所属成套资源:2024年高考数学第一轮精品复习资料+解析
- 考点16 空间几何体(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)(原卷版) 试卷 1 次下载
- 考点19 直线和圆的方程(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)(解析版) 试卷 1 次下载
- 考点20 椭圆(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)(原卷版) 试卷 1 次下载
- 考点21双曲线(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)(解析版) 试卷 1 次下载
- 考点21双曲线(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)(原卷版) 试卷 1 次下载
考点20 椭圆(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)(解析版)
展开这是一份考点20 椭圆(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)(解析版),共59页。试卷主要包含了椭圆的定义,椭圆的标准方程和几何性质,求椭圆离心率的3种方法等内容,欢迎下载使用。
考点20 椭圆(核心考点讲与练)
1.椭圆的定义
平面内与两定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫做椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
其数学表达式:集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a,c为常数:
(1)若a>c,则集合P为椭圆;
(2)若a=c,则集合P为线段;
(3)若a<c,则集合P为空集.
2.椭圆的标准方程和几何性质
标准方程
+=1(a>b>0)
+=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
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=∈(0,1)
a,b,c的关系
c2=a2-b2
1.椭圆的定义揭示了椭圆的本质属性,正确理解、掌握定义是关键,应注意定义中的常数大于|F1F2|,避免了动点轨迹是线段或不存在的情况.
2.求椭圆的标准方程,常采用“先定位,后定量”的方法(待定系数法).先“定位”,就是先确定椭圆和坐标系的相对位置,以椭圆的中心为原点的前提下,看焦点在哪条坐标轴上,确定标准方程的形式;再“定量”,就是根据已知条件,通过解方程(组)等手段,确定a2,b2的值,代入所设的方程,即可求出椭圆的标准方程.若不能确定焦点的位置,这时的标准方程常可设为mx2+ny2=1(m>0,n>0且m≠n)
3.解决中点弦、弦长及最值与范围问题一般利用“设而不求”的思想,通过根与系数的关系构建方程求解参数、计算弦长、表达函数.
4.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.
椭圆的定义
一、单选题
1.(2022·内蒙古通辽·二模(理))椭圆的左、右焦点分别为,,为椭圆上一点,若的周长为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆方程可得,再结合三角形周长,得,进而可得离心率.
【详解】因为,所以.
因为的周长为,所以,所以,
所以椭圆的离心率为,
故选:B.
2.(2022·天津市第四十七中学模拟预测)已知分别是椭圆和双曲线的公共的左右焦点,是的离心率,若在第一象限内的交点为,且满足,则的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先确定,再利用勾股定理、椭圆、双曲线的定义,即可得出结论.
【详解】解:设椭圆的长半轴长为,双曲线的实半轴长为,,
因为,所以,所以,
所以,所以,
因为,所以,
所以,即,所以,
所以.
故选:A.
3.(2021广东省深圳市高级中学等九校联考)已知椭圆的左、右焦点分别是、,离心率为,点A是椭圆上位于x轴上方的一点,且,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】依题意可得,根据椭圆的定义可得,即可得到为等边三角形,从而得到,即可得到直线的斜率;
【详解】解:依题意,即,又,,,所以,所以为等边三角形,即为椭圆的上顶点,所以,所以
故选:B
二、多选题
4.(2022·山东淄博·模拟预测)已知椭圆的左右焦点分别为,,左右顶点分别为,.P是椭圆上异于,的点,则下列说法正确的是( )
A.周长为4 B.面积的最大值为
C.的最小值为 D.若面积为2,则点P横坐标为
【答案】BC
【分析】根据椭圆的定义判断A,利用椭圆的性质可得面积最大值判断B,由可判断C,由三角形面积求得点坐标后可判断D.
【详解】由题意,,,短轴一个端点,
对于A,由题知,故周长为,故A错误;
对于B,利用椭圆的性质可知面积最大值为,故B正确;
对于C,,设,从而,所以,故C正确;
对于D,因为,,
则,,故D错误.
故选:BC.
5.(2022·山东济宁·二模)设椭圆C:的左、右焦点分别为、,上、下顶点分别为、,点P是C上异于、的一点,则下列结论正确的是( )
A.若C的离心率为,则直线与的斜率之积为
B.若,则的面积为
C.若C上存在四个点P使得,则C的离心率的范围是
D.若恒成立,则C的离心率的范围是
【答案】BD
【分析】A. 设,,所以该选项错误;
B. 求出的面积为所以该选项正确;
C. 求出,所以该选项错误;
D. 若恒成立,所以,所以该选项正确.
【详解】解:A. 设,所以,因为,
所以.所以,所以该选项错误;
B. 若,则所以则的面积为所以该选项正确;
C. 若C上存在四个点P使得,即C上存在四个点P使得的面积为,所以,所以该选项错误;
D. 若恒成立,所以,所以,所以该选项正确.
故选:BD
三、填空题
6.(2022·宁夏·银川一中二模(文))已知椭圆C:的左焦点为,为椭圆C上任意一点,则的最小值为______.
【答案】1
【分析】由题知,故,进而得的最小值为.
【详解】解:由椭圆C:知:,故,
所以,
所以,的最小值为.
故答案为:
四、解答题
7.(2022·江西景德镇·三模(文))是椭圆的右焦点,其中.点、分别为椭圆的左、右顶点,圆过点与坐标原点,是椭圆上异于、的动点,且的周长小于.
(1)求的标准方程;
(2)连接与圆交于点,若与交于点,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由已知可得出,由椭圆的定义结合三点共线可得出的周长小于,可得出关于的不等式,结合可求得,即可求得、的值,由此可得出椭圆的标准方程;
(2)设,可得出,求出点、的横坐标,利用三角形的面积公式可得出关于的表达式,结合可求得结果.
(1)解:因为圆过点与坐标原点,.
设的左焦点为,则的周长
,
所以,,则,且,故,所以,,.
因此,椭圆的坐标方程为.
(2)解:设,其中,其中,且,
直线的斜率为,所以,直线的方程为,
同理可知直线的方程为,
又,所以,直线的方程为.
联立直线、的方程,
可得,解得,
联立直线、的方程,
可得,解得.
所以,
.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略:
(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;
(2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;
(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
椭圆的标准方程
一、单选题
1.(2022·全国·模拟预测(文))已知椭圆C:的右焦点为,右顶点为A,O为坐标原点,过OA的中点且与坐标轴垂直的直线交椭圆C于M,N两点,若四边形OMAN是正方形,则C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】待定系数法去求椭圆C的方程
【详解】由椭圆方程可知,由四边形OMAN是正方形可知,
又点M在椭圆C上,则有,解得,
又椭圆C的右焦点为,则,
结合椭圆中,解得,,则椭圆C的方程为.
故选:A
2.(2021福建省莆田市第十五中学二模)阿基米德(公元前年—公元前年)不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“通近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆的对称轴为坐标轴,焦点在轴上,且椭圆的离心率为,面积为则椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意,设出椭圆的标准方程为
,然后根据椭圆的离心率以及椭圆面积列出关于a、b的方程组,求解方程组即可得答案.
【详解】解:由题意,设椭圆C的方程为,
因为椭圆的离心率为,面积为,
所以?=??=1−?2?2=7412?=???,解得,
所以椭圆C的方程为,
故选:A.
二、多选题
3.(2022·辽宁·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,(如图),离心率为,过的直线垂直于x轴,且在第二象限中交E于点A,直线交E于点B(异于点A),则下列说法正确的是( )
A.若椭圆E的焦距为2,则短轴长为
B.的周长为4a
C.若的面积为12,则椭圆E的方程为
D.与的面积的比值为
【答案】BCD
【分析】根据椭圆方程的求解以及椭圆的定义,对每个选项进行逐一分析,即可判断和选择.
【详解】对:若椭圆E的焦距为2,则,由离心率,则,
所以,则短轴长为,故A错误;
对B:根据椭圆的定义,的周长为4a,故B正确;
对:由,故可得,,所以椭圆的方程可写为,
易知,则,则,
所以,,,则椭圆E的方程为,故C正确;
对:因为,所以,过点B作,
则,,即,
设,,,则,
代入椭圆方程,整理得,
解得或(舍),
所以,故正确.
故选:BCD.
4.(2022·重庆八中模拟预测)如图所示,用一个与圆柱底面成角的平面截圆柱,截面是一个椭圆.若圆柱的底面圆半径为2,,则( )
A.椭圆的长轴长等于4
B.椭圆的离心率为
C.椭圆的标准方程可以是
D.椭圆上的点到一个焦点的距离的最小值为
【答案】BCD
【分析】根据给定图形,求出椭圆长短半轴长,,再逐项计算、判断作答.
【详解】设椭圆的长半轴长为,短半轴长为,半焦距为,椭圆长轴在圆柱底面上的投影为圆柱底面圆直径,
则由截面与圆柱底面成锐二面角得:,解得,A不正确;
显然,则,离心率,B正确;
当以椭圆长轴所在直线为y轴,短轴所在直线为x轴建立平面直角坐标系时,椭圆的标准方程,C正确;
椭圆上的点到焦点的距离的最小值为,D正确.
故选:BCD
5.(2022·全国·模拟预测)已知O为坐标原点,椭圆E的方程为,离心率为,为E上一点,过点A作两条直线分别与E交于B,C两点,且直线AB与直线AC的倾斜角互补,则下列结论正确的是( )
A.椭圆E的长轴长为
B.直线BC的斜率为定值
C.点O到直线BC的距离为定值
D.若,则直线BC的方程为
【答案】BD
【分析】对于选项A,利用点在曲线上和椭圆离心率公式及椭圆中的关系即可求解.
对于选项B,设出直线AB的方程与椭圆联立,消去,得关于的一元二次方程,利用韦达定理写出横坐标的关系,进而得到点B的横坐标,代入直线AB求出点B纵坐标,利用已知条件写出点C的坐标,利用两点求斜率公式即可求解.
对于选项C,设出直线BC的方程,利用点到直线的距离公式即可求解.
对于选项D,联立直线BC与椭圆的方程, 消去,得关于的一元二次方程,利用韦达定理写出横坐标的关系,由,利用两直线垂直的充要条件即可求解.
【详解】对于选项A,由题意得,,结合,得,,所以椭圆E的长周长为,故A错误.
对于选项B,由A得椭圆E的方程为,设,,由题意知直线AB的斜率存在且不为0,设直线AB的方程为,与椭圆的方程联立,
得,
则,得,,即.
因为直线AB与直线AC的倾斜角互补,所以直线AC的斜率为﹣k,同理可得,故直线BC的斜率,为定值,故B正确.
对于选项C,由B知可设直线BC的方程为,则原点O到直线BC的距离,不是定值,故C错误.
对于选项D,联立直线BC与椭圆的方程,得,
整理得,,即,则,,
由,得,整理得,得,,此时直线BC的方程为,故D正确.
故选:BD.
三、填空题
6.(2022·辽宁鞍山·二模)在平面直角坐标系中,△ABC满足A(-1,0),B(1,0),,,∠ACB的平分线与点P的轨迹相交于点I,存在非零实数,使得,则顶点C的轨迹方程为________.
【答案】
【分析】设,先说明是的重心,点为的内心,求出,得到即得解.
【详解】解:设,因为,所以是的重心,
因为,所以,
所以, 所以点在的角平分线上,
因为∠ACB的平分线与点P的轨迹相交于点I,所以点为的内心.
所以点,即,
又,所以与轴平行,又,
所以,
所以点的轨迹是以为焦点,长轴长为4的椭圆,,
当是椭圆的长轴的端点时,不能构成三角形,所以不能取到椭圆的长轴的端点;
当是椭圆的短轴的端点时,与已知存在非零实数,使得矛盾,所以不能取到椭圆的短轴的端点.
又椭圆的焦距为2,所以椭圆的方程为.
所以点的轨迹方程为.
故答案为:
四、解答题
7.(2022·山东泰安·二模)已知椭圆C:过点,过其右焦点且垂直于x轴的直线交椭圆C于A,B两点,且.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l:与椭圆C交于E,F两点,线段EF的中点为Q,在y轴上是否存在定点P,使得∠EQP=2∠EFP恒成立?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在定点,
【分析】(1)直接由椭圆C过点和解方程即可;
(2)先联立直线和椭圆,通过∠EQP=2∠EFP得到点P在以EF为直径的圆上,即PE⊥PF,表示出,由解出点P的坐标即可.
(1)由题知,椭圆C过点和,
所以,解得
所以椭圆C的方程为.
(2)
假设在y轴上存在定点P,使得∠EQP=2∠EFP恒成立,设,,
由,得,∴,
∵∠EQP=2∠EFP,∴∠EFP=∠FPQ,∴QE=QF=QP
∴点P在以EF为直径的圆上,即PE⊥PF
,
∴
∴恒成立
∴,解得
∴
∴存在定点,使得∠EQP=2∠EFP恒成立.
【点睛】本题关键点在于利用∠EQP=2∠EFP得到点P在以EF为直径的圆上,进而得到,表示出,,联立直线和椭圆后,由韦达定理及建立方程解出点P的坐标即可.
8.(2022·天津市滨海新区塘沽第一中学模拟预测)已知椭圆的离心率,且点,在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)若椭圆的左焦点为,右顶点为,点在椭圆上,且在椭圆位于x轴上方的部分,直线与轴交于点,点是轴上一点,,直线与椭圆交于点,若的面积为,求直线的方程.
【答案】(1)(2)或
【分析】(1)由题意列方程组,求出,即可得椭圆C的方程;
(2)先设直线的方程为(),求出的坐标,再由题设得到直线的方程为,求出的坐标,由面积求出
的值,即可得到直线的方程
(1)由已知,有,解得,
所以椭圆C的方程为;
(2)由(1)知,,.设直线的方程为(),
则,
直线与椭圆C的交点满足方程组,
消去y得到,
解得.
设,由题意,
有,解得.
进而得到直线的方程为,
其与椭圆C的交点满足方程组
消去x得到:,
解得,进而.
,
点G到直线的距离为.
因此,,
化简得,解得或,
所以直线的方程为或
椭圆的几何性质
1.(2021天津市第二中学高三上学期期中)已知椭圆的左右焦点分别为,,过的直线与椭圆交于A,B两点,若,则椭圆离心率e的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题设易知,设有,应用勾股定理得到关于的方程,利用方程有解,结合判别式构造不等式求椭圆离心率e的取值范围.
【详解】由题设,知:,若,则,
∴,整理得,
∴,可得,又,
∴.
故选:D
直线与椭圆的位置关系
1.(2022北京市一六一中学高三上学期期中)已知椭圆的左、右顶点分别为A,B,右焦点为F,直线.
(1)若椭圆W的左顶点A关于直线的对称点在直线上,求m的值;
(2)过F的直线与椭圆W相交于不同的两点C,D(不与点A,B重合),直线与直线相交于点M,求证:A,D,M三点共线.
【答案】(1)(2)证明见解析.
【分析】(1)设点A关于直线对称的点为,根据题意可得的中点在直线上且,列出方程组,解方程组即可;
(2)对直线斜率是否存在分类讨论,当直线CD斜率k不存在时,求出点A、M、C、D坐标,
利用可证得A、D、M三点共线;当直线CD斜率存在时,设直线
:,,与椭圆方程联立方程组,消y得到关于x
的一元二次方程,将表示为含有k的算式,得出即可.
(1)由题意知,
直线的斜率存在,且斜率为,
设点A关于直线对称的点为,则,
所以线段的中点在直线上,又,,
有−1?×?6=−11+?×?2−4=0,解得或,
所以;
(2)已知,
当直线的斜率不存在时,:x=1,此时,
有,所以直线,当时,,所以,
所以,所以,
即A、D、M三点共线;
当直线的斜率存在时,设直线:,
则,得,
,
设,则,
直线BC方程为,令,得,
所以直线AD、AM的斜率分别为,
,
上式的分子
,
所以,即A、D、M三点共线.
综上,A、D、M三点共线.
【规律方法技巧】直线与椭圆的位置关系问题,一般需要联立方程组、用判别式、韦达定理.证明三点共线可以利用直线的斜率相等或向量共线处理.
2.(2021四川省成都市嘉祥外国语高级中学高三上学期期中)已知椭圆C: (a>b>0)的左顶点为A,右焦点为F,过点A作斜率为的直线与椭圆C相交于A,B两点,且AB⊥OB,O为坐标原点.
(1)求椭圆的离心率e;
(2)若b=1,过点F作与直线AB平行的直线l,l与椭圆C相交于P,Q两点,
①求直线OP的斜率与直线OQ的斜率乘积;
②点M满足2=,直线MQ与椭圆的另一个交点为N,求的值.
【答案】(1); (2)①-;②
【分析】(1)根据题意可得点坐标,代入椭圆方程,结合,进而可得离心率;
(2)①由(1)可得椭圆的方程,写出直线方程,设,,,,联立直线与椭圆的方程,可得关于的一元二次方程,由韦达定理可得,,,再计算,即可得答案;
②设点,,由,可得,再由,推出点坐标,再用坐标表示,,求出点坐标,把点,,代入椭圆方程,化简即可得答案.
【小问1详解】
解:已知,,,则,,
代入椭圆的方程有,所以,即,
所以,
所以.
【小问2详解】
解:①由(1)可得,,所以椭圆的方程为,
设直线,,,,,
联立直线与椭圆的方程,得,
所以△,,,
所以,
所以.
②设点,, ,则,
又因为,所以点,,
所以,,,,
则,所以,即,
因为点,,在椭圆上,
所以,,,,
所以,
由①可知,
所以,则,
所以.
1.(2021年全国高考乙卷)设B是椭圆的上顶点,点P在C上,则的最大值为( )
A. B. C. D. 2
【答案】A
【分析】设点,由依题意可知,,,再根据两点间的距离公式得到,然后消元,即可利用二次函数的性质求出最大值.
【详解】设点,因为,,所以
,
而,所以当时,的最大值为.
故选:A.
【点睛】
本题解题关键是熟悉椭圆的简单几何性质,由两点间的距离公式,并利用消元思想以及二次函数的性质即可解出.易错点是容易误认为短轴的相对端点是椭圆上到上定点B最远的点,或者认为是椭圆的长轴的端点到短轴的端点距离最大,这些认识是错误的,要注意将距离的平方表示为二次函数后,自变量的取值范围是一个闭区间,而不是全体实数上求最值..
2.(2021年全国高考乙卷)设是椭圆的上顶点,若上的任意一点都满足,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设,由,根据两点间的距离公式表示出 ,分类讨论求出的最大值,再构建齐次不等式,解出即可.
【详解】设,由,因为 ,,所以
,
因为,当,即 时,,即 ,符合题意,由可得,即 ;
当,即时, ,即,化简得, ,显然该不等式不成立.
故选:C.
【点睛】本题解题关键是如何求出的最大值,利用二次函数求指定区间上的最值,要根据定义域讨论函数的单调性从而确定最值.
3.(2021年全国新高考Ⅰ卷)已知,是椭圆:的两个焦点,点在上,则的最大值为( )
A. 13 B. 12 C. 9 D. 6
【答案】C
【分析】本题通过利用椭圆定义得到,借助基本不等式即可得到答案.
【详解】由题,,则,
所以(当且仅当时,等号成立).
故选:C.
【点睛】椭圆上的点与椭圆的两焦点的距离问题,常常从椭圆的定义入手,注意基本不等式得灵活运用,或者记住定理:两正数,和一定相等时及最大,积一定,相等时和最小,也可快速求解.
4.(2021年全国高考甲卷)已知为椭圆C:的两个焦点,P,Q为C上关于坐标原点对称的两点,且,则四边形的面积为________.
【答案】
【分析】根据已知可得,设,利用勾股定理结合,求出,四边形面积等于,即可求解.
【详解】因为为上关于坐标原点对称的两点,
且,所以四边形为矩形,
设,则,
所以,
,即四边形面积等于.
故答案为:.
一、单选题
1.(2022·安徽·模拟预测(理))、是椭圆的左、右焦点,点为椭圆上一点,点在轴上,满足,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先由可解得,然后利用角平分线的性质可求得;在中利用余弦定理即可求出离心率的值.
【详解】由题意可设,,,();
则:,
,
由可得:,解得,即;
由可知是的角平分线,
可得:,
又,则;
在中:,解得;
故选:A
2.(2022·湖北武汉·二模)若椭圆的离心率为,则的值为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】分和,利用离心率的定义求解.
【详解】解:当,即时,则,解得;
当,即时,则,解得,
综上:的值为或,
故选:C
3.(2022·辽宁·建平县实验中学模拟预测)下列与椭圆焦点相同的椭圆是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由椭圆的简单几何性质:“焦点跟着大的走”,椭圆的焦点在轴上,且,得出椭圆的焦点坐标为:,依次判断各个选项即可.
【详解】由题意得,椭圆C中,,即焦点坐标为和;
对于A选项,椭圆焦点在轴上,不满足题意;
对于B选项,椭圆焦点在轴上,,,,不满足题意;
对于C选项,椭圆焦点在轴上,,,不满足题意;
对于D选项,椭圆焦点在轴上,,,,满足题意;
故答案为:D.
4.(2022·广东汕头·二模)已知椭圆C的左、右焦点分别为,,直线AB过与该椭圆交于A,B两点,当为正三角形时,该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义,结合余弦定理、椭圆离心率公式进行求解即可.
【详解】设正三角形的边长为,
设椭圆的标准方程为:,设左、右焦点分别为,
设,则有,
由椭圆的定义可知:,
,解得:,,
在中,由余弦定理可知:,
故选:B
5.(2022·江苏泰州·模拟预测)我国自主研发的“嫦娥四号”探测器成功着陆月球,并通过“鹊桥”中继星传回了月球背面影像图.假设“嫦娥四号”在月球附近一点P变轨进入以月球球心F为一个焦点的椭圆轨道绕月飞行,其轨道的离心率为e,设月球的半径为R,“嫦娥四号”到月球表面最近的距离为r,则“嫦娥四号”到月球表面最远的距离为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设卫星近地点远地点离月球表面的距离分别为,根据椭圆的性质以及离心率得出“嫦娥四号”到月球表面最远的距离.
【详解】椭圆的离心率,设卫星近地点远地点离月球表面的距离分别为
则
故选:B
二、多选题
6.(2022·湖南·雅礼中学二模)已知曲线:,焦点为、 ,,过的直线与交于两点,则下列说法正确的有( )
A.是的一条对称轴
B.的离心率为
C.对C上任意一点P皆有
D.最大值为
【答案】ABD
【分析】根据点点关于直线对称的点的坐标为在曲线判断A;根据点关于直线对称点在曲线得该曲线为椭圆,对称轴为直线和直线,进而求顶点坐标,进而求离心率判断B;结合C选项求焦点坐标,验证判断C;设直线方程为,与椭圆方程联立,结合韦达定理,二次函数最值求解判断D.
【详解】解:对于A选项,设点是曲线上的任意一点,其关于直线对称的点的坐标为,代入曲线方程满足,故是的一条对称轴,正确;
对于B选项,由于点是曲线上的任意一点,其关于直线对称点亦在曲线上,且该曲线是封闭的曲线,
故该曲线为椭圆,其对称轴为直线和直线,且椭圆中心为坐标原点,
故其顶点坐标为:,,,
由于点到椭圆中心的距离为,到椭圆中心的距离,
所以椭圆的长轴长为,短轴长为,
所以椭圆的焦距为,故其离心率为,故正确;
对于C选项,由B知,半焦距为,且焦点、在直线上,故焦点坐标为,
故,故错误;
对于D选项,由题知直线斜率存在,故设方程为,
则联立方程得得,
故,即或,
设,则,
所以,
到直线的距离为,
所以
令,由于得,故,
所以,
所以,当时,取得最大值,,故正确.
故选:ABD
7.(2022·重庆·模拟预测)“出租车几何”或“曼哈顿距离”(Manhattan Distance)是由十九世纪的赫尔曼·闵可夫斯基所创词汇,是种被使用在几何度量空间的几何学用语.在平面直角坐标系内,对于任意两点、,定义它们之间的“欧几里得距离”,“曼哈顿距离”为,则下列说法正确的是( )
A.若点为线段上任意一点,则为定值
B.对于平面上任意一点,若,则动点的轨迹长度为
C.对于平面上任意三点、、,都有
D.若、为椭圆上的两个动点,则最大值为
【答案】AC
【分析】利用题中定理可判断A选项;作出点的轨迹图形,求其周长可判断B选项;利用绝对值三角不等式可判断C选项;设点、,不妨设,,利用辅助角公式结合正弦型函数的有界性可判断D选项.
【详解】对于A选项,设点为线段上任意一点,
则,A对;
对于B选项,设点,则,
当,时,则;当,时,则;
当,时,则;当,时,则.
作出点的轨迹如下图所示:
由图可知,点的轨迹是边长为的正方形,故动点的轨迹长度为,B错;
对于C选项,设点、、,
由绝对值三角不等式可得,
同理可得,
所以,,即,C对;
对于D选项,设点、,
不妨设,,
则
,其中为锐角,且,
取,,等号成立,D错.
故选:AC.
8.(2022·重庆·模拟预测)已知椭圆的离心率为,短轴长为,两个焦点为,点为椭圆上一点,记,则下列结论中正确的是( )
A.的周长与点的位置无关
B.当时,的面积取到最大值
C.的外接圆半径最小为
D.的内切圆半径最大为
【答案】ACD
【分析】根据椭圆的定义、椭圆离心率的意义,结合正弦定理和内切圆的性质逐一判断即可.
【详解】由椭圆定义知,的周长为,故A正确;显然当位于短轴端点时的面积最大,由知此时,故B错误;由正弦定理知外接圆直径,由知最大为钝角,故时取最小值,故的最小值为,故C正确;设内切圆半径为,由知,越大则越大,,故,
故选:ACD
9.(2022·全国·模拟预测)双曲线的左,右焦点分别为,,点P在C上.若是直角三角形,则的面积为( )
A. B. C.4 D.2
【答案】AC
【分析】根据双曲线方程求出,再根据对称性只需考虑或.当时,将代入双曲线方程,求出,即可求出三角形面积,当时,由双曲线的定义可知,再由勾股定理求出,即可得解;
【详解】解:由双曲线可得.根据双曲线的对称性只需考虑或.
当时,将代入可得,所以的面积为.
当时,由双曲线的定义可知,
,由勾股定理可得.
因为,
所以,此时的面积为
综上所述,的面积为4或.
故选:.
三、填空题
10.(2022·全国·模拟预测)已知O为坐标原点,椭圆的左焦点为F,A为C上一点,AF与x轴垂直.若的面积为,则C的离心率为__________.
【答案】##0.5
【分析】根据求解即可.
【详解】由题知:,解得,即.
故答案为:
11.(2022·湖南衡阳·二模)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,点为椭圆与双曲线的第一象限的交点,且,则的取值范围是___________.
【答案】
【分析】设,则由椭圆和双曲线的定义结合余弦定理可得,设,则可得,然后根据正弦函数的性质可得其范围
【详解】解:设,
由椭圆的定义得①,
由双曲线的定义得②,
①②得,,
①②得,,
由余弦定理可得,
所以③,
设,则,解得?∈0,?3
所以,
当时,最大值为时,的值为2,
所以的取值范围是.
故答案为:
12.(2022·江苏·南京市第一中学三模)椭圆:的左、下顶点分别为,,右焦点为,中点为,为坐标原点,交于点,且,,三点共线,则的离心率为____________.
【答案】##
【分析】由题得直线的方程为,直线的方程为,进而联立方程得,再结合在曲线上得,即,再解方程即可得答案.
【详解】解:由题知,,,
所以,直线的方程为,直线的方程为,
因为交于点,且,,三点共线,
所以,联立方程解得,即,
由于点在曲线上,
所以,,整理得,
所以,解得,即的离心率为.
故答案为:
13.(2022·江苏·海安高级中学二模)如图,F1,F2是平面上两点,|F1F2|=10,图中的一系列圆是圆心分别为F1,F2的两组同心圆,每组同心圆的半径依次是1,2,3,…,点A,B,C分别是其中两圆的公共点.请写出一个圆锥曲线的离心率的值为_____________,使得此圆锥曲线可以同时满足:
①以F1,F2为焦点;
②恰经过A,B,C中的两点.
【答案】5(或)(答案不唯一)
【分析】根据已知条件结合圆锥曲线的定义,分过A,C两点和过B,C两点两种情况求解即可
【详解】因为,
若过A,C两点,则由题意得,
此时离心率.
若过B,C两点,则由题意得,
此时离心率.
故答案为:5(或)(答案不唯一)
14.(2022·天津市第四中学模拟预测)设椭圆的左焦点为F,下顶点为A,上顶点为B,是等边三角形.
(1)椭圆的离心率为___________;
(2)设直线:,过点且斜率为的直线与椭圆交于点(异于点),线段的垂直平分线与直线交于点,与直线交于点,若.
(i)___________;
(ii)已知点,点在椭圆上,若四边形为平行四边形,则椭圆的方程___________.
【答案】
【分析】根据等边三角形的性质和离心率公式,即可求出,设椭圆方程为,联立方程组,求出点,,即可求出点的坐标,根据弦长公式,结合.即可求出的值,根据四边形为平行四边形,可得,即可求出椭圆方程.
【详解】解:由题意可知,,
,
.
.
,
设椭圆方程为,
联立得解得:,则,
为中点,
,
所以,
则所在的直线方程为,
令,
解得,
,
,
解得或(舍.
直线的斜率为1.
,
设,,
四边形为平行四边形,
,
,,,
即,
又点,在椭圆上,,
解得,
,
该椭圆方程为:.
故答案为:;;
15.(2022·河南平顶山·模拟预测(理))已知曲线的焦距为8,则___________.
【答案】25或
【分析】由题意知半焦距,再分,讨论求解.
【详解】解:由题意知半焦距,
当时,则曲线C为椭圆,又,
所以;
当时,曲线C为双曲线,
所以,
所以.
故a的值为25或.
故答案为:25或
四、解答题
16.(2022·湖南衡阳·二模)设椭圆的左顶点为,上顶点为.已知椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆上异于点的两动点,若直线的斜率之积为.
①证明直线恒过定点,并求出该点坐标;
②求面积的最大值.
【答案】(1)(2)①证明见解析,定点;②
【分析】(1)由题意可得,,再结合,可求出,从而可求得椭圆的方程,
(2) ①当直线的斜率存在时,设直线的方程为,代入椭圆方程中消去,利用根与系数的关系,再结合化简可得,从而可得或进而可求出定点,当直线的斜率不存在时,若直线过定点,求出两点坐标,求解即可,
②设直线过定点为,则的面积,直线的方程为,代入椭圆方程中,消去,利用根与系数的关系,从而可表示出,化简换元后利用基本不等式可求得结果
(1)由于,①
又,②
由①②解得,
椭圆的方程为.
(2)①在(1)的条件下,当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
由,消去得:,
设,则,.
又,由题知,
则,且,
则.
,
则,
或
当时,直线的方程为,
此时直线过定点,显然不适合题意,
当时,直线的方程为.
此时直线过定点.
当直线的斜率不存在时,若直线过定点,
点的坐标分别为.
满足.
综上,直线过定点.
②不妨设直线过定点为.则的面积,
设直线的方程为,联立椭圆的方程消去得,
则
所以.
令,则
因为,所以(当且仅当即),
所以,即面积的最大值为.
17.(2022·广东韶关·二模)已知P是离心率为 的椭圆 上任意一点,且P到两个焦点的距离之和为4.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点A是椭圆C的左顶点,直线AP交y轴于点D,E为线段AP的中点,在x轴上是否存在定点M,使得直线DM与OE交于Q,且点Q在一个定圆上,若存在,求点M的坐标与该圆的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1)(2)存在,
【分析】(1)由椭圆定义和离心率可得答案;
(2)设存在定点,设出直线AP的方程为.联立直线方程和椭圆方程,利用韦达定理可得直线OE的方程、直线DM方程,再联立两个方程可得答案.
(1)因为,所以,
又,所以,
故椭圆方程为:.
(2)设存在定点,满足条件.由已知,
设直线AP的方程为,
由消去y整理得,
,
所以,,
时,,
所以直线OE的方程为,①
由中,令,得,从而,
又,所以,
所以直线DM方程为,②
由①②消去参数k,得,即,③
方程③要表示圆,当且仅当,此时圆的方程为,
时,在上述圆上,
所以存在定点使直线DM与OE的交点Q在一个定圆上,
且定圆方程为:.
18.(2022·河北唐山·二模)已知椭圆的右焦点为F,椭圆.
(1)求的离心率;
(2)如图:直线交椭圆于A,D两点,交椭圆E于B,C两点.
①求证:;
②若,求面积的最大值.
【答案】(1)(2)①证明过程见解析;②.
【分析】(1)直接将椭圆转化成标准方程,然后代入离心率公式即可;
(2)分别求出、的中点坐标,得出中点重合即可证明①;对于②,分别求出被椭圆截得的弦长以及到的距离,得出面积表达式,通过变形式子求出最值.
(1)椭圆的标准方程为:,
则椭圆的离心率为
(2)对于①,设,,,,
直线与联立整理得
则
则的中点坐标
同理可知的中点坐标.
所以与中点重合,故.
对于②,由①知,直线被椭圆截得弦长为
把代入得,
把代入得,
到的距离为,
则面积为:
当时,的面积最大值是.
【点睛】本题考查离心率的求法,考查弦长公式、中点坐标公式、面积公式等几何关系的应用,解析几何解题时应注重几何关系的寻找,对学生分析问题和解决问题的能力要求较高,属于难题.
19.(2022·广东·二模)已知椭圆C:,点为椭圆的右焦点,过点F且斜率不为0的直线交椭圆于M,N两点,当与x轴垂直时,.
(1)求椭圆C的标准方程.
(2),分别为椭圆的左、右顶点,直线,分别与直线:交于P,Q两点,证明:四边形为菱形.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)与x轴垂直时M的坐标代入椭圆方程和联立可得答案;
(2)设的方程为,,,与椭圆方程联立,由韦达定理得直线的方程、直线的方程,再由求出、,可证得可得答案.
(1)由题可知.
当与x轴垂直时,不妨设M的坐标为,
所以,
解得,.
所以椭圆C的标准方程为.
(2)设的方程为,,,
联立得消去x,得,
易知恒成立,由韦达定理得,,
由直线的斜率为,得直线的方程为,
当时,,
由直线的斜率为,得直线的方程为,
当时,,
若四边形为菱形,则对角线相互垂直且平分,下面证,
因为,
代入韦达定理得
,
所以,即PQ与相互垂直平分,所以四边形为菱形.
相关试卷
这是一份2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用) 考点20 椭圆(核心考点讲与练)(原卷版+解析版),共55页。试卷主要包含了椭圆的定义,椭圆的标准方程和几何性质,求椭圆离心率的3种方法等内容,欢迎下载使用。
这是一份考点20 椭圆(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)(原卷版),共19页。试卷主要包含了椭圆的定义,椭圆的标准方程和几何性质,求椭圆离心率的3种方法等内容,欢迎下载使用。
这是一份新高考数学一轮复习核心考点讲与练考点20 椭圆(含解析),共44页。试卷主要包含了椭圆的定义,椭圆的标准方程和几何性质,求椭圆离心率的3种方法等内容,欢迎下载使用。