第十章 圆锥曲线与方程
第一节 椭圆
题号 1 2 3 4 5
答案
一、选择题
1.(2009 年全国卷)已知椭圆 C:x2
2
+y2=1 的右焦点为 F,右准线 l,点 A∈l,线段 AF 交 C 于点 B.
若FA→=3FB→,则|AF→|=( )
A. 2 B.2 C. 3 D.3
2.直线 l:y=kx+1(k≠0),椭圆 E:x2
m
+y2
4
=1.若直线 l 被椭圆 E 所截弦长为 d,则下列直线中被椭圆
E 所截弦长不是 d 的直线是( )
A.kx+y+1=0 B.kx-y-1=0
C.kx+y-1=0 D.kx+y=0
3.在椭圆上一点 A 看两焦点 F1、F2 的视角为直角,设 AF1 的延长线交椭圆于点 B,又|AB|=|AF2|,则
椭圆的离心率 e 可能为( )
A.2-2 2 B. 6- 3
C. 2-1 D. 3- 2
4.B1、B2 是椭圆短轴的两个端点,O 为椭圆的中心,过左焦点 F1 作长轴的垂线交椭圆于 P,若|F1B2|
是|OF1|和|B1B2|的等比中项,则|PF1|
|OB2|
的值是( )
A. 2 B. 2
2 C. 3
2 D. 2
3
5.(2009 年湖北卷)如右图所示,“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月
球,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Ⅰ绕月飞行,
之后卫星在 P 点第二次变轨进入仍以 F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅱ绕月飞行,最终
卫星在 P 点第三次变轨进入以 F 为圆心的圆形轨道Ⅲ绕月飞行,若用 2c1 和 2c2 分
别表示椭轨道Ⅰ和Ⅱ的焦距,用 2a1 和 2a2 分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的长轴的长,
给出下列式子:
①a1+c1=a2+c2 ②a1-c1=a2-c2 ③c1a2>a1c2
④c1
a1
<c2
a2
.
其中正确式子的序号是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
二、填空题
6.(2009 年上海卷)已知 F1、F2是椭圆 C:x2
a2
+y2
b2
=1(a>b>0)的两个焦点,P 为椭圆C 上一点,且PF1
→ ⊥PF2
→ .
若△PF1F2 的面积为 9,则 b=________.
7.如果方程 x2+ky2=2 表示焦点在 y 轴的椭圆,那么实数 k 的取值范围是__________.
8.如果椭圆x2
36
+y2
9
=1 上的弦被点 A(4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是____________.
三、解答题
9.(2009 年广东卷)已知椭圆 G 的中心在坐标原点,长轴在 x 轴上,离心率为 3
2
,两个焦点分别为 F1
和 F2,椭圆 G 上一点到 F1 和 F2 的距离之和为 12.圆 Ck:x2+y2+2kx-4y-21=0(k∈R)的圆心为点 Ak.
(1)求椭圆 G 的方程;
(2)求△AkF1F2 的面积;
(3)问是否存在圆 Ck 包围椭圆 G?请说明理由.
10.(2009 年江西卷)如右图所示,已知圆 G:(x-2)2+y2=r2 是椭
圆x2
16
+y2=1 的内接△ABC 的内切圆,其中 A 为椭圆的左顶点.
(1)求圆 G 的半径 r;
(2)过点 M(0,1)作圆 G 的两条切线交椭圆于 E、F 两点,
证明:直线 EF 与圆 G 相切.
参考答案
1.解析:过点 B 作 BM⊥l 于 M,设右准线 l 交 x 轴于点 N,易知 FN=1,由题意FA→=3FB→,故|BM|
=2
3.又由椭圆的第二定义,得|BF|= 2
2 ·2
3
= 2
3
,∴|AF|= 2.
答案:A
2.解析:因为 A、B、C 三个选项分别是直线 l 关于 x 轴、原点、y 轴的对称直线,又椭圆 E 关于 x
轴、原点、y 轴都对称,所以 A、B、C 三个选项所表示的直线被椭圆 E 所截弦长都是 d.故选 D.
答案:D
3.解析:由题意知|AF1|≠|AF2|.
∴2(|AF1|2+|AF2|2)>(|AF1|+|AF2|)2.
∴2×4c2>4a2.∴e=c
a
> 2
2
≈0.707.对照备选答案,只有 B 可能.
答案:B
4.解析:依题意 2bc=a2=b2+c2,∴b=c= 2
2 a,
设 P(x0,y0),则 x0=-c,|y0|=|PF1|.
∵-c2
a2
+y20
b2
=1,∴y20
b2
=1-c2
a2
=b2
a2
=1
2
,
∴|PF1|
|OB2|
= 2
2 .
答案:B
5.解析:由焦点到顶点的距离可知②正确,由椭圆的离心率知③正确,故应选 B.
答案:B
6.解析:依题意,有
|PF1|+|PF2|=2a
|PF1|·|PF2|=18
|PF1|2+|PF2|2=4c2
,可得 4c2+36=4a2,即 a2-c2=9,故有 b=3.
答案:3
7.解析:椭圆方程化为x2
2
+y2
2
k
=1.焦点在 y 轴上,则
2
k>2,即 k<1.又 k>0,∴0<k<1.
答案:0<k<1
8.x+2y-8=0
9.解析:(1)设椭圆 G 的方程为:x2
a2
+y2
b2
=1(a>b>0)半焦距为 c,
则
2a=12
c
a
= 3
2
,解得 a=6
c=3 3
,∴b2=a2-c2=36-27=9,
所求椭圆 G 的方程为:x2
36
+y2
9
=1.
(2)点 Ak 的坐标为(-k,2)
S△AkF1F2=1
2
×F1F2×2=1
2
×6 3×2=6 3.
(3)若 k≥0,由 62+02+12k-0-21=15+12k>0 可知点(6,0)在圆 Ck 外,
若 k<0,由(-6)2+02-12k-0-21=15-12k>0 可知点(-6,0)在圆 Ck 外;
∴不论 k 为何值圆 Ck 都不能包围椭圆 G.
10.解析:(1)设 B(2+r,y0),过圆心 G 作 GD⊥AB 于 D,BC 交长轴于 H 由GD
AD
=HB
AH
得 r
36-r2
= y0
6+r
,
即 y0=r 6+r
6-r
①
而点 B(2+r,y0)在椭圆上,
y20=1-2+r2
16
=12-4r-r2
16
=-r-2r+6
16
②
由①②式得 15r2+8r-12=0,解得 r=2
3
或 r=-6
5(舍去).
(2)设过点 M(0,1)与圆(x-2)2+y2=4
9
相切的直线方程为:y-1=kx③
则2
3
=|2k+1|
1+k2
,即 32k2+36k+5=0④
解得 k1=-9+ 41
16
,k2=-9- 41
16
将③代入x2
16
+y2=1 得(16k2+1)x2+32kx=0,则异于零的解为 x=- 32k
16k2+1
,
设 F(x1,k1x1+1),E(x2,k2x2+1),
则 x1=- 32k1
16k21+1
,x2=- 32k2
16k22+1
则直线 FE 的斜率为:kEF=k2x2-k1x1
x2-x1
= k1+k2
1-16k1k2
=3
4
于是直线 FE 的方程为:
y+ 32k21
16k21+1
-1=3
4
x+ 32k1
16k21+1 ,
即 y=3
4x-7
3
,
则圆心(2,0)到直线 FE 的距离 d=
|3
2
-7
3|
1+ 9
16
=2
3
,
故结论成立.