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文档简介
学必求其心得,业必贵于专精学必求其心得,业必贵于专精学必求其心得,业必贵于专精2021高考数学(理)统考版二轮复习学案:板块1命题区间精讲精讲15椭圆、双曲线含解析椭圆、双曲线命题点1椭圆、双曲线的定义与标准方程利用定义求解圆锥曲线的标准方程要做到“两要素、一结合"(1)两个要素:一是等式,二是条件.①椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a〉|F1②双曲线:||PF1|-|PF2||=2a(2a〈|F1(2)一结合:数形结合,即把题设中的几何等量关系代数化,同时要分析几何图形所隐含的等量关系.[高考题型全通关]1.[教材改编]方程eq\f(x2,4+m)+eq\f(y2,2-m)=1表示椭圆的必要不充分条件是()A.m∈(-1,2)B.m∈(-4,2)C.m∈(-4,-1)∪(-1,2)D.m∈(-1,+∞)B[方程eq\f(x2,4+m)+eq\f(y2,2-m)=1表示椭圆的充要条件是eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4+m>0,,2-m>0,,4+m≠2-m,))即m∈(-4,-1)∪(-1,2).而当m=-1时,方程表示圆,不是椭圆.由题意可得,所求的m的范围真包含集合(-4,-1)∪(-1,2),结合所给的选项,故选B.]2.(2020·东莞市模拟)已知F1、F2分别为椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b〉0)的左、右焦点,过F1且垂直于x轴的直线l交椭圆C于A,B两点,若△AF2B是边长为4的等边三角形,则椭圆C的方程为()A.eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1 B.eq\f(x2,9)+eq\f(y2,6)=1C.eq\f(x2,16)+eq\f(y2,4)=1 D.eq\f(x2,16)+eq\f(y2,9)=1B[因为△AF2B是边长为4的等边三角形,所以∠AF2F1=30°,2a=|AF1|+|AF2c=|F1F2|=eq\r(3)|AF1|=2eq\r(3),所以b2=a2-c2=9-3=6,所以椭圆的方程为eq\f(x2,9)+eq\f(y2,6)=1,故选B.]3.(2020·濮阳一模)已知P为圆C:(x-5)2+y2=36上任意一点,A(-5,0),若线段PA的垂直平分线交直线PC于点Q,则Q点的轨迹方程为()A.eq\f(x2,9)+eq\f(y2,16)=1 B.eq\f(x2,9)-eq\f(y2,16)=1C.eq\f(x2,9)+eq\f(y2,16)=1(x<0) D.eq\f(x2,9)-eq\f(y2,16)=1(x>0)B[由点Q是线段AP垂直平分线上的点,∴|AQ|=|PQ|。又∵||QA|-|QC||=|PC|=6<|AC|=10,满足双曲线定义且a=3,c=5,∴b=4,∴轨迹方程:eq\f(x2,9)-eq\f(y2,16)=1.故选B.]4.(2020·桂林联考)已知双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程y=2x,且点P为双曲线右支上一点,且F1,F2为双曲线左右焦点,△F1F2P的面积为4eq\r(3),且∠F1PF2=60°,则双曲线的实轴的长为()A.1B.2C.4D.4eq\r(3)B[双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1的渐近线方程为y=±eq\f(b,a)x,由一条渐近线方程为y=2x,可得b=2a,由双曲线定义有|PF1|-|PF2|=2a两边平方得|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|=4a2 由余弦定理,有|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2即为|PF1|2+|PF2|2-|PF1|·|PF2|=4c2 由①②可得|PF1|·|PF2|=4c2-4a2=4b△F1F2P的面积为4eq\r(3),可得eq\f(1,2)|PF1|·|PF2|sin60°=eq\f(1,2)·4b2·eq\f(\r(3),2)=eq\r(3)b2=4eq\r(3),解得b=2,a=1,所以实轴长2a5.椭圆中心在原点,焦点F1,F2在x轴上,P(2,eq\r(3))是椭圆上一点,且|PF1|,|F1F2|,|PF2|成等差数列,则椭圆方程为________.eq\f(x2,8)+eq\f(y2,6)=1[∵椭圆中心在原点,焦点F1,F2在x轴上,∴设椭圆方程为eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0).∵P(2,eq\r(3))是椭圆上一点,且|PF1|,|F1F2|,|PF2|成等差数列,∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(4,a2)+\f(3,b2)=1,,2a=4c,))且a2=b2+c2,解得a=2eq\r(2),b=eq\r(6),c=eq\r(2),∴椭圆方程为eq\f(x2,8)+eq\f(y2,6)=1.]6.(2020·重庆期末)已知动圆E与圆A:(x+4)2+y2=2外切,与圆B:(x-4)2+y2=2内切,则动圆圆心E的轨迹方程为________.eq\f(x2,2)-eq\f(y2,14)=1(x≥eq\r(2))[由圆A:(x+4)2+y2=2,可得圆心A(-4,0),半径r1=eq\r(2);由圆B:(x-4)2+y2=2可得圆心B(4,0),半径r2=eq\r(2)。设动圆的半径为R,由题意可得|EA|=R+eq\r(2),|EB|=R-eq\r(2)。∴|EA|-|EB|=2eq\r(2)<2×4.由双曲线的定义可得:动圆的圆心E在以定点A(-4,0),B(4,0)为焦点的双曲线的右支上.∵a=eq\r(2),c=4,∴b2=c2-a2=14.∴动圆圆心E的轨迹方程为eq\f(x2,2)-eq\f(y2,14)=1(x≥eq\r(2)).]7.设F1,F2分别是椭圆eq\f(x2,25)+eq\f(y2,16)=1的左、右焦点,P为椭圆上任一点,点M的坐标为(6,4),则|PM|+|PF1|的最大值为________.15[因为椭圆eq\f(x2,25)+eq\f(y2,16)=1中,a=5,b=4,所以c=3,得焦点为F1(-3,0),F2(3,0).根据椭圆的定义,得|PM|+|PF1|=|PM|+(2a-|PF2|)=10+(|PM|-|PF2因为|PM|-|PF2|≤|MF2|,当且仅当P在MF2的延长线上时等号成立,此时|PM|+|PF1|的最大值为10+5=15。][教师备选]1.设F1,F2为椭圆eq\f(x2,9)+eq\f(y2,5)=1的两个焦点,点P在椭圆上,若线段PF1的中点在y轴上,则eq\f(|PF2|,|PF1|)的值为()A.eq\f(5,14)B.eq\f(5,9)C.eq\f(4,9)D.eq\f(5,13)D[如图,设线段PF1的中点为M,因为O是F1F2的中点,所以OM∥PF2,可得PF2⊥x轴,|PF2|=eq\f(b2,a)=eq\f(5,3),|PF1|=2a-|PF2|=eq\f(13,3),所以eq\f(|PF2|,|PF1|)=eq\f(5,13).]2.椭圆eq\f(x2,5)+eq\f(y2,4)=1的左焦点为F,直线x=m与椭圆相交于点M,N,当△FMN的周长最大时,△FMN的面积是()A.eq\f(\r(5),5)B.eq\f(6\r(5),5)C.eq\f(8\r(5),5)D.eq\f(4\r(5),5)C[如图,设椭圆的右焦点为F′,连接MF′,NF′.因为|MF|+|NF|+|MF′|+|NF′|≥|MF|+|NF|+|MN|,所以当直线x=m过椭圆的右焦点时,△FMN的周长最大.此时|MN|=eq\f(2b2,a)=eq\f(8\r(5),5),又c=eq\r(a2-b2)=eq\r(5-4)=1,所以此时△FMN的面积S=eq\f(1,2)×2×eq\f(8\r(5),5)=eq\f(8\r(5),5).故选C.]命题点2椭圆、双曲线的几何性质1.求解椭圆或双曲线的离心率问题的常用方法(1)直接求出a,c的值,利用e=eq\f(c,a)求解.(2)直接求出a,b的值,利用e=eq\f(c,a)=eq\r(1-\f(b,a)2)(椭圆)或e=eq\f(c,a)=eq\r(1+\f(b,a)2)(双曲线)求解.(3)构造关于a,c的齐次方程,再利用e=eq\f(c,a)转化成关于e的一元二次方程求解.2.双曲线渐近线的四个常用结论(1)双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的焦点到渐近线的距离为定值b;(2)由双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)求渐近线方程,只需方程右边的常数1变成0,即令eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=0便可;(3)由双曲线的一条渐近线方程y=eq\f(b,a)x求双曲线方程可设eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=λ(λ≠0)即可;(4)双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的渐近线y=±eq\f(b,a)x的斜率k同离心率e的关系:e=eq\r(1+\f(b2,a2))=eq\r(1+k2).[高考题型全通关]1.已知双曲线C的中心在坐标原点,一个焦点(eq\r(5),0)到渐近线的距离等于2,则C的渐近线方程为()A.y=±eq\f(1,2)x B.y=±eq\f(2,3)xC.y=±eq\f(3,2)x D.y=±2xD[设双曲线C的方程为eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0),则由题意得c=eq\r(5).双曲线C的渐近线方程为y=±eq\f(b,a)x,即bx±ay=0,所以eq\f(\r(5)b,\r(b2+a2))=2,又c2=a2+b2=5,所以b=2,所以a=eq\r(c2-b2)=1,所以双曲线C的渐近线方程为y=±2x,故选D.]2.以椭圆上一点和两个焦点为顶点的三角形的面积的最大值为1,则椭圆长轴长的最小值为()A.1B.eq\r(2)C.2D.2eq\r(2)D[设a,b,c分别为椭圆的长半轴长、短半轴长、半焦距,依题意知,eq\f(1,2)×2cb=1⇒bc=1,2a=2eq\r(b2+c2)≥2eq\r(2bc)=2eq\r(2),当且仅当b=c=1时,等号成立.故选D.]3.设双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的虚轴长为4,一条渐近线的方程为y=eq\f(1,2)x,则双曲线C的方程为()A.eq\f(x2,16)-eq\f(y2,4)=1 B.eq\f(x2,4)-eq\f(y2,16)=1C.eq\f(x2,64)-eq\f(y2,16)=1 D.x2-eq\f(y2,4)=1A[由题意知,双曲线的虚轴长为4,得2b=4,即b=2.又双曲线的焦点在x轴上,则其一条渐近线的方程为y=eq\f(b,a)x=eq\f(1,2)x,可得a=4,所以双曲线C的方程为eq\f(x2,16)-eq\f(y2,4)=1,故选A.]4.(2020·东莞市模拟)已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x-c)2+y2=2a2截得的弦长为2b(其中c为双曲线的半焦距),则双曲线C的离心率为()A.eq\f(\r(2),2)B.eq\r(2)C.eq\r(3)D.2B[如图所示,双曲线的两条渐近线关于x轴对称,取y=eq\f(b,a)x与圆相交于点A,B,|AB|=2b,圆心(c,0)到直线bx-ay=0的距离d=eq\f(|bc|,\r(a2+b2))=b。结合垂径定理可得2a2=b2+b2,即a=b。∴双曲线为等轴双曲线,其离心率e=eq\r(2)。故选B.]5.已知F1,F2是椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右两个焦点,若椭圆上存在点P使得PF1⊥PF2,则该椭圆的离心率的取值范围是()A.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(5),5),1)) B.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1))C.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(5),5))) D.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2)))B[∵F1,F2是椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右两个焦点,∴F1(-c,0),F2(c,0),c2=a2-b2。设点P(x,y),由PF1⊥PF2,得(x+c,y)·(x-c,y)=0,化简得x2+y2=c2.联立方程组eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2+y2=c2,,\f(x2,a2)+\f(y2,b2)=1,))整理得,x2=(2c2-a2)·eq\f(a2,c2)≥0,解得e≥eq\f(\r(2),2).又0<e<1,∴eq\f(\r(2),2)≤e<1。]6.若三个点(-2,1),(-2,3),(2,-1)中恰有两个点在双曲线C:eq\f(x2,a2)-y2=1(a>0)上,则双曲线C的渐近线方程为________.y=±eq\f(\r(2),2)x[由于双曲线的图象关于原点对称,故(-2,1),(2,-1)在双曲线上,代入方程解得a=eq\r(2).又因为b=1,所以渐近线方程为y=±eq\f(\r(2),2)x.]7.若点O和点F(-2,0)分别为双曲线eq\f(x2,a2)-y2=1(a>0)的中心和左焦点,点P为双曲线右支上的任意一点,则eq\o(OP,\s\up7(→))·eq\o(FP,\s\up7(→))的取值范围为________.[3+2eq\r(3),+∞)[由题意,得22=a2+1,即a=eq\r(3),设P(x,y),x≥eq\r(3),eq\o(FP,\s\up7(→))=(x+2,y),则eq\o(OP,\s\up7(→))·eq\o(FP,\s\up7(→))=(x+2)x+y2=x2+2x+eq\f(x2,3)-1=eq\f(4,3)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(3,4)))eq\s\up7(2)-eq\f(7,4),因为x≥eq\r(3),所以eq\o(OP,\s\up7(→))·eq\o(FP,\s\up7(→))的取值范围为[3+2eq\r(3),+∞).]8.[一题两空]已知椭圆M:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),双曲线N:eq\f(x2,m2)-eq\f(y2,n2)=1。若双曲线N的两条渐近线与椭圆M的四个交点及椭圆M的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M的离心率为________;双曲线N的离心率为________.eq\r(3)-12[如图是一个正六边形,A,B,C,D是双曲线N的两条渐近线与椭圆M的四个交点,F1,F2为椭圆M的两个焦点.∵直线AC是双曲线N的一条渐近线,且其方程为y=eq\r(3)x,∴eq\f(n,m)=eq\r(3).设m=k,则n=eq\r(3)k,则双曲线N的离心率e2=eq\f(\r(k2+\r(3)k2),k)=2.连接F1C,在正六边形ABF2CDF1中,可得∠F1CF2=90°,∠CF1F设椭圆的焦距为2c,则|CF2|=c,|CF1|=eq\r(3)c,再由椭圆的定义得|CF1|+|CF2|=2a,即(eq\r(3)+1)c=2a,∴椭圆M的离心率e1=eq\f(c,a)=eq\f(2,\r(3)+1)=eq\f(2\r(3)-1,\r(3)+1\r(3)-1)=eq\r(3)-1.][教师备选]1.已知双曲线M:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a〉0,b〉0)的左、右焦点分别为F1,F2,eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(F1F2))=2c.若双曲线M的右支上存在点P,使eq\f(a,sin∠PF1F2)=eq\f(3c,sin∠PF2F1),则双曲线M的离心率的取值范围为()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,\f(2+\r(7),3))) B.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(1,\f(2+\r(7),3)))C.(1,2) D.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(1,2))A[根据正弦定理可知eq\f(sin∠PF1F2,sin∠PF2F1)=eq\f(|PF2|,|PF1|),因为eq\f(a,sin∠PF1F2)=eq\f(3c,sin∠PF2F1),所以eq\f(|PF2|,|PF1|)=eq\f(a,3c),即|PF2|=eq\f(a,3c)|PF1|,eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(PF1))-eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(PF2))=2a,所以eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(a,3c)))eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(PF1))=2a,解得eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(PF1))=eq\f(6ac,3c-a),而eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(PF1))〉a+c,即eq\f(6ac,3c-a)〉a+c,整理得3e2-4e-1〈0,解得eq\f(2-\r(7),3)<e<eq\f(2+\r(7),3).又因为离心率e〉1,所以1〈e<eq\f(2+\r(7),3)。]2.(2020·百校联盟三月联考)已知椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的右焦点为F,点A,B是椭圆C上关于原点O对称的两个点,且|AO|=|AF|,eq\o(FA,\s\up7(→))·eq\o(FB,\s\up7(→))=0,则椭圆C的离心率为()A.eq\r(3)-1 B.2-eq\r(3)C.eq\f(\r(2),2) D.eq\f(\r(2),3)A[因为eq\o(FA,\s\up7(→))·eq\o(FB,\s\up7(→))=0,所以∠AFB=90°,因为|AO|=|AF|,所以|AB|=2|AF|,故∠ABF=30°,设椭圆C的左焦点为F1,根据椭圆的性质,四边形AF1BF为平行四边形,且∠AFB=90°,所以四边形AF1BF为矩形,在直角三角形AF1F中,∠AF1F=30°,|AF1|=eq\r(3)c,|AF|=c,根据椭圆的定义,|AF1|+|AF|=2a,即eq\r(3)c+c=2a,则椭圆C的离心率e=eq\f(c,a)=eq\r(3)-1,故选A.]命题点3圆锥曲线与直线、圆的综合问题圆锥曲线与直线、圆的综合问题的4个注意点(1)注意使用圆锥曲线的定义;(2)引入参数,注意构建直线与圆锥曲线的方程组;(3)注意用好平面几何性质;(4)涉及中点弦问题时,可用“点差法”快速求解.[高考题型全通关]1.已知椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),点F为左焦点,点P为下顶点,平行于FP的直线l交椭圆于A,B两点,且AB的中点为Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,\f(1,2))),则椭圆的离心率为()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(2),2)C.eq\f(1,4)D.eq\f(\r(3),2)B[∵FP的斜率为-eq\f(b,c),FP∥l,∴直线l的斜率为-eq\f(b,c)。设A(x1,y1),B(x2,y2),由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(x\o\al(2,1),a2)+\f(y\o\al(2,1),b2)=1,,\f(x\o\al(2,2),a2)+\f(y\o\al(2,2),b2)=1,))得eq\f(y\o\al(2,1),b2)-eq\f(y\o\al(2,2),b2)=-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x\o\al(2,1),a2)-\f(x\o\al(2,2),a2))),即eq\f(y1-y2,x1-x2)=-eq\f(b2x1+x2,a2y1+y2)。∵AB的中点为Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,\f(1,2))),∴-eq\f(b,c)=-eq\f(2b2,a2),∴a2=2bc,∴b2+c2=2bc,∴b=c,∴a=eq\r(2)c,∴椭圆的离心率为eq\f(\r(2),2),故选B.]2.(2020·包头一模)已知F1,F2是双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点,A,B是C的左、右顶点,点P在过F1且斜率为eq\f(\r(3),4)的直线上,△PAB为等腰三角形,∠ABP=120°,则C的渐近线方程为()A.y=±eq\f(1,2)x B.y=±2xC.y=±eq\f(\r(3),3)x D.y=±eq\r(3)xD[如图,∵△PAB为等腰三角形,∠ABP=120°,∴P点的坐标为(2a,eq\r(3)a),F1P∶y=eq\f(\r(3),4)(x+c),把P点坐标代入,可得eq\r(3)a=eq\f(\r(3),4)(2a+c),即2a=c,∴4a2=c2=a2+b2,得eq\f(b,a)=eq\r(3)。∴C的渐近线方程为y=±eq\r(3)x。故选D.]3.已知椭圆Γ:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a〉b>0)的长轴长是短轴长的2倍,过右焦点F且斜率为k(k〉0)的直线与Γ相交于A,B两点.若eq\o(AF,\s\up7(→))=3eq\o(FB,\s\up7(→)),则k=()A.1B.2C.eq\r(3)D.eq\r(2)D[设A(x1,y1),B(x2,y2),因为eq\o(AF,\s\up7(→))=3eq\o(FB,\s\up7(→)),所以y1=-3y2.因为椭圆Γ的长轴长是短轴长的2倍,所以a=2b,设b=t,则a=2t,故c=eq\r(3)t,所以eq\f(x2,4t2)+eq\f(y2,t2)=1。设直线AB的方程为x=sy+eq\r(3)t,代入上述椭圆方程,得(s2+4)y2+2eq\r(3)sty-t2=0,所以y1+y2=-eq\f(2\r(3)st,s2+4),y1y2=-eq\f(t2,s2+4),即-2y2=-eq\f(2\r(3)st,s2+4),-3yeq\o\al(2,2)=-eq\f(t2,s2+4),得s2=eq\f(1,2),k=eq\r(2),故选D.]4.(2020·深圳中学联考)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eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(AF2\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(=3))BF2)),eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(BF1\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(=5))BF2)),则C的方程为()A.eq\f(x2,2)+y2=1 B.eq\f(x2,3)+eq\f(y2,2)=1C.eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1 D.eq\f(x2,5)+eq\f(y2,4)=1A[∵|AF2|=3|BF2|,∴|AB|=4|BF2|,又|BF1|=5|BF2|,又|BF1|+|BF2|=2a∴|BF2|=eq\f(a,3),∴|AF2|=a,|BF1|=eq\f(5,3)a,∵|AF1|+|AF2|=2a∴|AF1|=a,∴|AF1|=|AF2|,∴A在y轴上.在Rt△AF2O中,cos∠AF2O=eq\f(1,a),在△BF1F2cos∠BF2F1=eq\f(4+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,3)))\s\up7(2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3)a))\s\up7(2),2×2×\f(a,3)),根据cos∠AF2O+cos∠BF2F1eq\f(1,a)+eq\f(3-2a2,a)=0,解得a2=2,b2=a2-c2=2-1=1.所以椭圆C的方程为eq\f(x2,2)+y2=1。故选A.]5。设F1,F2分别是椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a〉b〉0)的左、右焦点,B为椭圆的下顶点,P为过点F1,F2,B的圆与椭圆C的一个交点,且PF1⊥F1F2,则eq\f(b,a)的值为________.eq\f(\r(5)-1,2)[设过F1,F2,B三点的圆的圆心为M,∵PF1⊥F1F2,∴PF1是通径的一半,|PF1|=eq\f(b2,a)。∵PF1是圆M中的一条弦,∴根据圆的对称性可知圆心的坐标Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(b2,2a))).∵|MB|2=|MF1|2=R2,∴eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b2,2a)))eq\s\up12(2)+c2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b2,2a)+b))eq\s\up12(2),整理得ac2=b3+ab2,∵c2=a2-b2,∴a(a2-b2)=b3+ab2,整理得b2+ab-a2=0,∴eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a)))eq\s\up12(2)+eq\f(b,a)-1=0,解得eq\f(b,a)=eq\f(\r(5)-1,2)(舍去负根).][教师备选]1.(2020·华南师大附中、广雅中学等四校联考)F是双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a〉0,b>0))的右焦点,过点F向C的一条渐近线引垂线,垂足为A,交另一条渐近线于点B,若2eq\o(AF,\s\up7(→))=eq\o(FB,\s\up7(→)),则C的离心率是()A.eq\f(2\r(3),3)B.eq\f(\r(14),3)C.eq\r(2)D.2A[由题意得|AF|=b,|BF|=2b,|AB|=3b;|OA|=a,因为x轴是∠AOB的角平分线,由平分线性质,结合|OA|=a,得|OB|=2a,因此(2a)2=a2+(3b)2⇒a2=3b2=3(c2-a2)⇒e2=eq\f(4,3)⇒e=eq\f(2\r(3),3),选A.]2.已知椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,右顶点为A,上顶点为B,以线段F1A为直径的圆交线段F1B的延长线于点P,若F2B∥AP,则该椭圆的离心率是()A.eq\f(\r(3),3)B.eq\f(\r(2),3)C.eq\f(\r(3),2)D.eq\f(\r(2),2)D[因为点P在以线段F1A为直径的圆上,所以AP⊥PF1又因为F2B∥AP,所以F2B⊥BF1,又因为|F2B|=|BF1|,所以△F1F2B因为|OB|=b,|OF2|=c,所以b=c,|F2B|2=c2+b2=a2=2c2所以该椭圆的离心率e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(2),2)。]3.已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b〉0)的左、右焦点分别为F1,F2,右顶点为A,以A为圆心,OA(O为坐标原点)为半径的圆与双曲线C在第一象限的交点为P,若PF2⊥PA,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线C的离心率为()A.1+eq\r(5)B.1+eq\r(3)C.eq\r(5)D.eq\r(3)A[由题意可得|OA|=a,|AF2|=c-a,因为PF2⊥PA,所以|PF2|=eq\r(c-a2-a2)=eq\r(c2-2ac)。又因为点P在双曲线的右支上,所以|PF1|-|PF2|=2a因为|PF1|=2|PF2|,所以|PF2|=2a因此eq\r(c2-2ac)=2a,即c2-2ac=4a2,所以e2-2e-4=0,解得e=1±eq\r(5),因为e〉1,所以e=1+eq\r(5)。]4.已知直线x+y=1与椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a〉b>0)交于P,Q两点,且OP⊥OQ(其中O为坐标原点),若椭圆的离心率e满足eq\f(\r(3),3)≤e≤eq\f(\r(2),2),则椭圆长轴的取值范围是()A.[eq\r(5),eq\r(6)] B.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(\r(5),2),\f(\r(6),2)))C.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(5,4),\f(3,2))) D.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(5,2),3))A[联立eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y=1,,\f(x2,a2)+\f(y2,b2)=1,))得(a2+b2)x2-2a2x+a2-a2b2设P(x1,y1),Q(x2,y2),Δ=4a4-4(a2+b2)(a2-a2b2)>0,化为a2+b2x1+x2=eq\f(2a2,a2+b2),x1x2=eq\f(a2-a2b2,a2+b2).∵OP⊥OQ,∴x1x2+y1y2=x1x2+(x1-1)(x2-1)=2x1x2-(x1+x2)+1=0,∴2×eq\f(a2-a2b2,a2+b2)-eq\f(2a2,a2+b2)+1=0。化为a2+b2=2a2b2.∴b2=eq\f(a2,2a2-1).∵椭圆的离心率e满足eq\f(\r(3),3)≤e≤eq\f(\r(2),2),∴eq\f(1,3)≤e2≤eq\f(1,2),∴eq\f(1,3)≤eq\f(a2-b2,a2)≤eq\f(1,2),eq\f(1,3)≤1-eq\f(1,2a2-1)≤eq\f(1,2),化为5≤4a2解得eq\r(5)≤2a≤eq\r(6).满足Δ>0。∴椭圆长轴的取值范围是[eq\r(5),eq\r(6)].]5.(2020·武汉模拟)已知曲线C1:eq\f(x2,a\o\al(2,1))+eq\f(y2,b2)=1(a1〉b〉0)与曲线C2:eq\f(x2,a\o\al(2,2))-eq\f(y2,b2)=1(a2>0)有公共焦点,过它们的右焦点F作x轴的垂线与曲线C1,C2在第一象限分别交于点M,N。若eq\f(S△OMN,S△OFM)=eq\f(1,2)(O为坐标原点),则C1与C2的离心率之比为()A.eq\f(2,3)B.eq\f(1,2)C.eq\f(1,3)D.eq\f(3,4)A[设曲线C1,C2的右焦点F(c,0),则c2=aeq\o\al(2,1)-b2=aeq\o\al(2,2)+b2,因为eq\f(S△OMN,S△OFM)=eq\f(1,2)(O为坐标原点),可得eq\f(|FM|,|FN|)=eq\f(2,3),又MN是过右焦点F且垂直x轴的直线与两条曲线在第一象限的交点,所以|FM|=eq\f(b2,a1),|FN|=eq\f(b2,a2),∴3×eq\f(b2,a1)=2×eq\f(b2,a2),∴eq\f(a2,a1)=eq\f(2,3),∴eq\f(e1,e2)=eq\f(a2,a1)=eq\f(2,3).故选A.]6.(2020·福建二模)已知圆M的圆心为双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a〉0,b〉0)虚轴的一个端点,半径为a+b,若圆M截直线l:y=kx所得的弦长的最小值为2eq\r(3)b,则C的离心率为()A.eq\f(\r(10),3)B.eq\f(10,9)C.eq\r(2)D.2C[由题意知,当l⊥y轴时,圆M截直线y=kx所得弦AB的长最小,此时|OA|=eq\r(3)b,|OM|=b,|MA|=eq\r(|OM|2+|OA|2)=2b,又圆M的半径|MA|=a+b,∴2b=a+b,即a=b,∴c=eq\r(a2+b2)=eq\r(2)a,则双曲线的离心率e=eq\f(c,a)=eq\r(2).故选C.]8.已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a〉0,b〉0)的左右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与C的两条渐近线分别交于A、B两点,若以F1F2为直径的圆过点B,且A为F1B的中点,则C的离心率为()A.eq\r(3)+1B.2C.eq\r(3)D.eq\r(2)B[如图,因为A为F1B的中点,所以eq\o(F1A,\s\up7(→))=eq\o(AB,\s\up7(→)),又因为B在圆上,所以eq\o(F1B,\s\up7(→))·eq\o(F2B,\s\up7(→))=0,故OA⊥F1B,则F1B:y=eq\f(a,b)(x+c),联立eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=\f(a,b)x+c,,y=\f(b,a)x,))解得Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a2c,b2-a2),\f(abc,b2-a2))),则OB2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a2c,b2-a2)))2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(abc,b2-a2)))2=c2,整理得b2=3a2∴c2-a2=3a2,即4a2=c∴eq\f(c2,a2)=4,e=eq\f(c,a)=2。故选B.]9。已知椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a〉b>0)的半焦距为c(c>0),左焦点为F,右顶点为A,抛物线y2=eq\f(15,8)(a+c)x与椭圆交于B,C两点,若四边形ABFC是菱形,则椭圆的离心率是()A.eq\f(8,15)B.eq\f(4,15)C.eq\f(2,3)D.eq\f(1,2)D[由题意得A(a,0),F(-c,0),∵抛物线y2=eq\f(15,8)(a+c)x与椭圆交于B,C两点,∴B,C两点关于x轴对称,可设B(m,n),C(m,-n),∵四边形ABFC是菱形,∴m=eq\f(1,2)(a-c),将B(m,n)代入抛物线方程,得n2=eq\f(15,16)(a+c)(a-c)=eq\f(15,16)b2,∴Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)a-c,\f(\r(15),4)b)),再代入椭圆方程,得eq\f(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2)a-c))eq\s\up12(2),a2)+eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),4)b))eq\s\up12(2),b2)=1,化简整理,得4e2-8e+3=0,解得e=eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(e=\f(3,2)>1不合题意,舍去)),故答案为eq\f(1,2).]10.在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C的焦点为F1(-2,0),F2(2,0),过F2的直线与椭圆C交于A,B两点.若AF2=3F2B,AB=BF
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