高中数学高考复习:椭圆 选择题+解答题专题练习100题合集(含解析)

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高中数学高考复习:椭圆 选择题+解答题专题练习100题合集(含解析)

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高中数学 高考复习 椭圆 专题练习
(选择题+解答题)100题合集
一、单选题
1.已知椭圆C:的右焦点为,右顶点为A,O为坐标原点,过OA的中点且与坐标轴垂直的直线交椭圆C于M,N两点,若四边形OMAN是正方形,则C的方程为( )
A. B. C. D.
2.已知椭圆,F是椭圆的左焦点,P是椭圆上一点,若椭圆内一点A(1,1),则的最小值为( )
A.3 B. C. D.
3.已知为椭圆上的一个点,点M,N分别为圆和圆上的动点,则的最小值为( )
A.6 B.7 C.10 D.13
4.阿基米德既是古希腊著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆的中心为原点,焦点、在轴上,椭圆的面积为,且离心率为,则的标准方程为( )
A. B. C. D.
5.已知点、为椭圆的左、右焦点,若点为椭圆上一动点,则使得的点的个数为( )
A. B. C. D.不能确定
6.若椭圆上存在两点到点的距离相等,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.已知椭圆C:()的左 右顶点分别为,,且以线段为直径的圆与直线相交,则椭圆C的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D..
8.已知F是椭圆的左焦点,P为椭圆C上任意一点,点Q坐标为,则的最大值为( )
A.3 B.5 C. D.13
9.已知是椭圆的左,右焦点,点A是椭圆上的一个动点,则的内切圆的半径的最大值是( )
A.1 B. C. D.
10.已知,是椭圆:的两个焦点,点在上,则的最大值为( )
A.13 B.12 C.9 D.6
11.已知焦点在轴上的椭圆的离心率为,它的长轴长等于圆:的直径,则椭圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
12.已知椭圆的离心率为,分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若,则C的方程为( )
A. B. C. D.
13.已知是椭圆的两个焦点,为上一点,且,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
14.已知点和,是椭圆上的动点,则最大值是( )
A. B. C. D.
15.已知椭圆,过M的右焦点作直线交椭圆于A,B两点,若AB中点坐标为,则椭圆M的方程为( )
A. B. C. D.
16.已知椭圆的两个焦点为,,过的直线交椭圆于,两点,若的周长为( )
A. B. C. D.
17.已知椭圆C的左、右焦点分别为,,直线AB过与该椭圆交于A,B两点,当为正三角形时,该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
18.设是椭圆的上顶点,若上的任意一点都满足,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
19.已知、是椭圆的两个焦点,是椭圆上一点,,则的面积是( )
A. B. C. D.
20.已知,是椭圆的两个焦点,点M在椭圆C上,则的最大值为( )
A.13 B.12 C.9 D.6
21.下列与椭圆焦点相同的椭圆是( )
A. B. C. D.
22.,分别为椭圆的左 右焦点,为椭圆上的动点,设点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
23.椭圆与(0A.长轴的长相等
B.短轴的长相等
C.离心率相等
D.焦距相等
24.在中,,如果一个椭圆通过 两点,它的一个焦点为点,另一个焦点在上,则这个椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
25.椭圆的焦点F1,F2,点P为其上的动点,当∠F1PF2为钝角时,点P横坐标的取值范围是( )
A.(﹣,) B.(﹣,) C.(﹣,) D.(﹣,)
26.已知椭圆:经过点,且的离心率为,则的方程是( )
A. B.
C. D.
27.椭圆的焦点为,,与轴的一个交点为,若,则( )
A.1 B. C. D.2
28.已知点A,B分别是椭圆的右、上顶点,过椭圆C上一点P向x轴作垂线,垂足恰好为左焦点,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
29.设是椭圆的两个焦点,是椭圆上一点,且.则的面积为( )
A.6 B. C.8 D.
30.已知分别是椭圆的左、右焦点,点,点在椭圆上,,分别是的中点,且的周长为,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
31.阿基米德既是古希腊著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆的中心为原点,焦点、在轴上,椭圆的面积为,且离心率为,则的标准方程为( )
A. B. C. D.
32.阿基米德不仅是著名的物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到椭圆的面积公式,设椭圆的长半轴长、短半轴长分别为,则椭圆的面积公式为.若椭圆的离心率为,面积为,则椭圆的的标准方程为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
33.已知点A、B为椭圆的长轴顶点,P为椭圆上一点,若直线PA,PB的斜率之积的范围为,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
34.已知是椭圆上的一个点,、是椭圆的两个焦点,若,则等于( )
A. B. C. D.
35.已知椭圆的左 右焦点分别是,,直线与椭圆交于,两点,,且,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
36.曲率半径可用来描述曲线上某点处的弯曲变化程度,曲率半径越大则曲线在该点处的弯曲程度越小.已知椭圆:()上点处的曲率半径公式为.若椭圆上所有点相应的曲率半径的最大值是最小值的8倍,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
37.已知命题p:方程表示焦点在轴上的椭圆,则使命题成立的充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
38.已知椭圆:的离心率为,则椭圆的长轴长为( )
A. B.4 C. D.8
39.已知椭圆的右焦点和上顶点分别为点和点,直线交椭圆于两点,若恰好为的重心,则椭圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
40.若椭圆:的一个焦点坐标为,则的长轴长为( )
A. B.2 C. D.
41.已知椭圆的两个焦点为,,M是椭圆上一点,若,,则该椭圆的方程是( )
A. B. C. D.
42.已知是椭圆的两个焦点,是椭圆上任意一点,过引的外角平分线的垂线,垂足为,则与短轴端点的最近距离为( )
A. B. C. D.
43.已知,是椭圆的左焦点,点P是椭圆上的动点,求的最大值和最小值分别为( )
A.; B.; C.; D.;
44.椭圆的焦点为,,椭圆上的点满足,则点到轴的距离为( )
A. B. C. D.
45.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.0个 B.至多有一个 C.1个 D.2个
46.若直线过椭圆短轴端点和左顶点,则椭圆方程为( )
A. B. C. D.
47.已知椭圆C:的左右焦点分别为F1、F2,过左焦点F1,作直线交椭圆C于A、B两点,则三角形ABF2的周长为( )
A.10 B.15 C.20 D.25
48.已知两定点和,动点在直线上移动,椭圆C以A,B为焦点且经过点P,则椭圆C的离心率的最大值为( )
A. B. C. D.
49.设是椭圆的左,右焦点,过的直接l交椭圆于A,B两点,则的最大值为( )
A.14 B.13 C.12 D.10
50.过椭圆的右焦点作椭圆长轴的垂线,交椭圆于A,B两点,为椭圆的左焦点,若为正三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
二、解答题
51.已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,为坐标原点,点在椭圆上,且有,.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知过点的直线与椭圆交于两点,点,求证:.
52.设点、分别是椭圆的左、右焦点,P为椭圆C上任意一点,且最小值为0.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设定点,已知过点且与坐标轴不垂直的直线l与椭圆交于A、B两点,且,求m的取值范围.
53.已知椭圆:的左 右焦点分别为,,且,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)为椭圆上一点,射线,分别交椭圆于点,,试问是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
54.已知点P是椭圆上一动点,分别为椭圆的左焦点和右焦点,的最大值为,圆.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过圆O上任意一点Q作圆的的切线交椭圆C于点M,N,求证:以为直径的圆过点O.
55.已知椭圆C:的离心率为,且过点.
(1)求的方程:
(2)点,在上,且,,为垂足.证明:存在定点,使得为定值.
56.已知椭圆:()的四个顶点组成的四边形的面积为,且经过点.过椭圆右焦点作直线与椭圆交于、两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,求直线的方程.
57.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别为和,且椭圆经过点;
(2)焦点在轴上,且经过两个点和;
(3)经过点和点.
58.在平面直角坐标系中,已知椭圆的离心率为,且点在上.
(1)求的方程;
(2)点为的下顶点,点在内且满足,直线交于点,求的取值范围.
59.已知定点、和动点.
(1)再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求:动点M的轨迹及其方程.
条件①:
条件②:
(2),求:动点M的轨迹及其方程.
60.点P到点、的距离之和为,求动点P的轨迹方程.
61.已知曲线所围成的封闭图形的面积为,曲线的内切圆的半径为,记是以曲线与坐标轴的交点为顶点的椭圆.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设AB是过椭圆中心的任意弦,l是线段AB的垂直平分线,M是l上异于椭圆中心的点,(O为坐标原点,),当点A在椭圆上运动时,求点M的轨迹方程.
62.已知椭圆的四个顶点围成的四边形的面积为,右焦点到直线的距离为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆相交于,两点,过点作直线的垂线,垂足为(点,在点,之间).若与面积相等,求直线的方程.
63.已知椭圆C1:(a>b>0)的右焦点F与抛物线C2的焦点重合,C1的中心与C2的顶点重合.过F且与x轴垂直的直线交C1于A,B两点,交C2于C,D两点,且|CD|=|AB|.
(1)求C1的离心率;
(2)设M是C1与C2的公共点,若|MF|=5,求C1与C2的标准方程.
64.已知椭圆的左 右焦点分别为,上 顶点分别为的面积为,四边形的四条边的平方和为16.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,斜率为的直线交椭圆于两点,且线段的中点在直线上,求证:线段的垂直平分线与圆恒有两个交点.
65.已知椭圆的长轴长为,离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点的直线交椭圆C于A,B两点,求(O为原点)面积的最大值.
66.已知椭圆上有一点,它关于原点的对称点为,点为椭圆的右焦点,且满足,设,且,求该椭圆的离心率的取值范围.
67.已知椭圆的左焦点,右顶点.
(1)求的方程
(2)设为上一点(异于左、右顶点),为线段的中点,为坐标原点,直线与直线交于点,求证:.
68.一动圆与圆外切,同时与圆内切,求动圆圆心M的轨迹方程.
69.已知点M到定点的距离和它到定直线的距离的比是常数,设点M的轨迹为曲线C,求曲线C的方程,并说明轨迹是什么图形.
70.椭圆的右顶点为A,上顶点为B,O为坐标原点,直线的斜率为,的面积为1.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)椭圆上有两点M,N(异于椭圆顶点,且MN与x轴不垂直),证明:当的面积最大时,直线与的斜率之积为定值.
71.已知椭圆:的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点且斜率为k的直线与椭圆交于不同两点,,记,的斜率分别为 .
①求的值;
②设点,若点到直线,的距离相等,求的值.
72.已知椭圆:()的左右焦点分别为,,分别为左右顶点,直线:与椭圆交于两点,当时,是椭圆的上顶点,且的周长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线交于点,证明:点在定直线上.
73.已知椭圆的离心率为,,分别为的左、右顶点.
(1)求的方程;
(2)若点在上,点在直线上,且,,求的面积.
74.已知椭圆的方程为.
(1)求它的长轴长 短轴长 顶点坐标 焦点坐标;
(2)与该椭圆有相同焦点的椭圆有多少个?试写出其中的两个椭圆方程.
75.已知椭圆的标准方程为:,若右焦点为且离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设,是上的两点,直线与曲线相切且,,三点共线,求线段的长.
76.如图,已知椭圆,矩形ABCD的顶点A,B在x轴上,C,D在椭圆上,点D在第一象限.CB的延长线交椭圆于点E,直线AE与椭圆 y轴分别交于点F G,直线CG交椭圆于点H,DA的延长线交FH于点M.
(1)设直线AE CG的斜率分别为 ,求证:为定值;
(2)求直线FH的斜率k的最小值;
(3)证明:动点M在一个定曲线上运动.
77.已知椭圆C:过点M(2,3),点A为其左顶点,且AM的斜率为 ,
(1)求C的方程;
(2)点N为椭圆上任意一点,求△AMN的面积的最大值.
78.在①离心率,②椭圆过点,③面积的最大值为,这三个条件中任选一个,补充在下面(横线处)问题中,解决下面两个问题.
设椭圆C:()的左、右焦点分别为,过且斜率为的直线交椭圆于两点,已知椭圆的短轴长为,________.
(1)求椭圆的方程;
(2)若线段的中垂线与x轴交于点N,求证:为定值.
79.如图,已知椭圆的左顶点为,焦距为,过点的直线交椭于点M,N,直线BO与线段AM、线段AN分别交于点P,Q,其中O为坐标原点.记△OMN,△APQ的面积分别为,.
(1)求椭圆的方程;
(2)求的最大值.
80.已知焦点在x轴上,中心在原点,离心率为的椭圆经过点,动点A,B(不与点M重合)均在椭圆上,且直线与的斜率之和为1.
(1)求椭圆的方程;
(2)证明直线经过定点,并求这个定点的坐标.
81.已知椭圆:的离心率为,且过椭圆的右焦点有且仅有一条直线与圆:相切.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设圆与轴的正半轴交于点.已知直线斜率存在且不为0,与椭圆交于,两点,满足(为坐标原点),证明:直线过定点.
82.已知椭圆:的左、右顶点分别,,上顶点为,的面积为3,的短轴长为2.
(1)求的方程;
(2)斜率不为0的直线交于,两点(异于点),为的中点,且,证明:直线恒过定点.
83.设椭圆的离心率,过点A(1,).
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆的左顶点,过点作与轴不重合的直线交椭圆于两点,直线分别交直线于两点,若直线的斜率分别为试问:是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
84.已知点在椭圆上,椭圆C的左右焦点分别为,,的面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点A,B在椭圆C上,直线PA,PB均与圆相切,记直线PA,PB的斜率分别为,.
(i)证明:;
(ii)证明:直线AB过定点.
85.在平面直角坐标系xOy中,①已知点,G是圆E:上一个动点,线段HG的垂直平分线交GE于点P;②点S,T分别在x轴、y轴上运动,且,动点P满足.
(1)在①,②这两个条件中任选一个,求动点P的轨迹C的方程;
(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
(2)设圆O:上任意一点A处的切线交轨迹C于M,N两点,试判断以MN为直径的圆是否过定点.若过定点,求出该定点坐标;若不过定点,请说明理由.
86.,是椭圆:的左、右顶点,是椭圆上位于轴上方的动点,直线,与直线:分别交于,两点,当点的坐标为时,.
(1)求椭圆的方程;
(2)记和的面积分别为和.求的取值范围.
87.求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)长轴在x轴上,长轴长为12,离心率为;
(2)椭圆过点,离心率;
(3)在x轴上的一个焦点与短轴上的两个顶点的连线互相垂直,且焦距为8;
(4)与椭圆有相同的焦点,且短轴长为2.
88.已知是椭圆两个焦点,且椭圆的长轴长为.
(1)求此椭圆的方程;
(2)设点在椭圆上,且,求的面积.
89.已知椭圆C关于x轴、y轴都对称,并且经过两点,.
(1)求椭圆C的离心率和焦点坐标;
(2)D是椭圆C上到点A最远的点,椭圆C在点B处的切线l与y轴交于点E,求线段的长度.
90.分别根据下列条件,求椭圆的标准方程:
(1)一个焦点坐标为,且椭圆上的点到两焦点的距离之和是26;
(2)一个焦点坐标为,且椭圆经过点.
91.已知椭圆过点,且.
(Ⅰ)求椭圆C的方程:
(Ⅱ)过点的直线l交椭圆C于点,直线分别交直线于点.求的值.
92.已知△ABC底边两端点、,若这个三角形另外两边所在直线的斜率之积为,求点A的轨迹方程.
93.圆锥曲线又称圆锥截痕、圆锥截面、二次曲线,约在公元前300年左右就已被命名和研究了,数学家欧几里得、阿基米德、阿波罗尼斯对圆锥曲线的贡献都很大,阿波罗尼斯著有《圆锥曲线论》,对圆锥曲线的性质做了系统性的研究,之所以称为圆锥曲线,是因为这些曲线是由一个平面截一个正圆锥面得到的,其实用一个平面去截圆柱的侧面也会得到一些曲线.如图,一个底面半径为2、高为12的圆柱内有两个半径为2的球,分别与圆柱的上下底面相切,一个平面夹在两球之间,且与两球分别切于点,,该平面与圆柱侧面的交线为椭圆,求这个椭圆的离心率.
94.设k为实数,若椭圆的方程为,求满足下列条件的k的取值范围:
(1)椭圆的焦点在x轴上;
(2)椭圆的焦点在y轴上.
95.已知点,圆:,点是圆上的动点,的垂直平分线与交于点,记的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)设经过点的直线与交于,两点,求证:为定值,并求出该定值.
96.已知椭圆:的离心率为,左、右焦点分别为,,过作不平行于坐标轴的直线交于A,B两点,且的周长为.
(1)求的方程;
(2)若轴于点M,轴于点N,直线AN与BM交于点C.
①求证:点C在一条定直线上,并求此定直线;
②求面积的最大值.
97.已知,当m为何值时,
(1)方程表示椭圆;
(2)方程表示焦点在x轴上的椭圆;
(3)方程表示焦点在y轴上的椭圆.
98.已知椭圆C的方程为,右焦点为,且离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设M,N是椭圆C上的两点,直线与曲线相切.证明:M,N,F三点共线的充要条件是.
99.在平面直角坐标系中,动点M到直线的距离等于点M到点的距离的2倍,记动点M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)已知斜率为的直线l与曲线C交于A、B两个不同点,若直线l不过点,设直线的斜率分别为,求的值;
(3)设点Q为曲线C的上顶点,点E、F是C上异于点Q的任意两点,以为直径的圆恰过Q点,试判断直线是否经过定点?若经过定点,请求出定点坐标;若不经过定点,请说明理由.
100.阿波罗尼斯是古希腊著名数学家,他的主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线》一书中.阿波罗尼斯圆是他的研究成果之一,指的是已知动点与两定点,的距离之比,是一个常数,那么动点的轨迹就是阿波罗尼斯圆,圆心在直线上.已知动点的轨迹是阿波罗尼斯圆,其方程为,定点分别为椭圆的右焦点与右顶点,且椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)如图,过右焦点斜率为的直线与椭圆相交于,(点在轴上方),点,是椭圆上异于,的两点,平分,平分.
①求的取值范围;
②将点、、看作一个阿波罗尼斯圆上的三点,若外接圆的面积为,求直线的方程.
参考答案:
1.A
【分析】待定系数法去求椭圆C的方程
【详解】由椭圆方程可知,由四边形OMAN是正方形可知,
又点M在椭圆C上,则有,解得,
又椭圆C的右焦点为,则,
结合椭圆中,解得,,则椭圆C的方程为.
故选:A
2.A
【分析】由椭圆定义把转化为到右焦点的距离,然后由平面上到两定点的距离之差最小的性质可得.
【详解】设椭圆的右焦点为,,,
又,,
当三点共线时取等号,的最小值为3(取最小值时是射线与椭圆的交点),
故选:A.
3.B
【解析】先求椭圆焦点和定义定值,圆心、半径,利用圆的性质判定与焦点连线时最小,再计算即得结果.
【详解】依题意可知,椭圆的焦点分别是两圆和的圆心,根据定义,两圆半径为,
故椭圆上动点与焦点连线时与圆相交于M,N时, 最小,最小值为.
故选:B.
【点睛】本题考查了圆的性质和椭圆的定义,属于中档题.解题关键在于两圆圆心是椭圆的焦点,结合椭圆定义和圆的性质即解决最小距离问题.
4.C
【分析】根据“逼近法”求椭圆的面积公式,及离心率为,即可求得的值,进而由焦点在轴上可得的标准方程.
【详解】由题意可知,椭圆的面积为,且、、均为正数,
即,解得,
因为椭圆的焦点在轴上,所以的标准方程为.
故选:C.
5.B
【分析】利用余弦定理结合椭圆的定义可求得、,即可得出结论.
【详解】在椭圆中,,,,则,
,可得,
所以,,解得,此时点位于椭圆短轴的顶点.
因此,满足条件的点的个数为.
故选:B.
6.B
【分析】利用点差法可得直线AB的斜率,从而可得AB垂直平分线直线方程,由点P在AB垂直平分线上,结合AB的中点在椭圆内可解.
【详解】记中点为,则,
由题意点在线段的中垂线上,
将坐标代入椭圆方程得
两式相减可得,
所以,得,
所以的中垂线的方程为,令得,
由题意,,故,所以
所以
故选:B.
7.B
【分析】由题设以线段为直径的圆为,根据直线与圆相交,利用点线距离公式列不等式求椭圆C的离心率的范围.
【详解】由题设,以线段为直径的圆为,与直线相交,
所以,可得,即,又,
所以.
故选:B
8.B
【分析】由,结合图形即得.
【详解】因为椭圆,
所以,,
则椭圆的右焦点为,
由椭圆的定义得:,
当点P在点处,取等号,
所以的最大值为5,
故选:B.
9.D
【分析】利用椭圆的定义即可求解.
【详解】设的内切圆的半径为,
由,则,,
所以,,
由,
即,
即,若的内切圆的半径最大,
即最大,又,
所以.
故选:D
10.C
【分析】本题通过利用椭圆定义得到,借助基本不等式即可得到答案.
【详解】由题,,则,
所以(当且仅当时,等号成立).
故选:C.
【点睛】
11.B
【分析】求得圆的半径,由此求得,结合椭圆离心率求得,由此求得,进而求得椭圆的标准方程.
【详解】依题意可设椭圆的标准方程为,半焦距为,
由,半径为4,
故有,又,,
.
所以椭圆的标准方程为.
故选:B
12.B
【分析】根据离心率及,解得关于的等量关系式,即可得解.
【详解】解:因为离心率,解得,,
分别为C的左右顶点,则,
B为上顶点,所以.
所以,因为
所以,将代入,解得,
故椭圆的方程为.
故选:B.
13.C
【分析】根据椭圆的定义以及焦点三角形中的余弦定理即可建立齐次式求解.
【详解】在椭圆中,由椭圆的定义可得,
因为,所以,在中,,
由余弦定理得,
即所以所以的离心率.
故选:C
14.A
【分析】设左焦点为,为椭圆右焦点,利用椭圆定义转化,然后利用平面几何的性质得最大值.
【详解】解:椭圆,所以为椭圆右焦点,设左焦点为,
则由椭圆定义,
于是.
当不在直线与椭圆交点上时, 三点构成三角形,于是,
而当在直线与椭圆交点上时,在第一象限交点时,有,
在第三象限交点时有.
显然当在直线与椭圆第三象限交点时有最大值,其最大值为
.
故选:A.
15.D
【解析】设以及中点坐标,利用“点差法”得到之间的关系,从而得到之间的关系,结合即可求解出椭圆的方程.
【详解】设,的中点,所以,
又,所以,即,
而,,所以,又,
∴,即椭圆方程为:.
故选:D.
【点睛】本题考查了已知焦点、弦中点求椭圆方程,应用了韦达定理、中点坐标公式,属于基础题.
16.D
【分析】运用椭圆的定义进行求解即可.
【详解】由.
因为,是椭圆的上的点,、是椭圆的焦点,
所以,
因此的周长为,
故选:D
17.B
【分析】根据椭圆的定义,结合余弦定理、椭圆离心率公式进行求解即可.
【详解】设正三角形的边长为,
设椭圆的标准方程为:,设左、右焦点分别为,
设,则有,
由椭圆的定义可知:,
,解得:,,
在中,由余弦定理可知:,
故选:B
18.C
【分析】设,由,根据两点间的距离公式表示出 ,分类讨论求出的最大值,再构建齐次不等式,解出即可.
【详解】设,由,因为 ,,所以

因为,当,即 时,,即 ,符合题意,由可得,即 ;
当,即时, ,即,化简得, ,显然该不等式不成立.
故选:C.
【点睛】本题解题关键是如何求出的最大值,利用二次函数求指定区间上的最值,要根据定义域讨论函数的单调性从而确定最值.
19.D
【分析】利用椭圆的定义结合余弦定理可求得的值,再利用三角形的面积公式可求得结果.
【详解】由椭圆的方程可得,,,则,
因为,则,
即,即,解得,
因此,.
故选:D.
20.C
【分析】根据椭圆方程求得,再由椭圆的定义可得,利用基本不等式即可求解.
【详解】解:由椭圆可得,所以,
因为点在上,所以,
所以,
当且仅当时等号成立,最大值为9.
故选:C.
21.D
【分析】由椭圆的简单几何性质:“焦点跟着大的走”,椭圆的焦点在轴上,且,得出椭圆的焦点坐标为:,依次判断各个选项即可.
【详解】由题意得,椭圆C中,,即焦点坐标为和;
对于A选项,椭圆焦点在轴上,不满足题意;
对于B选项,椭圆焦点在轴上,,,,不满足题意;
对于C选项,椭圆焦点在轴上,,,不满足题意;
对于D选项,椭圆焦点在轴上,,,,满足题意;
故答案为:D.
22.A
【分析】由椭圆方程得,连接,进而根据椭圆定义将问题转化为,再根据得,进而得,进而得答案.
【详解】解:由椭圆方程得,
如图,连接,由于,
所以,
所以,
因为,当且仅当三点共线时等号成立,
所以
所以
故选:A
23.D
【分析】根据椭圆方程求得两个椭圆的,由此确定正确选项.
【详解】椭圆与 (0前者a2=25,b2=9,则c2=16,后者a2=25-k,b2=9-k,则.
显然只有D正确.
故选:D
24.D
【分析】根据等腰,可得,然后可得,假设,依据椭圆定义可得,根据可得,最后可得离心率.
【详解】设另一个焦点为,如图所示,∵,,
,则,
设,则,,
∴,,,∴,
故选:D.
25.C
【解析】设P(x,y),根据椭圆方程求得两焦点坐标,根据∠F1PF2是钝角推断出PF12+PF22<F1F22代入P坐标求得x和y的不等式关系,求得x的范围.
【详解】解:设P(x,y),由椭圆方程得椭圆焦点坐标为为F1(﹣,0),F2(,0),
且∠F1PF2是钝角 (x+)2+y2+(x﹣)2+y2<20
x2+5+y2<10 x2+4(1﹣)<5 x2<.所以.
故选:C.
【点睛】结论点睛:本题考查椭圆的标准方程的应用,中,为锐角,为直角,为钝角.
26.A
【分析】由题意将点代入椭圆方程,结合离心率公式即可得解.
【详解】依题意可得,解得,
故的方程是.
故选:A.
【点睛】本题考查了通过椭圆经过的点及离心率确定椭圆方程,考查了运算求解能力,属于基础题.
27.C
【分析】由椭圆的定义结合已知得,进而求出m即可.
【详解】
在椭圆中,,,.易知.
又,所以为等边三角形,即,所以,即.
故选:C.
28.C
【分析】根据题意可得,,,再根据列式求解即可
【详解】
由已知得:,,
所以,
由得:
所以
所以
由得:
所以
故选:C
29.B
【分析】利用椭圆的几何性质,得到,,进而利用得出,进而可求出
【详解】解:由椭圆的方程可得,
所以,得
且,,
在中,由余弦定理可得

而,所以,,
又因为,,所以,
所以,
故选:B
30.B
【分析】因为,所以三点共线,且,根据椭圆的定义求得,
设,根据,求得,代入椭圆的方程,求得的值,即可求解.
【详解】因为,所以三点共线,且,
因为分别为和的中点,
所以,所以,
设,,,
由,可得,
求得,,所以,
因为点在椭圆上,所以,求得,,
所以椭圆的方程为.
故选:B.
31.A
【分析】设椭圆方程为,解方程组即得解.
【详解】解:设椭圆方程为,
由题意可知,椭圆的面积为,且、、均为正数,
即,解得,
因为椭圆的焦点在轴上,所以的标准方程为.
故选:A.
32.A
【分析】根据离心率,面积公式结合求出得椭圆方程.
【详解】由题意,解得,
∴椭圆方程为或
故选:A.
【点睛】本题考查求椭圆的标准方程中,求解题方法是根据已知条件列出方程组求出,只是要注意由于焦点的位置不确定,因此方程有两种.
33.A
【分析】根据椭圆性质结合离心率运算处理.
【详解】由题得:,所以
故选:A.
34.B
【分析】求出的值,利用椭圆的定义可求得结果.
【详解】在椭圆中,,则.
故选:B.
35.B
【分析】根据椭圆的对称性可知,,设,由以及椭圆定义可得,,在中再根据余弦定理即可得到,从而可求出椭圆的离心率.
【详解】
由椭圆的对称性,得.设,则.由椭圆的定义,知,即,解得,故,.
在中,由余弦定理,得,即,则,故.
故选:B.
36.C
【分析】根据曲率半径的定义可判断何时曲率半径最大,合适曲率半径最小,再由题设可得基本量的关系,从而可求离心率.
【详解】因为曲率半径越大则曲线在该点处的弯曲程度越小,
故椭圆在处曲率半径最小,则,而椭圆在处曲率半径最大,
则,因为,所以,所以,.
故选:C.
37.B
【分析】若表示焦点在轴上的椭圆,可得即可得的范围,再选取该范围的一个真子集即可求解.
【详解】若方程表示焦点在轴上的椭圆,
则,解得:.
所以成立的充要条件是:.
结合四个选项可知:成立的充分不必要条件是,
故选:B.
38.C
【分析】根据条件先计算出的值,再根据离心率求解出的值,最后根据长轴长为计算出长轴长.
【详解】由题意知,所以,
又因为,所以,
所以椭圆的长轴长为.
故选:C.
39.C
【分析】由题设,利用为的重心,求出线段的中点为,将B代入直线方程得,再利用点差法可得,结合,可求出,进而求出离心率.
【详解】由题设,则线段的中点为,
由三角形重心的性质知,即,解得:
即代入直线,得①.
又B为线段的中点,则,
又为椭圆上两点,,
以上两式相减得,
所以,化简得②
由①②及,解得:,即离心率.
故选:C.
【点睛】方法点睛:本题考查求椭圆的离心率,求解离心率在圆锥曲线的考查中是一个重点也是难点,一般求离心率有以下几种情况:①直接求出,从而求出;②构造的齐次式,求出;③采用离心率的定义以及圆锥曲线的定义来求解;④根据圆锥曲线的统一定义求解.
40.D
【解析】首先根据题意得到,,,从而得到,再求长轴长即可.
【详解】因为椭圆:,焦点,
所以,,,即,解得或(舍去).
所以,长轴为.
故选:D
【点睛】本题主要考查椭圆的几何性质,属于简单题.
41.C
【分析】首先设,,再利用焦点三角形是直角三角形,列式求,即可求得的值.
【详解】设,,因为,,,所以,,所以,所以,所以.因为,所以.所以椭圆的方程是.
故选:C
42.C
【分析】由可知,又已知OQ是△F1F2M的中位线,点Q与y轴重合时,Q与短轴端点距离最近.
【详解】解:设F1Q的延长线交F2P的延长线于点M,则由题意知


由题意知OQ是△F1F2M的中位线

∴Q点的轨迹是以O为圆心,以6为半径的圆
∴当点Q与y轴重合时,Q与短轴端点取最近距离
故选:C.
43.A
【分析】根据椭圆定义可知,取得最值时,即最值,根据可得答案.
【详解】解:由已知可得,得,
根据椭圆定义:,
∴取得最大值时,即 最大,
取得最小值时,即 最小,
根据三角形的两边之差小于第三边有
当三点共线,且点P不在线段上时, ,

如图所示:,
当P点在线段的延长线上,即P运动到图中点N的位置时取得最大值.
当P点在线段的延长线上,即P运动到图中点M的位置时取得最小值.
∴的最大值和最小值分别为 ;.
故选:A.
44.C
【分析】利用椭圆的定义以及余弦定理,可以解得,一方面,另一方面设点到轴的距离为,则,所以,即可求解
【详解】易得.设,,则.
在中,由余弦定理得,
即,则,
所以.
设点到轴的距离为,则,故,解得.
故选:C.
45.D
【分析】根据题意得到,求得点是以原点为圆心,为半径的圆及其内部的点,根据圆内切于椭圆,得到点是椭圆内的点,即可求解.
【详解】因为直线和圆没有交点,
可得,即,
所以点是以原点为圆心,为半径的圆及其内部的点,
又因为椭圆,可得,
所以圆内切于椭圆,即点是椭圆内的点,
所以点的一条直线与椭圆的公共点的个数为.
故选:D.
46.B
【分析】根据给定条件,求出直线与x轴,y轴的交点,即可求解作答.
【详解】直线交x轴于,交y轴于,依题意,,
所以椭圆方程为.
故选:B
47.C
【分析】根据椭圆的定义求解即可
【详解】由题意椭圆的长轴为,由椭圆定义知

故选:C
48.B
【分析】由题意知,要使椭圆C的离心率取最大值,则a取最小值.即取最小值.利用点的对称性求出的最小值即可解答本题.
【详解】由题意得,2

当a取最小值时,椭圆C的离心率有最大值.
设点关于直线l:的对称点为.
则,解得,.
则.

当时,椭圆有最大离心率.
此时,.
故选:B.
49.A
【分析】根据椭圆的定义可得的周长为;然后分析出当最小时,最大,从而求出的最小值即可.
【详解】由椭圆的定义,知,,
所以的周长为,
所以当最小时,最大.
又当时,最小,此时,
所以的最大值为.
故选:A.
50.A
【分析】因为为正三角形,所以结合椭圆的定义可得,所以椭圆的离心率,代入即可得出答案.
【详解】图所示,易知,.
由椭圆的定义可得,则该椭圆的离心率.
故选:A.
51.(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)由椭圆的定义可知,在△中,由余弦定理和离心率可求得,进而可得答案.
(2)根据斜率是否存在分类讨论,当直线斜率不为0,设出直线方程,联立直线和椭圆方程,利用韦达定理求得,,要证明就需要证明.代入求解即可.
【详解】(1)在△中,,,
解得,所以,则椭圆的方程为:.
(2)当直线斜率为0时,易知成立,
当直线斜率不为0时,设直线方程为,
,消去有,

所以,
综上可知不论直线的斜率是否为0,总有.
52.(1)
(2).
【分析】(1)设,表示出,,再根据数量积的坐标表示及二次函数的性质求出,从而求出,即可得解;
(2)设的方程为,、,联立直线与椭圆方程,消元、列出韦达定理,设的中点为,依题意可得,即,即可得到,从而求出参数的取值范围.
(1)
解:设,则有,,
,,
由题意可得,解得或(舍去),
所以,所以椭圆C的方程为.
(2)
解:由(1)得,设的方程为,代入,
消元整理得,
设、,则,,
所以,
设的中点为,则,
因为,所以,即,
所以,所以,
因为直线不与坐标轴垂直,所以,
所以,解得.
53.(1);(2)是定值,定值为.
【分析】(1)根据,点在椭圆上,由求解;
(2)由点在轴上时,不妨设点求解;当点不在轴上时,设,直线的方程为,与椭圆方程联立,利用韦达定理用表示点A,B的纵坐标,再由求解.
【详解】(1)设椭圆的半焦距为,
由题意可得
解得,.
故椭圆的标准方程为.
(2)①当点在轴上时,由对称性不妨设点,此时,,两点重合,
,,故.
②当点不在轴上时,由对称性不妨设,,,
此时直线的方程为,
联立整理得,
则,
故.
同理可得.
故.
综上,为定值,且定值为.
54.(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)由的最大值为确定出点P的位置,探求出b与半焦距c的关系即可得解;
(2)切线MN斜率不存在时,可得,切线MN斜率存在,设出其方程,再与椭圆方程联立,借助韦达定理计算即可得解.
【详解】(1)当点P在短轴端点处时,最大,而的最大值为,则有,,
所以所求椭圆的标准方程为;
(2)过点Q的圆O的切线斜率不存在时,切线方程为或,由椭圆及圆的对称性,不妨令切线为,
由(1)可得,,于是得,即,
过点Q的圆O的切线斜率存在时,设切线方程为,则有,即,
由消去y得:,
显然圆O在椭圆C内,则圆O的每一条切线都与椭圆C交于两点,设,,
,而,,
于是得

则有,
综上,过圆O上任意一点Q作圆的的切线交椭圆C于点M,N,都有,
所以,以为直径的圆过点O.
55.(1);(2)详见解析.
【分析】(1)由题意得到关于的方程组,求解方程组即可确定椭圆方程.
(2)方法一:设出点,的坐标,在斜率存在时设方程为, 联立直线方程与椭圆方程,根据已知条件,已得到的关系,进而得直线恒过定点,在直线斜率不存在时要单独验证,然后结合直角三角形的性质即可确定满足题意的点的位置.
【详解】(1)由题意可得:,解得:,
故椭圆方程为:.
(2)[方法一]:通性通法
设点,
若直线斜率存在时,设直线的方程为:,
代入椭圆方程消去并整理得:,
可得,,
因为,所以,即,
根据,代入整理可得:

所以,
整理化简得,
因为不在直线上,所以,
故,于是的方程为,
所以直线过定点直线过定点.
当直线的斜率不存在时,可得,
由得:,
得,结合可得:,
解得:或(舍).
此时直线过点.
令为的中点,即,
若与不重合,则由题设知是的斜边,故,
若与重合,则,故存在点,使得为定值.
[方法二]【最优解】:平移坐标系
将原坐标系平移,原来的O点平移至点A处,则在新的坐标系下椭圆的方程为,设直线的方程为.将直线方程与椭圆方程联立得,即,化简得,即.
设,因为则,即.
代入直线方程中得.则在新坐标系下直线过定点,则在原坐标系下直线过定点.
又,D在以为直径的圆上.的中点即为圆心Q.经检验,直线垂直于x轴时也成立.
故存在,使得.
[方法三]:建立曲线系
A点处的切线方程为,即.设直线的方程为,直线的方程为,直线的方程为.由题意得.
则过A,M,N三点的二次曲线系方程用椭圆及直线可表示为(其中为系数).
用直线及点A处的切线可表示为(其中为系数).
即.
对比项、x项及y项系数得
将①代入②③,消去并化简得,即.
故直线的方程为,直线过定点.又,D在以为直径的圆上.中点即为圆心Q.
经检验,直线垂直于x轴时也成立.故存在,使得.
[方法四]:
设.
若直线的斜率不存在,则.
因为,则,即.
由,解得或(舍).
所以直线的方程为.
若直线的斜率存在,设直线的方程为,则.
令,则.
又,令,则.
因为,所以,
即或.
当时,直线的方程为.所以直线恒过,不合题意;
当时,直线的方程为,所以直线恒过.
综上,直线恒过,所以.
又因为,即,所以点D在以线段为直径的圆上运动.
取线段的中点为,则.
所以存在定点Q,使得为定值.
【整体点评】(2)方法一:设出直线方程,然后与椭圆方程联立,通过题目条件可知直线过定点,再根据平面几何知识可知定点即为的中点,该法也是本题的通性通法;
方法二:通过坐标系平移,将原来的O点平移至点A处,设直线的方程为,再通过与椭圆方程联立,构建齐次式,由韦达定理求出的关系,从而可知直线过定点,从而可知定点即为的中点,该法是本题的最优解;
方法三:设直线,再利用过点的曲线系,根据比较对应项系数可求出的关系,从而求出直线过定点,故可知定点即为的中点;
方法四:同方法一,只不过中间运算时采用了一元二次方程的零点式赋值,简化了求解以及的计算.
56.(1);(2).
【解析】(1)根据题目所给四边形的面积得到,结合点在椭圆上列方程,由此求得,从而求得椭圆的方程.
(2)当直线无斜率时,求得的坐标,判断出不成立. 当直线有斜率时,设直线的方程为,将直线的方程与椭圆方程联立并写出根与系数关系,结合列方程,解方程求得的值,由此求得直线的方程.
【详解】(1)四边形的面积为,∴,
又点在:上,则,
∴,,∴椭圆的方程为;
(2)由(1)可知椭圆的右焦点,
①当直线无斜率时,直线的方程为,
则、,不成立,舍,
②当直线有斜率时,设直线方程为将,
代入椭圆方程,整理得,在椭圆内,恒成立,
设、,则,,
又,

即,解得,
则直线的方程为:.
【点睛】求解有关直线和圆锥曲线的位置关系的问题,根与系数关系是解题的关键.
57.(1);(2);(3).
【解析】(1)根据题意,分析可得要求椭圆中c、a的值,计算可得b的值,将a、b的值代入椭圆的方程即可得答案;
(2)根据题意,由椭圆经过点的坐标可得椭圆中a、b的值,将a、b的值代入椭圆的方程即可得答案;
(3)根据题意,设要求椭圆的方程为,将点P、Q的坐标代入计算可得m、n的值,即可得答案.
【详解】(1)由于椭圆的焦点在轴上,
∴设它的标准方程为(),
∴,,
∴,
故所求椭圆的标准方程为;
(2)由于椭圆的焦点在轴上,
∴设它的标准方程为().
∴,,故所求椭圆的标准方程为;
(3)设椭圆方程为(,且),
则得,
∴所求椭圆的标准方程为.
58.(1)
(2)
【分析】(1)据条件求得椭圆E的基本量a、b、c,代入标准方程即可解决;
(2)通过设直线斜率为k,可以由此表达出P、Q的坐标,进而把用斜率k表达出来,再求其取值范围即可解决.
(1)
因为椭圆的离心率为,所以,即
又由,可得
因为点在上,所以,所以
所以的方程为.
(2)
因为为的下顶点,所以.
因为点在内,所以直线 的斜率存在且不为0.
设,
由,可得,则直线 的斜率乘积为
所以.
由消去得,
所以,所以,
由消去得,
所以,

.
令,当且仅当时,等号成立;
,所以,
所以的取值范围为.
59.(1)答案见解析;
(2)答案见解析.
【分析】(1)根据不同的选择,结合椭圆的定义,即可求得动点的轨迹及其方程;
(2)对的取值范围进行分类讨论,结合不同情况求得对应的轨迹及方程即可.
(1)
选择条件①:,因为,
故点的轨迹是以为焦点的椭圆,设其方程为,
则,,故其方程为:.
即选择条件①,点的轨迹是椭圆,其方程为;
选择条件②:,因为,
故点的轨迹是线段,其方程为.
(2)
因为,
当时,此时动点不存在,没有轨迹和方程;
当时,此时,
由(1)可知,此时动点的轨迹是线段,其方程为;
当时,此时,
此时点的轨迹是以为焦点的椭圆,其方程为.
综上所述:当时,动点没有轨迹和方程;
当时,动点的轨迹是线段,其方程为;
当时,动点的轨迹是以为焦点的椭圆,其方程为.
60.见解析
【分析】分,和三种情况进行讨论,结合椭圆的定义即可求解.
【详解】解:由题意,,
当时,点P到点、的距离之和为8,所以动点P的轨迹为线段,
所以动点P的轨迹方程为;
当时,点P到点、的距离之和为,所以由椭圆的定义知动点P的轨迹为以、为焦点,长轴长为的椭圆,
所以,
所以动点P的轨迹方程为;
当时,点P到点、的距离之和为,所以动点P的轨迹不表示任何曲线,无轨迹方程.
61.(1);
(2).
【解析】(1)
,
的轨迹为对角线长分别为,边长为,原点为内切圆圆心的菱形,
其顶点分别为,
所以由题意得
所以,,所以的标准方程为.
(2)
设,当AB所在直线的斜率存在且不为0时,设AB所在直线的方程为,
由 可得,,
所以,
设,由题意得,即,
又因为直线l的方程为,即,所以,
又因为,所以.
易得当AB所在直线的斜率不存在时,且;AB所在直线斜率为0时,
且,上式仍然成立.
综上所述,点M的轨迹方程为.
62.(1);(2)或.
【分析】(1)四个顶点围成的四边形的面积为,结合点到直线距离公式和关系即可求得方程;
(2)设直线方程代入椭圆方程,求出两根关系,根据垂直关系求得,由与面积相等,得到即可求解参数从而求出直线方程.
【详解】解:(1)椭圆的四个顶点围成的四边形的面积为,
,即.
点到直线的距离为,

又,,即.
解得或(舍去).

椭圆的方程为;
(2)由题意,直线的斜率存在且不为.设直线的方程为.
由,消去,得.
由,得或.
则,.
设过点与直线垂直的直线的方程为.
由,解得.
与面积相等,,
,即,在轴上的投影相等.
则.
点,在点,之间,,即.
解得,满足或.
直线的方程为或.
【点睛】解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:
(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;
(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.
63.(1);(2),.
【分析】(1)求出、,利用可得出关于、的齐次等式,可解得椭圆的离心率的值;
(2)[方法四]由(1)可得出的方程为,联立曲线与的方程,求出点的坐标,利用抛物线的定义结合可求得的值,进而可得出与的标准方程.
【详解】(1),轴且与椭圆相交于、两点,
则直线的方程为,
联立,解得,则,
抛物线的方程为,联立,
解得,,
,即,,
即,即,
,解得,因此,椭圆的离心率为;
(2)[方法一]:椭圆的第二定义
由椭圆的第二定义知,则有,
所以,即.
又由,得.
从而,解得.
所以.
故椭圆与抛物线的标准方程分别是.
[方法二]:圆锥曲线统一的极坐标公式
以为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系.
由(Ⅰ)知,又由圆锥曲线统一的极坐标公式,得,由,得,两式联立解得.
故的标准方程为,的标准方程为.
[方法三]:参数方程
由(1)知,椭圆的方程为,
所以的参数方程为(为参数),
将它代入抛物线的方程并化简得,
解得或(舍去),
所以,即点M的坐标为.
又,所以由抛物线焦半径公式有,即,解得.
故的标准方程为,的标准方程为.
[方法四]【最优解】:利用韦达定理
由(1)知,,椭圆的方程为,
联立,消去并整理得,
解得或(舍去),
由抛物线的定义可得,解得.
因此,曲线的标准方程为,
曲线的标准方程为.
【整体点评】(2)方法一:椭圆的第二定义是联系准线与离心率的重要工具,涉及离心率的问题不妨考虑使用第二定义,很多时候会使得问题简单明了.
方法二:圆锥曲线统一的极坐标公式充分体现了圆锥曲线的统一特征,同时它也是解决圆锥曲线问题的一个不错的思考方向.
方法三:参数方程是一种重要的数学工具,它将圆锥曲线的问题转化为三角函数的问题,使得原来抽象的问题更加具体化.
方法四:韦达定理是最常用的处理直线与圆锥曲线位置关系的方法,联立方程之后充分利用韦达定理可以达到设而不求的效果.
64.(1)或
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意的面积为,结合四边形的四条边的平方和为16,即,求出即可得结果;
(2)联立直线与椭圆的方程,结合根与系数的关系,根据中点坐标公式化简,列出线段的垂直平分线方程,判断定点在圆内即可得结果.
(1)
由的面积为,得,
又四边形的四条边的平方和为16,
所以或,
即椭圆的方程为或.
(2)
设,由于,得椭圆的方程为,
设直线的方程为,
当斜率时,线段的中点在轴上,不在直线上,故,
由,得,
由,
得.
由,
设线段的中点为,得,
即,
所以.
所以线段的垂直平分线的方程为.
即,
故线段的垂直平分线恒过点.
因为,
故点在圆内,
所以线段的垂直平分线与圆恒有两个交点.
65.(1)
(2)
【分析】(1)根据长轴长和离心率求出,,从而求出,从而求出椭圆方程;
(2)设出直线AB的方程,与椭圆方程联立后得到两根之和,两根之积,表达出弦长和面积,结合基本不等式求出最值.
(1)
根据题意,知,即.
又离心率,所以,
可得,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)
由题意,知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为.
由,得.
由,得.
设,,
则,,
所以

点到直线AB的距离,
所以.
令,则,
所以,
当且仅当,即时等号成立,此时,所以的面积的最大值为.
【点睛】解决直线与圆锥曲线相交问题的常用步骤:
(1)得出直线方程,设交点为,;
(2)联立直线与曲线方程,得到关于x(或y)的一元二次方程;
(3)写出根与系数的关系;
(4)将所求问题或题中关系转化为关于,的形式;
(5)代入求解.
66..
【详解】如图所示,设椭圆的左焦点为,连接,则四边形为矩形,








∴椭圆的离心率.
67.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意,求得a,c的值,根据a,b,c的关系,求得的值,即可得答案.
(2)设点 ,即可得M点坐标及直线OM的方程,与直线l联立,可得N点坐标,即可得坐标,结合数量积公式,即可得证
(1)
设椭圆的半焦距为.
因为椭圆的左焦点,右顶点,
所以,.
所以,
故C的方程为:;
(2)
设点,且,
因为为线段的中点,所以,
所以直线的方程为:,
令,得,所以点,
此时,,,
所以

所以,所以.
68.
【分析】由圆的外切与内切,结合椭圆定义得出点轨迹是椭圆,然后可求得其方程.
【详解】设动圆圆心为M(x,y),半径为R,设已知圆的圆心分别为、,
将圆方程分别配方得,,
,半径,,半径,
当⊙M与外切时,有,①
当⊙M与内切时,有,②
将①②两式的两边分别相加,得,由椭圆的定义知,M的轨迹是以、为焦点的椭圆,
设椭圆方程为,则有a=6,c=3,.从而所求椭圆方程为.
69.,椭圆.
【分析】设出点的坐标,根据题意列出满足的等量关系,整理化简即可求得轨迹方程,再根据方程即可判断轨迹对应的图形.
【详解】设点的坐标为,根据题意,
即,整理得:,
即曲线的方程为:,其表示一个椭圆.
70.(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)由题知,,利用直线的斜率结合三角形的面积,求出,即可得到椭圆方程.
(2)设直线方程为,设,,与椭圆方程联立整理得,结合韦达定理,利用弦长公式及点到直线的距离公式表示出,并且利用基本不等式求得其最大值得到,再利用两点连线的斜率公式求得化简可得其为定值.
【详解】(1)椭圆的右顶点,上顶点,
由题知,解得
所以椭圆的标准方程为
(2)由已知MN与x轴不垂直,可知直线的斜率存在,
设直线方程为,设,,
联立,整理得:
其中,即
且,
又原点O到直线的距离
所以
,当且仅当,即时,等号成立,
所以
又,可得
所以当的面积最大时,直线与的斜率之积为定值.
【点睛】思路点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:
(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;
(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.
71.(1)
(2)①1;②或
【分析】(1)利用离心率和椭圆过点两个已知条件联立方程组求解;
(2)设直线的方程为,联立椭圆的方程,化为关于的一元二次方程,利用根与系数的关系求出;由点到直线,的距离相等,代入点到直线的距离公式即可求解.
(1)
由得,即,
由椭圆过点得,
解得,,
故椭圆的方程为.
(2)
①设直线的方程为,且点,的坐标分别为,,
,
.
,,
则,,

②:,:
,即,
,,即或.
72.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据已知确定基本量即可.
(2)代入消元,运用韦达定理整体思想,求出的横坐标为定值得证.
(1)
当时,直线为,
令,得.即椭圆的上顶点为,所以,
又的周长为,即,又,解得,
所以椭圆的方程为 .
(2)
设,由,消去得,所以

又,所以直线的方程为,
直线的方程为,
联立直线、的方程得
.
由得代入上式,得

解得
所以点在定直线上.
73.(1);(2).
【分析】(1)因为,可得,,根据离心率公式,结合已知,即可求得答案;
(2)方法一:过点作轴垂线,垂足为,设与轴交点为,可得 ,可求得点坐标,从而求出直线的直线方程,根据点到直线距离公式和两点距离公式,即可求得的面积.
【详解】(1),,
根据离心率,解得或(舍),
的方程为:,即.
(2)[方法一]:通性通法
不妨设,在x轴上方,过点作轴垂线,垂足为,设直线与轴交点为
根据题意画出图形,如图
,, ,
又, ,
,根据三角形全等条件“”,可得:,
,,,
设点为,可得点纵坐标为,将其代入,
可得:,解得:或,点为或,
①当点为时,故,
,,可得:点为,
画出图象,如图
, ,可求得直线的直线方程为:,
根据点到直线距离公式可得到直线的距离为,
根据两点间距离公式可得:,面积为:;
②当点为时,故,,,可得:点为,画出图象,如图
, ,可求得直线的直线方程为:,
根据点到直线距离公式可得到直线的距离为,
根据两点间距离公式可得:,
面积为: ,综上所述,面积为:.
[方法二]【最优解】:
由对称性,不妨设P,Q在x轴上方,过P作轴,垂足为E.设,由题知,.
故,
①因为,如图,所以,.
②因为,如图,所以.
综上有
[方法三]:
由已知可得,直线的斜率一定存在,设直线的方程为,由对称性可设,联立方程消去y得,
由韦达定理得,所以,
将其代入直线的方程得,所以,
则.
因为,则直线的方程为,
则.
因为,所,,
即,故或,即或.
当时,点P,Q的坐标分别为,
直线的方程为,点A到直线的距离为,
故的面积为.
当时,点P,Q的坐标分别为,
直线的方程为,点到直线的距离为,
故的面积为.
综上所述,的面积为.
[方法四]:
由(1)知椭圆的方程为,.
不妨设在x轴上方,如图.
设直线.
因为,所以.
由点P在椭圆上得,所以.
由点P在直线上得,所以.所以,化简得.
所以,即.
所以,点Q到直线的距离.
又.
故.即的面积为.
[方法五]:
由对称性,不妨设P,Q在x轴上方,过P作轴,垂足为C,设,
由题知,所以.
(1).
则.
(其中).
(2).
同理,.
(其中)
综上,的面积为.
【整体点评】(2)方法一:根据平面几何知识可求得点的坐标,从而得出点的坐标以及直线的方程,再根据距离公式即可求出三角形的面积,是通性通法;方法二:同方法一,最后通过面积分割法求的面积,计算上有简化,是本题的最优解;方法三:通过设直线的方程与椭圆的方程联立,求出点的坐标,再根据题目等量关系求出的值,从而得出点的坐标以及直线的方程,最后根据距离公式即可求出三角形的面积,思想简单,但运算较繁琐;方法四:与法三相似,设直线的方程,通过平面知识求出点的坐标,表示出点,再根据距离公式即可求出三角形的面积;方法五:同法一,只是在三角形面积公式的选择上,利用三角形面积的正弦形式结合平面向量的数量积算出.
74.(1)该椭圆的长轴长为,短轴长为,顶点坐标分别为:
,焦点坐标为:;
(2)与该椭圆有相同焦点的椭圆有无穷多个,其中的两个椭圆方程为和.
【分析】(1)把椭圆的方程化成标准方程形式,根据长轴长、短轴长、顶点坐标公式、坐标公式进行求解即可;
(2)根据椭圆中之间的关系进行判断取特例即可.
(1)
由,
即,
所以该椭圆的长轴长为,短轴长为,
顶点坐标分别为:,焦点坐标为:.
(2)
由(1)可知:该椭圆的焦点在纵轴,且,
设与该椭圆有相同焦点的椭圆标准方程为:,
所以有,该方程有无穷多组实数解,
当时,,所以椭圆方程为:,
当时,,所以椭圆方程为:,所以与该椭圆有相同焦点的椭圆有无穷多个,其中的两个椭圆方程为和.
75.(1);(2).
【分析】(1)根据椭圆的焦点、离心率求椭圆参数,写出椭圆方程即可.
(2)由(1)知曲线为,讨论直线的存在性,设直线方程联立椭圆方程并应用韦达定理求弦长即可.
【详解】(1)由题意,椭圆半焦距且,则,又,
∴椭圆方程为;
(2)由(1)得,曲线为
当直线的斜率不存在时,直线,不合题意:
当直线的斜率存在时,设,又,,三点共线,
可设直线,即,
由直线与曲线相切可得,解得,
联立,得,则,,
∴.
76.(1)证明见解析;(2);(3)M在曲线上运动,证明见解析.
【解析】(1)由对称性,设出点的坐标,求出直线,的斜率即可求证;
(2)由直线的方程与椭圆方程联立利用韦达定理可求出点坐标,直线的方程与椭圆方程联立利用韦达定理可求出点坐标,即可表示出直线FH的斜率,利用基本不等式即可求最值;
(3)求出直线的方程,令,可得点纵坐标用表示,利用点在椭圆上,相关点法可求动点的轨迹方程,即可求证.
【详解】(1)由对称性,设,,,
则,得,
故,,则,
(2)由,
联立,
由根与系数的关系可得 ,所以,
所以,可得,
又,联立,
由根与系数的关系可得 ,所以,
所以可得:,
所以

由图知,所以即,
当且仅当即取等.
所以直线FH的斜率k的最小值为.
(3)易知,
令 可得,
所以,

所以 ,
因为,
所以,
即M在曲线上.
【点睛】方法点睛:求轨迹方程的常用方法
(1)直接法:如果动点满足的几何条件本身就是一些几何量,如(距离和角)的等量关系,或几何条件简单明了易于表达,只需要把这种关系转化为的等式,就能得到曲线的轨迹方程;
(2)定义法:某动点的轨迹符合某一基本轨迹如直线、圆锥曲线的定义,则可根据定义设方程,求方程系数得到动点的轨迹方程;
(3)几何法:若所求轨迹满足某些几何性质,如线段的垂直平分线,角平分线的性质,则可以用几何法,列出几何式,再代入点的坐标即可;
(4)相关点法(代入法):若动点满足的条件不变用等式表示,但动点是随着另一动点(称之为相关点)的运动而运动,且相关点满足的条件是明显的或是可分析的,这时我们可以用动点的坐标表示相关点的坐标,根据相关点坐标所满足的方程,求得动点的轨迹方程;
(5)交轨法:在求动点轨迹时,有时会出现求两个动曲线交点的轨迹问题,这类问题常常通过解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数参数求出所求轨迹的方程.
77.(1);(2)18.
【分析】(1)由题意分别求得a,b的值即可确定椭圆方程;
(2)首先利用几何关系找到三角形面积最大时点N的位置,然后联立直线方程与椭圆方程,结合判别式确定点N到直线AM的距离即可求得三角形面积的最大值.
【详解】(1)由题意可知直线AM的方程为:,即.
当y=0时,解得,所以a=4,
椭圆过点M(2,3),可得,
解得b2=12.
所以C的方程:.
(2)设与直线AM平行的直线方程为:,
如图所示,当直线与椭圆相切时,与AM距离比较远的直线与椭圆的切点为N,此时△AMN的面积取得最大值.
联立直线方程与椭圆方程,
可得:,
化简可得:,
所以,即m2=64,解得m=±8,
与AM距离比较远的直线方程:,
直线AM方程为:,
点N到直线AM的距离即两平行线之间的距离,
利用平行线之间的距离公式可得:,
由两点之间距离公式可得.
所以△AMN的面积的最大值:.
【点睛】解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:
(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;
(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.
78.(1)选①,;选②; 选③(2)证明见解析.
【分析】(1)选①,由题可得:,解得,得到椭圆C的方程;
(1)选②,由题可得:,解得,得到椭圆C的方程;
(1)选③,由题可得:,解得,得到椭圆C的方程;
(2)线段的中垂线与x轴交于点N,
讨论(i)当时,易得,,求得
(ii)当时,设直线的方程为,联解得:,求得,,
;利用中垂线方程求得,得到,从而得解.
【详解】(1)选①,由题意可得:,解得,所以所求椭圆C的方程为;
(1)选②,由题可得:,解得,得到椭圆C的方程;
(1)选③,由题可得:,解得,得到椭圆C的方程;
(2)(i)当时,,,
(ii)当时,由题意可得:.
设直线的方程为,设,,
由整理得:
显然,且,,
所以
所以线段的中点,
则线段的中垂线方程为,
令,可得,即,又,
所以,所以,即.
【点睛】本题属于开放性题,任选一个条件补充完整题干再作答,考查椭圆的标准方程及直线与椭圆关系求定值问题,属于中档题.
79.(1)
(2)
【分析】(1)由已知得,然后计算出可得椭圆方程;
(2)设直线MN:,其中,设,,直线方程与椭圆方程联立消元后应用韦达定理得,由弦长公式求得弦长,求出原点到直线的距离,得三角形面积,由直线方程求得坐标,得弦长,计算出点到直线的距离得面积,计算,利用换元法、基本不等式可得最大值.
(1)
因为左顶点为,所以,
又焦距为,所以,所以,
所以椭圆的方程是.
(2)
由题意设直线MN:,其中,设,,
由,消去y整理得,
且,
所以,.
所以,
又点O到直线MN的距离,
所以.
因为P,Q在直线BO上,所以可设,,又因为A,P,M三点共线,
所以,所以,同理,
所以

又点A到直线BO的距离,所以..
设,
即(当且仅当,即,等号成立).
因此,的最大值是.
80.(1)
(2)证明见解析;定点
【分析】(1)设椭圆,由离心率为,得,再根据点在椭圆上求解;
(2)当直线与x轴垂直时,设,则.由直线与的斜率之和为1求解;当直线不与x轴垂直时,设直线为,,,与椭圆方程联立,易知,然后结合韦达定理求解.
(1)
解:设椭圆,
由离心率为,得,
又因为,
所以.
由在椭圆上可得,
解得,.
所以椭圆的方程为.
(2)
当直线与x轴垂直时,设,则.
由题意得:,即.所以直线的方程为.
当直线不与x轴垂直时,可设直线为,,,
将代入得,
所以,.
由已知可得①,
将和代入①,
并整理得②,
将,代入②,
并整理得,可得,
因为直线不经过点,
所以,故.
所以直线的方程为,经过定点.
综上所述,直线经过定点.
81.(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)由给定条件求出椭圆右焦点,再结合给定的离心率即可计算得解;
(2)设直线:,联立直线与椭圆的方程,利用韦达定理结合由已知得出的直线AP,BP斜率互为相反数的条件求出m值即可得解.
【详解】(1)因过椭圆的右焦点有且仅有一条直线与圆:相切,
则点在圆:上,即,而椭圆的离心率,解得,则,
所以椭圆的标准方程为;
(2)圆:与轴的正半轴交于点,
依题意,设直线的方程为,,两点的坐标分别为,,
由知直线AP,BP斜率与互为相反数,又,,
即,化简整理得:,
又,,于是得,
由消去y得:,则,,
从而有,即,解得,此时直线的方程为,
所以直线恒过定点.
82.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据椭圆的顶点坐标与基本量的关系求解即可;
(2)由题意设直线的方程为,,,联立直线与椭圆的方程,结合可得,再代入韦达定理化简求解即可
(1)
由题意得,解得,,故的方程为.
(2)
证明:由题意设直线的方程为,,,
联立,得,
所以,即,
,,
因为,所以,所以,
即,则,
整理得,
所以,即
整理得,解得或,
当时,直线的方程为,恒过点,舍去;
当时,直线的方程为,恒过点,符合题意,
即直线恒过定点.
83.(1);(2)为定值.
【分析】(1)根据,得,根据椭圆过点A(1,),得,结合求得,即可得出答案;
(2)设,直线得方程为,联立,根据韦达定理求得,根据B、E、M三点共线,可求得,同理可求得,利用斜率公式化简整理即可得出结论.
【详解】解:(1)因为,所以①,
将A(1,)代入得②,
又③,
由①②③解得,
所以椭圆的方程为;
(2)设,直线得方程为,
联立,得,
则,
由B、E、M三点共线,可知,即,
同理可得:,
则,

所以.
所以为定值.
84.(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析
【分析】(1)利用,结合三角形的面积公式,求出,即可求椭圆的方程.
(2) (i)设直线的方程为,直线的方程为,由题意可知,可得是方程的两根,利用韦达定理即可证明.
(ii)设直线的方程为,代入椭圆方程,利用韦达定理,结合,可得与的关系式,即可证明直线过定点.
(1)
解:由题知,,的面积等于,
所以,解得,,所以,椭圆C的方程为.
(2)
(i)设直线PA的方程为,
直线PB的方程为,由题知,
所以,所以,
同理,,
所以,是方程的两根,所以.
(ii)设,,设直线AB的方程为,
将代入得,
所以,①
,②
所以,③
,④
又因为,⑤
将①②③④代入⑤,化简得,
所以,所以,
若,则直线,此时AB过点P,舍去.
若,则直线,此时AB恒过点,
所以直线AB过定点.
85.(1);
(2)以MN为直径的圆过定点(0,0).
【分析】(1)根据所选条件,结合椭圆定义、向量线性关系的坐标表示得到参数关系,进而得到轨迹方程;
(2)讨论切线的斜率存在性,联立直线和椭圆,消元后利用根与系数的关系,利用题设已知条件化简目标式,从而得到定点的坐标.
(1)
选①,由E:,得,
所以圆E的圆心为,半径为.
由题意得,所以,
所以P的轨迹C是以H,E为焦点的椭圆且,,故,
所以动点P的轨迹C的方程为.
选②,设,,,则.(*)
因为,所以,即,
将其代入(*)式,得,
所以动点P的轨迹C的方程.
(2)
当过A且与圆O相切的切线斜率不存在,切线为.
当切线为时,不妨设,,
以MN为直径的圆的方程为.①
当切线为时,不妨设,,
以MN为直径的圆的方程为.②
联立①②,解得两圆的交点为(0,0).
当过A且与圆O相切的切线斜率存在,设切线为,则,故.
联立切线与椭圆C的方程,消去y,得.
因为

所以切线与椭圆C恒有两个交点.
设,,则,,
因为,,
所以

所以,则以MN为直径的圆过原点(0,0).
综上,以MN为直径的圆过定点(0,0).
86.(1)
(2)
【分析】(1)根据题意列方程求解确定值即可;
(2)分别求出和的表达式,作比根据基本不等式求最值.
(1)
由可得,∴,
把代入椭圆的方程得,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)
显然直线存在斜率,设直线的方程为,
由得,
设,则,,
从而,即,∴,
又,直线的方程为,得,,

则,
当且仅当,即时取等号,故的取值范围为.
【点睛】解析几何中与弦长相关的三角形面积常有两种求法:
(1),其中为弦长,为另一顶点到直线的距离;
(2)面积等于水平宽与铅锤高积的一半.
87.(1);
(2)或;
(3);
(4).
【分析】(1)由、、和长轴在x轴上,可得答案;
(2)若焦点在x轴上,则,由、得椭圆的标准方程;若焦点在y轴上,则,由,得椭圆的标准方程;
(3)分析知结合可得椭圆的标准方程;
(4)椭圆化为标准形式可得焦点在y轴上,可设所求椭圆的方程为,利用焦点坐标、可得求椭圆的标准方程.
(1)
由题意,可知,,得,,从而,
又长轴在x轴上,故所求椭圆的标准方程为.
(2)
若焦点在x轴上,则,
由,得,所以,此时椭圆的标准方程为,
若焦点在y轴上,则,
由,得,
此时椭圆的标准方程为,
故椭圆的标准方程为或.
(3)
分析知,,故椭圆的标准方程为.
(4)
椭圆可化为,
可知焦点在y轴上,焦点坐标为,
故可设所求椭圆的方程为,则,
又,即,所以,
则所求椭圆的标准方程为.
88.(1);(2).
【分析】(1)由题可得,从而可得方程;
(2)设,在中利用余弦定理可得,进一步可求得的面积.
【详解】(1)由题意知,
∴,又,
∴,
椭圆方程为.
(2)设,
由椭圆的定义得,又,
在中由余弦定理得,
得,
.
89.(1);
(2)
【分析】(1)因为本题没有说明椭圆的焦点所在位置,则设,代入点列方程求解;(2)设坐标,利用两点间距离公式结合椭圆方程求取到最大值时的坐标,根据l与椭圆相切,联立方程利用求解,进而求点及.
(1)
设椭圆方程为
根据题意可得,解得
∴椭圆方程为,则,且焦点在轴上
∴求椭圆C的离心率,焦点坐标
(2)
设,根据题意可得,即


∴当,即时,取到最大值
由题意可知切线l的斜率存在,设切线l:,即
联立方程,消去得
根据题意可得:,解得
∴切线l:,与y轴交于点

90.(1)
(2)
【分析】(1)由椭圆定义求得,结合求得后可得;
(2)由椭圆定义求得,结合求得后可得.
(1)
由题意,,又,所以,
椭圆标准方程为;
(2)
由题意椭圆另一焦点为.

,,所以,焦点在轴,
椭圆方程为.
91.(Ⅰ);(Ⅱ)1.
【分析】(Ⅰ)由题意得到关于a,b的方程组,求解方程组即可确定椭圆方程;
(Ⅱ)首先联立直线与椭圆的方程,然后由直线MA,NA的方程确定点P,Q的纵坐标,将线段长度的比值转化为纵坐标比值的问题,进一步结合韦达定理可证得,从而可得两线段长度的比值.
【详解】(Ⅰ)设椭圆方程为:,由题意可得:
,解得:,
故椭圆方程为:.
(Ⅱ)[方法一]:
设,,直线的方程为:,
与椭圆方程联立可得:,
即:,
则:.
直线MA的方程为:,
令可得:,
同理可得:.
很明显,且,注意到,



故.
从而.
[方法二]【最优解】:几何含义法
①当直线l与x轴重合,不妨设,由平面几何知识得,所以.
②当直线l不与x轴重合时,设直线,由题意,直线l不过和点,所以.设,联立得.由题意知,所以.且.
由题意知直线的斜率存在..
当时,

同理,.所以.
因为,所以.
【整体点评】方法一直接设直线的方程为:,联立方程消去y,利用韦达定理化简求解;方法二先对斜率为零的情况进行特例研究,在斜率不为零的情况下设直线方程为,联立方程消去x,直接利用韦达定理求得P,Q的纵坐标,运算更为简洁,应为最优解法.
92.
【分析】设,利用斜率的两点式列方程并整理可得轨迹方程,注意.
【详解】设且,则,
整理得:A的轨迹方程.
93.
【分析】作出截面,根据平面与球相切的性质,结合直角三角形中各边的关系与勾股定理等,求解椭圆的基本量即可.
【详解】设椭圆的方程为.
作出几何体的轴截面图,如图所示,
点M,N是P圆柱内两个内切球的球心,,是椭圆的两个焦点,其中O是与的交点,.
根据圆的切线的性质,可得,,
由题意,可知,,
所以,
所以,即,
所以在中,,则,
所以,
所以,即a=4,
所以椭圆的离心率.
94.(1);
(2).
【分析】(1)由题可得,即求;
(2)由题可知,即得.
(1)
∵椭圆的焦点在x轴上,椭圆的方程为,
∴,解得,
∴k的取值范围为;
(2)
∵椭圆的焦点在y轴上,椭圆的方程为,
∴,解得,
∴k的取值范围为.
95.(1)
(2)证明见解析,定值为
【分析】(1)根据点在的垂直平分线上,得,从而可得,则有的轨迹是以A,为焦点的椭圆,即可得解;
(2)分直线的斜率存在和不存在两种情况讨论,当直线的斜率存在时,设:,,,联立直线方程与椭圆方程,利用韦达定理求得,,再证明为定值即可.
(1)
解:圆的圆心为,半径,
由点在的垂直平分线上,得,
所以,
所以的轨迹是以A,为焦点的椭圆,,,
所以,,,
所以的方程为;
(2)
证明:①当直线的斜率不存在时,易知,
②当直线的斜率存在时,设:,,,
则把代入得,
显然,有,,

所以,
综上所述,为定值.
96.(1);
(2)①证明见解析,;②.
【分析】(1)由题意可得,求出,再由离心率为求出,由可求出,从而可求出椭圆方程,
(2)由题可设直线方程为,代入椭圆方程中整理后利用根与系数的关系,表示出直线和的方程,联立可求出点的横坐标,即得;然后结合条件可表示出ABC面积,换元化简后利用基本不等式可求得答案.
(1)
由椭圆定义可知的周长为,即,
因为离心率,所以,
又因为,所以,
故的方程为.
(2)
①依题意,设直线AB方程为.
联立,得,
易知
设,,则,.
因为轴,轴,
所以,.
所以直线AN:,
直线BM:,
联立解得.
从而点C在定直线上.
②因为,
又,则,
设,则,
当且仅当,即时,等号成立,
故面积的最大值为
97.(1)3(2)7(3)3【分析】(1)(2)(3)根据椭圆标准方程的定义,列出不等式即可.
(1)
若方程表示椭圆,则,解得3(2)
方程表示焦点在x轴上的椭圆,则m-3>11-m>0,解得7(3)
方程表示焦点在y轴上的椭圆,则11-m>m-3>0,解得398.(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)由离心率公式可得,进而可得,即可得解;
(2)必要性:由三点共线及直线与圆相切可得直线方程,联立直线与椭圆方程可证;
充分性:设直线,由直线与圆相切得,联立直线与椭圆方程结合弦长公式可得,进而可得,即可得解.
【详解】(1)由题意,椭圆半焦距且,所以,
又,所以椭圆方程为;
(2)由(1)得,曲线为,
当直线的斜率不存在时,直线,不合题意;
当直线的斜率存在时,设,
必要性:
若M,N,F三点共线,可设直线即,
由直线与曲线相切可得,解得,
联立可得,所以,
所以,
所以必要性成立;
充分性:设直线即,
由直线与曲线相切可得,所以,
联立可得,
所以,
所以

化简得,所以,
所以或,所以直线或,
所以直线过点,M,N,F三点共线,充分性成立;
所以M,N,F三点共线的充要条件是.
【点睛】关键点点睛:
解决本题的关键是直线方程与椭圆方程联立及韦达定理的应用,注意运算的准确性是解题的重中之重.
99.(1)
(2)0
(3)直线经过定点,定点坐标为
【分析】(1)设出的坐标为,结合已知条件可得,然后化简即可求解;(2)设直线的方程,并联立椭圆方程,利用斜率公式表示出,然后结合韦达定理即可求解;(3)结合已知条件,设出直线EF的方程,并联立椭圆方程,利用和韦达定理求出,进而即可得到答案.
(1)
不妨设点的坐标为,
由题意可知,,
化简可得,,
故曲线C的方程为.
(2)
不妨设直线的方程:,,,
因为直线l不过点,易知,
由可得,,
由且可得,或,
由韦达定理可知,,,
因为,,,,
所以,
将,代入上式得,,
故的值为0.
(3)
由椭圆方程可知,点坐标为,
因为以为直径的圆恰过Q点,所以,
结合椭圆特征可知,直线的斜率存在,
不妨设直线方程:,且,,,
由可得,,
由可得,,
由韦达定理可知,,,
因为,,,,
所以,
将,代入上式并化简可得,,
故直线方程:,
易知直线必过定点,
从而直线经过定点,定点坐标为.
100.(1);(2)①;②.
【分析】(1)方法1,利用特殊值法,求得椭圆方程,方法2,利用定义整理得,再根据条件列式求得椭圆方程;方法3,利用定义进行整理,由为常数,求得系数,得到椭圆方程;(2)①首先由面积比值求得,令,则,利用坐标表示向量,求得,再求范围;②由阿波罗尼斯圆定义知,,,在以,为定点得阿波罗尼斯圆上,由几何关系列式得,求得,再根据,求得,即可计算直线方程.
【详解】(1)方法(1)特殊值法,令,,且,解得
∴,,椭圆的方程为
方法(2)设,由题意(常数),
整理得:,
故,又,解得:,.
∴,椭圆的方程为.
方法(3)设,则.
由题意
∵为常数,∴,又,解得:,,故
∴椭圆的方程为
(2)①由,又,
∴(或由角平分线定理得)
令,则,设,则有,
又直线的斜率,则,代入得:
,即,
∵,∴.
②由①知,,由阿波罗尼斯圆定义知,
,,在以,为定点得阿波罗尼斯圆上,设该圆圆心为,半径为,与直线的另一个交点为,
则有,即,解得:.
又,故,∴
又,
∴,
解得:,,
∴,∴直线的方程为.
【点睛】关键点点睛:本题考查轨迹问题,考查直线与椭圆的位置关系,以及外接圆,新定义的综合应用,属于难题,本题的关键是读懂题意,并根据几何关系进行消参,转化与化归,是本题的关键也是难点.

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