【学霸笔记】高中数学同步周测11《椭圆》人教A版 选择性必修第一册(教师版)

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名称 【学霸笔记】高中数学同步周测11《椭圆》人教A版 选择性必修第一册(教师版)
格式 docx
文件大小 106.5KB
资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-09-25 17:55:53

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文档简介

周测11 椭 圆
(时间:75分钟 分值:100分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
1.已知椭圆方程为2x2+y2=16,则该椭圆的短轴长为(  )
A.4 B.4 C.8 D.2
答案 B
解析 椭圆方程为2x2+y2=16,即+=1,
所以b2=8,b=2,所以短轴长为2b=4.
2.已知椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆上,如果PF1的中点在y轴上,那么|PF1|是|PF2|的(  )
A.7倍 B.6倍 C.5倍 D.4倍
答案 C
解析 由题意知,PF2⊥F1F2,所以|PF2|===1,因为|PF1|+|PF2|=2a=6,
所以|PF1|=5,所以=5.
3.已知椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,P为椭圆上的一点,若∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积为(  )
A.3 B.9 C.3 D.9
答案 C
解析 由椭圆的定义得c==4,|PF1|+|PF2|=10,①
在△F1PF2中,由余弦定理得64=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos 60°,②
联立①②,解得|PF1||PF2|=12,
所以=|PF1||PF2|sin 60°=×12×=3.
4.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过点F1的直线l交椭圆C于A,B两点,若|F1F2|=|AF2|,=2,则椭圆C的离心率为(  )
A. B. C. D.
答案 D
解析 因为|F1F2|=|AF2|=2c,所以由椭圆定义知|AF1|=2a-2c,
又=2,所以|BF1|=a-c,|BF2|=2a-(a-c)=a+c,
因为∠AF1F2+∠BF1F2=π,所以cos∠AF1F2=-cos∠BF1F2,
所以由余弦定理可得=-,

=-,
化简可得=1,即a=3c,
解得e=.
5.给定椭圆C:+=1(a>b>0)和直线l:y=kx交于P,Q两点(其中P点的横、纵坐标分别满足xP<0,yP>0),点M,N分别为椭圆C的右焦点和右顶点,若直线PM平分线段NQ,且MN的长度为4,则a2+b2的值为(  )
A.14 B.68 C.40 D.49
答案 B
解析 由题意可知P点在第二象限,则Q点在第四象限,设P(x1,y1),Q(-x1,-y1),
结合题意知M(c,0),N(a,0),且|MN|=a-c=4,
由于直线PM平分线段NQ,
故NQ的中点在直线PM上,
直线PM的方程为y=(x-c),
将线段NQ的中点坐标代入,
得=,化简可得a=3c,结合a-c=4,
解得c=2,a=6,故b2=a2-c2=32,
故a2+b2=68.
6.已知点P为椭圆C:+=1上任意一点,直线l过圆M:x2+y2-4x+3=0的圆心且与圆M交于A,B两点,则·的取值范围是(  )
A.[3,35] B.[2,34]
C.[2,36] D.[4,36]
答案 A
解析 圆M:x2+y2-4x+3=0,即(x-2)2+y2=1的圆心M(2,0),半径为1,
椭圆C:+=1中,a2=16,b2=12,c2=a2-b2=16-12=4,c=2,
则圆心M(2,0)为椭圆的右焦点,线段AB为圆M的直径,连接PM(图略),
因此·=(+)·(+)=(-)·(+)=-=-1,又点P为椭圆C:+=1上任意一点,
则||min=a-c=2,||max=a+c=6,
即2≤||≤6,
所以·=-1∈[3,35].
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分)
7.已知F1,F2分别是椭圆C:+=1的左、右焦点,P为椭圆C上异于长轴端点的动点,则下列结论正确的是(  )
A.△PF1F2的周长为10
B.△PF1F2面积的最大值为2
C.|PF1|的最小值为1
D.椭圆C的焦距为2
答案 AB
解析 ∵椭圆C的方程为+=1,
∴a=3,b=,c=2,
∴△PF1F2的周长为|PF1|+|PF2|+|F1F2|=2a+2c=10,∴A正确;
△PF1F2面积的最大值为·2c·b=2,此时P位于短轴的端点处,∴B正确;
∵当且仅当P位于椭圆的左顶点时,|PF1|取最小值a-c=1,又P为椭圆C上异于长轴端点的动点,∴C错误;
∵椭圆C的焦距为2c=4,∴D错误.
8.已知O为坐标原点,椭圆C的中心为原点,焦点在坐标轴上,点均在椭圆C上,则(  )
A.椭圆C的离心率为
B.椭圆C的短轴长为2
C.直线 l:kx+y-k=0与椭圆C相交
D.若点A,B在椭圆C上,AB的中点坐标为,则直线AB的方程为y=-x+1
答案 BCD
解析 设椭圆C的方程为+=1(a>0,b>0),
将点代入椭圆C的方程,得解得
所以椭圆C的方程为+y2=1,
所以椭圆C的离心率为=,故A错误;
椭圆C的短轴长2b=2,故B正确;
由于直线l:kx+y-k=0过定点(1,0),点(1,0)在椭圆C的内部,所以直线 l:kx+y-k=0与椭圆C相交,故C正确;
设A(x1,y1),B(x2,y2),
所以所以-=-,即=-·=-·,
又AB的中点坐标为,
所以=-×=-,即kAB=-,
所以直线AB的方程为y-=-(x-1),即y=-x+1,故D正确.
9.数学中的图形可以组成世间万物的绚丽画面,一些优美的曲线是数学形象美、对称美、和谐美的产物!如图,两个椭圆+=1,+=1内部重叠区域的边界记为曲线C,P是曲线C上的任意一点,则下列四个说法正确的为(  )
A.曲线C关于直线y=x,y=-x均对称
B.P到F1(-2,0),F2(2,0),E1(0,-2),E2(0,2)四点的距离之和为定值
C.曲线C总长度不大于4π
D.曲线C所围区域的面积必大于4π
答案 AD
解析 两个椭圆关于直线y=x,y=-x均对称,故曲线C关于直线y=x,y=-x均对称,故A正确;
若点P仅在+=1上,P到F1(-2,0),F2(2,0)两点的距离之和为定值,到E1(0,-2),E2(0,2)的距离之和不为定值,故B错误;
曲线C所围成的边界在以原点为圆心,半径为2的圆的外部,所以总长度大于圆的周长4π,故C错误;
曲线C所围成的区域面积大于以原点为圆心,半径为2的圆的面积,所以面积大于4π,故D正确.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
10.已知动点P与平面上两定点A(-,0),B(,0)连线的斜率的积为定值-,则动点P的轨迹方程为             .
答案 +y2=1(x≠±)
解析 设动点P(x,y),则kPA=,kPB=,由题意得·=-,整理得+y2=1,又因为动点P不能与定点A(-,0),B(,0)重合,故x≠±,综上所述,动点P的轨迹方程为+y2=1(x≠±).
11.如图,点F为椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点,直线y=kx分别与椭圆C交于A,B两点,且满足FA⊥AB,O为坐标原点,若tan∠AFO=2tan∠ABF,则椭圆C的离心率e=       .
答案 
解析 如图,设椭圆的右焦点为F2,连接AF2,BF2,令|OA|=|OB|=x,|AF|=y,所以tan∠AFO==2tan∠ABF=2·,即x=y,所以|OF|=x,
所以|BF|=x=|AF2|,
故2a=|AF|+|AF2|=x+x,
且2c=|FF2|=2x,
从而e==.
12.如图,在平面直角坐标系Oxy中,已知椭圆C:+y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,点M,N为椭圆上位于x轴上方的两点,且F1M∥F2N,则|F1N|+|F2M|的取值范围为      .
答案 (4,7]
解析 作点N关于原点的对称点E,连接EF2,EF1,EN,易知点F1(-,0),F2(,0),
由椭圆的对称性可知点E也在椭圆C上,
因为O为EN,F1F2的中点,所以四边形EF1NF2为平行四边形,
所以EF1∥F2N且|EF1|=|F2N|,
因为MF1∥F2N,故M,F1,E三点共线,
则|F1M|+|F2N|=|F1M|+|EF1|=|EM|,
所以|F1N|+|F2M|=2a-|F1M|+2a-|F2N|=4a-(|F1M|+|F2N|)=8-|EM|.
因为点M,N为椭圆上位于x轴上方的两点,则直线ME不与x轴重合,
设直线ME的方程为x=my-,设点M(x1,y1),E(x2,y2),
联立可得(m2+4)y2-2my-1=0,
则Δ=12m2+4(m2+4)=16(m2+1)>0,
由根与系数的关系可得y1+y2=,y1y2=-,
所以|EM|=·==4-∈[1,4),
所以|F1N|+|F2M|=8-|EM|∈(4,7].
四、解答题(本题共3小题,共37分)
13.(12分)已知椭圆Γ:+=1(a>b>0),A点为椭圆短轴的上端点,P点为椭圆上异于A点的任一点,若P点到A点距离的最大值仅在P点为短轴的另一端点时取到,则称此椭圆为“圆椭圆”,已知b=2,椭圆Γ的离心率e=.
(1)求椭圆Γ的标准方程;(5分)
(2)试判断椭圆Γ是否是“圆椭圆”?并证明你的结论.(7分)
解 (1)由b=2,椭圆Γ的离心率e=,得e==,解得a=2,
所以椭圆Γ的标准方程为+=1.
(2)椭圆Γ是“圆椭圆”,证明如下:
由(1)知,A(0,2),设P(x0,y0),y0≠2,则=8-2,
于是|PA|=
==,
而-2≤y0<2,因此当且仅当y0=-2时,|PA|max=4,此时点P(0,-2),
即P点到A点距离的最大值仅在P点为短轴的另一端点时取到,
所以椭圆Γ是“圆椭圆”.
14.(12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A,B,且|AB|=4,离心率为,O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程;(4分)
(2)设P是椭圆C上不同于A,B的一点,直线PA,PB与直线x=4分别交于点 M,N.证明:以线段MN为直径作圆被x轴截得的弦长为定值,并求出这个定值.(8分)
解 (1)由题意知,|AB|=2a=4,得a=2,
又离心率e==,
∴c=1,∴b2=a2-c2=3,
∴椭圆C的方程为+=1.
(2)由(1)得A(-2,0),B(2,0),
设P(m,n),m≠±2,则3m2+4n2=12,
即4n2=12-3m2.
直线PA:y=(x+2),
直线PB:y=(x-2),
∴点M的纵坐标yM=,
点N的纵坐标yN=,
即M,N,
令椭圆C的右焦点为F,则F(1,0),
∴==,
∴·=9+=9+
=9+=9-9=0,
即FM⊥FN,
∴以MN为直径的圆过点F(1,0),又圆心横坐标为4,
∴以MN为直径的圆被x轴截得的弦长为2×(4-1)=6.
即以线段MN为直径作圆被x轴截得的弦长为定值6.
15.(13分)已知椭圆W:+=1(m>0)的长轴长为4,左、右顶点分别为A,B,经过点P(1,0)的动直线与椭圆W相交于不同的两点C,D(不与点A,B重合).
(1) 求椭圆W的方程及离心率;(4分)
(2) 求四边形ACBD面积的最大值.(9分)
解 (1)由题意,得a2=4m=4,解得m=1,
所以椭圆W的方程为+y2=1,
所以a=2,b=1,c=,
则离心率e==.
(2)当直线CD的斜率不存在时,直线CD的方程为x=1,
代入椭圆W的方程,不妨设点C在x轴上方,得C,D,
所以|CD|=,又因为|AB|=2a=4,AB⊥CD,
所以四边形ACBD的面积S=|AB|·|CD|=2;
当直线CD的斜率存在时,设直线CD的方程为y=k(x-1)(k≠0),C(x1,y1),D(x2,y2),
联立方程消去y得(4k2+1)x2-8k2x+4k2-4=0,
Δ=64k4-4(4k2+1)(4k2-4)=48k2+16>0恒成立,
则x1+x2=,x1x2=,
四边形ACBD的面积S=S△ABC+S△ABD
=|AB|×|y1|+|AB|×|y2|
=|AB|×|y1-y2| =2|k(x1-x2)|
=2
=8,
令4k2+1=t,t>1,则四边形ACBD的面积
S=2∈(0,1),
所以S=2∈(0,2),
综上所述,四边形ACBD面积的最大值为2.