由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
第5讲 椭圆
1.(2016·洛阳统考)已知中心在原点的椭圆C的右焦点为F(,0),直线y=x与椭圆的一个交点的横坐标为2,则椭圆方程为( )
A.+y2=1 B.x2+=1
C.+=1 D.+=1
解析:选C.依题意,设椭圆方程为+=1(a>b>0),则有,由此解得a2=20,b2=5,因此所求的椭圆方程是+=1.
2.(2016·淮南模拟)椭圆+=1的离心率为,则k的值为( )
A.-21 B.21
C.-或21 D.或21
解析:选C.若a2=9,b2=4+k,则c=,
由=,即=,
解得k=-;
若a2=4+k,b2=9,则c=,
由=,即=,解得k=21.
3.矩形ABCD中,|AB|=4,|BC|=3,则以A,B为焦点,且过C,D两点的椭圆的短轴的长为( )
A.2 B.2
C.4 D.4
解析:选D.依题意得|AC|=5,所以椭圆的焦距为2c=|AB|=4,长轴长2a=|AC|+|BC|=8,所以短轴长为2b=2=2=4.
4.(2016·烟台质检)一个椭圆的中心在原点,焦点F1,F2在x轴上,P(2,)是椭圆上一点,且|PF1|,|F1F2|,|PF2|成等差数列,则椭圆方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:选A.设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).由点P(2,)在椭圆上知+=1.又|
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
PF1|,|F1F2|,|PF2|成等差数列,则|PF1|+|PF2|=2|F1F2|,即2a=2·2c,=,又c2=a2-b2,联立得a2=8,b2=6.
5.(2016·江西省九校模拟)已知椭圆+=1(a>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∈,则该椭圆离心率e的取值范围为( )
A. B.
C. D.
解析:选A.设椭圆的左焦点为F′,连接AF′,BF′,结合题目条件可得四边形AFBF′为矩形,则有|AB|=|FF′|=2c,结合椭圆定义有|AF|+|BF|=2a,而|AF|=2csin α,|BF|=2ccos α,则有2csin α+2ccos α=2a,则e===,而α∈,则α+∈,那么sin∈,
故e∈.
6.(2016·唐山质检)已知动点P(x,y)在椭圆C:+=1上,F为椭圆C的右焦点,若点M满足||=1,且·=0,则||的最小值为( )
A. B.3
C. D.1
解析:选A.由题意得F(3,0),|PM|2=|PF|2-|MF|2≥(a-c)2-1=(5-3)2-1=3.所以||min=.
7.若椭圆+=1(a>b>0)与曲线x2+y2=a2-b2恒有公共点,则椭圆的离心率e的取值范围是________.
解析:由题意知,以半焦距c为半径的圆与椭圆有公共点,故b≤c,所以b2≤c2,即a2≤2c2,
所以≤.又0)的左、右焦点分别为F1,F2,焦距为2c.若直线y=(x+c)与椭圆
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
Γ的一个交点M满足∠MF1F2=2∠MF2F1,则该椭圆的离心率等于________.
解析:已知F1(-c,0),F2(c,0),
直线y=(x+c)过点F1,且斜率为,
所以倾斜角∠MF1F2=60°.
因为∠MF2F1=∠MF1F2=30°,
所以∠F1MF2=90°,所以|MF1|=c,|MF2|=c.
由椭圆定义知|MF1|+|MF2|=c+c=2a,
所以离心率e===-1.
答案:-1
9.已知P为椭圆+=1上的一点,F1,F2为两焦点,M,N分别为圆(x+3)2+y2=1和圆(x-3)2+y2=4上的点,则|PM|+|PN|的最小值为________.
解析:由题意知椭圆的两个焦点F1,F2分别是两圆的圆心,且|PF1|+|PF2|=10,从而|PM|+|PN|的最小值为|PF1|+|PF2|-1-2=7.
答案:7
10.(2016·石家庄一模) 已知椭圆+=1(a>b>0)的两个焦点分别为F1,F2,设P为椭圆上一点,∠F1PF2的外角平分线所在的直线为l,过点F1,F2分别作l的垂线,垂足分别为点R,S,当P在椭圆上运动时,R,S所形成的图形的面积为________.
解析:延长F1R交F2P的延长线于点R′,则|F1R|=|RR′|,|F1P|=|PR′|,所以|R′F2|=|R′P|+|PF2|=|F1P|+|PF2|=2a.因为R,O分别是F1R′,F1F2的中点,所以|OR|=a.同理可得|OS|=a.因此R,S的轨迹是以原点O为圆心,以a为半径的圆,其方程为x2+y2=a2,故R,S所形成的图形的面积为πa2.
答案:πa2
11.分别求出满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)与椭圆+=1有相同的离心率且经过点(2,-);
(2)已知点P在以坐标轴为对称轴的椭圆上,且P到两焦点的距离分别为5,3,过P且与长轴垂直的直线恰过椭圆的一个焦点.
解:(1)由题意,设所求椭圆的方程为+=t1或+=t2(t1,t2>0),因为椭圆过点(2,-),所以t1=+=2,或t2=+=.
故所求椭圆的标准方程为+=1或+=1.
(2)由于焦点的位置不确定,所以设所求的椭圆方程为+=1(a>b>0)或+=1(a>b>0),
由已知条件得
解得a=4,c=2,所以b2=12.
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
故椭圆方程为+=1或+=1.
12.(2015·高考陕西卷)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的半焦距为c,原点O到经过两点(c,0),(0,b)的直线的距离为c.
(1)求椭圆E的离心率;
(2)如图,AB是圆M:(x+2)2+(y-1)2=的一条直径,若椭圆E经过A,B两点,求椭圆E的方程.
解:(1)过点(c,0),(0,b)的直线方程为bx+cy-bc=0,
则原点O到该直线的距离d==,
由d=c,得a=2b=2,
解得离心率=.
(2)法一:由(1)知,椭圆E的方程为x2+4y2=4b2.①
依题意,圆心M(-2,1)是线段AB的中点,且|AB|=.
易知,AB与x轴不垂直,设其方程为y=k(x+2)+1,代入①得(1+4k2)x2+8k(2k+1)x+4(2k+1)2-4b2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=-,
x1x2=.
由x1+x2=-4,得-=-4,
解得k=.
从而x1x2=8-2b2.
于是|AB|= |x1-x2|
= =.
由|AB|=,得=,
解得b2=3.
故椭圆E的方程为+=1.
法二:由(1)知,椭圆E的方程为x2+4y2=4b2.①
依题意,点A,B关于圆心M(-2,1)对称,
且|AB|=.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则
x+4y=4b2,x+4y=4b2,
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
两式相减并结合x1+x2=-4,y1+y2=2,得
-4(x1-x2)+8(y1-y2)=0.
易知AB与x轴不垂直,则x1≠x2,
所以AB的斜率kAB==.
因此直线AB的方程为y=(x+2)+1,
代入①得
x2+4x+8-2b2=0.
所以x1+x2=-4,x1x2=8-2b2.
于是|AB|= |x1-x2|
==.
由|AB|=,得=,
解得b2=3.
故椭圆E的方程为+=1.
1.(2016·济南模拟)在椭圆+=1内,通过点M(1,1)且被这点平分的弦所在的直线方程为( )
A.9x-16y+7=0 B.16x+9y-25=0
C.9x+16y-25=0 D.16x-9y-7=0
解析:选C.设过点M(1,1)的直线l与椭圆交于点P(x1,y1),Q(x2,y2),则两式相减可得,+=0,即kl==-=-,故所求的直线l的方程为y-1=-(x-1),即9x+16y-25=0.
2.(2016·陕西省五校联考)椭圆+=1(a为定值,且a>)的左焦点为F,直线x=m与椭圆相交于点A,B.若△FAB的周长的最大值是12,则该椭圆的离心率是________.
解析:设椭
圆的右焦点为F′,如图,由椭圆定义知,|AF|+|AF′|=|BF|+|BF′|=2a.
又△FAB的周长为|AF|+|BF|+|AB|≤|AF|+|BF|+|AF′|+|BF′|=4a,
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
当且仅当AB过右焦点F′时等号成立.
此时4a=12,则a=3.故椭圆方程为+=1,
所以c=2,所以e==.
答案:
3.已知椭圆G:+=1(a>b>0)的离心率为,右焦点为(2,0).斜率为1的直线l与椭圆G交于A,B两点,以AB为底边作等腰三角形,顶点为P(-3,2).
(1)求椭圆G的方程;
(2)求△PAB的面积.
解:(1)由已知得c=2,e==.
解得a=2.又b2=a2-c2=4,所以椭圆G的方程为+=1.
(2)设直线l的方程为y=x+m.
由,得4x2+6mx+3m2-12=0.①
设A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2)(x1b>0),
由题意知a=2,b=c,又a2=b2+c2,则b=,
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
所以椭圆的方程为+=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知,直线l的斜率存在,设其方程为y=kx+m,与椭圆方程联立,
得
则(2+k2)x2+2mkx+m2-4=0,
Δ=(2mk)2-4(2+k2)(m2-4)>0.
由根与系数的关系知
又由=2,
即(-x1,m-y1)=2(x2,y2-m),
得-x1=2x2,故
可得=-2,
整理得(9m2-4)k2=8-2m2,
又9m2-4=0时不符合题意,所以k2=>0,
解得