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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,
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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