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选修2-1第二章椭圆的简单几何性质限时训练(二)教师版

2023-08-22 来源:年旅网
选修2-1第二章椭圆的简单几何性质限时训练(二)

1.已知命题甲:动点P到两定点A,B的距离之和|PA|+|PB|=2a,其中a为大于0的常数;命题乙:P点的轨迹是椭圆.命题甲是命题乙的

A.充分不必要条件 C.充分且必要条件

( )

B.必要不充分条件 D.既不充分又不必要条件

解析:若P点的轨迹是椭圆,则一定有|PA|+|PB|=2a(a>0,为常数).所以甲是乙的必要条件.反过来,若|PA|+|PB|=2a(a>0,为常数),P点的轨迹不一定是椭圆,所以甲不是乙的充分条件.综上,甲是乙的必要不充分条件.

答案:B

x2y2

2.设P是椭圆+=1上一点,P到两焦点F1,F2的距离之差为2,则△PF1F2是( )

1612A.锐角三角形

B.直角三角形 C.钝角三角形

D.等腰直角三角形

解析:由椭圆定义知|PF1|+|PF2|=2a=8.又|PF1|-|PF2|=2,∴|PF1|=5,|PF2|=3. 又|F1F2|=2c=216-12=4,∴△PF1F2为直角三角形. 答案:B

x2y2

3.若方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆,则锐角α的取值范围是( )

48sin αππ

A.(,)

32

ππππB.[,) C.(,)

3262

ππ

D.[,)

62

x2y21

解析:∵方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆,∴8sin α>4,sin α>. 48sin α2ππ

∵α为锐角,∴<α<. 答案:C

62

9

4.设定点F1(0,-3),F2(0,3),动点P满足条件|PF1|+|PF2|=a+a(a>0),则点P的轨迹是

( )

A.椭圆 9

解析:∵a+a≥2

B.线段 C.不存在 D.椭圆或线段

99

a·=6,当且仅当a=∴当a=3时,|PF1|+|PF2|=6=|F1F2|, aa,a=3时取等号,

点P的轨迹是线段F1F2;当a>0,且a≠3时,|PF1|+|PF2|>6=|F1F2|,点P的轨迹是椭圆. 答案:D

5.椭圆以两条坐标轴为对称轴,一个顶点是(0,13),另一个顶点是(-10,0),则焦点坐标为

( )

D.(0,±69)

A.(±13,0) B.(0,±10) C.(0,±13)

解析:由题意知椭圆焦点在y轴上,且a=13,b=10,则c=a2-b2=69,故焦点坐标为(0,±69). 答案:D

6.若中心在原点,焦点在x轴上的椭圆的长轴长为18,且两个焦点恰好将长轴三等分,则此椭圆的方程是

1

( )

x2y2

A.+=1 8172

x2y2x2y2

B.+=1 C.+=1 8198145

x2y2

D.+=1 8136

x2y211

解析:由已知得a=9,2c=·2a,∴c=a=3.又焦点在x轴上,∴椭圆方程为+=1.

338172答案:A

x2y23a

7.(2012·新课标全国卷)设F1,F2是椭圆E:2+2=1(a>b>0)的左、右焦点,P为直线x=上一点,ab2

△F2PF1是底角为30°的等腰三角形,则E的离心率为( )

1234A. B. C. D. 2345

33

解析:由题意可得|PF2|=|F1F2|,∴2(a-c)=2c,∴3a=4c,∴e=. 答案:C

24

22xy10

8.已知椭圆+m=1的离心率e=,则m的值为 ( )

55

A.3

B.3或

25

C.5 3

D.15或

515

3

解析:由椭圆的标准方程,易知m>0且m≠5.

m1023

①若05555102325

②若m>5,则a2=m,b2=5. 由m=1-()=,得m=.

553所以m的值为3或答案:B

9.如果椭圆的对称轴为坐标轴,短轴的一端点与两焦点的连线组成一个正三角形,焦点在x轴上,且a-c=3,则椭圆的方程是________.

解析:如图所示, cos∠OF2A=cos 60°=

|OF2|

, |AF2|25. 3

c1

即a=.又a-c=3,

2∴a=23,c=3, ∴b2=(23)2-(3)2=9. x2y2

∴椭圆的方程是+=1.

129x2y2

答案:+=1

129

x2y2

10.直线x+2y-2=0经过椭圆2+2=1(a>b>0)的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的离心率等于

ab________.

解析:由题意知椭圆焦点在x轴上, ∴在直线x+2y-2=0中, 令y=0得c=2;令x=0得b=1.

2

c25

∴a=b2+c2=5.∴e=a=. 525答案:

5

x2y2

11.椭圆+=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上.若|PF1|=4,则|PF2|=________,∠F1PF2的大

92小为________.

解析:∵a2=9,b2=2, ∴c=a2-b2=9-2=7, ∴|F1F2|=27.

又|PF1|=4,|PF1|+|PF2|=2a=6, ∴|PF2|=2.由余弦定理得 22+42-272

cos∠F1PF2=

2×2×41=-,

2

∴∠F1PF2=120°. 答案:2 120°

x2y2

12.设P为椭圆+=1上的任意一点,F1,F2为其两焦点,则|PF1|·|PF2|的最大值是________.

49解析:由已知得a=3,|PF1|+|PF2|=2a=6, |PF1|+|PF2|2

∴|PF1|·|PF2|≤()=9,

2当且仅当|PF1|=|PF2|=3时,取等号. 故|PF1|·|PF2|的最大值为9. 答案:9

8x2y2

13.已知椭圆+=1上一点M的纵坐标为2.

8136(1)求M的横坐标;

x2y2

(2)求过M且与+=1共焦点的椭圆的方程.

94

8x2y2

解:(1)把M的纵坐标代入+=1得

81368x24

+=1,即x2=9. 8136∴x=±3,

即M的横坐标为3或-3. x2y2

(2)对于椭圆+=1,

94

3

焦点在x轴上且c2=9-4=5, x2y2

故设所求椭圆的方程为2+2=1.

aa-594把M点的坐标代入得2+2=1,

aa-5解得a2=15.

x2y2

故所求椭圆的方程为+=1.

1510

14.如图所示,F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,椭圆上点M的横坐标等于右焦点的横坐标,其纵坐标等于短半轴长的2

3

,求椭圆的离心率.

解:法一:设椭圆的长半轴、短半轴、半焦距长分别为a,b,c.则c,0),F0),M点的坐标为(c,2

2(c,3

b),

则△MF1F2为直角三角形. 在Rt△MF1F2中, |F1F2|2+|MF2|2=|MF1|2, 即4c2+4

b29=|MF1|2.

而|MF1|+|MF2|=

4c2+49b2+2

3

b=2a,

整理得3c2=3a2-2ab.

又c2

=a2

-b2

,所以3b=2a.所以b24

a2=9

. ∴e2

=c2a2-b2

a2=a2 =1-b25a2=9,

∴e=

53

. 法二:设椭圆方程为 x2y2

a2+b2=1(a>b>0), 则M(c,2

3

b).

代入椭圆方程,得c24b2a2+9b2=1,所以c2a2=5

9,

所以c=55

a3,即e=3

.

4

焦点为F1(-

x2y2

15.如图,已知椭圆2+2=1(a>b>0),F1,F2分别为椭圆的左、右焦

ab为椭圆的上顶点,直线AF2交椭圆于另一点B.

(1)若∠F1AB=90°,求椭圆的离心率;

点,A

3(2)若AF2=2F2B,AF1·AB=,求椭圆的方程.

2

解:(1)若∠F1AB=90°,则△AOF2为等腰直角三角形,所以有OA=OF2,即b=c. c2所以a=2c,e=a=. 2

(2)由题意知A(0,b),F1(-c,0),F2(c,0). 其中,c=a2-b2,设B(x,y).

由AF2=2F2B⇔(c,-b)=2(x-c,y),

3cb3cb

解得x=,y=-,即B(,-).

222292b2

c44x2y2

将B点坐标代入2+2=1,得2+2=1,

abab9c21

即2+=1, 4a4解得a2=3c2.

3c3b3

又由AF1·AB=(-c,-b)·(,-)=

222

⇒b2-c2=1,即有a2-2c2=1. 由①②解得c2=1,a2=3, 从而有b2=2.

x2y2

所以椭圆方程为+=1.

32

16.一动圆过定点A(2,0),且与定圆x2+4x+y2-32=0内切,求动圆圆心M的轨迹方程. 解:将圆的方程化为标准形式为(x+2)2+y2=62, ∴圆心坐标为B(-2,0),半径为6,如图. 由于动圆M与已知圆B内切,设切点为C.

∴已知圆(大圆)半径与动圆(小圆)半径之差等于两圆心的距|BC|-|MC|=|BM|. 而|BC|=6,|CM|=|AM|, ∴|BM|+|AM|=6.

根据椭圆的定义知M的轨迹是以点B(-2,0)和点A(2,0)为焦点的椭圆,且2a=6. ∴a=3,c=2,b=a2-c2=5, x2y2

∴所求圆心的轨迹方程为+=1.

95

5

离,即

6

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