本文由 my1788 收集发布,转载请注明出处,如有问题请联系我们!高中数学选修1-1学业分层测评7 椭圆的简单几何性质 Word版含解析
学业分层测评
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
一、选择题
1.椭圆25x2+9y2=225的长轴长、短轴长、离心率依次是( )
A.5,3, B.10,6,
C.5,3, D.10,6,
【解析】 椭圆方程可化为+=1.
∴a=5,b=3,c=4,
∴长轴长2a=10,短轴长2b=6,
离心率e==.故选B.
【答案】 B
2.若焦点在x轴上的椭圆+=1的离心率为,则m等于( )
A. B.
C. D.
【解析】 ∵椭圆焦点在x轴上,
∴0<m<2,a=,c=,
e===.
故=,∴m=.
【答案】 B
3.中心在原点,焦点在x轴,若长轴长为18,且两个焦点恰好将长轴三等分,则此椭圆的方程是( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
【解析】 因为2a=18,2c=×2a=6,所以a=9,c=3,b2=81-9=72.故所求方程为+=1.
【答案】 A
4.已知椭圆+=1(a>b>0)的两顶点为A(a,0),B(0,b),且左焦点为F,△FAB是以角B为直角的直角三角形,则椭圆的离心率e为( )
A. B.
C. D.
【解析】 由题意得a2+b2+a2=(a+c)2,即c2+ac-a2=0,即e2+e-1=0,解得e=,又e>0,故所求的椭圆的离心率为.故选B.
【答案】 B
5.设e是椭圆+=1的离心率,且e∈,则实数k的取值范围是( )
A.(0,3) B.
C.(0,3)∪ D.(0,2)
【解析】 当焦点在x轴上时,e2==∈,
解得0<k<3.
当焦点在y轴上时,
e2==∈,
解得k>.综上可知选C.
【答案】 C
二、填空题
6.已知椭圆的对称轴是坐标轴,离心率为,长轴长为12,则椭圆方程为________. 【导学号:26160036】
【解析】 由题意得
解得
∴椭圆方程为+=1或+=1.
【答案】 +=1或+=1
7.若椭圆+=1的离心率为,则k的值为________.
【解析】 若焦点在x轴上,则=1-2=,k=;若焦点在y轴上,则=,∴k=-3.
【答案】 或-3
8.(2016·台州高二检测)若椭圆的两焦点为F1(-4,0),F2(4,0),点P在椭圆上,且△PF1F2的最大面积是12,则椭圆的短半轴长为________.
【解析】 设P点到x轴的距离为h,则
S△PF1F2=|F1F2|h,
当P点在y轴上时,h最大,此时S△PF1F2最大,
∵|F1F2|=2c=8,∴h=3,即b=3.
【答案】 3
三、解答题
9.椭圆+=1(a>b>0)的两焦点F1(0,-c),F2(0,c)(c>0),离心率e=,焦点到椭圆上点的最短距离为2-,求椭圆的方程.
【解】 因为椭圆的长轴的一个端点到焦点的距离最短,∴a-c=2-.又e==,
∴a=2,c=,b2=1,
∴椭圆的方程为+x2=1.
10.如图2-1-3所示,F1,F2分别为椭圆的左,右焦点,M为椭圆上一点,且MF2⊥F1F2,∠MF1F2=30°.试求椭圆的离心率.
图2-1-3
【解】 设椭圆的长半轴、短半轴、半焦距分别为a,b,c.因为MF2⊥F1F2,所以△MF1F2为直角三角形.
又∠MF1F2=30°,
所以|MF1|=2|MF2|,|F1F2|=|MF1|.
而由椭圆定义知|MF1|+|MF2|=2a,
因此|MF1|=,|MF2|=,
所以2c=×,即=,
即椭圆的离心率是.
[能力提升]
1.(2016·长沙一模)已知P是椭圆上一定点,F1,F2是椭圆的两个焦点,若∠PF1F2=60°,|PF2|=|PF1|,则椭圆的离心率为( )
A. B.-1
C.2- D.1-
【解析】 由题意可得△PF1F2是直角三角形,|F1F2|=2c,|PF1|=c,|PF2|=c.点P在椭圆上,由椭圆的定义可得e=====-1.
【答案】 B
2.若点O和点F分别为椭圆+=1的中心和左焦点,点P为椭圆上的任意一点,则·的最大值为( )
A.2 B.3 C.6 D.8
【解析】 由题意得F(-1,0),
设点P(x0,y0),
则y=3(-2≤x0≤2),
·=x0(x0+1)+y=x+x0+y=x+x0+3=(x0+2)2+2,
当x0=2时,·取得最大值为6.
故选C.
【答案】 C
3.椭圆的焦点在y轴上,一个焦点到长轴的两端点的距离之比是1∶4,短轴长为8,则椭圆的标准方程是________.
【导学号:26160037】
【解析】 由题意得=,解得c=a.又短轴长为2b,则2b=8,即b=4,故b2=a2-c2=a2-2=16,则a2=25.故椭圆的标准方程为+=1.
【答案】 +=1
4.(2014·安徽高考)设F1,F2分别是椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点,过点F1的直线交椭圆E于A,B两点,|AF1|=3|BF1|.
(1)若|AB|=4,△ABF2的周长为16,求|AF2|;
(2)若cos∠AF2B=,求椭圆E的离心率.
【解】 (1)由|AF1|=3|BF1|,|AB|=4,得|AF1|=3,|BF1|=1.
因为△ABF2的周长为16,所以由椭圆定义可得4a=16,|AF1|+|AF2|=2a=8.
故|AF2|=2a-|AF1|=8-3=5.
(2)设|BF1|=k,则k>0,且|AF1|=3k,|AB|=4k.
由椭圆定义可得
|AF2|=2a-3k,|BF2|=2a-k.
在△ABF2中,由余弦定理可得
|AB|2=|AF2|2+|BF2|2-2|AF2|·|BF2|·cos∠AF2B,
即(4k)2=(2a-3k)2+(2a-k)2-(2a-3k)·(2a-k),化简可得(a+k)(a-3k)=0,
而a+k>0,故a=3k,
于是有|AF2|=3k=|AF1|,|BF2|=5k.
因此|BF2|2=|AF2|2+|AB|2,可得F1A⊥F2A,
故△AF1F2为等腰直角三角形.
从而c=a,所以椭圆E的离心率e==.
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
一、选择题
1.椭圆25x2+9y2=225的长轴长、短轴长、离心率依次是( )
A.5,3, B.10,6,
C.5,3, D.10,6,
【解析】 椭圆方程可化为+=1.
∴a=5,b=3,c=4,
∴长轴长2a=10,短轴长2b=6,
离心率e==.故选B.
【答案】 B
2.若焦点在x轴上的椭圆+=1的离心率为,则m等于( )
A. B.
C. D.
【解析】 ∵椭圆焦点在x轴上,
∴0<m<2,a=,c=,
e===.
故=,∴m=.
【答案】 B
3.中心在原点,焦点在x轴,若长轴长为18,且两个焦点恰好将长轴三等分,则此椭圆的方程是( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
【解析】 因为2a=18,2c=×2a=6,所以a=9,c=3,b2=81-9=72.故所求方程为+=1.
【答案】 A
4.已知椭圆+=1(a>b>0)的两顶点为A(a,0),B(0,b),且左焦点为F,△FAB是以角B为直角的直角三角形,则椭圆的离心率e为( )
A. B.
C. D.
【解析】 由题意得a2+b2+a2=(a+c)2,即c2+ac-a2=0,即e2+e-1=0,解得e=,又e>0,故所求的椭圆的离心率为.故选B.
【答案】 B
5.设e是椭圆+=1的离心率,且e∈,则实数k的取值范围是( )
A.(0,3) B.
C.(0,3)∪ D.(0,2)
【解析】 当焦点在x轴上时,e2==∈,
解得0<k<3.
当焦点在y轴上时,
e2==∈,
解得k>.综上可知选C.
【答案】 C
二、填空题
6.已知椭圆的对称轴是坐标轴,离心率为,长轴长为12,则椭圆方程为________. 【导学号:26160036】
【解析】 由题意得
解得
∴椭圆方程为+=1或+=1.
【答案】 +=1或+=1
7.若椭圆+=1的离心率为,则k的值为________.
【解析】 若焦点在x轴上,则=1-2=,k=;若焦点在y轴上,则=,∴k=-3.
【答案】 或-3
8.(2016·台州高二检测)若椭圆的两焦点为F1(-4,0),F2(4,0),点P在椭圆上,且△PF1F2的最大面积是12,则椭圆的短半轴长为________.
【解析】 设P点到x轴的距离为h,则
S△PF1F2=|F1F2|h,
当P点在y轴上时,h最大,此时S△PF1F2最大,
∵|F1F2|=2c=8,∴h=3,即b=3.
【答案】 3
三、解答题
9.椭圆+=1(a>b>0)的两焦点F1(0,-c),F2(0,c)(c>0),离心率e=,焦点到椭圆上点的最短距离为2-,求椭圆的方程.
【解】 因为椭圆的长轴的一个端点到焦点的距离最短,∴a-c=2-.又e==,
∴a=2,c=,b2=1,
∴椭圆的方程为+x2=1.
10.如图2-1-3所示,F1,F2分别为椭圆的左,右焦点,M为椭圆上一点,且MF2⊥F1F2,∠MF1F2=30°.试求椭圆的离心率.
图2-1-3
【解】 设椭圆的长半轴、短半轴、半焦距分别为a,b,c.因为MF2⊥F1F2,所以△MF1F2为直角三角形.
又∠MF1F2=30°,
所以|MF1|=2|MF2|,|F1F2|=|MF1|.
而由椭圆定义知|MF1|+|MF2|=2a,
因此|MF1|=,|MF2|=,
所以2c=×,即=,
即椭圆的离心率是.
[能力提升]
1.(2016·长沙一模)已知P是椭圆上一定点,F1,F2是椭圆的两个焦点,若∠PF1F2=60°,|PF2|=|PF1|,则椭圆的离心率为( )
A. B.-1
C.2- D.1-
【解析】 由题意可得△PF1F2是直角三角形,|F1F2|=2c,|PF1|=c,|PF2|=c.点P在椭圆上,由椭圆的定义可得e=====-1.
【答案】 B
2.若点O和点F分别为椭圆+=1的中心和左焦点,点P为椭圆上的任意一点,则·的最大值为( )
A.2 B.3 C.6 D.8
【解析】 由题意得F(-1,0),
设点P(x0,y0),
则y=3(-2≤x0≤2),
·=x0(x0+1)+y=x+x0+y=x+x0+3=(x0+2)2+2,
当x0=2时,·取得最大值为6.
故选C.
【答案】 C
3.椭圆的焦点在y轴上,一个焦点到长轴的两端点的距离之比是1∶4,短轴长为8,则椭圆的标准方程是________.
【导学号:26160037】
【解析】 由题意得=,解得c=a.又短轴长为2b,则2b=8,即b=4,故b2=a2-c2=a2-2=16,则a2=25.故椭圆的标准方程为+=1.
【答案】 +=1
4.(2014·安徽高考)设F1,F2分别是椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点,过点F1的直线交椭圆E于A,B两点,|AF1|=3|BF1|.
(1)若|AB|=4,△ABF2的周长为16,求|AF2|;
(2)若cos∠AF2B=,求椭圆E的离心率.
【解】 (1)由|AF1|=3|BF1|,|AB|=4,得|AF1|=3,|BF1|=1.
因为△ABF2的周长为16,所以由椭圆定义可得4a=16,|AF1|+|AF2|=2a=8.
故|AF2|=2a-|AF1|=8-3=5.
(2)设|BF1|=k,则k>0,且|AF1|=3k,|AB|=4k.
由椭圆定义可得
|AF2|=2a-3k,|BF2|=2a-k.
在△ABF2中,由余弦定理可得
|AB|2=|AF2|2+|BF2|2-2|AF2|·|BF2|·cos∠AF2B,
即(4k)2=(2a-3k)2+(2a-k)2-(2a-3k)·(2a-k),化简可得(a+k)(a-3k)=0,
而a+k>0,故a=3k,
于是有|AF2|=3k=|AF1|,|BF2|=5k.
因此|BF2|2=|AF2|2+|AB|2,可得F1A⊥F2A,
故△AF1F2为等腰直角三角形.
从而c=a,所以椭圆E的离心率e==.
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