一、选择题
1.如果方程x2+ky2=2表示焦点在y轴上的椭圆,那么实数k的取值范围是( )
A.(0,+∞) B.(0,2)C.(1,+∞) D.(0,1)
【解析】 将所给方程x2+ky2=2转化为标准形式,即+=1,因为焦点在y轴上,所以有>2,于是0<k<1.【答案】 D
2.双曲线的两条准线把两焦点所连线段三等分,则它的离心率为( )
A. B.C. D.2
【解析】 由题意知=,∴=3,∴e==.【答案】 B
3.已知双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,准线为l1,l2,两顶点为A1,A2,如图2-5-4所示.已知F1F2=10,A1A2=6,若双曲线右支上一点P到l2的距离是5,则PF2为( )
图2-5-4
A. B.C. D.
【解析】 由已知得a=3,c=5,则双曲线的离心率e=,由圆锥曲线的统一定义得=,
∴PF2=.
【答案】 B
4.过双曲线M:x2-=1的左顶点A作斜率为1的直线l,若l与双曲线M的两条渐近线分别相交于点B、C,且|AB|=|BC|,则双曲线M的离心率是( )
A. B.C. D.
【解析】 直线l的方程为y=x+1与渐近线y=bx的交点
为C(,),AC的中点为(,),在渐近线y=-bx上,则=-b·,b=3,c==,e==.
【答案】 A二、填空题
5.已知双曲线的两焦点为F1,F2,焦距为2,点P在双曲线上,且满足∠F1PF2=90°,又PF1-PF2=4,则△F1PF2的面积为________.
【解析】 由题意知
由①得PF+PF-2PF1·PF2=16,把②代入得PF1·PF2=2,∴S△F1PF2=PF1·PF2=1.
【答案】 1
6.如图2-5-5,把椭圆+=1的长轴AB分成8等分,过每个分点作x轴的垂线交椭圆的上半部分于P1,P2,…,P7七个点,F是椭圆的一个焦点,则|P1F|+|P2F|+…+|P7F|=________.
图2-5-5
【解析】 由椭圆的对称性可知,P1与P7,P2与P6,P3与P5关于y轴对称,故P1到右焦点的距离与P7到左焦点的距离是相等的,同理可得,P2到右焦点的距离与P6到左焦点的距离是相等的,P3到右焦点的距离与P5到左焦点的距离是相等的,由椭圆的定义知,|P1F|+|P2F|+…+|P7F|=7a=35.
【答案】 35三、解答题
7.如图2-5-6所示,已知椭圆的左右两个焦点分别为F1,F2,且椭圆的长轴长为10,焦距为6,P为椭圆上一点,且满足cos∠F1PF2=,求△F1PF2的面积.
图2-5-6
【解】 由椭圆的定义,PF1+PF2=10,①在△F1PF2中,由余弦定理
F1F=PF+PF-2PF1·PF2·cos∠F1PF2,即PF+PF-PF1PF2=36,②①2-②整理得PF1·PF2=24,
因此S△F1PF2=PF1·PF2·sin∠F1PF2=×24× =8.
8.已知点A(1,2)在椭圆+=1内,F的坐标为(2,0),在椭圆上求一点P使|PA|+2|PF|最小.
【解】 如图所示,∵a2=16,b2=12,∴c2=4,c=2.
∴F为椭圆的右焦点,并且离心率e==.
设P到右准线的距离为d.则|PF|=d,d=2|PF|.
∴|PA|+2|PF|=|PA|+d.
由几何性质可知,当P点的纵坐标(横坐标大于零)与A点的纵坐标相同时,|PA|+d最小.
把y=2代入+=1,得x=(x=-舍去).即点P(,2)为所求.
9.离心率为黄金比的椭圆称为“优美椭圆”.设+=1(a>b>0)是优美椭圆.
关于“优美椭圆”的下列性质请给予证明.(1)过椭圆的右焦点F作x轴的垂线交椭圆于P、Q两点,则·=0(O为原点);
(2)若A是椭圆的左顶点,B、C是短轴两个顶点,F是右焦点,则A,B,C,F四点共圆.
【证明】 (1)∵e=,
∴e是方程x2+x-1=0的根,
∴e2+e-1=0,
即()2+-1=0,∴a2-c2=ac,即b2=ac.又∵P(c,),Q(c,-),∴·=c2-===0.
(2)由b2=ac,∴|OB|2=|OA||OF|,∴△FBO∽△BAO,∴∠FBA=90°,同理∠FCA=90°,
∴A、B、C、F四点共圆.
10.(2012·安徽高考)如图,F1、F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,A是椭圆C的顶点,B是直线AF2与椭圆C的另一个交点,∠F1AF2=60°.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)已知△AF1B的面积为40,求a,b的值.
【解】 (1)由题意可知,△AF1F2为等边三角形,a=2c,所以e=.(2)方法一 a2=4c2,b2=3c2,直线AB的方程为y=-(x-c),将其代入椭圆方程3x2+4y2=12c2,得B(c,-c),所以|AB|=·|c-0|=c.
由S△AF1B=|AF1|·|AB|·sin∠F1AB
=a·c·=a2=40,解得a=10,b=5.
方法二 设|AB|=t.因为|AF2|=a,所以|BF2|=t-a.
由椭圆定义|BF1|+|BF2|=2a可知,|BF1|=3a-t,再由余弦定理(3a-t)2=a2+t2-2atcos 60°可得,t=a.由S△AF1B=a·a·=a2=40知,a=10,b=5.