9.1 椭圆考点一 椭圆定义及应用
【例1-1】(2023·陕西西安·一模)已知点 在椭圆 上运动,点 在圆 上运动,则
的最大值为( )
A. B. C.5 D.6
【答案】B
【解析】设圆 的圆心为 ,则 ,
设 ,则 ,
所以
,当且仅当 时取得最大值,
所以 .
故选:B.
【例1-2】(2024·广东惠州·模拟预测)已知椭圆的方程为 ,过椭圆中心的直线交椭圆于A、B两点,
是椭圆的右焦点,则 的周长的最小值为( )
A.8 B. C.10 D.
【答案】C
【解析】椭圆的方程为 ,则 , , ,
连接 , ,则由椭圆的中心对称性可知 ,
可知 为平行四边形,则 ,
可得 的周长为 ,
当AB位于短轴的端点时,|AB)取最小值,最小值为 ,
所以周长为 .
故选:C.
【例1-3】(2024·江苏泰州·模拟预测)已知F为椭圆 的右焦点,P为C上一点,Q为圆
上一点,则 的最大值为( )
A.5 B. C. D.6
【答案】B
【解析】由题意知, ,设椭圆的左焦点为 ,
如图,P为C上一点,Q为圆 上一点, ,半径为1,
,
当且仅当 三点共线时,等号成立,
所以 的最大值为 .故选:B
【例1-4】(23-24 湖北·期末)已知椭圆 ( )的两焦点分别为 、 .若椭圆上有一点P,
使 ,则 的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
如图,不妨设 ,由点 在椭圆上可得: ①,
由余弦定理可得: ,化简得: ②,
由①式两边平方再减去②式,得: ,
于是 的面积为 .
故选:D.
【一隅三反】
1.(2024·四川内江·三模)设 是椭圆 的两个焦点,点P在椭圆C上,若 为直角三角
形,则 的面积为( )
A. B.1或 C. D.1或
【答案】D
【解析】因为 ,所以 ,若 (当 时,面积一样),则 , ,
所以 ;
若 ,设 ,则 ,所以 ,
故 ,符合题意;
综上: 的面积为1或 .
故选:D
2.(2025·安徽·模拟预测)(多选)已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,P是C上的任意一
点,则( )
A.C的离心率为 B.
C. 的最大值为 D.使 为直角的点P有4个
【答案】BCD
【解析】由原方程可得椭圆标准方程为 ,
, ,故A错误;
由椭圆定义可知 ,故B正确;
由椭圆的性质知 ,故C正确;
易知以线段 为直径的圆(因为 )与C有4个交点,故满足 为直角的点 有4个,故D正确.
故选:BCD
3.(23-24 北京丰台·期末)已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,点 在椭圆 上.若
,则 的面积为( )A.2 B.4 C.8 D.9
【答案】B
【解析】如图所示,椭圆 ,可得 ,则 ,
因为点 在椭圆 上,可得 ,
又由 ,可得 ,
联立方程组 ,可得 ,
所以 的面积为 .
故选:B.
4.(2024·江西九江·二模)已知椭圆 的上顶点为 ,离心率为 ,过其左焦点倾斜角
为30°的直线 交椭圆 于 , 两点,若 的周长为16,则 的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为椭圆的离心率 ,可得 ,
所以 ,即 ,可得 ,则点 ,右焦点 ,所以 ,
由题意可得直线 的斜率 ,
所以 ,即 ,
由题意设直线 的方程为 ,
直线 的方程为 ,
设直线 与直线 的交点为 ,
联立 ,可得 , ,
则 ,可得 为 的中点,所以直线 为线段 的中垂线,
即 , ,
的周长为 ,可得 ,
所以 , ,
所以椭圆的方程为: .
故选:C.
5.(2024·河北衡水·三模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,焦距为6,点 ,
直线 与 交于A,B两点,且 为AB中点,则 的周长为 .
【答案】
【解析】由题意知 ,设A,B两点坐标分别为 ,
两式相减得 ,
由题意 为AB中点,
则 ,代入整理得 .
即由题意知 ,
因此 ,所以 ,由焦距为6,解得 .
由椭圆定义知 的周长为 .
故答案为:
6.(23-24高三上·全国·阶段练习)已知 ,点 为椭圆 上的动点,当 取最
小值时,点 的横坐标的值为 .
【答案】
【解析】因为 为椭圆的右焦点,设椭圆左焦点为 ,则 ,
由椭圆的定义,得 ,
当 为射线 与椭圆交点时, 取最小值,
因为直线 方程为 ,设P(x,y),联立 ,消去 得 或 ,
由于 ,所以 ,
故答案为:
考点二 椭圆的标准方程
【例2-1】(2024·安徽合肥·模拟预测)已知焦点在 轴上的椭圆的离心率为 ,焦距为 ,则该椭圆的方
程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知: ,可得 ,
则 ,所以该椭圆的方程为 .
故选:C.【例2-2】(2024·陕西安康·模拟预测)已知椭圆 的左、右焦点分别为
,真线 与 轴的交点为 ,过右焦点 作 于点 ,且
的中点 在椭圆 上,则椭圆 的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】连接 ,依题意,知 是线段 的中点, ,
又 是线段 的中点,所以 , ,
因为 ,所以 ,
因为点 在椭圆 上,结合椭圆的定义,
,得 ,
解得 ( 舍去),所以 ,
所以椭圆 的方程为 .
故选:C.
【例2-3】(2024·山西太原·三模)已知点 分别是椭圆 的左、右焦点, 是 上一点, 的内切圆的圆心为 ,则椭圆 的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】依题意,设椭圆 的方程为 ,由 在 上,得 ,
显然 的内切圆与直线 相切,则该圆半径为1,而 ,
又 ,于是 , ,因此 ,解得 ,
所以椭圆 的标准方程是 .
故选:B
【一隅三反】
1.(2024·河南·模拟预测)若方程 表示焦点在 轴上的椭圆,则( )
A. B.
C. D. 或
【答案】C
【解析】方程 可化为: ,
因为方程 表示焦点在 轴上的椭圆,
所以 ,解得 .
故选:C2.(2024·福建南平·二模)已知椭圆 的焦点为 , ,点 在 上,点 在 轴上, ,
,则 的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为椭圆 的焦点为F (−1,0),F (1,0),
1 2
所以设椭圆 的方程为: ,
设 , ,F (1,0),
2
则 ,因为 ,
所以 ,所以 ,
所以 ,又因为 ,
所以 ,所以 ,
所以 ,所以 或 ,
因为 在 上,所以 ,即 ,
解得: 或 ,因为椭圆 的焦点在 轴上,
所以 .故 的方程为 .故选:D.
3.(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知椭圆 的中心为原点,焦点为 , ,以 为圆心, 为
半径的圆交椭圆 于 、 两点,且 ,则椭圆 的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】连接 、 ,根据对称性可知 ,
又 ,所以 为等边三角形,即 ,
所以 点为椭圆的短轴的顶点,
又 ,所以|AF )=|AF )=a=2c=4,则 ,
1 2
所以椭圆方程为 .
故选:C
4.(2024·江西九江·三模)已知椭圆 的左右焦点分别为 ,过 且倾斜角为 的直线交 于第一象限内一点 .若线段 的中点在 轴上, 的面积为 ,则 的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】如图, 为线段 的中点, 为线段 的中点, ,又 轴, 轴.
在 中, ,设 ,则 的面积为 ,
,
,则C的方程为 .
故选:D.
考点三 椭圆的离心率
【例3-1】(2024·辽宁·模拟预测)已知焦点在 轴上的椭圆 的短轴长为2,则其离心率为
( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由椭圆 的短轴长为2,知 , ,即 , ,
因此 ,又椭圆的离心率 ,
故选:A.
【例3-2】(2024·广东·一模)已知点F,A分别是椭圆 的左焦点、右顶点, 满足
,则椭圆的离心率等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 , ,
,即 ,
整理得 ,即 ,
等号两边同时除以 得 ,即 ,求得 ,
, ,
故选:B.
【例3-3】.(2024·海南·模拟预测)在平面直角坐标系 中,已知椭圆 : ,点
, ,若以 为直径的圆过椭圆 的右焦点 ,且
,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C【解析】由以 为直径的圆过椭圆 的右焦点 ,得 ,即 ,
而 ,则 ,又 ,
由 ,得 ,
则 ,即 ,因此 ,
整理得 ,解得 ,所以椭圆 的离心率为 .
故选:C
【一隅三反】
1.(2024·湖南·三模)已知 是椭圆 的左、右焦点,O是坐标原点,过 作直线与
C交于A,B两点,若 ,且 的面积为 ,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
我们首先来证明一个引理:若 ,则 ,证明如下:设 ,则由余弦定理有
,即 ,
所以 ,
所以 ,从而引理得证;
根据题意可得, ,解得 ,
因为 ,所以 ,解得 ,
由 , ,可得三角形 为等边三角形,
所以 ,所以 ,
所以 ,所以 是 的中点,
所以 ,所以 ,即 ,
所以 .
故选:C.
2.(2024·江苏南京·二模)设 分别为椭圆 的左,右焦点, 为椭圆上一点,直线
与以 为圆心、 为半径的圆切于点 为坐标原点 ,且 ,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意, , ,因为直线 与以 为圆心、 为半径的圆切,
所以 ,
因此由勾股定理可知 ,
又 ,所以 ,因此 ,
由勾股定理可得 ,
根据椭圆定义, , .
故选:B
3.(2024·陕西铜川·三模)已知原点为 ,椭圆 与直线 交于 两点,
线段 的中点为 ,若直线 的斜率为 ,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 ,则 ,
则 ,两式相减可得 ,
,即 ,即 , ,故 .
故选:B
4.(2024·河南濮阳·模拟预测)点 是椭圆 上的点,以 为圆心的圆与 轴相切于椭圆
的焦点 ,圆 与 轴相交于 两点,若 是锐角三角形,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】 圆 与 轴相切于焦点 , 轴,可设 ,
在椭圆上, ,解得: , 圆 的半径为 ;
作 轴,垂足为 ,
, ,
为锐角三角形, , ,
,即 ,解得: ,
即椭圆离心率的取值范围为 .
故选:D.考点四 椭圆的实际应用
【例4-1】(2024·重庆·三模)如图所示,“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月球,在月球附近一点
变轨进入以月球球心 为一个焦点的椭圆轨道I绕月飞行,之后卫星在 点第二次变轨进入仍以 为一个焦点
的椭圆轨道II绕月飞行,最终卫星在 点第三次变轨进入以 为圆心的圆形轨道III绕月飞行,若用 和 分
别表示椭圆轨道I和II的焦距,用 和 分别表示椭圆轨道I和II的长轴的长,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】如图可知, , , ,A不正确;
, , ;B不正确;
由 , 可知 ,C不正确;
,可得 ,故 ,
即 , , ,即 ,D正确,
故选:D.
【一隅三反】1.(2024·内蒙古赤峰·一模)如图所示,椭圆有这样的光学性质:从椭圆的一个焦点出发的光线,经椭圆反射
后,反射光线经过椭圆的另一个焦点.根据椭圆的光学性质解决下面的题目:已知曲线C的方程为 ,
其左、右焦点分别是 , ,直线l与椭圆C切于点P,且 ,过点P且与直线l垂直的直线 与椭圆长
轴交于点M,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由已知得 , ,
由椭圆定义可得 ,
根据光的反射定理可得 为 的角平分线,
由正弦定理 ,
所以 , ,又
所以
即 .
故选:D.
2 .(2023·全国·模拟预测)我国在2022年完成了天宫空间站的建设,根据开普勒第一定律,天宫空间站的运
行轨道可以近似为椭圆,地球处于该椭圆的一个焦点上.已知某次变轨任务前后,天宫空间站的近地距离(天宫空间站与地球距离的最小值)不变,远地距离(天宫空间站与地球距离的最大值)扩大为变轨前的3倍,椭
圆轨道的离心率扩大为变轨前的2倍,则此次变轨任务前的椭圆轨道的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设变轨前椭圆的长半轴长和离心率分别为 ,则半焦距为 ,
设变轨后椭圆的长半轴长为 ,显然变轨后椭圆离心率为 ,半焦距为 ,
依题意, ,整理得 ,即 ,
而 ,解得 ,
此次变轨任务前的椭圆轨道的离心率为 .
故选:C
3.(23-24高二上·山东潍坊·阶段练习)开普勒第一定律指出,所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处
在椭圆的一个焦点上.若某行星距太阳表面的最大距离为 ,最小距离 ,太阳半径为 ,则该行星运行轨迹椭
圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设椭圆的焦距为 ,长轴长为 ,
则由已知可得 ,
两式相加可得 ,两式相减可得 ,
则 , ,所以离心率 .
故选:A.
4.(2022·江西九江·三模)油纸伞是中国传统工艺品,至今已有1000多年的历史,为宣传和推广这一传统工
艺,北京市文化宫开展油纸伞文化艺术节活动中,某油纸伞撑开后摆放在户外展览场地上,如图所示,该伞伞
沿是一个半径为2的圆,圆心到伞柄底端距离为2,当阳光与地面夹角为 时,在地面形成了一个椭圆形影子,
且伞柄底端正好位于该椭圆的长轴上,若该椭圆的离心率为e,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因伞柄底端正好位于该椭圆的长轴上,
由图可知,椭圆的短半轴长 ,
在 中, ,
由正弦定理得:
,
所以 ,故选:D.
5.(2023·广东广州·三模)我国南北朝时期的伟大科学家祖暅于5世纪末提出了下面的体积计算原理:“幂势
既同,则积不容异”.这就是“祖暅原理”.祖暅原理用现代语言可描述为:夹在两个平行平面之间的两个几
何体,被平行于这两个平面的任意平面所截,如果截得的两个截面的面积总相等,那么这两个几何体的体积相
等.运用祖暅原理计算球的体积时,构造一个底面半径和高都与球的半径相等的圆柱,与半球(如图1)放置
在同一平面上,然后在圆柱内挖去一个以圆柱下底面圆心为顶点,圆柱上底面为底面的圆锥后得到一新几何体
(如图2),用任何一个平行于底面的平面去截它们时,可证得所截得的两个截面的面积都相等,由此得到新
几何体与半球的体积相等,即 .现将椭圆 绕 轴旋转一周后得到如
图3所示的椭球,类比上述方法,运用祖暅原理可求得该椭球的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】构造一个底面半径为 ,高为 的圆柱,在圆柱中挖去一个以圆柱下底面圆心为顶点,
圆柱上底面为底面的圆锥后得到一新几何体.
当平行于底面的截面与圆锥顶点距离为 时,设小圆锥底面半径为 ,
则 ,即 ,故新几何体的截面面积为 .
把 代入 ,即 ,解得 ,
故半椭球的截面面积为 ,由祖暅原理,可得椭球的体积为:
.
圆柱 圆锥
故选:A.
6.(2023·广东韶关·模拟预测)韶州大桥是一座独塔双索面钢砼混合梁斜拉桥,具有桩深,塔高、梁重、跨大
的特点,它打通了曲江区、浈江区、武江区交通道路的瓶颈,成为连接曲江区与芙蓉新城的重要交通桥梁,大
桥承担着实现韶关“三区融合”的重要使命,韶州大桥的桥塔外形近似椭圆,若桥塔所在平面截桥面为线段
,且 过椭圆的下焦点, 米,桥塔最高点 距桥面 米,则此椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图按椭圆对称轴所在直线建立直角坐标系,
设椭圆方程为 ,
令 ,即 ,解得 ,依题意可得 ,
所以 ,所以 ,所以 .
故选:D.考点五 弦长及应用
【例5-1】(2024·河南·模拟预测)已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,点
为椭圆 上一点,且 的面积为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若倾斜角为 的直线l与C相交于两个不同的点 ,求 的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由题意可得 ,解得 ,
故椭圆 的标准方程为 ;
(2) ,故可设 ,A(x ,y ),B(x ,y ),
1 1 2 2
联立 ,消去 可得 ,
,即 ,
, ,
则
,则当 时,|AB)有最大值,且其最大值为 .
【例5-2】(2024·天津·模拟预测)椭圆 ,过左焦点 的直线 交椭圆E于A、C两点,
的最大值为 ,最小值为 .
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)过 的直线 交椭圆E于B、D两点,且 ,求四边形ABCD的面积的取值范围.
【答案】(1) ;
(2) .
【解析】(1)记直线 的倾斜角为 ,点A在x轴上方,则 ,记 ,
则 ,
在 中,由余弦定理得 ,整理得 ,
同理,在 中,由余弦定理整理可得 ,
所以 ,
易知,当 时, 取得最大值 ;当 时, 取得最小值 .
依题意有 ,解得 ,所以,椭圆E的标准方程为 .
(2)因为 ,所以 的倾斜角为 或者 ,
因为 ,
所以由(1)可得 , ,
则四边形ABCD的面积
.
因为 , ,
所以 ,所以 .
【一隅三反】
1.(23-24高三下·陕西西安·阶段练习)已知椭圆C: 的离心率为 ,且过点
.
(1)求C的方程;
(2)设过C的左焦点且斜率为 的直线与C交于M,N两点,求 的面积.【答案】(1)
(2)
c ❑√3
【解析】(1)设 的半焦距为 ,则 = .
a 3
故 .
将 代入C的方程有 ,故 , , .
所以C的方程为 .
(2)
由(1)可知 的左焦点为 .
故过左焦点且斜率为 的直线为 : .
将 与 的方程联立 ,有 .
设M(x ,y ),N(x ,y ),则不妨取 , .
1 1 2 2
故 .
且P到 的距离 .所以 的面积为 .
2.(2024高三下·全国·专题练习)已知 是椭圆 的左焦点,A,B分别是E的左、右顶
点,C是E上一点(异于A,B),线段 的中点为D,O为坐标原点, .
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)已知过 且斜率不为0的直线与椭圆E交于M,N两点,求四边形AMBN面积的最大值.
【答案】(1)
(2)6
【解析】(1)设 是椭圆 的右焦点,连接 ,
∵D是线段 的中点,O是线段 的中点,
∴ ,由椭圆的定义知,
,
∴ ,由椭圆的几何性质知,
,∴ ,
,∴椭圆E的标准方程为 ;
(2)设M(x ,y ),N(x ,y ),直线 ,
1 1 2 2将 代入 整理得,
, ,∴ ,
,
设 ,则 ,∴ ,
∴ ,
∴ 在区间 上是减函数,
∴ ,∴四边形AMBN面积的最大值为6.
3.(2024·四川德阳·三模)已知椭圆 的离心率为 其左右焦点分别为 下顶
点为A,右顶点为B, 的面积为
(1)求椭圆 C 的方程;
(2)设不过原点O 的直线交C于M、N两点,且直线 的斜率依次成等比数列,求 面积的
取值范围.【答案】(1)
(2)
【解析】(1)依题意 ,又 ,
又 ,
所以 ,
所以椭圆 C 的方程为 .
(2)由题意可知,直线的斜率存在且不为0,故可设直线: ,
,联立直线和椭圆 ,
化简得 ,
由题意可知 ,即 ,
且 ,
则
,
又直线 的斜率依次成等比数列。即 ,
则 ,所以 且 ,
设点O到直线 的距离为 ,又
,
所以 ,
令 , ,
显然 在(0,1)上为增函数,在 上为减函数,
所以 ,即 ,
所以 ,故 面积的取值范围为(0,1).
一.单选题
1.(2024·黑龙江大庆·三模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,若经过 的
弦 满足 ,则椭圆 的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】A【解析】
由题可知 ,
所以 ,解得 ,
由
得 ,
整理得 ,
所以 .
故选:A.
2.(2024·湖北武汉·三模)已知椭圆C: ( )的左、右焦点分别为 , ,P为C上一
点,满足 ,以C的短轴为直径作圆O,截直线 的弦长为 ,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图,取弦AB的中点D,连接 ,则 ,即 ,因为 ,
所以 ,因为O为 的中点,所以D是 的中点,所以 ,因为 ,所以OD垂直平分弦AB,因为 , ,
所以 ,所以 ,
由椭圆定义可得 , ,
所以 ,解得 , ,
所以离心率为 ,
故选:A.
3.(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知直线 与椭圆 相切,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】依题意,联立 ,得 ,
化解得 ,
因为直线 与椭圆 相切,
所以 ,
化简整理得 ,所以 .
故选:C.4.(2024·福建泉州·模拟预测)椭圆 ,其右焦点为 ,若直线 过点 与 交于 ,则 最
小值为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【解析】要使|AB)最小,即为 和焦点 在的轴垂直的直线截得的线段长.
右焦点为 ,直线为 ,联立此直线和椭圆解得交点的纵坐标为 ,
故|AB)最小值为1.
故选:B.
5.(2024·浙江金华·三模)已知椭圆 , 、 分别为其左右焦点,点M在C上,且
,若 的面积为 ,则 ( )
A. B.3 C. D.4
【答案】B
【解析】设 , ,则 ,
化简得: ,所以 , ,
另外,由余弦定理得: ,结合以上两个式子,
消去 可得 ,
又因为 ,所以化简可得: ,所以 ,可得 .
故选:B.
6.(2024·湖南长沙·二模)已知 , 分别为椭圆 的左、右焦点, 为椭圆的上顶点,
过 作 的垂线,并与椭圆交于点 ,且满足 ,则椭圆 的离心率为( )A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
如图所示,
设 关于原点对称的点为 ,则 为平行四边形,
由 可知, , , 三点共线,且 ,
设 ,则 ,在 中, ,解得 ,
注意到 ,
在 中结合余弦定理可得, ,
解得 ,则 ,所以 ,
故选:C.
7(2024·河南驻马店·二模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,点 在 上但不
在坐标轴上,且 是等腰三角形,其中一个内角的余弦值为 ,则 ( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【答案】B
【解析】依题意得 ,设 ,
不妨设点 在第一象限,若 ,有 ,故 或 ,
解得 或 ,又 9,所以 .
若 ,有 ,同理可得 .
此时 , ,不符合点 在第一象限,
所以 .
故选:B.
8.(2024·新疆·二模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 , , 为椭圆上不与左右顶点重合的任
意一点, , 分别为ΔM F F 的内心和重心,则⃗IG⋅⃗F F =( )
1 2 1 2
A.0 B.1 C. D.3
【答案】A
【解析】
m n
设M(m,n),n>0,I(s,t),t>0,则G( , ),
3 3
因为椭圆 ,则|M F )+|M F )=6,|F F )=2,
1 2 1 2
,F (−1,0),F (1,0),
1 2
由切线的性质和椭圆的焦半径公式得
m ( m)
|M F )−|M F )=3+ − 3− =(s+1)−(1−s),
1 2 3 3m
则s= ,
3
1 1
由S = n|F F )= t(|M F )+|M F )+|F F )),
△MF 1 F 2 2 1 2 2 1 2 1 2
n
即2n=t(6+2),即t= ,
4
所以I (m , n) ,则⃗IG= ( 0, n ) ,
3 4 12
又⃗F F =(2,0),
1 2
所以⃗IG⋅⃗F F =0.
1 2
故选:A.
二.多选题
9.(2024·黑龙江双鸭山·模拟预测)已知直线 经过椭圆 的一个焦点和一个顶
点 ,且与 在第四象限交于点 的左、右焦点分别为 ,则( )
A. 离心率为 B. 的周长为
C.以 为直径的圆过点 D.
【答案】BC
【解析】不妨设 为上顶点,如图,
对于A,直线 经过 的右焦点 和上顶点 ,所以 ,
则 ,所以 离心率为 ,故A错误;对于B,由椭圆的定义知可知, 的周长为 ,B正确;
对于C,由A中分析可得 ,所以 ,
所以 ,则以 为直径的圆过点 ,C正确;
对于D,由A中分析可知 的方程为 ,
由 解得 或 ,则 ,
所以 ,D错误.
故选:BC.
10.(2024·福建福州·模拟预测)已知 为椭圆 的左,右焦点, 为平面上一点,若
,则( )
A.当 为 上一点时, 的面积为1
B.当 为 上一点时, 的值可以为1
C.当满足条件的点 均在 内部时,则 的离心率小于
D.当点 在 的外部时,在 上必存在点 ,使得
【答案】ACD
【解析】对A:如图:因为 点在椭圆上,不妨设 点在第一象限,所以 ,
又因为 ,所以 .
所以 ,所以 ,故A正确;
对B:因为 , ,所以 ,而 .
所以 不可能为1,故B错误;
对C:如图:
当 都在椭圆内部,则 ,故C正确;
对D:如图:
当 在 的外部时,因为 ,所以以 , 为直径的圆与椭圆 必有交点,不妨取 ,则 ,
故D正确.
故选:AC
11.(23-24 福建南平·期末)已知椭圆 的左右焦点分别为 ,过 的直线 交椭圆于 两点,
则( )A. 的周长为4
B.|PF )的取值范围是
1
C.|PQ)的最小值是3
D.若点 在椭圆上,且线段 中点为 ,则直线 的斜率为
【答案】BCD
【解析】由题意可知椭圆的长轴长 ,左焦点 ,
由椭圆的定义可知 ,
故A错误;
设 , ,
易知 ,故B正确;
若 的斜率存在,不妨设其方程为: ,
联立椭圆方程 ,则 ,
所以 ,
若 的斜率不存在,则其方程为 ,与椭圆联立易得 ,
显然当 的斜率不存在时, ,故C正确;
设 ,易知
,
若 中点为 ,则 ,故D正确.
故选:BCD三.填空题
12.(2024·湖南长沙·三模)已知椭圆 的离心率为 ,过 的左焦点且斜率为1的直线
与 交于 两点.若 ,则 的焦距为 .
【答案】
【解析】由椭圆 的离心率为 ,可得 ,则 ,
所以椭圆 的方程为 ,即 ,
由直线 过椭圆 的右焦点 且斜率为 ,可得 的方程为 ,
联立方程组 ,整理得 ,
则 ,
设A(x ,y ),B(x ,y ),则 ,
1 1 2 2
所以 ,
解得 ,所以椭圆 的焦距为 .
故答案为: .
13.(2024上海·期末)已知 是椭圆 的两个焦点, 为椭圆 上的一点,且
,若 的面积为9,则 的值为 .【答案】3
【解析】 ,
,①
又
②
①-②得: ,
的面积为9,
,
故答案为:3.
14.(2024·湖南·模拟预测)过椭圆C: ( )上的动点P向圆O: 引两条切线
.设切点分别是A,B,若直线 与x轴、y轴分别交于M,N两点,则 面积的最小值是 .
【答案】
【解析】设点P(x ,y ),则以 为直径的圆的方程为 ,
0 0
与圆O的方程 相减得 ,即 是过切点 的直线方程, ,
令 ,得 ,所以 ,令 ,得 ,所以 ,
所以 ,
所以点 到直线 的距离 ,
所以 ,
因为点P(x ,y )在椭圆C: ( )上,
0 0
所以 ,
即 ,等号成立当且仅当 ,
所以 ,等号成立当且仅当 ,
综上所述, 面积的最小值是 .
故答案为: .
四.解答题
15.(2024·河北衡水·一模)已知椭圆 过 和 两点. 分别为椭圆的左、
右焦点, 为椭圆上的点( 不在 轴上),过椭圆右焦点 的直线 与椭圆交于 两点.
(1)求椭圆的标准方程;(2)求 的范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由题意可知,将点 代入椭圆方程,
得 ,解得 ,
所以椭圆的标准方程为 .
(2)由(1)知F (−1,0),F (1,0),
1 2
当直线l的斜率为0时, ,
当直线l的斜率不为0时,设直线 的方程为 ,A(x ,y ),B(x ,y ),
1 1 2 2
联立 ,消去 ,得 ,
易得 ,则 ,
所以
,
因为 ,所以 ,所以 ,所以 ,
综上, ,即|AB)的范围是 .16.(2024·全国·模拟预测)已知椭圆 的离心率为 ,且点 在椭圆 上.
(1)求椭圆 的方程;
(2)已知 为椭圆上三个点, 为坐标原点,若四边形 为矩形,求四边形 的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由题知
解得 所以椭圆 的方程为 .
(2)由椭圆的图形可知,当直线 的斜率为0或不存在时,矩形 不存在,不符合题意.
设直线 的斜率为 ,则直线 的斜率为 .
由椭圆的对称性,只需考虑 的情况.
不妨设点A(x ,y )在第一象限,则点 在第四象限.
1 1由 消去 整理得 ,解得 ,所以 .
由 消去 整理得 ,解得 ,所以 .
因为四边形 是矩形,线段 的中点坐标为 ,
所以线段 的中点坐标为 ,所以 .
又因为点 在椭圆 上,所以 ,
即 .
又 ,所以 .
将 的值代入,得 ,
即 ,整理得 ,解得 ,又 ,所以 ,
此时 , , , , ,
所以四边形 的面积 .
17(2024·安徽·三模)已知椭圆 : 的长轴长为4,左,右焦点分别为 , ,上顶点为
A,其中直线 的斜率为 .
(1)求椭圆C的标准方程;(2)已知直线 与椭圆C交于M,N两点,若原点到直线 的距离为1,求 周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)依题意, ,联立解得 , , ,故椭圆C的方程为 ;
(2)设M(x ,y ),N(x ,y ), ,则 ,
1 1 2 2
同理得 ,
易知直线 与单位圆相切,设切点为B, ,同理得 ,
故 的周长为 ,
当直线 的斜率不存在时,
的方程为 , , ,则 的周长为4;
的方程为 , , ,此时 的周长为
;
当直线 的斜率存在时,设 的方程为 ,则原点到直线 的距离 ,故 ,
联立 化简可得 ,故 ,易知,故 , 同号;
当 时,即 ,此时点M在y轴右侧,所以 , ,
此时 的周长为 为定值;
当 时,即 ,此时点M在y轴左侧,所以 , ,
此时 的周长为 ,
因为 ,故 ,当且仅当 或 时取等号,
从而 ,故 的周长的取值范围为 ;
综上所述, 的周长的取值范围为 .
18.(2024·重庆·二模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,点 是其左、右顶点,
点 为 上异于 的点,满足直线 与 的斜率之积为 的周长为6.
(1)求椭圆 的方程;
(2)直线 过点 ,与椭圆 交于 两点,当 外接圆面积最小时,求直线 的方程.
【答案】(1)
(2) .【解析】(1) ,设P(x ,y ),有 ,
0 0
又 .
由题意, ,即 ,解得 .
所以椭圆 的方程为 .
(2)设直线 ,联立 ,得 ,
设 ,则 ,
, .
点 到直线 的距离为 .
面积 .
设 外接圆半径为 ,
由正弦定理,有
令 ,则 .令 ,则 ,
因为 ,
所以 在 上单调递增,
从而当 ,即 时, 取最小值,即 外接圆面积最小,
此时直线 的方程为: .
19.(2024·陕西渭南·二模)已知椭圆 的左,右焦点分别为 ,Q为E短轴的一个端
点,若 是等边三角形,点 在椭圆E上,过点 作互相垂直且与x轴不重合的两直线AB,CD
分别交椭圆E于A,B,C,D,且M,N分别是弦AB,CD的中点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)求证:直线MN过定点;
(3)求 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【解析】(1)如图,因为点 在椭圆E上,所以 ,
因为 是等边三角形,所以 , ,
所以 ,解得 ,
所以椭圆的方程为 .
(2)设直线 的方程为 ,则直线 的方程为 ,
联立 ,消去 得 ,
设A(x ,y ),B(x ,y ),则 ,
1 1 2 2
所以 ,即 ,
将 的坐标中的 用 代换,得 的中点 .
当 时, 所在直线为 ,
当 时, ,直线 的方程为 ,整理得
,所以直线 过定点 .
(3)
,
令 ,则 ,
由于 则在 上递增,
所以当 ,即 时, 取得最大值为 ,
即 面积的最大值为 .