高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.1.2 椭圆的简单性质(一)作业 北师大版选修1-1 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/5 7:21:20星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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2.1.2 椭圆的简单性质(一)

[A.基础达标]

1.已知椭圆+=1及以下3个函数:①f(x)=x;②f(x)=sin x;③f(x)=cos x,

169

其中函数图像能等分该椭圆面积的函数个数有( )

A.1个 B.2个 C.3个 D.0个

解析:选B.过原点连续的奇函数等分椭圆面积.易知f(x)=x,f(x)=sin x为奇函数,f(x)=cos x为偶函数,故①②满足要求.

x2y24

2.已知椭圆2+2=1(a>b>0)的两个顶点在直线x+y=4上,则此椭圆的焦点坐标

ab3

是( )

A.(±5,0) B.(0,±5) C.(±7,0) D.(0,±7)

422

解析:选C.直线x+y=4在坐标轴上的截距为4、3,所以a=4,b=3,所以c=4-3

3=7,故椭圆的焦点坐标为(±7,0).

x2

y2

x2y2

3.如图,A、B、C分别为椭圆2+2=1(a>b>0)的顶点与焦点,若∠ABC=90°,则该椭

ab圆的离心率为( )

A.C.

-1+5

22-1

2

B.5-1 D.2-1

解析:选A.因为Rt△AOB∽Rt△BOC,所以=,即b=ac, 又b=a-c,所以a-c=ac,

22

即c+ac-a=0,

2

所以e+e-1=0,又e∈(0,1),

-1+5

所以e=.

2

2

2

2

2

2

abbc2

x2y2

4.如图,已知ABCDEF是边长为2的正六边形,A、D为椭圆2+2=1(a>b>0)长轴的

ab两个端点,BC、EF分别过椭圆两个短轴的端点,则椭圆的方程是( )

A.+=1 43

x2

y2

B.+=1 34

x2

y2

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C.+y=1 4

x2

2

D.+y=1 33

=3. 2

x2

2

解析:选A.因为a=|AO|=2,b=2×故该椭圆的方程为+=1.

43

x2y2

x2y2

5.设AB是椭圆2+2=1(a>b>0)的长轴,若把线段AB分为100等份,过每个分点作

abAB的垂线,分别交椭圆的上半部分于点P1,P2,…,P99,F1为椭圆的左焦点,则|F1A|+|F1P1|+|F1P2|+…+|F1P99|+|F1B|的值是( )

A.98a B.99a C.100a D.101a

解析:选D.设F2为椭圆的右焦点,|F1Pi|+|F2Pi|=2a(i=1,2,…,99),P1,P2,…,P99关于y轴成对称分布,

99

? (|F1Pi|+|F2Pi|)=2a×99=198a,

i=1

199

? | F1Pi|=2? (|F1Pi|+|F2Pi|)=99a. i=1i=1

又因为|F1A|+|F1B|=2a,

所以|F1A|+|F1P1|+|F1P2|+…+|F1P99|+|F1B|=99a+2a=101a.

3

6.已知椭圆的长轴长为20,离心率为,则该椭圆的标准方程为________.

5c3

解析:由题意知,2a=20,a=10,e==,

a5

222

所以c=6,b=a-c=64. 故椭圆的标准方程为答案:

+=1或+=1. 1006410064

99

x2y2y2x2

+=1或+=1

1006410064

22

7.椭圆(m+1)x+my=1的长轴长是________. 解析:将椭圆化为标准方程为则必有m>0. 因为m+1>m>0,所以

11<. m+1m+=1, 11m+1mx2y2y2x2

x2y2

1m2m2

所以a=,a=,2a=.

mmm2m答案:

mx2y2?2?

8.若椭圆+=1的离心率e∈?,1?,则实数m的取值范围为________.

4m?2?

?0<m<4,

?

解析:当焦点在x轴上时,可得:?2解得m∈(0,2]; 4-m≤<1,?2?2

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?m>4,?

当焦点在y轴上时,可得:?2解得m∈[8,+∞), m-4

≤<1,?m?2

故m∈(0,2]∪[8,+∞).

答案:(0,2]∪[8,+∞)

9.已知椭圆x+(m+3)y=m(m>0)的离心率e=长、焦点坐标、顶点坐标.

2

2

3

,求m的值及椭圆的长轴和短轴的2

x2y2

解:椭圆方程可化为+=1,

mmm+3

mm(m+2)

因为m-=>0,

m+3m+3mm2222

所以m>,即a=m,b=,c=a-b=

m+3m+33m+23

由e=得 =,所以m=1.

2m+32

y22

所以椭圆的标准方程为x+=1.

14

13

所以a=1,b=,c=.

22

m(m+2)

.

m+3

所以椭圆的长轴长为2,短轴长为1;两焦点坐标分别为(-

33

,0),(,0);四个22

11

顶点坐标分别为(-1,0),(1,0),(0,-),(0,).

22

10.(1)已知椭圆E经过点A(2,3),对称轴为坐标轴,焦点F1,F2在x轴上,离心率e1

=.求椭圆E的方程. 2

(2)如图所示,椭圆的中心在原点,焦点F1,F2在x轴上,A,B是椭圆的顶点,P是椭圆上一点,且PF1⊥x轴,PF2∥AB,求此椭圆的离心率.

22xy1c1

解:(1)设椭圆E的方程为2+2=1(a>b>0).由e=,即=,得aab2a2

2222

=2c,b=a-c=3c,

x2y2

所以椭圆方程可化为2+2=1.

4c3c132

将A(2,3)代入上式,得2+2=1,解得c=4, 所以椭圆E的方程为+=1.

1612

x2

ccy2

x2y2

(2)设椭圆的方程为2+2=1(a>b>0).如题图所示,则有F1(-c,0),F2(c,0),A(0,

abb2?x2y2b2?b),B(a,0),直线PF1的方程为x=-c,代入方程2+2=1,得y=±,所以P?-c,?. a?aba?

又PF2∥AB,所以△PF1F2∽△AOB.

|PF1||AO|b2b所以=,所以=,所以b=2c.

|F1F2||OB|2aca金戈铁制卷

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c21

所以b=4c,所以a-c=4c,所以2=.

a5

c5

所以e==. a5

2

2

2

2

2

[B.能力提升]

xy→→

1.已知直线x=t与椭圆+=1交于P,Q两点,若点F为该椭圆的左焦点,则使FP·FQ259

取得最小值时,t的值为( )

10050A.- B.-

171750100C. D. 1717

解析:选B.若P在x轴上方,则P(t,→

所以FP=(t+4,+7,t∈(-5,5),

5050

其对称轴为t=-∈(-5,5),故当t=-时,

1717

→→

FP·FQ取最小值.

9(1-)),Q(t,-

25

22

t29(1-)),

25

t2→

9(1-)),FQ=(t+4,-25

t2→→342

9(1-)),FP·FQ=t+8t2525

t2x2y2

2.已知椭圆2+2=1(a>b>0),B为上顶点,F为左焦点,A为右顶点,且右顶点A到

ab直线FB的距离为2b,则该椭圆的离心率为( )

A.2 2

B.2-2 D.3-2

C.2-1

解析:选C.由题意知,A(a,0),直线BF的方程为+=1,即bx-cy+bc=0,由

-cb|ab+bc|a+ccc题意得=2b,即=2,1+=2,=2-1,所以e=2-1.

aaab2+c2

x2y212

3.设椭圆2+2=1(a>b>0)的离心率e=,右焦点为F(c,0),方程ax+bx-c=0

ab2

22

的两个实根分别为x1和x2,则点P(x1,x2)与圆x+y=2的位置关系是________.

c1abc222

解析:由已知得e==,则c=.又x1+x2=-,x1x2=-,所以x1+x2=(x1+x2)

a22aa22222b2cb+2cab+a2a22

-2x1x2=2+==2<2=2,因此点P(x1,x2)必在圆x+y=2内. 2

xyaaaa22

答案:点P(x1,x2)在圆x+y=2内

x2y2

4.已知椭圆2+2=1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,点B在椭圆上,且BF⊥xaba→→

轴,直线AB交y轴于点P.若AP=2PB,则椭圆的离心率为________.

→→|AO||AP|2a解析:由===,得a=2c.

→→3a+c|AF||AB|c1故e==.

a21答案: 2

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x2y23

5.设椭圆C:2+2=1(a>b>0)过点A(0,1),离心率为.

ab2

(1)求椭圆C的方程;

(2)若点P是椭圆上的一点,求|AP|的最大值. 解:(1)因为过点A(0,1),所以b=1,

又因为离心率为

3

,所以a=2,c=3, 2

所以椭圆C的方程为+y=1.

4

(2)设点P(x0,y0),则满足+y0=1,

4

22

得x0=4(1-y0),

22222

所以|AP|=x0+(y0-1)=4(1-y0)+(y0-1),

121622

整理得|AP|=-3y0-2y0+5=-3(y0+)+,

33

14

所以当y0=-时,|AP|max=3.

33

6.(选做题)已知F1,F2是椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,∠F1PF2=120°. (1)求椭圆离心率的范围;

(2)求证:△F1PF2的面积只与椭圆的短轴长有关.

x2

2

x20

2

x2y2

解:(1)设椭圆方程为2+2=1(a>b>0),

ab|PF1|=m,|PF2|=n,则m+n=2a. 在△PF1F2中,由余弦定理可知,

4c=m+n-2mncos 120°=(m+n)-mn=4a-mn≥4a-(仅当m=n时取等号).

c233所以2≥,即e≥.

a42

又0

2

2

2

2

2

2

m+n2

)=4a-a=3a(当且

2222

3

,1). 2

(2)证明:由(1)知mn=4b,

12

所以S△F1PF2=mnsin 120°=3b,

2

即△F1PF2的面积只与短轴长有关.

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