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  • 高中数学选修1-1学业分层测评6 椭圆及其标准方程 Word版含解析

    2021-07-31 高一上册数学人教版

    学业分层测评
    (建议用时:45分钟)
    [学业达标]
    一、选择题
    1.椭圆+=1的焦点坐标是(  )
    A.(±4,0)        B.(0,±4)
    C.(±3,0) D.(0,±3)
    【解析】 根据椭圆的标准方程可知,椭圆的焦点在y轴上,所以对应的焦点坐标为(0,±3),故选D.
    【答案】 D
    2.如果方程+=1表示焦点在x轴上的椭圆,则实数a的取值范围是(  )
    A.a>3 B.a<-2
    C.a>3或a<-2 D.a>3或-6【解析】 由a2>a+6>0,得
    所以所以a>3或-6【答案】 D
    3.已知a=,c=2,则该椭圆的标准方程为(  )
    A.+=1
    B.+=1或+=1
    C.+y2=1
    D.+y2=1或x2+=1
    【解析】 a=,c=2,
    ∴b2=()2-(2)2=1,
    a2=13,而由于焦点不确定,
    ∴D正确.
    【答案】 D
    4.已知圆x2+y2=1,从这个圆上任意一点P向y轴作垂线,垂足为P′,则PP′的中点M的轨迹方程是(  )
    A.4x2+y2=1 B.x2+=1
    C.+y2=1 D.x2+=1
    【解析】 设点M的坐标为(x,y),点P的坐标为(x0,y0),则x=,y=y0.
    ∵P(x0,y0)在圆x2+y2=1上,
    ∴x+y=1.①
    将x0=2x,y0=y代入方程①,
    得4x2+y2=1.
    故选A.
    【答案】 A
    5.椭圆+=1上的一点M到左焦点F1的距离为2,N是MF1的中点,则|ON|等于(  )
    A.2 B.4
    C.8 D.
    【解析】 如图,F2为椭圆的右焦点,连接MF2,则ON是△F1MF2的中位线,
    ∴|ON|=|MF2|,
    又|MF1|=2,|MF1|+|MF2|=2a=10,
    ∴|MF2|=8,∴|ON|=4.
    【答案】 B
    二、填空题
    6.椭圆+=1的焦距是2,则m的值是________.
    【解析】 当椭圆的焦点在x轴上时,a2=m,b2=4,c2=m-4,又2c=2,
    ∴c=1.
    ∴m-4=1,m=5.
    当椭圆的焦点在y轴上时,a2=4,b2=m,
    ∴c2=4-m=1,∴m=3.
    【答案】 3或5
    7.已知椭圆C经过点A(2,3),且点F(2,0)为其右焦点,则椭圆C的标准方程为________. 【导学号:26160032】
    【解析】 法一:依题意,可设椭圆C的方程为+=1(a>b>0),且可知左焦点为F′(-2,0).
    从而有
    解得
    又a2=b2+c2,所以b2=12,故椭圆C的标准方程为+=1.
    法二:依题意,可设椭圆C的方程为+=1(a>b>0),
    则解得b2=12或b2=-3(舍去),从而a2=16,所以椭圆C的标准方程为+=1.
    【答案】 +=1
    8.椭圆+=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上.若|PF1|=4,则|PF2|=________,∠F1PF2的大小为________.
    【解析】 由|PF1|+|PF2|=6,且|PF1|=4,知|PF2|=2.
    在△PF1F2中,
    cos ∠F1PF2==-.
    ∴∠F1PF2=120°.
    【答案】 2 120°
    三、解答题
    9.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
    (1)椭圆上一点P(3,2)到两焦点的距离之和为8;
    (2)椭圆两焦点间的距离为16,且椭圆上某一点到两焦点的距离分别等于9或15.
    【解】 (1)①若焦点在x轴上,可设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).
    由题意知2a=8,∴a=4,
    又点P(3,2)在椭圆上,
    ∴+=1,得b2=.
    ∴椭圆的标准方程为+=1.
    ②若焦点在y轴上,设椭圆标准方程为
    +=1(a>b>0).
    ∵2a=8,∴a=4,
    又点P(3,2)在椭圆上,
    ∴+=1,得b2=12.
    ∴椭圆的标准方程为+=1.
    由①②知椭圆的标准方程为+=1或+=1.
    (2)由题意知,2c=16,2a=9+15=24,
    ∴a=12,c=8,b2=80.
    又焦点可能在x轴上,也可能在y轴上,
    ∴所求方程为+=1或+=1.
    10.已知B,C是两个定点,|BC|=8,且△ABC的周长为18,求这个三角形顶点A的轨迹方程.
    【解】 以过B,C两点的直线为x轴,线段BC的中点为原点,建立平面直角坐标系.
    由|BC|=8,可知点B(-4,0),C(4,0).
    由|AB|+|BC|+|AC|=18,
    得|AB|+|AC|=10>|BC|=8.
    因此,点A的轨迹是以B,C为焦点的椭圆,这个椭圆上的点与两个焦点的距离之和为2a=10,即a=5,且点A不能在x轴上.
    由a=5,c=4,得b2=9.
    所以点A的轨迹方程为+=1(y≠0).
    [能力提升]
    1.已知P为椭圆C上一点,F1,F2为椭圆的焦点,且|F1F2|=2,若|PF1|与|PF2|的等差中项为|F1F2|,则椭圆C的标准方程为(  )
    A.+=1
    B.+=1或+=1
    C.+=1
    D.+=1或+=1
    【解析】 由已知2c=|F1F2|=2,
    ∴c=.
    ∵2a=|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=4,
    ∴a=2,∴b2=a2-c2=9.
    故椭圆C的标准方程是+=1或+=1.
    故选B.
    【答案】 B
    2.(2016·银川高二检测)已知△ABC的顶点B,C在椭圆+y2=1上,顶点A是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC边上,则△ABC的周长是(  )
    A.2 B.4
    C.8 D.16
    【解析】 设A为椭圆的左焦点,而BC边过右焦点F,如图.可知|BA|+|BF|=2a,|CA|+|CF|=2a,两式相加得|AB|+|BF|+|CA|+|CF|=|AB|+|AC|+|BC|=4a.而椭圆标准方程为+y2=1,因此a=2,故4a=8,故选C.
    【答案】 C
    3.(2016·苏州高二检测)P为椭圆+=1上一点,左、右焦点分别为F1,F2,若∠F1PF2=60°,则△PF1F2的面积为________.
    【解析】 设|PF1|=r1,|PF2|=r2,由椭圆定义,得r1+r2=20.①
    由余弦定理,得(2c)2=r+r-2r1r2cos 60°,
    即r+r-r1r2=144,②
    由①2-②,得3r1r2=256,
    ∴S△PF1F2=r1r2sin 60°=××=.
    【答案】 
    4.(2016·南京高二检测)设F1,F2分别是椭圆+y2=1的两焦点,B为椭圆上的点且坐标为(0,-1).
    (1)若P是该椭圆上的一个动点,求||·||的最大值;
    (2)若C为椭圆上异于B的一点,且=λ,求λ的值;
    (3)设P是该椭圆上的一个动点,求△PBF1的周长的最大值.
    【导学号:26160033】
    【解】 (1)因为椭圆的方程为+y2=1,
    所以a=2,b=1,c=,
    即|F1F2|=2,
    又因为|PF1|+|PF2|=2a=4,
    所以|PF1|·|PF2|≤2=2=4,
    当且仅当|PF1|=|PF2|=2时取“=”,
    所以|PF1|·|PF2|的最大值为4,即||·||的最大值为4.
    (2)设C(x0,y0),B(0,-1),F1(-,0),由=λ得x0=,y0=-.
    又+y=1,所以有λ2+6λ-7=0,
    解得λ=-7或λ=1,又与方向相反,故λ=1舍去,即λ=-7.
    (3)因为|PF1|+|PB|=4-|PF2|+|PB|≤4+|BF2|,
    所以△PBF1的周长≤4+|BF2|+|BF1|=8,
    所以当P点位于直线BF2与椭圆的交点处时,△PBF1的周长最大,最大值为8.
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