
?人教A版(2019)選修一3.1.2橢圓的簡單幾何性質
(共19題)
一、選擇題(共11題)
1. 已知橢圓的方程為 x29+y216=1,則此橢圓的長軸長為 ??
A. 3 B. 4 C. 6 D. 8
2. 若橢圓 x2a2+y2b2=1a>b>0 的離心率為 35,兩焦點分別為 F1,F(xiàn)2,M 為橢圓上一點,且 △F1F2M 的周長為 16,則橢圓 C 的方程為 ??
A. x216+y225=1 B. x225+y29=1 C. x29+y225=1 D. x225+y216=1
3. 設橢圓 x25+y2m=1 的離心率為 e=105,則 m 的值為 ??
A. 3 B. 5 C. 253 或 3 D. 5153 或 15
4. 直線 y=?3x 與橢圓 C:x2a2+y2b2=1a>b>0 交于 A,B 兩點,以線段 AB 為直徑的圓恰好經(jīng)過橢圓的右焦點,則橢圓 C 的離心率為 ??
A. 32 B. 3?1 C. 3?12 D. 4?23
5. 若橢圓 C:x2a2+y2b2=1a>b>0 的短軸長等于焦距,則橢圓的離心率為 ??
A. 12 B. 33 C. 22 D. 24
6. 已知橢圓的兩個焦點為 F1?5,0,F(xiàn)25,0,M 是橢圓上一點,若 MF1⊥MF2,∣MF1∣?∣MF2∣=8,則該橢圓的方程是 ??
A. x27+y22=1 B. x22+y27=1 C. x29+y24=1 D. x24+y29=1
7. 已知橢圓 x2a2+y2b2=1a>b>0 的左焦點為 F,右頂點為 A,點 B 在橢圓上,且 BF 與 x 軸垂直,直線 AB 交 y 軸于點 P.若 ∣AP∣∣PB∣=3,則橢圓的離心率是 ??
A. 32 B. 22 C. 12 D. 13
8. P 為橢圓 x2100+y291=1 上的一個動點,M,N 分別為圓 C:x?32+y2=1 與圓 D:x+32+y2=r200 的左、右頂點分別為 A1,A2,且以線段 A1A2 為直徑的圓與直線 bx?ay+2ab=0 相切,則 C 的離心率為 ??
A. 63 B. 33 C. 23 D. 13
10. 已知點 F1,F(xiàn)2 是橢圓 x2+2y2=2 的左、右焦點,點 P 是該橢圓上的一個動點,那么 ∣PF1+PF2∣ 的最小值是 ??
A. 0 B. 1 C. 2 D. 22
11. 已知橢圓 C:x2a2+y2b2=1a>b>0 的左、右頂點分別為 A1,A2,且以線段 A1A2 為直徑的圓與直線 bx?ay+2ab=0 相切,則 C 的離心率為 ??
A. 63 B. 33 C. 23 D. 13
二、填空題(共5題)
12. 某學習合作小組學習了祖暅原理,“冪勢既同,則積不容異”,意思是夾在兩個平行平面間的兩個幾何體,被平行于這兩個平行平面的任何平面所截,如果截得兩個截面的面積總相等,那么這兩個幾何體的體積相等.利用祖眶原理研究橢圓 x2a2+y2b2=1a>b>0 繞 y 軸旋轉一周所得到的橢球體的體積,方法如下:取一個底面半徑為 a 高為 b 的圓柱,從圓柱中挖去一個以圓柱上底面為底面,下底面圓心為頂點的圓錐,把所得的幾何體和半橢球體放在同一平面 α 上,那么這兩個幾何體也就夾在兩個平行平面之間了,現(xiàn)在用一平行于平面 α 的任意一個平面 β 去截這兩個幾何體,則截面分別是圓面和圓環(huán)面,經(jīng)研究,圓面面積和圓環(huán)面面積相等,由此得到橢球體的體積是 .
13. 2020 年 11 月 24 日我國在中國文昌航天發(fā)射場,用長征五號遙五運載火箭成功發(fā)射探月工程“嫦娥五號”探測器,開啟我國首次地外天體采樣返回之旅.2004 年,中國正式開展月球探測工程,并命名為“嫦娥工程”.2007 年 10 月 24 日“嫦娥一號”成功發(fā)射升空,探月衛(wèi)星運行到地月轉移軌道之前在以地心 F 為橢圓焦點的 I,II,III 三個軌道飛行(如圖所示),三個橢圓軌道的長半軸長,半焦距和離心率分別為 ai,ci,ei(i=1,2,3),探月衛(wèi)星沿三個橢圓軌道的飛行周期(環(huán)繞軌道一周的時間)分別為 16 小時,24 小時和 48 小時,已知對于同一個中心天體的衛(wèi)星,它們運動周期的平方與長半軸長的三次方之比是定值.
現(xiàn)有以下命題:
① a1?c1=a2?c2=a3?c3;
② a2b>1 的離心率為 12,直線 l 過點 A4,0,B0,2,且與橢圓 C 相切于點 P.
(1) 求橢圓 C 的方程;
(2) 是否存在過點 A4,0 的直線 m 與橢圓 C 相交于不同的兩點 M,N,使得 36∣AP∣2=35∣AM∣?∣AN∣?若存在,試求出直線 m 的方程;若不存在,請說明理由.
19. 已知 A1,A2 分別為橢圓 C:x2a2+y2b2=1a>b>0 的左、右頂點,B 為橢圓 C 的上頂點,點 A2 到直線 A1B 的距離為 47b7,橢圓 C 過點 233,2.
(1) 求橢圓 C 的標準方程;
(2) 設直線 l 過點 A1,且與 x 軸垂直,P,Q 為直線 l 上關于 x 軸對稱的兩點,直線 A2P 與橢圓 C 相交于異于 A2 的點 D,直線 DQ 與 x 軸的交點為 E,當 △PA2Q 與 △PEQ 的面積之差取得最大值時,求直線 A2P 的方程.
答案
一、選擇題(共11題)
1. 【答案】D
【解析】因為橢圓的方程為 x29+y216=1,
所以 a=4,b=3,
所以此橢圓的長軸長為 2a=8.
故選:D.
2. 【答案】D
【解析】因為 e=ca=35,
所以 c3=a5,
設 c3=a5=tt>0,
則 a=5t,c=3t,
又 △F1F2M 的周長為 2a+2c=16t=16,
所以 t=1,
所以 a=5,c=3,
所以 b2=a2?c2=16.
所以橢圓 C 的方程為 x225+y216=1.
3. 【答案】C
【解析】①若焦點在 x 軸,則 a2=5,則 a=5,
因為離心率 e=ca=c5=105,
所以 c=2,
所以 m=a2?c2=5?2=3;
②若焦點在 y 軸,則 a2=m,則 a=m,
因為離心率 e=ca=cm=105,
所以 c=10m5,
因為 a2=b2+c2,
所以 m=5+10m25,
所以 35m=5,
所以 m=253,
故 m=3 或 m=253.
4. 【答案】B
【解析】由題意,以 AB 為直徑的圓過橢圓的右焦點,也過左焦點,如圖所示,
OA=OB=OF1=OF2,
故這兩個焦點 A,B 兩點為頂點得一矩形.
直線 y=?3x 的傾斜角為 120°,
所以矩形寬為 c,長為 3c.
由橢圓定義知矩形的長寬之和等于 2a,即 c+3c=2a,
所以 e=ca=23+1=3?1.
5. 【答案】C
【解析】依題意可知,c=b,又 a=b2+c2=2c,
所以橢圓的離心率 e=ca=22.
6. 【答案】C
【解析】設 ∣MF1∣=m,∣MF2∣=n,
因為 MF1⊥MF2,∣MF1∣?∣MF2∣=8,∣F1F2∣=25,
所以 m2+n2=20,mn=8,
所以 m+n2=36,所以 m+n=2a=6,
所以 a=3.因為 c=5,所以 b=a2?c2=2.
所以橢圓的方程是 x29+y24=1.
7. 【答案】D
【解析】不妨設點 B 在第二象限,如圖所示,
由 ∣AP∣∣PB∣=3,得 ∣AO∣∣OF∣=3,即 ca=3,
所以橢圓的離心率 e=ca=13,
故選D.
8. 【答案】B
【解析】因為 C3,0,D?3,0 恰好為橢圓的兩個焦點,
因為 PM≥PC?1,PN≥PD?r,
所以 PM+PN≥PC+PD?1?r=2a?1?r.
因為 a2=100,得 a=10,所以 20?1?r=17,則 r=2.
9. 【答案】A
【解析】以線段 A1A2 為直徑的圓的圓心為坐標原點 O0,0,半徑為 a,
由題意,圓心到直線 bx?ay+2ab=0 的距離為 2aba2+b2=a,即 a2=3b2.
又 e2=1?b2a2=23,所以 e=63.
10. 【答案】C
【解析】由題知 a=2,b=c=1.
設 Px0,y0,
則 PF1=?1?x0,?y0,PF2=1?x0,?y0,
所以 PF1+PF2=?2x0,?2y0,
所以 PF1+PF2=4x02+4y02=22?2y02+y02=2?y02+2.
因為點 P 在橢圓上,
所以 0≤y02≤1,
所以當 y02=1 時,PF1+PF2 取得最小值為 2.
11. 【答案】A
【解析】以線段 A1A2 為直徑的圓的方程為 x2+y2=a2,該圓與直線 bx?ay+2ab=0 相切,
所以 b×0?a×0+2abb2+?a2=a,即 2b=a2+b2,
所以 a2=3b2,因為 a2=b2+c2,所以 c2a2=23,所以 e=ca=63.
二、填空題(共5題)
12. 【答案】 43πa2b
【解析】 V半橢球=πa2b?13πa2b=23πa2b,
V橢球=43πa2b.
13. 【答案】①③④
【解析】由圖知 a1?c1=a2?c2=a3?c3,故①正確;
設周期為 Ti,則 T12a13=T22a23=T32a33,即 162a13=242a23=482a33,
所以 162a23=a13?242,即 4a23=9a13,
所以 a2=394a1,因為 94>2,所以 a2>32a1,故②不正確;
因為 162?a33=482a13,所以 a33=9a13,所以 a3=39a1,故③正確;
令 a1?c1=k,則 a1=c1+k,同理 a2=c2+k,a3=c3+k,
所以 e1=c1c1+k,e2=c2c2+k,e3=c3c3+k,
因為 c10,故存在直線 m:y=±24x?4 滿足題意.
19. 【答案】
(1) 由題意知 A2a,0,A1?a,0,B0,b,
則直線 A1B 的方程為 y=bax+b,即 bx?ay+ab=0,
所以點 A2 到直線 A1B 的距離 d=2aba2+b2=47b7,即 b2a2=34.????①
又橢圓C過點 233,2,
所以 43a2+2b2=1.????②
聯(lián)立①②,解得 a2=4,b2=3,故橢圓 C 的標準方程為 x24+y23=1.
(2) 由(1)知 A22,0,直線 l 的方程為 x=?2.
由題意知直線 A2P 的斜率存在且不為 0,
設直線 A2P 的方程為 x=my+2m≠0,
聯(lián)立 x=?2,x=my+2, 解得 x=?2,y=?4m, 即 P?2,?4m,Q?2,4m.
聯(lián)立 x=my+2m≠0,x24+y23=1, 消去 x 整理得 3m2+4y2+12my=0,
解得 y=0 或 y=?12m3m2+4.
由點 D 異于點 A2 可得 D?6m2+83m2+4,?12m3m2+4,
所以直線 DQ 的方程為 ?12m3m2+4?4mx+2??6m2+83m2+4+2y?4m=0,
令 y=0,得 xE=?6m2+43m2+2,
所以 A2E=2??6m2+43m2+2=12m23m2+2,
所以 △PA2Q 與 △PEQ 的面積之差為 S△PA2Q?S△PEQ=2S△PA2E.
因為 2S△PA2E=2×12?12m23m2+2??4m=48m3m2+2=483m+2m≤46,
當且僅當 m=±63 時取等號.
故當 △PA2Q 與 △PEQ 的面積之差取得最大值時,
直線 A2P 的方程為 3x+6y?6=0 或 3x?6y?6=0.
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