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高中数学3圆锥曲线的方程3.1.1椭圆及其标准方程课后素养落实含解析

2024-04-03 来源:好走旅游网
课后素养落实(二十三) 椭圆及其标准方程

(建议用时:40分钟)

一、选择题

x2y2

1.椭圆+=1的焦点坐标是( )

25169A.(±5,0) C.(0,±12)

B.(0,±5) D.(±12,0)

C [由标准方程知,椭圆的焦点在y轴上,且c2=169-25=144,∴c=±12, 故焦点为(0,±12).]

x2y22.“2m-26-mA.充分不必要条件 C.充要条件

B.必要不充分条件 D.既不充分又不必要条件

m-2>0,xy

B [若方程+=1表示椭圆,则6-m>0,

m-26-m

m-2≠6-m,

2

2

解得2以“2m-26-m

3.已知P为椭圆C上一点,F1,F2为椭圆的焦点,且|F1F2|=23,若满足|PF1|+|PF2|=2|F1F2|,则椭圆C的标准方程为( )

x2y2

A.+=1

129x2y2

C.+=1

912

B [∵2c=|F1F2|=23,∴c=3.

∵2a=|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=43,∴a=23. ∴b2=a2-c2=9.

x2y2x2y2

故椭圆C的标准方程是+=1或+=1.]

129912

x2y2

4.设F1,F2是椭圆+=1的两个焦点,P是椭圆上的点,且|PF1|∶|PF2|=2∶1,则

94△F1PF2的面积等于( )

x2y2x2y2

B.+=1或+=1

129912x2y2x2y2

D.+=1或+=1

48454548

x2y2

A.5 B.4 C.3 D.1

B [由椭圆方程,得a=3,b=2,c=5,∴|PF1|+|PF2|=2a=6,又|PF1|∶|PF2|=2∶1,1

∴|PF1|=4,|PF2|=2,由22+42=(25)2,可知△F1PF2是直角三角形,故△F1PF2的面积为

21

|PF1|·|PF2|=×4×2=4,故选B.]

2

x2y2

5.已知椭圆2+2=1(a>b>0),M为椭圆上一动点,F1为椭圆的左焦点,则线段MF1的

ab中点P的轨迹是( )

A.圆 C.线段

B [设椭圆的右焦点为F2,

11

由题意,知|PO|=|MF2|,|PF1|=|MF1|,

22又|MF1|+|MF2|=2a, 所以|PO|+|PF1|=a>|F1O|=c,

故由椭圆的定义,知点P的轨迹是椭圆.] 二、填空题

x2y2

6.已知椭圆2+2=1(a>b>0)的右焦点为F(3,0),点(0,-3)在椭圆上,则椭圆的方程为

ab________.

222a-b=9,a=18,

+=1 [由题意可得解得 91892

b=9,0+b2=1,

B.椭圆 D.直线

x2y2

x2y2

故椭圆的方程为+=1.]

189

x2y2

7.已知椭圆+=1上的点M到该椭圆一个焦点F的距离为2,N是MF的中点,O

259为坐标原点,那么线段ON的长是________.

4 [设椭圆的另一个焦点为E,则|MF|+|ME|=10, 又∵|MF|=2,∴|ME|=8,

1

又ON为△MEF的中位线,∴|ON|=|ME|=4.]

2

x2y2

8.已知F1,F2是椭圆+=1的两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF1F2=45°,则△AF1F2

97

的面积为________.

7x2y2

[如图,由+=1, 297知a2=9,b2=7,c2=2. 所以a=3,b=7,c=2. 所以|F1F2|=22.

设|AF1|=x,则|AF2|=6-x. 因为∠AF1F2=45°,

27所以(6-x)2=x2+8-42x·.所以x=.

221727

所以S△AF1F2=×22××=.]

2222三、解答题

x2y225

9.已知椭圆M与椭圆N:+=1有相同的焦点,且椭圆M过点-1,.

16125(1)求椭圆M的标准方程;

(2)设椭圆M的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆M上,且△PF1F2的面积为1,求点P的坐标.

[解] (1)由题意,知椭圆N的焦点为(-2,0),(2,0),

x2y225

设椭圆M的方程为2+2=1(a>b>0),又椭圆M过点-1,,

ab5

2-b2=4,a

则1化简并整理得5b4+11b2-16=0, 4a2+5b2=1,

16

故b2=1或b2=-(舍),a2=5,

5x22

故椭圆M的标准方程为+y=1.

5(2)由(1)知F1(-2,0),F2(2,0),

1

设P(x0,y0),则△PF1F2的面积为×4×|y0|=1,

21

得y0=±.

2

2x015152又+y2,x0=±, 0=1,所以x0=542

所以点P有4个,它们的坐标分别为

151151151151

,,-,,,-,-,-.

22222222

10.设P是圆x2+y2=25上的动点,点D是P在x轴上的投影,M为PD上一点,且|MD|4

=|PD|.当P在圆上运动时,求点M的轨迹C的方程. 5

[解] 设点M的坐标是(x,y),P的坐标是(xP,yP),

4

因为点D是P在x轴上的投影,M为PD上一点,且|MD|=|PD|,

55

所以xP=x,且yP=y.

4因为P在圆x2+y2=25上, 所以

x2+

5y=25,整理得x+y=1,即点M的轨迹C的方程是x+y=1. 425162516

2

2

2

2

2

x2y2

1.P是椭圆+=1上一点,F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,若|PF1|·|PF2|=12,则

169∠F1PF2的大小为( )

A.60° B.30° C.120° D.150° A [由椭圆的定义得

|PF1|+|PF2|=8,|F1F2|=27, ∴(|PF1|+|PF2|)2=64,

∵|PF1|·|PF2|=12,∴|PF1|2+|PF2|2=40, 40-281在△F1PF2中,cos∠F1PF2==,

2×122∵0°<∠F1PF2<180°, ∴∠F1PF2=60°.]

x2y2

2.椭圆+=1的一个焦点为F1,点P在椭圆上,如果线段PF1的中点M在y轴上,

123那么点M的纵坐标为( )

3A.± 43C.± 2

2B.±

23D.±

4

D [∵线段PF1的中点M在y轴上且O是线段F1F2的中点(F2为椭圆的另一个焦点),

∴PF2⊥x轴,∴点P的横坐标是3,

32y233

∵点P在椭圆上,∴+=1,即y2=,∴y=±.

123423

∴点M的纵坐标为±.]

4

x2y2

3.已知P为椭圆+=1上的一点,M,N分别为圆(x+3)2+y2=1和圆(x-3)2+y2=

25164上的点,则|PM|+|PN|的最小值为( )

A.5 C.13

B.7 D.15

B [由题意知椭圆的两个焦点F1,F2分别是两圆的圆心,且|PF1|+|PF2|=10,从而|PM|+|PN|的最小值为|PF1|+|PF2|-1-2=7.]

x2y2→→

4.已知点P(6,8)是椭圆2+2=1(a>b>0)上一点,F1,F2为椭圆的两焦点,若PF1·PF2=

ab0.则椭圆的标准方程是________,sin∠PF1F2=________.

x2y25→→+=1 [因为PF1·PF2=0, 180805所以-(c+6)(c-6)+64=0,所以c=10, 所以F1(-10,0),F2(10,0), 所以2a=|PF1|+|PF2| =

6+102+82+

5,b2

6-102+82=125,

所以a=6

x2y2

+=1. 18080

如图所示,

过点P作PM⊥x轴,垂足为M, 则|PM|=8,|F1M|=10+6=16, 所以|PF1|=

|PM|2+|F1M|2=82+162=85,

|PM|85

所以sin∠PF1F2===.]

|PF1|855

x22

设F1,F2分别是椭圆+y=1的左、右焦点,B为椭圆上的点且坐标为(0,-1).

4(1)若P是该椭圆上的一个动点,求|PF1|·|PF2|的最大值. →→

(2)若C为椭圆上异于B的一点,且BF1=λCF1,求λ的值. (3)设P是该椭圆上的一个动点,求△PBF1的周长的最大值. x22

[解] (1)因为椭圆的方程为+y=1,

4所以a=2,b=1,c=3,即|F1F2|=23, 又因为|PF1|+|PF2|=2a=4,

|PF1|+|PF2|242

所以|PF1|·|PF2|≤=2=4,

2

当且仅当|PF1|=|PF2|=2时取“=”, 所以|PF1|·|PF2|的最大值为4.

31-λ1→→

(2)设C(x0,y0),B(0,-1),F1(-3,0),由BF1=λCF1得x0=,y0=-.

λλ

31-λ2

2λ12x0

2又+y0=1,所以+-λ=1, 44

化简得λ2+6λ-7=0,

解得λ=-7或λ=1,因为点C异于B点, 所以λ=-7.

(3)因为|PF1|+|PB|=4-|PF2|+|PB|≤4+|BF2|, 所以△PBF1的周长≤4+|BF2|+|BF1|=8,

所以当P点位于直线BF2与椭圆的交点处时,△PBF1的周长最大,最大值为8.

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