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1、 精品資料
第4講 橢 圓
一、選擇題
1.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,若長軸長為18,且兩個(gè)焦點(diǎn)恰好將長軸三等分,則此橢圓的方程是( ).
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析 依題意知:2a=18,∴a=9,2c=2a,∴c=3,
∴b2=a2-c2=81-9=72,∴橢圓方程為+=1.
答案 A
2.橢圓+=1(a>b>0)的左、右頂點(diǎn)分別是A,B,左、右焦點(diǎn)分別是F1,F(xiàn)2.若
2、|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等比數(shù)列,則此橢圓的離心率為 ( ).
A. B. C. D.-2
解析 因?yàn)锳,B為左、右頂點(diǎn),F(xiàn)1,F(xiàn)2為左、右焦點(diǎn),所以|AF1|=a-c,|F1F2|=2c,|F1B|=a+c.
又因?yàn)閨AF1|,|F1F2|,|F1B|成等比數(shù)列,
所以(a-c)(a+c)=4c2,即a2=5c2.
所以離心率e==,故選B.
答案 B
3.已知橢圓x2+my2=1的離心率e∈,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是 ( ).
A. B.
C.∪ D.∪
解析 橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為x2+=1.當(dāng)m>1時(shí),e2
3、=1-∈,解得m>;當(dāng)0b>0)的兩頂點(diǎn)為A(a,0),B(0,b),且左焦點(diǎn)為F,△FAB是以角B為直角的直角三角形,則橢圓的離心率e為( )
4、A. B.
C. D.
解析 根據(jù)已知a2+b2+a2=(a+c)2,即c2+ac-a2=0,即e2+e-1=0,解得e=,故所求的橢圓的離心率為.
答案 B
6.已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為.雙曲線x2-y2=1的漸近線與橢圓C有四個(gè)交點(diǎn),以這四個(gè)交點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形的面積為16,則橢圓C的方程為 ( ).
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析 因?yàn)闄E圓的離心率為,所以e=
5、=,c2=a2,c2=a2=a2-b2,所以b2=a2,即a2=4b2.雙曲線的漸近線方程為y=x,代入橢圓方程得+=1,即+==1,所以x2=b2,x=b,y2=b2,y=b,則在第一象限雙曲線的漸近線與橢圓C的交點(diǎn)坐標(biāo)為,所以四邊形的面積為4bb=b2=16,所以b2=5,所以橢圓方程為+=1.
答案 D
二、填空題
7.設(shè)F1、F2分別是橢圓+=1的左、右焦點(diǎn),P為橢圓上一點(diǎn),M是F1P的中點(diǎn),|OM|=3,則P點(diǎn)到橢圓左焦點(diǎn)的距離為________.
解析 由題意知|OM|=|PF2|=3,∴|PF2|=6.∴|PF1|=25-6=4.
答案 4
8.在等差數(shù)列{an}中,
6、a2+a3=11,a2+a3+a4=21,則橢圓C:+=1的離心率為________.
解析 由題意,得a4=10,設(shè)公差為d,則a3+a2=(10-d)+(10-2d)=20-3d=11,∴d=3,∴a5=a4+d=13,a6=a4+2d=16>a5,∴e==.
答案
9. 橢圓=1的焦點(diǎn)為F1和F2,點(diǎn)P在橢圓上.如果線段PF1的中點(diǎn)在y軸上,那么|PF1|是|PF2|的_____倍.
解析 不妨設(shè)F1(-3,0),F(xiàn)2(3,0)由條件得P(3,),即|PF2|=,|PF1|=,因此|PF1|=7|PF2|.
答案 7
10.如圖,∠OFB=,△ABF的面積為2-,則以O(shè)A為
7、長半軸,OB為短半軸,F(xiàn)為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓方程為________.
解析 設(shè)標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1(a>b>0),
由題可知,|OF|=c,|OB|=b,∴|BF|=a,
∵∠OFB=,∴=,a=2b.
S△ABF=|AF||BO|=(a-c)b
=(2b-b)b=2-,
∴b2=2,∴b=,∴a=2,∴橢圓的方程為+=1.
答案 +=1
三、解答題
11.如圖,設(shè)P是圓x2+y2=25上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)D是P在x軸上的投影,M為PD上一點(diǎn),且|MD|=|PD|.
(1)當(dāng)P在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)M的軌跡C的方程;
(2)求過點(diǎn)(3,0)且斜率為的直線被C所截線段的長度.
解 (1)
8、設(shè)M的坐標(biāo)為(x,y),P的坐標(biāo)為(xP,yP),
由已知得
∵P在圓上,∴x2+2=25,
即C的方程為+=1.
(2)過點(diǎn)(3,0)且斜率為的直線方程為y=(x-3),
設(shè)直線與C的交點(diǎn)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.
∴x1=,x2=.
∴線段AB的長度為|AB|=
=
= =.
12.設(shè)F1,F(xiàn)2分別為橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn),過F2的直線l與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),直線l的傾斜角為60,F(xiàn)1到直線l的距離為2.
(1)求橢圓C的焦距;
(2)如果=2,求橢圓
9、C的方程.
解 (1)設(shè)橢圓C的焦距為2c,由已知可得F1到直線l的距離c=2,故c=2.
所以橢圓C的焦距為4.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由=2及l(fā)的傾斜角為60,知y1<0,y2>0,
直線l的方程為y=(x-2).
由消去x,
整理得(3a2+b2)y2+4b2y-3b4=0.
解得y1=,y2=.
因?yàn)椋?,所以-y1=2y2,
即=2,解得a=3.
而a2-b2=4,所以b2=5.
故橢圓C的方程為+=1.
13. 如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,以原點(diǎn)為圓心,橢圓C的短半軸長為半徑的圓與直線x-y+
10、2=0相切.
(1)求橢圓C的方程;
(2)已知點(diǎn)P(0,1),Q(0,2).設(shè)M,N是橢圓C上關(guān)于y軸對(duì)稱的不同兩點(diǎn),直線PM與QN相交于點(diǎn)T.求證:點(diǎn)T在橢圓C上.
(1)解 由題意知,b==.
因?yàn)殡x心率e==,所以= =.
所以a=2.
所以橢圓C的方程為+=1.
(2)證明 由題意可設(shè)M,N的坐標(biāo)分別為(x0,y0),(-x0,y0),
則直線PM的方程為y=x+1, ①
直線QN的方程為y=x+2. ②
法一 聯(lián)立①②解得x=,y=,
即T.由+=1,可得x=8-4y.
因?yàn)?+2=
====1,
所以點(diǎn)T的坐標(biāo)滿足
11、橢圓C的方程,即點(diǎn)T在橢圓C上.
法二 設(shè)T(x,y),聯(lián)立①②解得x0=,y0=.
因?yàn)椋?,所以2+2=1.
整理得+=(2y-3)2,
所以+-12y+8=4y2-12y+9,即+=1.
所以點(diǎn)T坐標(biāo)滿足橢圓C的方程,即點(diǎn)T在橢圓C上.
14.如圖,設(shè)橢圓的中心為原點(diǎn)O,長軸在x軸上,上頂點(diǎn)為A,左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,線段OF1,OF2的中點(diǎn)分別為B1,B2,且△AB1B2是面積為4的直角三角形.
(1)求該橢圓的離心率和標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過B1作直線l交橢圓于P,Q兩點(diǎn),使PB2⊥QB2,求直線l的方程.
解 (1) 如圖,設(shè)所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1(a>b
12、>0),右焦點(diǎn)為F2(c,0).
因△AB1B2是直角三角形,
又|AB1|=|AB2|,
故∠B1AB2為直角,
因此|OA|=|OB2|,得b=.
結(jié)合c2=a2-b2得4b2=a2-b2,
故a2=5b2,c2=4b2,所以離心率e==.
在Rt△AB1B2中,OA⊥B1B2,
故S△AB1B2=|B1B2||OA|=|OB2||OA|=b=b2.由題設(shè)條件S△AB1B2=4得b2=4,從而a2=5b2=20.因此所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:+=1.
(2)由(1)知B1(-2,0),B2(2,0).由題意知直線l的傾斜角不為0,故可設(shè)直線l的方程為x=my-2.代入橢圓方程得(m2+5)y2-4my-16=0.
設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),則y1,y2是上面方程的兩根,
因此y1+y2=,y1y2=-,
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.
所以滿足條件的直線有兩條,其方程分別為x+2y+2=0和x-2y+2=0.