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专题12椭圆测试题
【高频考点】本知识涉及椭圆的定义,标准方程以及简单的几何性质的应用,直线与椭圆的位置关系。
【考情分析】本阶段是高考考查重点内容之一,涉及客观题和解答题,客观题主要考查椭圆方程的求解,椭圆的几何性质等,难度中等,在解答题中多以椭圆为载体,考查直线与椭圆的位置关系 ,定值定点,以及最值问题,常常以探索性问题形式出现,难度较大。
【重点推荐】基础卷第11题,数学文化题,第22题考察与不等式的交汇,考察综合解决问题的能力。
一. 选择题
1. 方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数m的取值范围为( )
A.(1,+∞) B.(﹣∞,1] C.(0,1) D.(﹣1,0)
【答案】C
【解析】:方程表示焦点在x轴上的椭圆,可得m∈(0,1).故选:C.
2. 设P是椭圆=1上的动点,则P到该椭圆的两个焦点的距离之和为( )
A.2 B.2 C.2 D.4
【答案】:C
【解析】椭圆=1的焦点坐标在x轴,a=,P是椭圆=1上的动点,由椭圆的定义可知:则P到该椭圆的两个焦点的距离之和为2a=2.
故选:C.
3. 设F1、F2是椭圆的两个焦点,点P为椭圆上的点,且|F1F2|=8,|PF1|+|PF2|=10,则椭圆的短轴长为( )
A.6 B.8 C.9 D.10
【答案】:A
【解析】设F1、F2是椭圆的两个焦点,点P为椭圆上的点,且|F1F2|=8,可得c=4,
|PF1|+|PF2|=10,可得a=5,则椭圆的短轴长为:2b=2=6.故选:A.
4. (2018•大连二模)设椭圆的左焦点为F,直线l:y=kx(k≠
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0)与椭圆C交于A,B两点,则|AF|+|BF|的值是( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】:C
【解析】如图,设F2是椭圆的右焦点,∵O点为AB的中点,丨OF丨=丨OF2丨,则四边形AFBF2是平行四边形,∴AF=BF2.∴|AF|+|BF|=丨BF丨+丨BF2丨=2a=4,故选:C.
5若点F1,F2为椭圆的焦点,P为椭圆上的点,满足∠F1PF2=90°,则△F1PF2的面积为( )
A.1 B.2 C. D.4
【答案】:A
6. (2018•齐齐哈尔二模)已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为
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,短轴长大于2,则该椭圆的长轴长的取值范围是( )
A.(2,+∞) B.(4,+∞) C.(2,4) D.(4,8)
【答案】:B
【解析】根据题意,椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,即e==,则c=a,又由椭圆短轴长大于2,即2b>2,则b>1,则有a2﹣c2=b2>1,即>1,解可得a>2,则该椭圆的长轴长2a>4,即该椭圆的长轴长的范围为(4,+∞);故选:B.
7. (2018•大连二模)设椭圆的左焦点为F,直线l:y=kx(k≠0)与椭圆C交于A,B两点,则△AFB周长的取值范围是( )
A.(2,4) B. C.(6,8) D.(8,12)
【答案】:C
【解析】∵椭圆的左焦点为F(﹣,0),右焦点F2(,0),直线l:y=kx(k≠0)与椭圆C交于A,B两点,连结BF2,则AF=BF2,AB=2OB,由一的定义可知:BF+BF2=2a=4,OB∈(1,2),则△AFB周长的取值范围是(6,8).故选:C.
15. 设圆(x+1)2+y2=25的圆心为C,A(1,0)是圆内一定点,Q为圆周上任一点,线段AQ的垂直平分线与CQ的连线交于点M,则M的轨迹方程为 .
【答案】:
【解析】由圆的方程可知,圆心C(﹣1,0),半径等于5,设点M的坐标为(x,y ),
∵AQ的垂直平分线交CQ于M,∴|MA|=|MQ|. 又|MQ|+|MC|=半径5,∴|MC|+|MA|=5>|AC|.
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依据椭圆的定义可得,点M的轨迹是以 A、C 为焦点的椭圆,且2a=5,c=1,∴b=,
故椭圆方程为 +=1,即 +=1.故答案为:
16(2018•西宁二模)已知椭圆C:=1,F1,F2是该椭圆的左右焦点,点A(4,1),P是椭圆上的一个动点,当△APF1的周长取最大值时,△APF1的面积为 .
【答案】:
【解析】:如图所示,由椭圆C=1可得a=5,右焦点F2(4,0).|F1F2|=8
∵|PF1|+|PF2|=2a=10,∴|PF1|+|PA|=10﹣|PF2|+|PA|≤10+|AF2|.
△APF1的周长取最大值时,三点P、A、F2共线,且点P在第四象限,
此时F1F2⊥AP,|PF2|==,△APF1的面积S=|F1F2|×|PA|=.
故答案为:.
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三.解答题
17. 已知椭圆的离心率为,其中左焦点F(-2,0).
(1) 求椭圆C的方程;
(2) 若直线y=x+m与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点M在圆x2+y2=1上,求m的值.
【解析】:(1) 由题意,得
解得∴椭圆C的方程为.…………5分
(2) 设点A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),线段AB的中点为M(x0,y0),
由消y得,3x2+4mx+2m2-8=0,
Δ=96-8m2>0,∴-2<m<2.…………8分
.
∵点M(x0,y0)在圆x2+y2=1上,
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,.……10分
18. (2018•广陵区校级四模)已知椭圆C:(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为A,直线AF与直线x+y﹣3垂直,垂足为B,且点A是线段BF的中点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若M,N分别为椭圆C的左,右顶点,P是椭圆C上位于第一象限的一点,直线MP与直线x=4交于点Q,且=9,求点P的坐标.
【分析】(1)由直线AF与直线x+y﹣3垂直,可得:=1,则直线AF的方程为:y=x+c.与椭圆方程联立可得B(,),于是﹣c=0,解得c,即可得出椭圆方程.
(2)设P(x0,y0),则直线MP的方程为y=(x+2),可得Q.9==2(x0+2)+,由点P在椭圆上可得:=2﹣,代入解出即可得出.
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(2)设P(x0,y0),则直线MP的方程为y=(x+2),∴Q.
∴9==2(x0+2)+,………7分
由点P在椭圆上可得:=2﹣,代入可得:9=2(x0+2)+,
化为:+x0﹣2=0,解得x0=1或﹣2.(舍),
∴P.…………12分
19. (2018•江苏一模)已知椭圆C:(a>b>0)经过点,,点A是椭圆的下顶点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点A且互相垂直的两直线l1,l2与直线y=x分别相交于E,F两点,已知OE=OF,求直线l1的斜率.
【分析】(1)根据题意,将两点的坐标代入椭圆的方程有,解可得、的值,即可得椭圆的方程;
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(2)设直线l1:y=k1x﹣1,与直线y=x联立方程有,可得E的坐标,设直线l2:,同理可得F的坐标,又由OE=OF,所以,解可得k的值,即可得答案.
【解析】:(1)根据题意,椭圆C:(a>b>0)经过点,,
则有,解得,…………3分
所以椭圆C的标准方程为;…………5分
(2)由题意知A(0,﹣1),直线l1,l2的斜率存在且不为零,
设直线l1:y=k1x﹣1,与直线y=x联立方程有,得,
设直线l2:,同理,…………7分
因为OE=OF,所以,
①,无实数解;
②,,,解得,
综上可得,直线l1的斜率为.……12分
20 (2018•辽宁模拟)已知M()是椭圆C:(a>b>0)上的一点,F1F2
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是该椭圆的左右焦点,且|F1F2|=2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点A,B是椭圆C上与坐标原点O不共线的两点,直线OA,OB,AB的斜率分别为k1,k2,k3,且k1k2=k2.试探究|OA|2+|OB|2是否为定值,若是,求出定值,若不是,说明理由.
【分析】(1)根据椭圆的定义及椭圆的性质,即可求得a和b的值,即可求得椭圆方程;
(2)设直线AB的方程,代入椭圆方程,利用韦达定理及直线的斜率公式,求得k2=,即可求得|OA|2+|OB|2=5为定值.
【解析】:(1)由题意,F1(﹣,0),F2(,0),根据椭圆定义|PF1|+|PF2|=2a,
所以2a=+=4,
所以a2=4,b2=a2﹣c2=1
椭圆C的方程;…………5分
(2)设直线AB:y=kx+m,(km≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
由,消去y得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0,
△=(8km)2﹣4(1+4k2)(4m2﹣4)>0,x1+x2=﹣,x1x2=,
因为k1k2=k2,所以•=k2,
即km(x1+x2)+m2=0(m≠0),解得k2=,…………8分
|OA|2+|OB|2=x12+x22+y12+y22=[(x1+x2)2﹣2x1x2]+2=5,
所以|OA|2+|OB|2=5为定值.…………12分
21. (2018•南充模拟)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点M(2,1)在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l平行于OM,且与椭圆C交于A,B两个不同的点,若∠
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AOB为钝角,求直线l在y轴上的截距m的取值范围.
【分析】(1)由椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点M(2,1)在椭圆C上,列出方程组,求出a,b,由此能求出椭圆C的方程.
(2)设l的方程为y=x+m,再与椭圆方程联立,将∠AOB为钝角,转化为<0,且m≠0,利用韦达定理,即可求出直线l在y轴上的截距m的取值范围.
【解析】:(1)∵椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点M(2,1)在椭圆C上.
∴,解得a=2,b=,c=,…………3分
∴椭圆C的方程为=1.………………5分
(2)由直线l平行于OM,得直线l的斜率k=kOM=,
又l在y轴上的截距为m,∴l的方程为y=.
由,得x2+2mx+2m2﹣4=0.…………8分
又直线l与椭圆交于A、B两个不同点,△=(2m)2﹣4(2m2﹣4)>0,于是﹣2<m<2.
∠AOB为钝角等价于<0,且m≠0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则=x1x2+y1y2==,
由韦达定理x1+x2=﹣2m,x1x2=2m2﹣4,代入上式,
化简整理得m2<2,即,故所求范围是(﹣)∪(0,).…………12分
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22. (2018•聊城一模)已知圆x2+y2=4经过椭圆C:的两个焦点和两个顶点,点A(0,4),M,N是椭圆C上的两点,它们在y轴两侧,且∠MAN的平分线在y轴上,|AM|≠|AN|.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)证明:直线MN过定点.
【分析】(Ⅰ)根据题意,由圆的方程分析可得椭圆的焦点和顶点坐标,即可得c、b的值,由椭圆的几何性质计算可得a的值,即可得椭圆的标准方程;
(Ⅱ)设直线MN的方程为y=kx+m,与椭圆的方程联立,消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2﹣8=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),由根与系数的关系分析直线AM、AN的斜率,进而分析可得k1+k2==0,解可得m的值,由直线的斜截式方程即可得答案.
(Ⅱ)证明:设直线MN的方程为y=kx+m.
由,消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2﹣8=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则,.
直线AM的斜率=;
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直线AN的斜率=.
k1+k2===.…………8分
由∠MAN的平分线在y轴上,得k1+k2=0.
即=0,
又因为|AM|≠|AN|,所以k≠0,
所以m=1.
因此,直线MN过定点(0,1).……12分
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