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新高考数学二轮复习热点7-2 椭圆及其应用(8题型+满分技巧+限时检测)(2份打包,原卷版+解析版)
展开椭圆是圆锥曲线中的重要内容,是高考命题的重点。考试中主要考查椭圆的概念性质等基础知识,选择、填空、解答题都会出现。与向量等知识结合综合考查也是高考命题的一个趋势,在突破重难点上要注意。基础、拔高、分层训练,更为重要的是掌握圆锥曲线的解题的思想方法,才能做到灵活应对。
【题型1 椭圆的定义及概念辨析】
【例1】(2021·高二课时练习)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是两个定点,且 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 是正常数),动点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,则动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.椭圆或线段 D.直线
【答案】C
【解析】因为 SKIPIF 1 < 0 (当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,此时动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是椭圆;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,此时动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是线段 SKIPIF 1 < 0 .故选:C.
【变式1-1】(2023·贵州黔东南·高三校考阶段练习)已知点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上关于原点对称的两点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【答案】C
【解析】因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以四边形 SKIPIF 1 < 0 是平行四边形.所以 SKIPIF 1 < 0 .
由椭圆的定义得 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 .故选:C
【变式1-2】(2023·陕西西安·校考三模)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两焦点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点且 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 .
因为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两焦点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .故选:B
【变式1-3】(2023·江西南昌·高三南昌市第三中学校考阶段练习)一动圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 外切,与圆 SKIPIF 1 < 0 内切,则动圆圆心 SKIPIF 1 < 0 点的轨迹方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】由题意可知:圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ;
圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ;
因为 SKIPIF 1 < 0 ,可知圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 内切于点 SKIPIF 1 < 0 ,
显然圆心 SKIPIF 1 < 0 不能与点 SKIPIF 1 < 0 重合,设圆 SKIPIF 1 < 0 的半径为 SKIPIF 1 < 0 ,
由题意可知: SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
可知点M的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆(点 SKIPIF 1 < 0 除外),
且 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 点的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .故选:D.
【变式1-4】(2023·全国·高三专题练习)点M在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 是椭圆的左焦点,O为坐标原点,N是 SKIPIF 1 < 0 中点,且ON长度是4,则 SKIPIF 1 < 0 的长度是__________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】设椭圆右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0
由已知得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
因为N是 SKIPIF 1 < 0 中点, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,
SKIPIF 1 < 0 ,
再根据椭圆定义得 SKIPIF 1 < 0
【题型2 利用定义求距离和差最值】
【例2】(2023·江西抚州·高三乐安县第二中学校考期中)已知 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左焦点, SKIPIF 1 < 0 是椭圆上一动点,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
如图,设椭圆的右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 ,
由图形知,当 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 (与椭圆的交点)上时, SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 不在直线 SKIPIF 1 < 0 (与椭圆的交点)上时,
根据三角形的两边之差小于第三边有, SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 的延长线(与椭圆的交点)上时, SKIPIF 1 < 0 取得最小值 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .故选: SKIPIF 1 < 0 .
【变式2-1】(2023·江苏南通·统考三模)已知 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的右焦点, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 上一点, SKIPIF 1 < 0 为圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 上一点,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为( )
A.5 B.6 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】依题意 SKIPIF 1 < 0 ,设椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,
圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 三点共线,且 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 之间时等号成立.
而 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 四点共线,且 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 之间,
SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的延长线与圆 SKIPIF 1 < 0 的交点时等号成立.故选:D
【变式2-2】(2023·全国·高二课时练习)已知点P为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上任意一点,点M、N分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 上的点,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【解析】设圆 SKIPIF 1 < 0 和圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心分别为 SKIPIF 1 < 0 ,半径分别为 SKIPIF 1 < 0 .
则椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 分别在 SKIPIF 1 < 0 的延长线上时取等号.
此时 SKIPIF 1 < 0 最大值为 SKIPIF 1 < 0 .故选:C.
【变式2-3】(2022·全国·高三校联考阶段练习)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,P为椭圆上任一点,点Q的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】根据椭圆的定义可得, SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,
则当 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,取值最大或最小.
由已知得, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 点位于图中 SKIPIF 1 < 0 时,根据三角形三边关系取值最大.
SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 点位于图中 SKIPIF 1 < 0 时,根据三角形三边关系取值最大.
SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【变式2-4】(2023·河北唐山·开滦第二中学校考一模)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,点P在椭圆C上,且 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 / SKIPIF 1 < 0
【解析】由椭圆方程可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
如图,连接 SKIPIF 1 < 0 并延长,交椭圆于P,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
(当且仅当点 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,且点 SKIPIF 1 < 0 位于第三象限时取等号)
此时 SKIPIF 1 < 0 取最大值为 SKIPIF 1 < 0
【题型3 椭圆标准方程的求解】
【例3】(2022·湖北十堰·高三统考期末)已知曲线 SKIPIF 1 < 0 ,则“ SKIPIF 1 < 0 ”是“曲线C是椭圆”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件 C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】若曲线 SKIPIF 1 < 0 是椭圆,则有: SKIPIF 1 < 0 解得: SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0
故“ SKIPIF 1 < 0 ”是“曲线C是椭圆”的必要不充分条件故选:C
【变式3-1】(2023·云南昆明·高三校考阶段练习)已知方程 SKIPIF 1 < 0 表示焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆,则实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】方程 SKIPIF 1 < 0 表示焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆,
则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
故实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
【变式3-2】(2023·黑龙江佳木斯·高三校考开学考试)已知直线 SKIPIF 1 < 0 经过焦点在坐标轴上的椭圆的两个顶点,则该椭圆的方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ;令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 .
则由已知可得,椭圆的两个顶点坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以椭圆的焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上.
设椭圆的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆的方程为 SKIPIF 1 < 0 .故选:C.
【变式3-3】(2022·广西桂林·高三校考阶段练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,其上下顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则该椭圆的标准方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】根据题意可知, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0
在椭圆中, SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
即椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .故选:D.
【变式3-4】(2023·全国·校联考模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左顶点为A,上顶点为B,左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,延长 SKIPIF 1 < 0 交椭圆E于点P.若点A到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的周长为16,则椭圆E的标准方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】由题意,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以点A到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ①.
由 SKIPIF 1 < 0 的周长为16,得 SKIPIF 1 < 0 ,即a+c=8②,
联立①②,解得 SKIPIF 1 < 0 ③.
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ④.
联立②④,解得a=6,c=2,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故椭圆E的标准方程为是 SKIPIF 1 < 0 .故选:B.
【题型4 椭圆的焦点三角形问题】
【例4】(2023·全国·高三专题练习)已知 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上的点, SKIPIF 1 < 0 分别是椭圆的左、右焦点,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的面积为
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】椭圆 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上的点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由余弦定理得: SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
【变式4-1】(2023·陕西汉中·校联考模拟预测)设 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两个焦点,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】2
【解析】因椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
因 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
又由椭圆定义,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
【变式4-2】(2023·浙江宁波·统考一模)设 SKIPIF 1 < 0 为坐标原点, SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点,点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B.0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】如下图所示:不妨设 SKIPIF 1 < 0 ,
根据椭圆定义可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
由余弦定理可知 SKIPIF 1 < 0 ;
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
即可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ;
又 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ;
所以可得 SKIPIF 1 < 0 ;故选:C
【变式4-3】(2023·全国·模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的上、下焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,短半轴长为 SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 交该椭圆于 SKIPIF 1 < 0 两点,且 SKIPIF 1 < 0 的周长是 SKIPIF 1 < 0 的周长的3倍,则 SKIPIF 1 < 0 的周长为( )
A.6 B.5 C.7 D.9
【答案】B
【解析】由题意可得 SKIPIF 1 < 0 ,由离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
易知 SKIPIF 1 < 0 的周长 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的周长 SKIPIF 1 < 0 ,
由椭圆的定义得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故选:B.
【变式4-4】(2023·河北秦皇岛·高三校联考开学考试)已知 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两个焦点,点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上,若 SKIPIF 1 < 0 的离心率 SKIPIF 1 < 0 ,则使 SKIPIF 1 < 0 为直角三角形的点 SKIPIF 1 < 0 有( )个
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【解析】由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因此以 SKIPIF 1 < 0 为直径作圆与 SKIPIF 1 < 0 必有四个不同的交点,
因此 SKIPIF 1 < 0 中以 SKIPIF 1 < 0 的三角形有四个,
除此之外以 SKIPIF 1 < 0 为直角, SKIPIF 1 < 0 为直角的 SKIPIF 1 < 0 各有两个,
所以存在使 SKIPIF 1 < 0 为直角三角形的点 SKIPIF 1 < 0 共有8个.故选:D
【题型5 求椭圆的离心率与范围】
【例5】(2023·湖北·高三校联考阶段练习)已知椭圆C: SKIPIF 1 < 0 的左右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 的直线与 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,若满足 SKIPIF 1 < 0 成等差数列,且 SKIPIF 1 < 0 ,则C的离心率为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】由 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由余弦定理得,
SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 为等边三角形,
则在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .故选:B.
【变式5-1】(2023·浙江金华·校联考模拟预测)己知 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点, SKIPIF 1 < 0 分别为其左右焦点, SKIPIF 1 < 0 为其右顶点, SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 轴的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 成等比数列,则椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,如图所示,
则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
由椭圆定义得, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 成等比数列,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
【变式5-2】(2023·湖南·高三校联考阶段练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,经过 SKIPIF 1 < 0 的直线交椭圆 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 两点, SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,且 SKIPIF 1 < 0 ,则椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
【变式5-3】(2023·江苏淮安·高三淮阴中学校联考阶段练习)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,若 SKIPIF 1 < 0 为钝角三角形,则离心率 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,
可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 为钝角三角形,则 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
即椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
【变式5-4】(2023·重庆·统考三模)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆的左右焦点,P是椭圆上一点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则椭圆离心率的取值范围为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
由正弦定理可得, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
根据椭圆的定义可知, SKIPIF 1 < 0 ,
所以有 SKIPIF 1 < 0 ,
所以有 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
因为, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,
则函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
【题型6 椭圆的中点弦问题】
【例6】(2023·全国·模拟预测)已知O为坐标原点,椭圆C: SKIPIF 1 < 0 的右焦点为F,斜率为2的直线与椭圆C交于点A,B,且 SKIPIF 1 < 0 ,点D为线段AB的中点,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】解法一:由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
同理可得 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,两式相减得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为直线AB的斜率为2,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
解法二:由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
设直线AB的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 联立并整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
解法三:由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故选:D.
【变式6-1】(2023·河南·校联考模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的右焦点为 SKIPIF 1 < 0 外的一点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为坐标原点),过点 SKIPIF 1 < 0 的直线与 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,且 SKIPIF 1 < 0 ,若直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率之积为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】如图,取线段 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,
则由题意可得, SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率之积为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
两式相减可得 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
【变式6-2】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆C: SKIPIF 1 < 0 ,若椭圆C上有不同的两点关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称,则实数m的取值范围是 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 是椭圆C上关于直线l: SKIPIF 1 < 0 对称的两个点,
SKIPIF 1 < 0 是线段PQ的中点,则 SKIPIF 1 < 0 ,两式相减,
得 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
∵点M应在椭圆C的内部,∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
∴实数m的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
【变式6-3】(2023·重庆·统考模拟预测)已知椭圆C: SKIPIF 1 < 0 ,圆O: SKIPIF 1 < 0 ,直线l与圆O相切于第一象限的点A,与椭圆C交于P,Q两点,与x轴正半轴交于点B.若 SKIPIF 1 < 0 ,则直线l的方程为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】取 SKIPIF 1 < 0 中点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,由于 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,进而 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,设直线上任意一点 SKIPIF 1 < 0 ,
由于 SKIPIF 1 < 0 是圆的切线,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由中点坐标公式可得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
两式相减可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,进而 SKIPIF 1 < 0
故直线l的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
【题型7 直线与椭圆相交弦长求解】
【例7】(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,斜率为 SKIPIF 1 < 0 的直线l与椭圆 SKIPIF 1 < 0 有两个不同的交点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】由题意得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 ,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
联立得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
又直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 有两个不同的交点,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
故当 SKIPIF 1 < 0 ,即直线 SKIPIF 1 < 0 过原点时, SKIPIF 1 < 0 最大,最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
【变式7-1】(2023·全国·高三专题练习)过点 SKIPIF 1 < 0 的直线l与椭圆 SKIPIF 1 < 0 .交于A,B两点,若 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 (O为坐标原点),求直线l的方程.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】显然直线 SKIPIF 1 < 0 不垂直于y轴,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 消去x得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
于是 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
【变式7-2】(2023·江苏徐州·高三统考期中)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,且过点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,当 SKIPIF 1 < 0 时,求直线 SKIPIF 1 < 0 的方程.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【解析】(1)由题意, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆C的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)易知直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率不为0,
设 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,消去y,得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线l的方程为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【变式7-3】(2023·宁夏吴忠·高三青铜峡市高级中学校考阶段练习)已知椭圆的中心在原点,焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,焦距为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的左焦点 SKIPIF 1 < 0 ,且斜率为 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 交椭圆于A, SKIPIF 1 < 0 两点,求 SKIPIF 1 < 0 的面积.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】(1)由题意,设所求椭圆标准方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
因为焦距为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又离心率 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
再由 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆标准方程为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)知:左焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
由弦长公式 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
【变式7-4】(2023·四川绵阳·高三四川省绵阳南山中学校考阶段练习)设椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,左右焦点 SKIPIF 1 < 0 .已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆方程.
(2)若斜率为1的直线 SKIPIF 1 < 0 交椭圆于A,B两点,与以 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆交于C,D两点.若 SKIPIF 1 < 0 ,求直线 SKIPIF 1 < 0 的方程.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】(1)由题意, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设直线 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由题意,以 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
则圆心到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【题型8 直线与椭圆综合问题】
【例8】(2023·全国·模拟预测)已知圆 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 ,动圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 和圆 SKIPIF 1 < 0 均相切,且一个内切、一个外切.
(1)求动圆圆心 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程.
(2)已知点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与轨迹 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,记直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点为 SKIPIF 1 < 0 .试问:点 SKIPIF 1 < 0 是否在一条定直线上?若在,求出该定直线;若不在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)点 SKIPIF 1 < 0 恒在定直线 SKIPIF 1 < 0 上
【解析】(1)设点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 的半径为 SKIPIF 1 < 0 .
由已知条件,得 SKIPIF 1 < 0 .
①当动圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 外切,与圆 SKIPIF 1 < 0 内切时, SKIPIF 1 < 0 ,
从而 SKIPIF 1 < 0 .
②当动圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 内切,与圆 SKIPIF 1 < 0 外切时, SKIPIF 1 < 0 ,
从而 SKIPIF 1 < 0 .
综上可知,圆心 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 是以 SKIPIF 1 < 0 为焦点,6为长轴长的椭圆.
易得圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 ,
所以动圆圆心 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
联立直线 SKIPIF 1 < 0 与轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程,得 SKIPIF 1 < 0
消去 SKIPIF 1 < 0 并整理,得 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则有 SKIPIF 1 < 0 .
由已知条件,得直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
则点 SKIPIF 1 < 0 的坐标 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
把 SKIPIF 1 < 0 代入上式,得 SKIPIF 1 < 0 .
故点 SKIPIF 1 < 0 恒在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
【变式8-1】(2023·贵州·高三校联考阶段练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上三个不同的动点(点 SKIPIF 1 < 0 不在 SKIPIF 1 < 0 轴上),满足 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的周长的比值为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率;
(2)判断 SKIPIF 1 < 0 是否为定值?若是,请求出定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)是定值,定值为 SKIPIF 1 < 0
【解析】(1)依题意点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线,点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线,
则 SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)解法一:设 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,
则有 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
由题 SKIPIF 1 < 0 由 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
由题设直线 SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 ,
化简整理可得 SKIPIF 1 < 0
显然 SKIPIF 1 < 0 成立,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 (定值).
解法二:设 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,则由 SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 ①,
由题 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆上,则 SKIPIF 1 < 0 ,则将上式代入整理得 SKIPIF 1 < 0 ②,
②-①整理化简得 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 (定值).
【变式8-2】(2023·广西南宁·统考模拟预测)已知平面上动点 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 与到圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心 SKIPIF 1 < 0 的距离之和等于该圆的半径.记 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为曲线 SKIPIF 1 < 0 .
(1)说明 SKIPIF 1 < 0 是什么曲线,并求 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 上关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称的不同两点,点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 异于 SKIPIF 1 < 0 两点, SKIPIF 1 < 0 为原点,直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,试问 SKIPIF 1 < 0 是否为定值?若为定值,求出这个定值;若不是定值,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 为定值,这个值为 SKIPIF 1 < 0
【解析】(1)根据题意可知圆 SKIPIF 1 < 0 可化为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以可知圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ,
易知 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 两点关于原点对称,且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以由椭圆定义可知 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 为焦点,长轴长为 SKIPIF 1 < 0 的椭圆,
即 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ;
因此曲线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)不妨设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;则易知 SKIPIF 1 < 0 ;
易知直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率都存在,如下图所示:
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,其方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
可得直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0
直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,其方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
可得直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 ;
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 可得, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
所以 SKIPIF 1 < 0 ;
因此 SKIPIF 1 < 0 为定值, SKIPIF 1 < 0 .
【变式8-3】(2023·湖南长沙·湖南师大附中校考模拟预测)如图,椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 ,椭圆C的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)过椭圆上一点P和原点O作直线l交圆O于M,N两点,若 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的值;
(2)过圆O上任意点R引椭圆C的两条切线,求证:两条切线相互垂直.
【答案】(1)6;(2)证明见解析
【解析】(1)设 SKIPIF 1 < 0 ,由于 SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 (其中 SKIPIF 1 < 0 ),
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
设过点R的圆O的切线斜率都存在时的方程: SKIPIF 1 < 0 ,
代入椭圆方程得: SKIPIF 1 < 0 ,
整理得: SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 是上述关于k的方程的两个根,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即两条切线的斜率都存在时,有两条切线相互垂直;
而当过R的切线斜率不存在时,易知R点的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
此时显然两条切线相互垂直,
综上,过圆O上任意点R引椭圆C的两条切线,则两条切线相互垂直.
【变式8-4】(2023·全国·模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 上异于左、右顶点的动点, SKIPIF 1 < 0 的最小值为2,且 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程.
(2)若圆 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的三边都相切,判断是否存在定点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 为定值.若存在,求出点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)存在定点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
【解析】(1)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
由对称性,不妨设 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取得最小值 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 ;解得 SKIPIF 1 < 0 ;
所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设圆 SKIPIF 1 < 0 的半径为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
由(1)不妨设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
则点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 .
整理,得 SKIPIF 1 < 0 .
把 SKIPIF 1 < 0 代入上式,得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 .
由题意得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
把 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,
所以存在定点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 为定值2.
(建议用时:60分钟)
1.(2023·山东泰安·高三统考阶段练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】由 SKIPIF 1 < 0 可得离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故选:A
2.(2023·上海虹口·高三上外附中校考期中)若椭圆 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 有相同的焦点,则实数a为( )
A.1 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】由双曲线 SKIPIF 1 < 0 可知焦点在x轴上,
由题意可得: SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .故选:C.
3.(2023·陕西·高三校联考阶段练习)设椭圆 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的离心率分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.1 B.2 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】对于椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .故选:B
4.(2023·吉林长春·统考一模)椭圆 SKIPIF 1 < 0 上有两点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点, SKIPIF 1 < 0 是以 SKIPIF 1 < 0 为中心的正三角形,则椭圆离心率为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 边与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 是以 SKIPIF 1 < 0 为中心的正三角形,
则 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的重心,
由重心定理可得, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,由椭圆的定义可得,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
化简可得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .故选:C
5.(2023·陕西·高三校联考阶段练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两条弦 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 相交于点 SKIPIF 1 < 0 (点 SKIPIF 1 < 0 在第一象限),且 SKIPIF 1 < 0 轴, SKIPIF 1 < 0 轴.若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.2 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由题知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .故选:D.
6.(2023·广东广州·高三统考阶段练习)从椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上方)向 SKIPIF 1 < 0 轴作垂线,垂足恰好为左焦点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是椭圆与 SKIPIF 1 < 0 轴正半轴的交点, SKIPIF 1 < 0 是椭圆与 SKIPIF 1 < 0 轴正半轴的交点,且 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,则 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的面积比为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】易知点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
将点 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入椭圆方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,即点 SKIPIF 1 < 0 ,
由题意可知点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,整理可得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 .故选:B.
7.(2023·上海闵行·高三文来中学校考期中)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 同时为椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,设椭圆 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 在第一象限内交于点 SKIPIF 1 < 0 ,椭圆 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 的离心率分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,焦距为2c,
由椭圆定义可得 SKIPIF 1 < 0 ,由双曲线定义可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
可设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .故选:D.
8.(2023·四川成都·高三石室中学校考期中)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 在第一象限的任意一点, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的内心,点 SKIPIF 1 < 0 是坐标原点,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设内切圆分别与 SKIPIF 1 < 0 轴相切于点 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
易知 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时等号成立,故选:A
9.(2023·山西大同·高二统考期中)(多选)已知曲线 SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A.当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 是圆
B.当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 是椭圆且一焦点为 SKIPIF 1 < 0
C.当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 是椭圆且焦距为 SKIPIF 1 < 0
D.当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 是焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆
【答案】AC
【解析】对于A项,当 SKIPIF 1 < 0 时,曲线C可化为 SKIPIF 1 < 0 是圆,A正确;
对于B项,当 SKIPIF 1 < 0 时,曲线C可化为 SKIPIF 1 < 0 是焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上的椭圆,B错误;
对于C项,当 SKIPIF 1 < 0 时,曲线 SKIPIF 1 < 0 是椭圆,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故C正确;
对于D项,当 SKIPIF 1 < 0 时,曲线 SKIPIF 1 < 0 不是椭圆,故D错误.故选:AC.
10.(2023·贵州贵阳·高三贵阳一中校考阶段练习)(多选)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,且经过点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆上,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 的最大值为3
B. SKIPIF 1 < 0 的周长为4
C.若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0
D.若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
【答案】ACD
【解析】由题意,椭圆离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
对 SKIPIF 1 < 0 ,由题意 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 正确;
对 SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,故B错误;
对 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,则由余弦定理得:
SKIPIF 1 < 0 .
即 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,故C正确;
对D,由余弦定理 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,故D正确,故选:ACD
11.(2023·北京顺义·高三牛栏山一中校考期中)已知方程 SKIPIF 1 < 0 表示椭圆,则实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】因为方程 SKIPIF 1 < 0 表示椭圆,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
即实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .
12.(2023·河南开封·开封高中校考模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左焦点为F,P是椭圆上一点,若点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】根据椭圆的定义: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 取得最小值时,即 SKIPIF 1 < 0 最小,
如图所示: SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 共线时取得最小值.
SKIPIF 1 < 0 的最小值为: SKIPIF 1 < 0 ﹒
13.(2023·河南郑州·高三郑州市宇华实验学校校考期中)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的上、下焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,O为坐标原点.
(1)若点P在椭圆C上,且 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的余弦值;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆C交于A,B两点,记M为线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,求直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)依题意, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
两式相减可得, SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
而直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 .
14.(2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,斜率不为0的直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 ,与椭圆交于 SKIPIF 1 < 0 两点,当直线 SKIPIF 1 < 0 垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴时, SKIPIF 1 < 0 ,椭圆的离心率 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)在 SKIPIF 1 < 0 轴上是否存在点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值?若存在,求出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)存在, SKIPIF 1 < 0
【解析】(1)设椭圆的焦距为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,①
将 SKIPIF 1 < 0 代入椭圆方程得: SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,②
又 SKIPIF 1 < 0 ,③
综合①②③解得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆M的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)存在.设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程: SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 为定值 SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值.
15.(2023·江苏南通·模拟预测)已知圆 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 ,动圆P与圆M外切并且与圆N内切,圆心P的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)设不经过点 SKIPIF 1 < 0 的直线l与曲线C相交于A,B两点,直线QA与直线QB的斜率均存在且斜率之和为-2,证明:直线l过定点.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)证明见解析.
【解析】(1)设动圆P的半径为r,
因为动圆P与圆M外切,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为动圆P与圆N内切,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
由椭圆定义可知,曲线C是以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 为左、右焦点,长轴长为8的椭圆,
设椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以曲线C的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)①当直线l斜率存在时,设直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
设点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
则 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线l过定点 SKIPIF 1 < 0 .
②当直线l斜率不存在时,设直线 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
则点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 也过定点 SKIPIF 1 < 0 .
综上所述,直线l过定点 SKIPIF 1 < 0 .满分技巧
在椭圆的定义中条件 SKIPIF 1 < 0 不能少,这是根据三角形中的两边之和大于第三边得出来的.
否则:①当 SKIPIF 1 < 0 时,其轨迹为线段 SKIPIF 1 < 0 ; ②当 SKIPIF 1 < 0 时,其轨迹不存在.
满分技巧
利用椭圆定义求距离和差的最值的两种方法:
(1)抓住|PF1|与|PF2|之和为定值,可联系到利用基本不等式求|PF1|·|PF2|的最值;
(2)利用定义|PF1|+|PF2|=2a转化或变形,借助三角形性质求最值
满分技巧
1、利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
(1)定位:确定焦点在那个坐标轴上;
(2)定量:依据条件及 SKIPIF 1 < 0 确定 SKIPIF 1 < 0 的值;
(3)写出标准方程;
2、求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
3、当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ,将点的坐标代入,解方程组求得系数。
满分技巧
一般利用椭圆的定义、余弦定理和完全平方公式等知识,建立,,之间的关系,采用整体代入的方法解决焦点三角形的面积、周长及角的有关问题( SKIPIF 1 < 0 )
性质1:,.(两个定义)
拓展:的周长为
的周长为
性质2:(余弦定理)
满分技巧
1、求椭圆离心率的3种方法
(1)直接求出a,c来求解e.通过已知条件列方程组,解出a,c的值.
(2)构造a,c的齐次式,解出e.由已知条件得出关于a,c的二元齐次方程,然后转化为关于离心率e的一元二次方程求解.
(3)通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.
2、求椭圆离心率范围的2种方法
(1)几何法:利用椭圆的几何性质,设P(x0,y0)为椭圆eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)上一点,则|x0|≤a,a-c≤|PF1|≤a+c等,建立不等关系,或者根据几何图形的临界情况建立不等关系,适用于题设条件有明显的几何关系;
(2)直接法:根据题目中给出的条件或根据已知条件得出不等关系,直接转化为含有a,b,c的不等关系式,适用于题设条件直接有不等关系。
满分技巧
解决椭圆中点弦问题的两种方法:
1、根与系数关系法:联立直线方程和椭圆方程构成方程组,消去一个未知数,利用一元二次方程根与系数的关系以及中点坐标公式解决;
2、点差法:利用交点在曲线上,坐标满足方程,将交点坐标分别代入椭圆方程,然后作差,构造出中点坐标和斜率的关系,具体如下:直线(不平行于轴)过椭圆()上两点、,其中中点为,则有。
证明:设、,则有,
上式减下式得,∴,
∴,∴。
特殊的:直线(存在斜率)过椭圆()上两点、,线段中点为,
则有。
满分技巧
求弦长的两种方法:
(1)交点法:将直线的方程与椭圆的方程联立,求出两交点的坐标,然后运用两点间的距离公式来求.
(2)根与系数的关系法:如果直线的斜率为k,被椭圆截得弦AB两端点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则弦长公式为:
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