【创新设计】高考数学 第九篇 第4讲 椭圆限时训练 新人教A版

第4讲椭圆A级　基础演练(时间：30分钟　满分：55分)一、选择题(每小题5分，共20分)1．椭圆＋y2＝1的两个焦点为F1，F2，过F1作垂直于x轴的直线与椭圆相交，一个交点为P，则|PF2|＝(　　)．A.B.C.D．4解析　a2＝4，b2＝1，所以a＝2，b＝1，c＝，不妨设F1为左焦点，P在x轴上方，则F1(－，0)，设P(－，m)(m>0)，则＋m2＝1，解得m＝，所以|PF1|＝，根据椭圆定义：|PF1|＋|PF2|＝2a，所以|PF2|＝2a－|PF1|＝2×2－＝.答案　A2．(2022·江西)椭圆＋＝1(a>b>0)的左、右顶点分别是A，B，左、右焦点分别是F1，F2.若|AF1|，|F1F2|，|F1B|成等比数列，则此椭圆的离心率为(　　)．A.B.C.D.－2解析　因为A，B为左、右顶点，F1，F2为左、右焦点，所以|AF1|＝a－c，|F1F2|＝2c，|F1B|＝a＋c.又因为|AF1|，|F1F2|，|F1B|成等比数列，所以(a－c)(a＋c)＝4c2，即a2＝5c2.所以离心率e＝＝，故选B.答案　B3．(2022·嘉兴测试)已知椭圆x2＋my2＝1的离心率e∈，则实数m的取值范围是(　　)．A.B.C.∪D.∪4\n解析　椭圆标准方程为x2＋＝1.当m>1时，e2＝1－∈，解得m>；当0<m<1时，e2＝＝1－m∈，解得0<m<，故实数m的取值范围是∪.答案　C4．(2022·温州测试)已知椭圆＋＝1(a>b>0)的中心为O，左焦点为F，A是椭圆上的一点.·＝0且·＝2，则该椭圆的离心率是(　　)．A.B.C．3－D．3＋解析　因为·＝0，且·＝·(－)，所以·＝2，所以||＝||＝c，所以||＝c，且∠AOF＝45°，设椭圆的右焦点是F′，在△AOF′中，由余弦定理可得AF′＝c，由椭圆定义可得AF＋AF′＝c＋c＝2a，即(1＋)c＝2a，故离心率e＝＝＝.答案　A二、填空题(每小题5分，共10分)5．(2022·青岛模拟)设椭圆＋＝1(m>0，n>0)的右焦点与抛物线y2＝8x的焦点相同，离心率为，则此椭圆的方程为________．解析　抛物线y2＝8x的焦点为(2,0)，∴m2－n2＝4①，e＝＝，∴m＝4，代入①得，n2＝12，∴椭圆方程为＋＝1.答案　＋＝16．(2022·佛山模拟)在等差数列{an}中，a2＋a3＝11，a2＋a3＋a4＝21，则椭圆C：＋＝1的离心率为________．解析　由题意，得a4＝10，设公差为d，则a3＋a2＝(10－d)＋(10－2d)＝20－3d＝11，∴d＝3，∴a5＝a4＋d＝13，a6＝a4＋2d＝16>a5，∴e＝＝.4\n答案　三、解答题(共25分)7．(12分)已知F1，F2分别是椭圆＋＝1(a>b>0)的左、右焦点，A是椭圆上位于第一象限内的一点，·＝0，若椭圆的离心率等于.(1)求直线AO的方程(O为坐标原点)；(2)直线AO交椭圆于点B，若三角形ABF2的面积等于4，求椭圆的方程．解　(1)由·＝0，知AF2⊥F1F2，∵椭圆的离心率等于，∴c＝a，可得b2＝a2.设椭圆方程为x2＋2y2＝a2.设A(x0，y0)，由·＝0，知x0＝c，∴A(c，y0)，代入椭圆方程可得y0＝a，∴A，故直线AO的斜率k＝，直线AO的方程为y＝x.(2)连接AF1，BF1，AF2，BF2，由椭圆的对称性可知，S△ABF2＝S△ABF1＝S△AF1F2，∴·2c·a＝4.又由c＝a，解得a2＝16，b2＝16－8＝8.故椭圆方程为＋＝1.8．(13分)设F1，F2分别为椭圆C：＋＝1(a>b>0)的左、右焦点，过F2的直线l与椭圆C相交于A，B两点，直线l的倾斜角为60°，F1到直线l的距离为2.(1)求椭圆C的焦距；(2)如果＝2，求椭圆C的方程．解　(1)设椭圆C的焦距为2c，由已知可得F1到直线l的距离c＝2，故c＝2.所以椭圆C的焦距为4.4\n(2)设A(x1，y1)，B(x2，y2)，由＝2及l的倾斜角为60°，知y1<0，y2>0，直线l的方程为y＝(x－2)．由消去x，整理得(3a2＋b2)y2＋4b2y－3b4＝0.解得y1＝，y2＝.因为＝2，所以－y1＝2y2，即＝2·，解得a＝3.而a2－b2＝4，所以b2＝5.故椭圆C的方程为＋＝1.4B级　能力突破(时间：30分钟　满分：45分)4\n一、选择题(每小题5分，共10分)1.(2022·厦门质检)已知F是椭圆C：＋＝1(a>b>0)的右焦点，点P在椭圆C上，线段PF与圆2＋y2＝相切于点Q，且＝2Q，则椭圆C的离心率等于(　　)．A.B.C.D.解析　记椭圆的左焦点为F′，圆2＋y2＝的圆心为E，连接PF′，QE.∵|EF|＝|OF|－|OE|＝c－＝，＝2Q，∴＝＝，∴PF′∥QE，∴＝，且PF′⊥PF.又∵|QE|＝(圆的半径长)，∴|PF′|＝b.据椭圆的定义知：|PF′|＋|PF|＝2a，∴|PF|＝2a－b.∵PF′⊥PF，∴|PF′|2＋|PF|2＝|F′F|2，∴b2＋(2a－b)2＝(2c)2，∴2(a2－c2)＋b2＝2ab，∴3b2＝2ab，∴b＝，c＝＝a，＝，∴椭圆的离心率为.答案　A2．(2022·山东)已知椭圆C：＋＝1(a＞b＞0)的离心率为.双曲线x2－y2＝1的渐近线与椭圆C有四个交点，以这四个交点为顶点的四边形的面积为16，则椭圆C的方程为(　　)．A.＋＝1B.＋＝1C.＋＝1D.＋＝1\n解析　因为椭圆的离心率为，所以e＝＝，c2＝a2，c2＝a2＝a2－b2，所以b2＝a2，即a2＝4b2.双曲线的渐近线方程为y＝±x，代入椭圆方程得＋＝1，即＋＝＝1，所以x2＝b2，x＝±b，y2＝b2，y＝±b，则在第一象限双曲线的渐近线与椭圆C的交点坐标为，所以四边形的面积为4×b×b＝b2＝16，所以b2＝5，所以椭圆方程为＋＝1.答案　D二、填空题(每小题5分，共10分)3．(2022·泰安一模)F1，F2为双曲线C：－＝1(a>0，b>0)的焦点，A，B分别为双曲线的左、右顶点，以F1F2为直径的圆与双曲线的渐近线在第一象限的交点为M，且满足∠MAB＝30°，则该双曲线的离心率为________．解析　如图，以F1F2为直径的圆为x2＋y2＝c2，双曲线的渐近线为y＝x.由得M(a，b)，∴△MAB为直角三角形．∴在Rt△MAB中，tan30°＝＝＝.∴＝.∴e＝＝＝.答案　4.如图，∠OFB＝，△ABF的面积为2－，则以OA为长半轴，OB为短半轴，F为一个焦点的椭圆方程为________．解析　设标准方程为＋＝1(a>b>0)，由题可知，|OF|＝c，|OB|＝b，∴|BF|＝a，∵∠OFB＝，∴＝，a＝2b.S△ABF＝·|AF|·|BO|＝(a－c)·b\n＝(2b－b)b＝2－，∴b2＝2，∴b＝，∴a＝2，∴椭圆的方程为＋＝1.答案　＋＝1三、解答题(共25分)5．(12分)(2022·南京二模)如图，在平面直角坐标系xOy中，椭圆C：＋＝1(a>b>0)的离心率为，以原点为圆心，椭圆C的短半轴长为半径的圆与直线x－y＋2＝0相切．(1)求椭圆C的方程；(2)已知点P(0,1)，Q(0,2)．设M，N是椭圆C上关于y轴对称的不同两点，直线PM与QN相交于点T.求证：点T在椭圆C上．(1)解　由题意知，b＝＝.因为离心率e＝＝，所以＝＝.所以a＝2.所以椭圆C的方程为＋＝1.(2)证明　由题意可设M，N的坐标分别为(x0，y0)，(－x0，y0)，则直线PM的方程为y＝x＋1，①直线QN的方程为y＝x＋2.②法一　联立①②解得x＝，y＝，即T.由＋＝1，可得x＝8－4y.因为2＋2＝＝＝＝＝1，所以点T的坐标满足椭圆C的方程，即点T在椭圆C上．\n法二　设T(x，y)，联立①②解得x0＝，y0＝.因为＋＝1，所以2＋2＝1.整理得＋＝(2y－3)2，所以＋－12y＋8＝4y2－12y＋9，即＋＝1.所以点T坐标满足椭圆C的方程，即点T在椭圆C上．6．(13分)(2022·重庆)如图，设椭圆的中心为原点O，长轴在x轴上，上顶点为A，左、右焦点分别为F1，F2，线段OF1，OF2的中点分别为B1，B2，且△AB1B2是面积为4的直角三角形．(1)求该椭圆的离心率和标准方程；(2)过B1作直线l交椭圆于P，Q两点，使PB2⊥QB2，求直线l的方程．解　(1)如图，设所求椭圆的标准方程为＋＝1(a＞b＞0)，右焦点为F2(c,0)．因△AB1B2是直角三角形，又|AB1|＝|AB2|，故∠B1AB2为直角，因此|OA|＝|OB2|，得b＝.结合c2＝a2－b2得4b2＝a2－b2，故a2＝5b2，c2＝4b2，所以离心率e＝＝.在Rt△AB1B2中，OA⊥B1B2，故S△AB1B2＝·|B1B2|·|OA|＝|OB2|·|OA|＝·b＝b2.由题设条件S△AB1B2＝4得b2＝4，从而a2＝5b2＝20.因此所求椭圆的标准方程为：＋＝1.(2)由(1)知B1(－2,0)，B2(2,0)．由题意知直线l的倾斜角不为0，故可设直线l的方程为x＝my－2.代入椭圆方程得(m2＋5)y2－4my－16＝0.设P(x1，y1)，Q(x2，y2)，则y1，y2是上面方程的两根，\n因此y1＋y2＝，y1·y2＝－，又＝(x1－2，y1)，＝(x2－2，y2)，所以·＝(x1－2)(x2－2)＋y1y2＝(my1－4)(my2－4)＋y1y2＝(m2＋1)y1y2－4m(y1＋y2)＋16＝－－＋16＝－，由PB2⊥QB2，得·＝0，即16m2－64＝0，解得m＝±2.所以满足条件的直线有两条，其方程分别为x＋2y＋2＝0和x－2y＋2＝0.特别提醒：教师配赠习题、课件、视频、图片、文档等各种电子资源见《创新设计·高考总复习》光盘中内容.