專題九
解析幾何
第二十五講
橢圓
2019年
1.(2019全國1文12)已知橢圓C的焦點為,過F2的直線與C交于A,B兩點.若,則C的方程為
A.
B.
C.
D.
2.(2019全國II文9)若拋物線y2=2px(p>0)的焦點是橢圓的一個焦點,則p=
A.2
B.3
C.4
D.8
3.(2019北京文19)已知橢圓的右焦點為,且經過點.
(Ⅰ)求橢圓C的方程;
(Ⅱ)設O為原點,直線與橢圓C交于兩個不同點P,Q,直線AP與x軸交于點M,直線AQ與x軸交于點N,若|OM|·|ON|=2,求證:直線l經過定點.
4.(2019江蘇16)如圖,在平面直角坐標系xOy中,橢圓C:的焦點為F1(–1、0),F2(1,0).過F2作x軸的垂線l,在x軸的上方,l與圓F2:交于點A,與橢圓C交于點D.連結AF1并延長交圓F2于點B,連結BF2交橢圓C于點E,連結DF1.已知DF1=.
(1)求橢圓C的標準方程;
(2)求點E的坐標.
5.(2019浙江15)已知橢圓的左焦點為,點在橢圓上且在軸的上方,若線段的中點在以原點為圓心,為半徑的圓上,則直線的斜率是_______.6.(2019全國II文20)已知是橢圓的兩個焦點,P為C上一點,O為坐標原點.
(1)若為等邊三角形,求C的離心率;
(2)如果存在點P,使得,且的面積等于16,求b的值和a的取值范圍.7.(2019天津文19)設橢圓的左焦點為,左頂點為,頂點為B.已知(為原點).(Ⅰ)求橢圓的離心率;
(Ⅱ)設經過點且斜率為的直線與橢圓在軸上方的交點為,圓同時與軸和直線相切,圓心在直線上,且,求橢圓的方程.8.(2019全國III文15)設為橢圓C:的兩個焦點,M為C上一點且在第一象限.若為等腰三角形,則M的坐標為___________.9.(2019北京文19)已知橢圓的右焦點為,且經過點.
(Ⅰ)求橢圓C的方程;
(Ⅱ)設O為原點,直線與橢圓C交于兩個不同點P,Q,直線AP與x軸交于點M,直線AQ與x軸交于點N,若|OM|·|ON|=2,求證:直線l經過定點.
2010-2019年
一、選擇題
1.(2018全國卷Ⅰ)已知橢圓:的一個焦點為,則的離心率為
A.
B.
C.
D.
2.(2018全國卷Ⅱ)已知,是橢圓的兩個焦點,是上的一點,若,且,則的離心率為
A.
B.
C.
D.
3.(2018上海)設是橢圓上的動點,則到該橢圓的兩個焦點的距離之和為
A.
B.
C.
D.
4.(2017浙江)橢圓的離心率是
A.
B.
C.
D.
5.(2017新課標Ⅲ)已知橢圓:的左、右頂點分別為,且以線段為直徑的圓與直線相切,則的離心率為
A.
B.
C.
D.
6.(2017新課標Ⅰ)設、是橢圓:長軸的兩個端點,若上存在點滿足
=120°,則的取值范圍是
A.
B.
C.
D.
7.(2016年全國I卷)直線l經過橢圓的一個頂點和一個焦點,若橢圓中心到l的距離為其短軸長的,則該橢圓的離心率為
A.
B.
C.
D.
8.(2016年全國III卷)已知O為坐標原點,F是橢圓C:的左焦點,A,B分別為C的左,右頂點.P為C上一點,且軸.過點A的直線l與線段交于點M,與y軸交于點E.若直線BM經過OE的中點,則C的離心率為
A.
B.
C.
D.
9.(2015新課標1)已知橢圓的中心為坐標原點,離心率為,的右焦點與拋物線:的焦點重合,是的準線與的兩個交點,則
A.
B.
C.
D.
10.(2015廣東)已知橢圓()的左焦點為,則
A.
B.
C.
D.
11.(2015福建)已知橢圓的右焦點為.短軸的一個端點為,直線交橢圓于兩點.若,點到直線的距離不小于,則橢圓的離心率的取值范圍是
A.
B.
C.
D.
12.(2014福建)設分別為和橢圓上的點,則兩點間的最大距離是
A.
B.
C.
D.
13.(2013新課標1)已知橢圓的右焦點為F(3,0),過點F的直線交橢圓于A、B兩點.若AB的中點坐標為(1,-1),則E的方程為
A.+=1
B.+=1
C.+=1
D.+=1
14.(2013廣東)已知中心在原點的橢圓C的右焦點為,離心率等于,則C的方程是
A.
B.
C.
D.
15.(2012新課標)設、是橢圓:的左、右焦點,為直線上一點,是底角為的等腰三角形,則的離心率為
A、B、C、D、二、填空題
16.(2018浙江)已知點,橢圓()上兩點,滿足,則當=___時,點橫坐標的絕對值最大.
17.(2015浙江)橢圓()的右焦點關于直線的對稱點在橢圓上,則橢圓的離心率是
.
18.(2014江西)過點作斜率為的直線與橢圓:相交于兩點,若是線段的中點,則橢圓的離心率等于
.
19.(2014遼寧)已知橢圓:,點與的焦點不重合,若關于的焦點的對稱點分別為,線段的中點在上,則
.
20.(2014江西)設橢圓的左右焦點為,作作軸的垂線與交于兩點,與軸相交于點,若,則橢圓的離心率等于________.
21.(2014安徽)設分別是橢圓的左、右焦點,過點的直線交橢圓于兩點,若軸,則橢圓的方程為____.
22.(2013福建)橢圓的左、右焦點分別為,焦距為.若直線與橢圓的一個交點滿足,則該橢圓的離心率等于
.
23.(2012江西)橢圓的左、右頂點分別是,左、右焦點分別是.若成等比數列,則此橢圓的離心率為_________.
24.(2011浙江)設分別為橢圓的左、右焦點,點在橢圓上,若;則點的坐標是
.
三、解答題
25.(2018江蘇)如圖,在平面直角坐標系中,橢圓過點,焦點,圓的直徑為.
(1)求橢圓及圓的方程;
(2)設直線與圓相切于第一象限內的點.
①若直線與橢圓有且只有一個公共點,求點的坐標;
②直線與橢圓交于兩點.若的面積為,求直線的方程.
26.(2018全國卷Ⅲ)已知斜率為的直線與橢圓交于,兩點.線段的中點為.
(1)證明:;
(2)設為的右焦點,為上一點,且.證明:
.
27.(2018北京)已知橢圓的離心率為,焦距為.斜率為的直線與橢圓有兩個不同的交點,.
(1)求橢圓的方程;
(2)若,求的最大值;
(3)設,直線與橢圓的另一個交點為,直線與橢圓的另一個交點為.若,和點
共線,求.
28.(2018天津)設橢圓的右頂點為A,上頂點為B.已知橢圓的離心率為,.
(1)求橢圓的方程;
(2)設直線與橢圓交于兩點,與直線交于點M,且點,均在第四象限.若的面積是面積的2倍,求的值.
29.(2017新課標Ⅱ)設為坐標原點,動點在橢圓:上,過做軸的垂線,垂足為,點滿足.
(1)求點的軌跡方程;
(2)設點在直線上,且.證明:過點且垂直于的直線過的左焦點.
30.(2017天津)已知橢圓的左焦點為,右頂點為,點的坐標為,的面積為.
(Ⅰ)求橢圓的離心率;
(Ⅱ)設點在線段上,延長線段與橢圓交于點,點,在軸上,且直線與直線間的距離為,四邊形的面積為.
(i)求直線的斜率;
(ii)求橢圓的方程.
31.(2017山東)在平面直角坐標系中,已知橢圓C:的離心率為,橢圓截直線所得線段的長度為.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)動直線:交橢圓于,兩點,交軸于點.點是關于的對稱點,的半徑為.
設為的中點,與分別相切于點,求的最小值.
32.(2017北京)已知橢圓的兩個頂點分別為,焦點在軸上,離心率為.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)點為軸上一點,過作軸的垂線交橢圓于不同的兩點,過作的垂線交于點.求證:與的面積之比為4:5.
33.(2017江蘇)如圖,在平面直角坐標系中,橢圓:的左、右焦點分別為,離心率為,兩準線之間的距離為8.點在橢圓上,且位于第一象限,過點作直線的垂線,過點作直線的垂線.
(1)求橢圓的標準方程;
(2)若直線,的交點在橢圓上,求點的坐標.
34.(2016年北京)已知橢圓:過,兩點.
(Ⅰ)求橢圓的方程及離心率;
(Ⅱ)設為第三象限內一點且在橢圓上,直線與軸交于點,直線與軸交于點,求證:四邊形的面積為定值.
35.(2016年全國II卷)已知是橢圓:的左頂點,斜率為的直線交
與,兩點,點在上,.(Ⅰ)當時,求的面積;
(Ⅱ)當時,證明:.36.(2016年山東)已知橢圓C:的長軸長為4,焦距為2.
(Ⅰ)求橢圓C的方程;
(Ⅱ)過動點M(0,m)(m>0)的直線交x軸與點N,交C于點A,P(P在第一象限),且M是線段PN的中點.過點P作x軸的垂線交C于另一點Q,延長線QM交C于點B.
(i)設直線PM、QM的斜率分別為k、k',證明為定值;
(ii)求直線AB的斜率的最小值.
37.(2016年天津)設橢圓()的右焦點為,右頂點為,已知,其中為原點,為橢圓的離心率.(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)設過點的直線與橢圓交于點(不在軸上),垂直于的直線與交于點,與軸交于點,若,且,求直線的斜率.38.(2015新課標2)已知橢圓:的離心率為,點
在上.
(Ⅰ)求的方程;
(Ⅱ)直線不過原點且不平行于坐標軸,與有兩個交點,線段的中點為.證明:直線的斜率與直線的斜率的乘積為定值.
39.(2015天津)已知橢圓的上頂點為,左焦點為,離心率為.
(Ⅰ)求直線的斜率;
(Ⅱ)設直線與橢圓交于點(異于點),故點且垂直于的直線與橢圓交于點(異于點)直線與軸交于點,.
(i)求的值;
(ii)若,求橢圓的方程.
40.(2015陜西)如圖,橢圓:(>>0)經過點,且離心率為.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)經過點,且斜率為的直線與橢圓交于不同的兩點(均異于點),證明:直線與的斜率之和為2.
41.(2015重慶)如圖,橢圓(>>0)的左、右焦點分別為,,且過的直線交橢圓于兩點,且.
(Ⅰ)若|,|,求橢圓的標準方程;
(Ⅱ)若|,且,試確定橢圓離心率的取值范圍.
42.(2014新課標1)
已知點,橢圓:的離心率為,是橢圓的右焦點,直線的斜率為,為坐標原點.
(Ⅰ)求的方程;
(Ⅱ)設過點的動直線與相交于兩點,當的面積最大時,求的方程.
43.(2014浙江)如圖,設橢圓動直線與橢圓只有一個公共點,且點在第一象限.
(Ⅰ)已知直線的斜率為,用表示點的坐標;
(Ⅱ)若過原點的直線與垂直,證明:點到直線的距離的最大值為.
44.(2014新課標2)設,分別是橢圓:的左,右焦點,是上一點且與軸垂直,直線與的另一個交點為.
(Ⅰ)若直線的斜率為,求的離心率;
(Ⅱ)若直線在軸上的截距為2,且,求.
45.(2014安徽)設,分別是橢圓:的左、右焦點,過點的直線交橢圓于兩點,(Ⅰ)若的周長為16,求;
(Ⅱ)若,求橢圓的離心率.
46.(2014山東)在平面直角坐標系中,橢圓的離心率為,直線被橢圓截得的線段長為.
(I)求橢圓的方程;
(Ⅱ)過原點的直線與橢圓C交于A,B兩點(A,B不是橢圓C的頂點).點D在橢圓C上,且,直線BD與軸、軸分別交于M,N兩點.
(ⅰ)設直線BD,AM的斜率分別為,證明存在常數使得,并求出的值;
(ⅱ)求面積的最大值.
47.(2014湖南)如圖5,為坐標原點,雙曲線和橢圓均過點,且以的兩個頂點和的兩個焦點為頂點的四邊形是面積為2的正方形.
(I)求的方程;
(Ⅱ)是否存在直線,使得與交于兩點,與只有一個公共點,且?證明你的結論.
48.(2014四川)已知橢圓C:()的焦距為4,其短軸的兩個端點與長軸的一個端點構成正三角形.
(Ⅰ)求橢圓C的標準方程;
(Ⅱ)設F為橢圓C的左焦點,T為直線上任意一點,過F作TF的垂線交橢圓C于點P,Q.
(i)證明:OT平分線段PQ(其中O為坐標原點);
(ii)當最小時,求點T的坐標.
49.(2013安徽)已知橢圓的焦距為4,且過點.(Ⅰ)求橢圓C的方程;
(Ⅱ)設為橢圓上一點,過點作軸的垂線,垂足為.取點,連接,過點作的垂線交軸于點.點是點關于軸的對稱點,作直線,問這樣作出的直線是否與橢圓C一定有唯一的公共點?并說明理由.50.(2013湖北)如圖,已知橢圓與的中心在坐標原點,長軸均為且在軸上,短軸長分別為,過原點且不與軸重合的直線與,的四個交點按縱坐標從大到小依次為A,B,C,D.記,△和△的面積分別為和.
(Ⅰ)當直線與軸重合時,若,求的值;
(Ⅱ)當變化時,是否存在與坐標軸不重合的直線l,使得?并說明理由.
51.(2013天津)設橢圓的左焦點為F,離心率為,過點F且與x
軸垂直的直線被橢圓截得的線段長為.
(Ⅰ)
求橢圓的方程;
(Ⅱ)
設A,B分別為橢圓的左、右頂點,過點F且斜率為k的直線與橢圓交于C,D兩點.若,求k的值.
52.(2013山東)橢圓的左、右焦點分別是,離心率為,過且垂直于軸的直線被橢圓截得的線段長為l.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)點是橢圓上除長軸端點外的任一點,連接.設的角平分線交的長軸于點,求的取值范圍;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的條件下,過點作斜率為的直線,使得與橢圓有且只有一個公共點.設直線的斜率分別為,若,試證明為定值,并求出這個定值.
53.(2012北京)已知橢圓:的一個頂點為,離心率為.直線與橢圓交于不同的兩點M,N.(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)當△AMN得面積為時,求的值.54.(2013安徽)如圖,分別是橢圓:+=1()的左、右焦點,是橢圓的頂點,是直線與橢圓的另一個交點,=60°.
(Ⅰ)求橢圓的離心率;
(Ⅱ)已知△的面積為40,求a,b的值.
55.(2012廣東)在平面直角坐標系中,已知橢圓:的離心率,且橢圓上的點到的距離的最大值為3.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)在橢圓上,是否存在點使得直線:與圓:
相交于不同的兩點,且的面積最大?若存在,求出點的坐標及相對應的的面積;若不存在,請說明理由.
56.(2011陜西)設橢圓:
過點(0,4),離心率為.
(Ⅰ)求的方程;
(Ⅱ)求過點(3,0)且斜率為的直線被所截線段的中點坐標.
57.(2011山東)在平面直角坐標系中,已知橢圓.如圖所示,斜率為且不過原點的直線交橢圓于,兩點,線段的中點為,射線交橢圓于點,交直線于點.
(Ⅰ)求的最小值;
(Ⅱ)若?,(i)求證:直線過定點;
(ii)試問點,能否關于軸對稱?若能,求出此時的外接圓方程;若不能,請說明理由.
58.(2010新課標)設,分別是橢圓E:+=1(0﹤﹤1)的左、右焦點,過的直線與E相交于、兩點,且,成等差數列.
(Ⅰ)求;
(Ⅱ)若直線的斜率為1,求的值.
59.(2010遼寧)設橢圓:的左焦點為F,過點F的直線與橢圓相交于A,B兩點,直線的傾斜角為60o,.
(Ⅰ)求橢圓的離心率;
(Ⅱ)如果=,求橢圓的方程.
專題九
解析幾何
第二十五講
橢圓
答案部分
2019年
1.如圖所示,設,則,所以.由橢圓定義,即.又,所以.因此點A為橢圓的上頂點,設其坐標為.由可得點B的坐標為.因為點B在橢圓上,所以.解得.又,所以.所以橢圓方程為.故選B.2.解析:由題意可得:,解得.故選D.
3.解析(I)由題意得,b2=1,c=1.
所以a2=b2+c2=2.
所以橢圓C的方程為.
(Ⅱ)設P(x1,y1),Q(x2,y2),則直線AP的方程為.
令y=0,得點M的橫坐標.
又,從而.
同理,.
由得.
則,.
所以
.
又,所以.
解得t=0,所以直線為,所以直線恒過定點(0,0).
4.解析
(1)設橢圓C的焦距為2c.因為F1(-1,0),F2(1,0),所以F1F2=2,c=1.又因為DF1=,AF2⊥x軸,所以DF2=,因此2a=DF1+DF2=4,從而a=2.由b2=a2-c2,得b2=3.因此,橢圓C的標準方程為.(2)解法一:由(1)知,橢圓C:,a=2,因為AF2⊥x軸,所以點A的橫坐標為1.將x=1代入圓F2的方程(x-1)
2+y2=16,解得y=±4.因為點A在x軸上方,所以A(1,4).又F1(-1,0),所以直線AF1:y=2x+2.由,得,解得或.將代入,得,因此.又F2(1,0),所以直線BF2:.由,得,解得或.又因為E是線段BF2與橢圓的交點,所以.將代入,得.因此.解法二:由(1)知,橢圓C:.如圖所示,聯結EF1.因為BF2=2a,EF1+EF2=2a,所以EF1=EB,從而∠BF1E=∠B.因為F2A=F2B,所以∠A=∠B,所以∠A=∠BF1E,從而EF1∥F2A.因為AF2⊥x軸,所以EF1⊥x軸.因為F1(-1,0),由,得.又因為E是線段BF2與橢圓的交點,所以.因此.5.解析:設橢圓的右焦點為,連接,線段PF的中點A在以原點O為圓心,2為半徑的圓,連接AO,可得,設P的坐標為(m,n),可得,可得,由,可得直線PF的斜率為.
6.解:(1)連結,由為等邊三角形可知在中,,于是,故的離心率是.(2)由題意可知,滿足條件的點存在當且僅當,,即,①,②,③
由②③及得,又由①知,故.由②③得,所以,從而故.當,時,存在滿足條件的點P.所以,的取值范圍為.7.解析(Ⅰ)設橢圓的半焦距為,由已知有,又由,消去得,解得.所以,橢圓的離心率為.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,故橢圓方程為.由題意,則直線的方程為.點P的坐標滿足,消去并化簡,得到,解得,代入到的方程,解得,.因為點在軸上方,所以.由圓心在直線上,可設.因為,且由(Ⅰ)知,故,解得.因為圓與軸相切,所以圓的半徑為2,又由圓與相切,得,可得.所以,橢圓的方程為.8.解析
設,橢圓C:的,,由于為上一點且在第一象限,可得,為等腰三角形,可能或,即有,即,;,即,舍去.可得.9.解析(1)設,則.由于,所以切線DA的斜率為,故,整理得
設,同理可得.故直線AB的方程為.所以直線AB過定點.(2)由(1)得直線AB的方程為.由,可得.于是.設M為線段AB的中點,則.由于,而,與向量平行,所以.解得t=0或.當=0時,=2,所求圓的方程為;
當時,所求圓的方程為.2010-2018年
1.C【解析】不妨設,因為橢圓的一個焦點為,所以,所以,所以的離心率為.故選C.
2.D【解析】由題設知,,所以,.由橢圓的定義得,即,所以,故橢圓的離心率.故選D.
3.C【解析】由題意,.由橢圓的定義可知,到該橢圓的兩個焦點的距離之和為,故選C.
4.B【解析】由題意可知,∴,∴離心率,選B.
5.A【解析】以線段為直徑的圓是,直線與圓相切,所以圓心到直線的距離,整理為,即,即,故選A.
6.A【解析】當,焦點在軸上,要使上存在點滿足,則,即,得;當,焦點在軸上,要使上存在點滿足,則,即,得,故的取值范圍為,選A.
7.B【解析】不妨設直線過橢圓的上頂點和左焦點,則直線的方程為,由已知得,解得,又,所以,即,故選B.
8.A【解析】由題意,不妨設點在軸上方,直線的方程為,分別令與,得,設的中點為,由,得,即,整理得,所以橢圓的離心率,故選A.
9.B【解析】∵拋物線:的焦點坐標為,準線的方程為
①,設橢圓的方程為,所以橢圓的半焦距,又橢圓的離心率為,所以,橢圓的方程為②,聯立①②,解得或,所以,選B.
10.B【解析】由題意得:,因為,所以,故選C.
11.A【解析】設橢圓的左焦點為,半焦距為,連結,則四邊形為平行四邊形,所以,根據橢圓定義,有,所以,解得.因為點到直線:的距離不小于,即,所以,所以,解得,所以,所以橢圓的離心率的取值范圍為.
12.D【解析】由題意可設,圓的圓心坐標為,圓心到的距離為,當且僅當時取等號,所以,所以兩點間的最大距離是.
13.D【解析】設,則=2,=-2,①
②
①-②得,∴===,又==,∴=,又9==,解得=9,=18,∴橢圓方程為,故選D.14.D【解析】∵,選D.15.C【解析】是底角為的等腰三角形
16.5【解析】設,由,得,即,.因為點,在橢圓上,所以,得,所以,所以當時,點橫坐標的絕對值最大,最大值為2.
17.【解析】設左焦點為,由關于直線的對稱點在橢圓上,得,又,所以,不妨設,則,因此,又,由以上二式可得,即,即,所以,.
18.【解析】設,分別代入橢圓方程相減得,根據題意有,且,所以,得,整理,所以.
19.12【解析】設交橢圓于點,連接和,利用中位線定理可得
.
20.【解析】由題意可得,由題意可知點為的中點,所以點的坐標為,由,所以,整理得,解得.
21.【解析】由題意得通徑,∴點B坐標為
將點B坐標帶入橢圓方程得,又,解得
∴橢圓方程為.
22.【解析】由題意可知,中,所以有,整理得,故答案為.
23.【解析】由橢圓的性質可知:,.又已知,成等比數列,故,即,則.故.即橢圓的離心率為.
24.【解析】設點的坐標為,點的坐標為.,可得,∵,∴,又點在橢圓上,∴,解得,∴點的坐標是.
25.【解析】(1)因為橢圓的焦點為,可設橢圓的方程為.又點在橢圓上,所以,解得
因此,橢圓的方程為.
因為圓的直徑為,所以其方程為.
(2)①設直線與圓相切于,則,所以直線的方程為,即.
由消去,得
.(*)
因為直線與橢圓有且只有一個公共點,所以.
因為,所以.
因此,點的坐標為.
②因為三角形的面積為,所以,從而.
設,由(*)得,所以.
因為,所以,即,解得舍去),則,因此的坐標為.
綜上,直線的方程為.
26.【解析】(1)設,則,.
兩式相減,并由得.
由題設知,于是.①
由題設得,故.
(2)由題意得,設,則
.
由(1)及題設得,.
又點在上,所以,從而,.
于是.
同理.
所以.
故
27.【解析】(1)由題意得,所以,又,所以,所以,所以橢圓的標準方程為.
(2)設直線的方程為,由消去可得,則,即,設,則,則,易得當時,故的最大值為.
(3)設,,則
①,②,又,所以可設,直線的方程為,由消去可得,則,即,又,代入①式可得,所以,所以,同理可得.
故,因為三點共線,所以,將點的坐標代入化簡可得,即.
28.【解析】(1)設橢圓的焦距為,由已知得,又由,可得
由,從而.
所以,橢圓的方程為.
(2)設點P的坐標為,點M的坐標為,由題意,點的坐標為
由的面積是面積的2倍,可得,從而,即.
易知直線的方程為,由方程組
消去y,可得.由方程組消去,可得.
由,可得,兩邊平方,整理得,解得,或.
當時,不合題意,舍去;
當時,,符合題意.
所以,的值為.
29.【解析】(1)設,則,.
由得,.
因為在上,所以.
因此點的軌跡方程為.
(2)由題意知.設,則,,,由得,又由(1)知,故.
所以,即.又過點存在唯一直線垂直與,所以過點且垂直于的直線過的左焦點.
30.【解析】(Ⅰ)設橢圓的離心率為e.由已知,可得.
又由,可得,即.
又因為,解得.
所以,橢圓的離心率為.
(Ⅱ)(ⅰ)依題意,設直線FP的方程為,則直線FP的斜率為.
由(Ⅰ)知,可得直線AE的方程為,即,與直線FP的方程聯立,可解得,即點Q的坐標為.
由已知|FQ|=,有,整理得,所以,即直線FP的斜率為.
(ii)由,可得,故橢圓方程可以表示為.
由(i)得直線FP的方程為,與橢圓方程聯立消去,整理得,解得(舍去),或.
因此可得點,進而可得,所以.由已知,線段的長即為與這兩條平行直線間的距離,故直線和都垂直于直線.
因為,所以,所以的面積為,同理的面積等于,由四邊形的面積為,得,整理得,又由,得.
所以,橢圓的方程為.
31.【解析】(Ⅰ)由橢圓的離心率為,得,又當時,得,所以,因此橢圓方程為.
(Ⅱ)設,聯立方程
得,由
得
(*)
且,因此,所以,又,所以
整理得:,因為
所以
令,故
所以.
令,所以.
當時,從而在上單調遞增,因此,等號當且僅當時成立,此時,所以,由(*)得
且,故,設,則,所以得最小值為.
從而的最小值為,此時直線的斜率時.
綜上所述:當,時,取得最小值為.
32.【解析】(Ⅰ)設橢圓的方程為.
由題意得解得.
所以.
所以橢圓的方程為.
(Ⅱ)設,且,則.
直線的斜率,由,則,故直線的斜率.
所以直線的方程為.
直線的方程為.
聯立,解得點的縱坐標.
由點在橢圓上,得.
所以.
又,所以與的面積之比為.
33.【解析】(1)設橢圓的半焦距為.因為橢圓的離心率為,兩準線之間的距離為8,所以,解得,于是,因此橢圓的標準方程是.(2)由(1)知,.設,因為點為第一象限的點,故.當時,與相交于,與題設不符.當時,直線的斜率為,直線的斜率為.因為,所以直線的斜率為,直線的斜率為,從而直線的方程:,①
直線的方程:.②
由①②,解得,所以.因為點在橢圓上,由對稱性,得,即或.又在橢圓上,故.由,解得;,無解.因此點的坐標為.34.【解析】(I)由題意得,.所以橢圓的方程為.
又,所以離心率.
(II)設(,),則.
又,所以直線的方程為.
令,得,從而.
直線的方程為.
令,得,從而.
所以四邊形的面積
.
從而四邊形的面積為定值.
35.【解析】(Ⅰ)設,則由題意知.由已知及橢圓的對稱性知,直線的傾斜角為,又,因此直線的方程為.將代入得,解得或,所以.因此的面積.(Ⅱ)將直線的方程代入得
.由得,故.由題設,直線的方程為,故同理可得.由得,即.設,則是的零點,所以在單調遞增,又,因此在有唯一的零點,且零點在內,所以.36.【解析】(Ⅰ)設橢圓的半焦距為,由題意知,所以,所以橢圓C的方程為.(Ⅱ)(i)設,由M(0,),可得
所以直線PM的斜率,直線QM的斜率.此時,所以為定值.(ii)設,直線PA的方程為,直線QB的方程為.聯立,整理得.由可得,所以,同理.所以,所以
由,可知k>0,所以,等號當且僅當時取得.此時,即,符號題意.所以直線AB的斜率的最小值為
.37.【解析】(Ⅰ)設,由,即,可得,又,所以,因此,所以橢圓的方程為.(Ⅱ)設直線的斜率為,則直線的方程為,設,由方程組
消去,整理得,解得或,由題意得,從而,由(Ⅰ)知,設,有,由,得,所以,解得,因此直線的方程為,設,由方程組消去,得,在中,即,化簡得,即,解得或,所以直線的斜率為或.38.【解析】(Ⅰ)由題意有,解得.
所以的方程為.
(Ⅱ)設直線:,,將代入得.
故,.
于是直線的斜率,即.
所以直線的斜率與直線的斜率的乘積為定值.
39.【解析】(Ⅰ)設,由已知離心率及,又因為,故直線BF的斜率.
(Ⅱ)設點,(i)由(Ⅰ)可得橢圓方程為,直線BF的方程為,將直線方程與橢圓方程聯立,消去y,得,解得.因為,所以直線BQ方程為,與橢圓方程聯立,消去,整得,解得.又因為,及,可得.
(ii)由(i)有,所以,即,又因為,所以=.
又因為,所以,因此,所以橢圓方程為.
40.【解析】(Ⅰ)由題設知,結合,解得.
所以橢圓的方程式為.
(Ⅱ)由題設知,直線的方程式為,代入,得.
由已知>0.
設,,,則.
從而直線的斜率之和
=
=.
41.【解析】(Ⅰ)由橢圓的定義,故.
設橢圓的半焦距為,由已知,因此,即,從而.故所求橢圓的標準方程為.
(Ⅱ)如題(21)圖,由,得.
由橢圓的定義,,進而.
于是.
解得,故.
由勾股定理得,從而,兩邊除以,得,若記,則上式變成.
由,并注意到關于的單調性,得,即,進而,即.
42.【解析】
(Ⅱ)
.
43.【解析】(Ⅰ)設直線的方程為,由,消去得,由于直線與橢圓只有一個公共點,故,即,解得點的坐標為,由點在第一象限,故點的坐標為;
(Ⅱ)由于直線過原點,且與垂直,故直線的方程為,所以點到直線的距離,整理得,因為,所以,當且僅當時等號成立,所以點到直線的距離的最大值為.44.【解析】(Ⅰ)根據及題設知
將代入,解得(舍去)
故C的離心率為.(Ⅱ)由題意,原點為的中點,∥軸,所以直線與軸的交點
是線段的中點,故,即
①
由得。
設,由題意知,則,即
代入C的方程,得。②
將①及代入②得
解得,故.45.【解析】:(Ⅰ)由得。
因為的周長為16,所以由橢圓定義可得
故。
(Ⅱ)設,則且,由橢圓定義可得
在中,由余弦定理可得
即
化簡可得,而,故
于是有,因此,可得
故為等腰直角三角形.從而,所以橢圓的離心率.
46.【解析】(I)由題意知,可得.橢圓C的方程可化簡為.將代入可得,因此,可得.因此,所以橢圓C的方程為.(Ⅱ)(ⅰ)設,則,因為直線AB的斜率,又,所以直線AD的斜率,設直線AD的方程為,由題意知,由,可得.所以,因此,由題意知,所以,所以直線BD的方程為,令,得,即.可得.
所以,即.
因此存在常數使得結論成立.(ⅱ)直線BD的方程,令,得,即,由(ⅰ)知,可得的面積,因為,當且僅當時等號成立,此時S取得最大值,所以的面積的最大值為.47.【解析】(I)設的焦距為,由題可得,從而,因為點在雙曲線上,所以,由橢圓的定義可得,所以的方程為.(Ⅱ)不存在符合題設條件的直線.(1)若直線垂直于軸,因為與只有一個公共點,所以直線的方程為或,當時,易知所以,此時.當時,同理可得.(2)當直線不垂直于軸,設的方程為,由
可得,當與相交于兩點時,設,則滿足上述方程的兩個實根,從而,于是,由可得,因為直線與只有一個公共點,所以上述方程的判別式,化簡可得,因此,于是,即,所以,綜合(i)(ii)可知,不存在符合題目條件的直線.
48.【解析】(1)依條件,所以橢圓C的標準方程為
(Ⅱ)設,,又設中點為
(i)因為,所以直線的方程為:
所以
于是,所以。因為
所以,三點共線
即OT平分線段PQ(其中O為坐標原點)
(ii),所以,令()
則(當且僅當時取“”)
所以當最小時,即或,此時點T的坐標為或
49.【解析】(Ⅰ)因為焦距為4,所,又因為橢圓C過點,所以,故,從而橢圓C的方程為。
(Ⅱ)由題意,E點坐標為,設,則,再由知,即.
由于,故.因為點G是點D關于y軸的對稱點,所以點.
故直線的斜率.
又因在橢圓C上,所以.
①
從而
故直線的方程為
②
將②代入橢圓C方程,得:
③
再將①代入③,化簡得:
解得,即直線與橢圓C一定有唯一的公共點.
50.【解析】依題意可設橢圓和的方程分別為
:,:.其中,(Ⅰ)解法1:如圖1,若直線與軸重合,即直線的方程為,則,所以.在C1和C2的方程中分別令,可得,,于是.
若,則,化簡得.由,可解得.
故當直線與軸重合時,若,則.
解法2:如圖1,若直線與軸重合,則,;,..所以.
若,則,化簡得.由,可解得.
故當直線與軸重合時,若,則.
第28題解答圖1
第28題解答圖2
(Ⅱ)解法1:如圖2,若存在與坐標軸不重合的直線l,使得.根據對稱性,不妨設直線:,點,到直線的距離分別為,則
因為,所以.又,所以,即.由對稱性可知,所以,于是
.①
將的方程分別與C1,C2的方程聯立,可求得,.根據對稱性可知,于是
.②
從而由①和②式可得
.③
令,則由,可得,于是由③可解得.因為,所以.于是③式關于有解,當且僅當,等價于.由,可解得,即,由,解得,所以
當時,不存在與坐標軸不重合的直線l,使得;
當時,存在與坐標軸不重合的直線l使得.解法2:如圖2,若存在與坐標軸不重合的直線l,使得.根據對稱性,不妨設直線:,點,到直線的距離分別為,則
因為,所以.又,所以.因為,所以.由點,分別在C1,C2上,可得,兩式相減可得,依題意,所以.所以由上式解得.因為,所以由,可解得.從而,解得,所以
當時,不存在與坐標軸不重合的直線l,使得;
當時,存在與坐標軸不重合的直線l使得.51.【解析】(Ⅰ)設F(-c,0),由,知.過點F且與x軸垂直的直線為x=-c,代入橢圓方程有,解得,于是,解得,又a2-c2=b2,從而a=,c=1,所以橢圓的方程為.(Ⅱ)設點C(x1,y1),D(x2,y2),由F(-1,0)得直線CD的方程為y=k(x+1),由方程組消去y,整理得(2+3k2)x2+6k2x+3k2-6=0.求解可得x1+x2=,x1x2=.因為A(,0),B(,0),所以·+·
=(x1+,y1)·(-x2,-y2)+(x2+,y2)·(-x1,-y1)
=6-2x1x2-2y1y2=6-2x1x2-2k2(x1+1)(x2+1)
=6-(2+2k2)x1x2-2k2(x1+x2)-2k2
=.
由已知得=8,解得k=.
52.【解析】:(Ⅰ)由于,將代入橢圓方程得
由題意知,即,又,所以,所以橢圓方程為.
(Ⅱ)由題意可知:=,=,設其中,將向量坐標代入并化簡得:,因為,所以,而,所以
(Ⅲ)由題意可知,l為橢圓的在點處的切線,由導數法可求得,切線方程為:,所以,而,代入中得
為定值.
53.【解析】(Ⅰ)由題意得解得.所以橢圓C的方程為.(Ⅱ)由得.設點M,N的坐標分別為,則,,.
所以|MN|==
=.由因為點A(2,0)到直線的距離,所以△AMN的面積為.由,解得.54.【解析】(Ⅰ)
(Ⅱ)設;則
在中,面積
55.【解析】(Ⅰ)由,所以
設是橢圓上任意一點,則,所以
所以,當時,有最大值,可得,所以
故橢圓的方程為:
(Ⅱ)存在點滿足要求,使得面積最大.
假設直線與圓相交于不同兩點,則圓心到的距離,∴
①
因為在橢圓上,所以
②,由①②得:
∵
所以,由②得代入上式
得,當且僅當,∴,此時滿足要求的點有四個.
此時對應的的面積為.
56.【解析】(Ⅰ)將(0,4)代入C的方程得,∴=4,又
得,即,∴a=5,∴C的方程為.
(Ⅱ)過點且斜率為的直線方程為,設直線與C的交點為A,B,將直線方程代入C的方程,得,即,解得,AB的中點坐標,即中點為.
57.【解析】(Ⅰ)設直線,由題意,由方程組得,由題意,所以
設,由韋達定理得
所以
由于E為線段AB的中點,因此
此時
所以OE所在直線方程為又由題設知D(-3,m),令=-3,得,即=1,所以
當且僅當==1時上式等號成立,此時
由得
因此
當時,取最小值2.
(Ⅱ)(i)由(I)知OD所在直線的方程為
將其代入橢圓C的方程,并由
解得
又,由距離公式及得
由
因此,直線的方程為
所以,直線
(ii)由(i)得
若B,G關于x軸對稱,則
代入
即,解得(舍去)或
所以k=1,此時關于x軸對稱。
又由(I)得所以A(0,1).
由于的外接圓的圓心在x軸上,可設的外接圓的圓心為(d,0),因此
故的外接圓的半徑為,所以的外接圓方程為
58.【解析】(Ⅰ)由橢圓定義知
又
(Ⅱ)L的方程式為,其中
設,則A,B
兩點坐標滿足方程組,化簡得
則
因為直線AB的斜率為1,所以
即
.則
解得.
59.【解析】設,由題意知<0,>0.(Ⅰ)直線的方程為,其中.聯立得
解得
因為,所以.即
得離心率
.
(Ⅱ)因為,所以.由得.所以,得a=3,.橢圓C的方程為.