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(-)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 【解析】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为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为A 6B 3C 2D .13【答案】A 【解析】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 -+=与圆相切,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2633c e a ===, 故选A .【考点】椭圆的离心率的求解;直线与圆的位置关系【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)与双曲线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>1 B .m >n 且e 1e 2<1 C .m <n 且e 1e 2>1 D .m <n 且e 1e 2<1 【答案】A 【解析】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 与线段PF 交于点M ,与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 【解析】试题分析:由题意设直线l 的方程为()y k x a =+,分别令x c =-与0x =得点||()FM k a c =-,||OE ka =,由OBECBM ∆∆,得1||||2||||OE OB FM BC =,即2(c)ka ak a a c=-+,整理,得13c a =,所以椭圆离心率为13e =,故选A .考点:椭圆方程与几何性质.【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b a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 -+=【解析】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 y a b a b +=>>0的右焦点,直线2b y =与椭圆交于,B C 两点,且90BFC ∠=,则该椭圆的离心率是.6【解析】由题意得33,),C(,),22b b B ,因此2222236()()0322b c 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(–13),P 4(13)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点且与C 相交于A ,B两点.若直线P 2A 与直线P 2B 的斜率的和为–1,证明:l 过定点.【解析】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 与直线P 2B 的斜率分别为k 1,k 2,在设直线l 的方程,当l 与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.试题解析:(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)844k 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 km k 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,直线与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。

【解析】试题分析:(1)设出点P 的坐标,利用2=NPNM得到点P 与点,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。

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

由2=NPNM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 >>的离心率为22,焦距为2.(Ⅰ)求椭圆E 的方程; (Ⅱ)如图,动直线l :132y k x =-交椭圆E 于,A B 两点,C 是椭圆E 上一点,直线OC 的斜率为2k ,且1224k 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 )2212xy +=.(Ⅱ)SOT ∠的最大值为3π,取得最大值时直线l 的斜率为122k =±.【解析】试题分析:(I )本小题由22c e a ==,22c =确定,a b 即得.(Ⅱ)通过联立方程组2211,23,2x y y k x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩化简得到一元二次方程后应用韦达定理,应用弦长公式确定||AB 及 圆M 的半径r 表达式.试题解析:(I )由题意知2c e a==,22c =,所以2,1a b ==,因此椭圆E 的方程为2212x y +=.(Ⅱ)设()()1122,,,A x y B x y,联立方程2211,2x y y k x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ 得()22114210k x x +--=,由题意知0∆>,且()1212211221x x x x k +==-+,所以2AB x =-=.由题意可知圆M 的半径r为r =由题设知12k k =2k =因此直线OC的方程为y x =.联立方程221,2,x y y ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得2221221181,1414k x y k k ==++,因此OC ==.由题意可知1sin 21SOTrOC r OCr∠==++,而1OC r==2112t k =+,则()11,0,1t t>∈,因此1OC r===≥, 当且仅当112t=,即2t =时等号成立,此时1k =,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1k =.【考点】1.椭圆的标准方程及其几何性质;2.直线与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 与椭圆相交于点B (B 异于点A ),直线BQ 与x 轴相交于点D .若APD △6求直线AP 的方程.【答案】(1)22413y x +=,24y x =.(2)3630x -=,或3630x --=. 【解析】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.试题解析:(Ⅰ)解:设F 的坐标为(,0)c -.依题意,12ca=,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 =+≠,与直线l 的方程1x =-联立,可得点2(1,)P m --,故2(1,)Q m-.将1x my =+与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 m B 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62,故221626232||2m m m ⨯⨯=+,整理得2326||20m m -+=,解得6||3m =,所以63m =±. 所以,直线AP 的方程为3630x y +-=,或3630x y --=. 【考点】直线与椭圆综合问题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)【解析】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b ==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 与1l 相交于1F ,与题设不符. 当01x ≠时,直线1PF 的斜率为001y x +,直线2PF 的斜率为01y x -. 因为11l PF ⊥,22l PF ⊥,所以直线1l 的斜率为001x y -+,直线2l 的斜率为001x y --, 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(第17由①②,解得20 01,xxx yy-=-=,所以21(,)xQ xy--.因为点Q在椭圆上,由对称性,得21xyy-=±,即22001x y-=或22001x y+=.又P在椭圆E上,故2200143x y+=.由220022001143x yx y⎧-=⎪⎨+=⎪⎩,解得004737,77x y==;220022001143x yx 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)且与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C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.【答案】(Ⅰ)13422=+yx(≠y)(II))38,12[【解析】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(≠-=kxky,根据根与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.试题解析:(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 且与l 垂直的直线m :)1(1--=x ky ,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 与x 轴不垂直时,四边形MPNQ 面积的取值范围为)38,12[. 当l 与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】高考解析几何解答题大多考查直线与圆锥曲线的位置关系,直线与圆锥曲线的位置关系是一个很宽泛的考试内容,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与抛物线,解决这类问题要重视方程思想、函数思想及化归思想的应用.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 与C 交与不同的两点A ,B ,线段AB 的中点为D ,直线OD 与过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 与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 )见解析;(ii )12S S 的最大值为49,此时点P的坐标为)41,22(【解析】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.试题解析:(Ⅱ)(i)设)0)(2,(2>mmmP,由yx22=可得xy=/,所以直线l的斜率为m,因此直线l的方程为)(22mxmmy-=-,即22mmxy-=.设),(),,(),,(2211yxDyxByxA,联立方程222241my mxx y⎧=-⎪⎨⎪+=⎩得014)14(4322=-+-+mxmxm,由0>∆,得520+<<m且1442321+=+mmxx,因此142223210+=+=mmxxx,将其代入22mmxy-=得)14(2220+-=mmy,因为mx y 4100-=,所以直线OD 方程为x m y 41-=. 联立方程⎪⎩⎪⎨⎧=-=mx 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,),22m P m F D ))14(2,142(2223+-+m m m m , 所以)1(41||2121+==m m m GF S ,)14(8)12(||||2122202++=-⋅=m m m x m PM S , 所以222221)12()1)(14(2+++=m m m S S ,令122+=m t ,则211)1)(12(2221++-=+-=t tt t t S S , 当211=t,即2=t 时,21S S 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12S S 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.直线与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 y a b a b+=>>的离心率为22,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 的直线与椭圆交于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 =-+.【解析】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2,二是右焦点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.首先利用直线方程与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xAB⊥轴时,2AB=,又C3P=,不合题意.当AB与x轴不垂直时,设直线AB的方程为()1y k x=-,()11,x yA,()22,x yB,将AB的方程代入椭圆方程,得()()2222124210k x k x k+-+-=,则()221,2222112k kxk±+=+,C的坐标为2222,1212k kk k⎛⎫-⎪++⎝⎭,且()()()()()222222121212221112kx x y y k x xk+AB=-+-=+-=+.若0k=,则线段AB的垂直平分线为y轴,与左准线平行,不合题意.从而0k≠,故直线CP的方程为222121212k ky xk k k⎛⎫+=--⎪++⎝⎭,则P点的坐标为()22522,12kk k⎛⎫+⎪-⎪+⎝⎭,从而()()2222311C12k kk k++P=+.因为C2P=AB,所以()()()2222223114211212k k kkk 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,直线与椭圆位置关系差法”解决,往往会更简单。

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