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高端精品高中数学二轮专题-椭圆(带答案)教案
展开椭圆
知识梳理.椭圆
1.椭圆的定义
平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数2a(2a>|F1F2|)的动点P的轨迹叫做椭圆,这两个定点F1,F2叫做椭圆的焦点.
2.椭圆的标准方程
(1)中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).
(2)中心在坐标原点,焦点在y轴上的椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).
3.椭圆的几何性质
标准方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
范围
|x|≤a,|y|≤b
|x|≤b,|y|≤a
对称性
关于x轴,y轴对称,关于原点中心对称
顶点坐标
(a,0),(-a,0),
(0,b),(0,-b)
(b,0),(-b,0),
(0,a),(0,-a)
焦点坐标
(c,0),(-c,0)
(0,c),(0,-c)
半轴长
长半轴长为a,短半轴长为b,a>b
离心率
e=
a,b,c的关系
a2=b2+c2
题型一. 椭圆及其性质
1.如图,已知椭圆C的中心为原点O,F(−25,0)为椭圆C的左焦点,P为椭圆C上一点,满足|OP|=|OF|且|PF|=4,则椭圆C的标准方程为 x236+y216=1 .
【解答】解:由题可知,c=25,
过点P作PM垂直x轴于M,设|OM|=t,则|FM|=25−t,
由勾股定理知,|PM|2=|OP|2﹣|OM|2=|PF|2﹣|FM|2,即(25)2−t2=42−(25−t)2,解得t=655,
∴|PM|=(25)2−t2=855,
∴点P的坐标为(−655,855),
设椭圆的方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),则(−655)2a2+(855)2b2=1,化简得365a2+645b2=1,
又a2=b2+c2=b2+20,∴a2=36,b2=16,
∴椭圆的标准方程为x236+y216=1.
故答案为:x236+y216=1.
2.平面直角坐标系中,椭圆C中心在原点,焦点F1、F2在x轴上,离心率为33.过点F1的直线l与C交于A、B两点,且△ABF2周长为43,那么C的方程为( )
A.x23+y2=1 B.x23+y22=1
C.x212+y24=1 D.x212+y28=1
【解答】解:如图,设椭圆方程为x2a2+y2b2=1(a>0,b>0).
∵△ABF2周长为43,∴4a=43,得a=3.
又e=ca=33,∴c=1.
则b2=a2﹣c2=2.
∴椭圆C的方程为:x23+y22=1.
故选:B.
3.设F1,F2为椭圆C:x236+y220=1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限.若△MF1F2为等腰三角形,则M的坐标为 (3,15) .
【解答】解:设M(m,n),m,n>0,椭圆C:x236+y220=1的a=6,b=25,c=4,
e=ca=23,
由于M为C上一点且在第一象限,可得|MF1|>|MF2|,
△MF1F2为等腰三角形,可能|MF1|=2c或|MF2|=2c,
即有6+23m=8,即m=3,n=15;
6−23m=8,即m=﹣3<0,舍去.
可得M(3,15).
故答案为:(3,15).
4.已知椭圆C的焦点为F1(﹣1,0),F2(1,0).过F2的直线与C交于A,B两点.若2|AF2|=3|BF2|,|BF1|=2|BF2|,则C的方程为( )
A.x22+y2=1 B.x23+y22=1
C.x24+y23=1 D.x25+y24=1
【解答】解:设|BF2|=2m,则|AF2|=3m,|BF1|=4m,
由椭圆的定义可知:|BF1|+|BF2|=|AF1|+|AF2|=6m,所以|AF1|=3m,
故点A在椭圆的上(下)顶点处,不妨设点A在上顶点处,则A(0,b),
设B点的坐标为(x,y),
则由2|AF2|=3|F2B|可得:AF2→=32F2B→,即(1,﹣b)=32(x−1,y),
解得x=53,y=−23b,即B(53,−23b),
代入椭圆方程可得:259a2+4b29b2=1,解得a2=5,
所以b2=a2﹣c2=5﹣1=4,
故椭圆的方程为:x25+y24=1,
故选:D.
5.已知点A(1,1)而且F1是椭圆x29+y25=1的左焦点,P是椭圆上任意一点,求|PF1|+|PA|的最大值和最小值.
【解答】解:∵|PF1|+|PF2|=2a=6
∴|PF1|=6﹣|PF2|
∴|PF1|+|PA|=6﹣|PF2|+|PA|=6+(|PA|﹣|PF2|)
当点P位于P1时,|PA|﹣|PF2|的差最小,其值为﹣|AF2|=−2此时,|PF1|+|PA|也得到最小值,其值为6−2;
当点P位于P2时,|PA|﹣|PF2|的差最大,其值为|AF2|=2此时,|PF1|+|PA|也得到最大值,其值为6+2.
题型二. 焦点三角形
1.过椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的中心做一直线交椭圆于P,Q两点,F是椭圆的一个焦点,则△PFQ的周长的最小值为 2a+2b .
【解答】解:如图,
由椭圆的定义知|PF|+|PF1|=2a
由椭圆的对称性知|QF|=|PF1|,
∴有|PF|+|QF|=2a,而|PQ|的最小值是2b,
∴△PFQ的周长的最小值为2a+2b.
故答案为:2a+2b.
2.已知F1,F2是椭圆x29+y25=1的焦点,P在椭圆上,且∠F1PF2=π3,则点P到x轴的距离为 536 .
【解答】解:由椭圆x29+y25=1可得:a=3,b=5,c=a2−b2=2.
设|PF1|=m,|PF2|=n.
则m+n=2a=6,(2×2)2=m2+n2﹣2mncosπ3,
可得:mn=203,
∴S△F1F2P=12×2c⋅|yP|=12mnsinπ3,
∴2×2|yP|=203×32,
解得|yP|=536.
故答案为:536.
3.已知F是椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的一个焦点,若直线y=kx与椭圆相交于A,B两点,且∠AFB=120°,则椭圆离心率的取值范围是( )
A.[32,1) B.(0,32] C.[12,1) D.(0,12]
【解答】解:连接A,B与左右焦点F,F'的连线,由∠AFB=120°,
由椭圆及直线的对称性可得四边形AFBF'为平行四边形,∠FAF'=60°,
在三角形AFF'中,|FF'|2=|AF|2+|AF′|2﹣2|AF|⋅|AF'|cos∠FAF=(|AF|+|AF'|)2﹣3|AF|⋅|AF'|,
所以(|AF|+|AF'|)2−|FF'|2=3|AF|⋅|AF'|≤3(|AF|+|AF'|2)2,
即14(|AF|+|AF'|)2≤|FF'|2,当且仅当|AF|=|AF′|时取等号,
即14⋅4a2≤4c2,可得e=ca≥12,所以椭圆的离心率e∈[12,1),
故选:C.
4.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2的直线与椭圆C交于M,N两点.设线段NF1的中点为D,若MD→⋅NF1→=0,且MF→1∥DF2→,则椭圆C的离心率为( )
A.13 B.33 C.12 D.22
【解答】解:∵MD→⋅NF1→=0,∴MD⊥NF1,
又D为线段NF1的中点,∴|MF1|=|MN|,
∵MF→1∥DF2→,∴F2是MN的中点,则|MF2|=|NF2|,因此MN⊥x轴,
设|MF2|=m,则|MF1|=2m,
由|MF1|+|MF2|=3m=2a,得m=2a3.
在△MF1F2中,由勾股定理可得(2a3)2+4c2=(4a3)2,
整理可得,3c2=a2,
∴e=ca=33(0<e<1).
故选:B.
5.椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别是F1,F2离心率为32,过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点P是椭圆C上除长轴端点外的任一点,连接PF1,PF2,设∠F1PF2的角平分线PM交C的长轴于点M(m,0),求m的取值范围;
(3)在(2)的条件下,过点P作斜率为k的直线l,使得l与椭圆C有且只有一个公共点,设直线PF1,PF2的斜率分别为k1,k2,若k≠0,试证明1kk1+1kk2为定值,并求出这个定值.
【解答】解:(1)把﹣c代入椭圆方程得c2a2+y2b2=1,解得y=±b2a,
∵过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为1,∴2b2a=1.
又e=ca=32,联立得2b2a=1a2=b2+c2ca=32解得a=2,b=1c=3,
∴椭圆C的方程为x24+y2=1.
(2)如图所示,设|PF1|=t,|PF2|=n,
由角平分线的性质可得tn=|MF1||F2M|=m+33−m,
又t+n=2a=4,消去t得到4−nn=3+m3−m,化为n=2(3−m)3,
∵a﹣c<n<a+c,即2−3<n<2+3,也即2−3<2(3−m)3<2+3,解得−32<m<32.
∴m的取值范围;(−32,32).
题型三. 椭圆第二定义——焦半径公式
1.过椭圆左焦点F,倾斜角为60°的直线交椭圆于A、B两点,若|FA|=2|FB|,则椭圆的离心率为( )
A.23 B.23 C.12 D.22
【解答】解:如图,设椭圆的左准线为l,过A点作AC⊥l于C,
过点B作BD⊥l于D,再过B点作BG⊥AC于G,
直角△ABG中,∠BAG=60°,所以AB=2AG,…①
由圆锥曲线统一定义得:e=AFAC=BFBD,
∵FA=2FB,
∴AC=2BD
直角梯形ABDC中,AG=AC﹣BD=12AC⋯②
①、②比较,可得AB=AC,
又∵AF=23AB
∴e=AFAC=AFAB=23
故所求的离心率为 23.
故选:B.
2.椭圆x24+y2=1两个焦点分别是F1,F2,点P是椭圆上任意一点,则PF1→⋅PF2→的取值范围是( )
A.[1,4] B.[1,3] C.[﹣2,1] D.[﹣1,1]
【解答】解:椭圆的焦点坐标F1(3,0),F2(−3,0).
设P(2cosθ,sinθ)(θ∈∈[0,2π)).
∴PF1→⋅PF2→=(−3−2cosθ,﹣sinθ)•(3−2cosθ,﹣sinθ)=4cos2θ﹣3+sin2θ=3cos2θ﹣2,
∵0≤cos2θ≤1,
∴﹣2≤3cos2θ﹣2≤1.
即PF1→⋅PF2→的最大值与最小值分别是1,﹣2.
故选:C.
3.已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的短轴长为2,上顶点为A,左顶点为B,F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,且△F1AB的面积为2−32,点P为椭圆上的任意一点,则1|PF1|+1|PF2|的取值范围为( )
A.[1,2] B.[2,3] C.[2,4] D.[1,4]
【解答】解:由2b=2可得b=1,即A(0,1),
又F(﹣c,0),B(﹣a,0),
∴S△F1AB=12×(a−c)×1=2−32,
又a2﹣c2=1,
∴a=2,c=3.
∴|PF1|+|PF2|=2a=4,
∴1|PF1|+1|PF2|=4|PF1||PF2|=4|PF1|(4−PF1),
∵2−3≤|PF1|≤2+3,
|PF1|(4﹣|PF1|)=﹣(|PF1|﹣2)2+4,
∴1≤|PF1|(4﹣|PF1|)≤4.
∴1≤4|PF1|(4−PF1)≤4.
故选:D.
题型四. 离心率之焦点三角形
1.设椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P是C上的点,PF2⊥F1F2,∠PF1F2=30°,则C的离心率为 33 .
【解答】解:|PF2|=x,∵PF2⊥F1F2,∠PF1F2=30°,
∴|PF1|=2x,|F1F2|=3x,
又|PF1|+|PF2|=2a,|F1F2|=2c
∴2a=3x,2c=3x,
∴C的离心率为:e=ca=33.
故答案为:33.
2.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,M为椭圆上一点,MF→1⋅MF2→=0,线段MF2的延长线交椭圆C于点N,若|MF1|,|MN|,|NF1|成等差数列,则椭圆C的离心率为( )
A.22 B.32 C.23 D.33
【解答】解:设|MF2|=m,
∵|MF1|,|MN|,|NF1|成等差数列,
∴2|MN|=|MF1|+|NF1|,
∴|MN|=|MF2|+|NF2|=2a﹣|MF1|+2a﹣|NF1|=4a﹣2|MN|,
∴|MN|=43a,
∴|NF2|=43a﹣m,
∴|NF1|=2a﹣(43a﹣m)=23a+m,
∵MF→1⋅MF2→=0,
∴MF1⊥MF2,
∴Rt△F1MN中,|NF1|2=|MN|2+|MF1|2,
∴(2a﹣m)2+(43a)2=(23a+m)2,
整理可得m=a,
∴|MF2|=a,|MF1|=a,
∴|F2F1|2=|MF2|2+|MF1|2,
∴4c2=2a2,
∴e=ca=22,
故选:A.
3.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点为F,C与过原点的直线相交于A,B两点,连接AF、BF,若|AB|=10,|AF|=6,cos∠ABF=45,则C的离心率e= 57 .
【解答】解:设椭圆的右焦点为F',连接AF'、BF'
∵AB与FF'互相平分,∴四边形AFBF'为平行四边形,可得|AF|=|BF'|=6
∵△ABF中,|AB|=10,|AF|=6,cos∠ABF=45,
∴由余弦定理|AF|2=|AB|2+|BF|2﹣2|AB|×|BF|cos∠ABF,
可得62=102+|BF|2﹣2×10×|BF|×45,解之得|BF|=8
由此可得,2a=|BF|+|BF'|=14,得a=7
∵△ABF中,|AF|2+|BF|2=100=|AB|2
∴∠AFB=90°,可得|OF|=12|AB|=5,即c=5
因此,椭圆C的离心率e=ca=57
故答案为:57
题型五. 离心率之寻求等量关系
1.设F1、F2是椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点,P为直线x=3a2上一点,△F2PF1是底角为30°的等腰三角形,则E的离心率为( )
A.12 B.23 C.34 D.45
【解答】解:∵△F2PF1是底角为30°的等腰三角形,
∴|PF2|=|F2F1|
∵P为直线x=3a2上一点
∴2(32a−c)=2c
∴e=ca=34
故选:C.
2.椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点F(c,0)关于直线y=bcx的对称点Q在椭圆上,则椭圆的离心率是 22 .
【解答】解:根据椭圆定义运用数形结合思想求解,设椭圆的另一个焦点为F1(﹣c,0),如图连接QF1,QF,
设QF与直线y=bcx交于点M,由题意知M为线段QF的中点,
∴F1Q∥OM,又∵OM⊥FQ,
∴F1Q⊥QF,|F1Q|=2|OM|,
在Rt△MOF中,tan∠MOF=|MF||OM|=bc,|OF|=c,
可得|OM|=c2a,|MF|=bca,
故|QF|=2|MF|=2bca,|QF1|=2|OM|=2c2a,
由椭圆定义得|QF|+|QF1|=2bca+2c2a=2a,得b=c,
∴a=b2+c2=2c,
故e=ca=22.
3.已知O为坐标原点,F是椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为C的左,右顶点.P为C上一点,且PF⊥x轴,过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为( )
A.13 B.12 C.23 D.34
【解答】解:由题意可设F(﹣c,0),A(﹣a,0),B(a,0),
设直线AE的方程为y=k(x+a),
令x=﹣c,可得M(﹣c,k(a﹣c)),令x=0,可得E(0,ka),
设OE的中点为H,可得H(0,ka2),
由B,H,M三点共线,可得kBH=kBM,
即为ka2−a=k(a−c)−c−a,
化简可得a−ca+c=12,即为a=3c,
可得e=ca=13.
另解:由△AMF∽△AEO,
可得a−ca=MFOE,
由△BOH∽△BFM,
可得aa+c=OHFM=OE2FM,
即有2(a−c)a=a+ca即a=3c,
可得e=ca=13.
故选:A.
题型六.离心率取值范围之椭圆的有界性
1.椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的两个焦点为F1,F2,若P为椭圆上一点,且|PF1|=3|PF2|,则该椭圆离心率的取值范围为( )
A.(0,13] B.[13,1) C.(0,12] D.[12,1)
【解答】解:P为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上一点,F1,F2为椭圆焦点,且|PF1|=3|PF2|,
可得|PF1|+|PF2|=2a,|PF1|=32a≤a+c,
∴e≥12.
∴椭圆离心率的范围是[12,1)
故选:D.
2.椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的二个焦点F1(﹣c,0),F2(c,0),M是椭圆上一点,且F1M→•F2M→=0,则离心率e的取值范围 22≤e<1 .
【解答】解:设点M的坐标为(x,y),则F1M→=(x+c,y),F2M→=(x﹣c,y).
由F1M→•F2M→=0,得x2﹣c2+y2=0.①
又由点M在椭圆上,得y2=b2−b2x2a2,代入①,解得x2=a2−a2b2c2.
∵0≤x2≤a2,
∴0≤a2−a2b2c2≤a2,
即0≤2−1e2≤1.
∵e>0,
解得22≤e≤1.
又∵e<1,
∴22≤e<1.
故答案为:33;22≤e<1.
3.已知F1(﹣c,0),F2(c,0)为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆上一点且PF1→•PF2→=c2,则此椭圆离心率的取值范围是 [33,22] .
【解答】解:由椭圆定义可得|PF1|+|PF2|=2a,①
∵PF1→•PF2→=c2,
∴|PF1||PF2|cos∠F1PF2=c2,②
由余弦定理可得|PF1|2+|PF2|2﹣2|PF1||PF2|cos∠F1PF2=4c2,③
由①②③得cos∠F1PF2=c22a2−3c2≤1,|PF1||PF2|=2a2﹣3c2,
∴e≤22,
∵|PF1||PF2|≤14(|PF1|+|PF2|)2=a2,
∴2a2﹣3c2≤a2,
∴e≥33,
∴此椭圆离心率的取值范围是[33,22].
故答案为:[33,22].
4.已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(﹣c,0),F2(c,0),若椭圆上存在一点P使asin∠PF1F2=csin∠PF2F1,则该椭圆的离心率的取值范围为 (2−1,1) .
【解答】解:在△PF1F2中,
由正弦定理得:|PF2|sin∠PF1F2=|PF1|sin∠PF2F1
则由已知得:a|PF2|=C|PF1|,
即:a|PF1|=c|PF2|
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=a(c−a)e(c+a)=a(e−1)e(e+1)
由椭圆的几何性质知:x0>﹣a则a(e−1)e(e+1)>−a,
整理得e2+2e﹣1>0,解得:e<−2−1或e>2−1,又e∈(0,1),
故椭圆的离心率:e∈(2−1,1),
故答案为:(2−1,1).
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日期:2021/8/19 23:35:42;用户:15942715433;邮箱:15942715433;学号:32355067
题型七.椭圆的第三定义——点差法
1.椭圆C:x24+y23=1的左、右顶点分别为A1、A2,点P在C上且直线PA2斜率的取值范围是[﹣2,﹣1],那么直线PA1斜率的取值范围是( )
A.[12,34] B.[38,34] C.[12,1] D.[34,1]
【解答】解:由椭圆C:x24+y23=1可知其左顶点A1(﹣2,0),右顶点A2(2,0).
设P(x0,y0)(x0≠±2),则x024+y023=1,得y02x02−4=−34.
∵kPA2=y0x0−2,kPA1=y0x0+2,
∴kPA1⋅kPA2=y02x02−4=−34,
∵−2≤kPA2≤−1,
∴−2≤−34kPA1≤−1,解得38≤kPA1≤34.
故选:B.
2.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的长轴长为4,若点P是椭圆C上任意一点,过原点的直线l与椭圆相交于M、N两点,记直线PM、PN的斜率分别为KPM、KPN,当KPM⋅KPN=−14时,则椭圆方程为( )
A.x216+y24=1 B.x24+y22=1
C.x2+y24=1 D.x24+y2=1
【解答】解:由长轴长为4得2a=4,解得a=2,
设P(x0,y0),直线l方程为y=kx,M(x1,kx1),N(﹣x1,﹣kx1),
则KPM=y0−kx1x0−x1,KPN=y0+kx1x0+x1,
由KPM⋅KPN=−14得,y0−kx1x0−x1•y0+kx1x0+x1=−14,即y02−k2x12x02−x12=−14,
所以4y02=(4k2+1)x12−x02①,
又P在椭圆上,所以x024+y02b2=1,即4y02=4b2−b2x02,代入①式得4b2−b2x02=(4k2+1)x12−x02,
所以4b2=(4k2+1)x12+(b2﹣1)x02,
因为点P为椭圆上任意一点,所以该式恒成立与x0无关,
所以b2﹣1=0,解得b=1,
所以所求椭圆方程为x24+y2=1.
故选:D.
3.已知椭圆C:9x2+y2=m2(m>0),直线l不过原点O且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A,B,线段AB的中点为M.
(1)证明:直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值;
【解答】解:(1)设直线l:y=kx+b,(k≠0,b≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM),
将y=kx+b代入9x2+y2=m2(m>0),得(k2+9)x2+2kbx+b2﹣m2=0,
则判别式△=4k2b2﹣4(k2+9)(b2﹣m2)>0,
则x1+x2=−2kb9+k2,则xM=x1+x22=−kb9+k2,yM=kxM+b=9b9+k2,
于是直线OM的斜率kOM=yMxM=−9k,
即kOM•k=﹣9,
∴直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值.
课后作业. 椭圆
1.已知点A(0,1),而且F1是椭圆x29+y25=1的左焦点,点P是该椭圆上任意一点,则|PF1|+|PA|的最小值为( )
A.6−5 B.6−2 C.6+2 D.6+5
【解答】解:由椭圆x29+y25=1,得a2=9,b2=5,
∴c=a2−b2=2,则F1(﹣2,0),又A(0,1),
如图,设F2是椭圆的右焦点,
∵|PF1|+|PF2|=2a=6,∴|PF1|=6﹣|PF2|,
∴|PF1|+|PA|=6﹣|PF2|+|PA|=6+(|PA|﹣|PF2|),
|PA|﹣|PF2|的最小值为﹣|AF2|=−5,
此时,|PF1|+|PA|也得到最小值,其值为6−5.
故选:A.
2.以椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点F2为圆心作一个圆,使此圆过椭圆中心并交椭圆于M,N两点,若过椭圆左焦点F1的直线MF1是圆F2的切线,则该椭圆的离心率为 3−1 .
【解答】解:由题意得:|MF2|=|OF2|=c
|MF1|+|MF2|=2a
|F1F2|=2c
直角三角形MF1F2中
|MF1|2+|MF2|2=|F1F2|2
即(2a﹣c)2+c2=4c2
整理得2a2﹣2ac﹣c2=0
即e2+2e﹣2=0,解得e=3−1或−3−1(舍去)
故答案为:3−1.
3.已知点P(﹣2,142)在椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)上,过点P作圆O:x2+y2=2的切线,切点为A,B,若直线AB恰好过椭圆C的左焦点F,则a2+b2的值是( )
A.13 B.14 C.15 D.16
【解答】解:由题意,以OP为直径的圆的方程为(x+1)2+(y−144)2=3016.
与圆O:x2+y2=2相减,可得直线AB的方程为2x−142y+2=0,
令y=0,可得x=﹣1,∴c=1,
∵4a2+72b2=1,∴a2=8,b2=7,
∴a2+b2=8+7=15,
故选:C.
4.如图,从椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上一点P向x轴作垂线,垂足恰为左焦点F1,又点A是椭圆与x 轴正半轴的交点,点B是椭圆与y轴正半轴的交点,且AB∥OP,则椭圆的离心率为( )
A.12 B.55 C.22 D.32
【解答】解:由椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0),可得A(a,0),B(0,b),F1(﹣c,0),
设P(﹣c,y),则c2a2+y2b2=1,解得y=±b2a,可取P(﹣c,b2a),
由AB∥OP,则kAB=kOP,
即为−ba=−b2ac,
即为b=c,
则a=b2+c2=2c,
即有e=ca=22.
故选:C.
5.若点O和点F分别为椭圆x29+y25=1的中心和左焦点,点P为椭圆上任意一点,则OP→⋅FP→的最小值为( )
A.114 B.3 C.8 D.15
【解答】解:椭圆x29+y25=1的中心和左焦点为O(0,0),F(﹣2,0)
∵x29+y25=1,∴y2=5−59x2(﹣3≤x≤3)
设P(x,y),则OP→⋅FP→=(x,y)•(x+2,y)=x2+2x+y2=x2+2x+5−59x2=49(x+94)2+114
∵﹣3≤x≤3
∴x=−94时,OP→⋅FP→的最小值为114
故选:A.
6.如图,在平面直角坐标系xOy中,A1,A2,B1,B2为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的四个顶点,F为其右焦点,直线A1B2与直线B1F相交于点T,线段OT与椭圆的交点为M,且OT→=3OM→则该椭圆的离心率为 5−172 .
【解答】解:直线A1B2的方程为y=bax+b,直线B1F的方程为y=bcx﹣b,
联立方程组y=bax+by=bcx−b,解得T(2aca−c,ab+bca−c).
∵OT→=3OM→,
∴M(2ac3(a−c),ab+bc3(a−c)),
把M代入椭圆方程得:4a2b2c29(a−c)2+a2b2(a+c)29(a−c)2=a2b2,
即4c2+(a+c)2=9(a﹣c)2,
化简得:2a2+c2﹣5ac=0,
∴e2﹣5e+2=0,
解得e=5−172或e=5+172(舍去).
故答案为:5−172.
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