3.1椭圆(预习衔接.夯实基础.含解析)2025-2026学年高二上学期数学选择性必修第一册人教A版(2019)

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3.1椭圆(预习衔接.夯实基础.含解析)2025-2026学年高二上学期数学选择性必修第一册人教A版(2019)

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预习衔接.夯实基础 椭圆
一.选择题(共4小题)
1.(2024秋 荔湾区校级期中)点P是椭圆上一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,且△PF1F2的内切圆半径为1,当点P在第一象限时,P点的纵坐标为(  )
A.2 B. C. D.
2.(2024秋 启东市期中)若方程表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围为(  )
A. B. C.m<﹣3 D.m>2
3.(2024秋 雁塔区校级期中)已知椭圆的焦距为2,则C的长轴长为(  )
A. B. C. D.
4.(2024 启东市校级模拟)已知椭圆的一个焦点坐标为(0,﹣2),则实数m的值为(  )
A.1 B.4 C.7 D.9
二.多选题(共3小题)
(多选)5.(2024秋 五华区校级期中)已知P(x0,y0)是椭圆上一点,F1、F2分别为C的左、右焦点,则下列结论正确的是(  )
A.|PF1|+|PF2|=8
B.矩轴长为
C.离心率为
D.三角形PF1F2周长为16
(多选)6.(2024秋 寻甸县校级期中)已知椭圆,且两个焦点分别为F1,F2,P是椭圆C上任意一点,以下结论正确的是(  )
A.C的短轴长为
B.△PF1F2的周长为12
C.|PF1|的最小值为3
D.|PF1| |PF2|的最大值为16
(多选)7.(2024秋 青羊区校级期中)已知椭圆C:1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(﹣c,0),F2(c,0),经过左焦点F1的直线与椭圆相交于A、B两点,ca,则以下说法正确的是(  )
A.△ABF2的周长为4b
B.△ABF2的面积的最大值为b2
C.记A关于坐标原点O的对称点为A',则|kBA′﹣kBA|min=1
D.若M为AB的中点,则M的轨迹方程为4y2+x2bx=0
三.填空题(共4小题)
8.(2024秋 杨浦区校级期中)在平面直角坐标系中,已知椭圆Γ1:以及圆Γ2:x2+y2=4,若点A、B分别在Γ1、Γ2上,点C满足,则的最小值为    .
9.(2024秋 温江区校级期中)已知椭圆的右焦点和上顶点分别为F和A,连接AF并延长交椭圆C于B,若,则椭圆C的离心率为    .
10.(2024秋 寻甸县校级期中)法国著名数学家加斯帕尔 蒙日在研究圆锥曲线时发现:椭圆的任意两条互相垂直的切线(当直线与椭圆有且只有一个交点时,直线与椭圆相切,直线叫椭圆的切线,交点叫切点)的交点Q的轨迹是以椭圆的中心为圆心,(a为椭圆的长半轴长,b为椭圆的短半轴长)为半径的圆,这个圆被称为蒙日圆.已知椭圆C:的离心率为,且短轴的一个端点到焦点的距离为2,则此椭圆的蒙日圆的方程为    .
11.(2024秋 大理市校级期中)方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围是    .
四.解答题(共4小题)
12.(2024秋 重庆期中)已知椭圆E:的长轴长为,且点在椭圆E上.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设直线与椭圆E相交于不同的两点P和Q,当时,求实数k的值.
13.(2024秋 上城区校级期中)已知椭圆的一个焦点为F(2,0),且过点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l:y=x+m与椭圆C交于A,B两点,若AB中点为M,求kOM.
14.(2024秋 雁塔区校级期中)已知椭圆C:的离心率为,焦距为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线l:y=kx+m(k,m∈R)与椭圆C相交于A,B两点,且.
①求证:△AOB的面积为定值;
②椭圆C上是否存在一点P,使得四边形OAPB为平行四边形?若存在,求出点P横坐标的取值范围;若不存在,说明理由.
15.(2024 海淀区校级三模)已知椭圆C:的左焦点为,且点在椭圆C上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知M(﹣1,0),N(1,0),点P为椭圆C上一点.
(i)若点P在第一象限内,NP延长线交y轴于点Q,△ONP与△MPQ的面积之比为1:2,求点P坐标;
(ii)设直线PM与椭圆C的另一个交点为点B,直线PN与椭圆C的另一个交点为点D.设,,求证:当点P在椭圆C上运动时,λ1+λ2为定值.
预习衔接.夯实基础 椭圆
参考答案与试题解析
一.选择题(共4小题)
1.(2024秋 荔湾区校级期中)点P是椭圆上一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,且△PF1F2的内切圆半径为1,当点P在第一象限时,P点的纵坐标为(  )
A.2 B. C. D.
【考点】椭圆的定义.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】B
【分析】根据椭圆方程求出a,b,c,由椭圆的定义可求出|PF1|+|F1F2|+|PF2|=2a+2c,然后利用等面积法可求出P点的纵坐标.
【解答】解:由,得,
所以|PF1|+|F1F2|+|PF2|=2a+2c=8+6=14,
设△PF1F2的内切圆半径为r,
因为,
所以,得.
故选:B.
【点评】本题主要考查椭圆性质的应用,考查计算能力,属于中档题.
2.(2024秋 启东市期中)若方程表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围为(  )
A. B. C.m<﹣3 D.m>2
【考点】由椭圆的焦点焦距求解椭圆方程或参数.
【专题】转化思想;转化法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】B
【分析】根据已知条件,结合椭圆的性质,列出不等式,即可求解.
【解答】解:方程表示焦点在y轴上的椭圆,
则3+m>2﹣m>0,解得.
故选:B.
【点评】本题主要考查椭圆的性质,属于基础题.
3.(2024秋 雁塔区校级期中)已知椭圆的焦距为2,则C的长轴长为(  )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的长短轴.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】B
【分析】只需根据已知求得m即可得解.
【解答】解:由题可得:,
从而C的长轴长为.
故选:B.
【点评】本题主要考查椭圆的性质应用,属于基础题.
4.(2024 启东市校级模拟)已知椭圆的一个焦点坐标为(0,﹣2),则实数m的值为(  )
A.1 B.4 C.7 D.9
【考点】椭圆的几何特征.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】D
【分析】先确定焦点位置,再根据c2=a2﹣b2计算即可.
【解答】解:由已知可得椭圆的焦点在y轴上,
故a2=m,b2=5,c=2,
则c2=a2﹣b2=m﹣5=4,
得m=9.
故选:D.
【点评】本题考查椭圆的几何性质,属基础题.
二.多选题(共3小题)
(多选)5.(2024秋 五华区校级期中)已知P(x0,y0)是椭圆上一点,F1、F2分别为C的左、右焦点,则下列结论正确的是(  )
A.|PF1|+|PF2|=8
B.矩轴长为
C.离心率为
D.三角形PF1F2周长为16
【考点】求椭圆的离心率;椭圆的定义.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】ABC
【分析】根据椭圆的性质逐项判断即可.
【解答】解:P(x0,y0)是椭圆上一点,F1、F2分别为C的左、右焦点,
则a=4,b,c3,
故|PF1|+|PF2|=2a=8,A对,
短轴长为2b=2,B对,
离心率为:,C对;
三角形PF1F2周长为:|PF1|+|PF2|+|F1F2|=2a+2c=14,D错.
故选:ABC.
【点评】本题主要考查椭圆的性质应用,考查计算能力,属于基础题.
(多选)6.(2024秋 寻甸县校级期中)已知椭圆,且两个焦点分别为F1,F2,P是椭圆C上任意一点,以下结论正确的是(  )
A.C的短轴长为
B.△PF1F2的周长为12
C.|PF1|的最小值为3
D.|PF1| |PF2|的最大值为16
【考点】椭圆的焦点三角形;椭圆的定义;椭圆的长短轴.
【专题】整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】BD
【分析】由椭圆的性质,结合椭圆的定义及基本不等式的应用逐一判断.
【解答】解:已知椭圆C:,
则a=4,,,
对于A:短轴长为,
故A错误;
对于B:△PF1F2的周长为|PF1|+|PF2|+|F1F2|=2a+2c=12,
故B正确;
对于C:|PF1|的最小值为a﹣c=2,
故C错误;
对于D:,
当且仅当|PF1|=|PF2|=4时等号成立,
故D正确.
故选:BD.
【点评】本题考查了椭圆的性质,重点考查了椭圆的定义,属基础题.
(多选)7.(2024秋 青羊区校级期中)已知椭圆C:1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(﹣c,0),F2(c,0),经过左焦点F1的直线与椭圆相交于A、B两点,ca,则以下说法正确的是(  )
A.△ABF2的周长为4b
B.△ABF2的面积的最大值为b2
C.记A关于坐标原点O的对称点为A',则|kBA′﹣kBA|min=1
D.若M为AB的中点,则M的轨迹方程为4y2+x2bx=0
【考点】椭圆的焦点三角形.
【专题】对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】BCD
【分析】由题意,利用椭圆的性质进行逐项分析,进而可解.
【解答】解:因为ca,
所以b,
即a=2b,
易知△ABF2的周长为4a,
所以△ABF2的周长为8b,故选项A错误;
易知椭圆方程为,
设直线AB的方程为x=myb,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,消去x并整理得,
由韦达定理得,,
所以

当且仅当,即时,等号成立,故选项B错误;
因为()max,故选项B正确;
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则A′(﹣x1,﹣y1),
此时,
两式相减得,
即,
因为e,
所以kBA′ kBA,
此时|kBA′﹣kBA|=|kBA|=|kBA|≥21,故选项C正确;
设M(x,y),
此时x,y,
所以kOM,
因为,
所以kOM kAB,
又kAB,
即,x≠0且xb,
整理得,
此时点(b,0)或(0,0)均满足条件,
则M的轨迹方程为4y2+x2bx=0,故选项D正确.
故选:BCD.
【点评】本题考查轨迹方程以及椭圆的性质,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
三.填空题(共4小题)
8.(2024秋 杨浦区校级期中)在平面直角坐标系中,已知椭圆Γ1:以及圆Γ2:x2+y2=4,若点A、B分别在Γ1、Γ2上,点C满足,则的最小值为   .
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数.
【专题】整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】.
【分析】由得到,再由,结合函数单调性即可求解.
【解答】解:设O为坐标原点,
因为A、B分别在Γ1、Γ2上,
所以4≤|AO|≤5,
又圆Γ2:x2+y2=4的半径为2,
结合图象可知,2≤|BA|≤3,
因为,
所以,
所以0<cosB≤1,
且,
由,
所以,
即,
所以,
因为4≤|BA|2≤9,
易知函数在(1,+∞)上单调递增,
所以y在|BA|2=4时,取得最小值,
所以,当B=0°,|BA|=2时,取得最小值,
所以的最小值为.
故答案为:.
【点评】本题考查了向量模长问题,重点考查了利用基本不等式或对勾函数求最值问题,属中档题.
9.(2024秋 温江区校级期中)已知椭圆的右焦点和上顶点分别为F和A,连接AF并延长交椭圆C于B,若,则椭圆C的离心率为   .
【考点】求椭圆的离心率.
【专题】计算题;转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】.
【分析】先根据面积比例关系得出点B的横坐标,点在直线AF上得出B的坐标,最后应用点B在椭圆上得出得出离心率.
【解答】解:椭圆的右焦点和上顶点分别为F和A,连接AF并延长交椭圆C于B,若,所以,所以,
设A(0,b),F(c,0),设直线,
点B在直线AF上,所以,
点B在椭圆上,可得,
所以,即得.
故答案为:.
【点评】本题考查椭圆的简单性质的应用,离心率的求法,是中档题.
10.(2024秋 寻甸县校级期中)法国著名数学家加斯帕尔 蒙日在研究圆锥曲线时发现:椭圆的任意两条互相垂直的切线(当直线与椭圆有且只有一个交点时,直线与椭圆相切,直线叫椭圆的切线,交点叫切点)的交点Q的轨迹是以椭圆的中心为圆心,(a为椭圆的长半轴长,b为椭圆的短半轴长)为半径的圆,这个圆被称为蒙日圆.已知椭圆C:的离心率为,且短轴的一个端点到焦点的距离为2,则此椭圆的蒙日圆的方程为  x2+y2=7 .
【考点】椭圆的几何特征;由椭圆的离心率求解方程或参数.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】x2+y2=7.
【分析】根据已知求得椭圆方程中的a和b,进而求解结论.
【解答】解:椭圆C:的离心率为,且短轴的一个端点到焦点的距离为2,
所以a=2且,解得c=1,
所以b2=a2﹣c2=3,
所以,
故答案为:x2+y2=7.
【点评】本题主要考查椭圆的性质,属于基础题.
11.(2024秋 大理市校级期中)方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围是   .
【考点】由椭圆的焦点焦距求解椭圆方程或参数.
【专题】转化思想;转化法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】
【分析】根据焦点在x轴上的椭圆的特征,列不等式即可求解.
【解答】解:方程表示焦点在x轴上的椭圆,
则,解得,
故实数k的取值范围是.
故答案为:.
【点评】本题主要考查椭圆的性质,属于基础题.
四.解答题(共4小题)
12.(2024秋 重庆期中)已知椭圆E:的长轴长为,且点在椭圆E上.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设直线与椭圆E相交于不同的两点P和Q,当时,求实数k的值.
【考点】椭圆的弦及弦长;根据椭圆的几何特征求标准方程.
【专题】对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】(1);
(2)k=±1.
【分析】(1)根据题意,列方程组求出a,b,即可得解;
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),联立,可得,,然后代入弦长公式即可求解.
【解答】解:(1)由题可得:,解得:,
所以椭圆E的方程为:;
(2)由题,设P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立,化简得:,
则Δ=72k2﹣12(1+3k2)>0,即,
则,,
所以

化简得:9k4+6k2﹣15=0,
解得:k2=1或,
所以k=±1,满足,
即k的值为±1.
【点评】本题考查了椭圆的方程及直线与椭圆的位置关系,属于中档题.
13.(2024秋 上城区校级期中)已知椭圆的一个焦点为F(2,0),且过点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l:y=x+m与椭圆C交于A,B两点,若AB中点为M,求kOM.
【考点】直线与椭圆的位置关系及公共点个数;根据椭圆上的点求椭圆的标准方程.
【专题】对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据椭圆的性质列方程,然后解方程得到a2,b2,即可得到椭圆方程;
(2)根据直线l的斜率得到,然后利用点差法求OM的斜率即可.
【解答】解:(1)由题意得c=2,a2﹣b2=c2,,
解得:a2=8,b2=4,
所以椭圆C得方程为:;
(2)如图,设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,,
因为直线l的方程为y=x+m,所以,
由题意得,
两式相减得,
整理得,则,
所以kOM.
【点评】本题考查了椭圆的方程及直线与椭圆的位置关系,属于中档题.
14.(2024秋 雁塔区校级期中)已知椭圆C:的离心率为,焦距为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线l:y=kx+m(k,m∈R)与椭圆C相交于A,B两点,且.
①求证:△AOB的面积为定值;
②椭圆C上是否存在一点P,使得四边形OAPB为平行四边形?若存在,求出点P横坐标的取值范围;若不存在,说明理由.
【考点】由直线与椭圆位置关系及公共点个数求解方程或参数.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】(1);
(2)①证明见解析;②不存在,理由见解析.
【分析】(1)根据椭圆焦距和离心率的概念求解即可;
(2)①联立椭圆方程与直线方程消去y后,利用韦达定理和得出2m2=3+4k2,表示出△AOB的面积并化简可证明△AOB的面积为定值;
②假设存在椭圆上的点P,使得OAPB为平行四边形,借助表示出点P坐标代入椭圆方程可得出4m2=3+4k2,与2m2=3+4k2矛盾,从而得出结论.
【解答】解:(1)由题意知,焦距2c=2,故c=1,
又,故a=2,
所以b2=a2﹣c2=3,
故椭圆C的方程为.
(2)①证明:由消去y,化简得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2﹣12=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则Δ=64k2m2﹣4(4k2+3)(4m2﹣12)=48(4k2﹣m2+3)>0,
,,
故,
因为,
所以2m2=3+4k2,
所以,
坐标原点到直线l的距离为,
所以△AOB的面积为,
故△AOB的面积为定值.
②假设存在椭圆上的点P,使得OAPB为平行四边形,则,
设P(x0,y0),则,
又因为,即,得4m2=3+4k2,
与2m2=3+4k2矛盾,
故椭圆上不存在点P,使得OAPB为平行四边形.
【点评】本题考查椭圆的标准方程及其性质,考查直线与椭圆的综合运用,考查运算求解能力,属于中档题.
15.(2024 海淀区校级三模)已知椭圆C:的左焦点为,且点在椭圆C上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知M(﹣1,0),N(1,0),点P为椭圆C上一点.
(i)若点P在第一象限内,NP延长线交y轴于点Q,△ONP与△MPQ的面积之比为1:2,求点P坐标;
(ii)设直线PM与椭圆C的另一个交点为点B,直线PN与椭圆C的另一个交点为点D.设,,求证:当点P在椭圆C上运动时,λ1+λ2为定值.
【考点】椭圆与平面向量.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)(i)P(,);(ii)λ1+λ2为定值,证明过程请见解答.
【分析】(Ⅰ)根据椭圆的几何性质,列方程组求解即可;
(Ⅱ)(i)设直线NP的方程为y=k(x﹣1),k<0,利用已知条件推出点P是NQ的中点,从而得P(,k),再代入椭圆方程中,求出k的值即可;
(ii)设P(x0,y0),B(x1,y1),D(x2,y2),分别联立直线PM、PN和椭圆的方程,结合韦达定理与平面向量的坐标运算,化简求出λ1+λ2的值即可.
【解答】(Ⅰ)解:由题意知,,
解得a2=4,b2=1,
所以椭圆C的方程为.
(Ⅱ)(i)解:由题意知,直线NP的斜率一定存在,设其方程为y=k(x﹣1),k<0,
令x=0,则y=﹣k,即Q(0,﹣k),
设点O到直线NP的距离为h,
因为O是MN的中点,所以点M到直线NP的距离为2h,
又△ONP与△MPQ的面积之比为1:2,
所以,所以PN=PQ,即点P是NQ的中点,
所以P(,k),
因为点P在椭圆C上,所以,解得k=±(舍正),
所以P(,).
(ii)证明:设P(x0,y0),B(x1,y1),D(x2,y2),直线PM的方程为x=ty﹣1,其中t,则,
联立,得(t2+4)y2﹣2ty﹣3=0,
所以y0y1,
因为,所以(﹣1﹣x0,﹣y0)=λ1(x1+1,y1),所以﹣y0=λ1y1,
所以λ1y0 ,
设直线PN的方程为x=my+1,其中m,
同理可得,λ2,
所以λ1+λ2 [] [] ,为定值.
【点评】本题考查直线与椭圆的位置关系,熟练掌握椭圆的几何性质,灵活运用韦达定理是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
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