(人教A版)選擇性必修一高二數(shù)學(xué)上冊期末復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化04 直線與橢圓的位置關(guān)系必刷題(含答案)_第1頁
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文檔簡介

第頁參考答案:1.A【分析】由題意可得直線的方程為:,聯(lián)立,解得:,同理聯(lián)立,解得.根據(jù),即化簡即可得出.【詳解】∵四邊形為平行四邊形,,∴直線的方程為:,聯(lián)立,解得:.,同理聯(lián)立,化為:即,解得,∵,∴,解得,即,故選:A2.D【分析】根據(jù)橢圓方程求出、、,即可判斷A,設(shè)根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)判斷BD,由判斷C.【詳解】因為橢圓,所以,,所以,,,所以,,,故A錯誤;設(shè),所以,所以,因為,所以當(dāng)時,,即,故B錯誤;因為,又,所以當(dāng)時,即在短軸的頂點時面積的取得最大值,,故C錯誤;對于D:,因為,所以,所以,故D正確;故選:D3.A【分析】假設(shè)出A,B兩點坐標(biāo),代入橢圓方程,兩式相減求出,已知M坐標(biāo)求出,最后相乘即可得出答案.【詳解】設(shè),,聯(lián)立方程兩式相減得,所以,,.故選:A4.D【分析】根據(jù)橢圓的幾何性質(zhì)求解.【詳解】,根據(jù)橢圓的幾何性質(zhì)可知,當(dāng)軸時,有最小值,此時的最大值為10,此時在中,令則,所以,所以的值是.故選:D.5.C【分析】由題意可得圓心恰好是橢圓的右焦點,將化簡得,由橢圓的性質(zhì)可知,從而可求出的取值范圍【詳解】由,得,則,圓的圓心恰好是橢圓的右焦點,圓的半徑為2,因為,因為P為橢圓上任意一點,為橢圓的右焦點,所以,即,所以,所以,所以的取值范圍為,故選:C6.A【分析】根據(jù)橢圓的定義、三角形的中位線、線段的中垂線對轉(zhuǎn)化,用點的坐標(biāo)表示,通過點在第一象限的范圍即可求得.【詳解】如圖所示,因為點在軸右邊,因為是的垂直平分線,所以,由中位線定理可得,設(shè)點,由兩點間的距離公式得,,同理可得,又是的垂直平分線,所以,即,且中是中位線,所以,在橢圓中,所以.故選:A7.D【分析】根據(jù)中點弦的問題求解即可.【詳解】解:設(shè),,,所以,,兩式相減得,所以,.若在軸上,則.因為不經(jīng)過原點,所以,所以,.故選:D8.D【分析】設(shè)橢圓的右焦點為,利用中位線和向量垂直得,從而得到點為圓和橢圓的公共點,求出點的坐標(biāo),計算直線的斜率,利用點斜式方程可得答案.【詳解】設(shè)橢圓的右焦點為,(),,,分別是和的中點,,由已知可得,,,即,由得,,直線的方程為,即.故選:D.【點睛】本題考查橢圓中的焦點三角形問題,考查方程思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想,考查邏輯推理能力和運(yùn)算求解能力,求解時注意坐標(biāo)法的應(yīng)用.9.B【分析】設(shè),根據(jù)以及點在橢圓上建立方程組,解得坐標(biāo),即可知道點P的個數(shù).【詳解】設(shè),∵分別為橢圓的左、右焦點,點P為橢圓上任意一點,∴,,∵,∴,即①,又∵為橢圓上任意一點,∴②,聯(lián)立①②得,或,∴使得成立的點P的個數(shù)為2.故選:B.10.B【分析】根據(jù)直線MN斜率一定存在,設(shè)出直線方程,聯(lián)立拋物線得到關(guān)于x的一元二次方程;由韋達(dá)定理表示出;根據(jù)兩個斜率滿足,代入即可求得k的值.【詳解】點A,F(xiàn)分別是橢圓的左頂點和左焦點所以橢圓的左焦點坐標(biāo)為,左頂點坐標(biāo)為由題意可知,直線MN的斜率一定存在,因為直線MN過橢圓左焦點,所以MN的直線方程可設(shè)為,聯(lián)立直線方程與橢圓方程,化簡得所以因為代入,可得將代入通過解方程可得所以選B【點睛】本題考查了直線與橢圓位置關(guān)系的綜合應(yīng)用,將直線方程與圓錐曲線方程聯(lián)立,結(jié)合韋達(dá)定理解決相關(guān)問題是常見的方法,也是高考的重點難點,屬于難題.11.AC【分析】對A:由方程求,進(jìn)而求;對B:根據(jù)方程結(jié)合題意運(yùn)算求解;對C:設(shè)直線,利用兩點間距離公式結(jié)合韋達(dá)定理運(yùn)算求解;對D:根據(jù)橢圓定義分析求解.【詳解】由橢圓方程,得,所以,所以,故A項正確;當(dāng)時,點到的距離為2,所以的面積為,故B項錯誤;因為點在第一象限,所以直線的斜率一定存在,設(shè)直線的斜率為,點,∵,則直線,聯(lián)立方程,得到∴,∵在橢圓上,則,即∴同理,于是,故C項正確;設(shè)橢圓的右焦點為,當(dāng)直線經(jīng)過橢圓的右焦點時,的周長為,如果不經(jīng)過右焦點,則連接,,可知的周長小于,所以的周長的最大值為,故D項錯誤.故選:AC.12.ACD【分析】根據(jù)橢圓的定義判斷A正確;結(jié)合向量的數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算判斷B錯誤;根據(jù)直線恒過定點以及點和橢圓的位置關(guān)系可知點在橢圓內(nèi),由此可判斷C正確;結(jié)合兩點間的距離公式可判斷D正確.【詳解】解:對于A選項:由橢圓的定義:的周長為:,故A正確;對于B選項:設(shè),則,,,,解得橢圓上存在點,使得,故B錯誤;對于C選項:直線恒過定點,故該定點在橢圓內(nèi),過該定點的直線和橢圓一定有交點,故C正確;對于D選項:設(shè),則P點到圓的圓心的距離,故,故D正確.故選:ACD13.CD【分析】對于A,A,B,F(xiàn)2三點共線,不能構(gòu)成三角形.即可判斷;對于B,利用點差法求出.即可判斷;對于C,利用坐標(biāo)運(yùn)算得到,求出.即可判斷;對于D,由,求出.即可判斷;【詳解】對于A,當(dāng)k=0時,直線l:y=k(x+c)與橢圓的兩交點A,B與F2在一直線上,不能構(gòu)成三角形.故A錯誤;對于B,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),,可得由作差得:,則有.故B錯誤;對于C,,則有,可得:.故C正確;對于D,由,即,解得:(舍去),所以.故D正確.故選:CD14.BC【分析】求得橢圓C的離心率判斷選項A;求得滿足條件的點P判斷選項B;求得的周長判斷選項C;求得點P,Q的最大距離判斷選項D.【詳解】對于選項A,因為,,所以,即,所以橢圓C的離心率,故A錯誤;對于選項B,設(shè)點為橢圓上任意一點,則點P的坐標(biāo)滿足,且,又,,所以,,因此,令,可得,故B正確;對于選項C,由橢圓的定義可得,因此的周長為,故C正確;對于選項D,設(shè)點為橢圓上任意一點,由題意可得點到圓的圓心的距離,因為,所以則,故D錯誤.故選:BC.15.ACD【分析】利用點在橢圓的內(nèi)部可求得的取值范圍,可判斷A選項;利用橢圓的離心率公式可判斷B選項;求出點的軌跡方程,判斷點的軌跡與橢圓的公共點,可判斷C選項;利用兩點間的距離公式可判斷D選項.【詳解】對于A選項,由已知可得,可得,則,A對;對于B選項,橢圓的離心率為,B錯;對于C選項,設(shè)、分別為橢圓的左、右焦點,則、,記,設(shè)點,,,因為,則,所以,點在圓上,聯(lián)立可得,即圓與橢圓有公共點,C對;對于D選項,,D對.故選:ACD.16.AC【分析】對于A,利用橢圓與的對稱性可證得四邊形為平行四邊形,進(jìn)而得到;對于B,利用A中的結(jié)論及基本不等式“1”的妙用即可得到的最小值;對于C,由題意設(shè)各點的坐標(biāo),再由兩點斜率公式即可得到;對于D,先由各點坐標(biāo)結(jié)合橢圓方程可得到,從而可證得,由此可知.【詳解】由橢圓C:得,則,,,對于A,設(shè)將圓C的右焦點為,如圖,連接,,由橢圓與的對稱性可知,則四邊形為平行四邊形,故,故A正確;.對于B,,當(dāng)且僅當(dāng),且,即時,等號成立,故的最小值為,故B錯誤;對于C,設(shè),,,故直線BE的斜率,故C正確;對于D,設(shè),直線PA的斜率為,直線PB的斜率為,則,又點P和點A在橢圓C上,故,,兩式相減得,則,故,易知,則,得,所以,故,故D錯誤.故選:AC.17.【分析】結(jié)合點差法求得直線的方程.【詳解】橢圓,由,令得:,所以在橢圓內(nèi),同時,當(dāng)直線的斜率不存在,即直線時,,不是線段的中點,所以直線的斜率存在.設(shè),則,兩式相減并化簡得,即,所以直線的方程為,即.故答案為:18.【分析】由已知得出直線的方程,與橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理根據(jù)弦長公式可得答案.【詳解】由橢圓的方程可知左焦點,若直線的傾斜角為,則直線的斜率,故直線的方程為,聯(lián)立方程組,消去x整理得,設(shè),,,,由韋達(dá)定理可知,,則由弦長公式得,弦長.故答案為:19.【分析】利用切線PA、PB過點P,可得直線AB方程,然后由韋達(dá)定理表示出面積,利用基本不等式可得.【詳解】由橢圓方程,知,,設(shè)右焦點為,即設(shè),,由橢圓的切線方程可知切線PA的方程為,切線PB的方程為(將變形為,代入整理得,又,所以,所以,故直線與橢圓相切.)由于點P在切線PA、PB上,則,故直線方程為,所以直線過定點,且定點為橢圓的右焦點,聯(lián)立方程,消去x得:由韋達(dá)定理得,,令,則,,則,當(dāng)且僅當(dāng),即時,等號成立,故三角形ABF面積最大值為.故答案為:20.鈍角三角形【分析】由橢圓的離心率可求得從而可表示出橢圓方程,求出右焦點坐標(biāo),則可表示出直線l的方程,代入橢圓方程中,消去整理利用根與系數(shù)的關(guān)系,再表示出,然后求出,由其正負(fù)可判斷出三角形的形狀【詳解】由橢圓的離心率可得,解得則橢圓的方程為橢圓的右焦點為由直線l的方程為由可得設(shè),由韋達(dá)定理得則則,所以一定為鈍角,所以(其中為原點)的形狀為鈍角三角形,故答案為:鈍角三角形21.【分析】由橢圓的方程及過橢圓的右焦點F作軸的垂線,求得,根據(jù),求得,進(jìn)而得到,利用斜率公式,即可求解.【詳解】由題意,橢圓,過橢圓的右焦點F作軸的垂線與其交于點C,可得,又由,可得,整理得,即,又由,所以直線的斜率為.故答案為.【點睛】本題主要考查了橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程及其簡單的幾何性質(zhì)的應(yīng)用,其中解答中熟記橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,熟練應(yīng)用橢圓的幾何性質(zhì)是解答的關(guān)鍵,著重考查了推理與運(yùn)算能力,屬于基礎(chǔ)題.22.①④【分析】設(shè),設(shè)直線方程,與橢圓方程聯(lián)立,整理后應(yīng)用韋達(dá)定理得,,③中代入求解,①中代入求得的范圍,④中求出直線與的方程,再求得交點坐標(biāo),②中利用橢圓的對稱性判斷.【詳解】③設(shè),設(shè)直線方程,與橢圓方程聯(lián)立,得到,,,,根據(jù)條件,當(dāng)過原點時,滿足,∴,,故不正確;①根據(jù)③得到,又根據(jù)條件可得,代入整理為,整理為,解得,又,所以,當(dāng)斜率不存在時,此時,故;②根據(jù)橢圓關(guān)于軸對稱,若角平分線是軸,那么關(guān)x軸對稱,直線斜率不存在,顯然錯誤;④根據(jù)點的坐標(biāo)變換,代入橢圓方程,得到,,則,,,得到直線,,兩式變形得到,由③中根與系數(shù)的關(guān)系得到代入得到,解得,故交點在一條直線上,正確.故答案為:①④.【點睛】易錯點睛:主要考察了圓錐曲線的命題問題,屬于高檔題型,比較好判斷中間兩個命題,而對于第一個命題考察了直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題,設(shè)直線方程與橢圓方程聯(lián)立,根據(jù)韋達(dá)定理,消參后得到關(guān)于的不等式,計算量比較大,容易出錯在忘了當(dāng)斜率不存在時的情況,導(dǎo)致錯誤,所以在有限的時間判斷此題時也可考慮兩個臨界情況,一是相切時,,因為有兩個交點,所以,二是斜率不存在時,此時,能取到,這樣就比較好選擇此問.23.【分析】(1)當(dāng)直線斜率不存在時,設(shè),此時,由聯(lián)立求解即可;(2)當(dāng)直線斜率存在時,設(shè),,設(shè)直線方程為:,由AB⊥QT可得,由BT⊥AQ可得,化簡得(*),聯(lián)立直線與橢圓,結(jié)合韋達(dá)定理可得,即可代入(*)得,又,最后求解上述不等式即可.【詳解】(1)當(dāng)直線斜率不存在時,設(shè),此時,則,∴,又,聯(lián)立解得或(舍去),∴.(2)當(dāng)直線斜率存在時,設(shè),,設(shè)直線方程為:,直線QT的斜率為,∵AB⊥QT,∴,即,又∵BT⊥AQ,∴,即,(*)聯(lián)立化為,則,,,∴,,代入(*)可得.∴,解得,綜上可知:實數(shù)m的取值范圍為.故答案為:【點睛】(1)直線需討論斜率存在與否;(2)三角形垂心成立,相當(dāng)于滿足兩組高和底垂直即可,即可結(jié)合向量來表示;當(dāng)使用到坐標(biāo)時,可以聯(lián)立直線與圓錐曲線,結(jié)合韋達(dá)定理來表示,最后還需滿足24.【分析】設(shè)出直線OM,ON的方程,代入到橢圓方程解出M,N的坐標(biāo)結(jié)合進(jìn)行化簡,進(jìn)而求出直線MN的方程,最后得到答案.【詳解】由題意,橢圓的左頂點為(-4,0),設(shè),由,則,由,因為,所以,則,所以,于是,化簡得:,令,所以直線MN經(jīng)過軸上的定點.故答案為:.【點睛】本題思路比較直接,但運(yùn)算量比較大,平常多注意運(yùn)算方面的訓(xùn)練.25.(1)(2)【分析】(1)由離心率得到,再設(shè),,利用點差法得到,即可求出直線的方程,令,即可求出,從而求出、,即可求出橢圓方程;(2)聯(lián)立直線與橢圓方程,列出韋達(dá)定理,即可求出,最后根據(jù)計算可得.【詳解】(1)解:設(shè),,因為的中點坐標(biāo)為,所以,,因為,所以,即,所以,又、,所以,即,所以,即,即,所以直線的方程為,即,令,解得,即,所以,則,所以橢圓方程為;(2)解:由得,所以,,則,,所以,所以.26.(1)(2)【分析】(1)根據(jù)已知條件列方程,化簡求得,從而求得的方程.(2)對直線的斜率進(jìn)行分類討論,結(jié)合弦長公式求得四邊形面積的表達(dá)式,利用換元法以及二次函數(shù)的性質(zhì)求得四邊形面積的取值范圍.(1)設(shè),因為兩個焦點和短軸的兩個端點為正方形的四個頂點,所以①,.因為點在E上,所以②,又③,由①②③解得,所以E的方程為.(2)若垂直于坐標(biāo)軸,則.若不垂直于坐標(biāo)軸,由(1)知,則設(shè)的方程為,,代入的方程并整理得:,設(shè),,,則.同理可求.則,令令,令,則,開口向下,對稱軸,,所以,即,.綜上所述,四邊形的面積的取值范圍是.【點睛】在圓錐曲線中求三角形或四邊形的面積的最值,當(dāng)求得面積的表達(dá)式后,可考慮利用基本不等式、二次函數(shù)或者導(dǎo)數(shù)等知識來求最值.27.(1);(2)證明見解析;(3)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)給定條件,求出橢圓上頂點坐標(biāo),再結(jié)合即可求解作答.(2)設(shè)點,聯(lián)立直線l與橢圓C的方程,求出直線AM,AN的方程,再聯(lián)立求出交點Q的橫坐標(biāo)即可作答.(3)利用(2)中信息,直接計算即可作答.(1)當(dāng)時,直線:,令,得,即橢圓的上頂點為,則,又的周長為,即,,又,解得,所以橢圓的方程為.(2)由(1)知,,設(shè),依題意,點A,B不在x軸上,由消去并整理得:,,直線的方程為,直線的方程為,聯(lián)立直線、的方程得,由得代入上式,得,于是得,所以直線交點在定直線上.(3)由(2)知,,由得:,所以為定值.【點睛】思路點睛:涉及動直線與圓錐曲線相交滿足某個條件問題,可設(shè)出直線方程,再與圓錐曲線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理并結(jié)合已知推理求解.28.(1)(2)【分析】(1)由已知,根據(jù)橢圓的定義及的周長,可以求解出的值,在求解出直線的方程,與橢圓聯(lián)立,求出點坐標(biāo),再利用的面積即可求解出的值,進(jìn)而求解出橢圓方程;(2)把直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,結(jié)合韋達(dá)定理及建立方程,即可求解出的值.(1)設(shè),由橢圓定義可知,的周長為,故,直線的方程為與橢圓聯(lián)立可得,所以的面積為,即,解得或(舍去),則,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)聯(lián)立,得,,由(1)可知,,設(shè),,則,,,,所以,解得或(舍去),所以當(dāng)時,恒成立.29.(1),(2)證明見解析【分析】(1)直線斜率不存在時,求得坐標(biāo),計算,,直線存在時,設(shè)直線方程為,設(shè),直線方程代入橢圓方程整理后應(yīng)用韋達(dá)定理得,代入可得常數(shù),代入后,再證明此常數(shù)就是剛才特殊情況的值即得;(2)求出右準(zhǔn)線方程是,求出,,利用橢圓的對稱性,得出所有圓中每個圓都存在關(guān)于軸對稱的圓,這樣若有定點必在軸.設(shè)定點為,利用求出值即得定

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