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【全程复习方略】(广西专用)2013版高中数学 8.1椭 圆课时提能训练 文 新人教版
(45分钟 100分)
一、选择题(每小题6分,共36分)
1.椭圆+=1的右焦点到直线y=x的距离是( )
(A) (B) (C)1 (D)
2.若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是( )
(A) (B) (C) (D)
3.已知椭圆x2+2y2=4,则以M(1,1)为中点的弦所在直线方程是( )
(A)x+2y-3=0 (B)2x+y-3=0
(C)x-2y+3=0 (D)2x-y+3=0
4.(预测题)已知椭圆+=1,若此椭圆上存在不同的两点A、B关于直线y=4x+m对称,则实数m的取值范围是( )
(A) (B)
(C) (D)
5.若椭圆+=1的离心率e=,则m的值为( )
(A)1 (B)或
(C) (D)3或
6.已知F1、F2分别是椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点,A是椭圆上位于第一象限内的一点,点B也在椭圆上,且满足+=0(O为坐标原点),·=0,若椭圆的离心率等于,则直线AB的方程是( )
(A)y=x (B)y=-x
(C)y=-x (D)y=x
二、填空题(每小题6分,共18分)
7.方程+=1表示椭圆,则k的取值范围是 .
8.(易错题)已知F1、F2分别是椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点,以原点O为圆心,OF1为半径的圆与椭圆在y轴左侧交于A、B两点,若△F2AB是等边三角形,则椭圆的离心率等于 .
9.椭圆M:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,P为椭圆M上任一点,且|PF1|·|PF2|的最大值的取值范围是[2c2,3c2],其中c=,则椭圆M的离心率e的取值范围是 .
三、解答题(每小题15分,共30分)
10.(2012·桂林模拟)已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,且经过点M(4,1),直线l:y=x+m交椭圆于不同的两点A,B.
(1)求椭圆的方程;
(2)求m的取值范围.
11.(2012·钦州模拟)已知点P(4,4),圆C:(x-m)2+y2=5(m<3) 与椭圆E:+=1(a>b>0)有一个公共点A(3,1),F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,直线PF1与圆C相切.
(1)求m的值与椭圆E的方程;
(2)设Q为椭圆E上的一个动点,求·的取值范围.
【探究创新】
(16分)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,其焦点在圆x2+y2=1上.
(1)求椭圆的方程;
(2)设A,B,M是椭圆上的三点(异于椭圆顶点),且存在锐角θ,使=cosθ+sinθ.
(ⅰ)求证:直线OA与OB的斜率之积为定值;
(ⅱ)求OA2+OB2.
答案解析
1.【解析】选B.椭圆+=1的右焦点为F(1,0),
∴它到直线y=x(即x-y=0)的距离为d==.
2.【解析】选B.设长轴为2a,短轴为2b,焦距为2c,则2a+2c=2×2b,
即a+c=2b(a+c)2=4b2=4(a2-c2),
整理得:5c2+2ac-3a2=0,
即5e2+2e-3=0e=或e=-1(舍).
3.【解析】选A.设直线与椭圆相交于两点(x1,y1),(x2,y2),则:
x+2y=4,x+2y=4,∴x-x+2(y-y)=0,
即:(x1+x2)(x1-x2)+2(y1+y2)(y1-y2)=0,
∴=-,
又∵x1+x2=2,y1+y2=2,∴k=-,
∴直线方程为:y-1=-(x-1),即:x+2y-3=0,
故选A.
4.【解析】选B.设A(x1,y1),B(x2,y2),
AB的中点M(x,y),kAB==-,
x1+x2=2x,y1+y2=2y,3x+4y=12 ①,
3x+4y=12 ②,
②-①得3(x-x)+4(y-y)=0,
即y1+y2=3(x1+x2),即y=3x,与y=4x+m联立得x=-m,y=-3m,而M(x,y)在椭圆的内部,
则+<1,即-<m<.
【方法技巧】点差法解直线与椭圆相交问题的适用条件及技巧
对于直线与椭圆相交问题,若题设和待求涉及到弦的中点和所在直线的斜率,求解时一般先设交点坐标,代入曲线方程,再用平方差公式求解,这种解法,大大减少了将直线方程与椭圆方程联立求解带来的繁杂运算.
5.【解析】选D. 当椭圆+=1的焦点在x轴上时,
a=,b=,c=,
由e=,得:m=3;
当椭圆+=1的焦点在y轴上时,
a=,b=,c=,
由e=,得m=.
∴m=3或.
6.【解题指南】由+=0知,A、B两点关于原点对称,设出A点坐标,利用向量列方程求解.
【解析】选A.设A(x1,y1),因为+=0,所以
B(-x1,-y1),=(c-x1,-y1),=(2c,0),
又因为·=0,所以(c-x1,-y1)·(2c,0)=0,即x1=c,代入椭圆方程得y1=,因为离心率e=,所以,a=c,b=c,A(c,),所以直线AB的方程是y=x.
7.【解析】由题意知,∴k>3.
答案:k>3
8.【解析】因为△F2AB是等边三角形,所以A(-,c)在椭圆+=1上,所以+=1,因为c2=a2-b2,
所以,4a4-8a2c2+c4=0,即e4-8e2+4=0,
所以,e2=4±2,e=-1或e=+1(舍).
答案:-1
【误区警示】本题易出现答案为-1或+1的错误,其错误原因是没有注意到或不知道椭圆离心率的范围.
9.【解析】∵|PF1|·|PF2|的最大值为a2,
∴由题意知2c2≤a2≤3c2,
∴c≤a≤c,
∴≤e≤,
∴椭圆离心率e的取值范围是[,].
答案:[,]
10.【解析】(1)设椭圆的方程为+=1(a>b>0),因为e=,所以a2=4b2,又因为椭圆过点M(4,1),所以+=1,解得b2=5,a2=20,
故椭圆方程为+=1.
(2)将y=x+m代入+=1并整理得5x2+8mx+4m2-20=0,Δ=(8m)2-20(4m2-20)>0,
解得-5<m<5.
11.【解析】(1)点A代入圆C的方程,得(3-m)2+1=5,
∵m<3,∴m=1.圆C的方程为(x-1)2+y2=5.
设直线PF1的斜率为k,则PF1:y=k(x-4)+4,
即kx-y-4k+4=0.
∵直线PF1与圆C相切,∴=.
解得k=,或k=.
当k=时,直线PF1与x轴的交点横坐标为,不合题意,舍去.
当k=时,直线PF1与x轴的交点横坐标为-4,
∴c=4,F1(-4,0),F2(4,0).
2a=|AF1|+|AF2|=5+=6,a=3,
a2=18,b2=2.椭圆E的方程为:+=1.
(2)=(1,3),设Q(x,y),=(x-3,y-1),
·=(x-3)+3(y-1)=x+3y-6.
∵+=1,即x2+(3y)2=18,
而x2+(3y)2≥2|x|·|3y|,∴-18≤6xy≤18.
则(x+3y)2=x2+(3y)2+6xy=18+6xy的取值范围是[0,36].
x+3y的取值范围是[-6,6].
∴x+3y-6的取值范围是[-12,0],
即·的取值范围是[-12,0].
【变式备选】在平面直角坐标系xOy中,经过点(0,)且斜率为k的直线l与椭圆+y2=1有两个不同的交点P和Q.
(1)求k的取值范围;
(2)设椭圆与x轴正半轴、y轴正半轴的交点分别为A,B,是否存在常数k,使得向量+与共线?如果存在,求出k值;如果不存在,请说明理由.
【解析】(1)由已知条件,直线l的方程为y=kx+,
代入椭圆方程得+(kx+)2=1.
整理得(+k2)x2+2kx+1=0 ①
直线l与椭圆有两个不同的交点P和Q等价于
Δ=8k2-4(+k2)=4k2-2>0,
解得k<-或k>,即k的取值范围为
(-∞,-)∪(,+∞),
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),则
+=(x1+x2,y1+y2),
由方程①,x1+x2=-. ②
又y1+y2=k(x1+x2)+2. ③
而A(,0),B(0,1),=(-,1).
所以+与共线等价于x1+x2=-(y1+y2),
将②③代入上式,解得k=.
由(1)知k<-或k>,故没有符合题意的常数k.
【探究创新】
【解析】(1)依题意,得c=1.于是,a=,b=1.
所以所求椭圆的方程为+y2=1.
(2)(ⅰ)设A(x1,y1),B(x2,y2),则+y=1 ①,
+y=1 ②.
又设M(x,y),因为=cosθ+sinθ,
故
因M在椭圆上,故+(y1cosθ+y2sinθ)2=1.
整理得(+y)cos2θ+(+y)sin2θ+2(+y1y2)cosθsinθ=1.
将①②代入上式,并注意cosθsinθ≠0,
得+y1y2=0.
所以,kOAkOB==-为定值.
(ⅱ)(y1y2)2=(-)2=·=(1-y)(1-y)=1-(y+y)+yy,故y+y=1.
又(+y)+(+y)=2,故x+x=2.
所以,OA2+OB2=x+y+x+y=3.
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