课时规范练 A组 基础对点练
x2y22
1.已知椭圆E:a2+b2=1(a>b>0)过点(0,2),且离心率e=2.
(1)求椭圆E的方程.
?9?
(2)设直线l:x=my-1(m∈R)交椭圆E于A,B两点,判断点G?-4,0?与以
??线段AB为直径的圆的位置关系,并说明理由. b=2,
??c2
解析:(1)由已知,得?=,
a2??a2=b2+c2,x2y2
所以椭圆E的方程为4+2=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点为H(x0,y0). x=my-1,??
由?x2y2
+=1,??42
?a=2,
解得?b=2,
?c=2.
得(m2+2)y2-2my-3=0,
2m3
所以y1+y2=2,y1y2=-2,
m+2m+2m
从而y0=2. m+2
9?5?2225??225所以|GH|2=?x0+4?2+y20=?my0+?+y0=(m+1)y0+my0+. 4?216???
|AB|2?x1-x2?2+?y1-y2?2
4=4?1+m2??y1-y2?2=
4
?1+m2?[?y1+y2?2-4y1y2]=
4
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=(1+m2)(y20-y1y2),
3?1+m2?25|AB|25255m22
故|GH|-4=2my0+(1+m)y1y2+16=-2+16=
2?m2+2?m+2
2
17m2+2|AB|
>0,所以|GH|>
2. 16?m2+2?
?9?
故点G?-4,0?在以AB为直径的圆外.
??
x2y2
2.(2020·承德模拟)如图所示,椭圆E:a2+b2=1(a>b
2→→
>0)的离心率是2,点P(0,1)在短轴CD上,且PC·PD =-1.
(1)求椭圆E的方程.
(2)设O为坐标原点,过点P的动直线与椭圆交于A,B两点.是否存在常数λ,→·→+λP→→为定值?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由. 使得OAOBA·PB解析:(1)由已知,点C,D的坐标分别为(0,-b),(0,b).又点P的坐标为→·→=-1, (0,1),且PCPD
??c2于是?=,
a2??a2-b2=c2,
1-b2=-1,
解得a=2,b=2.
x2y2
所以椭圆E的方程为4+2=1.
(2)当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+1,点A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2). x2y2??+=1,联立?42
??y=kx+1,
得(2k2+1)x2+4kx-2=0.
其判别式Δ=(4k)2+8(2k2+1)>0, 4k2所以x1+x2=-2,x1x2=-2.
2k+12k+1→·→+λP→→
从而,OAOBA·PB
=x1x2+y1y2+λ[x1x2+(y1-1)(y2-1)]
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=(1+λ)(1+k2)x1x2+k(x1+x2)+1 ?-2λ-4?k2+?-2λ-1?= 2k2+1=-
λ-1
-λ-2. 2k2+1
λ-1
所以,当λ=1时,-2-λ-2=-3.
2k+1→·→+λP→→=-3为定值.
此时,OAOBA·PB
→·→+λP→→当直线AB斜率不存在时,直线AB即为直线CD.当λ=1时,OAOBA·PB→·→+PC→·→=-2-1=-3. =OCODPD
→·→+λP→→为定值-3. 故存在常数λ=1,使得OAOBA·PB
x2y23.(2020·贵阳模拟)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,椭圆a2+b2=1(a>b
1
>0)的离心率为2,过椭圆右焦点F作两条互相垂直的弦AB与CD.当直线AB斜率为0时,|AB|=4.
(1)求椭圆的方程.
48
(2)若|AB|+|CD|=7,求直线AB的方程. c1
解析:(1)由题意知e=a=2,2a=4. 又a2=b2+c2,解得a=2,b=3, x2y2
所以椭圆方程为4+3=1.
(2)①当两条弦中一条弦所在直线的斜率为0时,另一条弦所在直线的斜率不存在,由题意知|AB|+|CD|=7,不满足条件.
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②当两弦所在直线的斜率均存在且不为0时,设直线AB的方程为y=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2),
1
则直线CD的方程为y=-k(x-1). 将直线AB的方程代入椭圆方程中并整理得 (3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0, 4k2-128k2
则x1+x2=,x·x=,
3+4k2123+4k2所以|AB|=k2+1|x1-x2| =k2+1·?x1+x2?2-4x1x2 12?k2+1?=.
3+4k2
?1?
12?k2+1?12?k2+1???
同理,|CD|=
4=3k2+4. 3+k212?k2+1?12?k2+1?
所以|AB|+|CD|=+
3+4k23k2+484?k2+1?248
==,解得k=±1, ?3+4k2??3k2+4?7
所以直线AB的方程为x-y-1=0或x+y-1=0. x2y2
4.如图所示,已知F(3,0)为椭圆C:a2+b2=1(a>b >0)的右焦点,B1,B2,A为椭圆的下、上、右三个 3
顶点,△B2OF与△B2OA的面积之比为2. (1)求椭圆C的标准方程.
(2)试探究在椭圆C上是否存在不同于点B1,B2的一
点P满足下列条件:点P在y轴上的投影为Q,PQ的中点为M,直线B2M交35
直线y+b=0于点N,B1N的中点为R,且△MOR的面积为10.若不存在,请说明理由;若存在,求出点P的坐标.
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1bcS△B2OF2c3
解析:(1)由已知得=1=a=2.
S△B2OA
2abx22
又c=3,所以a=2,所以b=a-c=1,所以椭圆C的标准方程为4+y
2
2
2
=1.
(2)假设存在满足条件的点P,设其坐标为P(x0,y0)(x0≠0),
2?y0-1??x0?
则Q(0,y0),且M?2,y0?.又B2(0,1),所以直线B2M的方程为y=xx+
??01.
因为x0≠0,所以y0≠1,令y=-1, ?x0?
得N?1-y,-1?.又B1(0,-1),
0???x0?则R?2?1-y?,-1?,
0??所以|MR|=
x0?2?x0
-?22?1-y??+?y0+1?2=
0??
1+y0
. 1-y0
x0?x0?
直线MR的方程为y-y0=-2y?x-2?,
?0?即2yy0+x0x-2=0,
所以点O到直线MR的距离为d=11
所以S△MOR=2|MR|·d=2
2
=1, 2
x20+4y0
1+y0352×1=10,解得y0=7, 1-y0
x2650
又4+y20=1,所以x0=±7,
?652?所以存在满足条件的点P,其坐标为?±,?.
7??7
B组 能力提升练
5.(2020·武邑模拟)已知圆F1:(x+1)2+y2=16,定点F2(1,0),A是圆F1上的一动点,线段F2A的垂直平分线交半径F1A于P点. (1)求P点的轨迹C的方程.
(2)四边形EFGH的四个顶点都在曲线C上,且对角线EG,FH过原点O,3
若kEG· kFH=-4,求证:四边形EFGH的面积为定值,并求出此定值.
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