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3.1.2 椭圆的简单几何性质
【考点梳理】
考点一 椭圆的简单几何性质
焦点的位置 焦点在x轴上 焦点在y轴上
图形 INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\LA9.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\LA9.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\WORD\\LA9.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\LA10.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\LA10.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\WORD\\LA10.TIF" \* MERGEFORMATINET
标准方程 +=1(a>b>0) +=1(a>b>0)
范围 -a≤x≤a,-b≤y≤b -b≤x≤b,-a≤y≤a
顶点 A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b) A1(0,-a),A2(0,a),B1(-b,0),B2(b,0)
轴长 短轴长=2b,长轴长=2a
焦点 (±,0) (0,±)
焦距 |F1F2|=2
对称性 对称轴:x轴、y轴 对称中心:原点
离心率 e=∈(0,1)
思考 离心率对椭圆扁圆程度有什么影响?
答案 e=,e越大,椭圆越扁;e越小,椭圆越圆.
考点二 直线与椭圆的位置关系
直线y=kx+m与椭圆+=1(a>b>0)的位置关系的判断方法:联立
消去y得到一个关于x的一元二次方程.直线与椭圆的位置关系、对应一元二次方程解的个数及Δ的取值的关系如表所示.
直线与椭圆 解的个数 Δ的取值
两个不同的公共点 两解 Δ>0
一个公共点 一解 Δ=0
没有公共点 无解 Δ<0
【题型归纳】
题型一:椭圆的简单几何性质
1.已知椭圆与,则两个椭圆( )
A.有相同的长轴与短轴 B.有相同的焦距
C.有相同的焦点 D.有相同的离心率
2.椭圆的一个焦点是,那么等于( )
A. B. C. D.
3.已知椭圆的离心率为,则椭圆E的长轴长为( ).
A. B. C. D.
题型二:由椭圆的几何性质求标准方程
4.椭圆M的左、右焦点分别为,,过点的直线交椭圆M于点A,B.若的周长为20,则该椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
5.已知椭圆的两个焦点的坐标分别是和,且椭圆经过点(4,0),则该椭圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
6.如图,已知椭圆C的中心为原点O,为椭圆C的左焦点,P为椭圆C上一点,满足,且,则椭圆C的方程为( )
A. B. C. D.
题型三:求椭圆的离心率
7.已知椭圆的上顶点、右顶点、左焦点恰好是直角三角形的三个顶点,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
8.已知为椭圆的焦点,M为椭圆上一点,垂直于x轴,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
9.已知椭圆的左、右焦点分别为,,P是椭圆上一点,,若,则该椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型四:直线与椭圆的位置关系
10.若直线和圆没有交点,则过点的直线与椭圆的交点个数为( )
A.0个 B.至多有一个 C.1个 D.2个
11.已知,则直线与椭圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上三种情况均有可能
12.已知是椭圆:,直线l:,点P是椭圆上一点,则使得点P到直线l的距离为的点P的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
题型五:弦长问题
13.斜率为1的直线与椭圆相交于A,B两点,则的最大值为( )
A.2 B. C. D.
14.一条过原点的直线与椭圆的一个交点为,则它被椭圆截得的弦长等于( )
A.3 B.6 C. D.
15.过椭圆的左焦点F作倾斜角为60°的直线l与椭圆C交于A、B两点,则( )
A. B. C. D.
题型六:中点弦问题
16.已知斜率存在的直线l与椭圆交于A,B两点,且l与圆切于点P.若P为线段AB的中点,则直线PC的斜率为( )
A. B. C.或 D.或
17.过点的直线交椭圆:于两点,若,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
18.椭圆与直线相交于A,B两点,过AB的中点M与坐标原点的直线的斜率为2,则=( )
A. B. C. D.2
【双基达标】
19.椭圆的焦点坐标是( )
A. B. C. D.
20.若椭圆上存在两点到点的距离相等,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
21.设椭圆的两焦点为,.若椭圆C上有一点P满足,则椭圆C的离心率的最小值为( )
A. B. C. D.
22.阿基米德不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积公式,设椭圆的长半轴长、短半轴长分别为,则椭圆的面积公式为.若椭圆的离心率为,面积为,则椭圆的的标准方程为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
23.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.
24.过椭圆的右焦点作椭圆长轴的垂线,交椭圆于A,B两点,为椭圆的左焦点,若为正三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
25.已知,是椭圆C:的左、右焦点,O为坐标原点,点M是C上点(不在坐标轴上),点N是的中点,若MN平分,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
26.已知点是椭圆上的任意一点,过点作圆:的切线,设其中一个切点为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
27.已知两定点和,动点在直线上移动,椭圆C以A,B为焦点且经过点P,则椭圆C的离心率的最大值为( )
A. B. C. D.
28.椭圆与(0A.长轴的长相等
B.短轴的长相等
C.离心率相等
D.焦距相等
29.已知椭圆的右焦点和上顶点分别为点和点,直线交椭圆于两点,若恰好为的重心,则椭圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
30.阿基米德既是古希腊著名的物理学家,也是著名的数学家,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.若椭圆的中心为原点,焦点、在轴上,椭圆的面积为,且离心率为,则的标准方程为( )
A. B. C. D.
31.已知椭圆的离心率为,分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若,则C的方程为( )
A. B. C. D.
32.若直线与椭圆相切,则斜率的值是( )
A. B. C.± D.±
33.已知焦点在轴上的椭圆的离心率为,它的长轴长等于圆:的直径,则椭圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
34.椭圆()的左、右焦点分别是,,斜率为1的直线l过左焦点,交C于A,B两点,且的内切圆的面积是,若椭圆C的离心率的取值范围为,则线段AB的长度的取值范围是( )
A. B. C. D.
35.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.
【高分突破】
一、单选题
36.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.
37.阿基米德既是古希腊著名的物理学家,也是著名的数学家,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.若椭圆的中心为原点,焦点、在轴上,椭圆的面积为,且离心率为,则的标准方程为( )
A. B. C. D.
38.已知分别为椭圆的左 右焦点,过的直线与交于两点,若,则的离心率是( )
A. B. C. D.
39.已知是椭圆的两个焦点,为上一点,且,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
40.已知椭圆与圆,若在椭圆上存在点P,使得由点P所作的圆的两条切线互相垂直,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
41.下列与椭圆焦点相同的椭圆是( )
A. B. C. D.
42.若椭圆:的一个焦点坐标为,则的长轴长为( )
A. B.2 C. D.
43.已知椭圆为C的左 右焦点,为C上一点,且的内心,若的面积为2b,则n的值为( )
A. B. C. D.3
二、多选题
44.已知直线被椭圆截得的弦长为,则下列直线中被椭圆截得的弦长一定为的有( )
A. B.
C. D.
45.(多选题)若椭圆和椭圆的离心率相同,且,则下列结论正确的是( )
A.椭圆和椭圆一定没有公共点 B.
C. D.
46.设椭圆的右焦点为,直线与椭圆交于两点,则( )
A.为定值
B.的周长的取值范围是
C.当时,为直角三角形
D.当时,的面积为
47.已知椭圆C:内一点M(1,2),直线与椭圆C交于A,B两点,且M为线段AB的中点,则下列结论正确的是( )
A.椭圆的焦点坐标为(2,0) (-2,0) B.椭圆C的长轴长为
C.直线的方程为 D.
三、填空题(共0分)
48.椭圆的焦点坐标是______.
49.已知椭圆的右顶点为,为上一点,则的最大值为______.
50.如图,已知,分别为椭圆C:的左、右焦点,A为C上位于第一象限内的一点,与y轴交于点B,若,则C的离心率为______.
51.椭圆离心率为,直线与椭圆交于,两点,且中点为,为原点,则直线的斜率是_______.
52.椭圆C:的上、下顶点分别为A,C,如图,点B在椭圆上,平面四边形ABCD满足,且,则该椭圆的短轴长为_________.
53.已知 是椭圆的左,右焦点,点为上一点,为坐标原点,为正三角形,则的离心率为__________.
四、解答题
54.设点、分别是椭圆的左、右焦点,P为椭圆C上任意一点,且最小值为0.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设定点,已知过点且与坐标轴不垂直的直线l与椭圆交于A、B两点,且,求m的取值范围.
55.已知椭圆:的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点且斜率为k的直线与椭圆交于不同两点,,记,的斜率分别为 .
①求的值;
②设点,若点到直线,的距离相等,求的值.
56.已知椭圆C关于x轴、y轴都对称,并且经过两点,.
(1)求椭圆C的离心率和焦点坐标;
(2)D是椭圆C上到点A最远的点,椭圆C在点B处的切线l与y轴交于点E,求线段的长度.
57.已知椭圆的离心率为,,分别为的左、右顶点.
(1)求的方程;
(2)若点在上,点在直线上,且,,求的面积.
58.已知直线l:y=2x+m,椭圆C:+=1.试问当m取何值时,直线l与椭圆C:
(1)有两个公共点;
(2)有且只有一个公共点;
(3)没有公共点.
参考答案
1.D
【分析】根据椭圆的标准方程,可得以及离心率的值,即可求解.
【详解】将椭圆方程整理得,
其焦点在轴上,,,则,所以.
将椭圆方程整理得,其焦点在轴上,,,
则,所以,
故选:D.
2.A
【分析】先将椭圆方程化为标准方程,再由焦点可知椭圆的值,再利用即可求得值.
【详解】由得,
又因为椭圆的一个焦点是,所以,,
又,所以,解得,
故.
故选:A.
3.C
【分析】根据离心率的定义列方程求,根据长轴长的定义求椭圆E的长轴长.
【详解】因为椭圆的方程为,
所以,,,
又椭圆的离心率为
所以,解得,
所以,
所以椭圆E的长轴长为.
故选:C.
4.B
【分析】根据椭圆定义列出方程,求出a=5,根据焦点坐标求出c=3,,得到椭圆标准方程.
【详解】因为的周长为20,由椭圆定义可知:4a=20,即a=5,
又因为c=3,所以,
所以该椭圆的标准方程为.
故选:B.
5.A
【分析】根据已知条件求得,从而求得椭圆的标准方程.
【详解】依题意可知且椭圆焦点在轴上,
由于椭圆过点,所以,,
所以椭圆的标准方程为.
故选:A
6.D
【分析】设椭圆的右焦点为,连接,由可得,可求得,由椭圆的定义可求得,利用之间的关系可求得,即可得到答案
【详解】如图,设椭圆的右焦点为,则,连接,
因为,所以,
所以,
由椭圆的定义可得,则,
又因为,所以,
所以椭圆的方程为,
故选:D
7.C
【分析】由题意结合向量可得a,b,c之间的关系,进而求出离心率.
【详解】由题意可知:椭圆的上顶点、右顶点、左焦点分别为,则有,
∵,则,即,
则,解得或(舍去),
故选:C.
8.C
【分析】在直角中,由得到的等量关系,结合计算即可得到离心率.
【详解】由已知,得,则,
又在椭圆中通径的长度为,,
故,
即,
解得
故选:C
9.D
【分析】由条件结合双曲线定义可得,,结合三角函数定义列关于的不等式,由此可求离心率的范围.
【详解】∵,
∴是以为底的等腰三角形,,
过作交于,则,
所以,
∵,∴,
∴,
即,解得.
∴该椭圆的离心率的取值范围是.
故选:D.
10.D
【分析】根据题意得到,求得点是以原点为圆心,为半径的圆及其内部的点,根据圆内切于椭圆,得到点是椭圆内的点,即可求解.
【详解】因为直线和圆没有交点,
可得,即,
所以点是以原点为圆心,为半径的圆及其内部的点,
又因为椭圆,可得,
所以圆内切于椭圆,即点是椭圆内的点,
所以点的一条直线与椭圆的公共点的个数为.
故选:D.
11.A
【分析】结合题意得直线过定点,再结合点在椭圆内部即可判断.
【详解】解:因为,所以直线可化为,
所以,直线过定点,
因为点在椭圆内部,
所以,直线与椭圆的位置关系是相交.
故选:A
12.C
【分析】求与直线l平行的椭圆的切线,结合图形进行判断.
【详解】设直线:与椭圆相切,联立,得,
整理得,则该方程有且只有一个解,
由,得或,
所以的方程为或,
易知直线与直线l的距离为,
直线与直线l的距离为,
所以在直线l的右侧有两个符合条件的P点,
在直线l的左侧不存在符合条件的P点,故符合条件的点P有2个.
故选:C.
13.C
【分析】设直线方程,与椭圆联立,利用弦长公式表示弦长,再求最值即可
【详解】设A,B两点的坐标分别为,直线l的方程为y=x+t,
由消去y,得5x2+8tx+4(t2-1)=0,
则x1+x2=,x1x2=,
∴|AB|=|x1-x2|=
==·,
当t=0时,|AB|max=.
故选:C.
14.B
【分析】已知直线与椭圆的一个交点为,可求得其与原点的距离,根据对称性可知,直线被椭圆截得的弦长为两交点分别与原点的距离之和,从而得出答案.
【详解】设过原点的直线的方程为:,直线与椭圆的一个两个交点分别设为,
则根据对称性可知两点关于原点对称,即,
而
直线被椭圆截得的弦长为,所以.
故选:B.
15.A
【分析】设,,把直线与椭圆联立,求出,
,即可求出.
【详解】由,得,,,左焦点为.
则过左焦点F,倾斜角为60°直线l的方程为.代入,得,
设,,则,,
又,
根据弦长公式得:,
且,
∴,
故选:A.
16.C
【分析】利用点差法,结合点的坐标满足圆方程,以及与直线垂直,联立方程组求得点的坐标,即可求得直线的斜率.
【详解】设点的坐标分别为,
则:,作差后可得:,
即:;
又因为直线与直线垂直,故可得,
与联立后可得:,解得,
又因为点在圆上,故可得:,解得,
则,即直线的斜率为或.
故选:C.
17.B
【分析】由已知可得,M是线段AB 的中点,圆锥曲线中的中点弦问题常用点差法.
【详解】设,
∵ ∴M是线段AB 的中点
由中点坐标公式可得, ①
又在椭圆上,
两式作差得,
将①式代入,可得:.
所以,直线的斜率为.
故选:B.
18.A
【分析】设,所以,利用点差法,做差化简,利用,解出.
【详解】解:设
∴
由AB的中点为M可得①,②
由A.B在椭圆上,可得
两式相减可得③,
把①②代入③可得
整理可得.
故选:A
19.A
【解析】由椭圆方程判断出焦点位置,求出,从而可得答案.
【详解】因为椭圆的标准方程为,
所以其焦点在轴上,且,
则,
所以椭圆的焦点坐标是,
故选:A.
20.B
【分析】利用点差法可得直线AB的斜率,从而可得AB垂直平分线直线方程,由点P在AB垂直平分线上,结合AB的中点在椭圆内可解.
【详解】记中点为,则,
由题意点在线段的中垂线上,
将坐标代入椭圆方程得
两式相减可得,
所以,得,
所以的中垂线的方程为,令得,
由题意,,故,所以
所以
故选:B.
21.A
【分析】由椭圆的几何性质求解
【详解】由椭圆的几何性质知当点在短轴顶点时,最大,设短轴顶点为B,则,得,
故选:A
22.A
【分析】根据离心率,面积公式结合求出得椭圆方程.
【详解】由题意,解得,
∴椭圆方程为或
故选:A.
【点睛】本题考查求椭圆的标准方程中,求解题方法是根据已知条件列出方程组求出,只是要注意由于焦点的位置不确定,因此方程有两种.
23.A
【解析】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.
【点睛】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.
24.A
【分析】因为为正三角形,所以结合椭圆的定义可得,所以椭圆的离心率,代入即可得出答案.
【详解】图所示,易知,.
由椭圆的定义可得,则该椭圆的离心率.
故选:A.
25.A
【分析】由角平分线的性质定理有,再根据线段之间的关系建立不等式可求解.
【详解】因为是的中点,是的中点,所以,
因为平分,所以,
因为,所以,,由(或),得椭圆的离心率,又,所以椭圆的离心率的取值范围是.
故选:A.
26.B
【分析】设,得到,利用椭圆的范围求解.
【详解】解:设,
则,
,
,
因为,
所以,即,
故选:B
27.B
【分析】由题意知,要使椭圆C的离心率取最大值,则a取最小值.即取最小值.利用点的对称性求出的最小值即可解答本题.
【详解】由题意得,2
.
当a取最小值时,椭圆C的离心率有最大值.
设点关于直线l:的对称点为.
则,解得,.
则.
.
当时,椭圆有最大离心率.
此时,.
故选:B.
28.D
【分析】根据椭圆方程求得两个椭圆的,由此确定正确选项.
【详解】椭圆与 (0前者a2=25,b2=9,则c2=16,后者a2=25-k,b2=9-k,则.
显然只有D正确.
故选:D
29.C
【分析】由题设,利用为的重心,求出线段的中点为,将B代入直线方程得,再利用点差法可得,结合,可求出,进而求出离心率.
【详解】由题设,则线段的中点为,
由三角形重心的性质知,即,解得:
即代入直线,得①.
又B为线段的中点,则,
又为椭圆上两点,,
以上两式相减得,
所以,化简得②
由①②及,解得:,即离心率.
故选:C.
【点睛】方法点睛:本题考查求椭圆的离心率,求解离心率在圆锥曲线的考查中是一个重点也是难点,一般求离心率有以下几种情况:①直接求出,从而求出;②构造的齐次式,求出;③采用离心率的定义以及圆锥曲线的定义来求解;④根据圆锥曲线的统一定义求解.
30.A
【分析】设椭圆方程为,解方程组即得解.
【详解】解:设椭圆方程为,
由题意可知,椭圆的面积为,且、、均为正数,
即,解得,
因为椭圆的焦点在轴上,所以的标准方程为.
故选:A.
31.B
【分析】根据离心率及,解得关于的等量关系式,即可得解.
【详解】解:因为离心率,解得,,
分别为C的左右顶点,则,
B为上顶点,所以.
所以,因为
所以,将代入,解得,
故椭圆的方程为.
故选:B.
32.C
【分析】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
33.B
【分析】求得圆的半径,由此求得,结合椭圆离心率求得,由此求得,进而求得椭圆的标准方程.
【详解】依题意可设椭圆的标准方程为,半焦距为,
由,半径为4,
故有,又,,
.
所以椭圆的标准方程为.
故选:B
34.C
【分析】由题可求得,,即可得出,再根据离心率范围即可求出
【详解】解:设的内切圆的圆心为,半径为,则,解得,
,
又
,
,,
,,则,
即线段的长度的取值范围是,
故选:C
35.D
【分析】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
36.D
【分析】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.
37.C
【分析】根据“逼近法”求椭圆的面积公式,及离心率为,即可求得的值,进而由焦点在轴上可得的标准方程.
【详解】由题意可知,椭圆的面积为,且、、均为正数,
即,解得,
因为椭圆的焦点在轴上,所以的标准方程为.
故选:C.
38.D
【分析】由已知,画出图像,根据,可令,然后表示出,,然后利用椭圆定义找到与之间的关系,然后用分别表示出、、,在中,利用勾股定理判定,然后在中,可表示出与之间的关系,从而求解离心率.
【详解】由已知,可根据条件做出下图:
因为,令,
所以,,由椭圆的定义可知,
所以,所以,,,,
由椭圆的定义可知,
在中,,所以,
在中, ,所以
所以.
所以的离心率是.
故选:D.
39.C
【分析】根据椭圆的定义以及焦点三角形中的余弦定理即可建立齐次式求解.
【详解】在椭圆中,由椭圆的定义可得,
因为,所以,在中,,
由余弦定理得,
即所以所以的离心率.
故选:C
40.D
【分析】画出图象,根据图像判断出,由此求得离心率的取值范围.
【详解】解:由题意,如图,
若在椭圆上存在点,使得由点所作的圆的两条切线互相垂直,则只需,即,,
即,因为,
解得:.
,即,而,
,即.
故选:D.
41.D
【分析】由椭圆的简单几何性质:“焦点跟着大的走”,椭圆的焦点在轴上,且,得出椭圆的焦点坐标为:,依次判断各个选项即可.
【详解】由题意得,椭圆C中,,即焦点坐标为和;
对于A选项,椭圆焦点在轴上,不满足题意;
对于B选项,椭圆焦点在轴上,,,,不满足题意;
对于C选项,椭圆焦点在轴上,,,不满足题意;
对于D选项,椭圆焦点在轴上,,,,满足题意;
故答案为:D.
42.D
【解析】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
【点睛】本题主要考查椭圆的几何性质,属于简单题.
43.C
【分析】利用焦点三角形的面积公式,建立等量关系,可得,结合椭圆的性质,计算椭圆的离心率,再结合焦点三角形的面积公式,求的值.
【详解】由题意可得,的内心到x轴的距离就是内切圆的半径.又点P在椭圆C上,.又,,即,解得或(舍),.又,解得.
故选:C.
44.ACD
【分析】根据椭圆的对称性可得出合适的选项.
【详解】由于椭圆关于原点、轴、轴对称.
对于A选项,直线与直线关于原点对称,则直线截椭圆所得弦长为,A选项合乎要求;
对于B选项,直线与直线平行,直线截椭圆所得弦长大于,B选项不合乎要求;
对于C选项,直线与直线关于轴对称,则直线截椭圆所得弦长为,C选项合乎要求;
对于D选项,直线与直线关于轴对称,则直线截椭圆所得弦长为,D选项合乎要求.
故选:ACD.
【点睛】本题考查直线截椭圆的弦长问题,考查椭圆对称性的应用,属于基础题.
45.AB
【分析】根据椭圆的离心率相等可得所以,可判断B;再由可判断A;设,可判断C;根据可判断D.
【详解】依题意,,即,
所以,所以,因此B正确;
又,所以椭圆和椭圆一定没有公共点,因此A正确;
设,其中,则有,
即有,则,因此C错误;
,
即有,则,因此D错误.
故选:AB.
46.ACD
【分析】对选项进行逐一判断.由椭圆的定义判断A;由为定值以及的范围判断B;求出坐标,由数量积公式得出,得出为直角三角形判断C;求出坐标,由面积公式得出的面积判断D.
【详解】设椭圆的左焦点为,则
所以为定值,A正确;
的周长为,因为为定值6,
所以的范围是,所以的周长的范围是,B错误;
将与椭圆方程联立,可解得,
又因为,∴
所以为直角三角形,C正确;
将与椭圆方程联立,解得,,所以,D正确.
故选:ACD
47.BCD
【分析】根据椭圆方程可直接判断A、B的正误,设直线为,,,且,联立椭圆方程应用韦达定理即可求k值,写出直线方程,进而应用弦长公式可求,即可判断C、D的正误.
【详解】A:由椭圆方程知:其焦点坐标为,错误;
B:,即椭圆C的长轴长为,正确;
C:由题意,可设直线为,,,则,联立椭圆方程并整理得:,M为椭圆内一点则,
∴,可得,即直线为,正确;
D:由C知:,,则,正确.
故选:BCD.
48.,
【分析】分与两种情况进行求解.
【详解】当时,焦点坐标在轴上,则,
所以,故焦点坐标为;
当时,焦点坐标在轴上,则,
所以,故焦点坐标为
故答案为:,
49.
【分析】设出点P的坐标,利用两点间距离公式建立函数关系,借助二次函数计算最值作答.
【详解】椭圆的右顶点为,设点,则,即,且,
于是得,
因,则当时,,
所以的最大值为.
故答案为:
50.
【分析】根据线段的垂直平分线及锐角三角函数,再利用椭圆的定义,结合椭圆的离心率公式即可求解.
【详解】由题意知, ,设,
由,得,,
,,
在中,,,
在中,;
根据椭圆的定义,,
所以.
故答案为:
51.
【分析】设,,利用点差法即可求出直线的斜率;
【详解】解:因为椭圆离心率为,所以,所以
设,,所以,,因为,在椭圆上,所以,两式作差得,即,即,即,所以
故答案为:
52.6
【分析】先由判断出四点共圆,再由题设求出圆心,表示出圆的方程,将点代入椭圆及圆,即可求出,即可求得短轴长.
【详解】由题意得,设,由可得在以为直径的圆上,
又原点为圆上弦的中点,所以圆心在的垂直平分线上,即在轴上,则,又可得,
故圆心坐标为,所以圆的方程为,将代入可得,
又,解得,则,故短轴长为.
故答案为:6.
53.
【解析】根据题意作出图示,求解出的长度,然后根据椭圆的定义得到之间的关系即可求解出离心率.
【详解】如图,因为为正三角形,所以,所以是直角三角形.
因为,,所以,
所以,所以,
因为,所以,
即,所以.
故答案为:.
【点睛】本题考查根据几何关系以及椭圆的定义求解椭圆的离心率,难度一般.求解离心率的问题,如果涉及到特殊几何图形,一定要注意借助图形本身的性质去求解问题.
54.(1)
(2).
【分析】(1)设,表示出,,再根据数量积的坐标表示及二次函数的性质求出,从而求出,即可得解;
(2)设的方程为,、,联立直线与椭圆方程,消元、列出韦达定理,设的中点为,依题意可得,即,即可得到,从而求出参数的取值范围.
(1)
解:设,则有,,
,,
由题意可得,解得或(舍去),
所以,所以椭圆C的方程为.
(2)
解:由(1)得,设的方程为,代入,
消元整理得,
设、,则,,
所以,
设的中点为,则,
因为,所以,即,
所以,所以,
因为直线不与坐标轴垂直,所以,
所以,解得.
55.(1)
(2)①1;②或
【分析】(1)利用离心率和椭圆过点两个已知条件联立方程组求解;
(2)设直线的方程为,联立椭圆的方程,化为关于的一元二次方程,利用根与系数的关系求出;由点到直线,的距离相等,代入点到直线的距离公式即可求解.
(1)
由得,即,
由椭圆过点得,
解得,,
故椭圆的方程为.
(2)
①设直线的方程为,且点,的坐标分别为,,
,
.
,,
则,,
②:,:
,即,
,,即或.
56.(1);
(2)
【分析】(1)因为本题没有说明椭圆的焦点所在位置,则设,代入点列方程求解;(2)设坐标,利用两点间距离公式结合椭圆方程求取到最大值时的坐标,根据l与椭圆相切,联立方程利用求解,进而求点及.
(1)
设椭圆方程为
根据题意可得,解得
∴椭圆方程为,则,且焦点在轴上
∴求椭圆C的离心率,焦点坐标
(2)
设,根据题意可得,即
则
∵
∴当,即时,取到最大值
由题意可知切线l的斜率存在,设切线l:,即
联立方程,消去得
根据题意可得:,解得
∴切线l:,与y轴交于点
∴
57.(1);(2).
【分析】(1)因为,可得,,根据离心率公式,结合已知,即可求得答案;
(2)方法一:过点作轴垂线,垂足为,设与轴交点为,可得 ,可求得点坐标,从而求出直线的直线方程,根据点到直线距离公式和两点距离公式,即可求得的面积.
【详解】(1),,
根据离心率,解得或(舍),
的方程为:,即.
(2)[方法一]:通性通法
不妨设,在x轴上方,过点作轴垂线,垂足为,设直线与轴交点为
根据题意画出图形,如图
,, ,
又, ,
,根据三角形全等条件“”,可得:,
,,,
设点为,可得点纵坐标为,将其代入,
可得:,解得:或,点为或,
①当点为时,故,
,,可得:点为,
画出图象,如图
, ,可求得直线的直线方程为:,
根据点到直线距离公式可得到直线的距离为,
根据两点间距离公式可得:,面积为:;
②当点为时,故,,,可得:点为,画出图象,如图
, ,可求得直线的直线方程为:,
根据点到直线距离公式可得到直线的距离为,
根据两点间距离公式可得:,
面积为: ,综上所述,面积为:.
[方法二]【最优解】:
由对称性,不妨设P,Q在x轴上方,过P作轴,垂足为E.设,由题知,.
故,
①因为,如图,所以,.
②因为,如图,所以.
综上有
[方法三]:
由已知可得,直线的斜率一定存在,设直线的方程为,由对称性可设,联立方程消去y得,
由韦达定理得,所以,
将其代入直线的方程得,所以,
则.
因为,则直线的方程为,
则.
因为,所,,
即,故或,即或.
当时,点P,Q的坐标分别为,
直线的方程为,点A到直线的距离为,
故的面积为.
当时,点P,Q的坐标分别为,
直线的方程为,点到直线的距离为,
故的面积为.
综上所述,的面积为.
[方法四]:
由(1)知椭圆的方程为,.
不妨设在x轴上方,如图.
设直线.
因为,所以.
由点P在椭圆上得,所以.
由点P在直线上得,所以.所以,化简得.
所以,即.
所以,点Q到直线的距离.
又.
故.即的面积为.
[方法五]:
由对称性,不妨设P,Q在x轴上方,过P作轴,垂足为C,设,
由题知,所以.
(1).
则.
(其中).
(2).
同理,.
(其中)
综上,的面积为.
【整体点评】(2)方法一:根据平面几何知识可求得点的坐标,从而得出点的坐标以及直线的方程,再根据距离公式即可求出三角形的面积,是通性通法;方法二:同方法一,最后通过面积分割法求的面积,计算上有简化,是本题的最优解;方法三:通过设直线的方程与椭圆的方程联立,求出点的坐标,再根据题目等量关系求出的值,从而得出点的坐标以及直线的方程,最后根据距离公式即可求出三角形的面积,思想简单,但运算较繁琐;方法四:与法三相似,设直线的方程,通过平面知识求出点的坐标,表示出点,再根据距离公式即可求出三角形的面积;方法五:同法一,只是在三角形面积公式的选择上,利用三角形面积的正弦形式结合平面向量的数量积算出.
58.(1)-3<m<3;(2)m=±3;(3)m<-3或m>3.
【分析】把直线l的方程与椭圆C的方程联立,利用代数法判断交点情况:
(1)有两个公共点,需Δ>0,解出m的范围;
(2)有且只有一个公共点,需Δ=0,解出m的范围;
(3)没有公共点,需Δ<0,解出m的范围.
【详解】直线l的方程与椭圆C的方程联立,得方程组消去y,得
9x2+8mx+2m2-4=0 ①.
方程①的判别式Δ=(8m)2-4×9×(2m2-4)=-8m2+144.
(1)当Δ>0,即-3<m<3时,方程①有两个不同的实数根,可知原方程组有两组不同的实数解.这时直线l与椭圆C有两个公共点.
(2)当Δ=0,即m=±3时,方程①有两个相同的实数解,可知原方程组有两组相同的实数解.这时直线l与椭圆C有且只有一个公共点.
(3)当Δ<0,即m<-3或m>3时,方程①没有实数解,可知原方程组没有实数解.这时直线l与椭圆C没有公共点.
【点睛】判断直线与圆锥曲线的位置关系,可以用代数法判断:
把直线与圆锥曲线的方程联立,消去x(或y),得到关于y(或x)的一元二次方程,利用判别式Δ判断:
(1)有两个公共点Δ>0;
(2)有且只有一个公共点Δ=0;
(3)没有公共点Δ<0.
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