专题强化训练一 椭圆的标准方程及其几何性质基础提升必刷题-高二数学《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破(人教A版2019选择性必修第一册)
展开1.(2022·全国高三专题练习)已知方程表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是( )
A.B.
C.D.
2.(2021·全国高二课时练习)椭圆的焦点为,,点P在椭圆上,如果线段的中点在y轴上,那么的值为( )
A.7B.5C.D.
3.(2021·湖北省直辖县级单位·高二月考)已知,是椭圆:的两个焦点,左顶点为A,过点的直线交椭圆于,两点,若则( )
A.B.C.D.
4.(2021·全国高二课时练习)直线x-y+1=0被椭圆+y2=1所截得的弦长|AB|等于( )
A.B.C.D.
5.(2021·全国高二课时练习)以椭圆的两个焦点为直径的端点的圆与椭圆交于四个不同的点,顺次连接这四个点和两个焦点恰好组成一个正六边形,那么这个椭圆的离心率为( )
A.B.
C.D.-1
6.(2021·全国高二课时练习)阿基米德既是古希腊著名的物理学家,也是著名的数学家,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.若椭圆的中心为原点,焦点、在轴上,椭圆的面积为,且离心率为,则的标准方程为( )
A.B.C.D.
7.(2021·福建省连城县第一中学高二月考)已知点P在椭圆上,点分别为点C的左、右焦点,并满足,,则椭圆C的离心率为( )
A.B.C.D.
8.(2021·浙江湖州·高二期中)已知点是椭圆上的三点,坐标原点是的重心,若点,直线的斜率恒为,则椭圆的离心率为( )
A.B.
C.D.
9.(2021·威远中学校高二月考(理))已知椭圆的方程为,,分别为其左,右焦点,,两点在椭圆上,且满足,若直线的倾斜角为120°,且四边形的面积为,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
10.(2021·四川省大竹中学高二月考(理))已知点是椭圆的上顶点,分别是椭圆左右焦点,直线将三角形分割为面积相等两部分,则的取值范围是( )
A.B.
C.D.
11.(2021·山东菏泽市·高二期末)国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图1所示,内外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆;某校体育馆的钢结构与“鸟巢”相同,其平面图如图2所示,若由外层椭圆长轴一端点和短轴一端点分别向内层椭圆引切线,,且两切线斜率之积等于,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
12.(2021·江苏)已知△的顶点、在椭圆上,顶点是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在边上,则△的周长为( )
A.B.
C.D.
13.(2021·江苏)已知、是椭圆:()的两个焦点,为椭圆上的一点,且.若的面积为,则( )
A.B.C.D.
14.(2021·沙坪坝·重庆八中高二期中)已知,是椭圆的左右焦点,是椭圆上任意一点,过引的外角平分线的垂线,垂足为,则与短轴端点的最近距离为( )
A.4B.3C.2D.1
15.(2021·全国高二专题练习)曲率半径可用来描述曲线上某点处的弯曲变化程度,曲率半径越大则曲线在该点处的弯曲程度越小.已知椭圆:()上点处的曲率半径公式为.若椭圆上所有点相应的曲率半径的最大值是最小值的8倍,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
二、多选题
16.(2021·全国高二单元测试)设椭圆的右焦点为,直线与椭圆交于,两点(在轴左侧),则( )
A.为定值
B.的周长的取值范围是
C.当时,为直角三角形
D.当时,的面积为
17.(2021·黑龙江鹤岗一中高二月考)(多选)椭圆的左、右焦点分别为,,为坐标原点,则( )
A.过点的直线与椭圆交于,两点,则的周长为4
B.椭圆上存在点,使得
C.椭圆的离心率为
D.为椭圆上一点,为圆上一点,则点,的最大距离为3
18.(2021·湖南长沙·)已知椭圆C:()的左、右焦点为F1,F2,O为坐标原点,直线过F2交C于A,B两点,若△AF1B的周长为8,则( )
A.椭圆焦距为B.椭圆方程为
C.弦长D.
19.(2021·福建省厦门集美中学高二月考)如图所示,两个椭圆,,内部重叠区域的边界记为曲线,是曲线上的任意一点,下列说法正确的是( )
A.曲线关于直线,对称
B.两个椭圆的离心率不相等
C.到,,,四点的距离之和为定值
D.曲线所围区域面积必小于36
20.(2021·全国高二专题练习)已知为椭圆:的左焦点,直线:与椭圆交于,两点,轴,垂足为,与椭圆的另一个交点为,则( )
A.的最小值为2B.面积的最大值为
C.直线的斜率为D.为钝角
21.(2021·湖北高二期中)已知椭圆:的左、右端点分别为,,点,是椭圆上关于原点对称的两点(异于左右端点),且,则下列说法正确的有( )
A.椭圆的离心率为B.椭圆的离心率不确定
C.的值受点,的位置影响D.的最小值为
三、填空题
22.(2020·保山第九中学(理))在平面直角坐标系中,椭圆的中心为原点,焦点,在轴上,离心率为,过作直线交于两点,且的周长为,那么的方程为__________.
23.(2021·江苏高二专题练习)已知、是椭圆的左,右焦点,点为上一点,为坐标原点,为正三角形,则的离心率为__________.
24.(2021·黄梅国际育才高级中学高二月考)设是椭圆上一点,分别是椭圆的左、右焦点,若,则的大小_____.
25.(2021·全国高二单元测试)已知F1,F2是椭圆C:的两个焦点,P为椭圆C上的一点,且,若的面积为9,则________.
26.(2020·徐汇·上海中学高二期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,为椭圆上一点,且,若关于平分线的对称点在椭圆上,则该椭圆的离心率为______.
27.(2020·河南高二月考(理))已知,分别为椭圆的左、右焦点,且离心率,点是椭圆上位于第二象限内的一点,若是腰长为4的等腰三角形,则的面积为_______.
28.(2020·江苏高二期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,若椭圆上存在一点使,则该椭圆的离心率的取值范围为__________.
四、解答题
29.(2021·全国高二课时练习)如图,椭圆C与x轴的两个交点分别为,,与y轴的两个交点分别为,.若四边形的面积为120,,求椭圆C的标准方程.
30.(2021·江苏省如东高级中学高二月考)已知椭圆的焦距为,短轴长为2,过点且斜率为1的直线与椭圆C交于A、B两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求弦AB的长.
31.(2021·九龙坡·重庆市育才中学高二月考)已知为坐标原点,椭圆,其右焦点为,为椭圆(一象限部分)上一点,为中点,,面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过做圆两条切线,切点分别为,求的值.
32.(2021·广州大学附属中学高二月考)已知椭圆C:过点,为椭圆的左右顶点,且直线的斜率的乘积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过右焦点F的直线与椭圆C交于M,N两点,线段MN的垂直平分线交直线于点P,交直线于点Q,求的最小值.
33.(2021·河南高二期末(文))已知以坐标原点为中心,坐标轴为对称轴的椭圆经过点,.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)设过点的直线与交于,两点,点在轴上,且,是否存在常数使?如果存在,请求出;如果不存在,请说明理由.
34.(2021·黑龙江哈尔滨三中高二月考)已知椭圆T:经过以下四个不同点中的某三个点:,,,.
(1)求椭圆T的方程;
(2)将椭圆T上所有点的纵坐标缩短为原来的倍,横坐标不变,得到椭圆E.已知M,N两点的坐标分别为,,点F是直线上的一个动点,且直线,分别交椭圆E于G,H(G,H分别异于M,N点)两点,试判断直线是否恒过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
35.(2020·江苏高二期中)已知椭圆的离心率是分别为椭圆的左右顶点,为上顶点,的面积为2,直线过点且与椭圆交于两点(异于).
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求的面积最大值;
(3)设直线与直线的斜率分别为求证: 为常数,并求出这个常数.
36.(2020·四川成都·石室中学高二期中(文))已知点,椭圆的离心率为,是椭圆的右焦点,直线的斜率为,为坐标原点.
(1)求的方程;
(2)设过点的动直线与相交于,两点.当的面积等于1时,求的方程.
37.(2021·江苏如皋·高二月考)已知动点到定点的距离和到直线的距离的比是常数.
(1)求点的轨迹.
(2)若为轨迹与轴左侧的交点,直线交轨迹于两点不与重合,连接,并延长交直线于两点,且,问:直线是否经过定点?若是,请求出该定点;若不是,试说明理由
(3)在(2)的条件下,若直线斜率的取值范围是,求面积的取值范围
38.(2021·全国高二单元测试)在平面直角坐标系中,已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上且在第一象限内,,直线与椭圆相交于另一点.
(1)求的周长;
(2)在轴上任取一点,直线与椭圆的右准线相交于点,求的最小值;
(3)设点在椭圆上,记与的面积分别为,,若,求点的坐标.
参考答案
1.D
方程表示焦点在y轴上的椭圆,
,解得.
故选:D.
2.A
【详解】
由=1可知,,
所以,
所以F1(-3,0),F2(3,0),
∵线段PF1的中点M在y轴上,且原点为线段的中点,
所以,所以轴,
∴可设P(3,b),
把P(3,b)代入椭圆=1,得.
∴|PF1|=,|PF2|=.
∴.
故选:A.
3.A
【详解】
由题可知,根据题意可知直线的斜率不为0,可设直线方程为,,不妨设,如图,
由得,,
∴,
由可得,∴
∴解得
∴
∴,即,
∴.
故选:A.
4.A
【详解】
由得交点为(0,1),,则|AB|==.
故选:A.
5.D
【详解】
设椭圆的两个焦点为,,圆与椭圆交于,,,四个不同的点,
则,,.
根据椭圆定义,得,
所以.
故选:D.
6.C
【详解】
由题意可知,椭圆的面积为,且、、均为正数,
即,解得,
因为椭圆的焦点在轴上,所以的标准方程为.
故选:C.
7.C
【详解】
解:如图,
由,得△为直角三角形,则,
又,,
由,可得,
则,即,
,又,解得.
故选:C.
8.D
【详解】
设,又
由原点是的重心,得,
即,
又是椭圆上的点,
,
作差可得:,
即,即,
,
故选:D
9.D
【详解】
因为,所以四边形为平行四边形,
所以直线经过坐标原点,
因为四边形的面积为,且直线是倾斜角为,
所以由四边形的面积公式,可得,
化简可得,所以,
所以,不妨令在轴上方,故,
所以,,
由椭圆的定义可得,所以.
故选:D
10.B
【详解】
解:因为点是椭圆的上顶点,分别是椭圆左右焦点,
所以,,从而有,
所以,,,
由题意,三角形的面积为1,
设直线y=ax+b(a>0)与x轴的交点为,由直线y=ax+b(a>0)将三角形分割为面积相等的两部分,可得,所以,故点M在射线上.
设直线y=ax+b和的交点为N,则由可得点N的坐标为.
①若点M和点重合,如图:
则点N为线段的中点,故N,
把、N两点的坐标代入直线y=ax+b,求得a=b.
②若点M在点O和点之间,如图:
此时,点N在点和点之间,
由题意可得三角形的面积等于,即,
即,可得a,求得,
故有.
③若点M在点的左侧,
则,由点M的横坐标,求得b>a.
设直线y=ax+b和的交点为P,则由求得点P的坐标为,
此时,由题意可得,三角形APN的面积等于,即,
即,化简可得.
由于此时b>a>0,所以 .
两边开方可得 ,所以,化简可得,
故有.
综上,b的取值范围应是.
故选:B.
11.D
设内层椭圆方程为,因为内外椭圆离心率相同,
外层椭圆可设成 ,
设切线A C的方程为, 与联立得:
,由, 则,
同理可得,, 则,
因此.
故选:D.
12.D
【详解】
由椭圆方程知:,又,,
∴△的周长为,
故选:D.
13.B
【详解】
依题意有,所以
又,,所以,
又,可得,
即,则,
故选:B.
14.D
是焦点为、的椭圆上一点,
的外角平分线,,
设的延长线交的延长线于点,
,
,,
由题意知是的中位线,
,
点的轨迹是以为圆心,以5为半径的圆,
当点与轴重合时,
与短轴端点取最近距离,
故选:D.
15.C
【详解】
因为曲率半径越大则曲线在该点处的弯曲程度越小,
故椭圆在处曲率半径最小,则,而椭圆在处曲率半径最大,
则,因为,所以,所以,.
故选:C.
16.AD
【详解】
如图所示,设椭圆的左焦点为,连接,
根据椭圆的对称性知,所以,故A正确;
由椭圆,可得,则,
因为,所以的取值范围是,
所以的周长为,其取值范围是,故B错误;
联立方程组,解得,,
又由,所以,
所以为钝角,则为钝角三角形,故C错误;
联立方程组,解得,,
可得,所以,
又由,,可得,故D正确.
故选:AD.
17.BD
【详解】
对于选项A,由椭圆定义,可得,因此的周长为,故A错误.
对于选项B,设,则,且.又,,所以,,因此,解得,故B正确.
对于选项C,因为,,所以=,即,所以离心率,故C错误.
对于选项D,设,则点到圆的圆心的距离为.因为,所以,故D正确.
故选:BD.
18.BC
【详解】
因为的周长为8,所以,得,
因为过右焦点F2,所以,所以,
所以椭圆焦距为,故A错误;所以椭圆方程为,故B正确;
设,
由得,解得,
,故C正确;
原点到直线的距离为,
所以,故D错误.
故选:BC.
19.AD
解:对于A,两个椭圆关于直线均对称,则曲线关于直线均对称,故A正确;
对于B,椭圆的离心率,椭圆的离心率,所以,故B错误;
对于C,易知分别为椭圆的两个焦点,分别为椭圆的两个焦点,若不在两个椭圆的交点上,则距离之和不为定值,故C错误;
对于D,易得椭圆的上、下顶点分别为,椭圆的左、右顶点分别为,所以曲线所围区域在边长为6的正方形内部,所以面积必小于36.
故选:AD
20.BC
【详解】
对于A,设椭圆的右焦点为,连接,,
则四边形为平行四边形,
,
,
当且仅当时等号成立,A错误;
对于B,由得,
,
的面积,
当且仅当时等号成立,B正确;
对于C,设,则,,
故直线的斜率,C正确;
对于D,设,直线的斜率额为,直线的斜率为,
则,
又点和点在椭圆上,①,②,
①②得,易知,
则,得,
,,D错误.
故选:BC.
21.AD
【详解】
解:设,则,
因为,
所以,
因为,所以,
所以,
所以离心率,所以A正确,B错误;
因为点,是椭圆上关于原点对称的两点,
所以四边形为平行四边形,
所以,
因为,所以,不受,位置影响,所以C错误;
设,由题意得,则有,
所以,
当且仅当时取等号,即当时,即当点为短轴的端点时最大,此时最小,,
,
所以,
所以D正确,
故选:AD.
22.
依题意:4a=16,即a=4,又e==,∴c=,∴b2=8.
∴椭圆C的方程为
23.
【详解】
如图,因为为正三角形,所以,所以是直角三角形.
因为,,所以,
所以,所以,
因为,所以,
即,所以.
故答案为:.
24.
椭圆,
可得,设,,
可得,
化简可得:,
,故答案为.
25.3
【详解】
设,由椭圆的定义可得,
又由,可得,
可得,即,
所以的面积为,
又因为的面积为9,即,解得.
故答案为:
26.
【详解】
因为关于的对称点在椭圆上,
则,,
为正三角形,,
又,
所以轴,
设,则,
即,故答案为.
27.
解:由题意知,则,
又,∴,由椭圆的定义得,
又是腰长为4的等腰三角形,且点在第二象限,∴,,
过作于点,则,,
∴的面积为,
故答案为:.
28.
【详解】
在△PF1F2中,由正弦定理得:,则由已知得:,
即:a|PF1|=|cPF2|
设点(x0,y0)由焦点半径公式,
得:|PF1|=a+ex0,|PF2|=a-ex0,则a(a+ex0)=c(a-ex0)
解得:x0=,由椭圆的几何性质知:x0>-a则>-a
整理得e2+2e-1>0,解得:e<--1或e>-1,又e∈(0,1),
故椭圆的离心率:e∈(-1,1),故答案为(-1,1).
29.
设椭圆的标准方程为,
则,,
,
即,①
又,②
由①②以及
解得,,
所以椭圆C的标准方程为.
30.(1);(2).
(1)已知椭圆焦距为,短轴长为2,即,
结合a2=b2+c2,解得a=3,b=1,.
故C:.
(2)直线方程为:
直线与椭圆方程联立为
得,,
解得或.
不妨设,
所以.
31.(1);(2).
(1)设椭圆左焦点为,则,
又,则,
又,
则,
则,
故,
则椭圆方程为.
(2),则,
代入椭圆得,故,,
又过做圆两条切线,切点分别为,
则,
设,,
32.(1);(2).
【详解】
(1)依题意,,则,解得,
又,于是得,
所以椭圆C的方程为;
(2)由(1)可得,显然直线不垂直于y轴,设其方程为,
设点,
由消去y并整理得,
则,
于是得,
显然点P的坐标有:,,
而直线PQ方程为:y-yP=-m(x-xP),
则,
,
当且仅当,即时取“=”,
所以的得最小值.
33.(1);(2)存在实数满足题意.
(1)设椭圆的标准方程为,因点,在椭圆上,
则有,解得,,
所以椭圆的标准方程为;
(2)显然点为椭圆的右焦点,当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
由消去y并整理得:,
设,,则,,
于是得,
而,则线段的中点坐标为,
因为点在轴上,且,则为线段的垂直平分线与轴的交点,
当时,,,则,
当时,线段的垂直平分线方程为,
令,得,即,则有,于是得,
当直线的斜率不存在时,,取或能满足,
综上所述,存在实数满足题意.
34.(1);(2)直线恒过定点.
【详解】
(1)由题意可得A,C一定在椭圆上,即①,
若B在椭圆上,则②,
由①②可得,不存在,
所以D在椭圆上,可得③,
由①③可得,,
所以椭圆的方程为:;
(2)将椭圆T上所有点的纵坐标缩短为原来的倍,横坐标不变,设E上的点为:,对应的点,由题意可得,,
所以,,
所以E的方程,
设,,,
,
所以直线的方程为:,直线的方程,
联立直线与椭圆的方程整理可得,所以,,即,
联立直线NF与椭圆的方程:整理可得,所以,即,
所以直线的斜率为:,
所以直线的方程为:,
整理可得,当,.
所以直线恒过定点.
35.
(1)设椭圆的焦距为(),则
,
所以,,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)设直线l:交椭圆于,,
联立,化简得,
由根与系数关系得
所以,
令,,
故,
当,单调递增,
故时,最大值为;
(3)因为,
由第(2)问知,即
将其代入上式
得为常数,即证.
36.(1);(2).
【详解】
(1)设椭圆的右焦点,
因为直线的斜率为,
所以,解得.
又椭圆的离心率为,
∴,可得.
故的方程为:.
(2)依题意当轴不合题意,故设直线,
设,
将代入椭圆的方程:,
得,
当,即.
,
从而,
又点到直线的距离.
所以的面积.
设,则,可得,解得,
即可得,满足,故符合题意.
直线的方程为:.
37.(1);(2)过定点,定点为;(3).
解:(1)、动点到定点的距离和到直线的距离的比是常数,化简得:,即点的轨迹为;
(2)、由已知得:直线的斜率存在,设,联立得:,
设,则由韦达定理得:,
因为,则直线,则直线,
延长线交直线于两点,,,则,,
由得,代入化简得:,解得或
当时,直线,直线经过直线,不成立.
当时,直线,检验满足,故经过定点;
(3)、由(2)得,
将,代入化简得:,
又,所以,即,故.
38.(1);(2)最小值为;(3)或.
(1)设椭圆的长轴长为,短轴长为,焦距为,
则,,.
所以的周长为.
(2)椭圆的右准线为.
设,,
则,,
,
在时取等号.
所以的最小值为.
(3)因为椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上且在第一象限内,,则,,,
所以直线.
设,因为,
所以点到直线距离等于点到直线距离的3倍.
由此得,
则或.
由,得,此方程无解;
由,得,所以或.
代入直线,对应分别得或.
因此点的坐标为或
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