2023届苏教版(2019)高中数学一轮复习:第22讲《椭圆》讲义(Word版含答案)

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2023届苏教版(2019)高中数学一轮复习:第22讲《椭圆》讲义(Word版含答案)

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苏教版(2019)高中数学一轮复习第22讲《椭圆》(原卷版)
【知识梳理】
椭圆 定义 标准方程 几何性质
范围 顶点 焦点 对称性 离心率
平面内与两个定点,的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆. 【,】 轴 轴 坐标原点 椭圆中
二、【真题再现】
1、(2022全国甲卷理) 椭圆的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线的斜率之积为,则C的离心率为()
A. B. C. D.
2、(2022新高考2卷)已知直线l与椭圆在第一象限交于A,B两点,l与x轴,y轴分别交于M,N两点,且,则l的方程为___________.
3、(2022新高考1卷)已知椭圆,C的上顶点为A,两个焦点为,,离心率为.过且垂直于的直线与C交于D,E两点,,则的周长是________________.
4、(2022全国乙卷理)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
5、(2022上海卷)设有椭圆方程:+=1(a>b>0),直线l:x+y﹣4=0,下端点为A,M在l上,左、右焦点分别为F1(﹣,0)、F2(,0).
(1)a=2,AM中点在x轴上,求点M的坐标;
(2)直线l与y轴交于B,直线AM经过右焦点F2,在△ABM中有一内角余弦值为,求b;
(3)在椭圆Γ上存在一点P到l距离为d,使|PF1|+|PF2|+d=6,随a的变化,求d的最小值.
6、(2022北京卷)已知椭圆:的一个顶点为,焦距为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点作斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与x轴交于点M,N,当时,求k的值.
7、(2022浙江卷)如图,已知椭圆.设A,B是椭圆上异于的两点,且点在线段上,直线分别交直线于C,D两点.
(1)求点P到椭圆上点的距离的最大值; (2)求的最小值.
三、【考点精讲】
考点1 椭圆的定义及其应用
【例1-1】(2021·全国高三月考(理))已知是椭圆上一点,,为椭圆的左,右焦点,且,则( )
A.1 B.3 C.5 D.9
【例1-2】(2021·广东珠海市·高三月考)已知点,且是椭圆的左焦点,是椭圆上任意一点,则的最小值是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【例1-3】(2021·广西高三开学考试(理))已知,是椭圆C:的两个焦点,P为椭圆上的一点,且,则( )
A.1 B.2 C.4 D.
【变式1-1】(2021·浙江高三开学考试)已知为椭圆上一点,若到一个焦点的距离为1,则到另一个焦点的距离为( )
A.3 B.5 C.8 D.12
【变式1-2】(2021·江苏省如皋中学高三开学考试)椭圆与关系为( )
A.有相等的长轴长 B.有相等的离心率
C.有相同的焦点 D.有相等的焦距
【变式1-3】(2021·江西上饶·(理))已知椭圆的焦点是,,点为椭圆上一点,且,则的内切圆半径为( )
A. B. C. D.2
【变式1-4】(多选)(2021·河北唐山·高三开学考试)已知椭圆:的左 右焦点分别为,,点在上,若是直角三角形,则的面积可能为( )
A.5 B.4 C. D.
考点2 椭圆的标准方程
【例2-1】(2021·江苏省苏州中学园区校高三月考)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,过的直线l交C于A,B两点,若的周长为,则椭圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
【例2-2】(2021·山西高三(理))椭圆的焦点分别为,,直线与交于,两点,若,,则的方程为( )
A. B. C. D.
【例2-3】(2021·山西太原五中高三(文))已知两定点、和一动点,若是与的等差中项,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】(2021·安徽合肥·高三月考(文))已知椭圆的右焦点为F,椭圆上的两点P Q关于原点对称,若6,且椭圆C的离心率为,则椭圆C的方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2021·四川自贡·高三(文))古希腊数学家阿基米德用“逼近法”得到椭圆面积的4倍除以圆周率等于椭圆的长轴长与短轴长的积.已知椭圆C的中心在原点,焦点F1,F2在y轴上,其面积为8π,过点F1的直线l与椭圆C交于点A,B且△F2AB的周长为32,则椭圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(2021·全国高三专题练习(理))已知椭圆的两个焦点分别为,,过的直线与交于,两点.若,,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
考点3 直线与椭圆的位置关系
【例3-1】(2021·江苏南通市·高二月考)当k变化时,直线与椭圆总有公共点,则m的取值范围是___________
【例3-2】(2)(2021·全国高三(文))已知为椭圆的右焦点,直线与椭圆交于,两点.若,则实数的值为___________.
上顶点,为椭圆上一点,若的面积是,则点的个数为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(2021·甘肃省民乐县第一中学高三(理))若直线和圆没有交点,则过点的直线与椭圆的交点个数为( )
A.1个 B.至多一个 C.2个 D.0个
【变式3-2】(2021·浙江杭州·高三专题练习)已知椭圆的焦点为,,且椭圆与直线:有公共点,则椭圆长轴长的最小值为( )
A.10 B.7 C. D.
【变式3-3】(2021·全国(文))直线与椭圆的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
考点4 弦长及中点弦问题
【例4-1】(2021·广西河池·高三期末(理))在平面直角坐标系中,直线与椭圆相交于A、B两点,则的面积为( )
A. B.1 C. D.
(2)(2021·福建三明一中高三)以椭圆内一点为中点的弦所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
(3)(2021·正阳县高级中学高三(理))已知椭圆:上有三点,,,线段,,的中点分别为,,,为坐标原点,直线,,的斜率都存在,分别记为,,,且,直线,,的斜率都存在,分别记为,,,则( )
A. B. C. D.
【例4-2】(2)(2021·福建三明一中高三)以椭圆内一点为中点的弦所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【例4-3】(2021·正阳县高级中学高三(理))已知椭圆:上有三点,,,线段,,的中点分别为,,,为坐标原点,直线,,的斜率都存在,分别记为,,,且,直线,,的斜率都存在,分别记为,,,则( )
A. B. C. D.
【变式4-1】1.(2021·全国高三专题练习(理))坐标原点且斜率为的直线与椭圆交于、两点.若点,则 面积的最大值为( )
A. B. C. D.1
【变式4-2】(2021·通辽新城第一中学高三(理))已知直线交椭圆于,两点,且线段的中点为,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(2021·全国(文))过椭圆C:右焦点F的直线l:交C于A、B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为,则椭圆C的方程为( )
A. B. C. D.
考点5 离心率问题
【例5-1】(2021·浙江高三专题练习)如图是椭圆与双曲线的公共焦点分别是在第二、四象限的公共点,若四边形为矩形,则的离心率是( )
A. B. C. D.
【例5-2】(2021·安徽(理))已知是椭圆的左右焦点,椭圆上一点M满足:,则该椭圆离心率取值范围是( )
A. B. C. D.
【例5-3】(2021·浙江高三)如图,已知椭圆和双曲线在轴上具有相同的焦点,,设双曲线与椭圆的上半部分交于A,两点,线段与双曲线交于点.若,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(2021·陕西省洛南中学高三月考(理))椭圆()的左右焦点分别为,,过垂直于轴的直线交椭圆于,两点,且,求椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(2021·安徽蚌埠·高三开学考试(理))已知椭圆的右顶点为A,坐标原点为,若椭圆上存在一点P使得△OAP是等腰直角三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(2021·安徽(文))已知是椭圆的左右焦点,椭圆上一点M满足:,则该椭圆离心率是( )
A. B. C. D.
考点6 椭圆的综合运用
【例6-1】(多选)(2021·广东深圳·高三月考)(多选)已知的两个顶点的坐标分别是,且所在直线的斜率之积等于且斜率之差等于,则正确的是( )
A.当时,点的轨迹是双曲线.
B.当时,点在圆上运动.
C.当时,点所在的椭圆的离心率随着的增大而增大.
D.无论n如何变化,点的运动轨迹是轴对称图形.
【例6-2】(2021·湖南高三)(多选)已知焦点在轴上的椭圆过点且离心率为,则( )
A.椭圆的标准方程为 B.椭圆经过点
C.椭圆与双曲线的焦点相同 D.直线与椭圆恒有交点
【例6-3】(2021·浙江高三开学考试)已知抛物线:和椭圆:,过抛物线的焦点的直线交抛物线于,两点,线段的中垂线交椭圆于,两点.
(1)若恰是椭圆的焦点,求的值;
(2)若恰好被平分,求面积的最大值.
【变式6-1】(2021·江苏省前黄高级中学高三月考)(多选)已知椭圆上有一点, 分别为其左右焦点,,的面积为,则下列说法正确的是( )
A.若,则; B.若,则满足题意的点有个;
C.若是钝角三角形,则; D.椭圆的内接矩形的周长的最小值为
【变式6-2】(2021·甘肃白银·(理))已知椭圆左焦点为,经过点的直线与圆相交于,两点,是线段与的公共点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)与的交点为,,且恰为线段的中点,求的面积.苏教版(2019)高中数学一轮复习第22讲《椭圆》(解析版)
【知识梳理】
椭圆 定义 标准方程 几何性质
范围 顶点 焦点 对称性 离心率
平面内与两个定点,的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆. 【,】 轴 轴 坐标原点 椭圆中
二、【真题再现】
1、(2022全国甲卷理) 椭圆的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线的斜率之积为,则C的离心率为()
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,则,根据斜率公式结合题意可得,再根据,将用表示,整理,再结合离心率公式即可得解.
【详解】解:,设,则,
则,故,
又,则,所以,即,
所以椭圆的离心率.故选:A.
2、(2022新高考2卷)已知直线l与椭圆在第一象限交于A,B两点,l与x轴,y轴分别交于M,N两点,且,则l的方程为___________.
【答案】
【分析】令中点为,设,,利用点差法得到,设直线,,,求出、的坐标,再根据求出、,即可得解;
【详解】解:令的中点为,因为,所以,
设,,则,,
所以,即
所以,即,设直线,,,
令得,令得,即,,所以,
即,解得或(舍去),
又,即,解得或(舍去),
所以直线,即;
故答案为:
3、(2022新高考1卷)已知椭圆,C的上顶点为A,两个焦点为,,离心率为.过且垂直于的直线与C交于D,E两点,,则的周长是________________.
【答案】13
【分析】利用离心率得到椭圆的方程为,根据离心率得到直线的斜率,进而利用直线的垂直关系得到直线的斜率,写出直线的方程:,代入椭圆方程,整理化简得到:,利用弦长公式求得,得,根据对称性将的周长转化为的周长,利用椭圆的定义得到周长为.
【详解】∵椭圆的离心率为,∴,∴,∴椭圆的方程为,不妨设左焦点为,右焦点为,如图所示,∵,∴,∴为正三角形,∵过且垂直于的直线与C交于D,E两点,为线段的垂直平分线,∴直线的斜率为,斜率倒数为, 直线的方程:,代入椭圆方程,整理化简得到:,判别式,
∴,∴ , 得,
∵为线段的垂直平分线,根据对称性,,∴的周长等于的周长,利用椭圆的定义得到周长为故答案为:13.
4、(2022全国乙卷理)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)将给定点代入设出的方程求解即可;
(2)设出直线方程,与椭圆C的方程联立,分情况讨论斜率是否存在,即可得解.
【小问1详解】
解:设椭圆E的方程为,过,
则,解得,,所以椭圆E的方程为:.
小问2详解】
,所以,
①若过点的直线斜率不存在,直线.代入,
可得,,代入AB方程,可得
,由得到.求得HN方程:
,过点
②若过点的直线斜率存在,设.
联立得,
可得,,且
联立可得
可求得此时,
将,代入整理得,
将代入,得
显然成立,综上,可得直线HN过定点
5、(2022上海卷)设有椭圆方程Γ:+=1(a>b>0),直线l:x+y﹣4=0,Γ下端点为A,M在l上,左、右焦点分别为F1(﹣,0)、F2(,0).
(1)a=2,AM中点在x轴上,求点M的坐标;
(2)直线l与y轴交于B,直线AM经过右焦点F2,在△ABM中有一内角余弦值为,求b;
(3)在椭圆Γ上存在一点P到l距离为d,使|PF1|+|PF2|+d=6,随a的变化,求d的最小值.
【分析】(1)由题意可得椭圆方程为,从而确定M点的纵坐标,进一步可得点M的坐标;
(2)由直线方程可知,分类讨论和两种情况确定b的值即可;
(3)设P(acosθ,bsinθ),利用点到直线距离公式和椭圆的定义可得,进一步整理计算,结合三角函数的有界性求得即可确定d的最小值.
【解答】解:(1)由题意可得,

∵AM的中点在x轴上,
∴M的纵坐标为,
代入得.
(2)由直线方程可知,
①若,则,即,
∴,
∴.
②若,则,
∵,∴,
∴,∴tan∠BAM=7.
即tan∠OAF2=7,∴,∴,
综上或.
(3)设P(acosθ,bsinθ),
由点到直线距离公式可得,
很明显椭圆在直线的左下方,则,
即,
∵a2=b2+2,∴,
据此可得,,
整理可得(a﹣1)(3a﹣5)≤0,即,
从而.
即d的最小值为.
6、(2022北京卷)已知椭圆:的一个顶点为,焦距为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点作斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与x轴交于点M,N,当时,求k的值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)依题意可得,即可求出,从而求出椭圆方程;
(2)首先表示出直线方程,设、,联立直线与椭圆方程,消元列出韦达定理,由直线、的方程,表示出、,根据得到方程,解得即可;
【小问1详解】
解:依题意可得,,又,
所以,所以椭圆方程为;
【小问2详解】
解:依题意过点的直线为,设、,不妨令,
由,消去整理得,
所以,解得,
所以,,
直线的方程为,令,解得,
直线的方程为,令,解得,
所以

所以,即

即整理得,解得
7、(2022浙江卷)如图,已知椭圆.设A,B是椭圆上异于的两点,且点在线段上,直线分别交直线于C,D两点.
(1)求点P到椭圆上点的距离的最大值; (2)求的最小值.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)设是椭圆上任意一点,再根据两点间的距离公式求出,再根据二次函数的性质即可求出;
(2)设直线与椭圆方程联立可得,再将直线方程与的方程分别联立,可解得点的坐标,再根据两点间的距离公式求出,最后代入化简可得,由柯西不等式即可求出最小值.
【小问1详解】
设是椭圆上任意一点,,则
,当且仅当时取等号,故的最大值是.
【小问2详解】
设直线,直线方程与椭圆联立,可得,设,所以,
因为直线与直线交于,
则,同理可得,.则

当且仅当时取等号,故的最小值为.
三、【考点精讲】
考点1 椭圆的定义及其应用
【例1-1】(2021·全国高三月考(理))已知是椭圆上一点,,为椭圆的左,右焦点,且,则( )
A.1 B.3 C.5 D.9
【答案】B
【解析】对椭圆方程变形得,,易得椭圆长半轴的长为5,由椭圆的定义可得,,又因为,所以.故选:B.
【例1-2】(2021·广东珠海市·高三月考)已知点,且是椭圆的左焦点,是椭圆上任意一点,则的最小值是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】D
【解析】,设椭圆的右焦点为,

当在的正上方时,等号成立.故选:D
【例1-3】(2021·广西高三开学考试(理))已知,是椭圆C:的两个焦点,P为椭圆上的一点,且,则( )
A.1 B.2 C.4 D.
【答案】B
【解析】由可设,则,由椭圆的定义得,,,
从而,所以,故,所以.故选:B.
【变式1-1】(2021·浙江高三开学考试)已知为椭圆上一点,若到一个焦点的距离为1,则到另一个焦点的距离为( )
A.3 B.5 C.8 D.12
【答案】B
【解析】椭圆的长轴长为,由椭圆的定义得:,
又因为到一个焦点的距离为1,即,所以到另一个焦点的距离为,故选:B
【变式1-2】(2021·江苏省如皋中学高三开学考试)椭圆与关系为( )
A.有相等的长轴长 B.有相等的离心率
C.有相同的焦点 D.有相等的焦距
【答案】D
【解析】由题意,对于椭圆,焦点在x轴上,a=5,b=3,所以c==4,则离心率e==,对于椭圆,因为25-k>9-k>0,所以焦点在y轴上,a=≠5,b=≠3,所以c==4,则离心率e==≠,故选项D正确,其他选项错误.故选:D.
【变式1-3】(2021·江西上饶·(理))已知椭圆的焦点是,,点为椭圆上一点,且,则的内切圆半径为( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【解析】,,
由题意得,,由余弦定理得,
得,,
设内切圆的半径为,则,
所以.故选:B.
【变式1-4】(多选)(2021·河北唐山·高三开学考试)已知椭圆:的左 右焦点分别为,,点在上,若是直角三角形,则的面积可能为( )
A.5 B.4 C. D.
【答案】BC
【解析】由可得,,所以,
根据对称性只需考虑或,
当时,将代入可得,
如图:,,所以的面积为,
当时,由椭圆的定义可知:,由勾股定理可得,因为,
所以,解得:,此时的面积为,
综上所述:的面积为或.故选:BC.
考点2 椭圆的标准方程
【例2-1】(2021·江苏省苏州中学园区校高三月考)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,过的直线l交C于A,B两点,若的周长为,则椭圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题知:,所以椭圆的标准方程为:.故选:B
【例2-2】(2021·山西高三(理))椭圆的焦点分别为,,直线与交于,两点,若,,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,所以,过作于,
由知,过点,且,如图,

所以,设,则,代入椭圆方程可得,,解得,又,所以,所以椭圆的方程为,故选:D
【例2-3】(2021·山西太原五中高三(文))已知两定点、和一动点,若是与的等差中项,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】、,,
是与的等差中项,则,即,
点在以、为焦点的椭圆上,,,,,因此,椭圆的方程是.故选:B.
【变式2-1】(2021·安徽合肥·高三月考(文))已知椭圆的右焦点为F,椭圆上的两点P Q关于原点对称,若6,且椭圆C的离心率为,则椭圆C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由椭圆的定义及椭圆的对称性可得由椭圆C的离心率为得,所以故选:A
【变式2-2】(2021·四川自贡·高三(文))古希腊数学家阿基米德用“逼近法”得到椭圆面积的4倍除以圆周率等于椭圆的长轴长与短轴长的积.已知椭圆C的中心在原点,焦点F1,F2在y轴上,其面积为8π,过点F1的直线l与椭圆C交于点A,B且△F2AB的周长为32,则椭圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】∵焦点F1,F2在y轴上,∴可设椭圆标准方程为,
由题意可得,∴,即,∵△F2AB的周长为32,
∴4a=32,则a=8,∴,故椭圆方程为.故选:B.
【变式2-3】(2021·全国高三专题练习(理))已知椭圆的两个焦点分别为,,过的直线与交于,两点.若,,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】,所以可得,又因为,
所以可得,即为短轴的顶点,设为短轴的上顶点,,,
所以,所以直线的方程为:,由题意设椭圆的方程为:,则,联立,整理可得:,
即,可得,代入直线的方程可得,
所以,因为,
所以,整理可得:,解得:,可得,所以椭圆的方程为:,故选:D.
考点3 直线与椭圆的位置关系
【例3-1】(2021·江苏南通市·高二月考)当k变化时,直线与椭圆总有公共点,则m的取值范围是___________
【答案】且
【解析】直线过定点,
因为直线与椭圆总有公共点,所以点P在椭圆上或在椭圆的内部,
即,且,解得且,故答案为:且
【例3-2】(2)(2021·全国高三(文))已知为椭圆的右焦点,直线与椭圆交于,两点.若,则实数的值为___________.
【答案】
【解析】依题意联立直线与椭圆方程,消去并整理得,解得或,不妨取,则,,,
所以,,又,所以,因为,所以,即,即所以,解得
故答案为:
【例3-3】(2021·辽宁高三(理))已知分别是椭圆的右顶点和上顶点,为椭圆上一点,若的面积是,则点的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由可得:, ,所以,,
所以直线的方程为:,即,
设过点与直线平行的直线:,
则直线与直线的距离,
因为点为直线与椭圆的交点, 所以点到直线的距离为,
因为的面积是,
可得:,解得:或,
当时,由可得:,解得,此时,
当时可得,
因为,
此时直线与椭圆有个交点,此时有个点,所以共有个点,故选:C
【变式3-1】(2021·甘肃省民乐县第一中学高三(理))若直线和圆没有交点,则过点的直线与椭圆的交点个数为( )
A.1个 B.至多一个 C.2个 D.0个
【答案】C
【解析】因为直线和圆没有交点,
所以,即,所以,即点在椭圆内,所以过点的直线与椭圆的交点个数为个.故选:C
【变式3-2】(2021·浙江杭州·高三专题练习)已知椭圆的焦点为,,且椭圆与直线:有公共点,则椭圆长轴长的最小值为( )
A.10 B.7 C. D.
【答案】A
【解析】设椭圆与直线的一个公共点为则(即为长轴长)
问题转化为在直线上找点,使得最小
设关于的对称点,则,可得点坐标为,
则,当且仅当,,三点共线时等号成立即椭圆长轴长的最小值为10.故选:A.
【变式3-3】(2021·全国(文))直线与椭圆的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
【答案】A
【解析】直线可化为,所以直线恒过点,
又,即在椭圆的内部,
直线与椭圆的位置关系为相交.故选:A.
考点4 弦长及中点弦问题
【例4-1】(2021·广西河池·高三期末(理))在平面直角坐标系中,直线与椭圆相交于A、B两点,则的面积为( )
A. B.1 C. D.
(2)(2021·福建三明一中高三)以椭圆内一点为中点的弦所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
(3)(2021·正阳县高级中学高三(理))已知椭圆:上有三点,,,线段,,的中点分别为,,,为坐标原点,直线,,的斜率都存在,分别记为,,,且,直线,,的斜率都存在,分别记为,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】联立方程,解得或,,点O到直线的距离为,则的面积为.故选:C.
【例4-2】(2)(2021·福建三明一中高三)以椭圆内一点为中点的弦所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设过点的直线交椭圆于,两点,
则,两式相减得,
因为,,,两边同时除以得,
得,所以直线方程为,即.故选:B
【例4-3】(2021·正阳县高级中学高三(理))已知椭圆:上有三点,,,线段,,的中点分别为,,,为坐标原点,直线,,的斜率都存在,分别记为,,,且,直线,,的斜率都存在,分别记为,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,,代入椭圆方程可得,两式相减,可得,即,故,即,即,同理可得:,.由,得,故.故选:B.
【变式4-1】1.(2021·全国高三专题练习(理))坐标原点且斜率为的直线与椭圆交于、两点.若点,则 面积的最大值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【解析】直线方程为,代入椭圆方程得,,
设,则

点到直线的距离为,
所以(),
记,则,
当时,递增,当时,,递减,
所以时,取得唯一的极大值也是最大值.即△MAN面积的最大值为.故选:A.
【变式4-2】(2021·通辽新城第一中学高三(理))已知直线交椭圆于,两点,且线段的中点为,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,因为都在椭圆上,所以,所以,所以,所以,又因为,,所以,故选:D.
【变式4-3】(2021·全国(文))过椭圆C:右焦点F的直线l:交C于A、B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为,则椭圆C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】直线中,令,可得,所以右焦点,,
设,,,,则,的中点,
联立,整理得,
所以,,所以,
所以,又,,所以,,
所以椭圆的方程为,故选:A.
考点5 离心率问题
【例5-1】(2021·浙江高三专题练习)如图是椭圆与双曲线的公共焦点分别是在第二、四象限的公共点,若四边形为矩形,则的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,由点为椭圆上的点,
可得且,即,又由四边形为矩形,
所以,即,联立方程组,解得,设双曲线的实轴长为,焦距为,
则,,即,
所以双曲线的离心率为.故选:D.
【例5-2】(2021·安徽(理))已知是椭圆的左右焦点,椭圆上一点M满足:,则该椭圆离心率取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,由余弦定理得:
,又,即,
解得,因为,得,
故.又,所以.故选:B.
【例5-3】(2021·浙江高三)如图,已知椭圆和双曲线在轴上具有相同的焦点,,设双曲线与椭圆的上半部分交于A,两点,线段与双曲线交于点.若,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图,设,则,,,,为则双曲线的实半轴),根据双曲线定义可得,, 在△中,满足,,
则,则椭圆的离心率是.故选:C.
【变式5-1】(2021·陕西省洛南中学高三月考(理))椭圆()的左右焦点分别为,,过垂直于轴的直线交椭圆于,两点,且,求椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由椭圆方程,可知:
过垂直于轴的直线交椭圆于,两点,因此将代入椭圆,可得
(舍负)故选:A
【变式4-2】(2021·安徽蚌埠·高三开学考试(理))已知椭圆的右顶点为A,坐标原点为,若椭圆上存在一点P使得△OAP是等腰直角三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】△OAP是等腰直角三角形,则是直角顶点,所以在椭圆上,
所以,,.故选:C.
【变式4-3】(2021·安徽(文))已知是椭圆的左右焦点,椭圆上一点M满足:,则该椭圆离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,由椭圆定义知:.由余弦定理得:,即,所以.故选D.
考点6 椭圆的综合运用
【例6-1】(多选)(2021·广东深圳·高三月考)(多选)已知的两个顶点的坐标分别是,且所在直线的斜率之积等于且斜率之差等于,则正确的是( )
A.当时,点的轨迹是双曲线.
B.当时,点在圆上运动.
C.当时,点所在的椭圆的离心率随着的增大而增大.
D.无论n如何变化,点的运动轨迹是轴对称图形.
【答案】(BD
【解析】设,则 ,
所以,,
整理得,
所以对于A选项,时,点的轨迹是去除了两个点的双曲线上,故A选项错误;
对于B选项,当时,点的轨迹为圆,故在圆上运动,故B选项正确;
对于C选项,当时,点的轨迹为表示焦点在轴上的椭圆,离心率为,故当时,椭圆的离心率随着的增大而减小,故C选项错误;
对于D选项,由于,点的运动轨迹,对任意的点与均在,故曲线关于轴对称,点的运动轨迹为,可能为椭圆,双曲线,圆,但均为轴对称图形,故D选项正确. 故选:BD
【例6-2】(2021·湖南高三)(多选)已知焦点在轴上的椭圆过点且离心率为,则( )
A.椭圆的标准方程为 B.椭圆经过点
C.椭圆与双曲线的焦点相同 D.直线与椭圆恒有交点
【答案】ACD
【解析】对于A:由已知可得,,所以,可得,
所以椭圆的标准方程为,故选项A正确;
对于B:当时,,椭圆不经过点,故选项B错误;
对于C:双曲线的焦点为,椭圆的焦点为,故椭圆与双曲线的焦点相同,故选项C正确;
对于D:直线恒过点且该点在椭圆内部,所以直线与椭圆恒有交点,故选项D正确,故选:ACD.
【例6-3】(2021·浙江高三开学考试)已知抛物线:和椭圆:,过抛物线的焦点的直线交抛物线于,两点,线段的中垂线交椭圆于,两点.
(1)若恰是椭圆的焦点,求的值;
(2)若恰好被平分,求面积的最大值.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)在椭圆中,,所以,
因为恰是椭圆的焦点,
所以,所以;
(2)设直线:,,
联立,得,
则,则,
故的中点坐标为,
又因为恰好被平分,则,,
直线的斜率等于,
将M、N的坐标代入椭圆方程得:
,,
两式相减得:,
故,
即直线的斜率等于,
所以,解得,
由的中点在椭圆内,得,解得,
因为,所以的最大值是2,

则面积,
所以,当时,面积的最大值是
【变式6-1】(2021·江苏省前黄高级中学高三月考)(多选)已知椭圆上有一点, 分别为其左右焦点,,的面积为,则下列说法正确的是( )
A.若,则; B.若,则满足题意的点有个;
C.若是钝角三角形,则; D.椭圆的内接矩形的周长的最小值为【答案】ABC
【解析】由椭圆可得,则,
对于A,设,,则,由此可得,所以的面积为
所以,所以A正确,
对于B,因为,则,所以由椭圆的对称性可知满足题意的点有个,所以B正确,
对于C,因为是钝角三角形,所以中有一个角大于,当时,设,则,因为,所以解得,所以,所以是钝角三角形时,有,所以C正确,
对于D,令,,则椭圆内接矩形的周长为
(其中且满足),由得,所以椭圆内接矩形的周长的范围为,即,所以D错误,
故选:ABC
【变式6-2】(2021·甘肃白银·(理))已知椭圆左焦点为,经过点的直线与圆相交于,两点,是线段与的公共点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)与的交点为,,且恰为线段的中点,求的面积.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)由圆可得,
因为,
所以,
即,又,故,
所以椭圆的方程为;
(2)设,,,,
为线段的中点,则,
,又,
解得,,
若,则,直线的方程为,
由.解得,即,,
所以的面积,
若,同理可求得的面积,
综上所述,的面积为.

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