- 椭圆的几何性质
- 共178题
以椭圆:
的中心
为圆心,
为半径的圆称为该椭圆的“准圆”.设椭圆
的左顶点为
,左焦点为
,上顶点为
,且满足
,
.
24.求椭圆及其“准圆”的方程;
25.若椭圆的“准圆”的一条弦
(不与坐标轴垂直)与椭圆
交于
、
两点,试证明:当
时,试问弦
的长是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
正确答案
见解析
解析
设椭圆的左焦点
,由
得
,又
,即
且
,所以
,
则椭圆的方程为
;椭圆
的“准圆”方程为
考查方向
解题思路
利用所给“准圆”的性质和椭圆的性质以及抛物线的性质求椭圆的方程和准圆方程,利用平面向量的数量积结合圆锥曲线相关性质计算求解。
易错点
计算能力弱
正确答案
见解析
解析
设直线的方程为
,且与椭圆
的交点
,
联列方程组 代入消元得:
由 ,可得
由
得
即
, 所以
此时成立,
则原点到弦
的距离
,
得原点到弦
的距离为
,则
,故弦
的长为定值
考查方向
解题思路
利用所给“准圆”的性质和椭圆的性质以及抛物线的性质求椭圆的方程和准圆方程,利用平面向量的数量积结合圆锥曲线相关性质计算求解。
易错点
计算能力弱
已知A、B分别是椭圆的左右顶点,离
心率为
,右焦点与抛物线
的焦点F重合.
25.求椭圆C的方程;
26.已知点P是椭圆C上异于A、B的动点,直线l过点A且垂直于x轴,若过F作直线FQ垂直于AP,并交直线l于点Q,证明:Q、P、B三点共线.
正确答案
见解析
解析
抛物线的焦点F(1,0),∵,∴a=2,∴
,∴椭圆方程为
.
考查方向
解题思路
利用离心率和椭圆的性质以及抛物线的性质求椭圆的方程,利用直线与圆锥曲线方程证明三点共线。
易错点
计算能力弱
正确答案
见解析
解析
由25题知直线l的方程为x=-2,∵点P异于A,B,∴直线AP的斜率存在且不为0,设AP的方程为,联立
,
,∴
,
.
又∵QF⊥AP,,∴直线QF的方程为
,联立
,解得交点
,
,
即,有公共点Q,所以Q,P,B三点共线
考查方向
解题思路
利用离心率和椭圆的性质以及抛物线的性质求椭圆的方程,利用直线与圆锥曲线方程证明三点共线。
易错点
计算能力弱
已知椭圆的
左右顶点
,椭圆上不同于
的点
,
,
两直线的斜率之积为
,
面积最大值为
.
20.求椭圆的方程;
21.若椭圆的所有弦都不能被直线
垂直平分,求
的取值范围.
正确答案
解析
解:由已知得,
,
,
两直线的斜率之积为
的面积最大值为
所以所以椭圆
的方程为:
…………………………6分
考查方向
解题思路
将“斜率之积为,
面积最大值为
”结合图形,转化成a,b的方程
易错点
解析几何易出现对于直线方程的分类讨论上的错误,再就是直线与曲线联系以后,曲线与直线有两个交点的条件易得忽略,寻求变量之间的联系时,易出现转化和计算、代数整理上的错误。
正确答案
.
解析
解:假设存在曲线的弦
能被直线
垂直平分
当显然符合题 …………8分
当时,设
,
中点为
可设
:
与曲线联立得:
,
所以得
……(1)式…………………………10分
由韦达定理得:,
所以,代入
得
在直线
上,得
……(2)式…………………12分
将(2)式代入(1)式得:,得
,即
且
……1
4分
综上所述,的取值范围为
.
考查方向
解题思路
从反面入手,假设存在曲线的弦
能被直线
垂直平分,采用设而不求的方法,设出
:
,当然对CD的特殊情况
要进行讨论,联立方程组,得到关于x的一元二次方程,利用判别式,得到k,m的不等式
,再结合根与系数关系,将CD的中点表示出来,代入直线
上,得
,通过上面的不等式及等式关系即可求出k的范围
易错点
解析几何易出现对于直线方程的分类讨论上的错误,再就是直线与曲线联系以后,曲线与直线有两个交点的条件易得忽略,寻求变量之间的联系时,易出现转化和计算、代数整理上的错误。
已知直线与椭圆
相交于
两个不同的点,记
与
轴的交点为
.
25.若,且
,求实数
的值;
26.若,求
面积的最大值,及此时椭圆的方程.
正确答案
见解析
解析
解:设直线l与椭圆的两个交点坐标为,
,
.
考查方向
解题思路
联立方程组,消去参数,利用基本不等式判断
易错点
计算错误;找不到最大值
正确答案
见解析
解析
,
,
由,代入上式得:
,
,
当且仅当时取等号,此时
,
又,因此
.
所以,面积的最大值为
,此时椭圆的方程为
.
考查方向
解题思路
联立方程组,消去参数,利用基本不等式判断
易错点
计算错误;找不到最大值
如图所示的封闭曲线C由曲线和曲线
组成,已知曲线
过点
,离心率为
,点A,B分别为曲线C与x轴、y轴的一个交点.
24.求曲线的方程;
25.若点Q是曲线上的任意点,求
面积的最大值及点Q的坐标;
26.若点F为曲线的右焦点,直线
与曲线
相切于点M,且与直线
交于点N,求证:以MN为直径的圆过点F.
正确答案
见解析
解析
考查方向
解题思路
根据离心率和点求出曲线,求出交点确定
易错点
本题易错于1、曲线方程求错,特别是曲线 2、第二问Q点位置的确定,使用直接法会极大的增加运算过程,且很容易出错,第三问,主要是在圆的几何性质上使用出错
正确答案
见解析
解析
考查方向
解题思路
求出直线AB,判定面积最大是恰好是与AB平行且与曲线相切时,利用平行线及切线的判定求出面积的最大值及其点的坐标
易错点
本题易错于
1、曲线方程求错,特别是曲线
2、第二问Q点位置的确定,使用直接法会极大的增加运算过程,且很容易出错,第三问,主要是在圆的几何性质上使用出错
正确答案
见解析
解析
考查方向
解题思路
设出直线方程,利用与曲线联立,根据相切确定k,m的关系以及确定切点M的坐标,与直线
联立求出点N的坐标
借助圆的几何性质
易错点
本题易错于1、曲线方程求错,特别是曲线 2、第二问Q点位置的确定,使用直接法会极大的增加运算过程,且很容易出错,第三问,主要是在圆的几何性质上使用出错
如图,曲线由上半椭圆
和部分抛物线
连接而成,
的公共点为
,其中
的离心率为
.
23.求的值;
24.过点的直线
与
分别交于
(均异于点
),若
,求直线
的方程.
正确答案
(1);
解析
(Ⅰ)因为抛物线与
轴交于点
,所以
由因为,所以椭圆方程为
考查方向
解题思路
先根据抛物线与x轴的交点求出b的值,后利用离心率求出a的值;
易错点
不知道抛物线与x轴的交点即为b的值;
正确答案
(2)
解析
(Ⅱ)因为,若过点
的直线
斜率不存在时,不满足题意,所以直线
斜率存在,
设直线的斜率为
,则直线
的方程为
,设
,联立
,所以
,所以
联立
所以
,所以
由
化简得,所以
,所以直线
的方程为
即
考查方向
解题思路
设出直线的方程后分别与椭圆和抛物线的方程联立消元导出求出P,Q 的坐标后带入
解方程即可。
易错点
不会转化, 导致问题找不到突破口。
(本小题满分12分,(1)小问5分,(2)小问7分)
如图,椭圆的左、右焦点分别为
过
的直线交椭圆于
两点,且
25.若,求椭圆的标准方程
26.若求椭圆的离心率
正确答案
.
解析
试题分析:(1)本题中已知椭圆上的一点到两焦点的距离,因此由椭圆定义可得长轴长,即参数的值,而由
,应用勾股定理可得焦距,即
的值,因此方程易得
试题解析:(1)由椭圆的定义,
设椭圆的半焦距为c,由已知,因此
即
从而,故所求椭圆的标准方程为
.
考查方向
解题思路
确定圆锥曲线方程的最基本方法就是根据已知条件得到圆锥曲线系数的方程,解方程组得到系数值.注意在椭圆中c2=a2-b2,在双曲线中c2=a2+b2.圆锥曲线基本问题的考查的另一个重点是定义的应用
易错点
椭圆定义的应用
正确答案
解析
试题解析:(2)要求椭圆的离心率,就是要找到关于的一个等式,题中涉及到焦点距离,因此我们仍然应用椭圆定义,设
,则
,
,于是有
,
这样在中求得
,在
中可建立关于
的等式,从而求得离心率.
(2)解法一:如图(21)图,设点P在椭圆上,且
,则
求得
由,得
,从而
由椭圆的定义,,
从而由,有
又由,
知
,因此
于是
解得.
解法二:如图由椭圆的定义,,
从而由,有
又由,
知
,因此
,
,从而
由,知
,因此
考查方向
解题思路
求椭圆与双曲线的离心率的基本思想是建立关于a,b,c的方程,根据已知条件和椭圆、双曲线中a,b,c的关系,求出所求的椭圆、双曲线中a,c之间的比例关系,根据离心率定义求解.
易错点
a,c之间的比例关系的分析
如图,椭圆E:的离心率是
,过点P(0,1)的动直线
与椭圆相交于A,B两点,当直线
平行与
轴
时,直线
被椭圆E截得的线段长为
.
25.求椭圆E的方程;
26.在平面直角坐标系中,是否存在与点P不同的定点Q,使得
恒成立?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
;
解析
由已知,点在椭圆E上.
因此,
解得.
所以椭圆的方程为.
考查方向
解题思路
根据椭圆的对称性,当直线与
轴平行时,
,将这个点的坐标代入椭圆的方程,得
.再根据离心率得
,又
,三者联立,解方程组即可得
,进而得椭圆的方程为
.
易错点
不会转化题中给出的条件;
正确答案
存在,Q点的坐标为.
解析
当直线与
轴平行时,设直线
与椭圆相交于C
、D两点.
如果存在定点Q满足条件,则,即
.[来源:Z。xx。k.Com]
所以Q点在y轴上,可设Q点的坐标为.
当直线与
轴垂直时,设直线
与椭圆相交于M、N两点.
则,
由,有
,解得
或
.
所以,若存在不同于点P的定点Q满足条件,则Q点的坐标只可能为
.
下面证明:对任意的直线,均有
.
当直线的斜率不存在时,由上可知,结论成立.
当直线的斜率存在时,可设直线
的方程为
,A、B的坐标分别为
.
联立得
.
其判别式,
所以,.
因此.
易知,点B关于y轴对称的点的坐标为.
又,
所以,即
三点共线.
所以.
故存在与P不同的定点,使得
恒成立.
考查方向
解题思路
先利用与
轴平行和垂直这两种特殊情况找出点Q的坐标为
.接下来联立直线与椭圆的方程,利用根与系数的关系证明:对任意的直线
,均有
.设
,由图可看出
,为了证明
,只需证明
,为此作点B关于y轴对称的点
,这样将问题转化为证
三点共线.
易错点
想不到先解决特色情况再证明一般情况。
已知椭圆E:的四个顶点构成一个面积为
的四边形,该四边形的一个内角为60°.
24.求椭圆的方程;
25.直线l与椭圆E相交于A,B两个不同的点,线段AB的中点为C,O为坐标原点,若△OAB面积为,求
的最大值.
正确答案
(Ⅰ);
解析
试题分析:本题属于圆锥曲线的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)按照解题步骤求解,(2)要注意讨论直线不存在斜率的特殊情况;
(Ⅰ)由题解得
,
所以椭圆E的方程为.
考查方向
解题思路
本题考查椭圆的标准方程、直线和椭圆的位置关系,解题步骤如下:
1)利用椭圆的内接四边形和椭圆的几何元素间的关系进行求解;
2)联立直线与椭圆的方程,得到关于的一元二次方程;
3)利用判别式、根与系数的关系和弦长公式求弦长;
4)利用点到直线的距离公式和三角形的面积公式求面积表达式;
5)利用基本不等式求最值。
易错点
1)忽视椭圆顶点的对称性;
2)忽视基本不等式求最值时的取等条件.
正确答案
(Ⅱ)2.
解析
试题分析:本题属于圆锥曲线的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)按照解题步骤求解,(2)要注意讨论直线不存在斜率的特殊情况;
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),
(1)当l的斜率不存在时,A,B两点关于x轴对称,
由△OAB面积,可得
,
(2)当l的斜率存在时,设直线l:,
联立方程组消去y,得
,
由得
,
则,
,(*)
,
原点O到直线l的距离,
所以△OAB的面积,
整理得,即
所以,即
,满足
,
结合(*)得,
,
则C,所以
,
,
所以,
当且仅当,即m=±1时,等号成立,
故,综上
的最大值为2.
考查方向
解题思路
本题考查椭圆的标准方程、直线和椭圆的位置关系,解题步骤如下:
1)利用椭圆的内接四边形和椭圆的几何元素间的关系进行求解;
2)联立直线与椭圆的方程,得到关于的一元二次方程;
3)利用判别式、根与系数的关系和弦长公式求弦长;
4)利用点到直线的距离公式和三角形的面积公式求面积表达式;
5)利用基本不等式求最值。
易错点
1)忽视椭圆顶点的对称性;
2)忽视基本不等式求最值时的取等条件.
20. 如图:A,B,C是椭圆的顶点,点
为椭圆的右焦点,原点O到直线CF的距离为
,且椭圆过点
.
(I)求椭圆的方程;
(II)若P是椭圆上除顶点外的任意一点,直线CP交x轴于点E,直线BC与AP相交于点D,连结DE.设直线AP的斜率为k,直线DE的斜率为
,问是否存在
实数
,使得
成立,若存在求出
的值,若不存在,请说明理由.
正确答案
见解析
解析
考查方向
解题思路
1)点到直线的距离公式得到a,b的关系,根据点在椭圆上联立求出椭圆方程
2)设点p,根据要求求出直线AP,与直线BC求出点D
3)根据直线CP得到点E
4)使用两点间斜率公式得到DE斜率,化简得到结论
易错点
本题主要有以下几个错误:
1)椭圆方程求错
2)找不到有效突破点,导致运算量加大,无法得出理想结果
知识点
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