学案导学备课精选高中数学2.1.2椭圆的简单性质同步练习(含解析)北师大版选修11

1.2 椭圆的简单性质
课时目标 1.掌握椭圆上点的集合范围、对称性、顶点、离心率等几何性质.2.明确标准方程中a ，b 以及c ，e 的几何意义，a 、b 、c 、e 之间的相互关系.3.能利用椭圆的几何性质解决椭圆的简单问题．
1．椭圆的简单几何性质
2.直线y ＝kx ＋b 与椭圆x 2
a 2＋y
2
b 2＝1 (a>b>0)的位置关系：
直线与椭圆相切⇔⎩⎪⎨⎪⎧
y ＝kx ＋b x 2a 2＋y
2
b 2＝1有______组实数解，即Δ______0.直线与椭圆相交
⇔⎩⎪⎨⎪⎧
y ＝kx ＋b x 2a 2＋y
2
b
2＝1有______组实数解，即Δ______0，直线与椭圆相离⇔⎩⎪⎨⎪⎧
y ＝kx ＋b x 2a 2＋y
2
b
2＝1________实数解，即Δ______0.
一、选择题
1．椭圆25x 2＋9y 2
＝225的长轴长、短轴长、离心率依次是( )
A ．5,3，45
B ．10,6，4
5
C ．5,3，35
D ．10,6，3
5
2．焦点在x 轴上，长、短半轴长之和为10，焦距为45，则椭圆的方程为( )
A .x 236＋y 216＝1
B .x 216＋y
2
36＝1 C .x 26＋y 24＝1 D .y 26＋x
24
＝1 3．若焦点在x 轴上的椭圆x 22＋y 2m ＝1的离心率为1
2
，则m 等于( )
A . 3
B .32
C .83
D .2
3
4．如图所示，A 、B 、C 分别
为椭圆x 2a 2＋y
2
b
2＝1 (a>b>0)的顶点与焦点，若∠ABC＝90°，则该椭圆的离心率为( )
A .
－1＋52 B ．1－2
2
C .2－1
D .
2
2
5．若直线mx ＋ny ＝4与圆O ：x 2
＋y 2
＝4没有交点，则过点P(m ，n)的直线与椭圆x 2
9＋
y
2
4
＝1的交点个数为( )
A ．至多一个
B ．2
C ．1
D ．0
6.已知F 1、F 2是椭圆的两个焦点.满足MF 1→·MF 2→
＝0的点M 总在椭圆内部，则椭圆离心率的取值范围是( )
A ．(0,1)
B . ⎛⎥⎤0，12
C .⎝ ⎛⎭⎪⎫0，22
D .⎣⎢⎡⎭⎪⎫22，1
题 号 1 2 3 4 5 6 答 案
二、填空题
7．已知椭圆的中心在原点，焦点在x 轴上，离心率为5
5
，且过点P(－5,4)，则椭圆的
方程为______________．
8．直线x ＋2y －2＝0经过椭圆x 2a 2＋y
2b
2＝1 (a>b>0)的一个焦点和一个顶点，则该椭圆的
离心率等于_________________________________．
9．椭圆E ：x 216＋y
24
＝1内有一点P(2,1)，则经过P 并且以P 为中点的弦所在直线方程为
____________． 三、解答题 10.
如图，已知P 是椭圆x 2a 2＋y
2
b
2＝1 (a>b>0)上且位于第一象限的一点，F 是椭圆的右焦点，
O 是椭圆中心，B 是椭圆的上顶点，H 是直线x ＝－a
2c
(c 是椭圆的半焦距)与x 轴的交
点，若PF⊥OF，HB∥OP，试求椭圆的离心率e.
11．已知椭圆4x 2＋y 2
＝1及直线y ＝x ＋m.
(1)当直线和椭圆有公共点时，求实数m 的取值范围； (2)求被椭圆截得的最长弦所在的直线方程．
能力提升
12．若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列，则该椭圆的离心率是( )
A .45
B .35
C .25
D .13
13．已知在平面直角坐标系xOy 中的一个椭圆，它的中心在原点，左焦点为F 1(－3，
0)，且右顶点为D(2,0)．设点A 的坐标是⎝ ⎛⎭
⎪⎫1，12. (1)求该椭圆的标准方程；
(2)若P 是椭圆上的动点，求线段PA 的中点M 的轨迹方程．
1．椭圆的范围实质就是椭圆上点的横坐标和纵坐标的取值范围，在求解一些存在性和判断性问题中有着重要的应用．
2．椭圆既是一个轴对称图形，又是一个中心对称图形．椭圆的对称性在解决直线与椭圆的位置关系以及一些有关面积的计算问题时，往往能起到化繁为简的作用．
3．椭圆的离心率是反映椭圆的扁平程度的一个量，通过解方程或不等式可以求得离心率的值或范围．
4．在与椭圆有关的求轨迹方程的问题中要注意挖掘几何中的等量关系．
1.2 椭圆的简单性质
知识梳理
作业设计
1．B [先将椭圆方程化为标准形式：x 2
9＋y
2
25
＝1，
其中b ＝3，a ＝5，c ＝4.] 2．A 3.B
4．A [由(a ＋c)2＝a 2＋2b 2＋c 2
， ∵b 2＝a 2－c 2，∴c 2＋ac －a 2
＝0，
∵e＝c a ，∴e 2
＋e －1＝0，∴e＝－1＋52
.]
5．B [∵4m 2＋n
2
>2，∴m 2＋n 2
<4. ∴点P(m ，n)在椭圆x 29＋y
24
＝1的内部，
∴过点P(m ，n)的直线与椭圆x 29＋y
24
＝1有两个交点．]
6. C [∵MF 1→·MF 2→
＝0，
∴M 点轨迹方程为x 2＋y 2＝c 2
，其中F 1F 2为直径，
由题意知椭圆上的点在圆x 2＋y 2＝c 2
外部， 设点P 为椭圆上任意一点，则|OP|>c 恒成立， 由椭圆性质知|OP|≥b，其中b 为椭圆短半轴长，
∴b>c，∴c 2<b 2＝a 2－c 2，∴a 2>2c 2
，
∴⎝ ⎛⎭⎪⎫c a 2<1
2，∴e＝c a <22.
又∵0<e<1，∴0<e<22
.] 7.x 2
45＋y
2
36
＝1 解析 设椭圆的方程为x 2
a 2＋y
2
b 2＝1 (a>b>0)，
将点(－5,4)代入得25a 2＋16
b 2＝1，
又离心率e ＝c a ＝55，即e 2
＝c 2
a 2＝a 2
－b 2
a 2＝15
，
解之得a 2＝45，b 2
＝36，故椭圆的方程为x 245＋y 236
＝1.
8.
25
5
解析 由题意知椭圆的焦点在x 轴上，又直线x ＋2y －2＝0与x 轴、y 轴的交点分别为
(2,0)、(0,1)，它们分别是椭圆的焦点与顶点，所以b ＝1，c ＝2，从而a ＝5，e ＝c
a ＝
25
5
. 9．x ＋2y －4＝0
解析 设弦的两个端点为M(x 1，y 1)，N(x 2，y 2)，
则⎩⎪⎨⎪⎧
x 2116＋y 2
1
4
＝1x 2
2
16＋y 22
4＝1
，
两式相减，得
1
＋x 2
1
－x 2
16
＋
1
＋y 2
1
－y 2
4
＝0.
又x 1＋x 2＝4，y 1＋y 2＝2，k MN ＝y 1－y 2
x 1－x 2
，
∴k MN ＝－1
2，由点斜式可得弦所在直线的方程为
y ＝－1
2
(x －2)＋1，即x ＋2y －4＝0.
10．解 依题意知H ⎝ ⎛⎭
⎪⎫－a 2c ，0，F(c,0)，B(0，b)． 设P(x P ，y P )，且x P ＝c ，代入到椭圆的方程，
得y P ＝b 2
a .∴P ⎝ ⎛⎭
⎪⎫c ，b 2a .
∵HB∥OP，∴k HB ＝k OP ，即b －00＋
a 2c
＝b
2a
c .
∴ab＝c 2
.
∴e＝c a ＝b c ，∴e 2＝a 2－c 2
c 2＝e －2
－1.
∴e 4
＋e 2
－1＝0.∵0<e<1，∴e ＝
5－1
2
. 11．解 (1)由⎩⎪⎨
⎪⎧
4x 2
＋y 2
＝1，y ＝x ＋m ，
得5x 2
＋2mx ＋m 2
－1＝0. 因为直线与椭圆有公共点，
所以Δ＝4m 2－20(m 2
－1)≥0.
解得－52≤m≤5
2
.
(2)设直线与椭圆交于A(x 1，y 1)、B(x 2，y 2)，
由(1)知，5x 2＋2mx ＋m 2
－1＝0，
由根与系数的关系得x 1＋x 2＝－2m
5
，
x 1x 2＝15
(m 2
－1)．
设弦长为d ，且y 1－y 2＝(x 1＋m)－(x 2＋m) ＝x 1－x 2，
∴d＝1－x 22＋1－y 22＝1－x 2
2
＝1＋x 2
2
－4x 1x 2]
＝2⎣⎢⎡⎦
⎥⎤4m 2
25－45
2
－
＝
25
10－8m 2
. ∴当m ＝0时，d 最大，此时直线方程为y ＝x.
12．B [由题意知2b ＝a ＋c ，又b 2＝a 2－c 2
，
∴4(a 2－c 2)＝a 2＋c 2
＋2ac.
∴3a 2－2ac －5c 2＝0.∴5c 2＋2ac －3a 2
＝0.
∴5e 2
＋2e －3＝0.∴e＝35或e ＝－1(舍去)．]
13．解 (1)∵a＝2，c ＝3，∴b＝a 2
－c 2
＝1.
∴椭圆的标准方程为x 24
＋y 2
＝1.
(2)设P(x 0，y 0)，M(x ，y)，由中点坐标公式，
得⎩⎨⎧
x ＝
x 0＋1
2
，y ＝y 0＋
1
2
2，
∴⎩
⎪⎨⎪⎧
x 0＝2x －1，y 0＝2y －1
2.
又∵x 2
04＋y 20＝1，∴
－
2
4＋⎝
⎛⎭⎪⎫2y －122＝1 即为中点M 的轨迹方程．。