终身会员
搜索
    上传资料 赚现金
    2.5.2椭圆的几何性质(2知识点+8题型+巩固训练)(解析版)-2024-2025学年高二数学同步学与练(人教B版2019选择性必修第一册)
    立即下载
    加入资料篮
    2.5.2椭圆的几何性质(2知识点+8题型+巩固训练)(解析版)-2024-2025学年高二数学同步学与练(人教B版2019选择性必修第一册)01
    2.5.2椭圆的几何性质(2知识点+8题型+巩固训练)(解析版)-2024-2025学年高二数学同步学与练(人教B版2019选择性必修第一册)02
    2.5.2椭圆的几何性质(2知识点+8题型+巩固训练)(解析版)-2024-2025学年高二数学同步学与练(人教B版2019选择性必修第一册)03
    还剩54页未读, 继续阅读
    下载需要10学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    高中数学人教B版 (2019)选择性必修 第一册2.5.2 椭圆的几何性质练习

    展开
    这是一份高中数学人教B版 (2019)选择性必修 第一册2.5.2 椭圆的几何性质练习,共57页。


    知识点01 椭圆的几何性质
    【即学即练1】(23-24高二上·云南昆明·期末)焦点在y轴上,且长轴长与短轴长之比为4:1,焦距为215的椭圆方程为( )
    A.x264+y24=1B.x24+y264=1
    C.x216+y2=1D.x2+y216=1
    【答案】D
    【分析】根据题意得到方程组,求出b=1,a=4,结合焦点位置,得到椭圆方程.
    【详解】由题意得2a2b=4,2c=215,又c2=a2-b2,
    解得b=1,a=4,
    故椭圆方程为x2+y216=1.
    故选:D
    【即学即练2】(23-24高二上·四川德阳·阶段练习)已知焦点在x轴上的椭圆x2m+y28=1的焦距是2,则该椭圆的长轴长为 .
    【答案】6
    【分析】根据焦点以及焦距即可根据a,b,c的关系求解.
    【详解】由于x2m+y28=1为焦点在x轴上,所以a2=m,b2=8,c=a2-b2=m-8,
    由于焦距是2,所以2c=2⇒c=1=m-8,所以m=9,
    故长轴长为2a=6,
    故答案为:6
    知识点02椭圆的离心率
    1.定义:e=eq \f(c,a).
    2.离心率的范围为:(0,1).
    3.公式拓展:e=eq \f(c,a)=1-b2a2
    4.e越大,椭圆越扁平;e越小,椭圆越接近于圆.
    【即学即练3】(21-22高二上·陕西铜川·期末)已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的短轴长为2,焦距为23,则该椭圆的离心率为( )
    A.12B.23C.32D.63
    【答案】C
    【分析】由题求出b、c、a,即可求出离心率.
    【详解】由题的2b=2⇒b=1,2c=23⇒c=3,
    所以a=b2+c2=2,
    所以离心率为ca=32,
    故选:C.
    【即学即练4】(24-25高二上·湖南衡阳·阶段练习)若椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)满足a=2b,则该椭圆的离心率e=( )
    A.12B.32C.33D.54
    【答案】B
    【分析】由椭圆离心率的公式e=ca=1-b2a2计算.
    【详解】椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)满足a=2b,
    则该椭圆的离心率e=ca=c2a2=1-b2a2=1-14=32.
    故选:B.
    难点:数形结合的运用
    示例1:(24-25高二上·浙江温州·阶段练习)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与椭圆C交于M,N两点,若2S△MNF2=5S△MF1F2且∠F2F1N=∠F2NF1,则椭圆C的离心率为( )
    A.35B.22C.13D.32
    【答案】A
    【分析】作F2E⊥MN,结合条件可得MF1MN=25,结合椭圆定义求出ME,MF2,F1E,在Rt△MEF2,Rt△F1EF2中,分别由勾股定理建立等式得到a,c的方程,求得答案.
    【详解】如图,F2E⊥MN,垂足为E,
    因为∠F2F1N=∠F2NF1,所以F1F2=NF2=2c,E为F1N的中点,
    ∴F1N=2a-2c,F1E=a-c,
    ∵2S△MNF2=5S△MF1F2,
    ∴2MN⋅F2E×12=5MF1⋅F2E×12,整理得MF1MN=25,
    所以MF1=25MF1+2F1E,即MF1=43F1E,
    ∴ME=43a-c+a-c=73a-c,
    MF2=2a-MF1=2a-232a-2c=4c+2a3,
    在Rt△MEF2中,ME2+EF22=MF22,在Rt△F1EF2中,F1F22-F1E2=EF22,
    ∴2c2-a-c2+73a-c2=4c+2a32,
    化简整理得5c2-8ac+3a2=0,
    ∴5e2-8e+3=0,解得e=1或35,又0∴e=35.
    故选:A.

    【题型1:椭圆的几何性质】
    例1.(24-25高二上·山东滨州·阶段练习)椭圆的长短轴之和为18,焦距为6,则椭圆的标准方程为( )
    A.x29+y216=1B.x225+y216=1
    C.x225+y216=1或x216+y225=1D.x216+y225=1
    【答案】C
    【分析】根据已知列方程结合a2=b2+c2计算得出a,b再结合椭圆的交点所在轴即可判断.
    【详解】因为2a+2b=18, 2c=6,
    又因为a2=b2+c2,
    所以a2-b2=9=9a-b,
    a-b=1a+b=9,
    解得a=5,b=4,
    椭圆焦点在x轴时,椭圆的标准方程为:x225+y216=1;
    椭圆焦点在y轴时,椭圆的标准方程为:y225+x216=1.
    故选:C.
    变式1.(21-22高二上·广东湛江·期中)已知椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0的两个焦点分别为F1-3,0,F23,0,上的顶点为P,且∠F1PF2=60°,则此椭圆长轴为( )
    A.43B.23C.6D.12
    【答案】D
    【分析】根据焦点坐标得到c,再由∠F1PF2=60∘得到a,c的关系求解.
    【详解】因为椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0的两个焦点分别为F1-3,0,F23,0,则c=3,
    又上顶点为P,且∠F1PF2=60∘,所以ca=sin30°=12,所以a=6,故长轴长为12.
    故选:D
    变式2.(2024·江西·模拟预测)椭圆C:x280+y235=1的长轴长与焦距之差等于( )
    A.5B.25C.26D.36
    【答案】B
    【分析】根据椭圆的标准方程求出a,b,c,再求长轴长2a与焦距2c之差.
    【详解】由题得a2=80,b2=35,所以a=45,c=a2-b2=35,
    所以长轴长2a=85,焦距2c=65,
    所以长轴长与焦距之差等于2a-2c =25.
    故选:B
    变式3.(23-24高二下·广东广州·期中)已知椭圆C:x2a2+y2a2-6=1的离心率为32,则椭圆C的长轴长为( )
    A.23B.42C.43D.62
    【答案】B
    【分析】首先得到b2=a2-6,即可求出c2=6,再由离心率公式求出a2,最后再求出长轴长.
    【详解】因为a2>a2-6,
    依题意可得b2=a2-6,
    所以c2=a2-b2=a2-a2-6=6,
    则离心率e=ca=c2a2=6a2=32,解得a2=8,则a=22,
    所以椭圆C的长轴长为2a=42.
    故选:B
    变式4.(23-24高二上·福建南平·期末)已知椭圆C:x2m+y2m+6=1的离心率为22,则椭圆C的长轴长为( )
    A.23B.42C.43D.62
    【答案】C
    【分析】由离心率公式首先求得参数m的值,进一步可得a以及长轴长.
    【详解】因为方程C:x2m+y2m+6=1表示椭圆,所以m+6>m>0,
    从而e=ca=1-b2a2=1-mm+6=22,解得m=6,
    所以a=m+6=23,则椭圆C的长轴长为2a=43.
    故选:C.
    变式5.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)已知椭圆x2t+12+y2t=1的离心率为63,则椭圆的长轴长为( )
    A.122B.62C.32D.6
    【答案】B
    【分析】根据离心率的公式,求解t,再根据方程求椭圆的长轴长.
    【详解】由条件可知,t+12=a2,t=b2,则c2=a2-b2=12,
    由条件可知,e2=12t+12=23,得t=6,
    所以a2=18,椭圆的长轴长2a=62.
    故选:B
    变式6.(多选)(23-24高二下·四川雅安·开学考试)已知椭圆C:x28+y228=1,则( )
    A.椭圆C的长轴长为47B.椭圆C的焦距为12
    C.椭圆C的短半轴长为42D.椭圆C的离心率为357
    【答案】AD
    【分析】利用椭圆的标准方程分析其性质即可得解.
    【详解】因为椭圆C:x28+y228=1,所以a=27,b=22,c=25,
    且椭圆C的焦点在y轴上,所以椭圆C的长轴长为47,焦距为45,短半轴长为22,离心率e=ca=357.
    故选:AD
    变式7.(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆C:x216+y2b2=1(b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,若AF1⊥AF2,则C的短轴长为 .
    【答案】42
    【分析】由题意可得△AF1F2为等腰直角三角形,又a=4,计算可求c=22,可求C的短轴长.
    【详解】设|F1F2|=2c,易知AF1=AF2=a=4,
    结合AF1⊥AF2,可知△AF1F2为等腰直角三角形,
    所以F1F2=42=2c,故c=22,
    所以b=a2-c2=16-8=22,
    所以C的短轴长为2b=42.
    故答案为:42.
    变式8.(24-25高二上·上海·课堂例题)若方程x225-m+y216+m=1表示长轴长为10的椭圆,则实数m的值为 .
    【答案】0或9
    【分析】根据方程的形式,结合长轴概念,分类讨论得出结果.
    【详解】当焦点在x轴上时,有25-m>16+m>0,25-m=5解得m=0;
    当焦点在y轴上时,有16+m>25-m>0,16+m=5,解得m=9.
    综上,实数m的值为0或9.
    故答案为:0或9.
    【题型2:点与椭圆的位置关系】
    例2.(24-25高二上·全国·课堂例题)已知直线mx+ny-5=0与圆x2+y2=5没有公共点,则点Pm,n与椭圆x27+y25=1的位置关系是( )
    A.在椭圆内B.在椭圆外
    C.在椭圆上D.不确定
    【答案】A
    【分析】由直线与圆没有公共点得m2+n2<5,再利用放缩法得m27+n25<1,可判断点与椭圆的位置关系.
    【详解】∵直线mx+ny-5=0与圆x2+y2=5没有公共点,
    ∴圆心(0,0)到直线的距离d=5m2+n2>5,即m2+n2<5,
    ∴0≤m2<5,
    又∵m27+n25≤m25+n25<1,
    ∴点Pm,n在椭圆内部.
    故选:A.
    变式1.(23-24高二上·河南南阳·阶段练习)点1,1与椭圆x225+y29=1的位置关系为( )
    A.点在椭圆上B.点在椭圆内
    C.点在椭圆外D.不确定
    【答案】B
    【分析】将点代入椭圆即可求解.
    【详解】由于125+19<1,所以1,1在x225+y29=1内,
    故选:B
    变式2.(19-20高二·全国·课后作业)若点Pa,1在椭圆x22+y23=1的外部,则a的取值范围为( )
    A.-233,233 B.233,+∞∪-∞,-233
    C.43,+∞ D.-∞,-43
    【答案】B
    【解析】根据题中条件,得到a22+123>1,求解,即可得出结果.
    【详解】因为点Pa,1在椭圆x22+y23=1的外部,
    所以a22+123>1,即a2>43,解得a>233或a<-233.
    故选:B.
    变式3.(19-20高二·全国·课后作业)点A(a,1)在椭圆x24+y22=1的内部,则a的取值范围是( )
    A.-∞,-2∪2,+∞B.-2,2C.-2,2D.-2,2
    【答案】B
    【分析】由题意可得a24+12<1,解不等式即可得解.
    【详解】因为点A(a,1)在椭圆x24+y22=1的内部,所以有a222+122<1,即a24+12<1,
    解得-2故选:B.
    【点睛】本题考查点与椭圆的位置关系,侧重考查对基础知识的理解和掌握,属于常考题.
    变式4.(多选)(23-24高二上·江苏徐州·期末)已知直线l:mx+ny=4与圆O:x2+y2=4相切,椭圆C:x29+y25=1,则( )
    A.点P(m,n)在圆O内B.点P(m,n)在圆O上
    C.点P(m,n)在椭圆C内D.点P(m,n)在椭圆C上
    【答案】BC
    【分析】首先根据直线与圆相切的公式,得到m2+n2=4,即可判断点与圆,以及点与椭圆的位置关系.
    【详解】由直线l与圆O相切,可知,圆心到直线l的距离d=4m2+n2=2,
    即m2+n2=4,所以点Pm,n在圆O上,
    并且2<5,所以圆在椭圆C内,P(m,n)在椭圆C内.
    故选:BC
    变式5.(多选)(23-24高二上·全国·课后作业)点Aa,1在椭圆x24+y22=1的内部,则a的值可以是( )
    A.-2B.-1C.1D.2
    【答案】BC
    【分析】由点与椭圆的位置关系得出a的值.
    【详解】由题意知a24+12<1,解得-2故选:BC
    变式6.(23-24高二上·广东佛山·期末)设F1、F2分别是椭圆C:x24+y22=1的左、右焦点,在椭圆C上满足∠F1PF2=90∘的点P的个数为 .
    【答案】2
    【分析】分析可知,点P在圆x2+y2=2上,联立圆与椭圆的方程,求出公共解的个数即可.
    【详解】在椭圆C中,a=2,b=2,则c=a2-b2=4-2=2,
    若∠F1PF2=90∘,易知原点O为F1F2的中点,则OP=12F1F2=c=2,
    所以,点P在以原点为圆心,半径为2的圆上,即点P在圆x2+y2=2上,
    联立x2+y2=2x24+y22=1,可得x=0y=±2,即点P0,2或P0,-2,
    即满足条件的点P的个数为2.
    故答案为:2.
    变式7.(20-21高二·全国·课后作业)若点A(m,1)在椭圆x24+y22=1的内部,则实数m的取值范围是 .
    【答案】(-2,2)
    【分析】由A在椭圆的内部有m24+122<1,即可求参数m的范围.
    【详解】∵点A(m,1)在椭圆x24+y22=1的内部,
    ∴m24+122<1,整理得m2<2,解得-2故答案为:(-2,2)
    变式8.(20-21高二上·全国·课后作业)已知点(3,2)在椭圆x2m+y2n=1(m>0, n>0)上,则点(-3,3)与椭圆的位置关系是 .
    【答案】点在椭圆外
    【分析】由已知得9m+4n=1,继而有9m+9n>1,由此可得答案.
    【详解】解:因为点(3,2)在椭圆上,所以9m+4n=1,又m>0, n>0,所以9m+9n>1,故点(-3,3)在椭圆外.
    故答案为:点在椭圆外.
    【方法技巧与总结】
    点P(x0,y0)与椭圆eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的位置关系:
    点P在椭圆上⇔eq \f(x\\al(2,0),a2)+eq \f(y\\al(2,0),b2)=1;
    点P在椭圆内部⇔eq \f(x\\al(2,0),a2)+eq \f(y\\al(2,0),b2)<1;
    点P在椭圆外部⇔eq \f(x\\al(2,0),a2)+eq \f(y\\al(2,0),b2)>1.
    【题型3:离心率取值问题】
    例3.(24-25高二上·吉林长春·阶段练习)已知点F,A,B分别是椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0的左焦点、右顶点和上顶点,AB的中点为M,若FM=33a2-b22,则椭圆的离心率等于( )
    A.15B.13C.265D.223
    【答案】B
    【分析】根据题意,作出图形,取FA的中点N,连接MN,BF,分别求出MN,FN和cs∠MNF,利用余弦定理即可求得离心率.
    【详解】如图,取FA的中点N,连接MN,BF,则易得|BF|=b2+c2=a,|MN|=12|BF|=12a,

    在Rt△BOF中,cs∠BFO=ca,则cs∠MNF=-cs∠BFO=-ca,又|FN|=a+c2,
    在△FMN中,由余弦定理,|FM|2=|FN|2+|MN|2-2|FN|⋅|MN|cs∠MNF,
    即33c24=(a+c)24+a24-2⋅a+c2⋅a2⋅(-ca),整理得,a2+2ac-15c2=0,
    解得a=3c或a=-5c(舍去),则e=13.
    故选:B.
    变式1.(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点为F1,F2,P,Q为C在第一象限的两个动点,且PF1=λQF2,∠PF1F2=π6,若PF1=3QF2,则C的离心率为( )
    A.33B.12C.52D.104
    【答案】A
    【分析】结合椭圆定义在△PF1F2中由余弦定理求得PF1= 2b22a-3c,同理在△QF1F2中利用余弦定理可得QF2=2b22a+3c,再由PF1=3QF2可得a,c关系,进而得离心率.
    【详解】连接PF2,QF1,设PF1=x,则PF2=2a-x,
    在△PF1F2中,由余弦定理可得
    PF22=PF12+F1F22-2PF1F1F2csπ6,
    即(2a-x)2=x2+4c2-23cx,
    解得x=2b22a-3c,即PF1= 2b22a-3c.
    由PF1=λQF2可知PF1∥QF2,
    在△QF1F2中利用余弦定理可得
    QF12=QF22+F1F22-2QF2F1F2cs5π6,
    同理可解得QF2=2b22a+3c,
    又因为PF1=3QF2,即2a+3c=32a-3c,
    所以e=ca=33.
    故选:A.
    变式2.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知F1,F2分别为椭圆E:x2a2+y2b2=1a>b>0的两个焦点,P是椭圆E上的点,PF1⊥PF2,且PF1=2PF2,则椭圆E的离心率为( )
    A.102B.104C.53D.56
    【答案】C
    【分析】利用椭圆的定义结合勾股定理,易得等式求出离心率.
    【详解】由椭圆定义得:PF1+PF2=2a,又因为PF1=2PF2,
    所以解得:PF1=43a,PF2=23a,
    再由于PF1⊥PF2,F1F2=2c,结合勾股定理可得:
    43a2+23a2=2c2,解得c2a2=59,所以椭圆E的离心率为53,
    故选:C.
    变式3.(24-25高二上·河北邯郸·阶段练习)设椭圆E:x2a2+y2b2=1a>b>0的左右焦点为F1,F2,右顶点为A,已知点P在椭圆E上,若∠F1PF2=90∘,∠PAF2=45∘,则椭圆的离心率为( )
    A.57B.63C.2-1D.3-1
    【答案】D
    【分析】利用已知条件求出P点坐标,代入PF1⋅PF2=2a2-2c2中形成齐次方程,解出离心率即可.
    【详解】

    如图:由题意不妨设Px1,y1在第一象限,知PF1+PF2=2a ①,
    因为∠F1PF2=90∘,所以PF12+PF22=4c2 ②,
    所以PF1+PF22-PF12+PF22=2PF1⋅PF2=4a2-4c2,
    则PF1⋅PF2=2a2-2c2,且OP=c,即x12+y12=c2,
    又由∠PAF2=45∘,所以HA=PH=y1,又OH=x1,即x1+y1=a,
    结合S△F1PF2=b2解得x1=ac-b2c,y1=b2c,
    代入x2a2+y2b2=1a>b>0中,整理得-2ac+2a2-c2=0,
    即e2+2e-2=0,解得e=3+1(舍)或e=3-1.
    故选:D.
    变式4.(24-25高二上·全国·课后作业)设椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点M,N在C上(M位于第一象限),且点M,N关于原点O对称,若MF1⋅MF2=0,15MF2=NF2,则C的离心率为( )
    A.154B.157C.215-27D.15-24
    【答案】C
    【分析】根据对称以及垂直可证四边形MF1NF2是矩形,即可根据椭圆定义,以及勾股定理求解x=a-a2-2b2,根据15MF2=NF2得2c=4a-a2-2b2,即可求解离心率.
    【详解】点M,N关于原点对称,所以线段MN,F1F2互相平分,故四边形MF1NF2为平行四边形,
    又MF1⋅MF2=0,故∠F1MF2=π2,所以四边形MF1NF2是矩形,故MN=F1F2,其中NF1=MF2,
    设MF2=x,则MF1=2a-x,由MF12+MF22=F1F22,得(2a-x)2+x2=4c2,整理得x2-2ax+2b2=0,
    由于点M在第一象限,所以x=a-a2-2b2,
    由15MF2=NF2,得MN=4MF2,即2c=4a-a2-2b2,
    整理得7c2+4ac-8a2=0,即7e2+4e-8=0,解得e=215-27.
    故选:C
    变式5.(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆E:x2a2+y2b2=1a>b>0的右焦点为F,上、下顶点分别为A,B,点P在以OF为直径的圆上,若PA⊥PB,sin∠PFO=33,则E的离心率为( )
    A.22B.32C.12D.14
    【答案】B
    【分析】由已知可得点P在以AB为直径的圆上,P在以OF为直径的圆上,进而可得sin∠PFO=OPOF=bc=33,即可得椭圆离心率.
    【详解】
    由PA⊥PB易知,点P在以AB为直径的圆上,
    又P在以OF为直径的圆上,则PO⊥PF,且OF=c,OP=b,
    可知sin∠PFO=OPOF=bc=33,所以c2=3b2,
    结合b2=a2-c2可得,c2=3a2-c2,
    解得e=ca=32,
    故选:B.
    变式6.(24-25高二上·湖南·阶段练习)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(0【答案】53
    【分析】根据椭圆对称性以及MF1≥2NF1可得|F2M|≤23a,根据勾股定理可得|F2M|=a-2c2-a2,即可代入求解59a2≤c2,结合已知条件得到59a2=c2,即可求解.
    【详解】因为过原点的直线与C相交于M,N两点,MF1⋅NF1=0,故四边形MF1NF2为矩形,故MF2=F1N,又|F1M|+|F2M|=2a,MF1≥2NF1,
    所以2a-|F2M|≥2|F2M|,则|F2M|≤23a,
    又|F1M|2+|F2M|2=4c2,
    即(2a-|F2M)2+|F2M|2=4c2,且2c2>a2,
    解得|F2M|=a-2c2-a2,|F2M|=a+2c2-a2(由于|F2M|≤23a,故舍去)
    结合|F2M|≤23a,故a-2c2-a2≤23a,即59a2≤c2
    又a≤3b2⇒a2≤94a2-c2⇒59a2≥c2,
    因此59a2=c2,故e2=59,解得e=53,
    故答案为:53
    【点睛】关键点点睛:由|F1M|2+|F2M|2=4c2解方程得到|F2M|=a-2c2-a2,结合椭圆定义得到|F2M|≤23a,联立可得59a2≤c2.
    变式7.(24-25高二上·陕西宝鸡·阶段练习)如图所示,椭圆的中心在原点,焦点F1,F2在x轴上,A,B是椭圆的顶点,P是椭圆上一点,且PF1⊥x轴,PF2//AB,则此椭圆的离心率是 .

    【答案】55
    【分析】利用椭圆性质写出焦点以及顶点坐标,再由PF1⊥x轴,PF2//AB即可得b=2c,可求得离心率为55.
    【详解】根据题意设椭圆的标准方程为x2a2+y2b2=1a>b>0,
    如图所示则有F1-c,0,F2c,0,Aa,0,B0,b,
    直线PF1方程为x=-c,代入方程x2a2+y2b2=1可得y=±b2a,所以P-c,b2a,
    又PF2//AB,所以kPF2=kAB,
    即b2a-0-c-c=b-00-a,整理可得b=2c;
    所以a2=b2+c2=4c2+c2=5c2,即c2a2=15,
    即可得椭圆的离心率为e=ca=c2a2=15=55.
    故答案为:55
    变式8.(2024高二上·全国·专题练习)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1,F2,点A在C上,点B在y轴上,F1A⊥F1B,F2B=-32F2A,则椭圆C的离心率为 .
    【答案】55/155
    【分析】利用椭圆的定义,通过假设一条焦半径长,就可以得到其他焦半径的表示,再利用勾股定理来消元假设的字母,最后利用一个角和余弦定理来建立一个a,b,c的齐次式,求解离心率.
    【详解】令椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的半焦距为c,
    设|AF2|=m,则|AF1|=2a-m,由点B在y轴上,
    F2B=-32F2A,得|BF1|=|BF2|=32m,
    而|AB|=52m,F1A⊥F1B,因此|AF1|2+|BF1|2=|AB|2,
    即(2a-m)2+(32m)2=(52m)2,解得m=23a,
    在Rt△BF2O中,cs∠OF2B=|OF2||BF2|=c32m=ca,
    在△AF1F2中,由余弦定理得|AF1|2=|AF2|2+|F1F2|2-2|AF2||F1F2|cs∠AF2F1,
    即(43a)2=(23a)2+(2c)2-2⋅23a⋅2c⋅(-ca),
    整理得5c2=a2,而e2=c2a2=15,
    所以椭圆C的离心率为55.
    故答案为:55.
    【方法技巧与总结】
    1.椭圆的离心率的求法:
    (1)直接求a,c后求e,或利用e=eq \r(1-\f(b2,a2)),求出eq \f(b,a)后求e.
    (2)将条件转化为关于a,b,c的关系式,利用b2=a2-c2消去b.等式两边同除以a2或a4构造关于eq \f(c,a)(e)的方程求e.
    2.求离心率范围时,常需根据条件或椭圆的范围建立不等式关系,通过解不等式求解,注意最后要与区间(0,1)取交集.
    【题型4:离心率取值范围问题】
    例4.(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,且F1F2=2c,点P为直线x=a2c上一点,若点F2在线段PF1的垂直平分线上,则C的离心率的取值范围是( )
    A.0,22B.0,33C.22,1D.33,1
    【答案】D
    【分析】由题意可得PF2≥a2c-c,若点F2在线段PF1的垂直平分线上,可得PF2=F1F2=2c,即2c≥a2c-c,运算求解即可.
    【详解】由题意可知:F2c,0,
    因为点P为直线x=a2c上一点,则PF2≥a2c-c,
    若点F2在线段PF1的垂直平分线上,可得PF2=F1F2=2c,
    则2c≥a2c-c,整理可得c2a2≥13,即e=ca≥33,
    所以C的离心率的取值范围是33,1.
    故选:D.
    变式1.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)已知椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0上一点A关于原点的对称点为点B,F为其右焦点,若AF⊥BF,设∠ABF=α,且α∈π6,π4,则该椭圆离心率e的取值范围为( )
    A.22,3-1B.22,1C.22,32D.33,63
    【答案】A
    【分析】设椭圆的左焦点为F1,根据AF⊥BF,得到四边形为AF1BF为矩形,再由∠ABF=α,结合椭圆的定义得到2a=2csinα+2ccsα,然后由e=ca=1sinα+csα求解.
    【详解】设椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0的左焦点为F1,
    因为AF⊥BF,所以四边形为AF1BF为矩形,所以AB=FF1=2c,
    因为∠ABF=α,
    所以AF=2csinα,BF=2ccsα,则BF1=AF=2csinα,
    由椭圆的定义得2a=2csinα+2ccsα,
    所以e=ca=1sinα+csα=1222sinα+22csα=12sinα+π4,
    因为α∈π6,π4,所以α+π4∈5π12,π2,
    所以sinα+π4∈2+64,1,
    其中sin5π12=sinπ4+π6=sinπ4csπ6+csπ4sinπ6
    =22×32+22×12=6+24,
    所以2sinα+π4∈1+32,2,
    所以e∈22,3-1.
    故选:A
    变式2.(23-24高二下·浙江·期中)已知椭圆x2a2+y2b2=1,P为椭圆上一动点(不含左右端点),左右端点为A、B,kAP⋅kBP≤-23,则离心率e的范围为( )
    A.33,1B.0,33C.63,1D.33,63
    【答案】B
    【分析】将条件中的不等式用坐标表示,再结合椭圆方程化简不等式,即可求解椭圆的离心率的范围.
    【详解】设Px0,y0,x0≠±a,A-a,0,Ba,0,
    kAP⋅kBP=y0x0+a×y0x0-a=y02x02-a2=-b2a2,
    由题意可知,-b2a2≤-23,即a2-c2a2≥23,得c2a2≤13,
    则e=ca∈0,33.
    故选:B
    变式3.(23-24高二下·浙江·开学考试)已知点A是椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的左顶点,过点A且斜率为12的直线l与椭圆C交于另一点P(点P在第一象限).以原点O为圆心,OP为半径的圆在点P处的切线与x轴交于点Q.若PA≥PQ,则椭圆C离心率的取值范围是( )
    A.0,12B.0,22C.12,1D.22,1
    【答案】B
    【分析】由题意可推得要使PA≥PQ,只需-kPQ≥12,由此设直线AP方程,并联立椭圆方程,求出点Q的坐标,进而得到kPQ,令-kPQ≥12,,即可得到a,b的不等关系,求得答案.
    【详解】要使PA≥PQ,只要∠PQA≥∠PAQ,只要-kPQ≥kPA,
    因为直线l的斜率为12,
    即只要-kPQ≥12,
    设直线AP方程为:y=12x+a,
    联立x2a2+y2b2=1y=12x+a,整理可得:a2+4b2x2+2a3x+a4-4a2b2=0,*
    因为x1=-a为方程(*)的一个根,
    故x2=a4-4a2b2a2+4b2-a=-a3+4b2aa2+4b2,y2=12x2+a=4ab2a2+4b2,
    所以点P-a3+4b2aa2+4b2,4ab2a2+4b2,
    可得kOP=4ab2-a3+4ab2=4b24b2-a2,
    由于OP⊥PQ,故kPQ=a2-4b24b2,
    令-kPQ≥12,可得a2-4b24b2≥12,
    可得b2所以离心率的取值范围是0,22.
    故选:B.
    【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:
    (1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得a、c的值,根据离心率的定义求解离心率e的值;
    (2)齐次式法:由已知条件得出关于a、c的齐次方程,然后转化为关于e的方程求解;
    (3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.
    变式4.(23-24高二下·河北保定·开学考试)已知F1,F2分别是椭圆M:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点,点P在椭圆M上,且PF1-PF2=4b,则M的离心率的取值范围为( )
    A.0,255B.255,1C.0,32D.32,1
    【答案】B
    【分析】根据题意,由椭圆的定义,分别表示出PF1,PF2,再由椭圆的离心率公式,代入计算,即可得到结果.
    【详解】由题意得PF1+PF2=2a,PF1-PF2=4b,则PF1=a+2b,PF2=a-2b,
    由PF1=a+2b≤a+c,PF2=a-2b≥a-c,得2b≤c,
    即4b2=4a2-c2≤c2,得ca≥255.
    故M的离心率的取值范围为255,1.
    故选:B
    变式5.(23-24高二上·浙江丽水·期末)设椭圆C1:x2m+y22=1与椭圆C2:x28+y2m=1的离心率分别为e1, e2,若m∈(2,8),则( )
    A.e1e2的最小值为14B.e1e2的最小值为12
    C.e1e2的最大值为14D.e1e2的最大值为12
    【答案】D
    【分析】由椭圆的离心率,结合椭圆的性质及对勾函数的单调性求解.
    【详解】已知椭圆C1:x2m+y22=1与椭圆C2:x28+y2m=1的离心率分别为e1,e2,
    又m∈(2,8),
    则e1=m-2m,e2=8-m22,
    则e1e2=-m2+10m-1622m=10-(m+16m)22,
    设f(m)=m+16m,m∈(2,8),
    则根据对勾函数知f(m)在(2,4)为减函数,在(4,8)为增函数,
    则f(m)∈[8,10),
    则e1e2∈(0,12],
    即e1e2的最大值为12,无最小值.
    故选:D.
    变式6.(23-24高二上·安徽·期末)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的长轴长大于43,当m变化时直线x-my+2-2m=0与C都恒过同一个点,则C的离心率的取值范围是( )
    A.0,22B.22,1C.0,12D.12,1
    【答案】B
    【分析】先求出直线所过的定点,由题,此定点也在椭圆上,从而得出a,b,c的关系,用离心率表示出a,再由题目中长轴长的范围列出关于离心率的不等式,求解即可.
    【详解】直线x-my+2-2m=0即x+2=my+2,该直线过定点-2,-2,所以点-2,-2在C上,4a2+4b2=1,即4a2+b2=a2b2,
    设c=a2-b2,则42a2-c2=a2a2-c2,
    所以a2=42a2-c2a2-c2 =42-e21-e2,
    因为C的长轴长大于43,所以a>23,a2>12,
    所以2-e21-e2>3,解得12故选:B.
    变式7.(23-24高二上·湖南邵阳·期末)已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点为Fc,0,上顶点为A0,b,直线上l:x=a2c上存在一点P满足FP+FA⋅AP=0,则椭圆的离心率的取值范围为 .
    【答案】5-12,1
    【分析】由(FP+FA)⋅AP=0可得|FA|=|FP|=a,又点P在右准线上可得|FP|≥a2c-c,解关于e的一元二次不等式,结合0【详解】取AP的中点Q,连接FQ,如图所示,

    则FQ=12(FP+FA),所以(FP+FA)⋅AP=2FQ⋅AP=0,
    所以FQ⊥AP,所以△AFP为等腰三角形,
    即|FA|=|FP|,且|FA|=b2+c2=a,所以|FP|=a,
    又因为点P在右准线x=a2c上,
    所以|FP|≥a2c-c,即a≥a2c-c,
    所以ac≥a2c2-1,即e2+e-1≥0,解得e≥5-12或e≤-5-12,
    又0故答案为:[5-12,1).
    变式8.(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的左、右焦点分别为F1,F2,点P是C上的一点,直线l的方程为x=a2+b2a,且PQ⊥l于Q.若四边形PQF2F1为平行四边形,求C的离心率的取值范围.
    【答案】2-1,1
    【分析】利用条件设P表示Q,由平行四边形的性质及椭圆的性质得出不等关系计算即可.
    【详解】注意到直线l:x=a2+b2a=2a2-c2a,设Pm,n,则Q2a2-c2a,n,
    又四边形PQF2F1为平行四边形,所以m=2a2-c2a-2c=2a2-2ac-c2a∈-a,a,
    即-a<2a2-2ac-c2a故C的离心率的取值范围为2-1,1.
    【方法技巧与总结】
    椭圆的离心率是椭圆最重要的几何性质,求椭圆的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
    ①求出a,c,代入公式e=ca;
    ②只需要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合b2=a2-c2转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
    【题型5:直线与椭圆的位置关系】
    例5.(23-24高二上·新疆伊犁·期中)直线l:3x+y-3=0与椭圆C:x216+y24=1的一个交点坐标为( )
    A.2,3B.213,11313C.-2,33D.-213,15313
    【答案】D
    【分析】将直线方程与椭圆方程联立解方程即可得出答案.
    【详解】由3x+y-3=0x216+y24=1可得13x2-24x-4=0,解得x=2或x=-213
    当x=2时,y=-3,当x=-213时,y=15313
    所以直线与椭圆的交点坐标为2,-3,-213,15313
    故选:D
    变式1.(23-24高二上·浙江温州·期中)已知直线l:y=x+m与椭圆C:x24+y23=1有公共点,则m的取值范围是( )
    A.-7,7B.-6,7
    C.-6,6D.-22,22
    【答案】A
    【分析】直线l和椭圆C有公共点,联立直线方程和椭圆方程消去y便可得到关于x的一元二次方程,方程有解,从而有判别式Δ≥0,即可解出m的取值范围.
    【详解】直线y=x+m代入椭圆方程消去y得:7x2+8mx+4m2-12=0;
    ∵直线与椭圆有公共点,方程有解,
    ∴Δ=64m2-4×7×4m2-12≥0;
    解得-7≤m≤7,即m的取值范围为-7,7.
    故选:A
    变式2.(23-24高二上·全国·课后作业)直线y=3x-1与椭圆x24+y28=1的公共点的个数是( )
    A.0B.1
    C.2D.无数个
    【答案】C
    【分析】联立直线与椭圆的方程消去y,再利用判别式判断作答.
    【详解】由y=3x-1x24+y28=1消去y并整理得11x2-6x-7=0,显然Δ=(-6)2-4×11×(-7)>0,
    所以直线y=3x-1与椭圆x24+y28=1相交,有2个公共点.
    故选:C
    变式3.(21-22高二上·全国·课后作业)直线x=1与椭圆x2+y22=1的位置关系是( )
    A.相离B.相切C.相交D.无法确定
    【答案】B
    【分析】根据椭圆的方程求得短轴的右顶点为(1,0),进而得到直线与椭圆的位置关系.
    【详解】由椭圆的方程x2+y22=1,可得a=2,b=1,即椭圆的短轴的右顶点为(1,0),
    所以直线x=1与椭圆x2+y22=1相切.
    故选:B.
    变式4.(21-22高二上·全国·课前预习)直线y=x+1与椭圆x2+y22=1的位置关系是( )
    A.相离B.相切C.相交D.无法确定
    【答案】C
    【分析】代数法联立直线与椭圆,转化为二次方程根的问题来判断即可.
    【详解】联立y=x+1x2+y22=1⇒3x2+2x-1=0,
    则Δ=22+4×3=16>0
    所以方程有两个不相等的实数根,
    所以直线与椭圆相交
    故选:C.
    变式5.(23-24高二上·上海宝山·期中)若直线y=kx-1与椭圆x25+y2m=1恒有公共点,则实数m的取值范围是 .
    【答案】m≥1且m≠5
    【分析】根据直线方程写出其所过定点,结合其与椭圆的位置关系,可得答案.
    【详解】由直线y=kx-1,则可知其过定点0,-1,
    易知当该点在椭圆内或椭圆上时,直线与椭圆恒有公共点,
    则m>0025+-12m≤1m≠5,解得m≥1且m≠5.
    故答案为:m≥1且m≠5.
    变式6.(23-24高二上·重庆·阶段练习)已知椭圆M:y2a2+x2b2=1a>b>0的焦距为4,且经过点1,3.
    (1)求椭圆M的标准方程;
    (2)若直线l1与椭圆M相切,且直线l1与直线l:x-y-32=0平行,求直线l1的斜截式方程.
    【答案】(1)y26+x22=1;
    (2)y=x±22.
    【分析】(1)由焦距、所过点求椭圆参数,即可得方程;
    (2)由平行关系设直线方程l1:y=x+b,联立椭圆方程得4x2+2bx+b2-6=0,利用相切关系有Δ=0求参数,即可得直线方程.
    【详解】(1)由题意得2c=4a2=b2+c23a2+1b2=1,得a2=6b2=2c=2,
    所以椭圆M的标准方程为y26+x22=1.
    (2)设与l平行的l1:y=x+b,
    由y26+x22=1y=x+b,得4x2+2bx+b2-6=0,
    由Δ=4b2-4×4b2-6=0,得b=±22,则l1:y=x±22.
    变式7.(23-24高二上·上海·课后作业)已知直线l:y=mx-2与椭圆C:x24+y23=1相交于不同两点,求实数m的取值范围.
    【答案】m<-12或m>12
    【分析】联立直线与椭圆方程,利用判别式大于0,解不等式可得结果.
    【详解】联立y=mx-2x24+y23=1,消去y并整理得(4m2+3)x2-16mx+4=0,
    依题意得Δ=(16m)2-16(4m2+3)>0,即m2>14,
    解得m<-12或m>12.
    【方法技巧与总结】
    直线y=kx+m与椭圆eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的位置关系,判断方法:
    联立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+m,,\f(x2,a2)+\f(y2,b2)=1,))消y得一元二次方程.
    当Δ>0时,方程有两解,直线与椭圆相交;
    当Δ=0时,方程有一解,直线与椭圆相切;
    当Δ<0时,方程无解,直线与椭圆相离.
    【题型6:弦长问题】
    例6.(23-24高二上·天津和平·期中)直线x=-1被椭圆x24+y23=1截得的弦长为( )
    A.32B.32C.3D.3
    【答案】C
    【分析】求出交点得纵坐标即可得解.
    【详解】令x=-1,得14+y23=1,解得y=±32,
    所以直线x=-1被椭圆x24+y23=1截得的弦长为-32-32=3.
    故选:C.
    变式1.(23-24高二上·全国·单元测试)过椭圆x24+y2=1的右焦点且与椭圆长轴垂直的直线与椭圆相交于A,B两点,则AB等于( )
    A.4B.23
    C.1D.43
    【答案】C
    【分析】根据椭圆的方程,求得椭圆的右焦点的坐标为F(3,0),将x=3,代入椭圆的方程,进而求得弦长.
    【详解】因为椭圆x24+y2=1,可得a2=4,b2=1,所以c2=a2-b2=3,
    所以椭圆的右焦点的坐标为F(3,0),
    将x=3,代入椭圆的方程,求得y=±12,所以AB=1.
    故选:C.
    变式2.(24-25高二上·上海·随堂练习)已知直线y=2x+m与椭圆C:x25+y2=1相交于A、B两点,O为坐标原点.当△AOB的面积取得最大值时,AB= .
    【答案】54221
    【分析】联立直线与椭圆的方程,得到韦达定理,建立△AOB的面积表达式,结合基本不等式求解出m2=212时,△AOB的面积取得最大值,再求出此时的AB的值.
    【详解】由y=2x+mx25+y2=1,得21x2+20mx+5m2-5=0,需满足Δ=-20m2+420>0,
    设Ax1,y1,Bx2,y2,则x1+x2=-20m21,x1x2=5m2-521,
    AB=1+22x1+x22-4x1x2=5×2021-m221=1021-m221.
    又O到直线AB的距离d=m5,
    则△AOB的面积S=12d⋅AB=5×m221-m221≤5×m2+21-m2221=52,
    当且仅当m2=21-m2,即m2=212时,△AOB的面积取得最大值.
    此时,AB=1021-m221=54221.
    故答案为:54221
    变式3.(23-24高二上·江西南昌·期中)已知直线x-2y+1=0与椭圆x24+y2=1交于A,B两点,则AB= .
    【答案】352/1235
    【分析】联立直线和椭圆方程,得到两根之和,两根之积,利用弦长公式求出答案.
    【详解】联立x-2y+1=0与x24+y2=1,得2x2+2x-3=0,
    设Ax1,y1,Bx2,y2,
    则x1+x2=-1,x1x2=-32,
    故AB=1+122x1+x22-4x1x2=52×1+4×32=352.
    故答案为:352
    变式4.(22-23高二·全国·课后作业)直线x-2y+2=0与椭圆x2+4y2=4相交于A、B两点,则AB= .
    【答案】5
    【分析】本题先联立直线l与椭圆C方程,消去x,整理可得一元二次方程,解得A,B坐标,进而根据两点间距离公式即可求解.
    【详解】联立x-2y+2=0x2+4y2=4,消去x,整理得y2-y=0,解得y1=0,y2=1,
    因此x1=-2,x2=0 ,
    故AB=x1-x22+y1-y22=5.
    故答案为:5.
    变式5.(22-23高二上·北京丰台·期末)过椭圆x24+y23=1的焦点且垂直于长轴的直线被椭圆截得线段的长度为 .
    【答案】3
    【分析】根据题意即求通径大小,先求c=1,令x=1代入椭圆方程求得y=±32即可得解.
    【详解】由c2=a2-b2=1,故c=1,
    不妨令x=1,代入x24+y23=1可得y2=94,
    所以y=±32,故弦长为3.
    故答案为:3
    变式6.(21-22高二·全国·课后作业)已知经过椭圆C:x26+y22=1的焦点且与长轴垂直的直线l与椭圆C交于M,N两点,求△OMN的面积.
    【答案】263.
    【分析】由题可得椭圆焦点坐标,进而可求MN=263,再利用面积公式即求.
    【详解】由题可得c=6-2=2,不妨设F2,0,
    将x=2代入x26+y22=1,可得46+y22=1,
    解得y=±63,
    不妨令M2,63,N2,-63,则MN=263,
    ∴△OMN的面积为S=12OFMN=12×2×263=263.
    变式7.(23-24高二上·福建三明·期末)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的右焦点为F1,0,且经过点Q2,62
    (1)求椭圆C的标准方程:
    (2)经过椭圆C的右焦点作倾斜角为45°的直线l,直线l与椭圆相交于M,N两点,求线段MN的长.
    【答案】(1)x24+y23=1
    (2)247
    【分析】(1)根据椭圆右焦点F1,0,且过点Q2,62,从而可求解.
    (2)根据题意求出直线方程为y=x-1,与椭圆方程联立后,利用根与系数关系从而可求解.
    【详解】(1)由题意得a2=b2+12a2+64b2=1,
    解得a2=4b2=3,
    故椭圆的标准方程为x24+y23=1.
    (2)由题意可得直线l的方程为y=x-1,
    与椭圆方程联立y=x-1x24+y23=1,得7x2-8x-8=0,
    设Mx1,y1,Nx2,y2,则x1+x2=87,x1x2=-87,
    故MN=1+k2x1-x2=1+k2x1+x22-4x1x2
    =1+12872-4×(-87)=247.
    变式8.(23-24高二上·北京西城·期末)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的一个焦点为5,0,四个顶点构成的四边形面积等于12.设圆(x-1)2+y2=25的圆心为M,P为此圆上一点.
    (1)求椭圆C的离心率;
    (2)记线段MP与椭圆C的交点为Q,求PQ的取值范围.
    【答案】(1)53
    (2)1,5-455
    【分析】(1)根据四边形面积得到ab=6,结合焦点坐标,求出a=3,b=2,得到离心率;
    (2)PQ=MP-MQ=5-MQ,设Qx1,y1,得到MQ=59x1-952+165,结合x1∈-3,3,求出MQ的取值范围,得到PQ的取值范围.
    【详解】(1)由题意得c=5,a2=b2+c2,且12⋅2a⋅2b=2ab=12,即ab=6,
    解得a=3,b=2,
    所以椭圆C的离心率e=ca=53.
    (2)由题意,得PQ=MP-MQ=5-MQ.
    设Qx1,y1,则x129+y124=1.
    所以MQ=x1-12+y12=x1-12+4-49x12=59x1-952+165,.
    因为x1∈-3,3,
    所以当x1=95时,|MQ|min=455;当x1=-3时,|MQ|max=4.
    所以PQ的取值范围为1,5-455.
    【方法技巧与总结】
    1.定义:连接椭圆上两个点的线段称为椭圆的弦.
    2.求弦长的方法
    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:
    |AB|=eq \r(1+k2)(x1+x2)2-4x1∙x2= eq \r(1+\f(1,k2))(y1+y2)2-4y1∙y2.·
    【题型7:中点弦问题】
    例7.(24-25高二上·山东滨州·阶段练习)已知M4,2是直线l被椭圆x2+4y2=36所截得的线段AB的中点,则直线l的方程为( )
    A.2x+y-8=0B.x+2y-8=0
    C.x-2y-8=0D.2x-y-6=0
    【答案】B
    【分析】设出直线l方程,联立椭圆方程,利用韦达定理用k表示中点坐标,结合已知中点坐标解关于k的方程可得解.
    【详解】当直线l的斜率不存在时,由对称性可知l被椭圆截得线段AB的中点在x轴上,不合题意;
    故可设直线l的方程为y-2=kx-4,代入椭圆方程x2+4y2=36化简得,
    1+4k2x2+16k-32k2x+64k2-64k-20=0,
    有Δ>0,x1+x2=32k2-16k1+4k2=8,解得k=-12,
    所以直线l的方程为y-2=-12x-4,即x+2y-8=0.
    故选:B.
    变式1.(23-24高二上·天津·阶段练习)已知M4,2是直线l被椭圆x2+4y2=36所截得的线段AB的中点,则直线l的方程为( )
    A.2x+y-8=0B.x+2y-8=0C.x-2y-8=0D.2x-y-8=0
    【答案】B
    【分析】设出直线l方程,联立椭圆方程,利用韦达定理用k表示中点坐标,结合已知中点坐标解关于k的方程可得
    【详解】当直线l斜率不存在时,
    由对称性可知,此时直线l被椭圆x2+4y2=36所截得的线段AB的中点在x轴上,
    而已知M4,2是线段AB的中点,不在x轴上,不满足题意.
    故直线斜率存在,可设斜率为k,则直线的方程为y-2=k(x-4),
    即kx-y+2-4k=0,
    代入椭圆的方程化简得(1+4k2)x2+(16k-32k2)x+64k2-64k-20=0,
    所以x1+x2=32k2-16k1+4k2=8,解得k=-12,
    故直线l方程为y-2=-12(x-4),即x+2y-8=0.
    故选:B.
    变式2.(11-12高二上·浙江衢州·期末)斜率为1的直线与椭圆x24+y23=1相交于A、B两点,AB的中点为Mm,1,则m= .
    【答案】-43/-113
    【分析】根据题意,设直线AB的方程为y=x+b,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理代入计算,即可求解.
    【详解】设直线AB的方程为y=x+b,代入椭圆方程x24+y23=1,
    可得7x2+8bx+4b2-12=0,
    由韦达定理可得x1+x2=-8b7,
    则xM=12x1+x2=-4b7,
    则yM=xM+b=-47b+b=3b7=1,则b=73,
    所以m=xM=-47×73=-43.
    故答案为:-43
    变式3.(23-24高二下·重庆·阶段练习)过椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点F2(1,0)的直线交该椭圆于A、B两点,线段AB的中点为M(12,13),则椭圆E的离心率为 .
    【答案】53/135
    【分析】求出直线AB的方程,与椭圆方程联立结合弦的中点坐标求解即得.
    【详解】依题意,kAB=13-012-1=-23,所以直线AB的方程为y=-23(x-1),
    由y=-23(x-1)x2a2+y2b2=1消去y并整理得(b2+49a2)x2-89a2x+49a2-a2b2=0,
    由弦AB的中点为M(12,13),得89a2b2+49a2=1,解得b2=49a2,
    由a>1可得上述关于x的一元二次方程Δ>0,

    所以椭圆E的离心率为e=a2-b2a=53.
    故答案为:53
    变式4.(23-24高二上·山东青岛·阶段练习)已知直线3x+4y-7=0与椭圆x24+y2m=1和交于A,B两点,且点1,1平分弦AB,则m的值为 .
    【答案】3
    【分析】利用点差法,结合椭圆方程和直线方程,即可求得结果.
    【详解】设A,B坐标为x1,y1,(x2,y2),则x124+y12m=1x224+y22m=1,
    作差可得(x1-x2)(x1-x2)4=-(y1-y2)(y1+y2)m,则y1-y2x1-x2×y1+y22x1+x22=-m4,
    根据题意可得y1-y2x1-x2=-34,x1+x22=y1+y22=1,则-34×1=-m4,解得m=3.
    当m=3时,联立3x+4y-7=0x24+y33=1,可得21x2-42x+1=0,
    其Δ=422-84>0,满足题意;故m=3.
    故答案为:3.
    变式5.(23-24高二上·福建福州·期末)已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点为F,离心率为32,过点F的直线l交椭圆于A,B两点,若AB的中点为1,1,则直线l的斜率为 .
    【答案】-14
    【分析】根据中点坐标公式、椭圆离心率公式,结合点差法进行求解即可.
    【详解】设Ax1,y1,Bx2,y2,则AB的中点坐标为x1+x22,y1+y22,
    由题意可得x1+x2=2,y1+y2=2,
    将A,B的坐标的代入椭圆的方程:x12a2+y12b2=1x22a2+y22b2=1,
    作差可得x12-x22a2+y12-y22b2=0,
    所以y1-y2x1-x2=-b2a2⋅x1+x2y1+y2=-b2a2,
    又因为离心率e=ca=32,c2=a2-b2,所以a2-b2a2=34,
    所以-b2a2=-14,即直线l的斜率为-14,
    故答案为:-14.
    变式6.(24-25高二上·上海·课堂例题)在直角坐标系xOy中,椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的焦距为23,长轴长是短轴长的2倍,斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆于A、B.
    (1)求椭圆的标准方程;
    (2)若P为线段AB的中点,设OP的斜率为k',求证:k⋅k'为定值.
    【答案】(1)x24+y2=1
    (2)证明见解析
    【分析】(1)由题意,利用焦距,长轴,短轴间关系可得答案;
    (2)设Ax1,y1,Bx2,y2,Pm,n,将A,B两点代入椭圆方程可得k'及k⋅k'表达式,即可得答案.
    【详解】(1)设半焦距为c,长半轴为a,短半轴为b,依题意可知2c=232a=4ba2=b2+c2 , 解得c=3a=2b=1.
    故椭圆的标准方程为x24+y2=1;
    (2)证明:设Ax1,y1,Bx2,y2,Pm,n,则x1+x2=2m,y1+y2=2n.
    把Ax1,y1,Bx2,y2代入椭圆方程x24+y2=1得:x124+y12=1x224+y22=1.
    两式相减可得y2-y1x2-x1=-x2+x14y2+y1,即k=-m4n.又k'=nm,
    则k⋅k'=-m4n⋅nm=-14,故k⋅k'为定值.
    变式7.(23-24高二下·北京·开学考试)已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率e=32,椭圆上任意一点到椭圆的两个焦点的距离之和为4.若直线l过点-1,0,且与椭圆相交于不同的两点A,B.
    (1)求椭圆的标准方程;
    (2)若线段AB中点的纵坐标14,求直线l的方程.
    【答案】(1)x24+y2=1
    (2)x-2y+1=0
    【分析】
    (1)根据已知条件及椭圆的简单几何性质即可求解;
    (2)根据已知条件设出直线l的方程,将直线的方程与椭圆的方程联立方程组,利用韦达定理及中点坐标公式,结合线段AB中点在直线l上即可求解.
    【详解】(1)由题意可知2a=4,解得a=2,
    因为e=ca=32,
    所以c=3,
    所以b2=a2-c2,解得b2=1.
    所以椭圆的方程为x24+y2=1.
    (2)由题意可知直线斜率存在,如图所示
    设l:y=kx+1,设Ax1,y1,Bx2,y2,
    y=kx+1x24+y2=1消y得,1+4k2x2+8k2x+4k2-4=0,
    所以Δ=8k22-4×1+4k24k2-4=48k2+16>0,解得k∈R.
    x1+x2=-8k21+4k2,x1x2=4k2-41+4k2,
    设线段AB中点的坐标为Mx0,y0,
    所以x0=x1+x22=-8k21+4k22=-4k21+4k2,
    y0=kx0+1=k-4k21+4k2+1=k1+4k2,
    又因为线段AB中点的纵坐标14,
    所以y0=k1+4k2=14,解得k=12,
    所以直线方程为y=12x+1,即x-2y+1=0.
    【方法技巧与总结】
    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
    【题型8:解答题汇总】
    例8.(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0经过点M1,32,F1、F2是椭圆C的左、右两个焦点,F1F2=23,P是椭圆C上的一个动点.
    (1)求椭圆C的标准方程;
    (2)若点P在第一象限,且PF1⋅PF2≤14,求点P的横坐标的取值范围.
    【答案】(1)x24+y2=1
    (2)0,3.
    【分析】(1)依题意得焦点坐标,再利用椭圆的定义求得a,进而求得b即可;
    (2)设Px,y(x>0,y>0),从而可求得PF1⋅PF2=-3-x2+y2≤14,再把y2=1-x24代入求解即可.
    【详解】(1)由已知得2c=23,∴c=3,
    ∴F1-3,0,F23,0,MF1=(1+3)2+322=19+834=4+32,
    同理MF2=4-32,
    ∴2a=MF1+MF2=4,
    ∴a=2,∴b=a2-c2=1,
    ∴椭圆C的标准方程为x24+y2=1.
    (2)设Px,y(x>0,y>0),且x24+y2=1,则PF1=-3-x,-y,PF2=3-x,-y,
    ∴PF1⋅PF2=-3-x2+y2≤14.
    由椭圆方程可得-3-x2+1-x24≤14,
    整理得3x2≤9,所以0即点P的横坐标的取值范围是0,3.
    变式1.(23-24高二上·安徽亳州·阶段练习)已知A-2,0,B1,32在椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0上,F1,F2分别为C的左、右焦点.
    (1)求a,b的值及C的离心率;
    (2)若动点P,Q均在C上,且P,Q在x轴的两侧,求四边形PF1QF2的面积的取值范围.
    【答案】(1)a=2,b=3,离心率为12
    (2)0,23
    【分析】(1)待定系数法求出椭圆方程,并求出离心率;
    (2)在(1)的基础上求出F1F2=2,结合P,Q在x轴的两侧,表达出四边形PF1QF2的面积并求出取值范围.
    【详解】(1)因为A-2,0,B1,32在椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0上,
    所以-22a2+0=11a2+322b2=1,解得a=2,b=3,
    所以c=a2-b2=1,C的离心率为ca=12;
    (2)由(1)得x24+y23=1,c=1,
    故F1F2=2,
    因为动点P,Q均在C上,且P,Q在x轴的两侧,
    所以四边形PF1QF2的面积S=12⋅F1F2⋅yP+yQ=yP+yQ∈0,2b=0,23,
    当且仅当P,Q分别为上顶点和下顶点时,等号成立.
    变式2.(23-24高二上·浙江嘉兴·期中)给定椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0,称圆心在原点O,半径是a2+b2的圆为椭圆C的“准圆”.已知椭圆C的一个焦点为F2,0,其短轴的一个端点到点F的距离为3.
    (1)求椭圆C和其“准圆”的方程;
    (2)若点A,B是椭圆C的“准圆”与x轴的两交点,P是椭圆C上的一个动点,求AP⋅BP的取值范围.
    【答案】(1)椭圆C的方程为x23+y2=1,其“准圆”方程为x2+y2=4;
    (2)-3,-1.
    【分析】(1)根据已知求椭圆方程中的参数,即得椭圆方程,再由“准圆”定义写出对应“准圆”的方程;
    (2)设Pm,n-3≤m≤3,写出A,B坐标,应用向量数量积的坐标表示得AP⋅BP=m2-4+n2,结合P是椭圆C上及其有界性,即可求范围.
    【详解】(1)由题意知c=2,且a=b2+c2=3,可得b=a2-c2=1,
    故椭圆C的方程为x23+y2=1,其“准圆”方程为x2+y2=4.
    (2)由题意,设Pm,n-3≤m≤3,则有m23+n2=1,
    不妨设A 2,0,B-2,0,所以AP=m-2,n,BP=m+2,n,
    所以AP⋅BP=m2-4+n2=m2-4+1-m23=2m23-3,又-3≤m≤3,则2m23-3∈-3,-1,
    所以AP⋅BP的取值范围是-3,-1.

    变式3.(23-24高二上·浙江嘉兴·阶段练习)已知椭圆M:x2a2+y2b2=1a>b>0的离心率为63,焦距为22,斜率为k的直线l与椭圆M有两个不同的交点A,B.
    (1)求椭圆M的方程;
    (2)若直线l过椭圆上顶点,且k=1,求AB的值.
    【答案】(1)x23+y2=1
    (2)322
    【分析】(1)由题意可得a2=b2+c2e=ca=632c=22,解出a,b,c,进而求解.
    (2)由题意可得直线l的方程,将其与椭圆方程联立后,再结合韦达定理及弦长公式求解即可.
    【详解】(1)由题意得,a2=b2+c2e=ca=632c=22,
    解得c=2,a=3,b=a2-c2=32-22=1,
    ∴椭圆M的方程为x23+y2=1.
    (2)因为k=1,椭圆上顶点为0,1,
    所以直线l的方程为y=x+1,设Ax1,y1,Bx2,y2.
    联立y=x+1x23+y2=1,得2x2+3x=0,
    又直线l与椭圆M有两个不同的交点,
    所以Δ=9>0,∴x1+x2=-32,x1x2=0,
    ∴AB=1+k2⋅x1-x2=2⋅x1+x22-4x1x2=2⋅94=322.

    变式4.(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为32,长轴长与短轴长之和为6.
    (1)求C的方程;
    (2)设P为C上一点,M1,0.若存在实数λ使得PF1+PF2=λPM,求λ的取值范围.
    【答案】(1)x24+y2=1
    (2)43,26
    【分析】(1)根据题意结合离心率列式解得a2=4,b2=1,即可得椭圆方程;
    (2)根据椭圆定义可得λ=4PM,根据两点间距离公式结合椭圆方程列式求解即可.
    【详解】(1)因为椭圆C的长轴长与短轴长之和为6,则2a+2b=6,即a+b=3①,
    又因为e=ca=32,结合c2=a2-b2可得a2=4b2②,
    联立①②解得a2=4b2=1,所以C的方程为x24+y2=1.
    (2)设Px,y,则x∈-2,2,
    因为存在实数λ使得PF1+PF2=λPM,即λPM=PF1+PF2=2a=4,
    可得λ=4PM=4(x-1)2+y2=4(x-1)2+1-x24=434x-432+23,x∈-2,2,
    又因为34x-432+23∈23,9,则34x-432+23∈63,3,可得λ∈43,26,
    所以λ的取值范围为43,26.
    变式5.(23-24高二下·江苏南京·开学考试)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0的左焦点为F,左顶点为A,上顶点为B,且3|OA|=2|OB|.
    (1)求椭圆的离心率;
    (2)设经过点F且斜率为34的直线l与椭圆在x轴上方的交点为P,点C为直线x=4上一点,以C为圆心的圆同时与x轴和直线l相切,且OC//AP,求椭圆的标准方程.
    【答案】(1)12
    (2)x216+y212=1
    【分析】(1)根据3|OA|=2|OB|,由3a=2b求解;
    (2)设椭圆方程为x24c2+y23c2=1,直线l的方程为y=34x+c,联立x24c2+y23c2=1y=34x+c,得到Pc,32c,由圆心C在直线x=4上,设C4,t,再根据OC//AP求解.
    【详解】(1)
    设椭圆的半焦距为c,由已知得,3a=2b,
    又由a2=b2+c2,消去b得a2=32a2+c2,解得ca=12,
    所以,椭圆的离心率为12.
    (2)由(1)知,a=2c,b=3c,故椭圆方程为x24c2+y23c2=1,
    由题意,F-c,0,则直线l的方程为y=34x+c,
    点P的坐标满足x24c2+y23c2=1y=34x+c,消去y并化简,得到7x2+6cx-13c2=0,
    解得x1=c,x2=-13c7,代入到l的方程,解得y1=32c,y2=-914c,
    因为点P在x轴的上方,所以Pc,32c,
    由圆心C在直线x=4上,可设C4,t,
    由(1)知A-2c,0,则kOC=t4,kAP=3c2c+2c=12,又OC//AP,
    ∴kOC=kAP,即t4=12,解得t=2,即C4,2.
    因为圆C与x轴相切,所以圆的半径r为2,
    由圆C与l:y=34x+c相切,得圆心C到直线l的距离d=344+c-21+342=2=r,解得c=2,
    故a=4,b=23,所以椭圆的方程为:x216+y212=1.
    【点睛】思路点睛:(1)解答直线与椭圆的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.
    (2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.
    一、单选题
    1.(24-25高二上·全国·课后作业)若椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0的左、右焦点分别为F1,F2,线段F1F2被点b2,0分成5:3的两段,则此椭圆的离心率为( )
    A.1617B.41717C.45D.255
    【答案】D
    【分析】由已知条件可列出等量关系式c+b2c-b2=53,结合a2=b2+c2和离心率公式e=ca即可求解
    【详解】依题意得c+b2c-b2=53,解得c=2b,
    所以a=b2+c2=5b,所以e=ca=2b5b=255.
    故选:D.
    2.(23-24高二上·云南曲靖·阶段练习)椭圆x29+y27=1的焦距为( )
    A.22B.4C.8D.16
    【答案】A
    【分析】由椭圆的标准方程及焦距的定义即可得解.
    【详解】由x29+y27=1,a2=9,b2=7得c2=a2-b2=9-7=2,
    所以焦距为2c=22.
    故选:A.
    3.(2024·广东·模拟预测)已知椭圆C:x2m+y2m+1=1(m>0)的离心率为33,则m=( )
    A.3B.13C.2D.12
    【答案】C
    【分析】先分别表示出a,c,结合离心率公式列出方程即可求解.
    【详解】∵a=m+1,c=1,∴1m+1=33,解得m=2.
    故选:C.
    4.(23-24高二上·广东潮州·期末)已知椭圆的方程为x24+y23=1,则该椭圆的( )
    A.长轴长为2B.短轴长为3C.焦距为1D.离心率为12
    【答案】D
    【分析】利用椭圆的标准方程求出a,b,c即可判断选项的正误.
    【详解】由椭圆的方程x24+y23=1可知:焦点在x轴上,即a2=4,b2=3,c2=a2-b2=1,
    则a=2,b=3,c=1.
    所以长轴长为2a=4,短轴长为2b=23,焦距为2c=2,离心率为e=ca=12.
    故选:D
    5.(24-25高二上·江西赣州·阶段练习)在△ABC中,sinB+sinC=2sinA,已知点B-3,0 ,C3,0,设点C到直线AB的最大距离为d1,点A到直线BC的最大距离为d2,则 d1d2=( )
    A.34B.433C.32D.233
    【答案】D
    【分析】根据正弦定理进行边角互化,可知点A的轨迹及d1,d2,即可得解.
    【详解】由已知B-3,0,C3,0,则BC=6,
    由sinB+sinC=2sinA,再由正弦定理可知AC+AB=2BC=12>6=BC,
    所以动点A的轨迹是以B,C为焦点,长轴长为12得椭圆,不含左、右顶点,
    所以当且仅当点A是椭圆的上、下顶点时,
    点A到直线BC的距离最大为d2=62-32=33,
    当AB⊥BC时,点C到直线AB的距离最大为d1=BC=6,
    所以d1d2=633=233,
    故选:D.
    6.(22-23高二上·河北保定·期末)阿基米德在他的著作《关于圆锥体和球体》中计算了一个椭圆的面积,当我们垂直地缩小一个圆时,得到一个椭圆,椭圆的面积等于圆周率与椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的面积为6π,两个焦点分别为F1,F2,直线y=kx与椭圆C交于A,B两点,若四边形AF1BF2的周长为12,则椭圆C的短半轴长为( )
    A.4B.3C.2D.6
    【答案】C
    【分析】根据给定条件,可得ab=6,再由四边形周长求出a即可得解.
    【详解】依题意,ab=6,由椭圆对称性,得线段AB,F1F2互相平分于原点,
    则四边形AF1BF2为平行四边形,
    由椭圆的定义得4a=2(|AF1|+|AF2|)=12,解得a=3,
    所以椭圆C的短半轴长b=2.
    故选:C

    7.(24-25高二上·全国·课后作业)已知P是椭圆x25+y24=1在第一象限上的点,且以点P及焦点F1,F2为顶点的三角形面积等于1,则点P的坐标为( )
    A.534,12B.152,1
    C.152,12D.354,32
    【答案】B
    【分析】先设点的坐标,再应用面积公式计算参数即可.
    【详解】设Px0,y0x0>0,y0>0,由题知,c=1,所以S△PF1F2=12×2c×y0=y0,
    又S△PF1F2=1,所以y0=1,将其代入x025+y024=1,解得x0=152,
    所以P152,1,
    故选:B.
    8.(24-25高二上·全国·课后作业)椭圆x2m+y24=1的焦距是2,则m的值是( )
    A.3B.5C.3或5D.不存在
    【答案】C
    【分析】分焦点在x轴和y轴上两种情况求解即可.
    【详解】∵2c=2,∴c=1.
    当椭圆的焦点在x轴上时,a2=m,b2=4,c2=m-4.
    ∴m-4=1,m=5.
    当圆的焦点在y轴上时,a2=4,b2=m,
    ∴c2=4-m=1,∴m=3.
    综上,m的值是3或5.
    故选:C
    二、多选题
    9.(24-25高二上·江苏徐州·开学考试)关于方程mx2+ny2=1,下列说法正确的是( )
    A.若m>n>0,则该方程表示椭圆,其焦点在y轴上
    B.若m=n>0,则该方程表示圆,其半径为n
    C.若n>m>0,则该方程表示椭圆,其焦点在x轴上
    D.若m=0,n>0,则该方程表示两条直线
    【答案】ACD
    【分析】AC选项,化为标准方程,结合椭圆的特征得到答案;B选项,化为x2+y2=1n,得到B正确;D选项,化为y=±nn,故D正确.
    【详解】对于A,若m>n>0,则mx2+ny2=1可化为x21m+y21n=1,
    因为m>n>0,所以0<1m<1n,即该方程表示焦点在y轴上的椭圆,故A正确;
    对于B,若m=n>0,则mx2+ny2=1可化为x2+y2=1n,此时该方程表示圆心在原点,半径为nn的圆,故B错误;
    对于C,n>m>0,则mx2+ny2=1可化为x21m+y21n=1,
    由于n>m>0,所以1m>1n>0,故该方程表示焦点在x轴上的椭圆,故C正确;
    对于D,若m=0,n>0,则mx2+ny2=1可化为y2=1n,即y=±nn,
    此时该方程表示平行于x轴的两条直线,故D正确.
    故选:ACD
    10.(24-25高二上·全国·课后作业)阿基米德是古希腊数学家,他利用“逼近法”算出椭圆面积等于圆周率、椭圆的长半轴长、短半轴长三者的乘积.据此得某椭圆面积为62π,且两焦点恰好将长轴三等分,则此椭圆的标准方程可以为( )
    A.x28+y29=1B.x218+y216=1
    C.x212+y26=1D.x29+y28=1
    【答案】AD
    【分析】设椭圆的长轴长为2a,短轴长为2b,焦距为2c,则由题意可得πab=62π,2c=13×2a,再结合a2=b2+c2可求出a,b,从而可求得椭圆方程.
    【详解】设椭圆的长轴长为2a,短轴长为2b,焦距为2c,
    则由题意可知πab=62π2c=13×2a,又a2=b2+c2,
    解得a=3,b=22,c=1,
    所以椭圆的标准方程为x29+y28=1或y29+x28=1.
    故选:AD
    11.(23-24高二下·云南保山·阶段练习)已知椭圆x29+y2b2=1(0A.椭圆的短轴长为6
    B.AF2+BF2的最大值为8
    C.离心率为32
    D.椭圆上不存在点P,使得∠F1PF2=90∘
    【答案】BD
    【分析】根据通径可得b2=6,即可求解A,根据椭圆定义结合焦点三角形的性质即可求解B,根据离心率公式即可求解C,根据余弦定理求解最大角,即可求解D.
    【详解】
    易知当AB⊥x轴时,即线段AB为通径时,AB最短,∴AB=2b23=4,解得b2=6,∴椭圆方程为x29+y26=1,
    对于A,椭圆的短轴长为2b=26,故A错误;
    对于B,因为△ABF2的周长为AB+AF2+BF2=AF1+AF2+BF1+BF2=4a=12,且|AB|min=4,∴AF2+BF2max=12-|AB|min=8,故B正确;
    对于C,∵c=a2-b2 =3,a=3,∴离心率e=ca=33,故C错误;
    对于D,易知当点P位于短轴顶点时,∠P1PF2最大,此时PF1=PF2=a=3,F1F2=2c=23,∴cs∠F1PF2=a2+a2-(2c)22a2>0,又∠F1PF2为三角形内角,∴∠F1PF2∈0,π2,∴椭圆上不存在点P,使得∠F1PF2=90∘,故D正确,
    故选:BD.
    三、填空题
    12.(24-25高二上·全国·课后作业)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的左、右焦点分别为F1,F2,若直线y=kx与C交于P,Q两点,且PF1+QF1=PF1⋅QF1=8,PF1⊥QF1,则C的方程为 .
    【答案】x216+y24=1
    【分析】利用椭圆性质先确定四边形PF1QF2是矩形,再由椭圆定义计算即可.
    【详解】

    易知O是PQ的中点,又PF1⊥QF1,所以四边形PF1QF2是矩形,故PF1=QF2,
    结合PF1+QF1=8可得,QF1+QF2=8,由椭圆的定义可知,2a=8,a=4,
    又知PQ=F1F2,由PF1+QF1=8两边平方得,F1F22+2PF1⋅QF1=64,
    即4c2+16=64,解得c2=12,所以b2=a2-c2=4,所以C的方程为x216+y24=1.
    故答案为:x216+y24=1
    13.(24-25高二上·全国·课后作业)已知点P在椭圆C:x225+y29=1上,点Q在直线l:4x-5y+30=0上,则PQ的最小值为 .
    【答案】54141/54141
    【分析】设出于直线l平行的直线m的方程并与椭圆方程联立,利用判别式求得直线m的方程,再根据两平行线间的距离公式即可得解.
    【详解】如图,由直线l的方程与椭圆的方程可以知道,直线l与椭圆不相交.
    设与直线l平行的直线m:4x-5y+t=0与椭圆C相切,

    由x225+y29=14x-5y+t=0,得25x2+8tx+t2-225=0,
    则Δ=36252-t2=0,解得t=±25,
    由图可知,当t=25时,直线m与椭圆的切点到直线l的距离最近,
    又直线m与直线l间的距离d=|30-25|42+(-5)2=54141,
    所以|PQ|min=54141.
    故答案为:54141##54141.
    14.(24-25高二·上海·随堂练习)如图所示,某探月卫星沿地月转移轨道飞向月球,在月球附近一点P变轨进入以月球球心F为左焦点、长轴长为40万公里、短轴长为4万公里的椭圆轨道T1绕月飞行,之后卫星在点P第二次变轨进入仍以F为左焦点、长轴长为20万公里的椭圆轨道T2绕月飞行,则椭圆轨道T2的短轴长为 万公里.(近似到0.1)
    【答案】2.8
    【分析】根据题意,可得椭圆T1的半长轴a1,半短轴b1,根据a1,b1,c1的关系,可求得c1的值,即可求得|PF|=a1-c1=a2-c2=20-611,又椭圆T2的中,2a2=20,可求得c2的值,进而可求得b2的值,即可得答案.
    【详解】设椭圆T1的长轴长,短轴长,焦距为2a1,2b1,2c1;
    设椭圆T2的长轴长,短轴长,焦距为2a2,2b2,2c2.
    因此2a1=40,2b1=4,c1=202-4=611,
    所以|PF|=a1-c1=a2-c2=20-611,
    又2a2=20,所以c2=611-10,
    所以b2=a22-c22=12011-396≈1.412,
    故椭圆轨道T2的短轴长为2.8万公里.
    故答案为:2.8
    四、解答题
    15.(24-25高二上·吉林长春·阶段练习)分别求满足下列各条件的椭圆的标准方程.
    (1)已知椭圆的离心率为e=23,短轴长为85;
    (2)椭圆C与x22+y2=1有相同的焦点,且经过点M1,32,求椭圆C的标准方程.
    【答案】(1)x2144+y280=1或y2144+x280=1;
    (2)x24+y23=1.
    【分析】(1)由题意得ca=232b=85a2=b2+c2,解出该方程组即可由椭圆焦点在x轴上或在y轴上得解;
    (2)先求出椭圆x22+y2=1焦点即可得椭圆C焦点坐标为±1,0,进而可设圆C方程为x2a2+y2b2=1且12a2+322b2=1a2=b2+1,解出a2和b2即可得解.
    【详解】(1)由题得ca=232b=85a2=b2+c2⇒a=12b=45c=8,
    所以椭圆的标准方程为x2144+y280=1或y2144+x280=1.
    (2)椭圆x22+y2=1满足c=2-1=1,故该椭圆焦点坐标为±1,0,
    因为椭圆C与x22+y2=1有相同的焦点,且经过点M1,32,
    所以可设椭圆C方程为x2a2+y2b2=1,且12a2+322b2=1a2=b2+1,解得4a4-17a2+4=0,
    故4a2-1a2-4=0,解得a2=14(舍去)或a2=4,故b2=a2-1=3.
    所以椭圆C的标准方程为x24+y23=1.
    16.(2024高二上·江苏·专题练习)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0,若椭圆的焦距为4且经过点-2,2,过点T-6,0的直线交椭圆于P,Q两点.
    (1)求椭圆方程;
    (2)若直线PQ与x轴不垂直,在x轴上是否存在点Ss,0使得∠PST=∠QST恒成立?若存在,求出s的值;若不存在,说明理由.
    【答案】(1)x28+y24=1
    (2)存在,S-463,0
    【分析】(1)由焦距是4求出c,将-2,2代入椭圆方程求出a,b,得到答案;
    (2)根据题意有kPS+kQS=0,转化为2my1y2-6+sy1+y2=0,由第二问代入运算得解.
    【详解】(1)由题意,c=2,将点-2,2代入椭圆方程得a2-b2=44a2+2b2=1,解得a2=8,b2=4,
    所以椭圆C的方程为x28+y24=1.
    (2)在x轴上存在点S-463,0使得∠PST=∠QST,理由如下:
    设Px1,y1,Qx2,y2,直线PQ:x=my-6,
    联立PQ:x=my-6与椭圆x28+y24=1可得m2+2y2-26my-2=0,
    则y1+y2=26mm2+2,y1y2=-2m2+2,
    因为∠PST=∠QST,所以kPS+kQS=0,即y1x1-s+y2x2-s=0,
    整理得y1x2-s+y2x1-s=0,即y1my2-6-s+y2my1-6-s=0,
    即2my1y2-6+sy1+y2=0,
    则2m×-2m2+2-6+s×26mm2+2=0,又m≠0,解得s=-463,
    所以在x轴上存在点S-463,0使得∠PST=∠QST.
    17.(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)已知圆C:(x-1)2+y2=r2r>0在椭圆E:x24+y2=1里.过椭圆E上顶点P作圆C的两条切线,切点为A,B,切线PA与椭圆E的另一个交点为N,切线PB与椭圆E的另一个交点为M.
    (1)求r的取值范围;
    (2)是否存在圆C,使得直线MN与之相切,若存在求出圆C的方程,若不存在,说明理由.
    【答案】(1)0(2)存在满足条件的圆C,其方程为(x-1)2+y2=17-4139
    【分析】(1)根据|TC|2>r2,即可根据点点距离公式求解,
    (2)根据点斜式得直线PM,PN方程,利用相切以及点到直线距离公式得直线MN的方程为2x+3r2-1y+5r2-1=0,利用MN与圆相切,即可列方程求解.
    【详解】(1)设Tx0,y0为椭圆E上任意一点,则x024+y02=1,-2≤x0≤2,
    则|TC|2=x0-12+y02=34x02-2x0+2.
    则r2<34x02-2x0+2=34×432-83+2=23.故0(2)由题意可知P0,1,设Mx1,y1、Nx2,y2,因为r<1,故切线PM,PN的斜率都存在.
    又直线PM的方程为y=y1-1x1x+1,即为y1-1x-x1y+x1=0,
    同理直线PN的方程为y2-1x-x2y+x2=0.

    则x1+y1-1x12+y1-12=r,故x12+2x1y1-1+y1-12=r2x12+r2y1-12.
    而x12=41-y12,故41-r21-y12+2x1y1-1+y1-12=r2y1-12,又因为y1≠1.
    故2x1+3r2-3y1+5r2-1=0,同理:2x2+3r2-3y2+5r2-1=0.
    故直线MN的方程为2x+3r2-1y+5r2-1=0.
    若直线MN与圆C相切,则5r2-39r2-12+4=r,令t=r2∈0,23.
    故9t3-43t2+43t-9=0,即t-19t2-34t+9=0.
    故t=1或t=17+4139或t=17-4139,
    因为t=r2∈0,23,所以t=1,t=17+4139不满足,
    故存在满足条件的圆C,其方程为(x-1)2+y2=17-4139
    【点睛】关键点点睛:根据直线PM,PN方程,利用相切以及点到直线距离公式可得x1,x2满足2x+3r2-1y+5r2-1=0,可得直线MN的方程为2x+3r2-1y+5r2-1=0,即可利用相切以及距离公式列方程求解.
    18.(24-25高三上·山东泰安·开学考试)设椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的左右焦点分别为F1,F2,点P1,22在C上,且PF2⊥x轴.
    (1)求C的方程.
    (2)过左焦点F1作倾斜角为60°的直线l.直线l与C相交于A,B两点,求△ABF2的周长和面积.
    【答案】(1)x22+y2=1
    (2)周长为42,面积为467
    【分析】(1)由PF2⊥x轴且P1,22求出c,由椭圆的定义求出a,即可得到椭圆C的方程;
    (2)联立直线l与椭圆方程,利用根与系数的关系求出x1+x2,x1x2的值,由弦长公式求出AB,由点到直线的距离公式求出点F21,0到直线l的距离,即可求出△AOB的面积.
    【详解】(1)由已知PF2⊥x轴且P1,22,知c=1,F1-1,0,F21,0,
    由椭圆的定义2a=PF1+PF2=22+222+22=22,
    所以a=2,b=a2-c2=1,C的方程为x22+y2=1.
    (2)可知直线l的斜率k=tan60°=3,l的方程为y=3x+1.
    设Ax1,y1,Bx2,y2,联立方程组y=3x+1x22+y2=1, 消去y得7x2+12x+4=0,
    可得x1+x2=-127,x1x2=47,可得AB=1+k2x1-x2=1+k2x1+x22-4x1x2=2-1272-167=827,
    点F21,0到直线l:3x-y+3=0的距离d=3-0+332+1=3,
    所以△ABF2的周长为4a=42,S△ABF2=12ABd=467.
    19.(24-25高二上·江苏南通·阶段练习)如图,A,B都是椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的顶点,从C上一点P向x轴作垂线,垂足为焦点F,且AB//OP.

    (1)求C的离心率;
    (2)若△PAB的面积比△POA的面积大12,求C的方程.
    【答案】(1)22
    (2)x22+22+y22+1=1
    【分析】(1)由题意可得P-c,b2a,求出kOP,kAB,又AB//OP,即可得到b=c,a=2c,进而求出离心率;
    (2)由题意S△PAB-S△POA=12,S△POA=12OA×PF=12a×b2a=b22,结合图形可得S△PAB=S△POB+S△OAB-S△POA=bc+ab-b22,解得b2,a2,得出椭圆方程.
    【详解】(1)由题意可得P-c,b2a,
    ∴kOP=-b2ac,kAB=-ba.
    由AB//OP,∴-b2ac=-ba,解得b=c,a=2c,
    故椭圆的离心率为e=ca=22.
    (2)由题意S△PAB-S△POA=12,
    又因为S△PAB=S△POB+S△OAB-S△POA,S△POA=12OA×PF=12a×b2a=b22,
    所以S△PAB=S△POB+S△OAB-S△POA=12OB×c+12OB×a-b22=bc+ab-b22,
    化简得S△PAB-S△POA=bc+ab-2b22=12
    又因为b=c,a=2c
    所以2-1b2=1,
    解得b2=2+1,a2=22+2,
    所以椭圆C:x22+22+y22+1=1.
    【点睛】关键点点睛:解题的关键点是应用转化思想注意图形特征得出S△PAB=S△POB+S△OAB-S△POA,再结合已知化简计算求解得出b2,a2即可.
    课程标准
    学习目标
    1.掌握椭圆的几何性质
    2.了解椭圆的离心率对椭圆的扁平程度的影响.
    3.掌握直线与椭圆的位置关系及其应用
    1.重点:椭圆的几何性质
    2.难点:椭圆的几何性质的理解和应用.
    焦点的位置
    焦点在x轴上
    焦点在y轴上
    图形
    标准方程
    eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)
    eq \f(y2,a2)+eq \f(x2,b2)=1(a>b>0)
    范围
    -a≤x≤a且-b≤y≤b
    -b≤x≤b且-a≤y≤a
    顶点
    A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)
    A1(0,-a),A2(0,a),B1(-b,0),B2(b,0)
    轴长
    长轴长=eq \a\vs4\al(2a),短轴长=eq \a\vs4\al(2b)
    焦点
    F1(-c,0),F2(c,0)
    F1(0,-c),F2(0,c)
    焦距
    |F1F2|=eq \a\vs4\al(2c)
    对称性
    对称轴x轴和y轴,对称中心(0,0)
    离心率
    e=eq \f(c,a)(0
    相关试卷

    数学2.1 坐标法当堂检测题: 这是一份数学<a href="/sx/tb_c4002057_t7/?tag_id=28" target="_blank">2.1 坐标法当堂检测题</a>,共14页。

    高中数学人教B版 (2019)选择性必修 第一册2.5.2 椭圆的几何性质课时训练: 这是一份高中数学人教B版 (2019)选择性必修 第一册<a href="/sx/tb_c4002073_t7/?tag_id=28" target="_blank">2.5.2 椭圆的几何性质课时训练</a>,共16页。

    高中数学人教B版 (2019)选择性必修 第一册2.6.2 双曲线的几何性质当堂达标检测题: 这是一份高中数学人教B版 (2019)选择性必修 第一册<a href="/sx/tb_c4002077_t7/?tag_id=28" target="_blank">2.6.2 双曲线的几何性质当堂达标检测题</a>,共69页。

    • 课件
    • 教案
    • 试卷
    • 学案
    • 其他

    免费资料下载额度不足,请先充值

    每充值一元即可获得5份免费资料下载额度

    今日免费资料下载份数已用完,请明天再来。

    充值学贝或者加入云校通,全网资料任意下。

    提示

    您所在的“深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载 10 份资料 (今日还可下载 0 份),请取消部分资料后重试或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载10份资料,您的当日额度已用完,请明天再来,或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深圳市第一中学”云校通余额已不足,请提醒校管理员续费或选择从个人账户扣费下载。

    重新选择
    明天再来
    个人账户下载
    下载确认
    您当前为教习网VIP用户,下载已享8.5折优惠
    您当前为云校通用户,下载免费
    下载需要:
    本次下载:免费
    账户余额:0 学贝
    首次下载后60天内可免费重复下载
    立即下载
    即将下载:资料
    资料售价:学贝 账户剩余:学贝
    选择教习网的4大理由
    • 更专业
      地区版本全覆盖, 同步最新教材, 公开课⾸选;1200+名校合作, 5600+⼀线名师供稿
    • 更丰富
      涵盖课件/教案/试卷/素材等各种教学资源;900万+优选资源 ⽇更新5000+
    • 更便捷
      课件/教案/试卷配套, 打包下载;手机/电脑随时随地浏览;⽆⽔印, 下载即可⽤
    • 真低价
      超⾼性价⽐, 让优质资源普惠更多师⽣
    VIP权益介绍
    • 充值学贝下载 本单免费 90%的用户选择
    • 扫码直接下载
    元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
    您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      充值到账1学贝=0.1元
      0学贝
      本次充值学贝
      0学贝
      VIP充值赠送
      0学贝
      下载消耗
      0学贝
      资料原价
      100学贝
      VIP下载优惠
      0学贝
      0学贝
      下载后剩余学贝永久有效
      0学贝
      • 微信
      • 支付宝
      支付:¥
      元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
      您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      扫码支付0直接下载
      • 微信
      • 支付宝
      微信扫码支付
      充值学贝下载,立省60% 充值学贝下载,本次下载免费
        下载成功

        Ctrl + Shift + J 查看文件保存位置

        若下载不成功,可重新下载,或查看 资料下载帮助

        本资源来自成套资源

        更多精品资料

        正在打包资料,请稍候…

        预计需要约10秒钟,请勿关闭页面

        服务器繁忙,打包失败

        请联系右侧的在线客服解决

        单次下载文件已超2GB,请分批下载

        请单份下载或分批下载

        支付后60天内可免费重复下载

        我知道了
        正在提交订单

        欢迎来到教习网

        • 900万优选资源,让备课更轻松
        • 600万优选试题,支持自由组卷
        • 高质量可编辑,日均更新2000+
        • 百万教师选择,专业更值得信赖
        微信扫码注册
        qrcode
        二维码已过期
        刷新

        微信扫码,快速注册

        手机号注册
        手机号码

        手机号格式错误

        手机验证码 获取验证码

        手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

        设置密码

        6-20个字符,数字、字母或符号

        注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
        QQ注册
        手机号注册
        微信注册

        注册成功

        下载确认

        下载需要:0 张下载券

        账户可用:0 张下载券

        立即下载
        使用学贝下载
        账户可用下载券不足,请取消部分资料或者使用学贝继续下载 学贝支付

        如何免费获得下载券?

        加入教习网教师福利群,群内会不定期免费赠送下载券及各种教学资源, 立即入群

        返回
        顶部
        Baidu
        map