1.已知直線l:y=x+1,橢圓C: eq \f(x2,3)+y2=1.若直線l與橢圓C交于A,B兩點,則線段AB的中點的坐標為( )
A. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,4),\f(3,4))) B. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,4),\f(1,4)))
C. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),\f(3,2))) D. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2),-\f(1,2)))
2.過橢圓 eq \f(x2,12)+ eq \f(y2,4)=1上的點A(3,-1)作橢圓的切線l,則過A點且與直線l垂直的直線方程為( )
A.x-y-3=0 B.x+y-2=0
C.2x+3y-3=0 D.3x-y-10=0
3.(多選)已知橢圓C: eq \f(x2,a2)+ eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為 eq \f(\r(3),2),點M(2,1)在橢圓C上,直線l平行于OM且在y軸上的截距為m,直線l與橢圓C交于A,B兩點,下面結(jié)論正確的有( )
A.橢圓C的方程為 eq \f(x2,8)+ eq \f(y2,2)=1
B.kOM= eq \f(1,2)
C.-2<m<2
D.m≤-2或m>2
4.直線m與橢圓 eq \f(x2,2)+y2=1交于P1,P2兩點,線段P1P2的中點為P,設直線m的斜率為k1(k1≠0),直線OP的斜率為k2,則k1k2的值為________.
5.已知橢圓C: eq \f(x2,2)+y2=1的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,上頂點為A,直線AF1與橢圓C的另一個交點為B,則△ABF2的面積為________.
6.已知橢圓C: eq \f(x2,a2)+ eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的中心是坐標原點O,左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,設P是橢圓C上一點,滿足PF2⊥x軸,|PF2|= eq \f(1,2),橢圓C的離心率為 eq \f(\r(3),2).
(1)求橢圓C的標準方程;
(2)過橢圓C左焦點且傾斜角為45°的直線l與橢圓C相交于A,B兩點,求△AOB的面積.
INCLUDEPICTURE "B組.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\大樣\\人教數(shù)學\\B組.TIF" \* MERGEFORMATINET 【B級 能力提升】
1.(多選)已知直線l:y=x+m與橢圓C: eq \f(x2,6)+ eq \f(y2,2)=1,則下列結(jié)論正確的是( )
A.若C與l至少有一個公共點,則m≤2 eq \r(2)
B.若C與l有且僅有兩個公共點,則|m|<2 eq \r(2)
C.若m=3 eq \r(2),則C上到l的距離為5的點只有1個
D.若m=- eq \r(2),則C上到l的距離為1的點有3個
2.(多選)已知橢圓C: eq \f(x2,m)+ eq \f(y2,1-m)=1的焦點在x軸上,且F1,F(xiàn)2分別為橢圓C的左、右焦點,P為橢圓C上一點,則下列結(jié)論正確的是( )
A. eq \f(1,2)<m<1
B.C的離心率為 eq \r(\f(1,m))
C.存在m,使得∠F1PF2=90°
D.△F1PF2面積的最大值為 eq \f(\r(2),4)
3.已知兩定點A(-1,0)和B(1,0),動點P(x,y)在直線l:y=x+2上移動,橢圓C以A,B為焦點且經(jīng)過點P,則橢圓C的離心率的最大值為________.
4.橢圓C: eq \f(x2,a2)+ eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦點分別是F1,F(xiàn)2,斜率為 eq \f(1,2)的直線l過左焦點F1且交C于A,B兩點,且△ABF2內(nèi)切圓的周長是2π.若橢圓的離心率為 eq \f(1,2),則|AB|=________.
5.已知橢圓 eq \f(x2,a2)+ eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右頂點分別為A1,A2,右焦點為F,|A1F|=3,|A2F|=1.
(1)求橢圓的方程和離心率e;
(2)已知點P是橢圓上一動點(不與端點重合),直線A2P交y軸于點Q.若三角形A1PQ的面積是三角形A2FP的面積的二倍,求直線A2P的方程.
6.設橢圓E: eq \f(x2,a2)+ eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,A是橢圓上的一點,AF2⊥F1F2,原點O到直線AF1的距離為 eq \f(1,3)|OF1|.
(1)求橢圓E的離心率;
(2)平面上點B滿足 eq \(AB,\s\up6(→))= eq \(AF1,\s\up6(→))+ eq \(AF2,\s\up6(→)),過F1與AB平行的直線交E于M,N兩點,若|MN|=3 eq \r(2),求橢圓E的方程.
參考答案
【A級 基礎鞏固】
1.解析:由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=x+1,,\f(x2,3)+y2=1,))消去y,得2x2+3x=0,則xA+xB=- eq \f(3,2),所以該中點的橫坐標為 eq \f(1,2)(xA+xB)=- eq \f(3,4),縱坐標為1- eq \f(3,4)= eq \f(1,4),即線段AB的中點的坐標為 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,4),\f(1,4))).
答案:B
2.解析:過橢圓 eq \f(x2,12)+ eq \f(y2,4)=1上的點A(3,-1)的切線l的方程為 eq \f(3x,12)+ eq \f((-y),4)=1,
即x-y-4=0,切線l的斜率為1,與直線l垂直的直線的斜率為-1,
過A點且與直線l垂直的直線方程為y+1=-(x-3),
即x+y-2=0.
答案:B
3.解析:由題意得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(\r(a2-b2),a)=\f(\r(3),2),,\f(4,a2)+\f(1,b2)=1,))解得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a2=8,,b2=2,))故橢圓C的方程為 eq \f(x2,8)+ eq \f(y2,2)=1,故A正確.
kOM= eq \f(1-0,2-0)= eq \f(1,2),故B正確.因為直線l的斜率k=kOM= eq \f(1,2).又l在y軸上截距為m,所以l的方程為y= eq \f(1,2)x+m.由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=\f(1,2)x+m,,\f(x2,8)+\f(y2,2)=1,))
得x2+2mx+2m2-4=0.
因為直線l與橢圓C交于A,B兩點,所以Δ=(2m)2-4(2m2-4)>0,解得-2<m<2.故C正確,D錯誤.
答案:ABC
4.解析:由點差法可求出k1=- eq \f(1,2)· eq \f(x中,y中),所以k1· eq \f(y中,x中)=- eq \f(1,2),即k1k2=- eq \f(1,2).
答案:- eq \f(1,2)
5.解析:由題意知A(0,1),F(xiàn)1(-1,0),F(xiàn)2(1,0),直線AF1的方程為y=x+1,聯(lián)立方程組 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x2,2)+y2=1,,y=x+1,))解得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=0,,y=1))或 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=-\f(4,3),,y=-\f(1,3),))即B eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4,3),-\f(1,3))),所以S△ABF2= eq \f(1,2)×2× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,3)))= eq \f(4,3).
答案: eq \f(4,3)
6.解:(1)由題意知,離心率e= eq \f(c,a)= eq \f(\r(3),2),|PF2|= eq \f(b2,a)= eq \f(1,2),得a=2,b=1,所以橢圓C的標準方程為 eq \f(x2,4)+y2=1.
(2)由條件可知F1(- eq \r(3),0),直線l:y=x+ eq \r(3),聯(lián)立直線l和橢圓C的方程,得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=x+\r(3),
\f(x2,4)+y2=1,))消去y得5x2+8 eq \r(3)x+8=0.設A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=- eq \f(8\r(3),5),x1·x2= eq \f(8,5),所以|y1-y2|=|x1-x2|= eq \r((x1+x2)2-4x1x2)= eq \f(4\r(2),5),所以S△AOB= eq \f(1,2)·|y1-y2|·|OF1|= eq \f(2\r(6),5).
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1.解析:聯(lián)立 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=x+m,,\f(x2,6)+\f(y2,2)=1,))消去y得4x2+6mx+3m2-6=0,
則判別式Δ=12(8-m2),
令Δ=12(8-m2)≥0,則|m|≤2 eq \r(2),A錯誤;
令Δ=12(8-m2)>0,則|m|<2 eq \r(2),B正確;
令直線l與橢圓C相切,則Δ=12(8-m2)=0,即m=±2 eq \r(2),直線y=x+3 eq \r(2)與y=x-2 eq \r(2)的距離d= eq \f(|3\r(2)-(-2\r(2))|,\r(2))=5,C正確;
如圖,直線y=x- eq \r(2)分別與y=x-2 eq \r(2)和y=x的距離均為1,因此,C上到l的距離為1的點有3個,D正確.
答案: BCD
2.解析:A選項,橢圓C: eq \f(x2,m)+ eq \f(y2,1-m)=1的焦點在x軸上,故m>1-m>0,解得 eq \f(1,2)<m<1,A正確;
B選項,設F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),則c2=m-(1-m)=2m-1,
故C的離心率為 eq \r(\f(2m-1,m))= eq \r(2-\f(1,m)),B錯誤;
C選項,以F1F2為直徑的圓的方程為x2+y2=2m-1,與橢圓C: eq \f(x2,m)+ eq \f(y2,1-m)=1聯(lián)立得, eq \f(x2,m)+ eq \f(2m-1-x2,1-m)=1,
整理得(1-2m)x2=2m-3m2.
因為 eq \f(1,2)<m<1,所以x2= eq \f(m(2-3m),1-2m),
當 eq \f(2,3)≤m<1時,2-3m≤0,1-2m<0,故x2= eq \f(m(2-3m),1-2m)≥0,滿足要求,
故存在m,使得∠F1PF2=90°,C正確;
D選項,因為|F1F2|=2 eq \r(2m-1),故當P點位于上頂點或下頂點時,△F1PF2面積取得最大值,
故最大面積為 eq \f(1,2)|F1F2|· eq \r(1-m)= eq \r(2m-1)· eq \r(1-m)= eq \r(-2m2+3m-1)= eq \r(-2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(m-\f(3,4)))\s\up12(2)+\f(1,8)).
因為 eq \f(1,2)<m<1,所以當m= eq \f(3,4)時,△F1PF2面積取得最大值,最大值為 eq \f(\r(2),4),D正確.
答案:ACD
3.解析:由題意知c=1,離心率e= eq \f(c,a).
因為P在直線l:y=x+2上移動,所以2a=|PA|+|PB|.點A關于直線y=x+2的對稱點為D,設D(m,n),則 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(n,m+1)=-1,,\f(1,2)n=\f(1,2)(m-1)+2,))
解得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m=-2,,n=1,))即有D(-2,1),則2a=|PA|+|PB|=|PD|+|PB|≥|BD|= eq \r(10),當D,P,B共線時,等號成立,此時a= eq \f(\r(10),2),故離心率e的最大值為 eq \f(\r(10),5).
答案: eq \f(\r(10),5)
4.解析:如圖所示,由橢圓定義可得|AF1|+|AF2|=2a,|BF1|+|BF2|=2a,
則△ABF2的周長為4a,設A(x1,y1),B(x2,y2),
△ABF2內(nèi)切圓的半徑為r.
又△ABF2內(nèi)切圓的周長是2π,
故2π=2πr,則r=1,
由題意得 eq \f(1,2)×4a×r= eq \f(1,2)×2c×|y1-y2|,
得|y1-y2|= eq \f(2a,c)= eq \f(2,e)=4,
所以|AB|= eq \r(1+\f(1,k2))|y1-y2|=4 eq \r(5).
答案:4 eq \r(5)
5.解:(1)如圖,由題意可知 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a+c=3,,a-c=1,))
故 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=2,,c=1,))則b2=a2-c2=3,
所以橢圓的方程為 eq \f(x2,4)+ eq \f(y2,3)=1,
此橢圓的離心率e= eq \f(c,a)= eq \f(1,2).
(2)由題易知直線A2P的斜率存在且不為0,所以可設直線A2P的方程為y=k(x-2).由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=k(x-2),,\f(x2,4)+\f(y2,3)=1,))可得(3+4k2)x2-16k2x+16k2-12=0.
設P(xP,yP),則由根與系數(shù)的關系可知xP+2= eq \f(16k2,3+4k2),即xP= eq \f(8k2-6,3+4k2),則yP=k(xP-2)= eq \f(-12k,3+4k2).
由直線A2P交y軸于點Q可得Q(0,-2k),
所以S△A1PQ= eq \f(1,2)×4×|yP-yQ|,S△A2FP= eq \f(1,2)×1×|yP|.
因為S△A1PQ=2S△A2FP,所以2|yP-yQ|=|yP|.
①當2|yP|-2|yQ|=|yP|時,|yP|=2|yQ|,即有 eq \f(12|k|,3+4k2)=2·|-2k|,解得k=0,不符合題意,舍去.
②當2|yQ|-2|yP|=|yP|時,2|yQ|=3|yP|,即有4|k|= eq \f(36|k|,3+4k2),解得k=± eq \f(\r(6),2).
故直線A2P的方程為y=± eq \f(\r(6),2)(x-2).
6.解:(1)由題設AF2⊥F1F2及F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),不妨設A(c,y0)(y0>0),
所以 eq \f(c2,a2)+ eq \f(y eq \\al(2,0),b2)=1, eq \f(a2-b2,a2)+ eq \f(y eq \\al(2,0),b2)=1,解得y0= eq \f(b2,a)或y0=- eq \f(b2,a)(舍去),從而A eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(c,\f(b2,a))),
直線AF1的方程為y= eq \f(b2,2ac)(x+c),整理得b2x-2acy+b2c=0,
原點O到直線AF1的距離為 eq \f(b2c,\r(b4+4a2c2))= eq \f(c,3),將c2=a2-b2代入整理得a2=2b2,
即a= eq \r(2)b= eq \r(2)c,
所以離心率e= eq \f(\r(2),2).
(2)由(1)問可設橢圓方程為 eq \f(x2,2c2)+ eq \f(y2,c2)=1,則A eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(c,\f(c,\r(2)))).
因為 eq \(AB,\s\up6(→))= eq \(AF1,\s\up6(→))+ eq \(AF2,\s\up6(→)),所以四邊形AF2BF1為平行四邊形,
所以直線AB過O點,則AB斜率為 eq \f(1,\r(2)),
則設直線MN方程為y= eq \f(1,\r(2))(x+c),
聯(lián)立橢圓方程得2x2+2cx-c2=0,顯然Δ>0,則xM+xN=-c,xMxN=- eq \f(c2,2),
則|MN|= eq \r(1+k2)|xM-xN|= eq \r(1+\f(1,2)) eq \r(c2+2c2)=3 eq \r(2),解得c=2(負值舍去),
所以b=2,a=2 eq \r(2),所以橢圓方程為 eq \f(x2,8)+ eq \f(y2,4)=1.

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