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1、
[A級 雙基鞏固]
一、填空題
1.已知△ABC的頂點B、C在橢圓+y2=1上,頂點A是橢圓的一個焦點,且橢圓的另外一個焦點在BC邊上,則△ABC的周長是________.
解析:由橢圓第一定義得△ABC的周長是4a=4.
答案:4
2.若橢圓2kx2+ky2=1的一個焦點坐標是(0,-4),則k的值為________.
解析:a2=,b2=,則c2=.又c=4,所以k=.
答案:
3.“m>n>0”是“方程mx2+ny2=1表示焦點在y軸上的橢圓”的________條件.
解析:把橢圓方程化成+=1.若m>n>0,則>>0.所以橢圓的焦點在y軸上.反之,若橢圓
2、的焦點在y軸上,則>>0即有m>n>0.故為充要條件.
答案:充要
4.中心在原點,準線方程為x=±4,離心率為的橢圓方程為________.
解析:∵e==,x=±=±4,
∴a=2,c=1,方程為+=1.
答案:+=1
5.(2010·高考廣東卷改編)若一個橢圓長軸的長度、短軸的長度和焦距成等差數(shù)列,則該橢圓的離心率是________.
解析:由題意有2a+2c=2(2b),即a+c=2b,又c2=a2-b2,消去b整理得5c2=3a2-2ac,即5e2+2e-3=0,∴e=或e=-1(舍去).
答案:
6.設(shè)橢圓+=1(m>1)上一點P到其左焦點的距離為3,到右焦點的距
3、離為1,則P到右準線的距離為________.
解析:∵m2>m2-1,∴m2=a2,m2-1=b2.
∴c2=1.又3+1=2a?a=2,
∴dp-l右===2.
答案:2
7.動圓C和定圓C1:x2+(y-4)2=64內(nèi)切而和定圓C2:x2+(y+4)2=4外切則動圓圓心的軌跡方程為________.
解析:如圖,該動圓圓心為C(x,y),半徑為r,由已知得:
|CC1|=8-r, ①
|CC2|=2+r ②
①+②得:
|CC1|+|CC2|=10,
∴點C的軌跡是以C1、C2為焦點的橢圓,
其中2a=10,2c=8.
∴a=5,c=4,b=3.
∴動圓圓
4、心的軌跡方程為+=1.
答案:+=1
8.如圖所示,橢圓中心為O,F(xiàn)是焦點,A為頂點,準線l交OA延長線于B,P、Q在橢圓上,且PD⊥l于D,QF⊥OA于F,則橢圓離心率為:
①;②;③;④;⑤.上述離心率正確的個數(shù)是______.
解析:觀察圖形知,F(xiàn)為左焦點,則l必為左準線,由橢圓的第二定義知:
=e,又QF⊥BF,
∴Q到l的距離d=|BF|,
而=e;===e,
==e;==e.
故以上五個比值均可以作為橢圓的離心率.
答案:5
二、解答題
9.如圖,橢圓E:+=1(a>b>0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,點A(4,m)在橢圓E上,且·=0,點D(
5、2,0)到直線F1A的距離DH=.
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)點P為橢圓E上的任意一點,求·的取值范圍.
解:(1)由題意知c=4,F(xiàn)1(-4,0),F(xiàn)2(4,0).
∵sin∠AF1F2==,DH=,DF1=6,
又∵·=0,∴AF2=,AF1=2a-.
∴=.則a2=b2.
由b2+c2=a2,得b2+16=b2.
∴b2=48,a2=64.
∴橢圓E的方程為+=1.
(2)設(shè)點P(x,y),則+=1,
即y2=48-x2.
∵=(-4-x,-y),=(2-x,-y),
∴·=x2+y2+2x-8
=x2+2x+40=(x+4)2+36.
∵-8≤x≤8
6、,
∴·的取值范圍是[36,72].
10.設(shè)橢圓C:+=1(a>b>0)的左焦點為F,上頂點為A,過點A與AF垂直的直線分別交橢圓C與x軸正半軸于點P,Q,且=.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)若過A,Q,F(xiàn)三點的圓恰好與直線l:x+y+3=0相切,求橢圓C的方程.
解:(1)∵kAF=,∴kAQ=-,∴AQ:y=-x+b.∴點Q.
又A(0,b),設(shè)P(x0,y0),則由=,得(x0,y0-b)=,∴代入+=1,得+=1,解得e==.
(2)由(1),知c=,b=a,∴橢圓方程為+=1,即3x2+4y2=3a2.
此時,A,Q,F(xiàn).
∴FQ的中點坐標為.
此即過A
7、,Q,F(xiàn)三點的圓的圓心,它的半徑r= ,又r=,
因此= ,∴a=2,b=,故橢圓C的方程為+=1.
[B級 能力提升]
一、填空題
1.已知橢圓+=1(a>b>0),A(2,0)為長軸的一個端點,弦BC過橢圓的中心O,且·=0,|-|=2|-|,則橢圓的方程為________.
解析:∵|-|=2|-|,
∴||=2||,又·=0,
∴⊥,∴△AOC為等腰直角三角形.
又|OA|=2,∴C點的坐標為(1,1)或(1,-1),
∵C點在橢圓上,∴+=1,又a2=4,∴b2=,
∴橢圓方程為+=1.
答案:+=1
2.(2012·蘇北五市調(diào)研)已知橢圓+=1(a>0,b>
8、0)的左、右焦點分別為F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),若橢圓上存在點P(異于長軸的端點),使得csin∠PF1F2=asin∠PF2F1,則該橢圓離心率的取值范圍是________.
解析:由題意==?=?PF2=,因為a-c<PF2<a+c?a-c<<a+c?1-e<<1+e,又0<e<1,所以-1<e<1.
答案:(-1,1)
3.已知橢圓+=1內(nèi)有一點P(1,-1),F(xiàn)為橢圓右焦點,在橢圓上有一點M,使|MP|+2|MF|取得最小值,則點M的坐標為________.
解析:
如右圖所示,l為橢圓的右準線,過點M作準線的垂線,垂足為M′.
由橢圓的方程易知e=,
∴=,
9、
即|MM′|=2|MF|,
從而求|MP|+2|MF|的最小值問題,便轉(zhuǎn)化為求|MP|+|MM′|的最小值問題.
易知當M、P、M′三點共線時,其和取最小值,即:由點P向準線l作垂線,則與橢圓的交點即為所求的點M.
∴點M的縱坐標為-1,代入橢圓的方程,有+=1,∴x2=.
由于點M在y軸的右側(cè),
∴x=.
從而點M的坐標為.
答案:
4.我們把由半橢圓+=1(x≥0)與半橢圓+=1(x<0)合成的曲線稱作“果圓”(其中a2=b2+c2,a>b>c>0).如圖,設(shè)點F0,F(xiàn)1,F(xiàn)2是相應(yīng)橢圓的焦點,A1,A2和B1,B2是“果園”與x,y軸的交點,若△F0F1F2是邊長
10、為1的等邊三角形,則a,b的值分別為________.
解析:由已知|F1F2|=2=1,又因為△F0F1F2是邊長為1的等邊三角形,
所以cos30°=,即c2=b2,解得b=1,c2=.
所以a2=,a>0,所以a=.
答案:,1
二、解答題
5.(2012·南通質(zhì)檢)設(shè)A、B是橢圓3x2+y2=λ上不同的兩點,點N(1,3)是線段AB的中點,線段AB的垂直平分線與橢圓交于C、D兩點.
(1)確定λ的取值范圍,并求直線AB的方程;
(2)求以線段CD的中點M為圓心且與直線AB相切的圓的方程.
解:(1)法一:依題意,顯然直線AB的斜率存在,故可設(shè)直線AB的方程y=k(x-
11、1)+3,代入3x2+y2=λ,整理得(k2+3)x2-2k(k-3)x+(k-3)2-λ=0.①
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1、x2是方程①的兩個不同的實根,
所以Δ=4[λ(k2+3)-3(k-3)2]>0,②
且x1+x2=,
由N(1,3)是線段AB的中點,得=1,
所以k(k-3)=k2+3,解得k=-1,
代入②得,λ>12,
即λ的取值范圍是(12,+∞).
直線AB的方程為y-3=-(x-1),即x+y-4=0.
法二:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則有?3(x1-x2)(x1+x2)+(y1-y2)(y1+y2)=0.
依題意,x1
12、≠x2,
所以kAB==-.
因為N(1,3)是線段AB的中點,所以x1+x2=2,y1+y2=6,從而kAB=-1.
又N(1,3)在橢圓內(nèi),所以λ>3×12+32=12,
所以λ的取值范圍是(12,+∞).
直線AB的方程為y-3=-(x-1),即x+y-4=0.
(2)因為線段CD垂直平分線段AB,所以線段CD所在的直線方程為y-3=x-1,即x-y+2=0,
代入橢圓方程,整理得4x2+4x+4-λ=0,③
設(shè)C(x3,y3),D(x4,y4),
線段CD的中點為M(x0,y0),
則x3、x4是方程③的兩個不同的根,
所以x3+x4=-1,
且x0=(x3+x
13、4)=-,y0=x0+2=,
故M.
又M到直線AB的距離d==,
所以以線段CD的中點M為圓心且與直線AB相切的圓的方程為:2+2=.
6.(2012·南京調(diào)研)已知直線l:x=my+1過橢圓C:+=1的右焦點F,拋物線x2=4y的焦點為橢圓C的上頂點,且直線l交橢圓C于A、B兩點,點A、F、B在直線g:x=4上的射影依次為點D、K、E.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若直線l交y軸于點M,且=λ1,=λ2,當m變化時,探求λ1+λ2的值是否為定值?若是,求出λ1+λ2的值,否則,說明理由;
(3)連結(jié)AE、BD,試探索當m變化時,直線AE與BD是否相交于定點?若是,請求出定點
14、的坐標,并給予證明;否則,說明理由.
解:(1)由題知橢圓右焦點為F(1,0),∴c=1,拋物線x2=4y的焦點坐標為(0,),∴b=,∴b2=3.
∴a2=b2+c2=4.
∴橢圓C的方程為+=1.
(2)由題,知m≠0,且直線l與y軸交于點M.
設(shè)直線l交橢圓于A(x1,y1),B(x2,y2),
由?(3m2+4)y2+6my-9=0,
∴Δ=(6m)2+36(3m2+4)=144(m2+1)>0,
∴y1+y2=-,y1·y2=-.
又∵=λ1,
∴=λ1(1-x1,-y1),
∴λ1=-1-,
同理λ2=-1-.
∴λ1+λ2=-2-.
又∵+==-×=,
∴λ1+λ2=-2-=-2-·=-.
所以,當m變化時,λ1+λ2為定值,定值為-.
(3)先觀察,當m=0時,直線l⊥x軸,則ABED為矩形,由對稱性知,AE與BD相交于FK的中點N,且N,猜想當m變化時,AE與BD相交于定點N.
當m≠0時,由(2)知A(x1,y1),B(x2,y2),
∴D(4,y1),E(4,y2),
則直線AE的方程為lAE:y-y2=·(x-4),
當x=時,y=y(tǒng)2+·
=
=
=
==0.
∴點N在直線AE上,
同理可證,點N也在直線BD上,
∴當m變化時,AE與BD相交于定點N.