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考点20 椭圆(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)-(解析版)

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考点20椭圆(核心考点讲与练)1.椭圆的定义平面内与两定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫做椭圆.这两定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.其数学表达式:集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a,c为常数:(1)若a>c,则集合P为椭圆;(2)若a=c,则集合P为线段;(3)若a<c,则集合P为空集.2.椭圆的标准方程和几何性质标准方程+=1(a>b>0)+=1(a>b>0)图形性质范围-a≤x≤a-b≤y≤b-b≤x≤b-a≤y≤a对称性对称轴:坐标轴;对称中心:原点顶点A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)A1(0,-a),A2(0,a),B1(-b,0),B2(b,0)轴长轴A1A2的长为2a;短轴B1B2的长为2b焦距|F1F2|=2c离心率e=∈(0,1)a,b,c的关系c2=a2-b2 1.椭圆的定义揭示了椭圆的本质属性,正确理解、掌握定义是关键,应注意定义中的常数大于|F1F2|,避免了动点轨迹是线段或不存在的情况.2.求椭圆的标准方程,常采用“先定位,后定量”的方法(待定系数法).先“定位”,就是先确定椭圆和坐标系的相对位置,以椭圆的中心为原点的前提下,看焦点在哪条坐标轴上,确定标准方程的形式;再“定量”,就是根据已知条件,通过解方程(组)等手段,确定a2,b2的值,代入所设的方程,即可求出椭圆的标准方程.若不能确定焦点的位置,这时的标准方程常可设为mx2+ny2=1(m>0,n>0且m≠n)3.解决中点弦、弦长及最值与范围问题一般利用“设而不求”的思想,通过根与系数的关系构建方程求解参数、计算弦长、表达函数.4.求椭圆离心率的3种方法(1)直接求出a,c来求解e.通过已知条件列方程组,解出a,c的值.(2)构造a,c的齐次式,解出e.由已知条件得出关于a,c的二元齐次方程,然后转化为关于离心率e的一元二次方程求解.(3)通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.椭圆的定义一、单选题1.(2022·内蒙古通辽·二模(理))椭圆的左、右焦点分别为,,为椭圆上一点,若的周长为,则椭圆的离心率为(       )A.B.C.D.【答案】B【分析】根据椭圆方程可得,再结合三角形周长,得,进而可得离心率.【详解】因为,所以.因为的周长为,所以,所以,所以椭圆的离心率为,故选:B.2.(2022·天津市第四十七中学模拟预测)已知分别是椭圆和双曲线的公共的左右焦点, 是的离心率,若在第一象限内的交点为,且满足,则的关系是(       )A.B.C.D.【答案】A【分析】先确定,再利用勾股定理、椭圆、双曲线的定义,即可得出结论.【详解】解:设椭圆的长半轴长为,双曲线的实半轴长为,,因为,所以,所以,所以,所以,因为,所以,所以,即,所以,所以.故选:A.3.(2021广东省深圳市高级中学等九校联考)已知椭圆的左、右焦点分别是、,离心率为,点A是椭圆上位于x轴上方的一点,且,则直线的斜率为()A.B.C.D.1【答案】B【分析】依题意可得,根据椭圆的定义可得,即可得到为等边三角形,从而得到,即可得到直线的斜率;【详解】解:依题意,即,又,,,所以,所以为等边三角形,即为椭圆的上顶点,所以,所以故选:B 二、多选题4.(2022·山东淄博·模拟预测)已知椭圆的左右焦点分别为,,左右顶点分别为,.P是椭圆上异于,的点,则下列说法正确的是(       )A.周长为4B.面积的最大值为C.的最小值为D.若面积为2,则点P横坐标为【答案】BC【分析】根据椭圆的定义判断A,利用椭圆的性质可得面积最大值判断B,由可判断C,由三角形面积求得点坐标后可判断D.【详解】由题意,,,短轴一个端点,对于A,由题知,故周长为,故A错误;对于B,利用椭圆的性质可知面积最大值为,故B正确;对于C,,设,从而,所以,故C正确;对于D,因为,,则,,故D错误.故选:BC.5.(2022·山东济宁·二模)设椭圆C:的左、右焦点分别为、,上、下顶点分别为 、,点P是C上异于、的一点,则下列结论正确的是(       )A.若C的离心率为,则直线与的斜率之积为B.若,则的面积为C.若C上存在四个点P使得,则C的离心率的范围是D.若恒成立,则C的离心率的范围是【答案】BD【分析】A.设,,所以该选项错误;B.求出的面积为所以该选项正确;C.求出,所以该选项错误;D.若恒成立,所以,所以该选项正确.【详解】解:A.设,所以,因为,所以.所以,所以该选项错误;B.若,则所以则的面积为所以该选项正确;C.若C上存在四个点P使得,即C上存在四个点P使得的面积为,所以,所以该选项错误;D.若恒成立,所以,所以,所以该选项正确.故选:BD三、填空题6.(2022·宁夏·银川一中二模(文))已知椭圆C:的左焦点为,为椭圆C上任意一点,则 的最小值为______.【答案】1【分析】由题知,故,进而得的最小值为.【详解】解:由椭圆C:知:,故,所以,所以,的最小值为.故答案为:四、解答题7.(2022·江西景德镇·三模(文))是椭圆的右焦点,其中.点、分别为椭圆的左、右顶点,圆过点与坐标原点,是椭圆上异于、的动点,且的周长小于.(1)求的标准方程;(2)连接与圆交于点,若与交于点,求的取值范围.【答案】(1)(2)【分析】(1)由已知可得出,由椭圆的定义结合三点共线可得出的周长小于,可得出关于的不等式,结合可求得,即可求得、的值,由此可得出椭圆的标准方程;(2)设,可得出,求出点、的横坐标,利用三角形的面积公式可得出关于的表达式,结合可求得结果.(1)解:因为圆过点与坐标原点,. 设的左焦点为,则的周长,所以,,则,且,故,所以,,.因此,椭圆的坐标方程为.(2)解:设,其中,其中,且,直线的斜率为,所以,直线的方程为,同理可知直线的方程为,又,所以,直线的方程为.联立直线、的方程,可得,解得,联立直线、的方程,可得,解得.所以,.【点睛】方法点睛:圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略:(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;(2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围; (4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;(5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.椭圆的标准方程一、单选题1.(2022·全国·模拟预测(文))已知椭圆C:的右焦点为,右顶点为A,O为坐标原点,过OA的中点且与坐标轴垂直的直线交椭圆C于M,N两点,若四边形OMAN是正方形,则C的方程为(       )A.B.C.D.【答案】A【分析】待定系数法去求椭圆C的方程【详解】由椭圆方程可知,由四边形OMAN是正方形可知,又点M在椭圆C上,则有,解得,又椭圆C的右焦点为,则,结合椭圆中,解得,,则椭圆C的方程为.故选:A2.(2021福建省莆田市第十五中学二模)阿基米德(公元前年—公元前年)不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“通近法”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.若椭圆的对称轴为坐标轴,焦点在轴上,且椭圆的离心率为,面积为则椭圆的方程为()A.B.C.D.【答案】A【分析】由题意,设出椭圆的标准方程为,然后根据椭圆的离心率以及椭圆面积列出关于a、b的方程组,求解方程组即可得答案. 【详解】解:由题意,设椭圆C的方程为,因为椭圆的离心率为,面积为,所以,解得,所以椭圆C的方程为,故选:A.二、多选题3.(2022·辽宁·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,(如图),离心率为,过的直线垂直于x轴,且在第二象限中交E于点A,直线交E于点B(异于点A),则下列说法正确的是(       )A.若椭圆E的焦距为2,则短轴长为B.的周长为4aC.若的面积为12,则椭圆E的方程为D.与的面积的比值为【答案】BCD【分析】根据椭圆方程的求解以及椭圆的定义,对每个选项进行逐一分析,即可判断和选择.【详解】对:若椭圆E的焦距为2,则,由离心率,则,所以,则短轴长为,故A错误;对B:根据椭圆的定义,的周长为4a,故B正确; 对:由,故可得,,所以椭圆的方程可写为,易知,则,则,所以,,,则椭圆E的方程为,故C正确;对:因为,所以,过点B作,则,,即,设,,,则,代入椭圆方程,整理得,解得或(舍),所以,故正确.故选:BCD.4.(2022·重庆八中模拟预测)如图所示,用一个与圆柱底面成角的平面截圆柱,截面是一个椭圆.若圆柱的底面圆半径为2,,则(       ) A.椭圆的长轴长等于4B.椭圆的离心率为C.椭圆的标准方程可以是D.椭圆上的点到一个焦点的距离的最小值为【答案】BCD【分析】根据给定图形,求出椭圆长短半轴长,,再逐项计算、判断作答.【详解】设椭圆的长半轴长为,短半轴长为,半焦距为,椭圆长轴在圆柱底面上的投影为圆柱底面圆直径,则由截面与圆柱底面成锐二面角得:,解得,A不正确;显然,则,离心率,B正确;当以椭圆长轴所在直线为y轴,短轴所在直线为x轴建立平面直角坐标系时,椭圆的标准方程,C正确;椭圆上的点到焦点的距离的最小值为,D正确.故选:BCD5.(2022·全国·模拟预测)已知O为坐标原点,椭圆E的方程为,离心率为,为E上一点,过点A作两条直线分别与E交于B,C两点,且直线AB与直线AC的倾斜角互补,则下列结论正确的是(       )A.椭圆E的长轴长为B.直线BC的斜率为定值C.点O到直线BC的距离为定值D.若,则直线BC的方程为 【答案】BD【分析】对于选项A,利用点在曲线上和椭圆离心率公式及椭圆中的关系即可求解.对于选项B,设出直线AB的方程与椭圆联立,消去,得关于的一元二次方程,利用韦达定理写出横坐标的关系,进而得到点B的横坐标,代入直线AB求出点B纵坐标,利用已知条件写出点C的坐标,利用两点求斜率公式即可求解.对于选项C,设出直线BC的方程,利用点到直线的距离公式即可求解.对于选项D,联立直线BC与椭圆的方程,消去,得关于的一元二次方程,利用韦达定理写出横坐标的关系,由,利用两直线垂直的充要条件即可求解.【详解】对于选项A,由题意得,,结合,得,,所以椭圆E的长周长为,故A错误.对于选项B,由A得椭圆E的方程为,设,,由题意知直线AB的斜率存在且不为0,设直线AB的方程为,与椭圆的方程联立,得,则,得,,即.因为直线AB与直线AC的倾斜角互补,所以直线AC的斜率为﹣k,同理可得,故直线BC的斜率,为定值,故B正确.对于选项C,由B知可设直线BC的方程为,则原点O到直线BC的距离,不是定值,故C错误.对于选项D,联立直线BC与椭圆的方程,得,整理得,,即,则,,由,得,整理得,得,,此时直线BC的方程为,故D正确.故选:BD. 三、填空题6.(2022·辽宁鞍山·二模)在平面直角坐标系中,△ABC满足A(-1,0),B(1,0),,,∠ACB的平分线与点P的轨迹相交于点I,存在非零实数,使得,则顶点C的轨迹方程为________.【答案】【分析】设,先说明是的重心,点为的内心,求出,得到即得解.【详解】解:设,因为,所以是的重心,因为,所以,所以,所以点在的角平分线上,因为∠ACB的平分线与点P的轨迹相交于点I,所以点为的内心.所以点,即,又,所以与轴平行,又,所以,所以点的轨迹是以为焦点,长轴长为4的椭圆,,当是椭圆的长轴的端点时,不能构成三角形,所以不能取到椭圆的长轴的端点;当是椭圆的短轴的端点时,与已知存在非零实数,使得矛盾,所以不能取到椭圆的短轴的端点.又椭圆的焦距为2,所以椭圆的方程为.所以点的轨迹方程为.故答案为: 四、解答题7.(2022·山东泰安·二模)已知椭圆C:过点,过其右焦点且垂直于x轴的直线交椭圆C于A,B两点,且.(1)求椭圆C的方程;(2)若直线l:与椭圆C交于E,F两点,线段EF的中点为Q,在y轴上是否存在定点P,使得∠EQP=2∠EFP恒成立?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2)存在定点,【分析】(1)直接由椭圆C过点和解方程即可;(2)先联立直线和椭圆,通过∠EQP=2∠EFP得到点P在以EF为直径的圆上,即PE⊥PF,表示出,由解出点P的坐标即可.(1)由题知,椭圆C过点和,所以,解得所以椭圆C的方程为.(2) 假设在y轴上存在定点P,使得∠EQP=2∠EFP恒成立,设,,由,得,∴,∵∠EQP=2∠EFP,∴∠EFP=∠FPQ,∴QE=QF=QP∴点P在以EF为直径的圆上,即PE⊥PF,∴∴恒成立∴,解得∴ ∴存在定点,使得∠EQP=2∠EFP恒成立.【点睛】本题关键点在于利用∠EQP=2∠EFP得到点P在以EF为直径的圆上,进而得到,表示出,,联立直线和椭圆后,由韦达定理及建立方程解出点P的坐标即可.8.(2022·天津市滨海新区塘沽第一中学模拟预测)已知椭圆的离心率,且点,在椭圆上.(1)求椭圆的方程;(2)若椭圆的左焦点为,右顶点为,点在椭圆上,且在椭圆位于x轴上方的部分,直线与轴交于点,点是轴上一点,,直线与椭圆交于点,若的面积为,求直线的方程.【答案】(1)(2)或【分析】(1)由题意列方程组,求出,即可得椭圆C的方程;(2)先设直线的方程为(),求出的坐标,再由题设得到直线的方程为,求出的坐标,由面积求出的值,即可得到直线的方程(1)由已知,有,解得,所以椭圆C的方程为;(2)由(1)知,,.设直线的方程为(),则, 直线与椭圆C的交点满足方程组,消去y得到,解得.设,由题意,有,解得.进而得到直线的方程为,其与椭圆C的交点满足方程组消去x得到:,解得,进而.,点G到直线的距离为.因此,,化简得,解得或,所以直线的方程为或椭圆的几何性质1.(2021天津市第二中学高三上学期期中)已知椭圆的左右焦点分别为,,过的直线与椭圆交于A,B两点,若,则椭圆离心率e的取值范围为()A.B. C.D.【答案】D【分析】由题设易知,设有,应用勾股定理得到关于的方程,利用方程有解,结合判别式构造不等式求椭圆离心率e的取值范围.【详解】由题设,知:,若,则,∴,整理得,∴,可得,又,∴.故选:D直线与椭圆的位置关系1.(2022北京市一六一中学高三上学期期中)已知椭圆的左、右顶点分别为A,B,右焦点为F,直线.(1)若椭圆W的左顶点A关于直线的对称点在直线上,求m的值;(2)过F的直线与椭圆W相交于不同的两点C,D(不与点A,B重合),直线与直线相交于点M,求证:A,D,M三点共线.【答案】(1)(2)证明见解析.【分析】(1)设点A关于直线对称的点为,根据题意可得的中点在直线上且,列出方程组,解方程组即可;(2)对直线斜率是否存在分类讨论,当直线CD斜率k不存在时,求出点A、M、C、D坐标,利用可证得A、D、M三点共线;当直线CD斜率存在时,设直线:,,与椭圆方程联立方程组,消y得到关于x的一元二次方 程,将表示为含有k的算式,得出即可.(1)由题意知,直线的斜率存在,且斜率为,设点A关于直线对称的点为,则,所以线段的中点在直线上,又,,有,解得或,所以;(2)已知,当直线的斜率不存在时,:x=1,此时,有,所以直线,当时,,所以,所以,所以,即A、D、M三点共线;当直线的斜率存在时,设直线:,则,得,,设,则,直线BC方程为,令,得,所以直线AD、AM的斜率分别为, ,上式的分子,所以,即A、D、M三点共线.综上,A、D、M三点共线.【规律方法技巧】直线与椭圆的位置关系问题,一般需要联立方程组、用判别式、韦达定理.证明三点共线可以利用直线的斜率相等或向量共线处理.2.(2021四川省成都市嘉祥外国语高级中学高三上学期期中)已知椭圆C:(a>b>0)的左顶点为A,右焦点为F,过点A作斜率为的直线与椭圆C相交于A,B两点,且AB⊥OB,O为坐标原点.(1)求椭圆的离心率e;(2)若b=1,过点F作与直线AB平行的直线l,l与椭圆C相交于P,Q两点,①求直线OP的斜率与直线OQ的斜率乘积;②点M满足2=,直线MQ与椭圆的另一个交点为N,求的值.【答案】(1);(2)①-;②【分析】(1)根据题意可得点坐标,代入椭圆方程,结合,进而可得离心率;(2)①由(1)可得椭圆的方程,写出直线方程,设,,,,联立直线与椭圆的方程,可得关于的一元二次方程,由韦达定理可得,,,再计算,即可得答案; ②设点,,由,可得,再由,推出点坐标,再用坐标表示,,求出点坐标,把点,,代入椭圆方程,化简即可得答案.【小问1详解】解:已知,,,则,,代入椭圆的方程有,所以,即,所以,所以.【小问2详解】解:①由(1)可得,,所以椭圆的方程为,设直线,,,,,联立直线与椭圆的方程,得,所以△,,,所以,所以.②设点,,,则,又因为,所以点,,所以,,,, 则,所以,即,因为点,,在椭圆上,所以,,,,所以,由①可知,所以,则,所以.1.(2021年全国高考乙卷)设B是椭圆的上顶点,点P在C上,则的最大值为()A.B.C.D.2【答案】A【分析】设点,由依题意可知,,,再根据两点间的距离公式得到,然后消元,即可利用二次函数的性质求出最大值.【详解】设点,因为,,所以,而,所以当时,的最大值为.故选:A.【点睛】 本题解题关键是熟悉椭圆的简单几何性质,由两点间的距离公式,并利用消元思想以及二次函数的性质即可解出.易错点是容易误认为短轴的相对端点是椭圆上到上定点B最远的点,或者认为是椭圆的长轴的端点到短轴的端点距离最大,这些认识是错误的,要注意将距离的平方表示为二次函数后,自变量的取值范围是一个闭区间,而不是全体实数上求最值..2.(2021年全国高考乙卷)设是椭圆的上顶点,若上的任意一点都满足,则的离心率的取值范围是()A.B.C.D.【答案】C【分析】设,由,根据两点间的距离公式表示出,分类讨论求出的最大值,再构建齐次不等式,解出即可.【详解】设,由,因为,,所以,因为,当,即时,,即,符合题意,由可得,即;当,即时,,即,化简得,,显然该不等式不成立.故选:C.【点睛】本题解题关键是如何求出的最大值,利用二次函数求指定区间上的最值,要根据定义域讨论函数的单调性从而确定最值.3.(2021年全国新高考Ⅰ卷)已知,是椭圆:的两个焦点,点在上,则的最大值为()A.13B.12C.9D.6【答案】C 【分析】本题通过利用椭圆定义得到,借助基本不等式即可得到答案.【详解】由题,,则,所以(当且仅当时,等号成立).故选:C.【点睛】椭圆上的点与椭圆的两焦点的距离问题,常常从椭圆的定义入手,注意基本不等式得灵活运用,或者记住定理:两正数,和一定相等时及最大,积一定,相等时和最小,也可快速求解.4.(2021年全国高考甲卷)已知为椭圆C:的两个焦点,P,Q为C上关于坐标原点对称的两点,且,则四边形的面积为________.【答案】【分析】根据已知可得,设,利用勾股定理结合,求出,四边形面积等于,即可求解.【详解】因为为上关于坐标原点对称的两点,且,所以四边形为矩形,设,则,所以,,即四边形面积等于.故答案为:.一、单选题1.(2022·安徽·模拟预测(理))、是椭圆的左、右焦点,点为椭圆 上一点,点在轴上,满足,若,则椭圆的离心率为(       )A.B.C.D.【答案】A【分析】先由可解得,然后利用角平分线的性质可求得;在中利用余弦定理即可求出离心率的值.【详解】由题意可设,,,();则:,,由可得:,解得,即;由可知是的角平分线,可得:,又,则;在中:,解得;故选:A2.(2022·湖北武汉·二模)若椭圆的离心率为,则的值为(       )A.B.C.或D.或【答案】C【分析】分和,利用离心率的定义求解.【详解】解:当,即时,则,解得; 当,即时,则,解得,综上:的值为或,故选:C3.(2022·辽宁·建平县实验中学模拟预测)下列与椭圆焦点相同的椭圆是(       )A.B.C.D.【答案】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.4.(2022·广东汕头·二模)已知椭圆C的左、右焦点分别为,,直线AB过与该椭圆交于A,B两点,当为正三角形时,该椭圆的离心率为(       )A.B.C.D.【答案】B【分析】根据椭圆的定义,结合余弦定理、椭圆离心率公式进行求解即可.【详解】设正三角形的边长为,设椭圆的标准方程为:,设左、右焦点分别为,设,则有,由椭圆的定义可知:,,解得:,,在中,由余弦定理可知:, 故选:B5.(2022·江苏泰州·模拟预测)我国自主研发的“嫦娥四号”探测器成功着陆月球,并通过“鹊桥”中继星传回了月球背面影像图.假设“嫦娥四号”在月球附近一点P变轨进入以月球球心F为一个焦点的椭圆轨道绕月飞行,其轨道的离心率为e,设月球的半径为R,“嫦娥四号”到月球表面最近的距离为r,则“嫦娥四号”到月球表面最远的距离为(       )A.B.C.D.【答案】B【分析】设卫星近地点远地点离月球表面的距离分别为,根据椭圆的性质以及离心率得出“嫦娥四号”到月球表面最远的距离.【详解】椭圆的离心率,设卫星近地点远地点离月球表面的距离分别为则故选:B二、多选题6.(2022·湖南·雅礼中学二模)已知曲线:,焦点为、,,过的直线与交于两点,则下列说法正确的有(       )A.是的一条对称轴B.的离心率为C.对C上任意一点P皆有D.最大值为 【答案】ABD【分析】根据点点关于直线对称的点的坐标为在曲线判断A;根据点关于直线对称点在曲线得该曲线为椭圆,对称轴为直线和直线,进而求顶点坐标,进而求离心率判断B;结合C选项求焦点坐标,验证判断C;设直线方程为,与椭圆方程联立,结合韦达定理,二次函数最值求解判断D.【详解】解:对于A选项,设点是曲线上的任意一点,其关于直线对称的点的坐标为,代入曲线方程满足,故是的一条对称轴,正确;对于B选项,由于点是曲线上的任意一点,其关于直线对称点亦在曲线上,且该曲线是封闭的曲线,故该曲线为椭圆,其对称轴为直线和直线,且椭圆中心为坐标原点,故其顶点坐标为:,,,由于点到椭圆中心的距离为,到椭圆中心的距离,所以椭圆的长轴长为,短轴长为,所以椭圆的焦距为,故其离心率为,故正确;对于C选项,由B知,半焦距为,且焦点、在直线上,故焦点坐标为,故,故错误;对于D选项,由题知直线斜率存在,故设方程为,则联立方程得得,故,即或,设,则, 所以,到直线的距离为,所以令,由于得,故,所以,所以,当时,取得最大值,,故正确.故选:ABD7.(2022·重庆·模拟预测)“出租车几何”或“曼哈顿距离”(ManhattanDistance)是由十九世纪的赫尔曼·闵可夫斯基所创词汇,是种被使用在几何度量空间的几何学用语.在平面直角坐标系内,对于任意两点、,定义它们之间的“欧几里得距离”,“曼哈顿距离”为,则下列说法正确的是(       )A.若点为线段上任意一点,则为定值B.对于平面上任意一点,若,则动点的轨迹长度为C.对于平面上任意三点、、,都有D.若、为椭圆上的两个动点,则最大值为【答案】AC【分析】利用题中定理可判断A选项;作出点的轨迹图形,求其周长可判断B选项;利用绝对值三角不等式可判断C选项;设点、,不妨设,,利用辅助角公式结合正弦型函数的有界性可判断D选项.【详解】对于A选项,设点为线段上任意一点,则,A对;对于B选项,设点,则, 当,时,则;当,时,则;当,时,则;当,时,则.作出点的轨迹如下图所示:由图可知,点的轨迹是边长为的正方形,故动点的轨迹长度为,B错;对于C选项,设点、、,由绝对值三角不等式可得,同理可得,所以,,即,C对;对于D选项,设点、,不妨设,,则,其中为锐角,且,取,,等号成立,D错.故选:AC.8.(2022·重庆·模拟预测)已知椭圆的离心率为,短轴长为,两个焦点为,点为椭圆上一点,记,则下列结论中正确的是(       )A.的周长与点的位置无关B.当时,的面积取到最大值C.的外接圆半径最小为 D.的内切圆半径最大为【答案】ACD【分析】根据椭圆的定义、椭圆离心率的意义,结合正弦定理和内切圆的性质逐一判断即可.【详解】由椭圆定义知,的周长为,故A正确;显然当位于短轴端点时的面积最大,由知此时,故B错误;由正弦定理知外接圆直径,由知最大为钝角,故时取最小值,故的最小值为,故C正确;设内切圆半径为,由知,越大则越大,,故,故选:ACD9.(2022·全国·模拟预测)双曲线的左,右焦点分别为,,点P在C上.若是直角三角形,则的面积为(       )A.B.C.4D.2【答案】AC【分析】根据双曲线方程求出,再根据对称性只需考虑或.当时,将代入双曲线方程,求出,即可求出三角形面积,当时,由双曲线的定义可知,再由勾股定理求出,即可得解;【详解】解:由双曲线可得.根据双曲线的对称性只需考虑或.当时,将代入可得,所以的面积为.当时,由双曲线的定义可知,,由勾股定理可得.因为,所以,此时的面积为 综上所述,的面积为4或.故选:.三、填空题10.(2022·全国·模拟预测)已知O为坐标原点,椭圆的左焦点为F,A为C上一点,AF与x轴垂直.若的面积为,则C的离心率为__________.【答案】##0.5【分析】根据求解即可.【详解】由题知:,解得,即.故答案为:11.(2022·湖南衡阳·二模)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,点为椭圆与双曲线的第一象限的交点,且,则的取值范围是___________.【答案】【分析】设,则由椭圆和双曲线的定义结合余弦定理可得,设,则可得,然后根据正弦函数的性质可得其范围【详解】解:设,由椭圆的定义得①,由双曲线的定义得②,①②得,,①②得,,由余弦定理可得,所以③, 设,则,解得所以,当时,最大值为时,的值为2,所以的取值范围是.故答案为:12.(2022·江苏·南京市第一中学三模)椭圆:的左、下顶点分别为,,右焦点为,中点为,为坐标原点,交于点,且,,三点共线,则的离心率为____________.【答案】##【分析】由题得直线的方程为,直线的方程为,进而联立方程得,再结合在曲线上得,即,再解方程即可得答案.【详解】解:由题知,,,所以,直线的方程为,直线的方程为,因为交于点,且,,三点共线,所以,联立方程解得,即,由于点在曲线上,所以,,整理得,所以,解得,即的离心率为.故答案为: 13.(2022·江苏·海安高级中学二模)如图,F1,F2是平面上两点,|F1F2|=10,图中的一系列圆是圆心分别为F1,F2的两组同心圆,每组同心圆的半径依次是1,2,3,…,点A,B,C分别是其中两圆的公共点.请写出一个圆锥曲线的离心率的值为_____________,使得此圆锥曲线可以同时满足:①以F1,F2为焦点;②恰经过A,B,C中的两点.【答案】5(或)(答案不唯一)【分析】根据已知条件结合圆锥曲线的定义,分过A,C两点和过B,C两点两种情况求解即可【详解】因为,若过A,C两点,则由题意得,此时离心率.若过B,C两点,则由题意得,此时离心率.故答案为:5(或)(答案不唯一)14.(2022·天津市第四中学模拟预测)设椭圆的左焦点为F,下顶点为A,上顶点为B,是等边三角形.(1)椭圆的离心率为___________;(2)设直线:,过点且斜率为的直线与椭圆交于点(异于点),线段 的垂直平分线与直线交于点,与直线交于点,若.(i)___________;(ii)已知点,点在椭圆上,若四边形为平行四边形,则椭圆的方程___________.【答案】            【分析】根据等边三角形的性质和离心率公式,即可求出,设椭圆方程为,联立方程组,求出点,,即可求出点的坐标,根据弦长公式,结合.即可求出的值,根据四边形为平行四边形,可得,即可求出椭圆方程.【详解】解:由题意可知,,,..,设椭圆方程为,联立得解得:,则,为中点,,所以,则所在的直线方程为,令,解得,,,解得或(舍. 直线的斜率为1.,设,,四边形为平行四边形,,,,,即,又点,在椭圆上,,解得,,该椭圆方程为:.故答案为:;;15.(2022·河南平顶山·模拟预测(理))已知曲线的焦距为8,则___________.【答案】25或【分析】由题意知半焦距,再分,讨论求解.【详解】解:由题意知半焦距,当时,则曲线C为椭圆,又,所以;当时,曲线C为双曲线,所以,所以.故a的值为25或.故答案为:25或四、解答题16.(2022·湖南衡阳·二模)设椭圆的左顶点为,上顶点为.已知椭圆的离心率为.(1)求椭圆的方程; (2)设为椭圆上异于点的两动点,若直线的斜率之积为.①证明直线恒过定点,并求出该点坐标;②求面积的最大值.【答案】(1)(2)①证明见解析,定点;②【分析】(1)由题意可得,,再结合,可求出,从而可求得椭圆的方程,(2)①当直线的斜率存在时,设直线的方程为,代入椭圆方程中消去,利用根与系数的关系,再结合化简可得,从而可得或进而可求出定点,当直线的斜率不存在时,若直线过定点,求出两点坐标,求解即可,②设直线过定点为,则的面积,直线的方程为,代入椭圆方程中,消去,利用根与系数的关系,从而可表示出,化简换元后利用基本不等式可求得结果(1)由于,①又,②由①②解得,椭圆的方程为.(2)①在(1)的条件下,当直线的斜率存在时,设直线的方程为,由,消去得:,设,则,.又,由题知,则,且,则.,则, 或当时,直线的方程为,此时直线过定点,显然不适合题意,当时,直线的方程为.此时直线过定点.当直线的斜率不存在时,若直线过定点,点的坐标分别为.满足.综上,直线过定点.②不妨设直线过定点为.则的面积,设直线的方程为,联立椭圆的方程消去得,则所以.令,则因为,所以(当且仅当即),所以,即面积的最大值为.17.(2022·广东韶关·二模)已知P是离心率为的椭圆上任意一点,且P到两个焦点的距离之和为4.(1)求椭圆C的方程;(2)设点A是椭圆C的左顶点,直线AP交y轴于点D,E为线段AP的中点,在x轴上是否存在定点M,使得直线DM与OE交于Q,且点Q在一个定圆上,若存在,求点M的坐标与该圆的方程;若不存在,说明理由. 【答案】(1)(2)存在,【分析】(1)由椭圆定义和离心率可得答案;(2)设存在定点,设出直线AP的方程为.联立直线方程和椭圆方程,利用韦达定理可得直线OE的方程、直线DM方程,再联立两个方程可得答案.(1)因为,所以,又,所以,故椭圆方程为:.(2)设存在定点,满足条件.由已知,设直线AP的方程为,由消去y整理得,,所以,,时,,所以直线OE的方程为,①由中,令,得,从而,又,所以,所以直线DM方程为,②由①②消去参数k,得,即,③方程③要表示圆,当且仅当,此时圆的方程为, 时,在上述圆上,所以存在定点使直线DM与OE的交点Q在一个定圆上,且定圆方程为:.18.(2022·河北唐山·二模)已知椭圆的右焦点为F,椭圆.(1)求的离心率;(2)如图:直线交椭圆于A,D两点,交椭圆E于B,C两点.①求证:;②若,求面积的最大值.【答案】(1)(2)①证明过程见解析;②.【分析】(1)直接将椭圆转化成标准方程,然后代入离心率公式即可;(2)分别求出、的中点坐标,得出中点重合即可证明①;对于②,分别求出被椭圆截得的弦长以及到的距离,得出面积表达式,通过变形式子求出最值.(1)椭圆的标准方程为:,则椭圆的离心率为(2)对于①,设,,,,直线与联立整理得则则的中点坐标 同理可知的中点坐标.所以与中点重合,故.对于②,由①知,直线被椭圆截得弦长为把代入得,把代入得,到的距离为,则面积为:当时,的面积最大值是.【点睛】本题考查离心率的求法,考查弦长公式、中点坐标公式、面积公式等几何关系的应用,解析几何解题时应注重几何关系的寻找,对学生分析问题和解决问题的能力要求较高,属于难题.19.(2022·广东·二模)已知椭圆C:,点为椭圆的右焦点,过点F且斜率不为0的直线交椭圆于M,N两点,当与x轴垂直时,.(1)求椭圆C的标准方程.(2),分别为椭圆的左、右顶点,直线,分别与直线:交于P,Q两点,证明:四边形为菱形.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)与x轴垂直时M的坐标代入椭圆方程和联立可得答案;(2)设的方程为,,,与椭圆方程联立,由韦达定理得直线的方程、直线的方程,再由求出、,可证得可得答案.(1)由题可知. 当与x轴垂直时,不妨设M的坐标为,所以,解得,.所以椭圆C的标准方程为.(2)设的方程为,,,联立得消去x,得,易知恒成立,由韦达定理得,,由直线的斜率为,得直线的方程为,当时,,由直线的斜率为,得直线的方程为,当时,,若四边形为菱形,则对角线相互垂直且平分,下面证,因为,代入韦达定理得,所以,即PQ与相互垂直平分,所以四边形为菱形.

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发布时间:2023-09-28 06:09:01 页数:43
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