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1、第八章 第五節(jié) 橢圓
一、選擇題
1.已知F1,F(xiàn)2是橢圓+=1的兩焦點,過點F2的直線交橢圓于A,B兩點.
在△AF1B中,若有兩邊之和是10,則第三邊的長度為 ( )
A.6 B.5
C.4 D.3
解析:根據(jù)橢圓定義,知△AF1B的周長為4a=16,故所求的第三邊的長度為16-10=6.
答案:A
2.若直線mx+ny=4和圓O:x2+y2=4沒有交點,則過點(m,n)的直線與橢圓+=1的交點個數(shù)為
2、 ( )
A.至多一個 B.2個
C.1個 D.0個
解析:∵直線mx+ny=4和圓O:x2+y2=4沒有交點,
∴>2,∴m2+n2<4,∴+<+=1-m2<1,∴點(m,n)在橢圓+=1的內(nèi)部,
∴過點(m,n)的直線與橢圓+=1的交點個數(shù)為2個.
答案:B
3.(2020·濰坊模擬)已知橢圓C1:+=1(a>b>0)與雙曲線C2:x2-=1有公共的焦點,C2的一條漸近線與以C1的長軸為直徑的圓相交于A,B兩點.若C1恰好將線段AB三等分,則
3、 ( )
A.a(chǎn)2= B.a(chǎn)2=13
C.b2= D.b2=2
解析:如圖所示
設(shè)直線AB與橢圓C1的一個交點為C(靠近A的交點),則|OC|=,因tan∠COx=2,
∴sin∠COx=,cos∠COx=,
則C的坐標(biāo)為(,),代入橢圓方程得+=1,∵5=a2-b2,∴b2=.
答案:C
4.已知橢圓+y2=1的左、右焦點分別為F1、F2,點M在該橢圓上,且
· =0,則點M到y(tǒng)軸的距離為( )
A. B.
C. D.
解析:由題意,得F1(-,0),F(xiàn)2(,0).設(shè)M(x,y),則
4、 · =
(--x,-y)·(-x,-y)=0,整理得x2+y2=3 ①.又因為點M在橢圓上,故+y2=1,即y2=1- ②.將②代入 ①,得x2=2,解得x=±.故點M到y(tǒng)軸的距離為.
答案:B
5.方程為+=1(a>b>0)的橢圓的左頂點為A,左、右焦點分別為F1、F2,D是它短軸上的一個端點,若3 = +2 ,則該橢圓的離心率為 ( )
A. B.
C. D.
解析:設(shè)點D(0,b), 則 =(-c,-b), =(-a,-b), =(c,-b),由3 = +2 得-3c=-a+2c,即a=5c,故e=.
答案:D
6.已知橢圓E:+=
5、1,對于任意實數(shù)k,下列直線被橢圓E截得的弦長與l:y=kx+1被橢圓E截得的弦長不可能相等的是 ( )
A.kx+y+k=0 B.kx-y-1=0
C.kx+y-k=0 D.kx+y-2=0
解析:A選項中,當(dāng)k=-1時,兩直線關(guān)于y軸對稱,兩直線被橢圓E截得的弦長相等;B選項中,當(dāng)k=1時,兩直線平行,兩直線被橢圓E截得的弦長相等;C選項中,當(dāng)k=1時,兩直線關(guān)于y軸對稱,兩直線被橢圓E截得的弦長相等.
答案:D
二、填空題
7.(2020·鹽城模擬)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知橢圓+=
6、1(a>b>0)的左頂點為A,左焦點為F,上頂點為B,若∠BAO+∠BFO=90°,則橢圓的離心率是________.
解析:∵∠BAO+∠BFO=90°,
∴∠BAO=∠FBO.
∴=.
即OB2=OA·OF,
∴b2=ac.
∴a2-c2-ac=0.
∴e2+e-1=0.
∴e==.
又∵0
7、,
所以|PM|+|PF1|≤2×5+5=15.
答案:15
9.(2020·浙江高考)設(shè)F1,F(xiàn)2分別為橢圓+y2=1的左、右焦點,點A,B在橢圓上,若 =5 ,則點A的坐標(biāo)是________.
解析:根據(jù)題意設(shè)A點坐標(biāo)為(m,n),B點坐標(biāo)為(c,d).F1、F2分別為橢圓的左、右焦點,其坐標(biāo)分別為
(-,0)、(,0),可得 =(m+,n) =(c-,d).∵ =5 ,∴c=,d=.∵點A、B都在橢圓上,∴+n2=1,+()2=1.解得m=0,n=±1,故點A坐標(biāo)為(0,±1).
答案:(0,±1)
三、解答題
10.(2020·陜西高考)設(shè)橢圓C∶+=1(a>b>0)過
8、點(0,4),離心率為.
(1)求C的方程;
(2)求過點(3,0)且斜率為的直線被C所截線段的中點坐標(biāo).
解:(1)將(0,4)代入C的方程得=1,∴b=4,
由e==得=,
即1-=,∴a=5,
∴C的方程為+=1.
(2)過點(3,0)且斜率為的直線方程為 y =(x-3),設(shè)直線與C的交點為A(x1,y1),B(x2,y2),將直線方程y=(x-3)代入C的方程,得+=1,即x2-3x-8=0,解得
x1=,x2=,
∴AB的中點坐標(biāo)==,
==(x1+x2-6)=-,
即中點坐標(biāo)為(,-).
11.(2020·江蘇高考)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,M、N分
9、別是橢圓+=1的頂點,過坐標(biāo)原點的直線交橢圓于P、A兩點,其中點P在第一象限,過P作x軸的垂線,垂足為C.連接AC,并延長交橢圓于點B.設(shè)直線PA的斜率為k.
(1)當(dāng)直線PA平分線段MN時,求k的值;
(2)當(dāng)k=2時,求點P到直線AB的距離d;
(3)對任意的k>0,求證:PA⊥PB.
解:由題設(shè)知,a=2,b=,故M(-2,0),N(0,-),所以線段MN中點的坐標(biāo)為(-1,-).
由于直線PA平分線段MN,故直線PA過線段MN的中點,又直線PA過坐標(biāo)原點,所以k==.
(2)直線PA的方程為y=2x,代入橢圓方程得+=1,解得x=±,因此P(,),A(-,-).于是C(,0
10、),直線AC的斜率為=1,故直線AB的方程為x-y-=0.
因此,d==.
(3)證明:法一:將直線PA的方程y=kx代入+=1,解得x=±記μ=,則P(μ,μk),A(-μ,-μk).于是C(μ,0).
故直線AB的斜率為=,
其方程為y=(x-μ), 代入橢圓方程并由μ=得(2+k2)x2-2μk2x-μ2(3k2+2)=0,解得x=或x=-μ.因此B(,).
于是直線PB的斜率k1===-.
因此k1k=-1,所以PA⊥PB.
法二:設(shè)P(x1,y1),B(x2,y2),則x1>0,x2>0,x1≠x2,A(-x1,-y1),C(x1,0).設(shè)直線PB,AB的斜率分別為k1
11、,k2.因為C在直線AB上,所以k2===.
從而k1k+1=2k1k2+1=2··+1=+1===0.
因此k1k=-1,所以PA⊥PB.
12.(2020·北京高考)已知橢圓G∶+y2=1.過點(m,0)作圓x2+y2=1的切線l交橢圓G于A,B兩點.
(1)求橢圓G的焦點坐標(biāo)和離心率;
(2)將|AB|表示為m的函數(shù),并求|AB|的最大值.
解:(1)由已知得a=2,b=1,
所以c==.
所以橢圓G的焦點坐標(biāo)為(-,0),(,0),
離心率為e==.
(2)由題意知,|m|≥1.
當(dāng)m=1時,切線l的方程為x=1,點A,B的坐標(biāo)分別為(1,),(1,-),此時|AB|=.
當(dāng)m=-1時,同理可得|AB|=.
當(dāng)|m|>1時,設(shè)切線l的方程為y=k(x-m).
由得(1+4k2)x2-8k2mx+4k2m2-4=0.設(shè)A,B兩點的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),則
x1+x2=,x1x2=.
又由l與圓x2+y2=1相切,得=1,
即m2k2=k2+1.
所以|AB|=
=
==.
由于當(dāng)m=±1時,|AB|=,
所以|AB|=,m∈(-∞,-1]∪[1,+∞).
因為|AB|==≤2,
且當(dāng)m=±時,|AB|=2,
所以|AB|的最大值為2