《2020版高考數(shù)學一輪復(fù)習 課后限時集訓(xùn)48 直線與橢圓的位置關(guān)系 理(含解析)新人教A版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考數(shù)學一輪復(fù)習 課后限時集訓(xùn)48 直線與橢圓的位置關(guān)系 理(含解析)新人教A版(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、課后限時集訓(xùn)(四十八) 直線與橢圓的位置關(guān)系
(建議用時:60分鐘)
A組 基礎(chǔ)達標
一、選擇題
1.直線y=x+2與橢圓+=1有兩個公共點,則m的取值范圍是( )
A.(1,+∞) B.(1,3)∪(3,+∞)
C.(3,+∞) D.(0,3)∪(3,+∞)
B [由得(3+m)x2+4mx+m=0,
由題意可知
解得又m>0,且m≠3,
∴m>1且m≠3.故選B.]
2.中心為(0,0),一個焦點為F(0,5)的橢圓,截直線y=3x-2所得弦中點的橫坐標為,則該橢圓的方程是( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
C [由題意可
2、設(shè)橢圓的標準方程為+=1(a>b>0),
則a2-b2=50.(*)
設(shè)直線y=3x-2與橢圓的兩個交點分別為A(x1,y1),B(x2,y2),易知
①-②得+=0,
又由題意可知,弦中點的坐標為,
故x1+x2=1,y1+y2=-1.
又kAB==3,
故+=0,∴a2=3b2,
結(jié)合(*)得a2=75,b2=25,
即該橢圓的方程為+=1,故選C.]
3.(2017·全國卷Ⅲ)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右頂點分別為A1,A2,且以線段A1A2為直徑的圓與直線bx-ay+2ab=0相切,則C的離心率為( )
A. B.
C. D.
A [
3、由題意知以A1A2為直徑的圓的圓心為(0,0),半徑為a.
又直線bx-ay+2ab=0與圓相切,
∴圓心到直線的距離d==a,解得a=b,
∴=,
∴e=====.
故選A.]
4.(2018·石家莊二模)傾斜角為的直線經(jīng)過橢圓+=1(a>b>0)的右焦點F,與橢圓交于A,B兩點,且=2,則該橢圓的離心率為( )
A. B.
C. D.
B [由題意可知,直線的方程為y=x-c,與橢圓方程聯(lián)立得∴(b2+a2)y2+2b2cy-b4=0,由于直線過橢圓的右焦點,故必與橢圓有交點,則Δ>0.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則又=2,∴(c-x1,-y1)=2(
4、x2-c,y2),
∴-y1=2y2,可得∴=,∴e=,故選B.]
5.(2019·合肥模擬)如圖,橢圓+=1(a>0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,過F1的直線交橢圓于M,N兩點,交y軸于點H.若F1,H是線段MN的三等分點,則△F2MN的周長為( )
A.20 B.10
C.2 D.4
D [由F1,H是線段MN的三等分點,得H是F1N的中點,又F1(-c,0),∴點N的橫坐標為c,聯(lián)立方程,得得N,∴H,M.把點M的坐標代入橢圓方程得+=1,化簡得c2=,又c2=a2-4,∴=a2-4,解得a2=5,∴a=.由橢圓的定義知|NF2|+|NF1|=|MF2|+|MF1|
5、=2a,∴△F2MN的周長為|NF2|+|MF2|+|MN|=|NF2|+|MF2|+|NF1|+|MF1|=4a=4,故選D.]
二、填空題
6.過橢圓C:+=1的左焦點F作傾斜角為60°的直線l與橢圓C交于A,B兩點,則+等于________.
[由題意可知F(-1,0),故l的方程為y=(x+1).
由得5x2+8x=0,∴x=0或-.
∴A(0,),B.
又F(-1,0),∴|AF|=2,|BF|=,
∴+=.]
7.已知橢圓C:9x2+y2=m2(m>0),直線l不過原點O且不平行于坐標軸,l與C有兩個交點A,B,線段AB的中點為M,則直線OM的斜率與直線l的斜率的
6、乘積為________.
-9 [設(shè)直線l:y=kx+b(k≠0,b≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM).將y=kx+b代入9x2+y2=m2,
得(k2+9)x2+2kbx+b2-m2=0,
得xM==-,yM=kxM+b=,
故直線OM的斜率kOM==-,
即kOM·k=-9,所以直線OM的斜率與直線l的斜率的乘積為-9.]
8.(2018·銅川一模)已知橢圓+=1的左焦點為F,直線x=m與橢圓交于點A,B,當△FAB的周長最大時,△FAB的面積是________.
3 [如圖,設(shè)橢圓的右焦點為E,連接AE,BE.由橢圓的定義得,△FAB的周長為|AB
7、|+|AF|+|BF|=|AB|+(2a-|AE|)+(2a-|BE|)=4a+|AB|-|AE|-|BE|.∵|AE|+|BE|≥|AB|,∴|AB|-|AE|-|BE|≤0,∴|AB|+|AF|+|BF|=4a+|AB|-|AE|-|BE|≤4a.當直線AB過點E時取等號,此時直線x=m=c=1,把x=1代入橢圓+=1得y=±,∴|AB|=3.∴當△FAB的周長最大時,△FAB的面積是×3×|EF|=×3×2=3.]
三、解答題
9.如圖,橢圓C:+=1(a>b>0)的右焦點為F,右頂點、上頂點分別為A,B,且|AB|=|BF|.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)若斜率為2的直線l
8、過點(0,2),且l交橢圓C于P,Q兩點,OP⊥OQ,求直線l的方程及橢圓C的方程.
[解] (1)由已知|AB|=|BF|,
即=a,
4a2+4b2=5a2,4a2+4(a2-c2)=5a2,
∴3a2=4c2,
∴e==.
(2)由(1)知a2=4b2,
∴橢圓C:+=1.
設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),
直線l的方程為y-2=2(x-0),
即2x-y+2=0.
由消去y,
得x2+4(2x+2)2-4b2=0,
即17x2+32x+16-4b2=0.
Δ=322+16×17(b2-4)>0,
解得b>.
x1+x2=-,x1x2=.
∵OP⊥
9、OQ,∴·=0,
即x1x2+y1y2=0,x1x2+(2x1+2)(2x2+2)=0,
5x1x2+4(x1+x2)+4=0.
從而-+4=0,
解得b=1,滿足b>.
∴橢圓C的方程為+y2=1.
綜上可知,直線l的方程為2x-y+2=0,
橢圓C的方程為+y2=1.
10.已知A,B分別為橢圓C:+=1(a>b>0)在x軸正半軸、y軸正半軸上的頂點,原點O到直線AB的距離為,且|AB|= .
(1)求橢圓C的離心率;
(2)直線l:y=kx+m與圓x2+y2=2相切,并與橢圓C交于M,N兩點,若|MN|=,求k的值.
[解] (1)由|AB|==,
=,a>b>0
10、,
計算得出a=2,b=,則橢圓C的離心率為e==.
(2)由(1)知橢圓方程為+=1,設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),則消去y得,(3k2+4)x2+6kmx+3m2-12=0,直線l與橢圓相交,則Δ>0,即48(3k2-m2+4)>0,
且x1+x2=-,x1x2=.
又直線l與圓x2+y2=2相切,
則=,即m2=2(k2+1).
而|MN|=·
=
==,
又|MN|=,
所以=,
即5k4-3k2-2=0,解得k=±1,且滿足Δ>0,故k的值為±1.
B組 能力提升
1.已知橢圓E:+=1(a>b>0)的右焦點為F,短軸的一個端點為M,直線l:3x-4
11、y=0交橢圓E于A,B兩點.若|AF|+|BF|=4,點M到直線l的距離不小于,則橢圓E的離心率的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
A [根據(jù)橢圓的對稱性及橢圓的定義可得A,B兩點到橢圓左、右焦點的距離和為4a=2(|AF|+|BF|)=8,所以a=2.又d=≥,所以1≤b<2,所以e===.因為1≤b<2,所以0<e≤.]
2.已知橢圓+=1(a>b>0)的一條弦所在的直線方程是x-y+5=0,且弦的中點是M(-4,1),則橢圓的離心率是( )
A. B.
C. D.
C [設(shè)直線x-y+5=0與橢圓+=1相交于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點
12、,因為AB的中點是M(-4,1),所以x1+x2=-8,y1+y2=2.易知直線AB的斜率k==1.因為所以兩式相減可得+=0,所以=-·,所以=,于是橢圓的離心率e===,故選C.]
3.已知橢圓C:+=1(a>b>0)與直線y=x+3只有一個公共點,且橢圓的離心率為,則橢圓C的方程為________.
+=1 [將直線方程y=x+3代入C的方程并整理得(a2+b2)x2+6a2x+9a2-a2b2=0,由橢圓與直線只有一個公共點得,Δ=(6a2)2-4(a2+b2)(9a2-a2b2)=0,化簡得a2+b2=9.又由橢圓的離心率為,所以==,則=,解得a2=5,b2=4,所以橢圓方程為
13、+=1.]
4.已知橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,以F1F2為直徑的圓與直線ax+2by-ab=0相切.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)如圖,過F1作直線l與橢圓分別交于P,Q兩點,若△PQF2的周長為4,求·的最大值.
[解] (1)由題意得=c,
即3a2b2=c2(a2+4b2)=(a2-b2)(a2+4b2),
所以a2=2b2,所以橢圓C的離心率e=.
(2)因為△PQF2的周長為4,
所以4a=4,所以a=,
由(1)易知b=1,則橢圓C的方程為+y2=1,且焦點F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0),
①若直線l斜率不存在,則可得l⊥x軸,
方程為x=-1,P,Q,
=,=,
故·=;
②若直線l斜率存在,設(shè)直線l的方程為y=k(x+1)(k≠0),
由消去y得
(2k2+1)x2+4k2x+2k2-2=0,
設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),
則x1+x2=-,x1x2=,
·=(x1-1,y1)(x2-1,y2)
=(x1-1)(x2-1)+y1y2,
則·=(k2+1)x1x2+(k2-1)(x1+x2)+k2+1
=(k2+1)+(k2-1)+k2+1
==-,由k2>0可得·∈,結(jié)合當k不存在時的情況,得·∈,
所以·的最大值是.
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