人教A版(2019)选择性必修第一册 3.1椭圆 同步练习
一、单选题
1.已知分别是椭圆的焦点,过点的直线交椭圆于两点,则的周长是
A. B. C. D.
2.已知椭圆的一个焦点坐标为,则的值为( )
A.1 B.3 C.9 D.81
3.已知分别为椭圆的左,右焦点,为上顶点,则的面积为( )
A. B. C. D.
4.椭圆的焦点为,点为椭圆上的动点若为钝角,点的横坐标的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.已知圆:,定点,是圆上的一动点,线段的垂直平分线交于点,则点的轨迹的方程是( )
A. B.
C. D.
6.若直线与椭圆相切,则斜率的值是( )
A. B. C.± D.±
7.阿基米德是古希腊著名的数学家 物理学家,他利用“逼近法”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,已知在平面直角坐标系中,椭圆的面积为,两焦点与短轴的一个端点构成等边三角形,则椭圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
8.若椭圆:的一个焦点坐标为,则的长轴长为( )
A. B.2 C. D.
9.已知的周长为,顶点、的坐标分别为、,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
10.中国是世界上最古老的文明中心之一,中国古代对世界上最重要的贡献之一就是发明了瓷器,中国陶瓷是世界上独一无二的.它的发展过程蕴藏着十分丰富的科学和艺术,陶瓷形状各式各样,从不同角度诠释了数学中几何的形式之美.现有一椭圆形明代瓷盘,经测量得到图中数据,则该椭圆瓷盘的焦距为( )
A. B. C. D.4
11.已知椭圆,F是椭圆的左焦点,P是椭圆上一点,若椭圆内一点A(1,1),则的最小值为( )
A.3 B. C. D.
12.已知是椭圆的左,右焦点,点A是椭圆上的一个动点,则的内切圆的半径的最大值是( )
A.1 B. C. D.
13.已知椭圆的左,右焦点是,,是椭圆上一点,若,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
14.已知点是椭圆上的动点,、为椭圆的左、右焦点,为坐标原点,若是的角平分线上的一点,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
15.已知椭圆E:的左焦点为F,过点P(2,t)作椭圆E的切线PA、PB,切点分别是A、B,则三角形ABF面积最大值为( )
A. B.1 C.2 D.
二、填空题
16.已知点,是椭圆内的两个点,M是椭圆上的动点,则的最大值为______.
17.已知直线与焦点在轴上的椭圆总有公共点,则b的取值范围是___________.
18.过椭圆的左焦点F作斜率为的直线l与C交于A,B两点,若,则椭圆C的离心率为________.
三、解答题
19.已知抛物线:与椭圆:()有公共的焦点,的左、右焦点分别为,,该椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)如图,若直线与轴,椭圆顺次交于,,(点在椭圆左顶点的左侧),且与互补,求面积的最大值.
20.已知椭圆:的一个顶点恰好是抛物线:的焦点,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设,,,是椭圆上一点,且不与顶点重合,若直线与直线交于点,直线与直线交于点.证明是等腰三角形.
21.设圆的圆心为M,直线l过点且与x轴不重合,l交圆M于A,B两点,过点N作AM的平行线交BM于点C.
(1)证明|CM|+|CN|为定值,并写出点C的轨迹方程;
(2)设点C的轨迹为曲线E,直线l1:y=kx与曲线E交于P,Q两点,点R为椭圆C上一点,若△PQR是以PQ为底边的等腰三角形,求△PQR面积的最小值.
22.已知椭圆C1:(a>b>0)的右焦点F与抛物线C2的焦点重合,C1的中心与C2的顶点重合.过F且与x轴垂直的直线交C1于A,B两点,交C2于C,D两点,且|CD|=|AB|.
(1)求C1的离心率;
(2)设M是C1与C2的公共点,若|MF|=5,求C1与C2的标准方程.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
根据椭圆方程,解得,然后由椭圆的定义求解.
【详解】
因为椭圆方程为,
所以 ,
由椭圆的定义得: ,
所以,
所以的周长是8
故选:D
2.A
根据条件,利用椭圆标准方程中长半轴长a,短半轴长b,半焦距c的关系列式计算即得.
【详解】
由椭圆的一个焦点坐标为,则半焦距c=2,
于是得,解得,
所以的值为1.
故选:A
3.D
根据椭圆方程求出焦点坐标和点A的坐标,进而求出三角形的面积.
【详解】
由椭圆方程得..
故选:D.
4.B
根据椭圆方程,得到,,设,根据为钝角,推出,再由集合椭圆的方程,即可求出结果.
【详解】
因为,为椭圆的两焦点,则,,
设,则,,
因为为钝角,
所以,
又∵,∴,
∴.
故选:B.
本题主要考查求椭圆上点的横坐标的范围,涉及向量数量积的坐标表示,属于常考题型.
5.B
根据定义可判断点的轨迹是以为焦点的椭圆,即可求出轨迹方程.
【详解】
由题可得圆心,半径为6,
是垂直平分线上的点,,
,
点的轨迹是以为焦点的椭圆,且,,
,故点的轨迹方程为.
故选:B.
6.C
根据题意,联立直线与椭圆方程,整理得,再根据,从而求出斜率的值.
【详解】
解:因为直线与椭圆相切,
所以已知直线与椭圆有且只有一个交点,
所以联立方程消去并整理,得,
所以,解得:.
故选:C
7.A
由椭圆的面积为和两焦点与短轴的一个端点构成等边三角形,得到求解.
【详解】
由题意得,解得,
所以椭圆的标准方程是.
故选:A
8.D
首先根据题意得到,,,从而得到,再求长轴长即可.
【详解】
因为椭圆:,焦点,
所以,,,即,解得或(舍去).
所以,长轴为.
故选:D
本题主要考查椭圆的几何性质,属于简单题.
9.D
分析可知点的轨迹是除去长轴端点的椭圆,求出、的值,结合椭圆焦点的位置可得出顶点的轨迹方程.
【详解】
由已知可得,,且、、三点不共线,
故点的轨迹是以、为焦点,且除去长轴端点的椭圆,
由已知可得,得,,则,
因此,点的轨迹方程为.
故选:D.
10.C
由图形可得椭圆的值,由求得的值即可得到答案.
【详解】
因为椭圆的,所以,
因为,所以,则.
故选:C
本题考查椭圆的焦距,考查对椭圆方程的理解,属于基础题,求解时注意求的是焦距,而不是半焦距.
11.A
由椭圆定义把转化为到右焦点的距离,然后由平面上到两定点的距离之差最小的性质可得.
【详解】
设椭圆的右焦点为,,,
又,,
当三点共线时取等号,的最小值为3(取最小值时是射线与椭圆的交点),
故选:A.
12.D
利用椭圆的定义即可求解.
【详解】
设的内切圆的半径为,
由,则,,
所以,,
由,
即,
即,若的内切圆的半径最大,
即最大,又,
所以.
故选:D
13.C
根据椭圆定义及求出, 由即可求解.
【详解】
由椭圆的定义知:,
因为,即,
又因为,所以,
所以有:,
,
故椭圆的离心率的取值范围是.
故选:C
本题主要考查了椭圆的定义,椭圆的简单几何性质,属于中档题.
14.A
延长与交于点,由条件判断为等腰三角形,为的中位线,故,再根据的值域,求得的最值,从而得到结果.
【详解】
如图,
延长与交于点,则是的角平分线,
由可得与垂直,
可得为等腰三角形,故为的中点,
由于为的中点,
则为的中位线,故,
由于,所以,
所以,
问题转化为求的最值,
而的最小值为,的最大值为,即的值域为,
故当或时,取得最大值为
,
当时,在轴上,此时与重合,
取得最小值为0,又由题意,最值取不到,
所以的取值范围是,
故选:A.
该题考查的是与椭圆相关的问题,涉及到的知识点有椭圆的定义,椭圆的性质,角分线的性质,属于较难题目.
15.A
设,,并求出切线PA、PB的方程,进而求出直线方程,并确定其过定点,且定点为椭圆的右焦点,再联立方程求得,,再表示出,利用基本不等式求出范围即可.
【详解】
由椭圆方程,知,
,设右焦点为,即
设,,
由椭圆的切线方程可知切线PA的方程为,切线PB的方程为
由于点P在切线PA、PB上,则,故直线方程为,
所以直线过定点,且定点为椭圆的右焦点,
联立方程,消去x得:
由韦达定理得,,
令,则,,则
,当且仅当,即时,等号成立,
故三角形ABF面积最大值为
故选:A
关键点点睛:本题考查椭圆的切线方程,直线与椭圆的位置关系,考查利用基本不等式求三角形的面积得最值,解题的关键是清楚椭圆方程在椭圆上一点的切线方程为,考查学生的逻辑推理能力与运算求解能力,属于较难题.
16.##
结合椭圆的定义求得正确答案.
【详解】
依题意,椭圆方程为,所以,
所以是椭圆的右焦点,设左焦点为,
根据椭圆的定义可知,
,
所以的最大值为.
故答案为:
17.
求出直线所过定点,由定点在椭圆内部或椭圆上,得出参数范围,同时注意椭圆的焦点在轴对参数范围的限制.
【详解】
由题意直线恒过定点,要使直线与焦点在x轴上的椭圆总有公共点,则只需要点在椭圆上或椭圆内,,
又焦点在x轴上,..
故答案为:.
18.
作出示意图,记右焦点,根据长度和位置关系计算出的长度,再根据的形状列出对应的等式,即可求解出离心率的值.
【详解】
如图所示,的中点为,右焦点为,连接,所以,
因为,所以,所以,
又因为,所以且,所以,
又因为,所以,所以,所以.
故答案为:.
本题考查椭圆离心率的求解,难度一般.(1)涉及到利用图形求解椭圆的离心率时,注意借助几何图形的性质完成求解;(2)已知任意两个量之间的倍数关系即可求解出椭圆的离心率.
19.(1).(2).
(1)结合椭圆的焦点坐标和离心率,联立求解可得,,即得解;
(2)设直线为,与椭圆联立,转化与互补为,用坐标表示结合韦达定理可得,利用弦长公式和点到直线距离公式表示,结合均值不等式,即得解
【详解】
(1)由题意可得,抛物线的焦点为,
椭圆的半焦距,又椭圆的离心率为,
,即,
,,即,
椭圆的方程为.
(2)设,,,,,
与互补,,
,化简整理,可得①,
设直线为,
联立直线与椭圆方程,化简整理,可得,
,可得②,
由韦达定理,可得③,
将,代入①,可得④,
再将③代入④,可得,解得,的方程为,
由点到直线的距离,
,
由②可得,,即,
设,令,,
令,
由均值不等式可知,,
当且仅当,即时等号成立,
当取最小值时,取最大值,即面积S最大,
,△面积S最大值为.
20.(1)
(2)证明见解析
(1)解方程组即得解;
(2)联立直线和椭圆方程得到,解方程得到,,得为的中线且,即得证.
(1)
由题意得,抛物线的焦点坐标为,
∴.
∵,又,
解得.
∴椭圆的方程为.
(2)
证明:(2)由(1)可得,,,,
直线的方程为.
直线的方程为.
设直线的方程为(,且).
由消去,整理得.
∵,
∴,即.
∴,.
∴直线的方程为.
由得.
由得.
∴轴.
又的中点的坐标为,
∴轴.∴的中线.
故是等腰三角形.
21.(1)证明见解析,点的轨迹方程为();(2).
(1)根据几何性质,求得,得出C的轨迹为椭圆,根据椭圆的定义求出椭圆的方程;
(2)将曲线E和直线l1:y=kx联立解方程,求出,同理,然后根据面积公式结合基本不等式求出面积的最小值即可
【详解】
解:(1)圆可化为
所以圆心,半径
又因为过点作的平行线交于点,所以
又因为,所以,
所以
所以
所以点的轨迹为椭圆,由椭圆定义可得点的轨迹方程为()
(2)由(1)可知点的轨迹方程为:(),
直线与曲线交于两点,可知,设
联立消得解得
是以为底的等腰三角形则
同理:
方法1:
当且仅当,即时取等号
方法2:
当且仅当,即时取等号
此题考查椭圆的定义和性质,考查直线与椭圆的位置关系,考查三角形面积问题,考查基本不等式的应用,考查计算能力,属于中档题
22.(1);(2),.
(1)求出、,利用可得出关于、的齐次等式,可解得椭圆的离心率的值;
(2)[方法四]由(1)可得出的方程为,联立曲线与的方程,求出点的坐标,利用抛物线的定义结合可求得的值,进而可得出与的标准方程.
【详解】
(1),轴且与椭圆相交于、两点,
则直线的方程为,
联立,解得,则,
抛物线的方程为,联立,
解得,,
,即,,
即,即,
,解得,因此,椭圆的离心率为;
(2)[方法一]:椭圆的第二定义
由椭圆的第二定义知,则有,
所以,即.
又由,得.
从而,解得.
所以.
故椭圆与抛物线的标准方程分别是.
[方法二]:圆锥曲线统一的极坐标公式
以为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系.
由(Ⅰ)知,又由圆锥曲线统一的极坐标公式,得,由,得,两式联立解得.
故的标准方程为,的标准方程为.
[方法三]:参数方程
由(1)知,椭圆的方程为,
所以的参数方程为(为参数),
将它代入抛物线的方程并化简得,
解得或(舍去),
所以,即点M的坐标为.
又,所以由抛物线焦半径公式有,即,解得.
故的标准方程为,的标准方程为.
[方法四]【最优解】:利用韦达定理
由(1)知,,椭圆的方程为,
联立,消去并整理得,
解得或(舍去),
由抛物线的定义可得,解得.
因此,曲线的标准方程为,
曲线的标准方程为.
【整体点评】
(2)方法一:椭圆的第二定义是联系准线与离心率的重要工具,涉及离心率的问题不妨考虑使用第二定义,很多时候会使得问题简单明了.
方法二:圆锥曲线统一的极坐标公式充分体现了圆锥曲线的统一特征,同时它也是解决圆锥曲线问题的一个不错的思考方向.
方法三:参数方程是一种重要的数学工具,它将圆锥曲线的问题转化为三角函数的问题,使得原来抽象的问题更加具体化.
方法四:韦达定理是最常用的处理直线与圆锥曲线位置关系的方法,联立方程之后充分利用韦达定理可以达到设而不求的效果.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页