资源描述
2025 年高考数学解密之椭圆
一.选择题(共 10 小题)
1 .(2024•莲湖区校级三模)已知F1 ,F2 是椭圆 的两个焦点,P 是椭圆上一点,则 | PF1 | . | PF2 | 的最大值是 ( )
A . B .9 C .16 D .25
2 .(2024•保定三模) 已知曲线 C : x2 + y2 = 1— | x |y ,则 的最大值为 ( )
A . B . C . D .
3 .(2024•湖北模拟) 已知椭圆 ,则“ m = 2 ”是“椭圆 C 的离心率为 的
A .充分不必要条件 B .必要不充分条件
C .充要条件 D .既不充分也不必要条件
4 .(2024•内江三模)设 F1 , F2 是椭圆的两个焦点,点 P 在椭圆 C 上,若△ PF1F2 为直角三 角形,则△ PF1F2 的面积为 ( )
A . B .1 或 C . D .1 或
5 .(2024•天府新区模拟) 已知椭圆 C 的焦点为F1 (—1, 0) , F2 (1, 0) ,过F2 的直线与 C 交于 A , B 两点.若 | AF2 |= 2 | F2 B | , | AB |=| BF1 | ,则 C 的方程为 ( )
A . B . C . D .
6.(2024•咸阳模拟)设 F1 ,F2 分别是椭圆 的左、右焦点,过F2 的直线交椭圆于 A ,
B 两点,且 则椭圆 E 的离心率为 ( )
A . B . C . D .
7 .(2024•商洛模拟) 已知方程 mx2 + (2m —1)y2 = 1 表示焦点在 y 轴上的椭圆,则 m 的取值范围是 ( )
A . B . C . (1, +∞) D . (0, 1)
8 .(2024•陕西模拟)已知椭圆的焦点在 y 轴上,若焦距为 4 ,则该椭圆的离心率为 ( )
A . B . C . D .
9 .(2024•佛山模拟)2020 年 12 月 17 日,嫦娥五号的返回器携带 1731 克月球样本成功返回地球,我国成 为第三个实现月球采样返回的国家,中国人朝着成功登月又迈进了重要一步.如图展示了嫦娥五号采样返
1
回器从地球表面附近运行到月球表面附近的大致过程.点 D 表示地球中心,点M 表示月球中心.嫦娥五 号采样返回器先沿近地球表面轨道做圆周运动,轨道半径约为地球半径.在地球表面附近的点 A 处沿圆D 的切线方向加速变轨后,改为沿椭圆轨道 C 运行,并且点D 为该椭圆的一个焦点.一段时间后,再在近月 球表面附近的点 B 处减速变轨做圆周运动,此时轨道半径约为月球半径.已知月球中心与地球中心之间距 离约为月球半径的222 倍,地球半径约为月球半径的 3.7 倍.则椭圆轨道 C 的离心率约为 ( )
A .0.67 B .0.77 C .0.87 D .0.97
10 .(2024•濮阳一模)记椭圆 与圆 C2 : x2 + y2 = a2 的公共点为M ,N ,其中M 在 N 的左侧, A 是圆 C2 上异于M , N 的点,连接 AM 交 C1 于B ,若 2 tan 上ANM = 5 tan 上BNM ,则 C1 的离 心率为 ( )
A . B . C . D .
二.多选题(共 5 小题)
11 .(2024•日照一模)如图是数学家 GerminalDandelin 用来证明一个平面截圆锥侧面得到的截口曲线是椭 圆的模型(称为“ Dandelin 双球 ” ) .在圆锥内放两个大小不同的小球,使得它们分别与圆锥的侧面、截 面相切,截面分别与球 O1 ,球 O2 切于点E ,F (E ,F 是截口椭圆 C 的焦点).设图中球 O1 ,球 O2 的半径
分别为 4 和 1 ,球心距 则
A .椭圆 C 的中心不在直线 O1O2 上
B . | EF |= 4
2
C .直线 O1O2 与椭圆 C 所在平面所成的角的正弦值为
D .椭圆 C 的离心率为
12 .(2024•广东模拟)已知椭圆 C : 2x2 + 3y2 = 24 的长轴端点分别为 A1 ,A2 、两个焦点分别为 F1 、F2 ,P 是 C 上任意一点,则 ( )
A . C 的离心率为 B . △ PF1F2 的周长为
C .△ PA1A2 面积的最大值为 D .
13 .(2024•山东一模)已知椭圆 的右焦点为 F ,M (x1 ,y1 ) ,N(—x1 , —y1 ) 在椭圆
--- -- ---→ -- -- ---→
C 上但不在坐标轴上,若 FM = 2FA, FN = 2FB ,且 OA 丄 OB ,则椭圆 C 的离心率的值可以是 ( )
A . B . C . D .
14 .(2024•湖北模拟)用平面 α 截圆柱面,圆柱的轴与平面 α 所成角记为θ , 当θ 为锐角时,圆柱面的截 线是一个椭圆.著名数学家Dandelin 创立的双球实验证明了上述结论.如图所示,将两个大小相同的球嵌 入圆柱内,使它们分别位于 α 的上方和下方,并且与圆柱面和 α 均相切.下列结论中正确的有 ( )
A .椭圆的短轴长与嵌入圆柱的球的直径相等
B .椭圆的长轴长与嵌入圆柱的两球的球心距 O1O2 相等
C .所得椭圆的离心率e = cosθ
D .其中 G1G2 为椭圆长轴, R 为球 O1 半径,有
15 .(2024•全国模拟)设椭圆的左、右焦点分别为 F1 、 F2 , P 是 C 上的动点,则下列结论 正确的是 ( )
A .椭圆 C 的离心率 B . | PF1 | + | PF2 |= 5
3
C .△ PF1F2 面积的最大值为 12 D . | PF1 | 的最小值为
三.填空题(共 5 小题)
16 .(2024•广州模拟) 已知椭圆 的左右焦点为 F1 , F2 .直线y = kx 与椭圆 C 相交 于 P , Q 两点,若 | PF1 |= 2 | QF1 | ,且 上 则椭圆 C 的离心率为 .
17 .(2024•咸阳模拟)已知椭圆的左、右焦点分别为 F1 、F2 ,M 为椭圆 C 上任意一点, P 为曲线 E : x2 + y2 — 6x — 4y +12 = 0 上任意一点,则| MP | + | MF2 | 的最小值为 .
18.(2024•宝山区三模)已知椭圆 的右焦点为 F1 ,左焦点为 F2 ,若椭圆上存在一点P , 满足线段 PF1 相切于椭圆的短轴为直径的圆,切点为线段 PF1 的中点,则该椭圆的离心率为 .
19.(2024•西藏模拟)已知椭圆 的离心率为 ,F 是椭圆 C 的右焦点,P 为椭圆 C 上任意一点, | PF | 的最大值为 设点 ,则 | PA | + | PF | 的最小值为 .
20 .(2024•河北模拟)数学家 GeminadDandelin 用一平面截圆锥后,在圆锥内放两个大小不同的小球,使 得它们分别与圆锥侧面、截面相切,就可证明图中平面截圆锥得到的截面是椭圆(如图称为丹德林双球模 型).若圆锥的轴截面为正三角形,则用与圆锥的轴成 60O 角的平面截圆锥所得椭圆的离心率为 .
四.解答题(共 5 小题)
21 .(2024•梅州模拟) 已知椭圆 的离心率为 ,且经过点 .
(1)求椭圆 C 的方程;
(2)求椭圆 C 上的点到直线 l : y = 2x 的距离的最大值.
22.(2024•江西一模)已知椭圆的左右顶点分别为 A 、B ,点 C 在E 上,点M (6, yM ) ,N(6, yN ) 分别为直线 AC 、 BC 上的点.
(1)求 yM . yN 的值;
(2)设直线BM 与椭圆E 的另一个交点为D ,求证:直线 CD 经过定点.
4
23 .(2024•榆林四模) 已知椭圆 的左,右焦点分别为F1 (一c, 0) , F2 (c, 0) ,过F2 的 直线与椭圆 C 交于M , N 两点,且 ΔMNF1 的周长为 8 ,△ MF1F2 的最大面积为 .
( Ⅰ ) 求椭圆 C 的方程;
( Ⅱ ) 设b > 1 ,是否存在 x 轴上的定点P ,使得 ΔPMN的内心在 x 轴上,若存在,求出点P 的坐标,若不 存在,请说明理由.
24 .(2024•松江区二模)如图,椭圆的上、下焦点分别为 F1 、F2 ,过上焦点 F1 与y 轴垂直的 直线交椭圆于M 、 N 两点,动点P 、 Q 分别在直线MN与椭圆 Γ 上.
(1)求线段MN 的长;
(2)若线段 PQ 的中点在 x 轴上,求△ F2PQ 的面积;
(3)是否存在以 F2 Q 、 F2 P 为邻边的矩形 F2 QEP ,使得点 E 在椭圆 Γ 上?若存在,求出所有满足条件的 点 Q 的纵坐标;若不存在,请说明理由.
25 .(2024•泸州模拟)如图,已知 A , B 分别是椭圆 的右顶点和上顶点.椭圆的 离心率为 , ΔABO(O 是坐标原点)的面积为 1.
( Ⅰ ) 求椭圆 E 的方程;
( Ⅱ ) 若过点P(a, b) 的直线与椭圆 E 相交于M ,N 两点,过点M 作x 轴的平行线分别与直线 AB ,NB 交 于点 C , D .证明: M , C , D 三点的横坐标成等差数列.
5
2025 年高考数学解密之椭圆
参考答案与试题解析
一.选择题(共 10 小题)
1 .(2024•莲湖区校级三模)已知F1 ,F2 是椭圆 的两个焦点,P 是椭圆上一点,则 | PF1 | . | PF2 | 的最大值是 ( )
A . B .9 C .16 D .25
【答案】 D
【考点】椭圆的几何特征
【专题】数学运算;定义法;方程思想;圆锥曲线的定义、性质与方程
【分析】利用椭圆的定义可得 | PF1 | + | PF2 |= 10 ,再利用基本不等式,即可求得 | PF1 | . | PF2 | 的最大值.
【解答】解: 由题意, | PF1 | + | PF2 |= 10 ,
当且仅当| PF1 |=| PF2 |= 5 时,等号成立, :| PF1 | . | PF2 | .25 ,
:| PF1 | . | PF2 | 的最大值是 25.
故选: D .
【点评】本题考查椭圆的定义,训练了利用基本不等式求最值,是基础题.
2 .(2024•保定三模) 已知曲线 C : x2 + y2 = 1— | x |y ,则 的最大值为 ( )
A . B . C . D .
【答案】 A
【考点】椭圆的几何特征
利用 可求 的最大值.
【解答】解: : 曲线 C : x2 + y2 = 1— | x | y , :| x | y = 1 — (x2 + y2 ) ,
,
6
当且仅当 x = y = 1 时取等号,
的最大值为 .
故选: A .
【点评】本题考查重要不等式的应用,属中档题.
3 .(2024•湖北模拟) 已知椭圆 ,则“ m = 2 ”是“椭圆 C 的离心率为 的
A .充分不必要条件 B .必要不充分条件
C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 【答案】 A
【考点】充分条件与必要条件;椭圆的几何特征
【专题】综合法;数学运算;计算题;整体思想;直线与圆
【分析】 由题意得 ,再分椭圆焦点在 x 轴上和椭圆焦点在 y 轴上,求得m 后即可求解.
【解答】解:椭圆 C 的离心率为 即 , 若椭圆焦点在 x 轴上,则 得 m = 2 ,
若椭圆焦点在 y 轴上,则 得 ,
故“ m = 2 ”是“椭圆 C 的离心率为的充分不必要条件.
故选: A .
【点评】本题考查了椭圆的性质,属于基础题.
4 .(2024•内江三模)设 F1 , F2 是椭圆的两个焦点,点 P 在椭圆 C 上,若△ PF1F2 为直角三 角形,则△ PF1F2 的面积为 ( )
A . B .1 或 C . D .1 或 【答案】 D
【考点】椭圆的几何特征
【专题】分类讨论;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解
【分析】分 上PF1F2 或 上PF2 F1 为直角, 上F1PF2 为直角时,求出直角边,进而求出三角形的面积. 【解答】解: 由椭圆方程可得 a = 3 , b = 1 ,所以 ,
7
当 上PF1F2 或 上PF2 F1 为直角时,则 | PF1 | 或 ,
此时 S△ 当 上F1PF2 为直角时,则| PF1 |2 + | PF2 |2 =| F1F2 |2 , 即 (| PF1 | + | PF2 |)2 — 2 | PF1 | . | PF2 |=| F1F2 |2 ,
由椭圆的定义可得 , 可得 | PF1 | . | PF2 |= 2 ,
所以 S△ 所以△PF1F2 的面积为 故选: D .
【点评】本题考查椭圆的性质的应用及分类讨论的思想,属于中档题.
5 .(2024•天府新区模拟) 已知椭圆 C 的焦点为F1 (—1, 0) , F2 (1, 0) ,过F2 的直线与 C 交于 A , B 两点.若 | AF2 |= 2 | F2 B | , | AB |=| BF1 | ,则 C 的方程为 ( )
A . B . C . D . 【答案】 B
【考点】椭圆的弦及弦长
【专题】综合法;数学运算;圆锥曲线的定义、性质与方程;转化思想;计算题
【分析】法一:设 | F2 B |= n ,则 | AF2 |= 2n , | BF1 |=| AB |= 3n , 由椭圆的定义有 2a =| BF1 | + | BF2 |= 4n ,在
△ AF1F2 和△BF1F2 中, 由余弦定理结合 cos 上AF2 F1 + cos 上BF2 F1 = 0 ,两式消去 cos 上AF2 F1 , cos 上BF2 F1 , 然后转化求解即可.
法二:设 | F2 B |= n ,则 | AF2 |= 2n , | BF1 |=| AB |= 3n , 由椭圆的定义,在△ AF1B 中, 由余弦定理转化求解 椭圆方程即可.
【 解 答 】 解 : 法 一 : 由 已 知 可 设 | F2 B |= n , 则 | AF2 |= 2n , | BF1 |=| AB |= 3n , 由 椭 圆 的 定 义 有
2a =| BF1 | + | BF2 |= 4n ,
:| AF1 |= 2a— | AF2 |= 2n .
8
在△ AF1F2 和△BF1F2 中, 由余弦定理得 ,
又 上AF2 F1 , 上BF2 F1 互补, : cos 上AF2F1 + cos 上BF2F1 = 0 ,两式消去 cos 上AF2 F1 , cos 上BF2 F1 ,
得 3n2 + 6 = 11n2 ,解得 .
: 所求椭圆方程为 , 故选: B .
法二:如图, 由已知可设 | F2 B |= n ,则 | AF2 |= 2n , | BF1 |=| AB |= 3n , 由椭圆的定义有 2a =| BF1 | + | BF2 |= 4n , :| AF1 |= 2a— | AF2 |= 2n .
在△ AF1B 中, 由余弦定理推论得 cos 上
在△ AF1F2 中, 由余弦定理得 解得 .
: 所求椭圆方程为 , 故选: B .
【点评】本题考查椭圆的简单性质的应用,考查转化思想以及计算能力,是中档题.
6.(2024•咸阳模拟)设 F1 ,F2 分别是椭圆 的左、右焦点,过F2 的直线交椭圆于 A ,
B 两点,且 则椭圆 E 的离心率为 ( )
A . B . C . D .
【答案】 C
【考点】椭圆的性质
【专题】方程思想;转化法;圆锥曲线的定义、性质与方程
9
【分析】设 | AB |= 3m ,| AF2 |= 2 | F2 B | ,可得 | AF2 |= 2m ,| F2 B |= m ,| AF1 |= 2a — 2m ,| BF1 |= 2a — m .由
, 可得 AB 丄 AF1 ,利用勾股定理即可得出.
【解答】解:设 | AB |= 3m , | AF2 |= 2 | F2 B |
:| AF2 |= 2m , | F2 B |= m ,
:| AF1 |= 2a — 2m , | BF1 |= 2a — m . 丄
:4c2 = (2m)2 + (2a — 2m)2 ,
(2a — m)2 = (3m)2 + (2a — 2m)2 ,即 ,
: 9c2 = 5a2 ,
.
故选: C .
【点评】本题考查了椭圆与圆的定义标准方程及其性质、勾股定理,考查了推理能力与计算能力,属于中 档题.
7 .(2024•商洛模拟) 已知方程 mx2 + (2m —1)y2 = 1 表示焦点在 y 轴上的椭圆,则 m 的取值范围是 ( )
A . B . C . (1, +∞) D . (0, 1)
【答案】 B
【考点】椭圆的几何特征
【专题】数学运算;综合法;对应思想;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑推理
【分析】 由题意,对椭圆方程进行变形,根据椭圆的焦点在 y 轴上,列出不等式再进行求解即可.
10
【解答】解:易知该椭圆方程为 ,
因为该椭圆的焦点在 y 轴上, 所以 , 解得 ,
则 m 的取值范围为 .
故选: B .
【点评】本题考查椭圆的方程,考查了逻辑推理和运算能力,属于基础题.
8 .(2024•陕西模拟)已知椭圆的焦点在 y 轴上,若焦距为 4 ,则该椭圆的离心率为 ( )
A . B . C . D .
【答案】 B
【考点】求椭圆的离心率
【专题】数学运算;转化思想;计算题;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程 【分析】利用焦点在 y 轴上可求 t 的范围,进而由t - 4 - (10 - t) = 4 ,可求 t .
【解答】解: 由题得 t - 4 > 10 - t > 0 ,可得 7 < t < 10 , 因为焦距为 4 ,所以t - 4 - (10 - t) = 4 ,解得t = 9 ,
所以椭圆的离心率为 .
故选: B .
【点评】本题考查椭圆的性质,属基础题.
9 .(2024•佛山模拟)2020 年 12 月 17 日,嫦娥五号的返回器携带 1731 克月球样本成功返回地球,我国成 为第三个实现月球采样返回的国家,中国人朝着成功登月又迈进了重要一步.如图展示了嫦娥五号采样返 回器从地球表面附近运行到月球表面附近的大致过程.点 D 表示地球中心,点M 表示月球中心.嫦娥五 号采样返回器先沿近地球表面轨道做圆周运动,轨道半径约为地球半径.在地球表面附近的点 A 处沿圆D 的切线方向加速变轨后,改为沿椭圆轨道 C 运行,并且点D 为该椭圆的一个焦点.一段时间后,再在近月 球表面附近的点 B 处减速变轨做圆周运动,此时轨道半径约为月球半径.已知月球中心与地球中心之间距 离约为月球半径的222 倍,地球半径约为月球半径的 3.7 倍.则椭圆轨道 C 的离心率约为 ( )
11
A .0.67 B .0.77 C .0.87 D .0.97
【答案】 D
【考点】椭圆的几何特征
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程;转化思想;数学运算;综合法 【分析】根据椭圆的几何性质,即可求解.
【解答】解:设该椭圆的半长轴为 a ,半焦距为 c ,月球半径为 rM , 则根据题意可知地球半径为 rD = 3.7rM ,
月球中心与地球中心距离为 |DM |= 222rM ,
所以 2a = rD + rM + | DM |= 226.7rM ,又 a — c = rD = 3.7rM ,
所以
所以离心率 .
故选: D .
【点评】本题考查椭圆的几何性质,属基础题.
10 .(2024•濮阳一模)记椭圆 与圆 C2 : x2 + y2 = a2 的公共点为M ,N ,其中M 在 N 的左侧, A 是圆 C2 上异于M , N 的点,连接 AM 交 C1 于B ,若 2 tan 上ANM = 5 tan 上BNM ,则 C1 的离 心率为 ( )
A . B . C . D .
【答案】 D
【考点】圆与圆锥曲线的综合;椭圆的几何特征
【专题】转化思想;圆锥曲线的定义、性质与方程;综合法;数学运算;方程思想
【分析】设直线 AN 与直线BN 的斜率分别为 k1 ,k2 ,则根据题意易得 ,且直线BM 的斜率为 ,
再根据椭圆的几何性质易得 — . ,从而建立方程,即可求解.
【解答】解:设直线 AN 与直线 BN 的斜率分别为 k1 , k2 ,
12
由 2 tan 上ANM = 5 tan 上BNM ,可得 2× (—k1 ) = 5 × (—k2 ) , ,
又根据题意可知 AM 丄 AN ,
: 直线 AM 的斜率为 ,即直线BM 的斜率为 , 设 B(m, n) ,则 又易知M (—a, 0) , N(a, 0) ,
: — . , ,
: C1 的离心率为 故选: D .
【点评】本题考查椭圆的几何性质,化归转化思想,方程思想,属中档题.
二.多选题(共 5 小题)
11 .(2024•日照一模)如图是数学家 GerminalDandelin 用来证明一个平面截圆锥侧面得到的截口曲线是椭
圆的模型(称为“ Dandelin 双球 ” ) .在圆锥内放两个大小不同的小球,使得它们分别与圆锥的侧面、截 面相切,截面分别与球 O1 ,球 O2 切于点E ,F (E ,F 是截口椭圆 C 的焦点).设图中球 O1 ,球 O2 的半径 分别为 4 和 1 ,球心距 则
A .椭圆 C 的中心不在直线 O1O2 上
B . | EF |= 4
13
C .直线 O1O2 与椭圆 C 所在平面所成的角的正弦值为
D .椭圆 C 的离心率为
【答案】 ACD
【考点】椭圆的几何特征
【专题】计算题;数学运算;整体思想;圆锥曲线的定义、性质与方程;综合法
【分析】根据给定的几何体,作出轴截面,结合圆的切线性质及勾股定理求出椭圆长轴和焦距作答.
【解答】解:依题意,截面椭圆的长轴与圆锥的轴相交,椭圆长轴所在直线与圆锥的轴确定的平面截此组 合体,
得圆锥的轴截面及球 O1 ,球 O2 的截面大圆,如图,
点 A , B 分别为圆 O1 , O2 与圆锥轴截面等腰三角形一腰相切的切点,线段MN是椭圆长轴,
可知椭圆 C 的中心(即线段MN 的中点)不在直线 O1O2 上,故 A 正确; 椭圆长轴长 2a =| MN |=| MF | + | FN |=| MF | + | ME |=| MB | + | MA |=| AB | , 过 O2 作 O2D 丄 O1A 于D ,连 O2 B ,显然四边形 ABO2D 为矩形,
过 O2 作 O2 C 丄 O1E 交 O1E 延长线于 C ,显然四边形 CEFO2 为矩形,
椭圆焦距 故 B 错误;
所以直线 O1O2 与椭圆 C 所在平面所成的角的正弦值为 sin 上 故 C 正确;
所以椭圆的离心率 故D 正确.
故选: ACD .
【点评】本题考查了椭圆的性质,属于中档题.
14
12 .(2024•广东模拟)已知椭圆 C : 2x2 + 3y2 = 24 的长轴端点分别为 A1 ,A2 、两个焦点分别为 F1 、F2 ,P 是 C 上任意一点,则 ( )
A . C 的离心率为 B . △ PF1F2 的周长为
C .△ PA1A2 面积的最大值为 D . 【答案】 ABD
【考点】椭圆的几何特征
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程;整体思想;数学运算;计算题;综合法
【分析】根据给定的椭圆方程,求出其长短半轴长及半焦距,再逐项计算判断得解.
【解答】解:已知椭圆 C : 2x2 + 3y2 = 24 的长轴端点分别为 A1 , A2 、两个焦点分别为 F1 、 F2 , 则椭圆的长半轴长 短半轴长 半焦距 ,
对于 A 选项, C 的离心率为 故 A 正确;
对于 B 选项, △ PF1F2 的周长为 故 B 正确;
对于 C 选项 设
则△ PA1A2 面积的最大值为 故 C 错误;
对于 D 选项, F1 (—2, 0) , F2 (2, 0) ,
因此 故D 正确.
故选: ABD .
【点评】本题考查了椭圆的性质,属于中档题.
13 .(2024•山东一模)已知椭圆 的右焦点为 F ,M (x1 ,y1 ) ,N(—x1 , —y1 ) 在椭圆
--- -- ---→ -- -- ---→
C 上但不在坐标轴上,若 FM = 2FA, FN = 2FB ,且 OA 丄 OB ,则椭圆 C 的离心率的值可以是 ( )
15
A . B . C . D . 【答案】 CD
【考点】椭圆的几何特征
【专题】转化思想;圆锥曲线的定义、性质与方程;综合法;数学运算
【分析】方法一,用中点坐标公式,表示出 A , B ,再用向量的数量积为零,求出M , N 的轨迹方程, 与椭圆有交点,求出取值范围;
方法二,用三角形中位线性质,再用向量垂直的条件得到 a , b , c 的关系,再计算离心率的范围. 【解答】解:方法一:依题意,可得 又有 丄
故 即
又有 ,即圆x2 + y2 = c2 与椭圆 C 有公共点且公共点不在坐标轴上,
故 a > c > b ,即 c2 > a2 — c2 ,故 ;
方法二:依题意, FM = 2FA, FN = 2FB ,
--- -- ---→ --
故 A , B 分别是线段 FM , FN 的中点,故 OA / /FN , OB / /FM ;
又有O(-)-A 丄 O(-)- ,故 FN 丄 FM, O(-)-M--→ + O(-)- = 0 ,
则 | OM |=| ON |=| OF |= c ;因为| OM |∈ (b, a) ,故 b < c ,
即 a2 — c2 < c2 ,得 .
故选: CD .
【点评】本题考查椭圆的几何性质,圆的几何性质,化归转化思想,属中档题.
14 .(2024•湖北模拟)用平面 α 截圆柱面,圆柱的轴与平面 α 所成角记为θ , 当θ 为锐角时,圆柱面的截 线是一个椭圆.著名数学家Dandelin 创立的双球实验证明了上述结论.如图所示,将两个大小相同的球嵌 入圆柱内,使它们分别位于 α 的上方和下方,并且与圆柱面和 α 均相切.下列结论中正确的有 ( )
16
A .椭圆的短轴长与嵌入圆柱的球的直径相等
B .椭圆的长轴长与嵌入圆柱的两球的球心距 O1O2 相等
C .所得椭圆的离心率e = cosθ
D .其中 G1G2 为椭圆长轴, R 为球 O1 半径,有 【答案】 ABC
【考点】求椭圆的离心率
【专题】数学运算;圆锥曲线的定义、性质与方程;定义法;对应思想
【分析】过点 P 作线段 EF ,EF 分别与球 O1 、O2 切于点F 、E ,结合球的切线的性质与椭圆定义即可得 A 、 B ,借助离心率的定义可得 C ,借助正切函数的定义可得D .
【解答】解:对 A , B :过点 P 作线段 EF , EF 分别与球 O1 、 O2 切于点F 、 E ,
由图可知, PF1 、 PF2 分别与球 O1 、 O2 切于点F1 、 F2 ,
故有 | PF1 | + | PF2 |=| PF | + | PE |=| EF |=| O1O2 | ,
由椭圆定义可知,该椭圆以 F1 、 F2 为焦点, | O1O2 |为长轴长,故 B 正确, 由 PF1 与球 O1 切于点F1 ,故 O1F1 丄 OF1 ,
有| O1F1 |2 =| OO1 |2 — | OF1 |2 = a2 — c2 = b2 ,
即有椭圆的短轴长与嵌入圆柱的球的直径相等,故 A 正确;
对 C :由题意可得 则 故 C 正确;
对D :由题意可得 | AG1 |=| F1G1 | , θ = 上O1OF1 = 上AO1F1 ,
故 即 故D 错误.
17
故选: ABC .
【点评】本题考查球的切线的性质与椭圆定义相关知识,属于中档题.
15 .(2024•全国模拟)设椭圆的左、右焦点分别为 F1 、 F2 , P 是 C 上的动点,则下列结论 正确的是 ( )
A .椭圆 C 的离心率 B . | PF1 | + | PF2 |= 5
C .△ PF1F2 面积的最大值为 12 D . | PF1 | 的最小值为 【答案】 AC
【考点】椭圆的几何特征
【专题】整体思想;圆锥曲线的定义、性质与方程;计算题;数学运算;综合法
【分析】根据题意,由椭圆的标准方程可得 a ,b , c ,结合椭圆的性质对选项逐一判断,即可得到结果. 【解答】解:因为椭圆 则 a = 5 , b = 4 , c = 3 ,
由椭圆离心率公式可得 故 A 正确;
由椭圆的定义可知, | PF1 | + | PF2 |= 2a = 10 ,故 B 错误;
因为 | F1F2 |= 2c = 6 ,设点P 到 x 轴的距离为 h ,显然 hmax = b = 4 ,
则△ PF1F2 面积的最大值为 S△ 故 C 正确;
因为 F1 (—3, 0) 为椭圆左焦点,所以| PF1 |min = a — c = 2 ,故D 错误. 故选: AC .
【点评】本题考查了椭圆的性质,属于中档题.
三.填空题(共 5 小题)
16 .(2024•广州模拟) 已知椭圆 的左右焦点为 F1 , F2 .直线y = kx 与椭圆 C 相交
18
于 P , Q 两点,若 | PF1 |= 2 | QF1 | ,且 上 则椭圆 C 的离心率为 .
【答案】 .
【考点】椭圆的几何特征
【分析】 由椭圆的对称性可得四边形 PF1QF2 为平行四边形,再根据椭圆的定义求出 | PF1 | , | PF2 | ,再在
△ PF1F2 中,利用余弦定理求出 a , c 的关系,即可得解.
【解答】解: 由椭圆的对称性可得四边形 PF1QF2 为平行四边形,则 | PF2 |=| QF1 | , 由 上 得 上 ,
因为 | PF1 |= 2 | QF1 | ,所以 | PF1 |= 2 | PF2 | ,
又 所以 ,
在△PF1F2 中, 由余弦定理得| F1F2 |2 =| PF1 |2 + | PF2 |2 一2 | PF1 || PF2 | cos 上F1PF2 ,
所以 ,
即椭圆的离心率 .
故答案为: .
【点评】本题考查椭圆的性质的应用及余弦定理的应用,属于中档题.
17 .(2024•咸阳模拟)已知椭圆的左、右焦点分别为 F1 、F2 ,M 为椭圆 C 上任意一点, P
为曲线 E : x2 + y2 一 6x 一 4y +12 = 0 上任意一点,则| MP | + | MF2 | 的最小值为 一1 .
一1 .
【考点】椭圆的几何特征
【专题】综合法;整体思想;计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算
19
【分析】求出点F2 的坐标,求出圆 E 的圆
展开阅读全文