2025年高考数学高频易错考前冲刺:椭圆
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋 郴州期末)已知椭圆C:1的左右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆C上,若|PF1|=2,则∠F1PF2=( )
A.30° B.45° C.60° D.120°
2.(2024秋 桂林期末)设O为坐标原点,F为椭圆的左焦点,A是该椭圆上的点,且△OFA是正三角形,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(2024秋 上城区校级期末)已知直线y=x+3与椭圆有公共点,则m的取值范围是( )
A.(0,4] B.(﹣∞,0]∪[4,+∞)
C.[4,+∞) D.[4,5)∪(5,+∞)
4.(2024秋 唐县校级期末)已知点F1,F2是椭圆的左、右焦点,点M为椭圆E上一点,点F关于∠F1MF2的角平分线的对称点N也在椭圆E上,若,则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
5.(2024秋 惠州期末)椭圆可看成是圆被压扁或拉伸形成的.下列椭圆中,形状更接近圆的是( )
A. B.
C. D.
6.(2025 永州二模)设F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,过点F2作x轴的垂线交C于A,B两点,其中点A在第一象限,且|AF1|=2|AF2|.若P是C上的动点,则满足△PF1F2是直角三角形的点P的个数为( )
A.0 B.2 C.4 D.6
7.(2024秋 江西校级期末)已知中心在坐标原点的椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2的直线与C交于B,D两点,且,点E为线段BF1上靠近F1的四等分点.若对于线段BF1上的任意一点P,都有成立,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
8.(2024秋 涪城区校级期末)已知斜率存在的直线l与椭圆1交于A,B两点,且l与圆C:(x﹣1)2+y2=1切于点P.若P为线段AB的中点,则直线PC的斜率为( )
A.2 B. C.2或﹣2 D.或
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 沈阳一模)已知F1,F2分别是椭圆C:的左、右焦点,点B为短轴的一个端点,点M是C上的任意一点,则下列结论成立的是( )
A.1≤|MF1||MF2|≤4
B.
C.0≤|MB|≤2
D.
(多选)10.(2024秋 怀宁县校级期末)已知椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,直线l与椭圆C交于M,N两点,且点P(1,1)为线段MN的中点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆C的离心率为
B.△PF1F2的面积为1
C.直线l的方程为x+3y﹣4=0
D.
(多选)11.(2024秋 南昌期末)已知A,B分别为椭圆C:1(a>b>0)的左、右顶点,D为C的上顶点,O为坐标原点,E为C上一点,且位于第二象限,过点E作EM⊥x轴,垂足为M,直线AE,BE分别与y轴交于点H,G,则下列结论正确的是( )
A.若D是OH的中点,则|OM|
B.若M是C的左焦点,则G是OD的中点
C.|OG||OH|=|OD|2
D.若M是OA的中点,则|OG|
(多选)12.(2024秋 内江期末)已知椭圆的左、右焦点分别为F1、F2,直线y=kx交椭圆C于A、B两点,P为椭圆C上的一动点,则( )
A.当k≠0时,四边形F1AF2B的周长为定值8
B.当△PF1F2为直角三角形时,S3
C.当直线PA,PB的斜率都存在时,其斜率之积为
D.当直线PF1与PF2的斜率之差为2时,S
三.填空题(共4小题)
13.(2024秋 顺义区期末)已知焦点在x轴上的椭圆的离心率为,则m= .
14.(2024秋 黑龙江期末)已知椭圆Z和双曲线S的对称中心均为坐标原点,左、右焦点均为F1,F2,Z与S在第一象限有交点A,若|F1F2|=2|AF2|,则S与Z的离心率之差的取值范围是 .
15.(2024秋 白银期末)椭圆的两个焦点为F1,F2,椭圆C上有一点P,则△PF1F2的周长为 .
16.(2024秋 淮安期末)已知A,B分别是椭圆C:1(a>b>0)的左右顶点,点Q是椭圆C上异于A,B的一点,在△ABQ 中,∠QAB,|QB|﹣|QA||AB|,则椭圆C的离心率为 .
四.解答题(共4小题)
17.(2024秋 福建期末)已知椭圆的长轴长是短轴长的倍,且椭圆E经过点(0,1).
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)直线l:y=k(x﹣2)交椭圆E于M,N两点,若线段MN中点的横坐标为,求直线l的方程.
18.(2024秋 天津期末)已知椭圆E:1(a>b>0)的左焦点为F1,右焦点为F2,离心率e.过F2且斜率为k(k≠0)的直线交椭圆E于A、B两点,△ABF1的周长为8.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)过点F2且垂直于x的直线与椭圆E的一个交点为P(P在x轴上方),过点P且平行于AB的直线l与椭圆E交于另一点Q,问:是否存在直线l,使得四边形PABQ为平行四边形?若存在,求出此时四边形PABQ的面积;
若不存在,说明理由.
19.(2024秋 安康期末)已知圆E:x2+y2﹣8x+15=0经过椭圆的右焦点F及右顶点G.
(1)求C的方程;
(2)过点E的直线与C交于A,B两点,求线段AB的中点D的轨迹方程;
(3)过点作与x轴平行的直线与C交于点P,Q,直线HF与y轴交于点R,证明:点P,R,F,Q共圆.
20.(2024秋 宝安区期末)若椭圆:上的两个点M(xM,yM),N(xN,yN)满足,则称M,N为该椭圆的一个“共轭点对”,点M,N互为共轭点.显然,对于椭圆上任意一点M,总有两个共轭点N1,N2.已知椭圆,点A(x0,y0)是椭圆C上一动点,点A的两个共轭点分别记为B1(x1,y1),B2(x2,y2).
(1)当点A坐标为时,求|B1B2|;
(2)当直线AB1,AB2斜率存在时,记其斜率分别为k1,k2,其中k1k2≠0,求|k1|+|k2|的最小值;
(3)证明:△AB1B2的面积为定值.
2025年高考数学高频易错考前冲刺:椭圆
参考答案与试题解析
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C B D B B C A C
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋 郴州期末)已知椭圆C:1的左右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆C上,若|PF1|=2,则∠F1PF2=( )
A.30° B.45° C.60° D.120°
【考点】椭圆的焦点弦及焦半径.
【专题】整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】C
【分析】由椭圆的定义,结合余弦定理求解.
【解答】解:已知椭圆C:1的左右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆C上,
则a=4,b=3,,
又|PF1|=2,
则|PF2|=2a﹣2=6,
则cos∠F1PF2,
则∠F1PF2=60°.
故选:C.
【点评】本题考查了椭圆的定义,重点考查了余弦定理,属基础题.
2.(2024秋 桂林期末)设O为坐标原点,F为椭圆的左焦点,A是该椭圆上的点,且△OFA是正三角形,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的离心率.
【专题】解题思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】B
【分析】利用△OFA为等边三角形,构造焦点三角形FAF′,根据几何关系以及椭圆定义,得到a,c的等量关系,即可求得离心率.
【解答】解:根据题意,F为椭圆的左焦点,
设椭圆另一焦点为F′,不妨设A在第二象限,连接AF′,根据题意,作图如下:
因为△OFA为等边三角形,即可得:|AF|=|OF|=|OA|=|OF′|=c,
则∠FAF′=90°,∠AFF′=60°,
则,
由椭圆定义可知:,
故可得:.
故选:B.
【点评】本题考查了椭圆定义,属于基础题.
3.(2024秋 上城区校级期末)已知直线y=x+3与椭圆有公共点,则m的取值范围是( )
A.(0,4] B.(﹣∞,0]∪[4,+∞)
C.[4,+∞) D.[4,5)∪(5,+∞)
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数.
【专题】整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】D
【分析】联立,消y可得:(5+m)x2+30x+45﹣5m=0,则Δ=900﹣4(5+m)(45﹣5m)≥0,然后求解即可.
【解答】解:已知直线y=x+3与椭圆有公共点,
联立,
消y可得:(5+m)x2+30x+45﹣5m=0,
则Δ=900﹣4(5+m)(45﹣5m)≥0,
即m2﹣4m≥0,
又m>0且m≠5,
即m≥4且m≠5.
故选:D.
【点评】本题考查了直线与椭圆的位置关系,属中档题.
4.(2024秋 唐县校级期末)已知点F1,F2是椭圆的左、右焦点,点M为椭圆E上一点,点F关于∠F1MF2的角平分线的对称点N也在椭圆E上,若,则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】求椭圆的离心率.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】B
【分析】根据角平分线的对称性以及椭圆的性质,建立方程,表示出焦半径,利用余弦定理,结合齐次方程的思想,可得答案.
【解答】解:由图可知:|MF1|+|MF2|=|NF1|+|NF2|=2a,
由MP平分∠F1MF2,则,
所以,
由,则解得,
由N是F1关于直线MP的对称点,则N,F2,M共线,
,MP⊥F1N,|MF1|=|MN|,
所以|MF1|+|MN|+|NF1|=4a,
在Rt△MF1P中,,
可得,
解得,,
在△F1MF2中,由余弦定理,
可得,
代入可得:,
化简可得:,所以其离心率.
故选:B.
【点评】本题考查椭圆的性质,余弦定理,属于中档题.
5.(2024秋 惠州期末)椭圆可看成是圆被压扁或拉伸形成的.下列椭圆中,形状更接近圆的是( )
A. B.
C. D.
【考点】椭圆的几何特征.
【专题】整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】B
【分析】由题意的性质,离心率e越小,越接近于圆,即b与a越接近于圆,分别求出所给椭圆的方程,可得b,a的关系,判断出结果.
【解答】解:e,
由椭圆的性质可得离心率e越小,越接近于圆,
即b与a越接近,该椭圆越接近于圆,
A中,,
B中,
C中,,
D中,,
因为0,
所以,,,
所以B更接近于圆.
故选:B.
【点评】本题考查椭圆的性质的应用,属于基础题.
6.(2025 永州二模)设F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,过点F2作x轴的垂线交C于A,B两点,其中点A在第一象限,且|AF1|=2|AF2|.若P是C上的动点,则满足△PF1F2是直角三角形的点P的个数为( )
A.0 B.2 C.4 D.6
【考点】直线与椭圆的综合.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】C
【分析】由椭圆的性质及定义可得a,b的关系,利用余弦定理可得P取上顶点时不会为直角,从而可得结论.
【解答】解:由题意可得,|AF1|+|AF2|=2a,|AF1|=2|AF2|,
∴,即,
P取上顶点时最大.
,
∴不会为直角,∴只有当或是直角才符合题意.
则满足△PF1F2是直角三角形的点P的个数为4个.
故选:C.
【点评】本题主要考查直线与椭圆的综合,考查运算求解能力,属于中档题.
7.(2024秋 江西校级期末)已知中心在坐标原点的椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2的直线与C交于B,D两点,且,点E为线段BF1上靠近F1的四等分点.若对于线段BF1上的任意一点P,都有成立,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆与平面向量.
【专题】对应思想;分析法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】A
【分析】由题意,根据结合极化恒等式得QE⊥BF1,从而得|DF1|=|BD|,结合椭圆定义可得,在△F1BF2和△BF1D中由余弦定理建立关系得离心率.
【解答】解:取F1D的中点为Q,连接EQ,PQ,
此时,
同理,
所以,
即,
所以QE⊥BF1,
取BF1的中点H,连接DH,
此时DH∥QE,DH⊥BF1,
由三线合一可得|DF1|=|BD|,
不妨设|DF1|=|BD|=3x,|DF1|+|DF2|=2a,
此时3x+x=2a,
解得,
所以,
在△F1BF2和△BF1D中,由余弦定理得,
解得,
故选:A.
【点评】本题考查椭圆的性质,考查了逻辑推理和运算能力.
8.(2024秋 涪城区校级期末)已知斜率存在的直线l与椭圆1交于A,B两点,且l与圆C:(x﹣1)2+y2=1切于点P.若P为线段AB的中点,则直线PC的斜率为( )
A.2 B. C.2或﹣2 D.或
【考点】椭圆的中点弦.
【专题】计算题;转化思想;综合法;空间角;运算求解.
【答案】C
【分析】利用点差法,结合点P的坐标满足圆方程,以及CP与直线AB垂直,联立方程组求得点P的坐标,即可求得直线PC的斜率.
【解答】解:设点A,B,P的坐标分别为:(x1,y1),(x2,y2),(m,n),
则1,1,作差得0,
∴ 0,∴;
又∵CP与直线AB垂直,故可得1,
∴4,解得m,
又∵p在圆C上,故可得(m﹣1)2+n2=1,解得n=±,
∴±2,即直线PC的斜率为±2.
故选:C.
【点评】本题考查直线的斜率的求法,考查点差法的应用,属中档题.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 沈阳一模)已知F1,F2分别是椭圆C:的左、右焦点,点B为短轴的一个端点,点M是C上的任意一点,则下列结论成立的是( )
A.1≤|MF1||MF2|≤4
B.
C.0≤|MB|≤2
D.
【考点】椭圆与平面向量;椭圆的焦点弦及焦半径.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线中的最值与范围问题;运算求解.
【答案】AD
【分析】根据椭圆的几何性质,椭圆的焦半径公式,针对各个选项分别求解即可.
【解答】解:因为椭圆C的方程为:,
所以a=2,b=1,c,
所以,,不妨设B(0,1),设M(x,y),
则|,
对A选项,因为,
又0≤x2≤4,所以1≤|MF1| |MF2|≤4,所以A选项正确;
对B选项,因为,,
所以[﹣2,1],所以B选项错;
对C选项,因为,
所以当时,,所以C选项错误;
对D选项,因为,又﹣2≤x≤2,
所以,所以D选项正确;
或,当时,D正确.
故选:AD.
【点评】本题考查椭圆的几何性质,椭圆焦半径公式的应用,函数思想的应用,属中档题.
(多选)10.(2024秋 怀宁县校级期末)已知椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,直线l与椭圆C交于M,N两点,且点P(1,1)为线段MN的中点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆C的离心率为
B.△PF1F2的面积为1
C.直线l的方程为x+3y﹣4=0
D.
【考点】椭圆的几何特征;直线与椭圆的综合.
【专题】转化思想;综合法;高考数学专题;圆锥曲线的定义、性质与方程;数系的扩充和复数;运算求解.
【答案】AC
【分析】对A:根据椭圆方程求得a,c,则离心率得解;对B:根据三角形面积公式以及点P的坐标,则可求得结果;对C:利用点差法求得直线斜率,结合点P坐标,即可求得直线方程;对D:联立直线与椭圆方程,利用弦长公式,借助韦达定理,即可求得.
【解答】解:根据题意,作图如下:
对A:由题知a2=6,b2=2,则c2=4,所以离心率为,A正确;
对B:,B错误;
对C:设M(x1,y1),N(x2,y2),
则,,两式相减得,
因为P(1,1)为线段MN的中点,所以x1+x2=2,y1+y2=2,所以,
即直线MN的斜率为,所以直线l的方程为,即x+3y﹣4=0,
经检验符合题意,C正确;
对D:联立得2x2﹣4x﹣1=0,Δ=16+8>0,;
所以,D错误.
故选:AC.
【点评】本题考查椭圆的性质的应用及点差法求直线的斜率的应用,属于中档题.
(多选)11.(2024秋 南昌期末)已知A,B分别为椭圆C:1(a>b>0)的左、右顶点,D为C的上顶点,O为坐标原点,E为C上一点,且位于第二象限,过点E作EM⊥x轴,垂足为M,直线AE,BE分别与y轴交于点H,G,则下列结论正确的是( )
A.若D是OH的中点,则|OM|
B.若M是C的左焦点,则G是OD的中点
C.|OG||OH|=|OD|2
D.若M是OA的中点,则|OG|
【考点】直线与椭圆的综合;椭圆的几何特征.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】AC
【分析】由题意,设直线AH的方程为,将直线方程与椭圆方程联立,求出点E的坐标,进而可判断选项A;求出点G的坐标,列出等式求出2b=a+c,此时G是OD的中点,进而可判断选项B;设E(x0,y0),直线AE,BE的斜率分别为k1,k2,得到k1k2的表达式,求出H,G两点的坐标,代入公式即可判断选项C;根据M是OA的中点以及所给信息即可判断选项D.
【解答】解:对于选项A:若D是OH的中点,
设直线AH的方程为,
联立,消去y并整理得5x2+8ax+3a2=0,
解得x=﹣a或x,
当时,
解得,
即,
所以,故选项A正确;
对于选项B:若M是C的左焦点,
此时,直线BE的方程为,
令x=0,
解得,
即,
令,
解得2b=a+c,
当2b=a+c时,G是OD的中点,故选项B错误;
对于选项C:设E(x0,y0),直线AE,BE的斜率分别为k1,k2,
此时,,
所以,
直线AE的方程为y=k1(x+a),BE的方程为y=k2(x﹣a),
令x=0,
解得y=k1a,y=﹣k2a,
所以H(0,k1a),G(0,﹣k2a),
此时b2=|OD|2,故选项C正确;
对于选项D:因为,,
所以,
因为M是OA的中点,
所以,
又|OG||OH|=|OD|2,
所以3|OG|2=|OD|2,
则,故选项D错误.
故选:AC.
【点评】本题考查椭圆的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
(多选)12.(2024秋 内江期末)已知椭圆的左、右焦点分别为F1、F2,直线y=kx交椭圆C于A、B两点,P为椭圆C上的一动点,则( )
A.当k≠0时,四边形F1AF2B的周长为定值8
B.当△PF1F2为直角三角形时,S3
C.当直线PA,PB的斜率都存在时,其斜率之积为
D.当直线PF1与PF2的斜率之差为2时,S
【考点】椭圆的定点及定值问题.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】ACD
【分析】由题意,根据椭圆的定义即可判断选项A;当∠PF2F1=90°时,求出点P的坐标,代入三角形面积公式中即可判断选项B;设出A,B,P的坐标,结合斜率公式即可判断选项C;将直线PF1与PF2的斜率之差表述出来,结合点P在椭圆上,可得,代入三角形面积公式中即可判断选项D.
【解答】解:对于选项A:因为椭圆,
所以a=2,b,c=1,
即F1(﹣1,0),F2(1,0),
则四边形F1AF2B的周长为|AF1|+|AF2|+|BF1|+|BF2|=2a+2a=8,故选项A正确;
对于选项B:当∠PF2F1=90°时,
设P(1,y0),
因为点P在椭圆上,
解得y0=±,
取P(1,),
则,故选项B错误;
对于选项C:因为直线y=kx交椭圆C于A,B两点,
所以A,B两点关于原点对称,
设A(x1,y1),B(﹣x1,﹣y1),P(x0,y0),
因为,
两式相减并整理得,
因为,,
所以kPA kPB,故选项C正确;
对于选项D:易知,,
所以2,
整理得,
因为点P在椭圆上,
所以,
解得,
则S|1|,故选项D正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查椭圆的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
三.填空题(共4小题)
13.(2024秋 顺义区期末)已知焦点在x轴上的椭圆的离心率为,则m= 5 .
【考点】由椭圆的离心率求解方程或参数.
【专题】整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】5.
【分析】由题意可得:,然后求解即可.
【解答】解:已知焦点在x轴上的椭圆的离心率为,
则,
则m=5.
故答案为:5.
【点评】本题考查了椭圆的性质,重点考查了椭圆离心率的求法,属基础题.
14.(2024秋 黑龙江期末)已知椭圆Z和双曲线S的对称中心均为坐标原点,左、右焦点均为F1,F2,Z与S在第一象限有交点A,若|F1F2|=2|AF2|,则S与Z的离心率之差的取值范围是 .
【考点】求椭圆的离心率.
【专题】整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】.
【分析】不妨设椭圆:,双曲线S:,由椭圆的定义、双曲线的定义可得|AF1|=2a1﹣c,|AF1|=2a2+c,再由|F1F2|=2|AF2|,可得,设1﹣e1=t,利用函数的单调性可得答案.
【解答】解:已知椭圆Z和双曲线S的对称中心均为坐标原点,左、右焦点均为F1,F2,
不妨设椭圆:,双曲线S:,Z与S的离心率分别为e1,e2,
由椭圆的定义,有:|AF1|+|AF2|=2a1,
又|F1F2|=2|AF2|,
则|AF2|=c,
故|AF1|=2a1﹣c,
由双曲线的定义,有:|AF1|﹣|AF2|=2a2,
故|AF1|=2a2+c,
因此a1﹣a2=c,
两边同时除以c,有,
故,
由于e2>1,
故,
所以,
不妨令1﹣e1=t,,
又函数y,在时,单调递减,
故.
故答案为:.
【点评】本题考查了椭圆与双曲线的性质,重点考查了椭圆与双曲线的离心率的求法,属中档题.
15.(2024秋 白银期末)椭圆的两个焦点为F1,F2,椭圆C上有一点P,则△PF1F2的周长为 16 .
【考点】椭圆的定义.
【专题】对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】16.
【分析】由椭圆方程可得参数a,b的值,进而求出c的值,再由椭圆的定义求解即可.
【解答】解:由题意知a=5,b=4,
所以,
由椭圆的定义知,|PF1|+|PF1|=2a=10,
而焦距|F1F2|=2c=6,
所以△PF1F2的周长为2a+2c=16.
故答案为:16.
【点评】本题考查椭圆的定义与几何性质,考查运算求解能力,属于基础题.
16.(2024秋 淮安期末)已知A,B分别是椭圆C:1(a>b>0)的左右顶点,点Q是椭圆C上异于A,B的一点,在△ABQ 中,∠QAB,|QB|﹣|QA||AB|,则椭圆C的离心率为 .
【考点】椭圆的离心率.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】.
【分析】根据题意,求出直线QA的方程,将其与椭圆方程组成方程组,解出点Q的坐标,然后根据|QB|﹣|QA||AB|,利用两点间的距离公式算出,进而求出椭圆C的离心率.
【解答】解:由题意得直线QA的斜率k=tan∠QAB=1,结合A(﹣a,0),可得直线QA方程为y=x+a,
由,解得或,可知点Q的坐标为(,).
所以|QA|,
|QB|,
因为|QB|﹣|QA||AB|,
所以,整理得7×()2+61=0,解得(舍负).
所以椭圆C的离心率e.
故答案为:.
【点评】本题主要考查椭圆的标准方程与简单几何性质、两点间的距离公式及其应用,考查了计算能力、等价转化的数学思想,属于中档题.
四.解答题(共4小题)
17.(2024秋 福建期末)已知椭圆的长轴长是短轴长的倍,且椭圆E经过点(0,1).
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)直线l:y=k(x﹣2)交椭圆E于M,N两点,若线段MN中点的横坐标为,求直线l的方程.
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数;根据椭圆的几何特征求标准方程.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1);
(2)x﹣2y﹣2=0或x+2y﹣2=0.
【分析】(1)根据题意,求出a,b的值,代入椭圆方程即得;
(2)将直线与椭圆方程联立,写出韦达定理,利用MN中点的横坐标建立方程,求出k的值,即得直线l的方程.
【解答】解:(1)因为的长轴长是短轴长的倍,且椭圆E经过点(0,1),
所以,
解得a,b=1,
则椭圆E的标准方程为;
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),
联立,消去y并整理得(2k2+1)x2﹣8k2x+8k2﹣2=0,
此时Δ=64k4﹣4(2k2+1)(8k2﹣2)>0,
解得,
由韦达定理得,
因为线段MN中点的横坐标为,
所以,
解得,
此时均满足,
则直线l的方程为.
即x﹣2y﹣2=0或x+2y﹣2=0.
【点评】本题考查椭圆的方程以及直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于基础题.
18.(2024秋 天津期末)已知椭圆E:1(a>b>0)的左焦点为F1,右焦点为F2,离心率e.过F2且斜率为k(k≠0)的直线交椭圆E于A、B两点,△ABF1的周长为8.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)过点F2且垂直于x的直线与椭圆E的一个交点为P(P在x轴上方),过点P且平行于AB的直线l与椭圆E交于另一点Q,问:是否存在直线l,使得四边形PABQ为平行四边形?若存在,求出此时四边形PABQ的面积;
若不存在,说明理由.
【考点】直线与椭圆的综合.
【专题】方程思想;定义法;圆锥曲线中的最值与范围问题;逻辑思维.
【答案】(Ⅰ).
(Ⅱ)存在直线l,使得四边形PABQ为平行四边形,此时四边形PABQ的面积为.
【分析】(Ⅰ)结合椭圆的定义以及离心率公式代入计算,即可得到椭圆的标准方程;
(Ⅱ)根据题意,分别联立直线AB,直线l与椭圆方程,由四边形PABQ为平行四边形,结合韦达定理以及弦长公式代入计算,即可得到结果.
【解答】解:(Ⅰ)
因为|AB|+|AF1|+|BF1|=8,
所以4a=8,a=2.又因为,即,所以c=1,
所以.故椭圆E的方程为.
(Ⅱ)由题得:,
设直线AB为:y=k(x﹣1),直线l为:,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去y,得(3+4k2)x2﹣8k2x+4k2﹣12=0,
则,x1x2,
由消去y,得(3+4k2)x2﹣(8k2﹣12k)x+4k2﹣12k﹣3=0,
由Δ>0,可知k,设Q(x3,y3),又,
则,x3 1,
因为四边形PABQ为平行四边形,
所以,即x1﹣x2=1﹣x3,
故(x1+x2)2﹣4x1x2=(1﹣x3)2,
所以,得,
此时直线AB为:3x﹣4y﹣3=0,直线l为:3x﹣4y+3=0,
两平行线距离,
又因为,
所以四边形PABQ的面积,
所以存在直线l,使得四边形PABQ为平行四边形,此时四边形PABQ的面积为.
【点评】本题考查直线与椭圆的综合应用,属于中档题.
19.(2024秋 安康期末)已知圆E:x2+y2﹣8x+15=0经过椭圆的右焦点F及右顶点G.
(1)求C的方程;
(2)过点E的直线与C交于A,B两点,求线段AB的中点D的轨迹方程;
(3)过点作与x轴平行的直线与C交于点P,Q,直线HF与y轴交于点R,证明:点P,R,F,Q共圆.
【考点】直线与椭圆的综合.
【专题】方程思想;定义法;圆锥曲线中的最值与范围问题;逻辑思维.
【答案】(1);
(2)16(x﹣2)2+25y2=64;
(3)证明见解析.
【分析】(1)根据给定条件,求出点F,G的坐标,进而求出a,b即得C的方程.
(2)直线AB的方程与椭圆方程联立,借助韦达定理求出点D即可求出轨迹方程.
(3)利用弦长公式求出|HF| |HR|,|HP| |HQ|,再借助相似三角形及圆内四边形的判定推理得证.
【解答】解:(1)已知圆方程x2+y2﹣8x+15=0,令y=0,所以x=5或x=3,所以G(5,0),F(3,0),
所以椭圆的长半轴长a=5,半焦距c=3,所以短半轴长,
因此C的方程为.
(2)因为E(4,0),当直线AB与x轴不重合时,设AB方程为x=ty+4,
联立直线AB方程和椭圆方程可得,化简得:(16t2+25)y2+128ty﹣144=0,
设B(x2,y2),D(x0,y0),A(x1,y1),
所以,,
联立可得,所以,
当直线AB与x轴重合时,点D(0,0)满足方程,
因此AB的中点D的轨迹方程是16(x﹣2)2+25y2=64.
(3)证明:由,得,不妨令,
直线HF斜率,则,
,
因此|HF| |HR|=|HP| |HQ|,△HPR∽△HFQ,则∠HPR=∠HFQ,
所以点P,R,F,Q共圆.
【点评】本题考查直线与椭圆的综合应用,属于中档题.
20.(2024秋 宝安区期末)若椭圆:上的两个点M(xM,yM),N(xN,yN)满足,则称M,N为该椭圆的一个“共轭点对”,点M,N互为共轭点.显然,对于椭圆上任意一点M,总有两个共轭点N1,N2.已知椭圆,点A(x0,y0)是椭圆C上一动点,点A的两个共轭点分别记为B1(x1,y1),B2(x2,y2).
(1)当点A坐标为时,求|B1B2|;
(2)当直线AB1,AB2斜率存在时,记其斜率分别为k1,k2,其中k1k2≠0,求|k1|+|k2|的最小值;
(3)证明:△AB1B2的面积为定值.
【考点】椭圆的定点及定值问题;直线与椭圆的位置关系及公共点个数.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解;新定义类.
【答案】(1);
(2);
(3)证明见解析.
【分析】(1)将点A坐标代入椭圆方程,再根据共轭点的条件得到B1,B2满足的方程,进而求出|B1B2|.
(2)斜率公式和共轭点条件表示出k1,k2,再利用均值不等式求|k1|+|k2|的最小值.
(3)利用三角形面积公式,结合前面求出的关系来证明面积为定值.
【解答】解:(1)当点A坐标为时,设点A的两个共轭点分别为B1(x1,y1),B2(x2,y2).
可得,
由两点确定一条直线,可得直线B1B2的方程为,
联立得,
可得,,
则;
(2)由点A(x0,y0)在椭圆C上,
可得,
由(1)知,直线B1B2的方程为,即,
当y0≠0时,联立直线B1B2的方程和双曲线方程,可得,
得,即,
,
,
当y0=0时,易知,对应共轭点为B1(0,2),B2(0,﹣2),
此时,故也成立,
由基本不等式,可得,当且仅当时等号成立,
则|k1|+|k2|的最小值为;
(3)证明:由(2)知,对任意点A(x0,y0),都有|x1﹣x2|=2|x1|,|y1﹣y2|=2|y1|,
,
点A(x0,y0)到直线的距离为,
△AB1B2的面积,
故△AB1B2的面积为定值.
【点评】本题考查椭圆的方程和性质,以及直线和椭圆的位置关系,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
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