学业分层测评
(建议用时:45 分钟)
[学业达标]
一、选择题
1.椭圆x2
16
+y2
25
=1 的焦点坐标是( )
A.(±4,0) B.(0,±4)
C.(±3,0) D.(0,±3)
【解析】 根据椭圆的标准方程可知,椭圆的焦点在 y 轴上,所
以对应的焦点坐标为(0,±3),故选 D.
【答案】 D
2.如果方程x2
a2
+ y2
a+6
=1 表示焦点在 x 轴上的椭圆,则实数 a 的
取值范围是( )
A.a>3 B.a3 或 a3 或-60,得Error!
所以Error!所以 a>3 或-60),
且可知左焦点为 F′(-2,0).
从而有Error!
解得Error!
又 a2=b2+c2,所以 b2=12,故椭圆 C 的标准方程为x2
16
+y2
12
=1.
法二:依题意,可设椭圆 C 的方程为x2
a2
+y2
b2
=1(a>b>0),
则Error!解得 b2=12 或 b2=-3(舍去),从而 a2=16,所以椭圆 C
的标准方程为x2
16
+y2
12
=1.
【答案】 x2
16
+y2
12
=1
8.椭圆x2
9
+y2
2
=1 的焦点为 F1,F2,点 P 在椭圆上.若|PF1|=4,
则|PF2|=________,∠F1PF2 的大小为________.
【解析】 由|PF1|+|PF2|=6,且|PF1|=4,知|PF2|=2.
在△PF1F2 中,
cos ∠F1PF2=|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|2
2|PF1||PF2|
=-1
2
.
∴∠F1PF2=120°.
【答案】 2 120°
三、解答题
9.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)椭圆上一点 P(3,2)到两焦点的距离之和为 8;
(2)椭圆两焦点间的距离为 16,且椭圆上某一点到两焦点的距离分
别等于 9 或 15.
【解】 (1)①若焦点在 x 轴上,可设椭圆的标准方程为x2
a2
+y2
b2
=
1(a>b>0).
由题意知 2a=8,∴a=4,
又点 P(3,2)在椭圆上,
∴ 9
16
+ 4
b2
=1,得 b2=64
7
.
∴椭圆的标准方程为x2
16
+y2
64
7
=1.
②若焦点在 y 轴上,设椭圆标准方程为
y2
a2
+x2
b2
=1(a>b>0).
∵2a=8,∴a=4,
又点 P(3,2)在椭圆上,
∴ 4
16
+ 9
b2
=1,得 b2=12.
∴椭圆的标准方程为y2
16
+x2
12
=1.
由①②知椭圆的标准方程为x2
16
+y2
64
7
=1 或y2
16
+x2
12
=1.
(2)由题意知,2c=16,2a=9+15=24,
∴a=12,c=8,b2=80.
又焦点可能在 x 轴上,也可能在 y 轴上,
∴所求方程为 x2
144
+y2
80
=1 或 y2
144
+x2
80
=1.
10.已知 B,C 是两个定点,|BC|=8,且△ABC 的周长为 18,求
这个三角形顶点 A 的轨迹方程.
【解】 以过 B,C 两点的直线为 x 轴,线段 BC 的中点为原点,
建立平面直角坐标系.
由|BC|=8,可知点 B(-4,0),C(4,0).
由|AB|+|BC|+|AC|=18,
得|AB|+|AC|=10>|BC|=8.
因此,点 A 的轨迹是以 B,C 为焦点的椭圆,这个椭圆上的点与
两个焦点的距离之和为 2a=10,即 a=5,且点 A 不能在 x 轴上.
由 a=5,c=4,得 b2=9.
所以点 A 的轨迹方程为x2
25
+y2
9
=1(y≠0).
[能力提升]
1.已知 P 为椭圆 C 上一点,F 1,F2 为椭圆的焦点,且|F1F2|=
2 3,若|PF1|与|PF2|的等差中项为|F1F2|,则椭圆 C 的标准方程为( )
A.x2
12
+y2
9
=1
B.x2
12
+y2
9
=1 或x2
9
+y2
12
=1
C.x2
9
+y2
12
=1
D.x2
48
+y2
45
=1 或x2
45
+y2
48
=1
【解析】 由已知 2c=|F1F2|=2 3,
∴c= 3.
∵2a=|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=4 3,
∴a=2 3,∴b2=a2-c2=9.
故椭圆 C 的标准方程是x2
12
+y2
9
=1 或x2
9
+y2
12
=1.
故选 B.
【答案】 B
2.(2016·银川高二检测)已知△ABC 的顶点 B,C 在椭圆x2
4
+y2=1
上,顶点 A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在 BC 边上,
则△ABC 的周长是( )
A.2 B.4
C.8 D.16
【解析】 设 A 为椭圆的左焦点,而 BC 边过右焦点 F,如图.可
知|BA|+|BF|=2a,|CA|+|CF|=2a,两式相加得|AB|+|BF|+|CA|+|CF|=
|AB|+|AC|+|BC|=4a.而椭圆标准方程为x2
4
+y2=1,因此 a=2,故 4a=
8,故选 C.
【答案】 C
3.(2016·苏州高二检测)P 为椭圆 x2
100
+y2
64
=1 上一点,左、右焦点
分别为 F1,F2,若∠F1PF2=60°,则△PF1F2 的面积为________.
【解析】 设|PF1|=r1,|PF2|=r2,由椭圆定义,得 r1+r2=20.①
由余弦定理,得(2c)2=r21+r22-2r1r2cos 60°,
即 r21+r22-r1r2=144,②
由①2-②,得 3r1r2=256,
∴S△PF1F2=1
2
r1r2sin 60°=1
2
×256
3
× 3
2
=64 3
3
.
【答案】 64 3
3
4.(2016·南京高二检测)设 F1,F2 分别是椭圆x2
4
+y2=1 的两焦点,
B 为椭圆上的点且坐标为(0,-1).
(1)若 P 是该椭圆上的一个动点,求|PF1→
|·|PF2→
|的最大值;
(2)若 C 为椭圆上异于 B 的一点,且BF1→
=λCF1→
,求 λ 的值;
(3)设 P 是该椭圆上的一个动点,求△PBF1 的周长的最大值.
【导学号:26160033】
【解】 (1)因为椭圆的方程为x2
4
+y2=1,
所以 a=2,b=1,c= 3,
即|F1F2|=2 3,
又因为|PF1|+|PF2|=2a=4,
所以|PF1|·|PF2|≤(|PF1|+|PF2|
2 )2=(4
2 )2=4,
当且仅当|PF1|=|PF2|=2 时取“=”,
所以|PF1|·|PF2|的最大值为 4,即|PF1→
|·|PF2→
|的最大值为 4.
(2)设 C(x0,y0),B(0,-1),F 1(- 3,0),由BF1→
=λ CF1→
得 x0=
3(1-λ)
λ
,y0=-1
λ
.
又x20
4
+y20=1,所以有 λ2+6λ-7=0,
解得 λ=-7 或 λ=1,又BF1→
与CF1→
方向相反,故 λ=1 舍去,即 λ=
-7.
(3)因为|PF1|+|PB|=4-|PF2|+|PB|≤4+|BF2|,
所以△PBF1 的周长≤4+|BF2|+|BF1|=8,
所以当 P 点位于直线 BF2 与椭圆的交点处时,△PBF1 的周长最大,
最大值为 8.