(天津?qū)S茫?020版高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 9.3 橢圓及其性質(zhì)精練.docx
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9.3 橢圓及其性質(zhì) 挖命題 【考情探究】 考點(diǎn) 內(nèi)容解讀 5年考情 預(yù)測(cè)熱度 考題示例 考向 關(guān)聯(lián)考點(diǎn) 1.橢圓的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程 1.掌握橢圓的定義,并會(huì)用橢圓的定義進(jìn)行解題 2.掌握橢圓的幾何圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程,并會(huì)用待定系數(shù)法求橢圓的方程 2017北京,19 橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程 三角形的面積 ★☆☆ 2.橢圓的幾何性質(zhì) 1.掌握橢圓的幾何性質(zhì)(范圍、對(duì)稱性等),并會(huì)熟練運(yùn)用 2.理解橢圓離心率的定義,并會(huì)求橢圓的離心率 2012天津文,19 橢圓的幾何性質(zhì) 直線和橢圓的方程 ★☆☆ 3.直線與橢圓的位置關(guān)系 1.掌握直線和橢圓位置關(guān)系的判斷方法 2.理解“整體代換”思想的含義,并能通過(guò)直線與橢圓的位置關(guān)系解答相應(yīng)問(wèn)題 2018天津文,19 直線與橢圓的位置關(guān)系 三角形的面積 ★★★ 2014天津,18 圓的方程 分析解讀 從高考試題來(lái)看,橢圓的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何性質(zhì)以及直線與橢圓的位置關(guān)系一直是高考命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn),離心率問(wèn)題是每年高考考查的重點(diǎn),多在選擇題和填空題中出現(xiàn),主要考查學(xué)生結(jié)合橢圓定義、幾何性質(zhì)等分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及運(yùn)算能力,分值為5分,屬于中檔題目;在解答題中主要以直線與橢圓的位置關(guān)系為考查對(duì)象,考查面較廣,往往會(huì)和平面向量、函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、不等式等知識(shí)相結(jié)合,在考查對(duì)橢圓基本概念和性質(zhì)理解及應(yīng)用的同時(shí),又考查直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,考查數(shù)形結(jié)合思想和轉(zhuǎn)化與化歸思想. 破考點(diǎn) 【考點(diǎn)集訓(xùn)】 考點(diǎn)一 橢圓的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程 1.“m>n>0”是“曲線mx2+ny2=1為焦點(diǎn)在x軸上的橢圓”的( ) A.充分而不必要條件 B.必要而不充分條件 C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件 答案 D 考點(diǎn)二 橢圓的幾何性質(zhì) 2.(2017浙江,2,4分)橢圓x29+y24=1的離心率是( ) A.133 B.53 C.23 D.59 答案 B 3.(2018課標(biāo)Ⅱ文,11,5分)已知F1,F2是橢圓C的兩個(gè)焦點(diǎn),P是C上的一點(diǎn).若PF1⊥PF2,且∠PF2F1=60,則C的離心率為( ) A.1-32 B.2-3 C.3-12 D.3-1 答案 D 考點(diǎn)三 直線與橢圓的位置關(guān)系 4.(2014遼寧,20,12分)圓x2+y2=4的切線與x軸正半軸,y軸正半軸圍成一個(gè)三角形,當(dāng)該三角形面積最小時(shí),切點(diǎn)為P(如圖). (1)求點(diǎn)P的坐標(biāo); (2)焦點(diǎn)在x軸上的橢圓C過(guò)點(diǎn)P,且與直線l:y=x+3交于A,B兩點(diǎn).若△PAB的面積為2,求C的標(biāo)準(zhǔn)方程. 解析 (1)設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0)(x0>0,y0>0),則切線斜率為-x0y0,切線方程為y-y0=-x0y0(x-x0),即x0x+y0y=4.此時(shí),兩個(gè)坐標(biāo)軸的正半軸與切線圍成的三角形面積為S=124x04y0=8x0y0,由x02+y02=4≥2x0y0知當(dāng)且僅當(dāng)x0=y0=2時(shí)x0y0有最大值,即S有最小值,因此點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,2). (2)設(shè)C的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2a2+y2b2=1(a>b>0),點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2).由點(diǎn)P在C上知2a2+2b2=1,并由x2a2+y2b2=1,y=x+3 得b2x2+43x+6-2b2=0, 又x1,x2是方程的根,因此x1+x2=-43b2,x1x2=6-2b2b2, 由y1=x1+3,y2=x2+3,得|AB|=2|x1-x2|=248-24b2+8b4b2. 由點(diǎn)P到直線l的距離為32及S△PAB=1232|AB|=2得b4-9b2+18=0,解得b2=6或3, 因此b2=6,a2=3(舍)或b2=3,a2=6, 從而所求C的方程為x26+y23=1. 煉技法 【方法集訓(xùn)】 方法1 求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的方法 1.如圖,已知橢圓C的中心為原點(diǎn)O,F(-25,0)為C的左焦點(diǎn),P為C上一點(diǎn),滿足|OP|=|OF|且|PF|=4,則橢圓C的方程為( ) A.x225+y25=1 B.x230+y210=1 C.x236+y216=1 D.x245+y225=1 答案 C 方法2 橢圓的離心率(取值范圍)的求法 2.已知橢圓C1:x2a2+y2b2=1(a>b>0)和圓C2:x2+y2=b2,若在橢圓C1上存在點(diǎn)P,使得過(guò)點(diǎn)P的圓C2的兩條切線互相垂直,則橢圓C1的離心率的取值范圍是( ) A.12,1 B.22,32 C.22,1 D.32,1 答案 C 3.(2013福建文,15,4分)橢圓Γ:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F2,焦距為2c.若直線y=3(x+c)與橢圓Γ的一個(gè)交點(diǎn)M滿足∠MF1F2=2∠MF2F1,則該橢圓的離心率等于 . 答案 3-1 方法3 解決直線與橢圓位置關(guān)系問(wèn)題的方法 4.(2014安徽文,14,5分)設(shè)F1,F2分別是橢圓E:x2+y2b2=1(0b>0)相交于A,B兩點(diǎn),若M是線段AB的中點(diǎn),則橢圓C的離心率等于 . 答案 22 過(guò)專題 【五年高考】 A組 自主命題天津卷題組 1.(2018天津文,19,14分)設(shè)橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右頂點(diǎn)為A,上頂點(diǎn)為B.已知橢圓的離心率為53,|AB|=13. (1)求橢圓的方程; (2)設(shè)直線l:y=kx(k<0)與橢圓交于P,Q兩點(diǎn),l與直線AB交于點(diǎn)M,且點(diǎn)P,M均在第四象限.若△BPM的面積是△BPQ面積的2倍,求k的值. 解析 本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)、直線方程等基礎(chǔ)知識(shí).考查用代數(shù)方法研究圓錐曲線的性質(zhì).考查運(yùn)算求解能力,以及用方程思想解決問(wèn)題的能力. (1)設(shè)橢圓的焦距為2c,由已知有c2a2=59, 又由a2=b2+c2,可得2a=3b. 由|AB|=a2+b2=13, 從而a=3,b=2. 所以,橢圓的方程為x29+y24=1. (2)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x1,y1),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x2,y2),由題意,x2>x1>0,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(-x1,-y1).由△BPM的面積是△BPQ面積的2倍,可得|PM|=2|PQ|,從而x2-x1=2[x1-(-x1)],即x2=5x1. 易知直線AB的方程為2x+3y=6,由方程組2x+3y=6,y=kx,消去y,可得x2=63k+2.由方程組x29+y24=1,y=kx,消去y,可得x1=69k2+4. 由x2=5x1,可得9k2+4=5(3k+2),兩邊平方,整理得18k2+25k+8=0,解得k=-89或k=-12. 當(dāng)k=-89時(shí),x2=-9<0,不合題意,舍去; 當(dāng)k=-12時(shí),x2=12,x1=125,符合題意. 所以,k的值為-12. 解題關(guān)鍵 第(2)問(wèn)中把兩個(gè)三角形的面積的關(guān)系轉(zhuǎn)化為點(diǎn)P、M的橫坐標(biāo)間的關(guān)系,進(jìn)而得到關(guān)于k的方程是求解的難點(diǎn)和關(guān)鍵. 2.(2014天津,18,13分)設(shè)橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F2,右頂點(diǎn)為A,上頂點(diǎn)為B.已知|AB|=32|F1F2|. (1)求橢圓的離心率; (2)設(shè)P為橢圓上異于其頂點(diǎn)的一點(diǎn),以線段PB為直徑的圓經(jīng)過(guò)點(diǎn)F1,經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O的直線l與該圓相切.求直線l的斜率. 解析 (1)設(shè)橢圓右焦點(diǎn)F2的坐標(biāo)為(c,0).由|AB|=32|F1F2|,可得a2+b2=3c2,又b2=a2-c2,則c2a2=12. 所以橢圓的離心率e=22. (2)由(1)知a2=2c2,b2=c2.故橢圓方程為x22c2+y2c2=1. 設(shè)P(x0,y0).由F1(-c,0),B(0,c),有F1P=(x0+c,y0),F1B=(c,c). 由已知,有F1PF1B=0,即(x0+c)c+y0c=0. 又c≠0,故有 x0+y0+c=0.① 又因?yàn)辄c(diǎn)P在橢圓上, 故x022c2+y02c2=1.② 由①和②可得3x02+4cx0=0.而點(diǎn)P不是橢圓的頂點(diǎn), 故x0=-43c,代入①得y0=c3, 即點(diǎn)P的坐標(biāo)為-4c3,c3. 設(shè)圓的圓心為T(x1,y1),則x1=-43c+02=-23c,y1=c3+c2=23c,進(jìn)而圓的半徑r=(x1-0)2+(y1-c)2=53c. 設(shè)直線l的斜率為k,依題意,直線l的方程為y=kx.由l與圓相切,可得|kx1-y1|k2+1=r,即k-2c3-2c3k2+1=53c, 整理得k2-8k+1=0,解得k=415. 所以直線l的斜率為4+15或4-15. 3.(2012天津文,19,14分)已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0),點(diǎn)P55a,22a在橢圓上. (1)求橢圓的離心率; (2)設(shè)A為橢圓的左頂點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn).若點(diǎn)Q在橢圓上且滿足|AQ|=|AO|,求直線OQ的斜率的值. 解析 (1)因?yàn)辄c(diǎn)P55a,22a在橢圓上, 故a25a2+a22b2=1,可得b2a2=58. 于是e2=a2-b2a2=1-b2a2=38, 所以橢圓的離心率e=64. (2)設(shè)直線OQ的斜率為k,則其方程為y=kx. 設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(x0,y0). 由條件得y0=kx0,x02a2+y02b2=1. 消去y0并整理得x02=a2b2k2a2+b2.① 由|AQ|=|AO|,A(-a,0),及y0=kx0,得(x0+a)2+k2x02=a2. 整理得(1+k2)x02+2ax0=0,而x0≠0, 故x0=-2a1+k2, 代入①,整理得(1+k2)2=4k2a2b2+4. 由(1)知a2b2=85,故(1+k2)2=325k2+4, 即5k4-22k2-15=0,可得k2=5. 所以直線OQ的斜率k=5. 評(píng)析本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)、直線的方程、平面內(nèi)兩點(diǎn)間的距離公式等基礎(chǔ)知識(shí).考查用代數(shù)方法研究圓錐曲線的性質(zhì),以及數(shù)形結(jié)合的思想方法,考查運(yùn)算求解能力、綜合分析和解決問(wèn)題的能力. B組 統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 考點(diǎn)一 橢圓的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程 1.(2015廣東文,8,5分)已知橢圓x225+y2m2=1(m>0)的左焦點(diǎn)為F1(-4,0),則m=( ) A.2 B.3 C.4 D.9 答案 B 2.(2017北京,19,14分)已知橢圓C的兩個(gè)頂點(diǎn)分別為A(-2,0),B(2,0),焦點(diǎn)在x軸上,離心率為32. (1)求橢圓C的方程; (2)點(diǎn)D為x軸上一點(diǎn),過(guò)D作x軸的垂線交橢圓C于不同的兩點(diǎn)M,N,過(guò)D作AM的垂線交BN于點(diǎn)E.求證:△BDE與△BDN的面積之比為4∶5. 解析 本題考查橢圓的方程和性質(zhì),直線的方程等知識(shí),考查運(yùn)算求解能力. (1)設(shè)橢圓C的方程為x2a2+y2b2=1(a>b>0). 由題意得a=2,ca=32, 解得c=3. 所以b2=a2-c2=1. 所以橢圓C的方程為x24+y2=1. (2)證明:設(shè)M(m,n),則D(m,0),N(m,-n). 由題設(shè)知m≠2,且n≠0. 直線AM的斜率kAM=nm+2,故直線DE的斜率kDE=-m+2n. 所以直線DE的方程為y=-m+2n(x-m). 直線BN的方程為y=n2-m(x-2). 聯(lián)立y=-m+2n(x-m),y=n2-m(x-2), 解得點(diǎn)E的縱坐標(biāo)yE=-n(4-m2)4-m2+n2. 由點(diǎn)M在橢圓C上,得4-m2=4n2. 所以yE=-45n. 又S△BDE=12|BD||yE|=25|BD||n|, S△BDN=12|BD||n|, 所以△BDE與△BDN的面積之比為4∶5. 易錯(cuò)警示 在設(shè)直線方程時(shí),若設(shè)方程為y=kx+m,則要考慮斜率不存在的情況;若設(shè)方程為x=ty+n,則要考慮斜率為0的情況. 3.(2014四川文,20,13分)已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)為F(-2,0),離心率為63. (1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程; (2)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),T為直線x=-3上一點(diǎn),過(guò)F作TF的垂線交橢圓于P,Q.當(dāng)四邊形OPTQ是平行四邊形時(shí),求四邊形OPTQ的面積. 解析 (1)由已知可得,ca=63,c=2,所以a=6. 又由a2=b2+c2,解得b=2, 所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程是x26+y22=1. (2)設(shè)T點(diǎn)的坐標(biāo)為(-3,m),則直線TF的斜率kTF=m-0-3-(-2)=-m. 當(dāng)m≠0時(shí),直線PQ的斜率kPQ=1m,直線PQ的方程是x=my-2.當(dāng)m=0時(shí),直線PQ的方程是x=-2,也符合x(chóng)=my-2的形式. 設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),將直線PQ的方程與橢圓C的方程聯(lián)立,得x=my-2,x26+y22=1.消去x,得(m2+3)y2-4my-2=0, 其判別式Δ=16m2+8(m2+3)>0, 所以y1+y2=4mm2+3,y1y2=-2m2+3, x1+x2=m(y1+y2)-4=-12m2+3. 因?yàn)樗倪呅蜲PTQ是平行四邊形, 所以O(shè)P=QT,即(x1,y1)=(-3-x2,m-y2). 所以x1+x2=-12m2+3=-3,y1+y2=4mm2+3=m,解得m=1. 此時(shí),S四邊形OPTQ=2S△OPQ=212|OF||y1-y2| =24mm2+32-4-2m2+3=23. 評(píng)析本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程、直線與方程、直線與橢圓的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識(shí),考查推理論證能力、運(yùn)算求解能力.考查數(shù)形結(jié)合、轉(zhuǎn)化與化歸、分類與整合等數(shù)學(xué)思想. 考點(diǎn)二 橢圓的幾何性質(zhì) 1.(2018課標(biāo)Ⅰ文,4,5分)已知橢圓C:x2a2+y24=1的一個(gè)焦點(diǎn)為(2,0),則C的離心率為( ) A.13 B.12 C.22 D.223 答案 C 2.(2018課標(biāo)Ⅱ,12,5分)已知F1,F2是橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn),A是C的左頂點(diǎn),點(diǎn)P在過(guò)A且斜率為36的直線上,△PF1F2為等腰三角形,∠F1F2P=120,則C的離心率為( ) A.23 B.12 C.13 D.14 答案 D 3.(2017課標(biāo)Ⅲ,10,5分)已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右頂點(diǎn)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 答案 A 考點(diǎn)三 直線與橢圓的位置關(guān)系 1.(2015安徽,20,13分)設(shè)橢圓E的方程為x2a2+y2b2=1(a>b>0),點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(a,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,b),點(diǎn)M在線段AB上,滿足|BM|=2|MA|,直線OM的斜率為510. (1)求E的離心率e; (2)設(shè)點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,-b),N為線段AC的中點(diǎn).證明:MN⊥AB. 解析 (1)由題設(shè)條件知,點(diǎn)M的坐標(biāo)為23a,13b, 又kOM=510,從而b2a=510. 進(jìn)而a=5b,c=a2-b2=2b.故e=ca=255. (2)證明:由N是AC的中點(diǎn)知,點(diǎn)N的坐標(biāo)為a2,-b2,可得NM=a6,5b6. 又AB=(-a,b),從而有ABNM=-16a2+56b2=16(5b2-a2). 由(1)的計(jì)算結(jié)果可知a2=5b2,所以ABNM=0,故MN⊥AB. 評(píng)析本題考查橢圓的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)及利用向量法證明線線垂直,較難. 2.(2014北京文,19,14分)已知橢圓C:x2+2y2=4. (1)求橢圓C的離心率; (2)設(shè)O為原點(diǎn).若點(diǎn)A在直線y=2上,點(diǎn)B在橢圓C上,且OA⊥OB,求線段AB長(zhǎng)度的最小值. 解析 (1)由題意,知橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為x24+y22=1. 所以a2=4,b2=2,從而c2=a2-b2=2. 因此a=2,c=2. 故橢圓C的離心率e=ca=22. (2)設(shè)點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為(t,2),(x0,y0),其中x0≠0. 因?yàn)镺A⊥OB,所以O(shè)AOB=0,即tx0+2y0=0,解得t=-2y0x0. 又x02+2y02=4, 所以|AB|2=(x0-t)2+(y0-2)2 =x0+2y0x02+(y0-2)2 =x02+y02+4y02x02+4 =x02+4-x022+2(4-x02)x02+4 =x022+8x02+4(0- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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