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(2015-2017)三年高考真题精编解析一专题17-椭圆及其综合应用

1.【2017浙江,2】椭圆22194x y +=的离心率是A .133B .53C .23D .59【答案】B 【分析】 试题分析:94533e -==,选B .2.【2017课标3,理10】已知椭圆C :22221x y a b+=,(a >b >0)的左、右顶点分别为A 1,A 2,且以线段A 1A 2为直径的圆和直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为A 6B 3C 2D .13【答案】A 【分析】试题分析:以线段12A A 为直径的圆的圆心为坐标原点()0,0,半径为r a =,圆的方程为222x y a +=,直线20bx ay ab -+=和圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即:22d a a b==+,整理可得223a b =,即()222223,23a a c a c =-=,从而22223c e a ==,椭圆的离心率263c e a ===,故选A .【考点】椭圆的离心率的求解;直线和圆的位置关系【名师点睛】椭圆的离心率是椭圆最重要的几何性质,求椭圆的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法: ①求出a ,c ,代入公式e =c a; ②只需要根据一个条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合b 2=a 2-c 2转化为a ,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a 或a 2转化为关于e 的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).3.【2016高考浙江理数】已知椭圆C 1:22x m +y 2=1(m >1)和双曲线C 2:22x n–y 2=1(n >0)的焦点重合,e 1,e 2分别为C 1,C 2的离心率,则()A .m >n 且e 1e 2>1B .m >n 且e 1e 2<1C .m <n 且e 1e 2>1D .m <n 且e 1e 2<1 【答案】A 【分析】则很容易出现错误。

4.【2016高考新课标3理数】已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点,,A B分别为C 的左,右顶点.P 为C 上一点,且PF x ⊥轴.过点A 的直线l 和线段PF 交于点M ,和y 轴交于点E .若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为() (A )13(B )12(C )23(D )34【答案】A 【分析】试题分析:由题意设直线l 的方程为()y k x a =+,分别令x c =-和0x =得点||()FM k a c=-,||OE ka=,由OBE CBM∆∆,得1||||2||||OE OB FM BC=,即2(c)ka ak a a c=-+,整理,得13ca=,所以椭圆离心率为13e=,故选A.考点:椭圆方程和几何性质.【思路点拨】求解椭圆的离心率问题主要有三种方法:(1)直接求得,a c的值,进而求得e的值;(2)建立,,a b c的齐次等式,求得ba或转化为关于e的等式求解;(3)通过特殊值或特殊位置,求出e.5.【2015高考新课标1,理14】一个圆经过椭圆221164x y+=的三个顶点,且圆心在x轴的正半轴上,则该圆的标准方程为.【答案】22325()24x y-+=【分析】设圆心为(a,0),则半径为4a-,则222(4)2a a-=+,解得32a=,故圆的方程为22325()24x y-+=.6.【2016高考江苏卷】如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆22221()x ya ba b+=>>0的右焦点,直线2by=和椭圆交于,B C两点,且90BFC∠=,则该椭圆的离心率是.6【分析】由题意得33(,),C(,),22b bB,因此2222236()()0322bc c a e-+=⇒=⇒=考点:椭圆离心率【名师点睛】椭圆离心率的考查,一般分两个层次,一是由离心率的定义,只需分别求出,a c ,这注重考查椭圆标准方程中量的含义,二是整体考查,求,a c 的比值,这注重于列式,即需根据条件列出关于,a c 的一个齐次等量关系,通过解方程得到离心率的值.7.【2017课标1,理20】已知椭圆C :2222=1x y a b+(a >b >0),四点P 1(1,1),P 2(0,1),P 3(–1,32),P 4(1,32)中恰有三点在椭圆C 上. (1)求C 的方程;(2)设直线l 不经过P 2点且和C 相交于A ,B 两点.若直线P 2A 和直线P 2B 的斜率的和为–1,证明:l 过定点. 【分析】试题分析:(1)根据3P ,4P 两点关于y 轴对称,由椭圆的对称性可知C 经过3P ,4P 两点.另外222211134a b a b +>+知,C 不经过点P 1,所以点P 2在C 上.因此134,,P P P 在椭圆上,代入其标准方程,即可求出C 的方程;(2)先设直线P 2A 和直线P 2B 的斜率分别为k 1,k 2,在设直线l 的方程,当l 和x 轴垂直,通过计算,不满足题意,再设设l :y kx m =+(1m ≠),将y kx m =+代入2214x y +=,写出判别式,韦达定理,表示出12k k +,根据121k k +=-列出等式表示出k 和m 的关系,判断出直线恒过定点.试题分析:(1)由于3P ,4P 两点关于y 轴对称,故由题设知C 经过3P ,4P 两点. 又由222211134a b a b +>+知,C 不经过点P 1,所以点P 2在C 上. 因此222111314b ab ⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得2241a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩.故C 的方程为2214x y +=.222(41)8440k x kmx m +++-=由题设可知22=16(41)0k m ∆-+>.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2841kmk -+,x 1x 2=224441m k -+. 而12121211y y k k x x --+=+121211kx m kx m x x +-+-=+1212122(1)()kx x m x x x x +-+=.由题设121k k +=-,故1212(21)(1)()0k x x m x x ++-+=.即222448(21)(1)04141m kmk m k k --+⋅+-⋅=++. 解得12m k +=-.当且仅当1m >-时,0∆>,欲使l :12m y x m +=-+,即11(2)2m y x ++=--, 所以l 过定点(2,1-)【考点】椭圆的标准方程,直线和圆锥曲线的位置关系.8.【2017课标II ,理】设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :2212x y +=上,过M 作x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足2NP NM =。

(1) 求点P 的轨迹方程;(2)设点Q 在直线3x =-上,且1OP PQ ⋅=。

证明:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F 。

【答案】(1) 222x y +=。

(2)证明略。

【分析】试题分析:(1)设出点P 的坐标,利用2=NP NM 得到点P 和点,M 坐标之间的关系即可求得轨迹方程为222x y +=。

(2)利用1OP PQ ⋅=可得坐标关系2231m m tn n --+-=,结合(1)中的结论整理可得0=OQ PF ,即⊥OQ PF ,据此即可得出题中的结论。

试题分析:(1)设()()00,,,P x y M x y ,设()0,0N x , ()()00,,0,NP x x y NM y =-=。

由2=NP NM 得002,2x x y y ==。

因为()00,M x y 在C 上,所以22122x y +=。

因此点P 的轨迹方程为222x y +=。

(2)由题意知()1,0F -。

设()()3,,,Q t P m n -,则()()3,,1,,33OQ t PF m n OQ PF m tn =-=---⋅=+-, ()(),,3,OP m n PQ m t n ==---。

由1=OP PQ 得2231m m tn n --+-=,又由(1)知222m n +=,故330m tn +-=。

所以0=OQ PF ,即⊥OQ PF 。

又过点P 存在唯一直线垂直于OQ ,所以过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F 。

【考点】轨迹方程的求解;直线过定点问题。

9.【2017山东,理21】在平面直角坐标系xOy 中,椭圆E :22221x y a b +=()0a b >>2,焦距为2.(Ⅰ)求椭圆E 的方程; (Ⅱ)如图,动直线l :13y k x =E 于,A B 两点,C 是椭圆E 上一点,直线OC 的斜率为2k ,且122k k =,M 是线段OC 延长线上一点,且:2:3MC AB =,M 的半径为MC ,,OS OT是M的两条切线,切点分别为,S T.求SOT∠的最大值,并求取得最大值时直线l的斜率.【答案】(I)221 2xy+=.(Ⅱ)SOT∠的最大值为3π,取得最大值时直线l的斜率为122k=±.【分析】试题分析:(I)本小题由22cea==,22c=确定,a b即得.(Ⅱ)通过联立方程组2211,23,2xyy k x⎧+=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩化简得到一元二次方程后使用韦达定理,使用弦长公式确定||AB及圆M的半径r表达式.试题分析:(I)由题意知2cea==,22c=,所以2,1a b==,因此椭圆E的方程为2212xy+=.(Ⅱ)设()()1122,,,A x yB x y,联立方程2211,23xyy k x⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得()2211424310k x k x+--=,由题意知0∆>,且()1121221231221kx x x xk+==-+,所以2211211221181221k kAB k x xk++=+-=+.由题意可知圆M 的半径r 为2211211822321k k r k ++=+ 由题设知1224k k =,所以224k k =因此直线OC 的方程为24y x k =.联立方程221,22,4x y y x k ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得2221221181,1414k x y k k ==++,因此2221211814k OC x y k +=+=+. 由题意可知1sin21SOT rOC r OCr ∠==++,而2121221121181411822321k OC k r k k k ++=+++21221112324141k k k +=++,令2112t k =+,则()11,0,1t t>∈, 因此2223313112221121119224OC t rt t t t t ===≥+-⎛⎫+---+ ⎪⎝⎭,当且仅当112t =,即2t =时等号成立,此时122k =±,所以1sin 22SOT ∠≤,因此26SOT π∠≤,所以SOT ∠最大值为3π.综上所述:SOT ∠的最大值为3π,取得最大值时直线l 的斜率为122k =±. 【考点】1.椭圆的标准方程及其几何性质;2.直线和圆锥曲线的位置关系;3. 二次函数的图象和性质.10.【2017天津,理19】设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,右顶点为A ,离心率为12.已知A 是抛物线22(0)y px p =>的焦点,F 到抛物线的准线l 的距离为12. (I )求椭圆的方程和抛物线的方程;(II )设l 上两点P ,Q 关于x 轴对称,直线AP 和椭圆相交于点B (B 异于点A ),直线BQ 和x 轴相交于点D .若APD △6AP 的方程. 【答案】(1)22413y x +=,24y x =.(2)3630x +-=,或3630x -=. 【分析】试题分析:由于A 为抛物线焦点,F 到抛物线的准线l 的距离为12,则12a c -=,又椭圆的离心率为12,求出,,c a b ,得出椭圆的标准方程和抛物线方程;则(1,0)A ,设直线AP 方程为设1(0)x my m =+≠,解出P Q 、两点的坐标,把直线AP 方程和椭圆方程联立解出B 点坐标,写出BQ 所在直线方程,求出点D 的坐标,最后根据APD △6m ,得出直线AP 的方程.试题分析:(Ⅰ)解:设F 的坐标为(,0)c -.依题意,12c a =,2p a =,12a c -=,解得1a =,12c =,2p =,于是22234b ac =-=.所以,椭圆的方程为22413y x +=,抛物线的方程为24y x =.(Ⅱ)解:设直线AP 的方程为1(0)x my m =+≠,和直线l 的方程1x =-联立,可得点2(1,)P m --,故2(1,)Q m-.将1x my =+和22413y x +=联立,消去x ,整理得22(34)60m y my ++=,解得0y =,或2634my m -=+.由点B 异于点A ,可得点222346(,)3434m mB m m -+-++.由2(1,)Q m-,可得直线BQ的方程为22262342()(1)(1)()03434m m x y m m m m --+-+-+-=++,令0y =,解得222332m x m -=+,故2223(,0)32m D m -+.所以2222236||13232m m AD m m -=-=++.又因为APD △的面积为6,故221626232||m m m ⨯⨯=+,整理得2326|20m m -+=,解得6||m =,所以6m =. 所以,直线AP 的方程为3630x +-=,或3630x -=. 【考点】直线和椭圆综合问题11.【2017江苏,17】如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F , 2F ,离心率为12,两准线之间的距离为8.点P 在椭圆E 上,且位于第一象限,过点1F 作直线1PF 的垂线1l ,过点2F 作直线2PF 的垂线2l .(1)求椭圆E 的标准方程;(2)若直线E 的交点Q 在椭圆E 上,求点P 的坐标.【答案】(1)22143x y +=(2)4737( 【分析】解:(1)设椭圆的半焦距为c .因为椭圆E 的离心率为12,两准线之间的距离为8,所以12c a =,228a c=,解得2,1a c ==,于是223b a c =-=因此椭圆E 的标准方程是22143x y +=.(2)由(1)知,1(1,0)F -,2(1,0)F .设00(,)P x y ,因为点P 为第一象限的点,故000,0x y >>. 当01x =时,2l 和1l 相交于1F ,和题设不符. 当01x ≠时,直线1PF 的斜率为001y x +,直线2PF 的斜率为01y x -. F 1⋅O⋅F 2xy(第17题)因为11l PF ⊥,22l PF ⊥,所以直线1l 的斜率为001x y -+,直线2l 的斜率为001xy--,从而直线1l 的方程:001(1)x y x y +=-+,① 直线2l 的方程:001(1)x y x y -=--. ② 由①②,解得20001,x x x y y -=-=,所以2001(,)x Q x y --. 因为点Q 在椭圆上,由对称性,得20001x y y -=±,即22001x y -=或22001x y +=. 又P 在椭圆E 上,故2200143x y +=.由220022001143x y x y ⎧-=⎪⎨+=⎪⎩,解得004737,77x y ==;220022001143x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,无解. 因此点P 的坐标为4737(,)77.12.【2016高考新课标1卷】(本小题满分12分)设圆222150x y x ++-=的圆心为A ,直线l 过点B (1,0)且和x 轴不重合,l 交圆A 于C ,D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E . (I )证明EA EB +为定值,并写出点E 的轨迹方程;(II )设点E 的轨迹为曲线C 1,直线l 交C 1于M ,N 两点,过B 且和l 垂直的直线和圆A 交于P ,Q 两点,求四边形MPNQ 面积的取值范围.【答案】(Ⅰ)13422=+y x (0≠y )(II ))38,12[ 【分析】试题分析:根据EA EB +可知轨迹为椭圆,利用椭圆定义求方程;(II )分斜率是否存在设出直线方程,当直线斜率存在时设其方程为)0)(1(≠-=k x k y ,根据根和系数的关系和弦长公式把面积表示为x 斜率k 的函数,再求最值.试题分析:(Ⅰ)因为||||AC AD =,AC EB //,故ADC ACD EBD ∠=∠=∠, 所以||||ED EB =,故||||||||||AD ED EA EB EA =+=+.又圆A 的标准方程为16)1(22=++y x ,从而4||=AD ,所以4||||=+EB EA . 由题设得)0,1(-A ,)0,1(B ,2||=AB ,由椭圆定义可得点E 的轨迹方程为:13422=+y x (0≠y ).过点)0,1(B 且和l 垂直的直线m :)1(1--=x k y ,A 到m 的距离为122+k ,所以1344)12(42||22222++=+-=k k k PQ .故四边形MPNQ 的面积 341112||||212++==k PQ MN S . 可得当l 和x 轴不垂直时,四边形MPNQ 面积的取值范围为)38,12[.当l 和x 轴垂直时,其方程为1=x ,3||=MN ,8||=PQ ,四边形MPNQ 的面积为12. 综上,四边形MPNQ 面积的取值范围为)38,12[. 考点:圆锥曲线综合问题【名师点睛】高考分析几何解答题大多考查直线和圆锥曲线的位置关系,直线和圆锥曲线的位置关系是一个很宽泛的测试内容,主要由求值、求方程、求定值、最值、求参数取值范围等几部分组成, .其中考查较多的圆锥曲线是椭圆和抛物线,解决这类问题要重视方程思想、函数思想及化归思想的使用.13.【2016高考山东理数】(本小题满分14分)平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :()222210x y a b a b +=>> 的离心率是32,抛物线E :22x y=的焦点F 是C 的一个顶点. (I )求椭圆C 的方程;(II )设P 是E 上的动点,且位于第一象限,E 在点P 处的切线l 和C 交和不同的两点A ,B ,线段AB 的中点为D ,直线OD 和过P 且垂直于x 轴的直线交于点M . (i )求证:点M 在定直线上;(ii )直线l 和y 轴交于点G ,记PFG △的面积为1S ,PDM △的面积为2S ,求12S S 的最大值及取得最大值时点P 的坐标.【答案】(Ⅰ)1422=+y x ;(Ⅱ)(i )见分析;(ii )12S S 的最大值为49,此时点P 的坐标为)41,22( 【分析】试题分析:(Ⅰ)根据椭圆的离心率和焦点求方程;(Ⅱ)(i )由点P 的坐标和斜率设出直线l 的方程和抛物线联立,进而判断点M 在定直线上;(ii )分别列出1S ,2S 面积的表达式,根据二次函数求最值和此时点P 的坐标.试题分析:(Ⅱ)(i )设)0)(2,(2>m m m P ,由y x 22=可得x y =/, 所以直线l 的斜率为m ,因此直线l 的方程为)(22m x m m y -=-,即22m mx y -=. 设),(),,(),,(002211y x D y x B y x A ,联立方程222241m y mx x y ⎧=-⎪⎨⎪+=⎩得014)14(4322=-+-+m x m x m ,由0>∆,得520+<<m 且1442321+=+m m x x , 因此142223210+=+=m m x x x , 将其代入22m mx y -=得)14(2220+-=m m y , 因为mx y 4100-=,所以直线OD 方程为x m y 41-=. 联立方程⎪⎩⎪⎨⎧=-=m x x m y 41,得点M 的纵坐标为M 14y =-,即点M 在定直线41-=y 上. (ii )由(i )知直线l 方程为22m mx y -=,令0=x 得22m y -=,所以)2,0(2m G -,又21(,),(0,),22mP m F D))14(2,142(2223+-+mmmm,所以)1(41||2121+==mmmGFS,)14(8)12(||||212222++=-⋅=mmmxmPMS,所以222221)12()1)(14(2+++=mmmSS,令122+=mt,则211)1)(12(2221++-=+-=tttttSS,当211=t,即2=t时,21SS取得最大值49,此时22=m,满足0>∆,所以点P的坐标为)41,22(,因此12SS的最大值为49,此时点P的坐标为)41,22(.考点:1.椭圆、抛物线的标准方程及其几何性质;2.直线和圆锥曲线的位置关系;3. 二次函数的图象和性质.14.【2015江苏高考,18】(本小题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆()222210x ya ba b+=>>2,且右焦点F到左准线l的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F的直线和椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.【答案】(1)2212x y +=(2)1y x =-或1y x =-+.【分析】试题分析(1)求椭圆标准方程,只需列两个独立条件即可:一是离心率为22,二是右焦点F 到左准线l 的距离为3,解方程组即得(2)因为直线AB 过F ,所以求直线AB 的方程就是确定其斜率,本题关键就是根据PC=2AB 列出关于斜率的等量关系,这有一定运算量.首先利用直线方程和椭圆方程联立方程组,解出AB 两点坐标,利用两点间距离公式求出AB 长,再根据中点坐标公式求出C 点坐标,利用两直线交点求出P 点坐标,再根据两点间距离公式求出PC 长,利用PC=2AB 解出直线AB 斜率,写出直线AB 方程.(2)当x AB ⊥轴时,2AB =C 3P =,不合题意.当AB 和x 轴不垂直时,设直线AB 的方程为()1y k x =-,()11,x y A ,()22,x y B , 将AB 的方程代入椭圆方程,得()()2222124210kxk x k +-+-=,则()221,2221k k x±+=,C 的坐标为2222,1212k k k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭,且()()()()()222222121212211k x x y y k xx +AB =-+-=+-=.若0k =,则线段AB 的垂直平分线为y 轴,和左准线平行,不合题意.从而0k ≠,故直线C P 的方程为222121212k k y x k k k ⎛⎫+=-- ⎪++⎝⎭,则P 点的坐标为()22522,12k k k ⎛⎫+ ⎪- ⎪+⎝⎭,从而()()2222311C 12k k k k ++P =+. 因为C 2P =AB ,所以()()()2222223114211212k k k kk k+++=++,解得1k =±.此时直线AB 方程为1y x =-或1y x =-+. 【考点定位】椭圆方程,直线和椭圆位置关系差法”解决,往往会更简单。

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