a2 +b2 =1( > >0) 、 1, 2, = +3,
消去y得 a2 x2 a2x a2 a4
(2 -1) +6 +10 - =0,
为 1
,
过F
2
的直线与椭圆C交于A
,
B两点.若
△
F
1
AB的周长 由题意易知Δ
=36
a4
-4(2
a2
-1)(10
a2
-
a4
)≥0,
2
为 则椭圆方程为 解得a
8, ( ) ≥ 5,
x2 y2 x2 y2 c
所以e 1 5
A. + =1 B. + =1 = a = a ≤ ,
4 3 16 12 5
x2 x2 y2
y2 所以e的最大值为 5.故选 .
C. + =1 D. + =1 A
2 4 2 5
答案 A 由椭圆的定义可知
,△
F
1
AB的周长为
4
a
, 2.(2019四川第一次诊断,6)设椭圆
x2 y2
m n 的一
a a 又离心率为 1 即
c
1 c 则b2
m2 +n2 =1( >0, >0)
∴4 =8, =2, , a = ,∴ =1, =3,
x2 y2
2 2 个焦点与抛物线x2
=8
y的焦点相同
,
离心率为 1
,
则m
-
n
=
故椭圆方程为 故选 2
+ =1, A.
4 3 ( )
3.(2019江西五校协作体4 月联考,11)已知点 F F 是椭圆
1, 2 A.2 3-4 B.4-3 3 C.4 3-8 D.8-4 3
x2 y2 a b 的左 右焦点 P为椭圆上的动点 动点Q 答案 A 抛物线x2 y的焦点为 椭圆的焦点在y
a2 +b2 =1( > >0) 、 , , =8 (0,2),∴
轴上 由离心率 e 1 可得 2 1 则n m 故m
满足F→P P→Q F→P P→Q 且 P→Q P→F 其中F→P 0 P→Q , = , n = , =4,∴ =2 3, -
1 · =| 1 || | | |=| 2|, 1 ≠ , 2 2
≠
0
,
若
|
P→Q
|
的最小值为
1,
最大值为
9,
则椭圆的方程为 n
=2 3-4
.故选
A
.
x2 y2
( ) 3.(2018湖南湘东五校联考,11)已知椭圆 a b
x2 y2 x2 a2 +b2 =1( > >0)
A. + =1 B. +
y2
=1 的左 右焦点分别为 F F P 是椭圆上一点 PF F 是以
25 9 9 、 1、 2, ,△ 1 2
C.
x2
+
y2
=1 D.
x2
+
y2
=1
F
离
2
心
P为
率
底
的
边
取
的
值
等
范
腰
围
三
是
角形
,
且
60
°
<∠
PF
1
F
2<120
°
,
则该椭圆的
25 16 81 ( )
答案 A 由F→
1
P
·
P→Q
=|
F→
1
P
| |
P→Q
|
知点F
1,
P
,
Q共线
,
且
A.
æ
è ç 3-1 ,1
ö
ø ÷ B.
æ
è ç 3-1 , 1
ö
ø ÷
F→P与P→Q同向.由椭圆的定义知 F→P P→F a 又 P→F 2 2 2
1 | 1 |+| 2|=2 , | 2|= ( ) ( )
| P→Q |, 所以 | F→ 1 P |+| P→Q |=| F→ 1 Q |=2 a , 所以动点Q在以F 1 为 C. 1 2 ,1 D. 0, 1 2
圆心 ,2 a为半径的圆上.由平面几何知识知当点P位于左顶点 答案 B 由题意可得 ,| PF 2| 2 =| F 1 F 2| 2 +| PF 1| 2 -2| F 1 F 2|
时 P→Q 取得最大值a c 当点P位于右顶点时 P→Q 取得最 PF PF F c2 c2 c c PF F 即
,| | + , ,| | ·| 1|cos∠ 1 2=4 +4 -2·2 ·2 ·cos∠ 1 2,
{a c {a PF PF
小值a c 所以 + =9,解得 =5,所以b2 a2 c2 PF c PF F 所以 a | 1|+| 2| c
- , a c c = - =25-16=9, | 2|=2 2 · 1-cos∠ 1 2, = = +
- =1, =4, 2
618 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
a2
c PF F 又 ° PF F ° 1 将 代入 化简得b2 .
2 · 1-cos∠ 1 2, 60 <∠ 1 2 < 120 ,∴ - < ① ②, = a2
2 2 -1
c
cos∠ PF 1 F 2< 2 1 , 所以 2 c < a <( 3+1) c , 则 3 1 +1 < a < 2 1 , 即 又因为e = a c = 1-a b2 2 = 1- 2 a2 1 -1 ∈ é ë êê 1 3 , 1 2 ù û úú ,
3-1 e 1 .故选 . 所以 5 a 6 a 故选 .
< < B ≤ ≤ ⇒ 5≤2 ≤ 6, C
2 2 2 2
思路分析 首先根据余弦定理求出等腰三角形底边 PF 的 小题巧解 根据椭圆的性质 原点O到直线y x 的距离d
2 , =- +1
长
,
进而根据椭圆的定义可得椭圆的长半轴长 a
=
c
+ 2
c
· 满足 1 1 1 又d 1 所以
b2
1 .
PF F 结合 ° PF F °可得出 a 的范围 d2 =a2 +b2, = , a2 = a2
1-cos∠ 1 2, 60 <∠ 1 2<120 , 2 2 -1
再根据椭圆离心率的定义进行运算 即可得出椭圆离心率的取 c2 b2 [ ]
, 又e2 1 e2 1 1 所以 a2
值范围. =a2 =1-a2 =1- a2 , ∈ , , 4 ∈[5,6],
2 -1 3 2
4.(2018四川达州模拟,7)以圆x2 y2 与x轴的交点为焦点 所以 a .故选 .
+ =4 , 2 ∈[ 5, 6] C
以抛物线y2
=10
x的焦点为一个顶点且中心在原点的椭圆的
知识拓展 已知椭圆
x2 y2
a b 上的两点M N满足
离心率是
( )
a2 +b2 =1( > >0) ,
OM ON 且原点O到直线 MN 的距离为 d 则椭圆有如下性
1 2 4 1 ⊥ , ,
A. B. C. D.
5 5 5 10 质 1 1 1 .
答案 C x2
+
y2
=4
与x轴的交点为
(±2,0),
抛物线y2
=10
x :d2 =a2 +b2
( ) ( ( ) ( ) )
的焦点为 5 证明 设M r θ r θ N r θ π r θ π
2
,0 ,
( )
: ( 1cos , 1sin ), 2cos +
2
, 2sin +
2
为椭圆上满足题意的两个点
即椭圆的焦点为 椭圆的一个顶点为 5 ,
(±2,0), ,0 ,
2 r2 2θ r2 2θ r2 2θ
将两点坐标分别代入椭圆方程得 1cos 1sin 2sin
则椭圆中c a 5 a2 + b2 =1, a2 +
=2, = ,
2
c
r2
2cos
2θ
所以 1 1 cos
2θ
sin
2θ
sin
2θ
cos
2θ
1 1
所以椭圆的离心率e
= a =
2
=
4
,
故选
C
. b2 =1, r2
1
+r2
2
= a2 + b2 + a2 + b2 =a2 +b2,
5 5
根据几何意义可知 1 1 1 命题得证.
5.(2020浙江“七彩阳光”联盟
2
期初联考,15)已知F是椭圆C
,r2 +r2 =d2,
: 1 2
a
x2
2 +
y
b
2
2 =1( a > b >0) 的一个焦点 , P 为 C 上一点 , O 为坐标原
2.如图
,
把椭圆
2
x
5
2
+ 1
y
6
2
=1
的长轴AB分成
8
等份
,
过每个分点作
x轴的垂线交椭圆的上半部分于点P P P F是椭圆的
点
,
若
△
POF为等边三角形
,
则C的离心率为 .
一个焦点 则 P F P F P F
1, 2,…, 7,
.
答案 , | 1 |+| 2 |+…+| 7 |=
3-1
解析 本题考查椭圆的概念其性质 考查学生数学运算的能
;
力和数形结合的思想 考查了数学运算的核心素养.
;
不妨令F为椭圆C的右焦点 P为椭圆C在第一象限内的点
, ,
æ c cö c2 c2
由题意可知Pç 3 ÷ 代入椭圆方程中得 3
è , ø, a2 + b2 =1,
2 2 4 4
e2
即e2 3 e2 e .
+ e2 =4⇒ -4=-2 3⇒ = 3-1 答案
1-
35
解析 设椭圆的右焦点为F′ 由椭圆的对称性知 P F
考法三 直线与椭圆位置关系问题的解法 , ,| 1 |=|
P F′ P F P F′ P F P F′ 原式 P F P F′
1.(2019浙江宁波期末,9)已知椭圆
x2 y2
a b 的离心
7 |,
P
|
F
2 |=
P
|
F
6
′
|,|
P
3
F
|=|
P
5
F′
|,∴
P F
=(
a
| 7 |
.
+| 7
a2 +b2 =1( > >0) |
疑
)+
难
(
突
|
破
6 |+
椭
|
圆
6
中
|
经
)+
常
(|
使
5
用
|
对
+|
称
5
性转
|)+
化
|
线
4
段
|=
再
7
搭
=3
配
5
定义解
é ù ,
率e的取值范围为êê 1 1 úú 直线y x 交椭圆于点M N O 决问题.
ë , û, =- +1 、 ,
3 2
3.(2018四川泸州适应性考试,16)设椭圆的中心在坐标原点
为坐标原点且OM ⊥ ON , 则椭圆长轴长的取值范围是 ( ) A B 是它的两个顶点 直线y kx k 与AB相交 ,
(2,0), (0,1) , = ( >0)
A.[ 7,2 2] B.[ 6, 7] 于点D 与椭圆相交于 E F 两点.若E→D D→F 则 k 的值为
, 、 =6 ,
.
C.[ 5, 6] D.[2 2,3]
答案 C 设M x y N x y
{x2 y2 ( 1, 1), ( 2, 2), 答案 2 或 3
3 8
由 a2 +b2 =1,得
(
a2
+
b2
)
x2
-2
a2x
+
a2
-
a2b2
=0, 解析 依题意得椭圆的方程为
x2
y2 直线AB EF的方
y x + =1, ,
=- +1 4
a2 a2 a2b2 程分别为x y y kx k .如图 设 D x kx E x
则x x 2 x x - . +2 =2, = ( >0) , ( 0, 0), ( 1,
1+ 2=a2
+
b2, 1 2= a2
+
b2 ① kx
1),
F
(
x
2,
kx
2),
其中x
1<
x
2,
易知x
1,
x
2
满足方程
(1+4
k2
)
x2
=
由OM
⊥
ON得O→M
·
O→N
=0,
即x
1
x
2+
y
1
y
2=0,
即
2
x
1
x
2-(
x
1+
x
2) 4, 故x 2=- x 1= 2 k2 .由E→D =6 D→F知 x 0- x 1=6( x 2- x 0), 得
+1=0,② 1+4
专题九 圆锥曲线 619
答案
x 1 x x 5 x 10 . 3-2 2
0= 7 (6 2+ 1)= 7 2= 7 1+4 k2 解析 解法一 : 因为B , A , P三点共线 , 设直线AP的倾斜角
为θ OA r OP r 则 A r θ r θ P r θ
,| | = 1, = 2, ( 1cos , 1sin ), ( 2cos ,
r θ
2sin ),
因为点A在椭圆
x2
y2 上 所以
r2
1cos
2θ
r2 2θ 即cos
2θ
+ =1 , + 1 sin =1,
4 4 4
由 D 在 AB 上知 x
0 +2
kx
0 = 2,
得 x
0 =
1+
2
2
k
.所以
1+
2
2
k = +sin
2θ
= r
1
2,
1
10 , 化简得 24 k2 -25 k +6=0, 解得k = 2 或k = 3 . 同理得 cos 2θ sin 2θ 1 两式相除可得 r2 2 即 r 2
7 1+4 k2 3 8 , 8 + 2 = r2 2 , r2 1 =2, r 1 = 2,
x2 r
4.( x 8 2 2 0 + 1 y 2 9 2 = 浙 1 江 .点 三 P 校 为 联 椭 考 圆 ,1 C 7 2 ) 上 如 一 图 点 , 椭 , 直 圆 线 C 1 P : O 4 与 + y 椭 2 = 圆 1, C 椭 1 交 圆 于 C 点 2: 所以 | | P P B A | | = r r 2 2 - + r r 1 1 = r r r 2 1 2 - + 1 1 = 2 2 + - 1 1 =3-2 2 .
PA 1
A B 则| | . 解法二 易知椭圆C C 的离心率相等 故可设两个椭圆的离
, , PB = : 1, 2 ,
| | 心角为θ 则A θ θ B θ θ P θ
, (2cos ,sin ), (-2cos ,-sin ), (2 2cos ,
PA
θ 显然| | .
2sin ), PB =3-2 2
| |
考点一 椭圆的定义及标准方程 求C的方程
(1) ;
1.(多选题)(2020新高考Ⅰ,9,5分)已知曲线C
:
mx2
+
ny2
=1
.
(2)
若点P在C上
,
点Q在直线x
=6
上
,
且
|
BP
|=|
BQ
|,
BP
⊥
BQ 求 APQ的面积.
( ) , △
若m n 则C是椭圆 其焦点在y轴上
A. > >0, , 考点二 椭圆的几何性质
若m n 则C是圆 其半径为 n
B. = >0, , x2 y2
6.(2017浙江,2,4分)椭圆 的离心率是
若mn 则C是双曲线 其渐近线方程为y m x + =1 ( )
C. <0, , =± - n 9 4
若m n 则C是两条直线 13 5 2 5
D. =0, >0, A. B. C. D.
答案 ACD 3 3 3 9
答案 B
2.(2019课标Ⅰ,10,5 分)已知椭圆 C 的焦点为 F
F 过F 的直线与C交于A B两点.若 AF
1(-1
F
,0
B
),
7.(2018课标Ⅱ,12,5分)已知F F 是椭圆C
x2 y2
a
2(1,0), 2 , | 2|=2| 2 |, 1, 2 :a2 +b2 =1( >
AB BF 则C的方程为
| |=| 1|, ( )
x2 x2 y2 x2 y2 x2 y2 b 的左 右焦点 A是C的左顶点 点P在过A且斜率为 3
y2 >0) 、 , ,
A. + =1 B. + =1 C. + =1 D. + =1 6
2 3 2 4 3 5 4 的直线上 PF F 为等腰三角形 F F P ° 则C的离
答案 B ,△ 1 2 ,∠ 1 2 =120 ,
心率为
x2 y2 ( )
3.(2021新高考适应卷,4,5分)椭圆 m 的焦
m2 +m2 =1( >0) 2 1 1 1
+1 A. B. C. D.
3 2 3 4
点为F F 上顶点为A 若 F AF π 则m 答案 D
1, 2, , ∠ 1 2= , = ( )
3 x2 y2
8.(2017课标Ⅲ,10,5分)已知椭圆 C a b 的
A.1 B. 2 C. 3 D.2
:a2 +b2 =1( > >0)
答案 C 左 右顶点分别为A A 且以线段A A 为直径的圆与直线bx
4.(2019课标Ⅲ,15,5分)设F 1, F 2 为椭圆C : x2 + y2 =1 的两 - a 、 y +2 ab =0 相切 , 则 1, C 2 的 , 离心率为 1 2 ( )
36 20
个焦点 M为C上一点且在第一象限.若 MF F 为等腰三角 6 3 2 1
形 则M , 的坐标为 . △ 1 2 A. 3 B. 3 C. 3 D. 3
, 答案 A
答案
(3, 15) 9.(2016课标Ⅲ,11,5分)已知O为坐标原点 F是椭圆C
x2
5.(2020课标Ⅲ,文21,理20,12分)已知椭圆C
x2 y2 , :a2 +
:
25
+m2 =1(0 y2
a b 的左焦点 A B分别为C的左 右顶点.P为C
b2 =1( > >0) , , ,
m 的离心率为 15 A B分别为C的左 右顶点.
< <5) , , 、 上一点 且PF x轴.过点A的直线l与线段PF交于点M 与y
4 , ⊥ ,
620 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
轴交于点E.若直线BM经过OE的中点 则C的离心率为 求 AF F 的周长
, (1) △ 1 2 ;
在x轴上任取一点P 直线AP与椭圆E的右准线相交于
( ) (2) ,
1 1 2 3
点Q 求O→P Q→P的最小值
A. B. C. D. , · ;
3 2 3 4 设点M 在椭圆 E 上 记 OAB 与 MAB 的面积分别为
答案 A (3) , △ △
S S 若S S 求点M的坐标.
x2 y2 1, 2, 2=3 1,
10.(2018北京,14,5分)已知椭圆M a b 双曲
:a2 +b2 =1( > >0),
x2 y2
线N .若双曲线N的两条渐近线与椭圆M的四个
:m2 -n2 =1
交点及椭圆M的两个焦点恰为一个正六边形的顶点 则椭圆
,
M的离心率为 双曲线N的离心率为 .
;
答案
3-1;2 考点三 直线与椭圆的位置关系
11.(2019江苏,17,14分)如图 在平面直角坐标系xOy中 椭
, ,
圆C x2 y2 a b 的焦点为F F .过F 14.(2020天津,18,15分)已知椭圆 x2 y2 a b 的一个
:a2 +b2 =1( > >0) 1(-1,0), 2(1,0) 2 a2 +b2 =1( > >0)
作 于点 x轴 A 的 与 垂 椭 线 圆 l , C 在 交 x 于 轴 点 的 D 上 .连 方 接 , l与 AF 圆 并 F 2 延 :( 长 x - 交 1 圆 ) 2 + F y2 于 =4 点 a2 B 交 顶 原 点 点 为 . A (0,-3), 右焦点为 F , 且 | OA | = | OF |, 其中 O 为
, 1 2 , 求椭圆的方程
连接BF 交椭圆C于点E 连接DF .已知DF 5 . (1) ;
2 , 1 1=
2 (2)
已知点C满足
3
O→C
=
O→F
,
点B在椭圆上
(
B异于椭圆的
求椭圆C的标准方程 顶点 直线AB与以C为圆心的圆相切于点P 且P为线
(1) ; ), ,
求点E的坐标. 段AB的中点.求直线AB的方程.
(2)
x2 y2
15.(2019天津,18,13分)设椭圆 a b 的左焦点
a2 +b2 =1( > >0)
为F 上顶点为B.已知椭圆的短轴长为 离心率为 5.
, 4,
5
求椭圆的方程
(1) ;
设点P在椭圆上 且异于椭圆的上 下顶点 点M为直线
(2) , 、 ,
PB与x 轴的交点 点 N 在 y 轴的负半轴上.若 ON
, | | =
x2 y2 OF O为原点 且OP MN 求直线PB的斜率.
12.(2020课标Ⅱ理,19,12分)已知椭圆C a b | |( ), ⊥ ,
1:a2 +b2 =1( > > x2 y2
16.(2018天津,19,14分)设椭圆 a b 的右顶点
0)
的右焦点F与抛物线C
2
的焦点重合
,
C
1
的中心与C
2
的顶 a2 +b2 =1( > >0)
点重合.过F且与x轴垂直的直线交C 于A B两点 交C 于
1 , , 2 为A 上顶点为B.已知椭圆的离心率为 5 AB .
C , D两点 , 且 | CD |= 4 | AB | . 求 , 椭圆的方程 3 ,| |= 13
3
( ( 1 2 ) ) 求 设 准方 C M 1 程 是 的 . 离 C 1 心 与 率 C ; 2 的公共点.若 | MF |=5, 求C 1 与C 2 的标 ( ( 1 2 ) ) 设 交 直 于 BP 线 点 Q面 l M : y , 积 且 = 的 k 点 x ; ( k P 倍 < , 0 M ) 求 与 均 k 椭 在 的 圆 第 值 交 四 . 于 象限 P , . Q 若 两 △ 点 BP , M l与 的 直 面 线 积 A 是 B
13.(2020江苏,18,16分)在平面直角坐标系xOy中 已知椭圆 △ 2 ,
E : x 4 2 + y 3 2 =1 的左 , 右焦点分别为F 1, F 2, 点A在椭
,
圆E上且
17.(
过
20
F
1
的
8
直
课
线
标
l
Ⅰ
与
,1
C
9
交
,1
于
2分
A
)
B
设
两
椭
点
圆
点
C
: M
x
2 的
2
+ 坐
y2
标 = 为 1
的右焦
.
点为F
,
在 点 第 B. 一象限内 , AF 2⊥ F 1 F 2, 直线 AF 1 与椭圆 E 相交于另一 (1) 当 设 l O 与 为 x 坐 轴 标 垂 原 直 点 时 证 , 求 , 明 直线 O A M , M A 的方 O 程 M ; B. (2,0)
(2) , :∠ =∠
考点一 椭圆的定义及标准方程 x2 y2 x2 y2
A. + =1 B. + =1
1.(2015广东文,8,5分)已知椭圆 x2 y2 m 的左焦点 3 4 4 3
+m2 =1( >0) x2 y2 x2 y2
25
为F 则m C. + =1 D. + =1
1(-4,0), = ( )
答
4
案
2
D 由右焦点为F
4
可知
3
c 因为离心率等于
A.2 B.3 C.4 D.9 (1,0) =1,
答案 B 依题意有
25-
m2
=16,∵
m
>0,∴
m
=3
.选
B
.
1 即
c
1 故a 由a2 b2 c2 知b2 故椭圆C的方程
2.(2013广东文,9,5分)已知中心在原点的椭圆C的右焦点为 , a = , =2, = + =3,
2 2
x2 y2
F (1,0), 离心率等于 1 , 则C的方程是 ( ) 为 + =1 .故选 D .
2 4 3
专题九 圆锥曲线 621
x2 y2 疑难突破 利用椭圆的定义 PF PF a 结合题意得到
3.(2014辽宁,理15,文15,5分)已知椭圆C 点M | 1|+| 2|=2 ,
: + =1, a与c的等量关系是求解的关键 也是难点的突破口.
9 4 ,
与C的焦点不重合.若M关于C的焦点的对称点分别为A
,
B
, 3.(2017课标Ⅰ文,12,5分)设A B是椭圆C
x2 y2
长轴
线段MN的中点在C上 则 AN BN . , : +m =1
, | |+| |= 3
答案 的两个端点.若C上存在点M满足 AMB ° 则m的取值
12 ∠ =120 ,
解析 根据已知条件画出图形 如图.设MN的中点为P F 范围是
, , 1、 ( )
F 为椭圆C的焦点 连接PF PF .显然PF 是 MAN的中位
2 , 1、 2 1 △
线 PF 是 MBN的中位线 AN BN PF PF A.(0,1]∪[9,+∞) B.(0, 3]∪[9,+∞)
, 2 △ ,∴ | |+| |=2| 1|+2| 2|
=2(| PF 1|+| PF 2|)=2×6=12 . C.
答
(0
案
,1]∪
A
[4
本
,+
题
∞
考
)
查圆锥曲线
D
的
.(0
几
,
何
3
性
]∪
质
[
.
4,+∞)
当 m 时 椭圆C的长轴在x轴上 如图 A
0< <3 , , (1), (- 3,0),
B M .
( 3,0), (0,1)
评析 本题考查了椭圆的定义和方程,考查了数形结合的思
想.连接PF 、PF 利用椭圆的定义是求解的关键.
图
1 2 (1)
当点M运动到短轴的端点时 AMB取最大值 此时 AMB
考点二 椭圆的几何性质 ,∠ , ∠ ≥
° 则 MO 即 m
x2 y2 120 , | |≤1, 0< ≤1;
1.(2018课标Ⅰ文,4,5分)已知椭圆C
:a2 +
4
=1
的一个焦点
当m
>3
时
,
椭圆 C 的长轴在 y 轴上
,
如图
(2),
A
(0,
m
),
为 则C的离心率为 B m M .
(2,0), ( ) (0,- ), ( 3,0)
1 1 2 2 2
A. B. C. D.
3 2 2 3
答案 C 本题主要考查椭圆的方程及其几何性质.
由题意可知c b2
=2, =4,
a2 b2 c2 2 则a
∴ = + =4+2 =8, =2 2,
c
e 2 2 故选 .
∴ = a = = , C
2 2 2 图
方法总结 求椭圆离心率的常用方法 (2)
: 当点M运动到短轴的端点时 AMB取最大值 此时 AMB
c ,∠ , ∠ ≥
求得a c的值 直接代入e 求解.
(1) , , = a ° 则 OA 即 m 即m .
120 , | |≥3, ≥3, ≥9
列出关于a b c的齐次方程 结合b2 a2 c2 消去b 从而转 综上 m 故选 .
(2) , , , = - , , ∈(0,1]∪[9,+∞), A
化为关于e的方程求解. 易错警示 在求解本题时 要注意椭圆的长轴所在的坐标轴
, ,
2.(2018课标Ⅱ文,11,5分)已知F F 是椭圆C的两个焦点 题目中只说A B为椭圆长轴的两个端点 并未说明椭圆长轴
1, 2 , 、 ,
P是C上的一点.若PF
1⊥
PF
2,
且
∠
PF
2
F
1=60
°
,
则C的离心 所在的坐标轴
,
因此
,
要根据m与
3
的大小关系
,
讨论椭圆长
率为
( )
轴所在的坐标轴.
4.(2016课标Ⅰ文,5,5分)直线l经过椭圆的一个顶点和一个
3
A.1- B.2- 3
2 焦点 若椭圆中心到l的距离为其短轴长的 1 则该椭圆的离
, ,
3-1 4
C. D. 3-1 心率为
2 ( )
答案 D 本题主要考查椭圆的定义和几何性质.
1 1 2 3
x2 y2 A. B. C. D.
不妨设椭圆方程为 a b . 3 2 3 4
a2 +b2 =1( > >0) 答案 B 如图 OB 为椭圆中心到 l 的距离 则 OA
在 F PF 中 因为 PF F ° F F c ,| | , | |·
Rt△ 1 2 , ∠ 2 1=60 ,| 1 2|=2 , OF AF OB 即bc a b 所以e c 1 .故选 .
所以 PF c PF c. | |=| |·| |, = · , = a = B
| 2|= ,| 1|= 3 2 2
由椭圆的定义得 PF PF a
| 1|+| 2|=2 ,
即 c c a
3 + =2 ,
c
所以椭圆的离心率e 2 .故选 .
= a = = 3-1 D
3+1
b
易错警示 椭圆中心到直线l的距离为 1 b 容易将短
×2 = ,
4 2
轴长误认为b.
评析 本题考查椭圆的基本知识,利用三角形的面积建立等量
关系是求解的关键.
622 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
x2 y2 2 2 x2
5.(2015福建文,11,5分)已知椭圆E a b 的右 答案 B 如图 设 AF x 则 ABF 8 +10 - 4 .
:a2 +b2 =1( > >0) , | |= , cos∠ =
2×8×10
=
5
焦点为F 短轴的一个端点为M 直线l x y 交椭圆E于
, , :3 -4 =0
A B两点.若 AF BF 点M到直线l的距离不小于 4
, | |+| |=4, ,
5
则椭圆E的离心率的取值范围是
( )
æ ù ( ] é ö [ )
ç 3úú 3 êê 3 ÷ 3 解得 x AFB ° 由椭圆及直线关于原点对称可知
A.è0, û B. 0, C.ë ,1ø D. ,1 =6,∴∠ =90 ,
2 4 2 4 AF 且 FAF FAB FBA ° FAF 是直角三
答案 A 直线l x y 过原点 从而A B两点关于原点 | 1|=8, ∠ 1=∠ +∠ =90 ,△ 1
:3 -4 =0 , , c
对称 于是 AF BF a 所以a .不妨令M b 则 角形 F F 故 a c 5 .故选 .
, | |+| |=2 =4, =2 (0, ), ,∴ | 1 |=10, 2 =8+6=14,2 =10,∴ a = B
b 7
由点M b 到直线l 的距离不小于 4 得 4 4 评析 本题考查余弦定理,椭圆的几何性质,考查了数形结合
(0, ) , ≥ ,
5 3 2 +(-4) 2 5 思想及运算求解能力.
即b
≥1
.所以 e2
=a
c2
2 =
a2
a
-
2
b2
=
4-
4
b2
≤
3
4 ,
又
0<
e
<1,
所以 e
∈ 9.(2012课标理,4,5分)设F 1, F 2 是椭圆E :a
x2
2 +
y
b
2
2 =1( a > b >
æ ù
è ç 0, 2 3 û úú , 故选 A . 0) 的左 , 右焦点 , P 为直线 x = 3 2 a 上一点 ,△ F 2 PF 1 是底角为
评析 本题考查了椭圆的定义及性质.考查数形结合的思想. °的等腰三角形 则E的离心率为
30 , ( )
解题关键在于发现A,B两点关于原点对称,从而得出 AF
| |+| 1 2 3 4
BF a. A. B. C. D.
|=2 2 3 4 5
x2 y2
6.(2013课标Ⅱ文,5,5分)设椭圆C a b 的左 答案 C 设直线 x 3 a 与 x 轴交于点 Q 由题意得
:a2 +b2 =1( > >0) 、 = ,
2
右焦点分别为 F F P 是 C 上的点 PF F F PF F
1, 2, , 2⊥ 1 2,∠ 1 2= PF Q ° F P F F c F Q 3 a c 3 a c
° 则C的离心率为 ∠ 2 =60 ,| 2 |=| 1 2|=2 ,| 2 |= - ,∴ - =
30 , ( ) 2 2
c
3 1 1 3 1 c e 3 故选 .
A. B. C. D. ×2 ,∴ = a = , C
6 3 2 3 2 4
答案 D 在 PF F 中 令 PF 因为 PF F 评析 本题考查了椭圆的基本性质,考查了方程的思想,灵活
Rt△ 2 1 , | 2| =
c
1,
F
∠
F
1 2= 解三 角形对求解至关重要.
30 ° , 所以 | PF 1|=2,| F 1 F 2| = 3 .所以e =
2
2 a=
|
PF |
1|
1
+|
2 P | F
2|
= 10.(2011课标全国文,4,5分)椭圆 x2
+
y2
=1
的离心率为
16 8
3.故选 .
D ( )
3
7.(2013四川文,9,5分)从椭圆
x2 y2
a b 上一点P向 1 1 3 2
a2 +b2 =1( > >0) A. 3 B. 2 C. 3 D. 2
x轴作垂线
,
垂足恰为左焦点F
1,
A是椭圆与x轴正半轴的交 答案 D 在 x2
+
y2
=1
中
,
a2
=16,
b2
=8,
c2
=
a2
-
b2
=16-8
点 B是椭圆与 y 轴正半轴的交点 且 AB OP O 是坐标原 16 8
, , ∥ (
点 则该椭圆的离心率是 =8,
), ( )
c
c e 2 2 2 故选 .
2 1 2 3 ∴ =2 2,∴ = a = = , D
A. B. C. D. 4 2
4 2 2 2
答案 C 左焦点为F
1(-
c
,0),
PF
1⊥
x轴
,
11.(2018浙江,17,4分)已知点P
(0,1),
椭圆
x2
+
y2
=
m
(
m
>1)
当x =- c时 ,a
c2
2 +
y
b
2P
2 =1⇒ y2P= b2
æ
è ç 1-a
c2
2
ö
ø ÷ =a
b4
2⇒ y P=
b
a
2
( 负值不 上两点A , B满足→AP =2 P→B , 则当m =
4
时 , 点B横坐标
( b2 ) 的绝对值最大.
合题意 已舍去 点P c
, ), - , a , 答案
5
由斜率公式得k
b
k
b2
.
解析 本小题考查椭圆的标准方程
,
向量的坐标运算
,
二次
AB=- a , OP=-ac 函数的最值.
∵ AB ∥ OP ,∴ k AB= k OP⇒- a
b
=-a
b2
c⇒ b = c.
设B
(
t
,
u
),
由→AP
=2
P→B
,
易得A
(-2
t
,3-2
u
)
.
c2 c
ì
ï
ï
t2
+
u2
=
m
,
a2 b2 c2 c2 1 e 2.故选 . 点A B都在椭圆上 í4
∵ = + =2 ,∴ a2 = 2 ⇒ = a = 2 x2 y2 C ∵ , ,∴ î ï ï4 t2 +(3-2 u ) 2 = m ,
8.(2013辽宁文,11,5分)已知椭圆C a b 的左 4
:a2 +b2 =1( > >0) t2 t2
从而有3 u2 u 即 u2 u .
焦点为F C与过原点的直线相交于A B两点 连接AF BF.若 +3 -12 +9=0, + =4 -3
, 、 , , 4 4
m
AB BF ABF 4 则C的离心率为 即有 u m u +3
| |=10,| |=8,cos∠ = , ( ) 4 -3= ⇒ = ,
5 4
t2 m 2
3 5 4 6 ( +3) m t2 1 m2 5 m 9 1 m 2 .
A. B. C. D. ∴ + = ,∴ =- + - =- ( -5) +4
5 7 5 7 4 16 4 2 4 4
专题九 圆锥曲线 623
当m 时 t2 即 t 答案
∴ =5 ,( )max=4, | |max=2, 3-1
即当m 时 点B横坐标的绝对值最大.
=5 , 解析 由已知得直线y x c 过M F 两点 所以直线
思路分析 设出点B的坐标 利用向量的坐标运算得点 = 3( + ) 、 1 ,
(1) , MF 的斜率为 所以 MF F ° 则 MF F °
A的坐标. 1 3, ∠ 1 2 = 60 , ∠ 2 1 = 30 ,
(2) 利用点A , B都在椭圆上得方程组 , 求得点B的横 、 纵坐标 ∠ F 1 MF 2=90 ° , 如图 , 故MF 1= c , MF 2= 3 c , 由点M在椭圆Γ
满足的关系式. 上知 c c a 故e c .
: + 3 =2 , = a = 3-1
利用 中的关系式及点B在椭圆上 把点B的横坐标的
(3) (2) ,
平方表示为关于m的函数.
利用二次函数的最值得结论.
(4)
x2 y2
12.(2015浙江文,15,4分)椭圆 a b 的右焦点
a2 +b2 =1( > >0)
b
F c 关于直线y x的对称点Q在椭圆上 则椭圆的离
( ,0) = c , x2 y2
15.(2012江西理,13,5分)椭圆 a b 的左 右顶
心率是 . a2 +b2 =1( > >0) 、
点分别是 A B 左 右焦点分别是 F F .若 AF F F
答案 2 、 , 、 1、 2 | 1|,| 1 2|,
F B 成等比数列 则此椭圆的离心率为 .
2 | 1 | ,
æx c y ö
解析 令Q的坐标为 x y FQ的中点为Mç 0+ 0÷ 答案 5
( 0, 0), è , ø,
2 2 5
b 解析 AF a c BF a c F F c
由点M在直线y = c x上得bx 0- cy 0+ bc =0① .又因为直线FQ 则有 c 2 ∵ a | c 1|= a c - ,| 1|= + ,| 1 2|=2 ,
4 =( - )( + ),
b y c
垂直于直线y
= c
x
,
所以
x
0-
0
c=- b ,
即cx
0+
by
0-
c2
=0②,
联立
得e
= a
c
=
5.
①②
得点Q æ
è
ç2 c3
a
-
2
a2c
,
2
a
bc
2
2ö
ø
÷
,
把点Q的坐标代入
a
x2
2 +
y
b
2
2 =1
并 评
基
析
本性 质
本
.
题 5 考查了椭圆的离心率的概念,椭圆和等比数列的
化简得a6 c6 a4c2 两边同除以a6 得 e6 e2 令t e2
=4 + , 4 + -1=0, = ,
则 t 则 t3 t t 则 t t t 解得 考点三 直线和椭圆的位置关系
0< <1, 4 - +2 -1=0, [ (2 +1)+1](2 -1)=0,
t 1 因为 e 所以e 2. 1.(2013课标Ⅰ理,10,5分)已知椭圆E
x2 y2
a b 的
=
2
, 0< <1, =
2
:a2 +b2 =1( > >0)
13.(2014江西文,14,5分)设椭圆C
x2 y2
a b 的左
右焦点为F
(3,0),
过点F的直线交E于A
,
B两点.若AB的中
:a2 +b2 =1( > >0) , 点坐标为 则E的方程为
(1,-1), ( )
右焦点为F F 过F 作x轴的垂线与C相交于A B两点
1, 2, 2 , , x2 y2 x2 y2
F B与y轴相交于点D 若AD F B 则椭圆C的离心率等于 A. + =1 B. + =1
1 , ⊥ 1 , 45 36 36 27
. x2 y2 x2 y2
C. + =1 D. + =1
答案 3 27 18 18 9
3 答案 D 直线AB的斜率k 0+1 1
解析 不妨设A在x轴上方 由于AB过F 且垂直于x轴 = = ,
, 2 , 3-1 2
( b2 ) ( b2 ) 设A x y B x y
因此可得A c B c 由OD F B O为F F 的中 ( 1, 1), ( 2, 2),
, a , ,- a , ∥ 2 , 1 2 ì
ï
x2 y2
点可得 D ( b2 ) 所以A→D ( c 3 b2 ) F→B ( c b2 ) 则í ïa 1 2 +b 1 2 =1, ①
0,- 2 a , = - ,- 2 a , 1 = 2 ,- a , ïx2 y2
又AD F B 所以A→D F→B c2 3
b4
即 b4 a2c2 又b2 î
ï
a
2
2 +b
2
2 =1, ②
⊥ 1 , · 1 =-2 + a2 =0, 3 =4 ,
= a2 - c2 , 所以可得 3( a2 - c2 )=2 ac ,
2
两边同时除以a2 , 得 3 e2 ①-② 得
y
x 1 1 - -
y
x 2 2 =-a
b2
2·
x
y 1 1 + +
x
y 2 2 .
+2 e - 3=0, 解得e = 3 3或 - 3, 又e ∈(0,1), 故椭圆C的离心 即k =-a b2 2 × - 2 2 ,
率为 3.
b2
1 .
3
∴ a2 =
2
③
评析 本题考查椭圆的几何性质、两直线垂直的充要条件.考查
又a2
-
b2
=
c2
=9, ④
学生的运算求解能力以及知识的转化应用能力.根据已知条件建
由 得a2 b2 .
③④ =18, =9
立起关于a、b、c的等量关系式是求解本题的关键.
x2 y2
所以椭圆E的方程为 故选 .
14.(2013福建理,14,4分)椭圆Γ x2 y2 a b 的左 右 18 + 9 =1, D
:a2 +b2 =1( > >0) 、 评析 本题考查了直线和椭圆的位置关系,考查了线段的中点
焦点分别为F F 焦距为 c.若直线 y x c 与椭圆 Γ 问题.本题也可利用根与系数的关系解决中点问题.
1, 2, 2 = 3( + )
的一个交点M满足 MF F MF F 则该椭圆的离心率
∠ 1 2=2∠ 2 1, 2.(2014江西理,15,5分)过点M 作斜率为 1 的直线与
等于 . (1,1) -
2
624 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
x2 y2 因为圆C与x轴相切 所以圆的半径长为 又由圆C与l相
椭圆C a b 相交于A B两点 若M是线段AB , 2,
:a2 +b2 =1( > >0) , ,
3 c
的中点 则椭圆C的离心率等于 . (4+ )-2
, 切 得 4 可得c .
, ( ) =2, =2
2
答案 2 3
1+
2 4
解析 设A ( x 1, y 1), B ( x 2, y 2), 则 a x2 1 2 + y b 2 1 2 =1①, 所以 , 椭圆的方程为 1 x 6 2 + 1 y 2 2 =1 .
x2 y2 思路分析
(1)
由已知条件
,
得a与b的比例关系
,
代入a2
=
b2
a 2 2 +b 2 2 =1② . + c2 , 得a与c的齐次关系 , 进而求得离心率. (2) 设出直线方程
①、② 两式相减并整理得 y x 1 1 - - y x 2 2 =-a b2 2· x y 1 1 + + x y 2 2 . ( 标 由 含 ( 圆 参 含 心 数 参 到 数 c 直 ) c , 线 ) 联 , 距 由 立 离 直 k 等 AP 线 = 于 与 k O 半 椭 C, 径 求 圆 列 得 方 出 程 C 关 点 ( 含 于 坐 参 标 c 数 的 以 方 及 c ) 程 圆 , 得 的 求 交 半 得 点 径 c P r 的 , 的 最 值 坐 后
b2 , ,
把已知条件代入上式得
,-
1
=-a2 ×
2
,
最终确定椭圆方程.
2 2
4.(2018课标Ⅲ理,20,12分)已知斜率为k的直线l与椭圆C
b2 b2 :
1 故椭圆的离心率e 2. x2 y2
∴ a2 = , = 1-a2 = 交于A B两点 线段AB的中点为M m m .
2 2 + =1 , , (1, )( >0)
评析 本题考查了直线和椭圆的位置关系.考查了线段的中点 4 3
问题,利用整体运算的技巧是求解的关键.本题也可以利用韦 证明 k 1
(1) : <- ;
达定理求解. 2
设F为C的右焦点 P为C上一点 且F→P →FA F→B 0.证
x2 y2 (2) , , + + =
3.(2019天津文,19,14分)设椭圆 a b 的左焦
a2 +b2 =1( > >0) 明 →FA F→P F→B 成等差数列 并求该数列的公差.
:| |,| |,| | ,
点为F 左顶点为A 上顶点为B.已知 OA OB O为原 解析 本题考查椭圆的几何性质 直线与椭圆的位置关系
, , 3| |=2| |( 、 、
点 . 等差数列的概念及其运算.
)
求椭圆的离心率 证明 设A x y B x y
(1) ; (1) : ( 1, 1), ( 2, 2),
x2 y2 x2 y2
设经过点F且斜率为 3 的直线l与椭圆在x轴上方的交 则 1 1 2 2 .
(2) + =1, + =1
4 4 3 4 3
点为P 圆C同时与x轴和直线l相切 圆心C在直线x y y x x y y
, , =4 两式相减 并由 1- 2 k得 1+ 2 1+ 2 k .
上 且OC AP.求椭圆的方程. , x x = + · =0
, ∥ 1- 2 4 3
解析 本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质 直线方 x x y y
、 由题设知 1+ 2 1+ 2 m
程 圆等基础知识.考查用代数方法研究圆锥曲线的性质.考查 =1, = ,
、 2 2
运算求解能力 以及用方程思想 数形结合思想解决问题的能
, 、 于是k 3 .
力.满分 分. =- m ①
14 4
设椭圆的半焦距为c 由已知有 a b.
(1) , 3 =2 由题设得 m 3 故k 1 .
0< < , <-
æ ö2 c 2 2
又由a2 = b2 + c2 , 消去b得a2 =è ç 2 3a ø ÷ + c2 , 解得 a = 2 1 . (2) 由题意得F (1,0) .设P ( x 3, y 3), 则 ( x 3-1, y 3)+( x 1-1, y 1)+
x y .
所以 , 椭圆的离心率为 1 . ( 由 2-1, 及 2 题 )= 设 ( 得 0,0 x ) x x y y y m .
2 (1) 3=3-( 1+ 2)=1, 3=-( 1+ 2)=-2 <0
由 知 a c b c 故椭圆方程为
x2 y2
.
又点P在C上
,
(2) (1) , =2 , = 3 ,
4
c2 +
3
c2 =1
所以m 3
= ,
由题意 F c 则直线l的方程为y 3 x c . ( 4 )
, (- ,0), = ( + )
4 从而P 3 F→P 3 .
ì ï x2 y2 1,- 2 ,| |= 2
点P的坐标满足í
ï
ï 4
c2 +
3
c2 =1,
消去y并化简 , 得到 7 x2 +6 cx - 于是 | →FA |= ( x 1-1) 2 + y2 1 = ( x 1-1) 2 +3
æ
è ç 1-
x2
1
ö
ø ÷ =2-
x
1.
ïy 3 x c 4 2
î = ( + ), x
4
13 c2 =0, 解得x 1= c , x 2=- 13 c .
同理
,|
F→B
|=2- 2
2.
7
所以 →FA F→B 1 x x .
代入到l的方程 解得y 3 c y 9 c. | |+| |=4- ( 1+ 2)=3
, 1= , 2=- 2
2
(
1
)
4 故
2|
F→P
|=|
→FA
|+|
F→B
|,
因为点P在x轴上方 所以P c 3 c .
, , 即 →FA F→P F→B 成等差数列.
2 | |,| |,| |
由圆心C在直线x 上 可设C t . 设该数列的公差为d 则
=4 , (4,) ,
3 c d F→B →FA 1 x x 1 x x 2 x x .
t 2| |=|| |-| ||= | 1- 2|= ( 1+ 2) -4 1 2 ②
因为OC AP 且由 知A c 故 2 解得t .则 2 2
∥ , (1) (-2 ,0), =c c, =2
4 +2 将m 3 代入 得k .
C . = ① =-1
(4,2) 4
专题九 圆锥曲线 625
得 x 2 y2 x2 y2x y2 x 2 .
所以l的方程为y x 7 代入C的方程 并整理得 x2 x [( 1+2) +3 1] +12 1 +12 1-3( 1+2) =0
=- + , , 7 -14 + 设C x y .
4 ( C, C)
4 1 =0 . 所以x C+ x 1= ( x 1+ - 2 1 ) 2 y 2 + 2 1 3 y2 1 = 4 4 x x 2 1 1 - + 1 7 2.
故x 1+ x 2=2, x 1 x 2= 2 1 8 , 代入 ② 解得 | d |= 3 28 21. 所以x C= 4 x x 2 1-12 - x 1= -1 x 2-7 x 1.
4 1+7 4 1+7
y y
所 思 以 路 该 分析 数列 的 (1 公 ) 利 差 用 为 “ 3 点 28 2 差 1 法 或 ” - 建 3 2 立 8 21 k . 与m的关系式 , 由m的 所 设 以 D ( y x C D = , x y 1 D + ) 1 2 . ( x C+2)= 4 x 1 1 +7 .
范围得到k的范围.
x y
同理得x -12-7 2 y 2 .
根据题设F→P →FA F→B 0及点P在C上 确定m的值.进一 D= x , D= x
(2) + + = , 4 2+7 4 2+7
步得出 F→P →FA F→B 的关系 再求公差. 记直线CQ , DQ的斜率分别为k CQ, k DQ,
| |、| |、| | ,
解后反思 解决直线与椭圆的位置关系的常规思路是先 y y
(1) 1 1 2 1
把直线方程与椭圆方程联立 消元 化简 然后利用根与系数的 x - x -
关系建立方程 ( 组 ), 解决相关 , 问题 、 . , 则k CQ- k DQ= - 4 12 1 - + 7 7 x 1 4 7 - - 4 12 2 - + 7 7 x 2 4 7 =4( y 1- y 2- x 1+ x 2) .
题中涉及弦的中点坐标时 可以采用 点差法 求解 设出 x + x +
(2) , “ ” , 4 1+7 4 4 2+7 4
弦端点A B的坐标 分别代入圆锥曲线方程并作差 变形后可 因为C D Q三点共线
、 , , , , ,
出现弦AB的中点坐标和直线AB的斜率. 所以k CQ- k DQ=0 .
5.(2018北京文,20,14分)已知椭圆M
x2 y2
a b 的
故y
1-
y
2=
x
1-
x
2
.
:a2 +b2 =1( > >0)
所以直线l的斜率k
y
1-
y
2 .
=x x =1
离心率为 6 焦距为 .斜率为k的直线l与椭圆M有两个 1- 2
3 , 2 2 6.(2018天津理,19,14分)设椭圆 x2 y2 a b 的左焦
不同的交点A B. a2 +b2 =1( > >0)
,
求椭圆M的方程
(1) ; 点为F 上顶点为 B.已知椭圆的离心率为 5 点 A 的坐标为
若k 求 AB 的最大值 , ,
(2) =1, | | ; 3
设P 直线PA与椭圆M的另一个交点为C 直线 b 且 FB AB .
(3) (-2,0), , ( ,0), | |·| |=6 2
( ) 求椭圆的方程
PB与椭圆M的另一个交点为D.若C D和点Q 7 1 (1) ;
, - , 设直线l y kx k 与椭圆在第一象限的交点为P 且l
4 4 (2) : = ( >0) ,
共线 求k.
, AQ
ì ï a2 = b2 + c2 , 与直线AB交于点Q.若| PQ | = 5 2 sin∠ AOQ ( O为原点 ),
| | 4
ïc
求k的值.
解析 由题意得í 6
(1) ïa = , 解析 本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质 直线方
ï 3 、
î c 程等基础知识.考查用代数方法研究圆锥曲线的性质.考查运
2 =2 2,
解得a b . 算求解能力 以及用方程思想解决问题的能力.
= 3, =1 ,
所以椭圆M的方程为
x2
+
y2
=1
.
(1)
设椭圆的焦距为
2
c
,
由已知有
a
c2
2 =
5
,
3 9
设直线l的方程为y x m A x y B x y . 又由a2 b2 c2 可得 a b.
(2
{
)
y x m
= + , ( 1, 1), ( 2, 2)
由已知可
=
得
+
F
,
B a
2
A
=
B
3
b
= + , ,| |= ,| |= 2 ,
由 x2 由 FB AB 可得ab 从而a b .
+ y2 =1 | |·| |=6 2, =6, =3, =2
3 x2 y2
得 4 x2 +6 mx +3 m2 -3=0 . 所以 , 椭圆的方程为 9 + 4 =1 .
所以x x 3 m x x 3 m2 -3. 设点P的坐标为 x y 点Q的坐标为 x y .
1+ 2=- 2 , 1 2= 4 ( 由 2 已 ) 知有y y 故 ( P 1, Q 1), AOQ y y . ( 2, 2)
1> 2>0, | |sin∠ = 1- 2
AB x x 2 y y 2 x x 2 y
| |= ( 2- 1) +( 2- 1) = 2( 2- 1) 又因为 AQ 2 而 OAB π 故 AQ y .
x x 2 x x 12-3
m2
.
| |=
sin∠
OAB, ∠ =
4
, | |= 2 2
= 2[( 1+ 2) -4 1 2] = AQ
2 由| | 5 2 AOQ 可得 y y .
当m 即直线l过原点时 AB 最大 最大值为 . PQ = sin∠ , 5 1=9 2
=0, ,| | , 6 | | 4
设A x y B x y . {y kx
(3) ( 1, 1), ( 2, 2) = , k
由题意得x2
1+3
y2
1=3,
x2
2 y +3
y2
2=3
. 由方程组 x2
+
y2
=1,
消去x
,
可得y
1= 9
6
k2 +4
.
直线PA的方程为y =x 1 ( x +2) . 易知直线AB 9 的方 4 程为x y
{ y
1+2
{y kx
+ -2=0,
k
由方程组 = , 消去x 可得y 2 .
由 y =x 1+ 1 2 ( x +2), x + y -2=0, , 2=k +1
x2
+3
y2
=3,
由
5
y
1=9
y
2,
可得
5(
k
+1)=3 9
k2
+4,
两边平方
,
626 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
失分警示 由于忽略点 M N 位置的转换性 使直线 BM
整理得 k2 k 解得k 1 或k 11. (1) , ,
56 -50 +11=0, = , = 方程缺失 从而导致失分
2 28 , ;
由于不能将 ABM ABN 正确转化为 k k 进
所以 k的值为 1 或11. (2) “∠ =∠ ” “ BM+ BN=0”
, 行证明 从而思路受阻 无法完成后续内容.
2 28 , ,
AQ x2 y2
解题关键 利用平面几何知识将| | 5 2 AOQ转化为 8.(2017天津文,20,14分)已知椭圆 a b 的左
PQ = sin∠ a2 +b2 =1( > >0)
| | 4
点P Q坐标间的关系是解决第 问的关键. 焦点为F c 右顶点为A 点E的坐标为 c EFA的
、 (2) (- ,0), , (0, ),△
方法归纳 求椭圆标准方程的基本方法 b2
面积为 .
定义法 根据椭圆的定义 确定a2 b2 的值 结合焦点位置
(1) : , , , 2
写出椭圆方程 求椭圆的离心率
; (1) ;
待定系数法 这是求椭圆方程的常用方法 基本步骤为
(2) : , ① 设点Q在线段AE上 FQ 3 c 延长线段FQ与椭圆交
根据已知条件判断焦点的位置 根据焦点的位置设出所求椭 (2) ,| |= ,
;② 2
圆的方程
;③
根据已知条件
,
建立关于a
、
b
、
c的方程组
,
注意c2 于点P
,
点M
,
N在x轴上
,
PM
∥
QN
,
且直线PM与直线QN
=
a2
-
b2 的应用
;④
解方程组
,
求得a
、
b的值
,
从而得出椭圆的 间的距离为c
,
四边形PQNM的面积为
3
c.
方程. 求直线FP的斜率
(i) ;
7.(2018课标Ⅰ文,20,12分)设抛物线C
:
y2
=2
x
,
点A
(2,0),
B
(ii)
求椭圆的方程.
过点A的直线l与C交于M N两点. 解析 本题主要考查椭圆的标准方程和几何性质 直线方程
(-2,0), , 、
当l与x轴垂直时 求直线BM的方程 等基础知识.考查用代数方法研究圆锥曲线的性质和方程思
(1) , ;
证明 ABM ABN. 想.考查运算求解能力 以及综合分析问题和解决问题的能力.
(2) :∠ =∠ ,
解析
(1)
当l与x轴垂直时
,
l的方程为x
=2,
可得M的坐
设椭圆的离心率为e.由已知 可得 1 c a c
b2
.
标为 或 . (1) , 2 ( + ) = 2
(2,2) (2,-2) 又由b2 a2 c2 可得 c2 ac a2 即 e2 e .
所以直线BM的方程为y 1 x 或y 1 x . = - , 2 + - =0, 2 + -1=0
=
2
+1 =-
2
-1
又因为 e 解得e 1 .所以 椭圆的离心率为 1 .
当l与x轴垂直时 AB为MN的垂直平分线 所以 ABM 0< <1, = 2 , 2
(2) , , ∠ 依题意 设直线FP的方程为x my c m 则直线
ABN. (2)(i) , = - ( >0),
=∠
当l与x轴不垂直时 设l的方程为y k x k M x FP的斜率为 1 .
, = ( -2)( ≠0), ( 1, m
y N x y 则x x .
1) { , y ( k 2 x , 2), 1>0, 2>0 由 知a c 可得直线AE的方程为 x y 即x y c
由 = ( -2), (1) =2 , c+ c =1, +2 -2
y2 x 2
=2 m c c
与直线FP的方程联立 可解得x (2 -2) y 3 即
得ky2
-2
y
-4
k
=0,
可知y
1+
y
2=
2
k ,
y
1
y
2=-4
. =0,
( m c
,
c )
= m
+2
, =m
+2
,
直线BM BN的斜率之和为 点Q 的坐标为 (2 -2) 3 .由已知 FQ 3 c 有
, m ,m | | = ,
y y x y x y y y +2 +2 2
k BM+ k BN=x 1 +x 2 = 2 1+ x 1 2+2 x ( 1+ 2). ① [ (2 m -2) c c ] 2 ( 3 c ) 2 ( 3 c) 2 整理得 m2 m 所以m
1+2 2+2 ( 1+2)( 2+2) m
+2
+ + m
+2
=
2
, 3 -4 =0,
y y
将x 1= k 1 +2, x 2= k 2 +2 及y 1+ y 2, y 1 y 2 的表达式代入 ① 式分子 , = 4 , 即直线FP的斜率为 3 .
3 4
可得
x2 y2
由a c 可得b c 故椭圆方程可以表示为 .
x y x y y y 2
y
1
y
2+4
k
(
y
1+
y
2) -8+8 .
(ii) =2 , = 3 ,
4
c2 +
3
c2 =1
2 1+ 1 2+2( 1+ 2)= k = k =0 由 得直线FP的方程为 x y c 与椭圆方程联立得
(i) 3 -4 +3 =0,
所以k BM+ k BN =0, 可知 BM , BN 的倾斜角互补 , 所以 ∠ ABM { 3 x -4 y +3 c =0,
=∠ ABN. x2 y2 消去y ,
综上
,∠
ABM
=∠
ABN.
4
c2 +
3
c2 =1,
方法总结 直线与圆锥曲线的位置关系的常见题型及解题 整理得
7
x2
+6
cx
-13
c2
=0,
策略 c ( c)
: 解得x 13 舍去 或x c.因此可得点P c 3 进而可得
求直线方程.先寻找确定直线的两个条件.若缺少一个可设 =- ( ), = , , |
(1) 7 2
出此量
,
利用题设条件寻找关于该量的方程
,
解方程即可.
( c) 2 c c
(2)
求线段长度或线段之积
(
和
)
的最值.可依据直线与圆锥曲 FP
|= (
c
+
c
)
2
+
3
=
5
,
所以
|
PQ
| =|
FP
|-|
FQ
| =
5
-
2 2 2
线相交 利用弦长公式求出弦长或弦长关于某个量的函数 然
, , c
3 c.
后利用基本不等式或函数的有关知识求其最值 也可利用圆锥 =
; 2
曲线的定义转化为两点间的距离或点到直线的距离. 由已知 线段PQ的长即为PM与QN这两条平行直线间的距
,
证明题.圆锥曲线中的证明问题多涉及定点 定值 角相等 离 故直线PM和QN都垂直于直线FP.
(3) 、 、 、 ,
线段相等 点在定直线上等 有时也涉及一些否定性命题 常采
c c
、 , , 因为QN FP 所以 QN FQ QFN 3 3 9 所
用直接法或反证法给予证明.借助于已知条件 将直线与圆锥 ⊥ , | |=| |·tan∠ = × = ,
, 2 4 8
曲线联立
,
寻找待证明式子的表达式
,
结合根与系数的关系及
以 FQN的面积为 1 FQ QN 27
c2
同理 FPM的面积等
整体代换思想化简即可得证. △ | || |= , △
2 32
专题九 圆锥曲线 627
c2 c2 c2 求椭圆E的方程及点T的坐标
于75 由四边形PQNM的面积为 c 得75 27 c 整理得 (1) ;
, 3 , - =3 , 设O是坐标原点 直线l′平行于OT 与椭圆E交于不同
32 32 32 (2) , ,
c2 c 又由c 得c . 的两点A B 且与直线l交于点P.证明 存在常数λ 使得
=2 , >0, =2 , , : ,
所以 椭圆的方程为 x2 y2 . | PT | 2 = λ | PA |·| PB |, 并求λ的值.
, + =1
16 12 解析 由已知 a b
方法点拨 .求离心率常用的方法 直接求a c 利用定义 (1) , = 2 ,
1 :(1) , , x2 y2
求解 ;(2) 构造 a , c 的齐次式 , 利用方程思想求出离心率 e 则椭圆E的方程为 b2 +b2 =1 .
的值. {x2 y2 2
.求直线斜率的常用方法 公式法 k y 1- y 2 x x 其中 由方程组 2 b2 +b2 =1,得 3 x2 -12 x +(18-2 b2 )=0 . ①
2 :(1) : =x 1- x 2 ( 1≠ 2), y =- x +3,
两点坐标分别为
(
x
1,
y
1),(
x
2,
y
2);(2)
利用导数的几何意义求 方程
①
的判别式为Δ
=24(
b2
-3),
由Δ
=0,
得b2
=3,
解 直线的方向向量a m n 则 k
n
m 点
此时方程
①
的解为x
=2,
;(3) =( , ), = m( ≠0);(4)
x2 y2
差法. 所以椭圆E的方程为 + =1 .
6 3
.解决四边形或三角形的面积问题时 注意弦长公式与整体代 点T坐标为 .
3 , (2,1)
换思想的应用.
由已知可设直线l′的方程为y 1 x m m
x2 y2 (2) = + ( ≠0),
9.(2016课标Ⅱ文,21,12分)已知A是椭圆E 的左 2
: + =1 ì m
4 3 { ïx 2
顶点 斜率为k k 的直线交E于A M两点 点N在E上 y 1 x m ï =2- ,
, ( >0) , , , 由方程组 = + ,可得í 3
MA NA. 2 ï m
⊥ y x ïy 2 .
当 AM AN 时 求 AMN的面积 =- +3, î =1+
(1) | |=| | , △ ; 3
(2) 当 2| AM |=| AN | 时 , 证明 : 3< k <2 . 所以P点坐标为 ( 2 m 2 m) PT 2 8 m2.
解析 设M x y 则由题意知y . 2- 3 ,1+ 3 ,| | = 9
(1) ( 1, 1), 1>0 设点A B的坐标分别为A x y B x y .
由已知及椭圆的对称性知 直线AM的倾斜角为π.
, ( 1, 1), ( 2, 2)
, ì ï x2 y2
又 将 A x ( = - y - 2, 2 0 代 ), 入 因 x 此 2 + 直 y 线 2 = A 1 M 得 的 7 方 y2 程 -1 为 2 y = y = 0 . x +2 . 4 (2 分 ) 由方程组 î í ï ï ïy 6 = + 2 1 3 x + = m 1 , , 可得 3 x2 +4 mx +(4 m2 -12)=0 . ②
4 3 方程 的判别式为Δ m2
解得y 或y 12 所以y 12. ② =16(9-2 ),
=0 = , 1=
7 7 由Δ 解得 3 2 m 3 2.
>0, - < <
因此 AMN的面积S 1 12 12 144. 分 2 2
△ △ AMN=2× 2 × 7 × 7 = 49 (4 ) 由 得 x x 4 m x x 4 m2 -12. 所 以 PA
将直线AM的方程y k x k 代入
x2 y2
得
② 1 + 2 = -
3
, 1 2 =
3
| | =
(2) = ( +2)( >0) 4 + 3 =1 ( 2 m x ) 2 ( 2 m y ) 2 5 2 m x
(3+4 k2 ) x2 +16 k2x +16 k2 -12=0 . 2- 3 - 1 + 1+ 3 - 1 = 2 2- 3 - 1 ,
由x 1·(-2)= 1 3 6 + k2 4 - k 1 2 2得x 1= 2( 3 3 + - 4 4 k k 2 2 ) , 同理 | PB |= 2 5 2- 2 3 m - x 2 .
故
|
AM
|=|
x
1+2| 1+
k2
=
12
3+4
1
k
+
2
k2
. 所以
|
PA
|·|
PB
|= 4
5
(
2-
2
3
m
-
x
1
)(
2-
2
3
m
-
x
2
)
( m)
2
( m)
由题设 直线AN的方程为y 1 x 5 2 2 x x x x
, =- k ( +2), = 2- - 2- ( 1+ 2)+ 1 2
4 3 3
故同理可得 AN 12
k
1+
k2
. 分 =
5 (
2-
2 m) 2
-
(
2-
2 m)(
-
4 m)
+
4 m2 -12
=
10m2.
| |= k2 (7 ) 4 3 3 3 3 9
3 +4
k 故存在常数λ 4 使得 PT 2 λ PA PB .
由 AM AN 得 2 即 k3 k2 k . 分 = , | | = | |·| |
2| |=| | k2 = k2 , 4 -6 +3 -8=0 (9 ) 5
3+4 3 +4 评析 本题考查了直线与圆锥曲线相交的问题,这类题中常
设f t t3 t2 t 则k是f t 的零点 f′ t t2 t
( )=4 -6 +3 -8, ( ) , ( )=12 -12 +3 用的方法是方程法,并结合根与系数的关系,两点间距离公
t 2 所以f t 在 内单调递增.
=3(2 -1) ≥0, ( ) (0,+∞) 式,难点是运算量比较大,注意运算技巧.
又f f 因此f t 在 内有
( 3)=15 3-26<0, (2)=6>0, ( ) (0,+∞)
11.(2016天津文,19,14分)设椭圆
x2 y2
a 的右焦
唯一的零点 且零点k在 内 所以 k . 分 a2 + =1( > 3)
, ( 3,2) , 3< <2 (12 ) 3
评析 本题考查了直线与椭圆的位置关系,考查了设而不求, e
点为F 右顶点为A.已知 1 1 3 其中O为原点 e
整体运算的技巧,考查了函数的思想方法,属难题. , OF + OA = FA , ,
| | | | | |
x2 y2 为椭圆的离心率.
10.(2016四川理,20,13分)已知椭圆E a b 的
:a2 +b2 =1( > >0) 求椭圆的方程
(1) ;
两个焦点与短轴的一个端点是直角三角形的三个顶点 直线 设过点A的直线l与椭圆交于点B B不在x轴上 垂直
, (2) ( ),
l y x 与椭圆E有且只有一个公共点T. 于l的直线与l交于点M 与y轴交于点H.若BF HF 且
: =- +3 , ⊥ ,
628 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
∠ MOA =∠ MAO , 求直线l的斜率. e ì ï ï b = 2, ì ïï a =2,
解析 (1) 设 F ( c ,0), 由 | O 1 F | + | O 1 A | = | F 3 A | , 即 1 c + a 1 = 解析 解法一 :(1) 由已知得í ïa c = 2 , 解得í ïï b = 2,
c ï 2 îc .
a a
3
c ,
可得a2
-
c2
=3
c2
,
îa2
=
b2
+
c2. = 2
( - ) x2 y2
又a2
-
c2
=
b2
=3,
所以c2
=1,
因此a2
=4
. 所以椭圆E的方程为
+ =1
.
所以 椭圆的方程为
x2 y2
. 设点A x y B
4
x y
2
AB的中点为H x y .
,
4
+
3
=1 (2
{
)
x my
( 1, 1), ( 2, 2), ( 0, 0)
设直线l的斜率为k k = -1,
(
则
2
直
)
线l的方程为y k
(
x
≠0
.
), 由 x2 y2 得
(
m2
+2)
y2
-2
my
-3=0,
= ( -2) + =1
{x2 y2 4 2
m m
设B x y 由方程组 + =1,消去y 所以y y 2 y y 3 从而y .
( B, B), 4 3 , 1+ 2=m2 , 1 2=-m2 , 0=m2
y k x +2 +2 +2
= ( -2) ( ) 2 ( ) 2
整理得
(4
k2
+3)
x2
-16
k2x
+16
k2
-12=0
. 所以
|
GH
|
2
=
x
0+
9
+
y2
0=
my
0+
5
+
y2
0=(
m2
+1)
y2
0+
k2 k2 k 4 4
解得x 或x 8 -6 由题意得x 8 -6 从而y -12 .
=2, =
4
k2
+3
, B=
4
k2
+3
, B=
4
k2
+3
5 my
0+
25.
2 16
由 (1) 知 , F (1,0), 设 H (0, y H), 有F→H = (-1, y H), B→F | AB | 2 ( x 1- x 2) 2 +( y 1- y 2) 2 (1+ m2 )( y 1- y 2) 2
æ k2 k ö = =
ç9-4 12 ÷. 4 4 4
=è k2 , k2 ø m2 y y 2 y y
4 +3 4 +3 (1+ )[( 1+ 2) -4 1 2] m2 y2 y y
由BF HF 得B→F F→H 所以4 k2 -9 12 ky H 解得 y = 4 =(1+ )( 0- 1 2),
⊥ , · =0,
4
k2
+3
+
4
k2
+3
=0, H
故 GH 2 |
AB
|
2
5 my m2 y y 25 5
m2
9-4
k2
.
| | -
4
=
2
0+(1+ ) 1 2+
16
=
2(
m2
+2)
-
= k m2 m2 AB
12 3(1+ ) 25 17 +2 所以 GH | |.
k2 m2 + = m2 >0, | |>
因此直线MH的方程为y 1 x 9-4 . +2 16 16( +2) 2
=- k + k ( )
12 故点G 9 在以AB为直径的圆外.
{y k x - ,0
= ( -2), 4
设M
(
x
M,
y
M),
由方程组
y 1 x 9-4
k2 消去y
,
解法二
:(1)
同解法一.
=- k + k ( )
12 设点A x y B x y 则→GA x 9 y
k2 (2) ( 1, 1), ( 2, 2), = 1+ , 1 ,
解得x 20 +9 . 4
M= k2 ( )
12( +1) G→B x 9 y .
在 △ MAO中 ,∠ MOA =∠ MAO ⇔| MA |=| MO |, 即 ( x M-2) 2 + y2M { = x m 2+ y 4 , 2
k2 = -1,
= x2M+ y2M, 化简得 x M=1, 即 20 k2 +9 = 1, 解得 k =- 6 , 或 k 由 x2 y2 得 ( m2 +2) y2 -2 my -3=0,
12( +1) 4 + =1
4 2
6. m
= 所以y y 2 y y 3
4 1+ 2=m2 , 1 2=-m2 ,
+2 +2
所以 直线l的斜率为 6或 6. ( )( )
, - 从 而 →GA G→B x 9 x 9 y y
4 4 · = 1+ 2+ + 1 2 =
评析 本题主要考查椭圆的标准方程和几何性质,直线方程 4 4
( )( )
等基础知识.考查用代数方法研究圆锥曲线的性质.考查运算 my 5 my 5 y y m2 y y 5 m y y 25
1+ 2+ + 1 2=( +1) 1 2+ ( 1+ 2)+ =
求解能力以及用方程思想解决问题的能力. 4 4 4 16
12.(2015福建理,18,13分)已知椭圆E :a x2 2 + y b 2 2 =1( a > b >0) 过 -3( m m 2 2 +1) +m 2
5
2
m2
+ 25 = 17 m m 2 2 +2 >0,
+2 +2 16 16( +2)
点 且离心率e 2. 所以 →GA G→B .又→GA G→B不共线 所以 AGB为锐角.
(0, 2), = co ( s〈 , ) 〉>0 , , ∠
2
求椭圆E的方程 故点G 9 在以AB为直径的圆外.
(1) ; - ,0
(2)
设直线l
:
x
=
my
-1(
m
∈
R
)
交椭圆E于A
,
B两点
,
判断点 评析 本小 4 题主要考查椭圆、圆、直线与椭圆的位置关系等基
( )
G 9 与以线段AB为直径的圆的位置关系 并说明 础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查数形结合思
- ,0 ,
4 想、化归与转化思想、函数与方程思想.
理由.
x2 y2
13.(2015安徽理,20,13分)设椭圆E的方程为 a b
a2 +b2 =1( >
点O为坐标原点 点A的坐标为 a 点B的坐标为
>0), , ( ,0),
b 点M在线段AB上 满足 BM MA 直线OM的斜
(0, ), , | |=2| |,
率为 5.
10
求E的离心率e
(1) ;
专题九 圆锥曲线 629
设点C的坐标为 b N为线段AC的中点 点N关于 设过点A的动直线l与E相交于P Q两点.当 OPQ的
(2) (0,- ), , (2) , △
面积最大时 求l的方程.
直线AB的对称点的纵坐标为 7 求E的方程. ,
,
2 ( ) 解析 设F c 由条件知 2 2 3 得c .
解析 由题设条件知 点M的坐标为 2 a 1 b (1) ( ,0), , c = 3 , = 3
(1) , , ,
3 3 c
又k OM= 5 , 从而 b a= 5.
又
a = 2
3
,
所以a
=2,
b2
=
a2
-
c2
=1
.
10 2 10 故E的方程为 x2 y2 .
c + =1
进而得a b c a2 b2 b.故e 2 5. 4
= 5 , = - =2 = a = 当 l x 轴时不合题意 故设 l y kx P x
5 (2) ⊥ , : = - 2, ( 1,
x y Q x y .
由题设条件和 的计算结果可得 直线AB的方程为 1), ( 2, 2)
(2) (1) , b x2
5 将y kx 代入 y2 得 k2 x2 kx .
y æ ö = -2 + =1 (1+4 ) -16 +12=0
点N的坐标为ç 5b 1 b÷. 4
设
+ b
点
=
N
1,
关于直线AB的
è
对
2
称
,
点
-
2
S的
ø
坐标为
(
x 7
)
则线段
当Δ
=16(4
k2
-3)>0,
即k2
>
4
3 时
,
x
1,2=
8
k
±2
4
k2
+
4
1
k2
-3.
1, ,
2 k2 k2
NS的中点 T 的坐标为 æ è ç 5b + x 1 ,- 1 b + 7 ö ø ÷.又点 T 在直线 从而 | PQ |= k2 +1| x 1- x 2|= 4 + 4 1 k · 2 +1 4 -3.
4 2 4 4
又点O到直线PQ的距离d 2
ì ï ï 5b + x 1 - 1 b + 7 = k2 +1 ,
4 2 4 4 所以 OPQ的面积
ï ï b + b =1, △
AB上 且k k 从而有í
5
S 1 d PQ 4 4
k2
-3.
, NS· AB=-1, ï7 1 b △ OPQ= ·| |= k2
+ 2 4 +1
ï2 2 t
î
ï
ïx
1-
2
5b
= 5, 设
4
k2
-3=
t
,
则t
>0,
S
△ OPQ=t2
4
+4
=
t
+
4
4
t
.
解得b .
=3
x2 y2 因为t 4 当且仅当t 即k 7时等号成立 且满足
所以a 故椭圆E的方程为 . + t ≥4, =2, =± ,
=3 5, + =1 2
45 9 Δ
评析 本题考查椭圆的方程、几何性质以及对称问题,利用方 >0,
程思想解决点关于直线的对称问题,考查利用待定系数法求 所以 当 OPQ的面积最大时 l 的方程为 y 7x 或 y
, △ , = -2 =
椭圆的方程,考查学生的运算求解能力和化归思想的应用. 2
14.(2014课标Ⅰ理,20,12分)已知点A 椭圆E
x2
7x .
(0,-2), :a2 + -
2
-2
评析 本题主要考查椭圆的标准方程、几何性质,直线的方程
y2
a b 的离心率为 3 F是椭圆E的右焦点 直线AF 以及直线与椭圆的位置关系等基础知识,考查用代数方法研
b2 =1( > >0) , ,
2 究圆锥曲线综合问题,考查方程思想、函数思想、整体代换以
的斜率为2 3 O为坐标原点. 及换元法的应用.考查学生的逻辑推理能力和运算求解能力.
,
3
求E的方程
(1) ;
时间: 分钟 分值: 分
80 91
一、单项选择题 每题 分 共 分 答案 D
( 5 , 30 )
1.(2019湖北重点中学第一次调研,11)点P是椭圆
x2 y2
3.(2021届河北衡水中学期中考试,10)已知椭圆
x2 y2
a
9
+
5
=1 a2 +b2 =1( >
上的点 F F 是椭圆的左 右焦点 则 PF F 的周长是 b 上一点A关于原点的对称点为点B F为其右焦点 若AF
, 1、 2 、 , △ 1 2 >0) , ,
[ ]
( ) BF 设 ABF α 且α π π 则该椭圆的离心率e的
⊥ , ∠ = , ∈ , ,
A.12 B.10 C.8 D.6 6 4
答案 B 取值范围是
( )
2.(2021届河北张家口、邢台、衡水摸底联考,8)已知斜率存在 é ö é ù
êê 2 ÷ êê 2 úú
的直线l交椭圆C
:
x2
+
y2
=1
于A
,
B两点
,
点P是弦AB的中 A.ë
2
,1ø B.ë
2
, 3-1û
9 4 é ù é ù
点 , 点M (1,0), 且M→P ·( M→B - M→A )=0,| MP |=1, 则直线MP的 C.ë êê 2 , 3 û úú D.ë êê 3 , 6 û úú
斜率为 2 2 3 3
( ) 答案 B
4 3 4.(2021届河南新高三学期初第一次摸底考试,11)在平面直角
A.2 2 B.4 2 C.± D.±
3 4
630 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
x2 y2 答案 AD
坐标系xOy中 以椭圆 a b 上的一点A为圆心
, a2 +b2 =1( > >0)
的圆与x轴相切于椭圆的一个焦点 与y轴相交于B C两点 三、填空题 每题 分 共 分
, , , ( 5 , 15 )
若 ABC是锐角三角形 则该椭圆的离心率的取值范围是 x2
△ , 9.(2021届广东东华高级中学第二次联考,15)已知椭圆E
:a2
( )
æ ö æ ö y2
ç 6- 2 5-1÷ ç 6- 2 ÷ a b 的右焦点为F c 若点F到直线bx ay
A.è , ø B.è ,1ø +b2 =1( > >0) ( ,0), - =0
2 2 2
æ ö æ ö
ç 5-1 ÷ ç 5-1÷ 的距离为 3c 则E的离心率为 .
C.è ,1ø D.è0, ø ,
2 2 3
答案 A
答案 2
5.(2021届江苏南京航空航天大学附属高级中学期中,6)已知
2
x2 y2 10.(2021届浙江杭州高级中学11 月期中,14)在平面直角坐
P是椭圆 a b 上的一点 F F 分别是椭圆的
a2 +b2 =1( > >0) , 1、 2 标系xOy中 点M的坐标为 且O→M O→N 0 动点P与
, (-1,2), + = ,
左 右焦点 点P到原点 O 的距离为焦距的一半 且 PF
、 , , | 1|- M N连线的斜率之积为 1 则动点P的轨迹方程为
PF a 则椭圆的离心率为 , - ,
| 2|= , ( ) 2
PMN面积的取值范围是 .
6 10 3 2 ,△
A.
答 4 案 B
B.
4
C.
2
D.
2 答案
x2
+ 2
y2
=1( x ≠±1);
æ
è ç 0, 9 2
ù
û úú
9 9 2
x2 y2 11.(2021届浙江之江教育评价联盟返校联考,14)已知椭圆C
6.(2019广东七校4月联考,11)已知点P为椭圆 上
:
+ =1
16 12 x2 y2 a b 的左 右焦点分别为F F .直线l过椭圆
的动点 EF为圆N x2 y 2 的任一直径 则P→E P→F的最 a2 +b2 =1( > >0) , 1, 2
, : +( -1) =1 , ·
大值和最小值分别是 C的左顶点且与椭圆 C 相切 P 为直线 l 上任意一点 若
( ) , ,
A.16,12-4 3 B.17,13-4 3 F PF 的最大值为π 则椭圆C的离心率是 .
∠ 1 2 ,
6
C.19,12-4 3 D.20,13-4 3
答案 C 答案 1
2
二、多项选择题 每题 分 共 分
( 5 , 10 ) 四、解答题 共 分
7.(2021届河北邯郸摸底考试,11)如图 已知F F 分别是椭 ( 36 )
, 1, 2 x2 y2
圆
x2 y2
a b 的左 右焦点 点P是该椭圆在第一象限
12.(2021届河北衡水中学期中,10)已知椭圆C
:a2 +b2 =1(
a
>
a2 +b2 =1( > >0) 、 ,
内的点 ,∠ F 1 PF 2 的平分线交x轴于Q点 , 且满足O→F 2=4 O→Q , b >0) 的离心率e = 2 3 , 原点到过点A ( a ,0), B (0,- b ) 的直线
则椭圆的离心率e可能是
( )
的距离是4 5.
5
求椭圆C的方程
(1) ;
如果直线y kx k 交椭圆C于不同的两点E F 且
(2) = +1( ≠0) , ,
E F都在以B为圆心的圆上 求k的值.
, ,
x2 y2
13.(2020安徽淮北、宿州一模,21)已知椭圆Ω a b
:a2 +b2 =1( >
的焦距是 且椭圆过点P .
1 1 1 3 >0) 2 2, (- 2,1)
A. B. C. D. 求椭圆Ω的标准方程
8 4 2 4 (1) ;
答案 CD A B是抛物线Γ x2 y上的两点 且在点A B处的切线
(2) , : =4 , ,
x2 y2 相互垂直 直线AB与椭圆Ω相交于C D两点 O为坐标
8.(2020山东泰安第五次模拟,11)已知椭圆C a b , , ,
:a2 +b2 =1( > 原点 求 OCD的面积的最大值.
, △
的右焦点为F 点P在椭圆C上 点Q在圆E x 2 y 14.(2021届广东佛山顺德第二次教学质量检测,22)设椭圆C
>0) , , :( +3) +( :
-4)
2
=4
上
,
且圆E上的所有点均在椭圆C外
,
若
|
PQ
|-|
PF
|
x2 y2
a b 的离心率e 1 过椭圆C上一点P
的最小值为 且椭圆C的长轴长恰与圆E的直径长相 a2 +b2 =1( > >0) = , (2,3)
2 5-6, 2
等 则下列说法正确的是 作两条不重合且倾斜角互补的直线PA PB 分别与椭圆C交
, ( ) 、 ,
椭圆C的焦距为 于A B两点 且AB的中点为M.
A. 2 、 ,
椭圆C的短轴长为
(1)
求椭圆C的方程
;
B. 3 椭圆C上是否存在不同于P的定点N 使得 MNP的面
PQ PF 的最小值为 (2) , △
C.| |+| | 2 5 积为定值 如果存在 求定点N的坐标 如果不存在 说
? , ; ,
过点F的圆E的切线斜率为-4± 7 明理由.
D.
3
专题九 圆锥曲线 631
1.在矩形ABCD中 AB BC 则以A B为焦点 且过C x2 y2
,| |=4,| |=3, , , , 5.(2018广东惠州三调,16)设A B为椭圆 a b
D两点的椭圆的短轴的长为 、 a2 +b2 =1( > >0)
( )
的左 右顶点 若在椭圆上存在异于A B的点P 使得P→O P→B
A.2 3 B.2 6 C.4 2 D.4 3 、 , , , ·
答案 D 依题意得 AC 椭圆的焦距 c AB 长轴 其中 O 为坐标原点 则椭圆的离心率 e 的取值范围是
| |=5, 2 =| |=4, =0, ,
长
2
a
=|
AC
|+|
BC
|=8,
所以短轴长
2
b
=2
a2
-
c2
=2 16-4=
.
æ ö
. 答案 ç 2 ÷
4 3 è ,1ø
2.(2018广西桂林、柳州联考,10)已知点P是以F F 为焦点 2
1, 2
的椭圆
x2 y2
a b 上一点 若PF PF PF F
解析 由题意知A
(-
a
,0),
B
(
a
,0),
设P
(
x
,
y
),
则P→O
=(-
a2 +b2 =1( > >0) , 1⊥ 2,tan∠ 2 1= x y P→B a x y 又P→O P→B a x x y2
,- ), =( - ,- ), · =0,∴ ( - )(- )+ =0,
2,
则椭圆的离心率e
= ( ) 得y2 ax x2 x a.将y2 ax x2 代入
x2 y2
整理得
= - >0,∴0< < = - a2 +b2 =1,
5 1 2 1
A. B. C. D. b2 a2 x2 a3x a2b2 由题意知该方程在 a 上有解.
3 3 3 2 ( - ) + - =0, (0, )
答案 A 依题意 设 PF m 则有 PF m F F 设f x b2 a2 x2 a3x a2b2 f a2b2 f a
, | 2| F = F , | m 1|=2 ,| 1 2| = ( ) { = Δ ( - ) + - ,∵ (0)=- <0, ( )=0,
m 则椭圆的离心率e | 1 2| 5 5.故选 . ≥0,
5 , = PF PF = m = A 只需 a3 解得a2 b2
3.(2018湖北重点中学4月
|
联考
1|
,
+
7
|
)已
2
知
|
椭
3
圆
x2 3 y2
的左
∴ 0<-
2(
b2
-
a2
)
< a , >2 ,
+ =1 、 c2
4 3 又b2 a2 c2 1
右焦点分别为F F 过F 且垂直于长轴的直线交椭圆于A = - ,∴ a2> ,
1、 2, 2 , 2
B两点 则 ABF 内切圆的半径为
, △ 1 ( ) 又 e 2 e .
0< <1,∴ < <1
4 4 3 2
A. B.1 C. D. 解题关键 求出点P的轨迹方程 并将问题转化为一元二次
3 5 4 ,
答案 D 不妨设A点在B点上方 由题意知 F 将 方程在一区间上有解的问题是解题的关键.
, : 2(1,0),
F 的横坐标代入椭圆方程
x2 y2
中 可得 A点纵坐标为
6.(2017湖南东部六校4月联考,15)设P
,
Q分别是圆x2
+(
y
-
2 + =1 , x2
4 3 2 和椭圆 y2 上的点 则P Q两点间的最大距离是
S 1) =3 + =1 , 、
3 故 AB 所以内切圆半径 r 2 6 3 其中 S 为 4
, | |=3, = C = = ( .
2 8 4
ABF 的面积 C为 ABF 的周长 .故选 .
△ 1 , △ 1 ) D 答案 7 3
b2
一题多解 由椭圆的通径公式得 AB 2 则S 1 3
| |= a =3, △ ABF 1 = × 解析 依据圆的性质可知 P Q两点间的最大距离可以转化
2 , ,
2×3=3, 又易得 △ ABF 1 的周长C =4 a =8, 则由S △ ABF 1 = 2 1 C · r 为 y 圆 则 心 圆 到 心 椭圆上点的 到 距 椭 离 圆 的 上 最 点 大 的 值 距 加 离 上 为 圆 d 的半径 x2 3, y 设Q ( 2 x ,
), (0,1) = +( -1) =
可得r 3 .故选 . ( )
= 4 D y2 y y 1 2 16 y 当y 1
-3 -2 +5= -3 + + ,∵ -1≤ ≤1,∴ =-
x2 y2 3 3 3
4.(2020陕西百校联盟9月联考,10)已知椭圆C 的
: + =1
8 2 时 d取最大值4 3 所以 P Q 两点间的最大距离为 d
左 右焦点分别为F F 直线l过点F 且与椭圆C交于M N , , 、 max+ 3
、 1, 2, 2 , 3
两点 , 且M→A = A→N , 若 | OA |=| AF 2|, 则直线l的斜率为 ( ) = 7 3.
3
1 1 1 解题关键 通过圆的性质把P Q两点间的最大距离转化为圆
A.±1 B.± C.± D.± 、
2 3 4
心到椭圆上点的距离的最大值加上圆的半径是求解本题的
ì
ï
x2 y2
ï 1 + 1 =1, 关键.
答案 B 设M
(
x
1,
y
1),
N
(
x
2,
y
2),
则í
ïx
8
2 y
2
2
两式相减
7.(2018江苏高邮高三期初)已知椭圆
x2 y2
上一点P到其
ï 2 2 + =1
î + =1, 16 9
8 2 右焦点F 的距离为 则点P到其左准线的距离为 .
x x x x y y y y 2 5,
可得( 1- 2)( 1+ 2) ( 1- 2)( 1+ 2) 又由题意知A为线
+ =0, 答案 12 7
8 2
æx x y y ö 7
段MN 的中点 故 Aç 1+ 2 1+ 2÷ 故 k k 1 因为
, è 2 , 2 ø, OA· MN=- 4 , 解析 易知e c2 7 设椭圆的左焦点为F 则 PF
= a2 = , 1, | 1|=
OA AF 所以k k 所以k 1 故直线l的斜率 4
| |=| 2|, OA=- MN, MN=±
2
,
2
a
-|
PF
2|=8-5=3,
设点P到左准线的距离为d
,
PF
为 1 . 由椭圆的第二定义可得| 1| 3 7 解得d 12 7.
± d = d = , =
2 4 7
632 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
解析 设 PF m PF PF PF m
即点P到左准线的距离为12 7. { m a | 2|= ,∵ | 1|=3| 2|,∴ | 1|=3 ,
7 由 4 =2 ,
x2 c2 m2 m2 m m °
8.(2020 吉林梅河口五中4 月月考,16)椭圆 C y2 的 4 = +9 -2× ×3 cos120 ,
左 右焦点分别为F F 点M为其上的动点 当
:
4
F
+
MF
=
为
1
钝
可得
4
c2
=13×
a2
,∴
离心率e
= a
c
=
13.
, 1, 2, , ∠ 1 2 4 4
角时 点M的纵坐标的取值范围是 . 12.(2019江苏淮阴中学期初)若椭圆上存在三点 使得这三点
, ,
é ö æ ù 与椭圆中心恰好是一个正方形的四个顶点 则该椭圆的离心
答案 êê 3÷ ç 3 úú ,
ë-1,- ø∪è ,1û 率为 .
3 3
解析 设 M x y .由题意知 F F
( , ) 1(- 3,0), 2( 3,0), 答案 6
∠ F 1 MF 2 为钝角 ⇔cos∠ F 1 MF 2= | MF 1| 2 M + F | MF 2| 2 M - F | F 1 F 2| 2 <0 解析 不 3 妨设椭圆的方程为 x2 y2 a b 根据椭圆
2| 1|·| 2| a2 +b2 =1( > >0),
MF 2 MF 2 F F 2 x 2 y2 x 2 y2
⇔| 1| +| 2| <| 1 2| ⇔( + 3) + +( - 3) + <12, 与正方形的对称性 可画出满足题意的图形 如图所示 因为
x2 , , ,
因为点M x y 在椭圆上 所以 y2 y 可解得点 ( a a )
( , ) , + =1,-1≤ ≤1, OB a 所以 OA 2a 所以点A的坐标为 又点
4 | |= , | |= , , ,
é ö æ ù 2 2 2
M纵坐标y的取值范围为êê 3÷ ç 3 úú. a2 a2
ë-1,- ø∪è ,1û A在椭圆上 所以 所以a2 b2 所以a2 a2
3 3 , a2 + b2 =1, =3 , =3( -
x2 y2 4 4
9.(2017江苏仪征中学期初检测,12)已知椭圆C
c
:
9
+
4
=1, c2
),
所以
3
c2
=2
a2
,
所以椭圆的离心率e
= a =
6.
设点M是与椭圆C的焦点不重合的一点.若点M关于椭圆C 3
的焦点的对称点分别为A B 线段MN的中点在椭圆C上 则
, , ,
AN BN .
| |+| |=
答案
12
解析 设椭圆的左 右焦点为F F 点M关于F F 的对
、 1, 2, 1, 2
称点为B A 如图 则由三角形中位线得 AN QF NB
, , , | |=2| 2|,| |
QF .
由
=2
于
|
Q
1
F
|
QF a 所以 AN NB . 13.(2019江苏海安中学月考)设 F F 分别是椭圆
x2 y2
| 2|+| 1|=2 =6, | |+| |=12 1, 2 + =1
25 16
的左 右焦点 P为椭圆上任一点 点 M 的坐标为 则
、 , , (6,4),
PM PF 的最大值为 .
| |+| 1|
答案
15
解析 如图 PF PF PF PF PM
,| 1|+| 2|=10,| 1|=10-| 2|,| |+
PF PM PF 易知点M在椭圆外 连接MF 并
| 1|=10+| |-| 2|, , 2
延长交椭圆于P点 此时 PM PF 取最大值 MF 故
思路分析 画出椭圆及对应点
,
利用椭圆定义求解. , | |-| 2| | 2|, |
10.(2017江苏如东高级中学第二次学情调研)已知椭圆C
x2 PM
|+|
PF
1|
的最大值为
10+|
MF
2|=10+ (6-3)
2
+4
2
=15
.
: +
25
y2
的左焦点为F 点M是椭圆C上一点 点N是MF的中
=1 , ,
9
点 O是椭圆的中点 ON 则点M到椭圆C的左准线的距
, , =4,
离为 .
答案 5 14.(2019北京丰台一模文,20)已知椭圆W x2 y2 直线l
: +2 =2, 1:
2 y kx m km 与椭圆W交于A B两点 直线l y kx m
解析 设椭圆C的右焦点为F′ 则MF′ 由椭圆定 = + ( ≠0) , , 2: = -
, =2×4=8, 与椭圆W交于C D两点.
义可知MF 由圆锥曲线的统一定义得点M到椭圆 ,
=10-8=2, 求椭圆W的离心率
MF (1) ;
C的左准线的距离为d 2 5 . 证明 四边形ABCD不可能为矩形.
= e = = (2) :
思路分析 椭圆上一点到焦点
4
5 的距
2
离问题可以联想椭圆定 解析 (1) 由题知
{a
b2 2 = = 1 2 , , 解得 { a c = 2,
义进行求解. a2
=
b2
+
c2
,
=1,
11.(2018新疆乌鲁木齐八一中学模拟,16)已知点P是椭圆
x2
则e
c
2 所以椭圆W的离心率为 2.
a2 + = a =
2
,
2
证明 由于两直线关于原点中心对称且椭圆是关于原点
y2
a b 上的一点 F F 分别为椭圆的左 右焦点 已知 (2) :
b2 =1( > >0) , 1, 2 、 , 的中心对称图形 , 所以不妨设A ( x 1, y 1), B ( x 2, y 2), C (- x 1,-
F PF ° 且 PF PF 则椭圆的离心率为 . y D x y x x
∠ 1 2=120 , | 1|=3| 2|, 1) { , x2 (- y2 2,- 2)( 1≠± 2),
答案 13 则 1+2 1=2,①
x2 y2
4 2+2 2=2,②
专题九 圆锥曲线 633
得 y2 y2 x2 x2 因为P是椭圆上异于点B B 的点 所以x
②-① 2( 2- 1)=-( 2- 1), 1, 2 , 0≠0,
所以k k (
y
2-
y
1) (-
y
2-
y
1)
y2
2-
y2
1 1 . 从而x 12
k
.
AB· AD=
(
x
2-
x
1)
·
(-
x
2-
x
1)
=x2
2-
x2
1
=-
2
≠-1 0=-
2
k2
+1
所以AB不垂直于AD. x2 y2 x2 y2
因为P x y 在椭圆 上 所以 0 0
所以四边形ABCD不可能为矩形. ( 0, 0) + =1 , + =1,
18 9 18 9
15.(2018江苏南通高三调研测试,17)如图 在平面直角坐标系 x2
, 从而y2 0.
xOy中 B B 是椭圆
x2 y2
a b 的短轴端点 P是椭
0-9=-
2
, 1, 2 a2 +b2 =1( > >0) ,
所以k k′
y
0-3
y
0+3
y2
0-9 1 得k′ 1 .
圆上异于点 B B 的一动点.当直线 PB 的方程为 y x · = x · x = x2 =- , =- k
1, 2 1 = +3 0 0 0 2 2
时 , 线 求 段 椭圆 PB 的 1 的 标 长 准 为 方程 4 2 . 由QB 2⊥ PB 2, 得直线QB 2 的方程为y =-k 1 ′ x -3=2 kx -3 .
(1) ; {
(2) 设点 Q 满足 : QB 1⊥ PB 1, QB 2⊥ PB 2, 求证 :△ PB 1 B 2 与 联立 y =- 1 k x +3,得x 6 k 即x 6 k .
△
QB
1
B
2
的面积之比为定值.
y kx
=
2
k2
+1
, 1=
2
k2
+1
=2 -3,
k
12
所以 S △ PB 1 B 2 x 0 - 2 k2 +1 .
S = x = k =2
△ QB 1 B 2 1 6
k2
2 +1
评析 第( )问有两种解法,是选用不同的参数求解的,解法
2
解析 设P x y Q x y . 一是用点参数,解法二是用斜率作为参数表示其他量,这是两
在 y x
(
中
0,
令
0)
x
, (
得
1,
y
1)
从而b .
种常用方法.
(1) = +3 , =0, =3, =3
{x2 y2 16.(2018江苏南京、盐城高三二模,18)如图
,
在平面直角坐标
由
y
a2 +
x 9
=1,得
a
x2
2 +
( x +
9
3) 2
=1
.
系xOy中 , 椭圆E :a
x2
2 +
y
b
2
2 =1( a > b >0) 的离心率为 2 , 上顶点
= +3 2
a2 A到右焦点的距离为 .过点D m m 作不垂直于x
所以x 6 . 2 (0, )( ≠0)
0=- a2 轴 y轴的直线l交椭圆E于P Q两点 C为线段PQ的中点
9+ , , , ,
因为 PB x2 y 2 x 且AC OC.
| 1|= 0+( 0-3) = 2| 0|, ⊥
所以
4 2= 2·
9
6
+
a
a
2
2,
解得a2
=18
. (
(
1
2
)
)
求
求
椭
实
圆
数
E
m
的
的
方
取
程
值
;
范围
;
所以椭圆的标准方程为
x2 y2
. (3)
延长AC交椭圆E于点B
,
记
△
AOB与
△
AOC的面积分别
+ =1 S
18 9 为S S 若 1 8 求直线l的方程.
y 1, 2, S = ,
解法一 直线PB 的斜率为k 0-3 2 3
(2) : 1 PB 1 = x ,
0
x
由QB PB 得直线QB 的斜率为k 0 .
1⊥ 1, 1 QB 1 =-y 0-3
x
于是直线QB 的方程为y 0 x .
1 =-y +3
0-3
x {
同理直线QB 的方程为y 0 x . c
2 =-y -3 2
0+3 解析 由题意得 a = ,所以c b2 a2 c2
y2 (1) 2 =1, = - =1,
联立两直线方程 消去y 得x 0-9. a
, , 1= x = 2,
0 x2
x2 y2 所以椭圆E的方程为 y2 .
因为P x y 在椭圆 上 + =1
( 0, 0) + =1 , 2
18 9 解法一 由 得A .设P x y Q x y C x
x2 y2 x2 (2) : (1) (0,1) ( 1, 1), ( 2, 2), ( 0,
所以 0 0 从而y2 0. y 其中x y 均不为 且x x .
+ =1, 0-9=- 0), 0, 0 0, 1≠ 2
18 9 2 因为P Q两点都在椭圆E上 所以x2 y2 x2 y2
x , , 1+2 1=2, 2+2 2=2,
所以x 0. y y y
1=- 两式相减得 2- 1 0 1 .
2 x x ×x =-
所以 S △ PB 1 B 2 x 0 . y y y 2 m - 1 0 y m 2 y
S △ QB 1 B 2 = x 1 =2 又 x 2- x 1 = 0 x - , 所以 0 x - ×x 0 =- 1 ,
解法二 设直线PB PB 的斜率分别为k k′ 则直线PB 的 2- 1 0 0 0 2
方程为
:
y kx .
1, 2 , , 1 即x2
0=2
y
0(
m
-
y
0)
.
①
= +3 y y
由QB PB 得直线QB 的方程为y 1 x . 又AC ⊥ OC , 所以 0 x -1 ×x 0 =-1,
1⊥ 1, 1 =- k +3 0 0
将y
=
kx
+3
代入 x2
+
y2
=1,
得
(2
k2
+1)
x2
+12
kx
=0,
即
由
x2
0=
y
得
0(1
y
-
y
0)
m
.
②
x2 m m
18 9 ①② 0=2 -1, 0=(1-2 )(2 -2)∈(0,2),
634 5年高考3年模拟 A版(教师用书)
k
所以 1 m . 与椭圆 E 的方程联立 解得 x 8 或 舍 即 x
< <1 , =- k2 0( ), 3 =
2 1+8
解法二 由 得A .设P x y Q x y C x y . k
: (1) (0,1) ( 1, 1), ( 2, 2), ( 0, 0) 8 .
设直线l的方程为y kx m k - k2
= + ( ≠0), 1+8
将其与椭圆E的方程联立 消去y得 k2 x2 kmx m2 km k k2 k
, (1+2 ) +4 +2 - 又因为x -2 -2 2 +1 -2
0= k2 = k2 × k2 = k2,
2=0(∗), 1+2 1+2 4 +1 1+4
km k
所以x x -4 1 AO x -8
1+ 2=
1+2
k2,
所以
S
1 2
×| 3|
1+8
k2
4+16
k2
.
所以x 0= x 1+ 2 x 2 = 1 - + 2 2 k k m 2, y 0= kx 0+ m = 1+ m 2 k2, S 2 = 1 2 AO ×| x 0| = 1 - + 2 4 k k2 = 1+8 k2
即C æ è ç 1 - + 2 2 k k m 2, 1+ m 2 k2 ö ø ÷ , 因为 S S 1 2 = 3 8 , 所以4 1 + + 1 8 6 k k 2 2 = 3 8 , 解得k =± 2 1 ,
m k2 ( )
此时m 2 +1 3 D点坐标为 3
所以k
y
0-1 1+2
k2
2
k2
+1-
m
.
=
4
k2
+1
=
4
, 0,
4
,
AC= x = km= km
0 -2 2 所以直线l的方程为y 1 x 3 .
1+2
k2 =±
2
+
4
m x2 y2
17.(2019安徽黄山八校联考,20)已知椭圆 a b
y k2 a2 +b2 =1( > >0)
又因为k 0 1+2 1 且AC OC
OC=x = km=- k, ⊥ ,
0 -2 2 的左 右焦点分别为F F 离心率e 1 点P是椭圆的上顶
1+2
k2 、 1, 2, =
2
,
k2 m ( ) 点的一个动点 PF F 面积的最大值是 .
所以k AC× k OC= 2 + k 1 m - × - 1 k =-1, 求椭圆的方 ,△ 程 1 2 4 3
2 2 (1) ;
k2 若A B C D是椭圆上不重合的四点 AC与BD相交于点
整理得m 2 +1. (2) , , , ,
= k2
4 +1 F →AC B→D 且 →AC B→D 96 求此时直线 AC 的
因为 k 则 m 2
k2
+1 4
k2
+1-2
k2
2
k2
1
1, · =0, | |+| | =
7
,
≠0, = k2 = k2 =1- k2 =1- 方程.
4 +1 4 +1 4 +1 1
2+ k2 解析 由题意知 当点P是椭圆的上顶点或下顶点时
2 (1) , ,
( )
1 PF F 面积取得最大值 此时 S 1 c b 又
∈ 2 ,1 , △ 1 2 , , △ PF 1 F 2 = 2 ·2 · =4 3,
此时Δ k2 m c
=8(2 +1- )>0,
( )
e
= a =
1
,
结合a2
=
b2
+
c2
,
所以实数m的取值范围为 1 . 2
2
,1
所以a b c .所以所求椭圆的方程为
x2 y2
.
解法一 设B x y 点B在椭圆E上 所以x2 y2 . =4, =2 3, =2 + =1
(3) : ( 3, 3), , 3+2 3=2 16 12
又AC
⊥
OC
,
所以 y 3
x
-1
×
y
x
0
=-1,
即y
3=-
x
y
0x
3+1,
(2) 由 (1) 知F 1(-2,0), 由→AC · B→D =0 得AC ⊥ BD.
3 0 0 当直线AC与BD有一条直线的斜率不存在时 →AC B→D
x y ① ,| |+| |
代入上式消去y 得x 4 0 0 不符合题意
3, 3=y2
0+2
x2
0
, =1
设
4,
直线AC的斜
;
率为k k存在且不为 则直线BD的斜
② ( 0),
1 AO x {y k x
S ×| 3| x y = ( +2),
所以
S
1
=
2
= x
3
= y2
4 0
x2
. 率为
-
1
k
.直线AC的方程为y
=
k
(
x
+2),
联立 x2 y2 消
2 1 AO ×| x 0| 0 0+2 0 16 + 12 =1,
2 去y得 k2 x2 k2x k2
(3+4 ) +16 +16 -48=0,
由
(2)
知y
0=2
m
-1,
x2
0=(1-2
m
)(2
m
-2),
1
<
m
<1, 设A x y C x y 则x x 16
k2
x x 16
k2
-48
S m
2 ( 1, 1), ( 2, 2), 1+ 2=-
3+4
k2, 1 2=
3+4
k2 ,
所以 S 1
2
=
(2
m
-1)
2
+
4
2
(
(
2
1-
-
2
1 m )
)(2
m
-2)
=
3-
4
2
m =
3-
4
2
m . 所以
|
→AC
|= 1+
k2
|
x
1-
x
2|=
24(1+
k
k
2
2 ).
S 3+4
因为 1 8 所以 4 8 解得m 3 k2
S = , m= , = , 同理可得 B→D 24(1+ )
2 3 3-2 3 4 | |= k2 ,
4+3
此时y 0=2 m -1= 1 , x2 0=(1-2 m )(2 m -2)= 1 , 所以x 0=± 1 , 由 →AC B→D 168(1+ k2 ) 2 96 解得k2
(
2
) (
4
)
2 | |+| |=
(4+3
k2
)(3+4
k2
)
=
7
, =1,
所以C点坐标为 1 1 D点坐标为 3 故直线AC的方程为y x .
± , , 0, , =±( +2)
2 2 4
思路分析 根据离心率e 1 PF F 面积的最大值是
所以直线l的方程为y =± 1 x + 3 . (1) = 2 ,△ 1 2
2 4
解法二 设B x y 4 3, 结合a2 = b2 + c2 , 即可求出a 、 b , 从而得结果 ;(2) 直线与
: ( 3, 3),
曲线方程联立 根据根与系数关系 弦长公式将 →AC B→D 用
k 1 k 所以直线AB的方程为y kx , , | |+| |
AB=-k =2 , =2 +1, k表示 解方程即可得k的值.
OC ,
专题九 圆锥曲线 635
件
方
确
法
定
点拨
关于
求
a ,
椭
b ,
圆
c的
标
方
准
程
方
组
程
,
时
解
一
出
般
a
利
, b ,
用
即
待
可
定
得
系
到
数
椭
法
圆 ,
根
的
据
标
条
准
由
a
x2
0+
y2
0 b =5,
得A
( 椭 2, 圆 1) 的 ,
将
方程
c
= 为 6 x
代
2
入
y2
椭圆
.
方程解得
方程.解决直线与椭圆的位置关系的相关问题 其常规思路是 =2 2, = 2,∴ + =1
, 8 2
先把直线方程与椭圆方程联立 消元 化简 然后利用根与系
, 、 , 由题意设l′ y 1 x m m
数的关系解决相关问题.涉及弦中点的问题常常用 点差法 : = + ( ≠0),
“ ” 2
解决. {x2 y2
+4 =8,
x2 y2 联立 整理得x2 mx m2
18.(2018广东茂名模拟,20)已知椭圆C a b 的 y 1 x m +2 +2 -4=0,
:a2 +b2 =1( > >0) = + ,
2
焦距为 设右焦点为F 过原点O的直线l与椭圆C交于 Δ m2 m2 即m .
2 6, ,
=4 -4(2 -4)>0, ∈(-2,0)∪(0,2)
设直线AP AQ的斜率分别为k k P x y Q x y 则
A B两点 线段AF的中点为M 线段BF的中点为N 且O→M , 1, 2, ( 1, 1), ( 2, 2),
, , , , · y y
k 1-1 k 2-1.
O→N = 求 4 1 弦 . AB的长 由 1= x x 2 1 + - 2 2 m , x + 2 2 = m x 2 2 - - 4 2 =0,
(1) ; 可得x x m x x m2
当直线l的斜率k 1 且直线l′ l时 l′交椭圆于P Q 1+ 2=-2 , 1 2=2 -4,
(2) = , ∥ , , , y y y x y x
2 所以k k 1-1 2-1 ( 1-1)( 2-2)+( 2-1)( 1-2)
若点A在第一象限 求证 直线AP AQ与x轴围成一个等 1+ 2=x +x = x x
, : , ( 1 ) -2 2-2 ( ( 1 ) -2)( 2-2)
腰三角形.
1 x m x 1 x m x
1+ -1 ( 2-2)+ 2+ -1 ( 1-2)
解析 由题意可知 c c F 设A x 2 2
(1) 2 =2 6, = 6, ( 6,0), ( 0, = x x
y B x y ( 1-2)( 2-2)
0), (- 0,- 0), x x m x x m
æx y ö æ x y ö 1 2+( -2)( 1+ 2)-4( -1)
则M è ç 0+ 6 , 0 ø ÷ , N è ç- 0+ 6 ,- 0 ø ÷ , = ( x 1-2)( x 2-2)
2 2 2 2 m2 m2 m m
由O→M · O→N = 6- x 4 2 0- y2 0 = 4 1 , 则x2 0+ y2 0=5, = 2 直线 -4 ( A - x P 2 1- A 2 Q ) + ( 与 4 x 2 x - - 轴 4 2 ( ) 围 - 成 1) 一 = 个 0, 等 即 腰 k 三 1+ 角 k 2 形 =0 . .
∴ ,
则 AB x2 y2 .
| |=2 0+ 0 =2 5
证明 直线l的斜率k 1 则l y 1 x y 1 x
(2) : = , : = , 0= 0,
2 2 2