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直線與橢圓的位置關(guān)系
一、選擇題(本大題共12小題)
1. 設(shè)F1,F(xiàn)2是橢圓x24+y2b2=1的左、右焦點(diǎn),過(guò)F1的直線l交橢圓于A,B兩點(diǎn),若|AF2|+|BF2|最大值為5,則橢圓的離心率為( ?。?
A. 12 B. 22 C. 5?12 D. 32
2. 橢圓4x2+y2=2上的點(diǎn)到直線2x-y-8=0 的距離的最小值為( )
A. 655 B. 355 C. 3 D. 6
3. 已知直線2kx-y+1=0與橢圓x29+y2m=1恒有公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的取值范圍( )
A. (1,9] B. [1,+∞) C. [1,9)
2、∪(9,+∞) D. (9,+∞)
4. 如果橢圓x236+y29=1的弦被點(diǎn)(2,2)平分,那么這條弦所在的直線的方程是( )
A. x+4y=0 B. x+4y-10=0 C. x+4y-6=0 D. x-4y-10=0
5. 點(diǎn)P(x,y)是橢圓2x2+3y2=12上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則x+2y的最大值為( ?。?
A. 22 B. 23 C. 11 D. 22
6. 過(guò)橢圓x2a2+y2b2=1(0<b<a)中心的直線與橢圓交于A、B兩點(diǎn),右焦點(diǎn)為F2(c,0),則△ABF2的最大面積是( )
A. ab B. bc C. ac D. b2
7. 點(diǎn)M為橢圓x29+y24=
3、1上一點(diǎn),則M到直線的距離x+2y-10=0最小值為( ?。?
A. 35 B. 25 C. 5 D. 52
8. 橢圓4x2+9y2=144內(nèi)有一點(diǎn)P(3,2),則以P為中點(diǎn)的弦所在直線的斜率為( )
A. ?23 B. ?32 C. ?49 D. ?94
9. 已知直線l:x-3y+3=0與橢圓C:x24+y23=1交于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B分別作l的垂線與x軸交于C,D兩點(diǎn),則|CD|=( )
A. 3 B. 1613 C. 3213 D. 3013
10. 已知橢圓x26+y22=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,直線l:y=kx+m與橢圓相切,記F1,F(xiàn)2到直線l的距離分別
4、為d1,d2,則d1d2的值是( ?。?
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
11. 已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率為22,直線x=2與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且OA⊥OB,則橢圓的方程為( ?。?
A. x22+y2=1 B. x24+y22=1 C. x28+y24=1 D. x26+y23=1
12. 過(guò)橢圓x24+y23=1a>b>0的一焦點(diǎn)F作垂直于長(zhǎng)軸的橢圓的弦,則此弦長(zhǎng)為(? )
A. 34 B. 3 C. 23 D. 833
二、填空題(本大題共6小題)
13. 已知直線y=x-1與橢圓x24+y23=1交于A、B兩點(diǎn),則線段
5、AB的長(zhǎng)為_(kāi)_____.
14. 已知橢圓C:x23+y2=1,斜率為1的直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),且|AB|=322,則直線l的方程為_(kāi)_____ .
15. 若過(guò)橢圓x216+y24=1內(nèi)一點(diǎn)(2,1)的弦被該點(diǎn)平分,則該弦所在直線的方程是__________.
16. 若直線y=2x+b與橢圓x24+y2=1無(wú)公共點(diǎn),則b的取值范圍為_(kāi)_____ .
17. 斜率為1的直線與橢圓x22+y2=1相交與A,B兩點(diǎn),則|AB|的最大值為_(kāi)_____.
18. 已知點(diǎn)P(x,y)是橢圓x24+y29=1上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則點(diǎn)P到直線2x+y-10=0的距離的最小值為_(kāi)_____ .
6、
三、解答題(本大題共6小題)
19. 已知橢圓E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1,32),且離心率e=12
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)橢圓E的右頂點(diǎn)為A,若直線l:y=kx+m與橢圓E相交于M、N兩點(diǎn)(異于A點(diǎn)),且滿足MA⊥NA,試證明直線l經(jīng)過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).
20. 在平面xOy中,已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)過(guò)點(diǎn)P(2,1),且離心率e=32.
(1)求橢圓C的方程;(2)直線l?方程為y=12x+m,直線l?與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),求△PAB面積的最大值.
21. 已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)
7、的右焦點(diǎn)為F(1,0),且點(diǎn)P(1,32)在橢圓C上,O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)過(guò)定點(diǎn)T(0,2)的直線l與橢圓C交于不同的兩點(diǎn)A、B,且∠AOB為銳角,求直線l的斜率k的取值范圍.
22. 已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左右焦點(diǎn)分別為F1、F2,左頂點(diǎn)為A,若|F1F2|=2,橢圓的離心率為e=12
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)若P是橢圓上的任意一點(diǎn),求PF1?PA的取值范圍.
23. 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)為F(-1,0),且經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1,32).
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2
8、)已知橢圓的弦AB過(guò)點(diǎn)F,且與x軸不垂直.若D為x軸上的一點(diǎn),DA=DB,求ABDF的值.
24. 已知F1,F(xiàn)2分別為橢圓C:x28+y22=1的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)P(x0,y0)在橢圓C上.
(1)求PF1?PF2的最小值;(2)設(shè)直線l的斜率為12,直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),若點(diǎn)P在第一象限,且PF1?PF2=?1,求△ABP面積的最大值.
答案和解析
1.【答案】A
2.【答案】A
3.【答案】C
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】A
9.【答案】C
10.【答案】B
11.【答案】D
12.【答案】B
1
9、3.【答案】247
14.【答案】y=x±1
15.【答案】x+2y-4=0
16.【答案】b<?22或b>22
17.【答案】433
18.【答案】
19.解:(1)由橢圓離心率e=ca=12,則a=2c,b2=a2-c2=3c2,
將(1,-32)代入橢圓方程:x24c2+y23c2=1,解得:c=1,則a2=4,b2=3,
橢圓方程為x24+y23=1…
(2)證明:設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
由y=kx+mx24+y23=1,整理得(3+4k2)x2+8mkx+4(m2-3)=0,
則x1+x2=-8mk3+4k2,x1?x2=4(m2?3)3+4k2,且△=64m
10、2k2-16(3+4k2)(m2-3)>0,即3+4k2-m2>0,
∵以MN為直徑的圓過(guò)橢圓的右頂點(diǎn)A
∴AM⊥AN,即AM?AN=0,則(x1-2,y1)(x2-2,y2)=0,即y1y2+x1x2-2(x1+x2)+4=0,
又y1y2=(kx1+m)?(kx2+m)=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2=3(m2?4k2)3+4k2,
∴4(m2?3)3+4k2+3(m2?4k2)3+4k2+2×8mk3+4k2+4=0,
化簡(jiǎn)得,7m2+4k2+16mk=0
解得m=-2k或m=-2k7且均滿足3+4k2-m2>0
當(dāng)m=-2k時(shí),L:y=k(x-2),直線過(guò)定點(diǎn)(2,0)與已知矛
11、盾;
當(dāng)m=-2k7時(shí),L;y=k(x-27),直線過(guò)定點(diǎn)(27,0),
綜上,直線l過(guò)定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為(27,0).
20.解:(1)橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)過(guò)點(diǎn)P(2,1),且離心率e=32.
可得:4a2+1a2?c2=1ca=32,解得a=22,c=6,則b=2,
橢圓方程為:x28+y22=1.
(2)設(shè)直線方程為y=12x+m,A(x1,y1)、B(x2,y2),
聯(lián)立方程組y=12x+mx28+y22=1整理得:x2+2mx+2m2-4=0,x1+x2=-2m,x1x2=2m2-4,
利用弦長(zhǎng)公式得:|AB|=5(4?m2),
由點(diǎn)線距離公式得到P到l的距離
12、d=2|m|5.
S=12|AB|?d=12?5(4?m2)?2|m|5=m2(4?m2)≤m2+(4?m2)2=2.
當(dāng)且僅當(dāng)m2=2,即m=±2時(shí)取到最大值.最大值為:2.
21.解:(1)由題意,得c=1,所以a2=b2+1.
因?yàn)辄c(diǎn)P(1,32)在橢圓C上,所以1a2+94b2=1,可解得a2=4,b2=3.
則橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為x24+y23=1.
(2)設(shè)直線l的方程為y=kx+2,點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),
由x24+y23=1y=kx+2,得(4k2+3)x2+16kx+4=0.
因?yàn)椤?48(4k2-1)>0,所以k2>14,
由根與系數(shù)的關(guān)系,得x1+x2=?
13、16k4k2+3,x1x2=44k2+3.
因?yàn)椤螦OB為銳角,所以O(shè)A?OB>0,即x1x2+y1y2>0.
所以x1x2+(kx1+2)(kx2+2)>0,
即(1+k2)x1x2+2k(x1+x2)+4>0,(1+k2)?44k2+3+2k??16k4k2+3+4>0?12k2+164k2+3>0
所以k2<43.
綜上14<k2<43,
解得?233<k<?12或12<k<233.
所以,所求直線的斜率的取值范圍為?233<k<?12或12<k<233.
22.解:(1)由題意,∵|F1F2|=2,橢圓的離心率為e=12
∴c=1,a=2,
∴b=3,
∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為x24+y
14、23=1???…(2設(shè)P(x0,y0),則
∵A(-2,0),F(xiàn)1(-1,0),
∴PF1?PA=(-1-x0)(-2-x0)+y02=14x2+3x+5,
由橢圓方程得-2≤x≤2,二次函數(shù)開(kāi)口向上,對(duì)稱(chēng)軸x=-6<-2
當(dāng)x=-2時(shí),取最小值0,
當(dāng)x=2時(shí),取最大值12.
∴PF1?PA的取值范圍是[0,12]…
23.解:(1)由題意,F(xiàn)(-1,0),右焦點(diǎn)F2(1,0),且經(jīng)過(guò)P(1,32),
由丨PF丨+丨PF2丨=2a,即2a=4,則a=2,
b2=a2-c2=3,∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程x24+y23=1;
(2)設(shè)直線AB的方程為y=k(x+1).
①若k=0時(shí),丨AB丨=2a=4
15、,丨FD丨=丨FO丨=1,
∴ABDF=4.
②若k≠0時(shí),A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中點(diǎn)為M(x0,y0),
y=k(x+1)x24+y23=1,整理得:(4k2+3)x2+8k2x+4k2-12=0,
∴x1+x2=-8k23+4k2,則x0=-4k23+4k2,則y0=k(x0+1)=3k3+4k2.
則AB的垂直平分線方程為y-3k3+4k2=-1k(x+4k23+4k2),
由丨DA丨=丨DB丨,則點(diǎn)D為AB的垂直平分線與x軸的交點(diǎn),
∴D(-k23+4k2,0),
∴丨DF丨=-k23+4k2+1=3+3k23+4k2,
由橢圓的左準(zhǔn)線的方程為x=-4,離心率為12
16、,由丨AF丨x1+4=12,得丨AF丨=12(x1+4),
同理丨BF丨=12(x2+4),
∴丨AB丨=丨AF丨+丨BF丨=12(x1+x2)+4=12+12k23+4k2,
∴ABDF=4
則綜上,得ABDF的值為4.
24.解:(Ⅰ)∵F1,F(xiàn)2分別為橢圓C:x28+y22=1的左、右焦點(diǎn),
∴F1(?6,0),F(xiàn)2(6,0),
∴PF1=(?6?x0,?y0),PF2=(6?x0,y0),
∴PF1?PF2=x02+y02?6;
又點(diǎn)P(x0,y0)在橢圓C上,∴x028+y022=1,即y02=2?x024,
∴PF1?PF2=x02+2?x024?6=?4+3x024(?22≤x
17、0≤22),
∴當(dāng)x0=0時(shí),PF1?PF2的最小值為-4;
(Ⅱ)設(shè)l的方程為y=12x+b,點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),
由x28+y22=1y=12x+b,消去y得x2+2bx+2b2-4=0,
令△=4b2-8b2+16>0,解得-2<m<2;
由根與系數(shù)的關(guān)系得x1+x2=-2b,x1x2=2b2?4,
由弦長(zhǎng)公式得|AB|=1+14(x1+x2)2?4x1x2=5(4?b2),
又點(diǎn)P到直線l的距離為d=|b|1+14=2|b|5,
∴S△PAB=12|AB|d=12×2|b|5×5(4?b2)=b2(4?b2)≤b2+4?b22=2,
當(dāng)且僅當(dāng)b=±2時(shí),等號(hào)成立,
∴△PAB面積最大值為2.
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