3.1.2 椭圆的几何性质(1)
一、 单项选择题
1. 已知椭圆的方程为2x2+3y2=1,则此椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2. 椭圆+=1与椭圆+=1(k<16)的( )
A. 长轴长相等 B. 短轴长相等
C. 离心率相等 D. 焦距相等
3. 若椭圆C:+=1(a>b>0)的短轴长等于焦距,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
4. (2021·高邮月考)若椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,短轴长为6,则椭圆的焦距为( )
A. 4 B. 8 C. 6 D. 8
5. 已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,右焦点到短轴端点的距离为2,到左顶点的距离为3,则椭圆的标准方程为( )
A. +=1 B. +y2=1 C. +=1 D. +=1
6. (2021·河南省重点高中月考联考)已知椭圆+=1(a>b>0)的短轴长为8,且一个焦点是圆x2+y2-6x+8=0的圆心,则该椭圆的左顶点为( )
A. (-2,0) B. (-3,0) C. (-4,0) D. (-5,0)
二、 多项选择题
7. 关于椭圆+=1的说法中,正确的是( )
A. 长轴长为2
B. 焦距为2
C. 离心率为
D. 左顶点的坐标为(-,0)
8. (2021·山东实验中学月考)已知椭圆C的中心为坐标原点,焦点F1,F2在y轴上,短轴长等于2,离心率为,过焦点F1作y轴的垂线交椭圆C于P,Q两点,则下列说法中正确的是( )
A. 椭圆C的方程为+x2=1
B. 椭圆C的方程为+y2=1
C. PQ=
D. △PF2Q的周长为2
三、 填空题
9. 已知中心在原点,焦点在x轴上的椭圆的长轴长为18,且两个焦点恰好将长轴三等分,则此椭圆的标准方程是___________________________.
10. 已知椭圆x2+my2=1的离心率e∈,则实数m的取值范围是__________.
11. 已知椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),过点F2的直线与椭圆C交于A,B两点.若AF2=BF2,BF1=2BF2,则椭圆C的标准方程为____________.
12. 已知F1,F2是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,P为椭圆C上的一点,O为坐标原点.若△POF2为正三角形,则椭圆C的离心率为________.
四、 解答题
13. 已知椭圆C1:+=1,设椭圆C2与椭圆C1的长轴长、短轴长分别相等,且椭圆C2的焦点在y轴上.
(1) 求椭圆C1的长半轴长、短半轴长、焦点坐标及离心率;
(2) 写出椭圆C2的方程,并研究其几何性质.
14. 已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,右顶点为A,上顶点为B,若椭圆C的中心到直线AB的距离为F1F2,求椭圆C的离心率.
参考答案与解析
1. B 解析:由椭圆的标准方程+=1,得a2=,b2=,则c2=,所以椭圆的离心率e==.
2. D 解析:由题意,得椭圆+=1的长轴长为10,短轴长为8,离心率为=,焦距为2×=6;椭圆+=1(k<16)的长轴长为2,短轴长为2,离心率为=,焦距为2=6,故两个椭圆的焦距相等.
3. C 解析:由题意,得b=c,即a2=2c2,即a=c,所以椭圆的离心率e==.
4. C 解析:因为短轴长为6,即2b=6,所以b=3.又离心率为==,解得a=6,所以c2=a2-b2=27,则c=3,故焦距2c=6.
5. A 解析:由题意,得a=2,a+c=3,则c=1,b=,所以椭圆的标准方程为+=1.
6. D 解析:圆x2+y2-6x+8=0的圆心是(3,0),所以椭圆+=1(a>b>0)的一个焦点是(3,0),即c=3.又椭圆+=1(a>b>0)的短轴长为8,即b=4,所以a==5,所以椭圆的左顶点为(-5,0).
7. BCD 解析:椭圆+=1的焦点在y轴上,a=2,b=,c=,所以长轴长为4,焦距为2,离心率e=,左顶点坐标为(-,0),故A错误,B,C,D正确.故选BCD.
8. AC 解析:由题意得2b=2,所以b=1.因为=,a2=1+c2,解得c2=2,a2=3.因为焦点F1,F2在y轴上,所以椭圆C的方程为+x2=1,故A正确,B错误;不妨设F1(0,),则P,Q两点的纵坐标也为,令+x2=1中y=,解得x=±,所以不妨令P,Q,所以PQ=,故C正确;根据椭圆的定义可知,△PF2Q的周长为4a=4,故D错误.故选AC.
9. +=1 解析:由椭圆的长轴长为18,得a=9.由两个焦点恰好将长轴三等分,得2c=×18,即c=3,所以b2=81-9=72.又中心在原点,焦点在x轴上,所以椭圆的标准方程为+=1.
10. ∪ 解析:方程x2+my2=1表示椭圆,则m>0,且m≠1,标准方程为x2+=1.当01时,a2=1,b2=,则e2===1-∈(,1),解得m>.综上所述,实数m的取值范围是(0,)∪(,+∞).
11. +=1 解析:设BF2=2m,则AF2=3m,BF1=4m.由椭圆定义知BF1+BF2=AF1+AF2=6m,所以AF1=6m-3m=3m,所以AF1=AF2,故A为椭圆的短轴端点.设A(0,b),由=,得B.又点B在椭圆上,故+=1,解得a2=5.又由c=1,得b=2,故椭圆的标准方程为+=1.
12. -1 解析:如图,因为△POF2为正三角形,所以OF1=OP=OF2,所以△F1PF2是直角三角形.因为∠PF2F1=60°,F2F1=2c,所以PF2=c,所以PF1=c.因为PF2+PF1=2a,所以c+c=2a,即==-1,所以e=-1.
13. (1) 由椭圆C1:+=1,得长半轴长为10,短半轴长为8,
焦点坐标为(6,0),(-6,0),离心率e=.
(2) 椭圆C2:+=1.
几何性质如下:
①范围:-8≤x≤8,-10≤y≤10;
②对称性:对称轴是x轴、y轴,对称中心是原点;
③顶点:长轴端点(0,10),(0,-10),短轴端点(-8,0),(8,0);
④焦点:(0,6),(0,-6);
⑤离心率:e=.
14. 由题意知A(a,0),B(0,b),
所以直线AB的方程为+=1,
即bx+ay-ab=0.
又F1F2=2c,所以=c.
因为b2=a2-c2,所以3a4-7a2c2+2c4=0,
解得e2=或e2=3(舍去),所以e=.
故椭圆的离心率为.