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新高考数学二轮复习讲义解密20 椭圆(2份,原卷版+解析版)
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这是一份新高考数学二轮复习讲义解密20 椭圆(2份,原卷版+解析版),文件包含新高考数学二轮复习讲义解密20椭圆原卷版doc、新高考数学二轮复习讲义解密20椭圆解析版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共45页, 欢迎下载使用。
1.椭圆的概念
平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c0,c>0,且a,c为常数.
2.椭圆的标准方程和几何性质
【方法技巧】
1.椭圆的离心率(或离心率的取值范围),常见求法:
①求出a,c,代入公式;
②只需要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
2.涉及与椭圆有关的轨迹方程及椭圆中的定点定值,.
求轨迹方程方法为直接法,即将题意转化为代数语言,化简即得轨迹方程;
对于定点问题,常可由对称性确定定点所在位置,后由三点共线结合向量共线或斜率相等可得定点坐标.
【核心题型】
题型一:利用椭圆的定义解决焦点三角形或者边长问题
1.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆C的焦点为,过的直线与C交于P,Q两点,若,则椭圆C的标准方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】由已知可设可求出所有线段用表示,在中由余弦定理得从而可求.
【详解】如图,由已知可设,又因为
根据椭圆的定义,
在中由余弦定理得,所以
故椭圆方程为:
故选:B
2.(2023·全国·高三专题练习)已知点P是椭圆C:上一点,点、是椭圆C的左、右焦点,若的内切圆半径的最大值为,若椭圆的长轴长为4,则的面积的最大值为( )
A.2B.2C.D.
【答案】A
【分析】设的内切圆半径为,则,结合
,,,,可得,再由即可求解.
【详解】由题意可得:,,
设的内切圆半径为,
所以,
因为的内切圆半径的最大值为,
所以
因为,所以,可得,
又椭圆的长轴长为4,即,
由,求得,所以的面积的
故选:A
3.(2022秋·黑龙江佳木斯·高三建三江分局第一中学校考期中)已知在平面直角坐标系中,,,,,,P为该平面上一动点,记直线PD,PE的斜率分别为和,且,设点P运动形成曲线F,点M是曲线F上位于x轴上方的点,则下列说法错误的有( )
A.动点P的轨迹方程为
B.面积的最大值为
C.的最大值为5
D.的周长为6
【答案】A
【分析】设,由两点求直线斜率公式化简可求点P的轨迹方程,即可判断A;结合焦点三角形的面积计算即可判断B;根据椭圆的定义和三角形三边的大小关系即可判断C;结合焦点三角形的周长为定值2a+2c,即可判断D.
【详解】由题意得,
设点,则,
由,得,
整理,得,
即动点P的轨迹方程为,故A错误;
由可得,所以,为的焦点,
故当点运动到椭圆的上顶点时,的面积最大,
此时,故B正确;
将代入可得,故在椭圆内,
由椭圆的定义,得,
而,
当且仅当三点共线且点P位于第四象限时等号成立,
所以,故C正确;
焦点三角形的周长为定值,故D正确.
故选:A.
题型二:待定系数法求椭圆方程
4.(2022·全国·高三专题练习)平面直角坐标系中,椭圆C中心在原点,焦点在x轴上,离心率为.过点的直线l与C交于A、B两点,且△周长为,那么C的方程为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据椭圆定义以及离心率即可求解的值,进而根据 的关系即可求解,即可得椭圆方程.
【详解】如图,设椭圆方程为.
∵△周长为,∴4a,得a.
又,∴ .
则 .
∴椭圆C的方程为:.
故选:B.
5.(2022·全国·高三专题练习)已知、是椭圆C:的左、右焦点,A为椭圆的上顶点,B在x轴上,且.若坐标原点O到直线AB的距离为3,则椭圆C的方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】根据题干条件得到,为的中点,作出辅助线,利用相似得到,即,结合直角三角形的性质得到,求出,得到椭圆方程.
【详解】因为,所以,
因为,所以,即,
所以为的中点,
又因为,所以,
过点O作OM⊥AB于点M,则,
根据,可得,所以,
因为A为上顶点,所以
根据双曲线定义可知:,所以,
由直角三角形斜边中线等于斜边一半可得:,即,
所以,故,
所以椭圆方程为:
故选:D
6.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线的左、右顶点为,,焦点在y轴上的椭圆以,为顶点,且离心率为,过作斜率为的直线交双曲线于另一点,交椭圆于另一点,若,则的值为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】求出椭圆的方程,设点,可得出,由点在椭圆上,点在双曲线上,可得出关于、的方程组,求出、的值,利用斜率公式可求得的值.
【详解】设所求椭圆的标准方程为,半焦距为,
双曲线的左顶点为,右顶点为,
由于椭圆以,为顶点,则,该椭圆的离心率为,
所以,,解得,所以,椭圆的方程为,
设点,由于,则点,
由于点在椭圆上,点在双曲线上,
所以,,联立得:,解得或,
当,所以,此时点与点重合,不满足题意舍去;
当,所以,所以.
故选:B.
题型三:直接法求椭圆离心率问题
7.(2023·云南昆明·高三昆明一中校考阶段练习)已知椭圆C:的左右焦点分别为,,点P是C上的一个动点,若椭圆C上有且仅有4个点P满足是直角三角形,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】由数形结合可知,点不是直角顶点,则由,确定离心率的取值范围.
【详解】当和垂直于时,恰有4个点满足是直角三角形,
由条件可知,点不是直角顶点,则以为直径的圆与椭圆无交点,
则,得,解得:,
所以椭圆离心率的取值范围是.
故选:B
8.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆的左焦点为,过且斜率为的直线与交于两点,与轴交于点.若,则的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】设出直线方程,求出点坐标,由,得出点坐标代入椭圆方程,化简可得结果.
【详解】设直线为,
,∴为的中点,.
在椭圆上,,
,代入化简整理得,,
,
解得,
又.
故选:C
9.(2023·山东淄博·统考一模)直线经过椭圆的左焦点,交椭圆于,两点,交轴于点,若,则该椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】由直线与坐标轴的交点,得到,,则,由,得点坐标,点A又在椭圆上,由定义求得,可求椭圆的离心率.
【详解】对直线,令,解得,令,解得,
故,, 则 ,设,则 ,
而,则 ,解得 , 则,
点A又在椭圆上,左焦点,右焦点,
由,
则,椭圆的离心率.
故选:C
题型四:构造齐次方程求离心率
10.(2023·湖南邵阳·统考二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,,半焦距为.在椭圆上存在点使得,则椭圆离心率的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由正弦定理及椭圆定义得 ,得,结合,得关于的不等式,从而求出的范围.
【详解】由,得 ,得,
又,则,
∴,即,
又,∴.
故选:B.
11.(2023秋·河北保定·高三统考期末)已知椭圆C:,,分别为椭圆的左、右焦点,P为椭圆上一点,,过作外角平分线的垂线交的延长线于N点.若,则椭圆的离心率( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根据二倍角公式以及互余关系可得,进而在中,由余弦定理联立方程可得,进而可求解.
【详解】设与外角平分线的交点为,设,
由于,,所以,进而,所以,
设,则,在中,由余弦定理得,,两式联立得,即,解得或,
由于,故,
故选:D
12.(2023·江西赣州·统考一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,.椭圆在第一象限存在点,使得,直线与轴交于点,且是的角平分线,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据题意和椭圆定义可得到,和,的关系式,再根据,可得到关于,的齐次式,进而可求得椭圆的离心率.
【详解】由题意得,
又由椭圆定义得,
记,
则,,
则,
所以,
故,
则,
则,即(负值已舍).
故选:B.
题型五:利用自变量范围求离心率范围
13.(2023·全国·高三专题练习)设椭圆离心率为e,双曲线的渐近线的斜率小于,则椭圆的离心率e的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据渐近线斜率的取值范围可得出的关系,再根据椭圆离心率的定义即可求得离心率e的取值范围.
【详解】根据双曲线方程可得,其渐近线方程为,
又因为,且渐近线的斜率小于,即;
所以,椭圆的离心率
即离心率e的取值范围是.
故选:B
14.(2022秋·黑龙江鹤岗·高三鹤岗一中校考阶段练习)已知椭圆:,定点,,有一动点满足,若点轨迹与椭圆恰有4个不同的交点,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】设动点,求出其轨迹,求出,即得解.
【详解】解:设动点,由题得,
化简得.
所以动点的轨迹是以原点为圆心,以为半径的圆.
因为点轨迹与椭圆恰有4个不同的交点,
所以.
所以椭圆的离心率.
因为椭圆的离心率,
所以椭圆的离心率的取值范围为.
故选:D
15.(2022·四川绵阳·四川省绵阳南山中学校考二模)已知点P在以,为左、右焦点的椭圆上,椭圆内存在一点Q在的延长线上,且满足,若,则该椭圆离心率取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由和正弦值,可设出的三边长,结合椭圆定义和勾股定理求出等量关系,利用点的位置求出的范围,代入等式有解,可求出的关系,即可求出离心率的范围.
【详解】解: 因为,,不妨设,,,
由椭圆定义可知:,,
由勾股定理可知:,即,化简可得:,
点在延长线上,且在椭圆内部,所以,,解得:.
令在上单调递增,所以,解得:,,又,且在椭圆内部,所以,则,.
故选B.
题型六:椭圆的综合问题
16.(2023·宁夏·六盘山高级中学校考一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,若△为等边三角形,且点在椭圆E上.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设椭圆E的左、右顶点分别为,不过坐标原点的直线l与椭圆E相交于A、B两点(异于椭圆E的顶点),直线与y轴的交点分别为M、N,若,证明:直线过定点,并求该定点的坐标.
【答案】(1)
(2)点或
【分析】(1)由已知条件,椭圆的定义及的关系可知和,再设出椭圆的方程,最后将点代入椭圆的方程即可求解;
(2)设点,,由直线的方程即可求出点的坐标,由的方程即可求出点的坐标,由已知条件可知,分直线的斜率存在和直线的斜率不存在两种情况分别求解,得出直线的方程,即可判断出直线恒过定点的坐标.
【详解】(1)∵△为等边三角形,且,
∴,
又∵,∴,
设椭圆的方程为,
将点代入椭圆方程得,解得,
所以椭圆E的方程为.
(2)由已知得,设,,
则直线的斜率为,直线的方程为,
即点坐标为,
直线的斜率为,直线的方程为,
即点坐标为,
∵,∴,∴,
又∵,,
∴,即,
整理得,
①若直线的斜率存在时,设直线的方程为,
将直线方程与椭圆方程联立得,
其中,
,,
即,,,
所以或,
当时,直线的方程为,此时直线恒过点,
当时,直线的方程为,此时直线恒过点,
②若直线的斜率不存在时,
由得,
即,解得或,
此时直线的方程为或,
所以此时直线恒过点或,
综上所述,直线恒过点或.
17.(2023·河南开封·开封高中校考模拟预测)已知椭圆的中心为坐标原点,对称轴为轴、轴,且过两点.
(1)求的方程;
(2)设过点的直线交于两点,点关于轴的对称点为,问直线是否过定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1)
(2)直线过定点.
【分析】(1)设椭圆的方程为,进而待定系数求解即可;
(2)当斜率存在时,方程为,,进而得的方程为,再联立方程,结合韦达定理化简整理得,进而得定点,再说明斜率不存在时满足即可.
【详解】(1)解:因为椭圆的中心为坐标原点,对称轴为轴、轴,
所以,设椭圆的方程为,
因为椭圆过两点,
所以,解得,
所以,椭圆的方程为.
(2)解:当过点的直线斜率存在,设方程为,,
联立方程得,
则,解得或,
因为点关于轴的对称点为,所以,
所以,直线的方程为
所以,将代入整理直线的方程得:
所以,直线过定点.
当过点的直线斜率不存在时,方程为,此时,
点在轴上,直线的方程即为,过点.
综上,直线过定点.
18.(2023春·天津河西·高三天津市新华中学校考阶段练习)设椭圆的右焦点为F,右顶点为A,已知椭圆离心率为,过点F且与x轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设过点A的直线l与椭圆C交于点B(B不在x轴上),垂直于l的直线与l交于点M,与y轴交于点H,若以BH为直径的圆经过点F,设直线l的斜率为k,直线OM的斜率为,且,求直线l斜率k的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意列出关于,,的方程组,解方程组,再求出椭圆C的方程;
(2)由已知设直线l的方程为,联立直线方程和椭圆方程,化为关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系求得B的坐标,由,求出H的坐标,再写出MH所在直线方程,由直线和直线l,解得求得M的坐标,从而得到,由,得到,再求出k的范围即可.
【详解】(1)因为过焦点且垂直于长轴的直线被椭圆截得的线段长为3,所以①,
又因为椭圆离心率为,所以②,
又③,
联立①②③可得,,,
所以椭圆C的方程为.
(2)设直线的斜率为,则,设,
由,得,
则,得,则,
由(1)知,,设,
所以,,
因为以BH为直径的圆经过点F,则,所以,
所以,解得,
所以直线的方程为,
设,由,可得,
由,则,即,
当时,,解得;
当时,,解得,
所以直线的斜率的取值范围为.
【高考必刷】
一、单选题
19.(2023·河南·洛阳市第三中学校联考一模)已知过椭圆的上焦点且斜率为的直线交椭圆于两点,为坐标原点,直线分别与直线相交于两点.若为锐角,则直线的斜率的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】根据椭圆的标准方程求出焦点坐标,利用直线的斜截式方程设出直线的方程,将直线方程与椭圆方程联立,再利用韦达定理及两直线相交联立方程组求出交点坐标,结合已知条件、点在直线上及向量的数量积的坐标运算即可求解.
【详解】由题意可知,所以
所以椭圆的上焦点为,
设直线的方程为,
联立消去,得,
所以.
由题设知,所在的直线方程为.
因为直线与直线相交于点,
所以;
同理可得.
所以.
因为为锐角,
所以,
所以
,
即,解得:或,
所以,或,或.
故直线的斜率的取值范围是.
故选:D.
20.(2023·山东日照·统考一模)已知椭圆:的左、右焦点为,,点为椭圆内一点,点在双曲线:上,若椭圆上存在一点,使得,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】先求出椭圆左焦点坐标为,由题得,解不等式得到,再解不等式即得解.
【详解】点在双曲线:上,所以.
所以椭圆左焦点坐标为.
因为,所以,
所以.
因为,所以.
点为椭圆内一点,所以,
所以或.
综上:.
故选:A
21.(2023·全国·高三专题练习)设,分别是椭圆的左、右焦点,点P,Q在椭圆C上,若,且,则椭圆C的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】利用数量积知识得,然后利用第一定义及勾股定理得到a、c关系,即可求出离心率
【详解】由,得,则点P是以为直径的圆与椭圆C的交点,不妨设和点P在第一象限,如图
连接,令,则,,.
因为,所以,即,得,又,所以,将代入,得.
故选:A
22.(2023·河南焦作·统考模拟预测)分别过椭圆的左、右焦点、作平行直线、,直线、在轴上方分别与交于、两点,若与之间的距离为,且(表示面积,为坐标原点),则的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】过点作于点,从而得到,设,则,在、中利用余弦定理求出、,由可得,即可得解.
【详解】解:由题意知直线、的斜率一定存在,
设、,过点作于点,
由题意知,,
所以,设,则,
在中,由余弦定理得,
即,解得,
同理在中利用余弦定理可得,
因为,所以,
即,即,所以.
故选:A
23.(2023·浙江·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点为为椭圆上一点,过P点作椭圆的切线l,PM垂直于直线l且与x轴交于点M,若M为的中点,则该椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】由椭圆方程和切点坐标,写出切线方程,得M点坐标,由M的位置,求得离心率.
【详解】因为为椭圆 上一点,所以过P作椭圆的切线,
切线斜率,所以PM的斜率,直线PM的方程为,
令,得,所以,由题, ,所以,.
故选:C.
24.(2023·辽宁沈阳·统考一模)已知椭圆的右焦点为F,过F作倾斜角为的直线l交该椭圆上半部分于点P,以FP,FO(O为坐标原点)为邻边作平行四边形,点Q恰好也在该椭圆上,则该椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】设出点P的坐标,由给定条件及椭圆的对称性可得点Q的坐标,再借助斜率坐标公式求出点P的坐标即可求解作答.
【详解】设点,,中,,而点P,Q均在椭圆上,由椭圆对称性得,
令椭圆半焦距为c,,由得:,解得,
而,因此,即,又,则,
整理得,而,则有,解得,
所以该椭圆的离心率为.
故选:B
25.(2023·全国·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上,若离心率,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】由题意可知,结合椭圆的定义解得,再由求解.
【详解】因为,所以,
由椭圆的定义得:,解得,
因为,所以,
两边同除以a得,解得 ,
因为 ,所以,
所以该离心率的取值范围是
故选:D.
26.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆的左右焦点分别为,椭圆存在一点,若,则椭圆的离心率取值范围为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】设,,根据椭圆的定义和余弦定理得,再根据基本不等式和离心率公式可得结果.
【详解】设,,则,
在中,,
所以,
所以,
所以,
因为,当且仅当时,取等号,
所以,
所以,所以,
所以,所以,又,
所以.
故选:C
二、多选题
27.(2023春·全国·高三校联考阶段练习)已知是双曲线的左、右焦点,是C上一点,若C的离心率为,连结交C于点B,则( )
A.C的方程为B.
C.的周长为D.的内切圆半径为
【答案】ABD
【分析】根据点A的坐标和离心率求出双曲线的标准方程,再根据双曲线的性质逐项分析.
【详解】对A,将点A的坐标代入双曲线方程,并由 得下列方程组:
,解得,∴双曲线,A正确;
对B,,,,
,∴,B正确;
对C, ,
,,周长,C错误;
对D,令 ,则 , ,在 中,
,∴,设 的周长为l,内切圆半径为r,则 ,
由三角形面积公式知: ,
,D正确;
故选:ABD.
28.(2023·河北邢台·校联考模拟预测)已知椭圆的左焦点为,为的上顶点,,是上两点.若,,构成以为公差的等差数列,则( )
A.的最大值是
B.当时,
C.当,在轴的同侧时,的最大值为
D.当,在轴的异侧时(,与不重合),
【答案】ABC
【分析】由题可得,根据椭圆的焦半径的取值范围可判断A,根据结合椭圆方程可求坐标,然后根据余弦定理可判断B,根据椭圆的性质结合基本不等式及斜率公式可判断CD.
【详解】因为椭圆,
所以,,,
又,,构成以为公差的等差数列,则,
不妨设,由题可知,则的最大值是,故A正确;
当时,,设,
则,解得,不妨取,
设,则,解得,
所以或,
当时,又,,此时;
当时,,,
所以,,
综上,当时,,故B正确;
设椭圆的右焦点为,则,,,,,
当,在轴的同侧时,则,关于轴对称,设,则,
所以,由,
所以,当且仅当时取等号,所以的最大值为,故C正确;
当,在轴的异侧时(,与不重合),则,关于原点对称,
设,则,由,可得,
所以,故D错误.
故选:ABC.
29.(2023·山西晋中·统考二模)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,上顶点为B,直线l:与椭圆C交于M,N两点,的角平分线与x轴相交于点E,与y轴相交于点,则( )
A.四边形的周长为8B.的最小值为9
C.直线BM,BN的斜率之积为D.当时,
【答案】AC
【分析】对A选项,由椭圆的定义知,四边形的周长为即可求解;对B选项,由直线与椭圆相交的对称性知:,,借助基本不等式可得的最小值;对C选项,设,则,由点在椭圆上,即可化得的值;对D选项,设出,由条件推出,,又在椭圆C中,由其第二定义得,从而得到 ,,三点坐标,再根据其三点共线,化简求解即可.
【详解】对A选项,由椭圆的定义知,四边形的周长为,A正确;
对B选项,,
当且仅当时等号成立,故B错误;
对C选项,设,则,又,所以.
因为点在椭圆上,所以,即,
所以,C正确;
对D选项,设,则,
所以,,
在椭圆C:中,
由其第二定义(指的是椭圆上的点到相应的准线的距离)得
,
,所以,故,,,
因为三点共线,所以,解得,则,解得,
当时,,当时,,故D错误.
故选:AC
【点睛】方法点睛:直线与圆锥曲线位置关系的题目,往往需要联立两者方程,利用韦达定理解决相应关系,其中的计算量往往较大,需要反复练习加以强化.
30.(2023·湖南·模拟预测)已知椭圆:的左、右焦点分别为,右顶点为A,点M为椭圆上一点,点I是的内心,延长MI交线段于N,抛物线(其中c为椭圆下的半焦距)与椭圆交于B,C两点,若四边形是菱形,则下列结论正确的是( )
A.B.椭圆的离心率是
C.的最小值为D.的值为
【答案】ACD
【分析】对于A,利用椭圆与抛物线的对称性得到,从而将代入抛物线方程得到,进而得以判断;对于B,将代入椭圆的方程得到,由此得以判断;对于C,利用椭圆的定义与基本不等式“1”的妙用即可判断;对于D,利用三角形内心的性质与三角形角平分线的性质,结合比例的性质即可判断.
【详解】对于A,因为椭圆的左、右焦点分别为,右顶点为A,则,,,,
因为抛物线(其中c为椭圆下的半焦距)与椭圆交于B,C两点,
所以由椭圆与抛物线的对称性可得,两点关于轴对称,不妨设,,,
因为四边形是菱形,所以的中点是的中点,
所以由中点坐标公式得,则,
将代入抛物线方程得,,
所以,则,所以,故A正确;
对于B,由选项A得,再代入椭圆方程得,
化简得,则,故,所以,故B错误;
对于C,由选项B得,所以,则,
所以,不妨设,则,且,
所以,
当且仅当且,即,即时,等号成立,
所以的最小值为,故C正确;
对于D,连接和,如图,
因为的内心为,所以为的平分线,则有,
同理:,所以,
所以,所以,故D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点睛:本题的关键点是利用椭圆与抛物线的对称性,可设的坐标,再由菱形的性质与中点坐标公式推得,从而求得的值,由此得解.
三、填空题
31.(2023·广东江门·统考一模)椭圆是特别重要的一类圆锥曲线,是平面解析几何的核心,它集中地体现了解析几何的基本思想.而黄金椭圆是一条优美曲线,生活中许多椭圆形的物品,都是黄金椭圆,它完美绝伦,深受人们的喜爱.黄金椭圆具有以下性质:①以长轴与短轴的四个顶点构成的菱形内切圆经过两个焦点,②长轴长,短轴长,焦距依次组成等比数列.根据以上信息,黄金椭圆的离心率为___________.
【答案】
【分析】由①得原点到直线AB的距离,求得,由②得,求得,从而,两边同除以得,又,即可解得.
【详解】设左顶点,上顶点,则直线AB的方程为,
以长轴与短轴的四个顶点构成的菱形内切圆经过两个焦点,则原点到直线AB的距离,
即,即,即,所以,
长轴长,短轴长,焦距依次组成等比数列,则,所以,
综上,,即,两边同除以得,又,解得.
故答案为:.
32.(2023·陕西咸阳·陕西咸阳中学校考模拟预测)经研究发现,若点在椭圆上,则过点的椭圆切线方程为.现过点作椭圆的切线,切点为,当(其中为坐标原点)的面积为时,___________.
【答案】
【分析】点,由题意可得切线方程,进而可求点的坐标,根据的面积整理可得,结合椭圆方程即可得结果.
【详解】设点,则切线,
令,得,
可得,则,
∵点在椭圆上,则,
即,解得,
所以.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:以点为切入点,设点,根据题意可得切线,这样就可得,再根据题意运算求解即可.
33.(2023·福建莆田·统考二模)已知椭圆的上、下顶点分别为A,B,右焦点为F,B关于直线的对称点为.若过A,,F三点的圆的半径为a,则C的离心率为_______.
【答案】##0.5
【分析】由题意得到过A,,F三点的圆的半径也为a,求出线段的垂直平分线的方程及线段的垂直平分线,求出交点及圆心坐标,从而利用半径列出方程,求出,得到离心率.
【详解】由题意得:过A,,F三点的圆的半径也为a,
其中,线段的中点坐标为,
故直线的斜率为,故线段的垂直平分线的斜率为,
故线段的垂直平分线的方程为,
又线段的垂直平分线为,
联立与得:,
故圆心坐标为,故半径为,
故,其中,
解得:.
故答案为:
34.(2023·全国·模拟预测)已知椭圆C:,过点的直线l斜率范围为,过向l作垂线,垂足为P,Q为椭圆上一点,为椭圆右焦点,则的最小值为______.
【答案】
【分析】表示出直线l和与之垂直的垂线的方程,联立表示出垂足横坐标,根据椭圆第二定义表示出与垂足横坐标关系,再根据斜率取值范围即可求出最小值.
【详解】设直线l斜率为k,直线l的方程为,过向l作垂线的方程为,联立方程,解得,其中,
若,右准线为,则到右准线的距离为,
为椭圆右焦点,故且,则,
所以,故,
而椭圆的离心率,则Q到右准线的距离.
过P作于N,则,
当且在线段上时,取最小值,最小值为,
所以的最小值为.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:椭圆的第二定义--平面上到定点F的距离与到定直线的距离之比为常数e(即椭圆的离心率,)的点的集合(定点F不在定直线上,该常数为小于1的正数),其中定点为椭圆焦点,定直线称为椭圆的准线(该定直线方程是(焦点x轴上)或者(焦点y轴上))
四、解答题
35.(2023·陕西榆林·统考二模)已知椭圆:(),四点,,,中恰有三点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)过点的直线与椭圆交于不同的两点,,试问直线,的斜率之和是否为定值?若是定值,求出此定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是,1
【分析】(1)根据椭圆的对称性以及已知建立方程组求解.
(2)利用直线与椭圆的方程联立以及韦达定理、斜率公式进行计算求解.
【详解】(1)由椭圆的对称性可知,,在椭圆上.
由题意可得解得
故椭圆的标准方程为.
(2)当直线的斜率不存在时,直线的方程为,则不妨令,.
因为,所以,.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,,
联立整理得,
则由,得,,.
因为,,
所以
.
综上,直线,的斜率之和是定值,且该定值为1.
36.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考一模)已知平面内动点M到定点F(0,1)的距离和到定直线y=4的距离的比为定值.
(1)求动点M的轨迹方程;
(2)设动点M的轨迹为曲线C,过点的直线交曲线C于不同的两点A、B,过点A、B分别作直线x=t的垂线,垂足分别为、,判断是否存在常数t,使得四边形的对角线交于一定点?若存在,求出常数t的值和该定点坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,t=3,定点为
【分析】(1)设,由题有:,化简后可得轨迹方程;
(2)设过直线方程为:,将其与曲线C联立,由韦达定理可知.又由对称性可知,若定点存在,其一定在x轴上,并设定点为D.后利用向量共线可得定点坐标.
【详解】(1)设,由题有
.
即动点M的轨迹方程为:;
(2)由题过直线斜率不为0,设过直线方程为:,将其与椭圆方程联立,,消去x得,.
由题其判别式大于0,设,,则,.
则由韦达定理有:,,
得.若存在常数t,使得四边形的对角线交于一定点,
由对称性知,该定点一定在x轴上,设该定点为,则,B,D共线.
又,,则
.
由s为定值,则.
同理,若A,,D共线,可得.
故存在常数t=3,使得四边形的对角线交于一定点,该定点为标准方程
eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1
(a>b>0)
eq \f(y2,a2)+eq \f(x2,b2)=1
(a>b>0)
图形
性
质
范围
-a≤x≤a
-b≤y≤b
-b≤x≤b
-a≤y≤a
对称性
对称轴:坐标轴 对称中心:原点
顶点
坐标
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
长轴A1A2的长为2a;短轴B1B2的长为2b
焦距
|F1F2|=2c
离心率
e=eq \f(c,a)∈(0,1)
a,b,c
的关系
a2=b2+c2
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