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文档简介

圆锥曲线:椭圆的离心率问题、弦长问题、焦半径与焦点弦问题、中点弦问题

专项训练

考点目录

椭圆的离心率问题椭圆的弦长问题

椭圆的焦半径与焦点弦问题椭圆的中点弦问题

考点一椭圆的离心率问题

x2y2

1.(2025·河北·模拟预测)已知焦点在x轴上的椭圆+=1,其焦点F与上顶点A和左顶点B构成面积为

9b2

33的三角形,且ÐBAF=60o,则椭圆的离心率为()

1212

A.B.C.D.

3322

【答案】B

【详解】

x2y2

由+=1可得a=3,由图知,|AF|=a=3,|AB|=b2+9,

9b2

1

又ÐBAF=60o,则△BAF的面积为´3´b2+9sin60o=33,

2

c2

解得b2=7,则c=9-b2=2,则椭圆的离心率为e==.

a3

故选:B.

x2y2

2.(25-26高三上·湖北武汉·开学考试)若椭圆C:+=1m>0的焦距为22,则C的离心率为()

m2

2336

A.B.C.D.

2233

【答案】A

【详解】由2c=22得c=2,

又a2=b2+c2=b2+2>2,

所以b2=2,m=a2=4,得a=2,

c2

所以e==.

a2

故选:A.

22

325-26··xy

.(高三上浙江开学考试)已知椭圆C:+=1a>0,b>0的左、右两个焦点为F1,F2,若椭圆上存

a2b2

uuuruuuura2

在两点P、Q关于原点对称,且满足PF×PF=,ÐPFQ=120o,则椭圆C的离心率()

1222

3211

A.B.C.D.

2223

【答案】C

【详解】连接QF1,QF2,因为点P、Q关于原点对称,所以四边形QF2PF1是平行四边形,

o

所以QFF1=ÐÐ1FPF22,又因为ÐPF2Q=120,所以F1+FPF22=ÐPF21QFP=120°ÐÐ,

所以PFF=180°-ÐF212QP=60°Ð,

22

uuuruuurauuuruuuurauuuruuuur2

因为PF×PF=,所以PF×PFcosÐFPF=,所以PF1×PF2=a,

12212212

uuuruuuur2

uuuruuuuræPF+PFö

uuuruuuur122

又PF1+PF2=2a,所以PF×PF£ç÷=a,

12ç2÷

èø

uuuruuuuruuuruuuur2

当且仅当PF1=PF2=a时取等号,又PF1×PF2=a

1

所以VFPF为等边三角形,所以a=2c,所以椭圆的离以率为e=.

212

故选:C.

22

425-26··xy

.(高三上湖北武汉阶段练习)设椭圆E:+=1a>b>0的左右焦点分别为F1,F2,椭圆E上点P

a2b2

F1A2

满足PF1^PF2,直线PF1和直线PF2分别和椭圆E交于异于点P的点A和点B,若=,则椭圆E的离心率

F2B3

为()

351017

A.B.C.D.

2345

【答案】D

【详解】由题设,令ÐPF1F2=q,故|PF1|=2ccosq,|PF2|=2csinq,

所以|PF1|+|PF2|=2c(cosq+sinq)=2a,故e(sinq+cosq)=1,

F1A2

由=,令F1A=2m,F2B=3m,则F2A=2a-2m,F1B=2a-3m,

F2B3

222222

由PA+|PF2|=F2A,则(2ccosq+2m)+(2csinq)=(2a-2m),

所以c2+2mccosq=a2-2ma,整理得2m(ccosq+a)=a2-c2,

222222

由PB+|PF1|=F1B,则(2csinq+3m)+(2ccosq)=(2a-3m),

所以c2+3mcsinq=a2-3ma,整理得3m(csinq+a)=a2-c2,

所以2m(ccosq+a)=3m(csinq+a),整理得2ecosq-3esinq=1,

4111

联立,得ecosq=,esinq=,故tanq=,即sinq=②,

55417

①②17

所以e=.

5

故选:D

x2y2

5.(2025·四川巴中·模拟预测)已知直线y=kxk¹0与椭圆C:+=1a>b>0交于A,B两点,椭圆的左、

a2b2

右焦点分别为F1、F2,四边形AF1BF2为矩形,若F2A=2F2B,则椭圆C的离心率是()

3155

A.B.C.D.

2239

【答案】C

【详解】如图:

设F2B=t,则F2A=2t,因为四边形AF1BF2为矩形,所以F1F2=5t.

所以2a=3t,2c=5t.

c2c5

所以e===.

a2a3

故选:C

x2y2

6.(25-26高三上·山西大同·开学考试)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P为C上

a2b2

一点,ÐF1PF2的平分线交x轴于点A,若PF1=3AF1,则C的离心率为()

1123

A.B.C.D.

3234

【答案】A

【详解】由题意知ÐF1PF2的平分线交x轴于点A,故ÐF1PA=ÐF2PA,

11

SPF1×PA×sinÐF1PAAF1×d

VPF1A22

故==,(d为VPFF的边F1F2上的高),

S1112

VPF2APF×PA×sinÐFPAAF×d

22222

PF1AF1AF1AF21

即得=,结合PF1=3AF1可得==,

PF2AF2PF1PF23

AF+AF1

所以12=,

PF1+PF23

x2y2

对于C:+=1(a>b>0)有AF1+AF2=F1F2=2c,PF1+PF2=2a,

a2b2

2cc11

故==,即C的离心率为.

2aa33

故选:A

2222

725-26···xyxy

.(高三上河北开学考试多选)已知F1,F2是椭圆C:+=1a>0与双曲线C:-=1b>0的公

1a222b22

共焦点,点P是两曲线的一个交点,e1,e2分别为C1,C2的离心率,则()

A.a>bB.e1e2<1

11

C.VPF1F2是直角三角形D.2+2是个定值

e1e2

【答案】ACD

22

【详解】选项A,因为C1,C2有公共的焦点,得a-2=b+2,

即a2=b2+4>b2,又a>0,b>0,所以可得a>b.故A正确;

222

222a-2b+22b+2

选项B,因为C1,C2有公共的焦点,可得a=b+4,e==,e=,

1a2b2+42b2

42

22b+4b+44

得ee==1+>1,即e1e2>1,故B错误;

12b4+4b2b4+4b2

22

选项C,因为C1,C2有公共的焦点,可得a=b+4,不妨设点P在第一象限,由椭圆和双曲线的定义得,

22222

PF1+PF2=2a,PF1-PF2=2b,所以PF1=a+b,PF2=a-b,PF1+PF2=2(a+b)=4b+8,

2222

F1F2=4c=4(b+2)=4b+8,

222

所以PF1+PF2=F1F2,故VPF1F2是直角三角形,故C正确;

222

222a-2b+22b+2

选项D,因为C1,C2有公共的焦点,可得a=b+4,e==,e=,

1a2b2+42b2

11b2+4b22b2+4

因此2+2=2+2=2=2,故D正确.

e1e2b+2b+2b+2

故选:ACD.

22

825-26···xy

.(高三上江西阶段练习多选)已知椭圆C:+=1a>b>0的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为

a2b2

A,直线AF2与C的另一个交点为B,下列结论正确的是()

3

A.若AF2=2BF2,则C的离心率为

3

3

B.若BF1=3BF2,则C的离心率为

3

6

C.若AB=BF1,则C的离心率为

3

5

D.若AF1^BF1,则C的离心率为

5

【答案】ABD

x2y2

【详解】由椭圆C:+=1,可得F1(-c,0),F2(c,0),且A(0,b),则AF1=AF2=a,

a2b2

a

对于A中,若AF=2BF,可得BF=,

2222

3

又由椭圆的定义,可得BF+BF=2a,所以BF=2a-BF=a,

12122

222

AB+BF1-AF17

在VABF1中,由余弦定理得cosÐABF1==,

2ABBF19

a3a5a2

222()2+()2-4c2-4c2

BF2+BF1-F1F2222

在△BF1F2中,可得cosÐF1BF2===,

2BFBFa3a32

212´´a

222

5a2

-4c2

7c21

因为cosÐABF=cosÐFBF,所以2=,整理得=,

11232

a29a3

2

c3

所以椭圆的离心率为e==,所以A正确;

a3

3aa

对于B中,若BF=3BF,因为BF+BF=2a,可得BF=,BF=,

12121222

5a2

-4c2

7

在VABF和△BFF中,由余弦定理得cosÐABF=,cosÐFBF=2,

11219123

a2

2

5a2

-4c2

7c21

因为cosÐABF=cosÐFBF,所以2=,整理得=,

11232

a29a3

2

c3

所以椭圆的离心率为e==,所以B正确;

a3

对于C中,若AB=BF1,可得

由椭圆的定义,BF1=2a-BF2且AB=AF2+BF2=a+BF2,

a3a

所以a+BF=2a-BF,可得BF=,所以BF=,

222212

5a2

-4c2

7

在VABF和△BFF中,由余弦定理得cosÐABF=,cosÐFBF=2,

11219123

a2

2

5a2

-4c2

7c21

因为cosÐABF=cosÐFBF,所以2=,整理得=,

11232

a29a3

2

c3

所以椭圆的离心率为e==,所以C不正确;

a3

对于D中,若AF1^BF1,设BF2=n,则BF1=2a-n,

222222

由勾股定理,可得AB=AF1+BF1,即(a+n)=a+(2a-n),

2a2a4a

解得n=,即BF=,BF=,

32313

5c2b

由A(0,b),F(c,0),且A,F,B三点共线,可得B(,-),

2233

52b

(c)2(-)2c21

代入椭圆C的方程,可得33,整理得2=,

+=1a5

a2b2

c5

所以椭圆C的离心率为e==,所以D正确.

a5

故选:ABD.

9.(25-26高二上·湖北武汉·阶段练习)直线8x+12y=16经过椭圆m2x2+n2y2=1的两个顶点,则该椭圆的离心率

为.

5

【答案】

3

æ4ö

【详解】由题意知,直线8x+12y=16与坐标轴的交点坐标为ç0,÷,2,0.

è3ø

x2y2

+=1

因为椭圆m2x2+n2y2=1,即11.

m2n2

114216

所以2æö,可知

2=2=4,2=ç÷=a=2.

mnè3ø9

222112025

所以c=a-b=-=,所以c=.

m2n293

c5

所以该椭圆的离心率为e==.

a3

5

故答案为:.

3

2bx2y2

10.(2025·江苏南通·模拟预测)若直线y=与椭圆C:+=1a>b>0交于A,B两点,AB=2b,则C的

3a2b2

离心率为.

2

【答案】

3

2bx2y2

【详解】直线y=与椭圆C:+=1a>b>0交于A,B两点,AB=2b,

3a2b2

2b2

æ2böæ2böæö2

2ç÷b5

则Aç-b,÷,Bçb,÷,点B在椭圆上可得b3,即得=,

è3øè3ø+èø=1a29

a2b2

cc2b252

所以C的离心率为e===1-=1-=.

aa2a293

2

故答案为:.

3

x2

11.(24-25高二上·新疆哈密·阶段练习)已知点P在圆x2+y2-6y+8=0上,点Q在椭圆+y2=1(a>1)上,且

a2

PQ的最大值等于5,则椭圆的离心率的最大值为.

【答案】3

2

【详解】由x2+y2-6y+8=0化简为x2+(y-3)2=1,圆心A(0,3).如图,

因为PQ£AQ+AP=AQ+1,所以PQ的最大值为5等价于AQ的最大值为4.

x2

设Q(x,y),由AQ£4,得x2+(y-3)2£16,又Q(x,y)在+y2=1上

a2

①②

联立消去x,化简得(1-y2)a2+y2-6y-7£0,

①②x2

即(1+y)[(1-y)a2+y-7]£0,因Q(x,y)在+y2=1上,则有yÎ[-1,1],得1+y³0,

a2

故(1-y)a2+y-7£0,即(1-a2)y+a2-7£0在yÎ[-1,1]上成立(*).

令g(y)=(1-a2)y+a2-7,因a>1,则函数g(y)在[-1,1]上单调递减.

2

故gy£g-1=2a-8,由(*)可得2a2-8£0,解得a£2,故1<a£2.

c2a2-1133

所以e2===1-£,即0<e£,

a2a2a242

3

即椭圆的离心率的最大值为.

2

3

故答案为:.

2

x2y2

12.(25-26高三上·内蒙古·开学考试)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F,P,Q为C上关于原

a2b2

b2

点对称的两点,PF^QF,直线PF交C于另一点M,若直线QM的斜率为-,则C的离心率为.

3a2

【答案】3-1

【详解】不妨设Px0,y0,Q-x0,-y0,Mx1,y1,

由PF^QF可知,直线PF、QF斜率均存在且不为0,

b2

k=-<0,

MQ3a2

æx2öæx2ö

b21-1-b21-0

22ç2÷ç2÷2

且y1-y0y1+y0y1-y0èaøèaøb,

kMQ´kMP=´=22=22=-2

x1-x0x1+x0x1-x0x1-x0a

kMP=3,直线MP的倾斜角为60°,

∴ÐQFO=30∴°,

设F1为C的左焦点,连接QF1,

根据椭圆的对称性得:QF1//PF,则ÐFQF1=90°,

F1F2=2c,QF1=c,QF=3c,

∵∴

由椭圆的定义得:QF+QF1=3+1c=2a,

c2

C的离心率e===3-1.

a3+1

x2y2

13.(25-26高三上·江苏南通·开学考试)椭圆+=1a>b>0的左、右焦点分别为F1,F2,P是椭圆上一

a2b2

点,直线PF1的斜率为2,ÐF1PF2=90°,则椭圆的离心率为.

51

【答案】/5

33

【详解】设F1-c,F2c,0,0,由椭圆的定义可得PF1+PF2=2a,

直线PF1的斜率为2,则tanÐPF1F2=2,

PF2

又ÐF1PF2=90°,Rt△F1PF2中,tanÐPF1F2==2,

PF1

设PF1=m,有PF2=2m,

222222

由PF1+PF2=F1F2,得m+4m=4c,

22

又PF1+PF2=m+2m=2a,消去m得5a=9c,

c25c5

即=,所以椭圆的离心率e==.

a29a3

5

故答案为:

3

x2y2

14.(24-25高二下·广西梧州·阶段练习)已知O为坐标原点,椭圆C:+=1(a>b>0)的右顶点为A,以

a2b2

OA为直径的圆与椭圆C的三个公共点分别为A,M,N,若以O,M,A,N为顶点的四边形是正方形,则椭

圆C的离心率为.

6

【答案】

3

【详解】以OA为直径的圆,和椭圆关于x轴对称,则交点在OA中垂线上,不妨设点M在第一象限,则

æaaöx2y2a2a2

Mç,÷,代入椭圆C:+=1,得+=1,

è22øa2b24a24b2

c6

即a2=3b2=3a2-3c2,解得e==.

a3

6

故答案为:.

3

考点二椭圆的弦长问题

y2

1.(24-25高二上·重庆·期末)已知椭圆C:+x2=1的一个焦点是F,过原点的直线与C相交于点A,B,

9

210

△ABF的面积是,则|AB|=()

5

35651852185

A.B.C.D.

5555

【答案】D

【详解】如图:

由题,不妨设F0,22,直线AB斜率存在,

设直线AB方程y=kx,Ax1,y1,Bx2,y2,

2

ìy2

ï+x=1222

联立í9Þk+9x-9=0,Δ=36k+9>0,

ï

îy=kx

-9

x+x=0,x×x=,

1212k2+9

112136210

S=OF×x-x=´22´x+x-4xx=´22´=,

VABF212212122k2+95

解得k=±6,

62185

故|AB|=1+k2|x-x|=37´=,

12455

故选:D.

x2

2.(24-25高二上·江苏南通·期末)下列直线被椭圆C:+y2=1截得的弦长大于..l:y=x+1被C截得的弦长的是

2

()

A.y=-xB.y=-x-1C.y=x-1D.y=x+2

【答案】A

x2

【详解】解:易知椭圆C:+y2=1关于x轴、y轴、原点对称,

2

直线y=x+1与直线y=-x-1关于x轴对称,

直线y=x+1与直线y=x-1关于原点对称,

所以椭圆被直线y=x+1、y=-x-1、y=x-1所截得的弦长相等,故排除B、C;

根据椭圆的对称性可知原点到直线的距离越远,直线被椭圆截得的弦长越小,

y=-x过原点,y=x+2比y=x+1到原点的距离远,

故y=x+2截椭圆所得的弦长比y=x+1截椭圆的弦长要短,故排除D,

故y=-x截椭圆所得的弦长比y=x+1截椭圆的弦长要长,

故选:A.

x2

3.(2025·湖南邵阳·一模)经过椭圆+y2=1的右焦点F作倾斜角为60°的直线l,直线l与椭圆相交于A,B两

2

点,则|AB|=()

822022132

A.B.C.D.

7777

【答案】A

22

【详解】a=2,b=1,c=a2-b2=1,即F1,0,

kl=tan60°=3,l:y=3x-1,

ìy=3x-1

ï2

联立方程组得íx2,整理得7x-12x+4=0,

ï+y2=1

î2

124

设Ax,y,Bx,y,x+x=,xx=,

1122127127

∴2

2212482

22æö.

|AB|=1+kx1-x2=1+kx1+x2-4x1x2=1+3ç÷-4´=

è7ø77

故选:A.

x2y2

4.(24-25高二下·贵州贵阳·阶段练习)已知直线y=2x与椭圆C:+=1a>b>0交于A,B两点,点F是椭

a2b2

uuuruuuruuuruuur

圆C的左焦点,若FA+FB=4,FA+FB=22,则AB=.

45

【答案】

3

uuuruuuruuuruuur

【详解】由对称性可得,FA+FB=2a=4,FA+FB=2c=22,

所以a=2,c=2,b=a2-c2=2,

y=2x

22ì

xyï2421645

所以椭圆方程为+=1,íx2y2,解得x=,y=,AB=2x2+y2=.

42ï+=1993

î42

45

故答案为:.

3

x2y2

5.(24-25高二上·重庆·期末)已知椭圆C:+=1的左右焦点分别为F1、F2,过F1作直线交椭圆C于A、B两

43

点,其中点B在x轴下方,△ABF2内切圆交边AB于点N,则线段AN的长度取值范围为.

【答案】(1,3)

AF2+AB-BF2

【详解】因为△ABF2的内切圆交边AB于点N,所以AN=,

2

又因为在椭圆中AF1+AF2=4,BF2=4-BF1,

AF+AF+BF-BF4+BF1-4-BF1

所以AN=2112=

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