1、考点测试41椭圆高考概览本考点是高考必考知识点,常考题型为选择题、填空题、解答题,分值为5分或12分,中、高等难度考纲研读1.掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质(范围、对称性、顶点、离心率)2了解椭圆的简单应用3理解数形结合的思想一、基础小题1已知中心在原点的椭圆C的右焦点为F(1,0),离心率等于,则C的方程是()A.1B1C.1Dy21答案C解析依题意,所求椭圆的焦点位于x轴上,且c1,e,所以a2,b2a2c23,因此其方程是1.故选C.2椭圆x2my21的焦点在y轴上,长轴长是短轴长的2倍,则m等于()A.B2C.4D答案D解析由x21及题意知,2221,得m.故选D.3
2、已知动点M(x,y)满足 4,则动点M的轨迹是()A椭圆B直线C.圆D线段答案D解析设点F1(2,0),F2(2,0),由题意知动点M满足|MF1|MF2|4|F1F2|,故动点M的轨迹是线段F1F2.故选D.4设F1,F2为椭圆1的两个焦点,点P在椭圆上,若线段PF1的中点在y轴上,则的值为()A.BC.D答案B解析由题意知a3,b.由椭圆定义知|PF1|PF2|6.在PF1F2中,因为PF1的中点在y轴上,O为F1F2的中点,由三角形中位线的性质可推得PF2x轴,所以由xc时可得|PF2|,所以|PF1|6|PF2|,所以.故选B.5已知圆(x2)2y236的圆心为M,设A为圆上任一点,且
3、点N(2,0),线段AN的垂直平分线交MA于点P,则动点P的轨迹是()A圆B椭圆C.双曲线D抛物线答案B解析点P在线段AN的垂直平分线上,故|PA|PN|,又AM是圆的半径,所以|PM|PN|PM|PA|AM|6|MN|,由椭圆定义知,动点P的轨迹是椭圆故选B.6(多选)已知P是椭圆C:y21上的动点,Q是圆D:(x1)2y2上的动点,则()AC的焦距为BC的离心率为C圆D在C的内部D|PQ|的最小值为答案BC解析y21,a,b1,c,则C的焦距为2,离心率e.设P(x,y),则|PD|2(x1)2y2(x1)212,圆D在C的内部,且|PQ|的最小值为 .故选BC.7(多选)椭圆C:y21的
4、左、右焦点分别为F1,F2,O为坐标原点,以下说法正确的是()A过点F2的直线与椭圆C交于A,B两点,则ABF1的周长为8B椭圆C上存在点P,使得0C椭圆C的离心率为DP为椭圆y21上一点,Q为圆x2y21上一点,则点P,Q间的最大距离为3答案ABD解析对于A,因为F1,F2分别为椭圆C:y21的左、右焦点,过点F2的直线与椭圆C交于A,B两点,由椭圆定义可得,|AF1|AF2|BF1|BF2|2a4,因此ABF1的周长为|AF1|BF1|AB|AF1|BF1|AF2|BF2|4a8,故A正确;对于B,设点P(x,y)为椭圆C:y21上任意一点,则点P坐标满足y21,且2x2,又F1(,0),
5、F2(,0),所以(x,y),(x,y),因此(x)(x)y2x2312,由20,可得x2,2,故B正确;对于C,因为a24,b21,所以c2413,即c,所以离心率为e,故C错误;对于D,设点P(x,y)为椭圆C:y21上任意一点,由题意可得,点P(x,y)到圆x2y21的圆心的距离为|PO|,因为1y1,所以|PQ|max|PO|max113,故D正确故选ABD.8已知A(3,0),B(2,1)是椭圆1内的点,M是椭圆上的一动点,则|MA|MB|的最大值为_,最小值为_答案1010解析由题意知A为椭圆的右焦点,设左焦点为F1,由椭圆的定义知|MF1|MA|10,所以|MA|MB|10|MB
6、|MF1|.又|MB|MF1|BF1|,所以|BF1|MB|MF1|BF1|,如图,设直线BF1交椭圆于M1,M2两点当M为点M1时,|MB|MF1|最小,当M为点M2时,|MB|MF1|最大所以|MA|MB|的最大值为10,最小值为10.二、高考小题9(2021新高考卷)已知F1,F2是椭圆C:1的两个焦点,点M在C上,则|MF1|MF2|的最大值为()A13B12C.9D6答案C解析由椭圆的定义可知,|MF1|MF2|2a6.由基本不等式可得|MF1|MF2|229,当且仅当|MF1|MF2|3时等号成立故选C.10(2021全国乙卷)设B是椭圆C:1(ab0)的上顶点,若C上的任意一点P
7、都满足|PB|2b,则C的离心率的取值范围是()A.BC.D答案C解析依题意,B(0,b),设椭圆上一点P(x0,y0),则|y0|b,1,可得xa2y,则|PB|2x(y0b)2xy2by0b2y2by0a2b24b2.因为当y0b时,|PB|24b2,所以b,得2c2a2,所以离心率e.故选C.11(2019全国卷)已知椭圆C的焦点为F1(1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,B两点若|AF2|2|F2B|,|AB|BF1|,则C的方程为()A.y21B1C.1D1答案B解析设椭圆的标准方程为1(ab0)由椭圆的定义可得|AF1|AB|BF1|4a.|AB|BF1|,|AF2|
8、2|F2B|,|AB|BF1|AF2|,|AF1|3|AF2|4a.又|AF1|AF2|2a,|AF1|AF2|a,点A是椭圆的短轴端点,如图不妨设A(0,b),由F2(1,0),2,得B.由点B在椭圆上,得1,得a23,b2a2c22.椭圆C的方程为1.故选B.12(2021浙江高考)已知椭圆1(ab0),焦点F1(c,0),F2(c,0)(c0)若过F1的直线和圆2y2c2相切,与椭圆在第一象限交于点P,且PF2x轴,则该直线的斜率是_,椭圆的离心率是_答案解析设过F1的直线与圆的切点为M,圆心A,则|AM|c,|AF1|c,所以|MF1|c,所以该直线的斜率k.因为PF2x轴,所以|PF
9、2|,又|F1F2|2c,所以k,解得e(负值舍去)13(2021全国甲卷)已知F1,F2为椭圆C:1的两个焦点,P,Q为C上关于坐标原点对称的两点,且|PQ|F1F2|,则四边形PF1QF2的面积为_答案8解析解法一:由|PQ|F1F2|,得|OP|F1F2|(O为坐标原点),所以PF1PF2,又由椭圆的对称性,知四边形PF1QF2为平行四边形,所以四边形PF1QF2为矩形设|PF1|m,则|PF2|2a|PF1|8m,则|PF1|2|PF2|2m2(8m)22m26416m|F1F2|24c24(a2b2)48,得m(8m)8,所以四边形PF1QF2的面积为|PF1|PF2|m(8m)8.
10、解法二:由椭圆C:1可知|F1F2|4.由P,Q为C上关于坐标原点对称的两个点,且|PQ|F1F2|,得|PO|QO|2(O为坐标原点),所以P,Q既在椭圆1上,又在圆x2y212上不妨设点P在第一象限,则由可得P,所以由对称性,可得四边形PF1QF2的面积S四边形PF1QF22SPF1F22|F1F2|yP248.解法三:由椭圆方程知,a4,b2,则c2.由点P在椭圆上,得|PF1|PF2|8,所以|PF1|2|PF2|22|PF1|PF2|64.由椭圆的对称性及|PQ|F1F2|知,四边形PF1QF2是矩形,在RtPF1F2中,由勾股定理得|PF1|2|PF2|2|F1F2|2,所以|PF
11、1|2|PF2|248.由得|PF1|PF2|8,所以S四边形PF1QF2|PF1|PF2|8.14(2019全国卷)设F1,F2为椭圆C:1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限若MF1F2为等腰三角形,则M的坐标为_答案(3,)解析设F1为椭圆的左焦点,则|MF1|MF2|,|F1F2|2c28,因为MF1F2为等腰三角形,|MF1|MF2|,且|MF1|MF2|2a12,所以|MF1|6,|MF2|0)的焦点为F1,F2,上顶点为A,若F1AF2,则m()A1BC.D2答案C解析在椭圆1(m0)中,a,bm,c1,如图所示,因为椭圆1(m0)的上顶点为点A,焦点为F1,F2,所以|AF1|
12、AF2|a,因为F1AF2,所以F1AF2为等边三角形,则|AF1|F1F2|,即a2c2,因此,m.故选C.18(2022湖南长沙长郡中学高三上开学考试)已知椭圆C:1(ab0)的右焦点F,点P在椭圆C上,点Q在圆E:(x3)2(y4)24上,且圆E上的所有点均在椭圆C外,若|PQ|PF|的最小值为26,且椭圆C的长轴长恰与圆E的直径长相等,则椭圆C的标准方程为()A.y21By21C.1D1答案C解析因为圆E:(x3)2(y4)24的半径为2,所以a2,设椭圆的左焦点为F1(c,0),由椭圆的定义可得|PF1|PF|2a4,所以|PF|4|PF1|,所以|PQ|PF|PQ|PF1|4|QF
13、1|4|QF1|EQ|6|EF1|6,当且仅当P,Q位于线段EF1上时,等号成立,又|PQ|PF|的最小值为26,所以|EF1|626,即|EF1|2,所以2,解得c1或c5a2(舍)所以b2a2c2413,所以椭圆C的标准方程为1.故选C.19(多选)(2021广东韶关第一次综合测试)设P是椭圆1(ab0)上一点,F1,F2是椭圆的左、右焦点,焦距为2c(c0),若F1PF2是直角,则()A|OP|c(O为原点)BSF1PF2b2CF1PF2的内切圆半径racD|PF1|maxac答案ABC解析在RtF1PF2中,O为斜边F1F2的中点,所以|OP|F1F2|c,故A正确;设|PF1|m,|
14、PF2|n,则有m2n2(2c)2,mn2a,所以mn(mn)2(m2n2)2b2,所以SF1PF2mnb2,故B正确;因为SF1PF2(mn2c)rb2,所以rac,故C正确;|PF1|ac,当且仅当P为椭圆右顶点,此时P,F1,F2不构成三角形,故D错误20(多选)(2021山东潍坊6月模拟)已知椭圆C:1(ab0)的左、右焦点分别为F1,F2,且|F1F2|2,点P(1,1)在椭圆的内部,点Q在椭圆上,则以下说法正确的是()A|QF1|QP|的最小值为21B椭圆C的短轴长可能为2C椭圆C的离心率的取值范围为D若,则椭圆C的长轴长为答案ACD解析因为|F1F2|2,所以F2(1,0),|P
15、F2|1,所以|QF1|QP|2|QF2|QP|2|PF2|21,当Q,F2,P三点共线且点Q在第一象限时,取等号,故A正确;若椭圆C的短轴长为2,则b1,a2,所以椭圆C的方程为1,又1,则点P在椭圆外,故B错误;因为点P(1,1)在椭圆内部,所以1,又ab1,所以ba1,所以0,解得a,所以,所以eb0)的左焦点为F,过点F且倾斜角为45的直线l与椭圆交于A,B两点(点B在x轴上方),且2,则椭圆的离心率为_答案解析设F(c,0),c0,由题意知,l的斜率为tan451,则直线方程为yxc,设A(x1,y1),B(x2,y2)联立直线和椭圆的方程得整理得(a2b2)y22cb2yc2b2a
16、2b20,则y1y2,y1y2,且2,可得y22y1,则y1,2y,所以22,可得9c22a2,所以e.22(2022湖北恩施州高三上第一次教学质量监测)设点P是椭圆1上的点,F1,F2是该椭圆的两个焦点,若PF1F2的面积为,则sinF1PF2_.答案解析在椭圆1中,长半轴长a3,半焦距c2,由椭圆定义得|PF1|PF2|2a6,在PF1F2中,由余弦定理得|F1F2|2|PF1|2|PF2|22|PF1|PF2|cosF1PF2,即(2c)2(2a)22|PF1|PF2|(1cosF1PF2),则|PF1|PF2|(1cosF1PF2)10,又PF1F2的面积为,则|PF1|PF2|sin
17、F1PF2,即|PF1|PF2|sinF1PF25,于是得2sinF1PF21cosF1PF2,两边平方得(1cosF1PF2)24sin2F1PF24(1cosF1PF2)(1cosF1PF2),解得cosF1PF2,则sinF1PF2,所以sinF1PF2.一、高考大题1(2021北京高考)已知椭圆E:1(ab0)过点A(0,2),以四个顶点围成的四边形面积为4.(1)求椭圆E的标准方程;(2)过点P(0,3)的直线l斜率为k,交椭圆E于不同的两点B,C,直线AB,AC分别交直线y3于点M,N,若|PM|PN|15,求k的取值范围解(1)因为椭圆过A(0,2),所以b2,因为四个顶点围成的
18、四边形的面积为4,所以2a2b4,即a,故椭圆E的标准方程为1.(2)设B(x1,y1),C(x2,y2),因为直线BC的斜率存在,所以x1x20,故直线AB的方程为yx2,令y3,则xM,同理xN.设直线BC的方程为ykx3,由可得(45k2)x230kx250,故900k2100(45k2)0,解得k1.又x1x2,x1x2,故x1x20,所以xMxN0.又|PM|PN|xMxN|5|k|,故5|k|15,即|k|3,综上,k的取值范围是3,1)(1,32(2021天津高考)已知椭圆1(ab0)的右焦点为F,上顶点为B,离心率为,且|BF|.(1)求椭圆的方程;(2)直线l与椭圆有唯一的公
19、共点M,与y轴的正半轴交于点N,过N与BF垂直的直线交x轴于点P.若MPBF,求直线l的方程解(1)易知点F(c,0),B(0,b),故|BF|a,因为椭圆的离心率为e,故c2,b1,因此,椭圆的方程为y21.(2)设点M(x0,y0)(y00)为椭圆y21上一点,先证明直线MN的方程为y0y1,联立消去y并整理得x22x0xx0,4x4x0,因此,椭圆y21在点M(x0,y0)处的切线方程为y0y1.在直线MN的方程中,令x0,可得y,由题意可知y00,即点N,直线BF的斜率为kBF,所以直线PN的方程为y2x,在直线PN的方程中,令y0,可得x,即点P,因为MPBF,所以kMPkBF,即,
20、整理可得(x05y0)20,所以x05y0,所以y6y1,又y00,故y0,x0,所以直线l的方程为xy1,即xy0.3(2021新高考卷)已知椭圆C的方程为1(ab0),右焦点为F(,0),且离心率为.(1)求椭圆C的方程;(2)设M,N是椭圆C上的两点,直线MN与曲线x2y2b2(x0)相切证明:M,N,F三点共线的充要条件是|MN|.解(1)由题意,知椭圆的半焦距c且e,所以a,又b2a2c21,所以椭圆C的方程为y21.(2)证明:由(1)得,曲线为x2y21(x0),当直线MN的斜率不存在时,直线MN:x1,不符合题意;当直线MN的斜率存在时,设M(x1,y1),N(x2,y2)必要
21、性:若M,N,F三点共线,可设直线MN:yk(x),即kxyk0,由直线MN与曲线x2y21(x0)相切可得1,解得k1,联立可得4x26x30,所以x1x2,x1x2,所以|MN|,所以必要性成立;充分性:设直线MN:ykxm(km0)相切可得1,所以m2k21,联立可得(13k2)x26kmx3m230,所以x1x2,x1x2,所以|MN| ,化简得3(k21)20,所以k1,所以或所以直线MN:yx或yx,所以直线MN过点F(,0),即M,N,F三点共线,充分性成立所以M,N,F三点共线的充要条件是|MN|.二、模拟大题4(2022广东高三综合能力测试)已知椭圆C的中心为坐标原点,焦点在
22、x轴上,焦距为2,椭圆C上的点到焦点的距离的最大值为3.(1)求椭圆C的标准方程;(2)设点A,F分别为椭圆C的左顶点、右焦点,过点F的直线交椭圆C于P,Q两点,直线AP,AQ分别与直线l:x3交于点M,N,求证:直线FM和直线FN的斜率之积为定值解(1)设椭圆的标准方程为1(ab0),焦距为2c,依题意,可得解得a2,c1,又a2b2c2,则b,所以椭圆C的标准方程为1.(2)证明:由(1)得A(2,0),F(1,0),设直线PQ:xmy1,P(x1,y1),Q(x2,y2),联立消去x,整理,得(3m24)y26my90,则y1y2,y1y2,依题意,可设M(3,yM),N(3,yN),则
23、由,可得yM,同理,可得yN,所以直线FM和直线FN的斜率之积kFMkFN.所以直线FM和直线FN的斜率之积为定值.5(2022长春四校联考)已知平面上一动点P到定点F(,0)的距离与它到直线x的距离之比为,记动点P的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)设直线l:ykxm与曲线C交于M,N两点,O为坐标原点,若kOMkON,求MON面积的最大值解(1)设P(x,y),则,化简,得y21.即曲线C的方程为y21.(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),联立得(4k21)x28kmx4m240,依题意,得(8km)24(4k21)(4m24)0,化简,得m24k21,x1x2,x1x2,
24、y1y2(kx1m)(kx2m)k2x1x2km(x1x2)m2,若kOMkON,则,即4y1y25x1x2,4k2x1x24km(x1x2)4m25x1x2,(4k25)4km4m20,即(4k25)(m21)8k2m2m2(4k21)0,化简,得m2k2,|MN|x1x2|,原点O到直线l的距离d,SMON|MN|d .设4k21t,由得0m2,k2,t6,b0)的左、右顶点分别为A,B,点P在椭圆O上运动,若PAB面积的最大值为2,椭圆O的离心率为.(1)求椭圆O的标准方程;(2)过B点作圆E:x2(y2)2r2(0r2)的两条切线,分别与椭圆O交于C,D两点(异于点B),当r变化时,直线CD是否恒过某定点?若是,求出该定点坐标;若不是,请说明理由解(1)由题可知当点P在椭圆O的上顶点(或下顶点)时,SPAB最大,此时SPAB2abab2,椭圆O的标准方程为1.(2)设过点B(2,0)与圆E相切的直线方程为yk(x2),即kxy2k0,直线与圆E:x2(y2)2r2相切,dr,即(4r2)k28k4r20.设两切线的斜率分别为k1,k2(k1k2),则k1k21,设C(x1,y1),D(x2,y2),由(34k)x216kx16k120,2x1,即x1,y1;同理,x2,y2;kCD.直线CD的方程为y,整理得yx(x14)直线CD恒过定点(14,0)