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- 2021-06-10 发布
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课时跟踪检测(五十四) 破题上——着眼4点找到解题突破口
1.已知椭圆C经过点,且与椭圆E:+y2=1有相同的焦点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若动直线l:y=kx+m与椭圆C有且只有一个公共点P,且与直线x=4交于点Q,问:以线段PQ为直径的圆是否经过一定点M?若存在,求出定点M的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)椭圆E的焦点为(±1,0),
设椭圆C的标准方程为+=1(a>b>0),
则解得
所以椭圆C的标准方程为+=1.
(2)联立消去y,
得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
所以Δ=64k2m2-4(3+4k2)(4m2-12)=0,
即m2=3+4k2.
设P(xP,yP),
则xP==-,yP=kxP+m=-+m=,
即P.假设存在定点M(s,t)满足题意,
因为Q(4,4k+m),
则MP=,MQ=(4-s,4k+m-t),
所以MP·MQ=(4-s)+(4k+m-t)=-(1-s)-t+(s2-4s+3+t2)=0恒成立,
故解得
所以存在点M(1,0)符合题意.
2.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的短轴长为2,离心率为,点A(3,0),P是C上的动点,F为C的左焦点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点P在y轴的右侧,以AP为底边的等腰△ABP的顶点B在y轴上,求四边形FPAB面积的最小值.
解:(1)依题意得解得
∴椭圆C的方程是+=1.
(2)设P(x0,y0)(-<y0<,y0≠0,x0>0),
线段AP的中点为M,
则AP的中点M,直线AP的斜率为,
由△ABP是以AP为底边的等腰三角形,可得BM⊥AP,
∴直线AP的垂直平分线方程为
y-=-,
令x=0得B,
∵+=1,∴B,
∵F(-2,0),
∴四边形FPAB的面积S=
=≥5,
当且仅当2|y0|=,即y0=±时等号成立,
四边形FPAB面积的最小值为5.
3.椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,离心率为,过点F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点P是椭圆C上除长轴端点外的任一点,连接PF1,PF2,设∠F1PF2的角平分线PM交C的长轴于点M(m,0),求m的取值范围.
解:(1)将x=-c代入椭圆的方程+=1,得y=±.
由题意知=1,故a=2b2.又e==,则=,即a=2b,所以a=2,b=1,
故椭圆C的方程为+y2=1.
(2)由PM是∠F1PF2的角平分线,
可得=,即=.
设点P(x0,y0)(-2<x0<2),
又点F1(-,0),F2(,0),M(m,0),
则|PF1|= =2+x0,
|PF2|= =2-x0.
又|F1M|=|m+|,|F2M|=|m-|,且-<m<,
所以|F1M|=m+,|F2M|=-m.
所以=,化简得m=x0,
而-2<x0<2,因此-<m<.
故实数m的取值范围为.
4.(2018·沈阳模拟)已知椭圆+=1(a>b>0)的左,右焦点分别为F1,F2,且|F1F2|=6,直线y=kx与椭圆交于A,B两点.
(1)若△AF1F2的周长为16,求椭圆的标准方程;
(2)若k=,且A,B,F1,F2四点共圆,求椭圆离心率e的值;
(3)在(2)的条件下,设P(x0,y0)为椭圆上一点,且直线PA的斜率k1∈(-2,-1),试求直线PB的斜率k2的取值范围.
解:(1)由题意得c=3,根据2a+2c=16,得a=5.结合a2=b2+c2,解得a2=25,b2=16.所以椭圆的标准方程为+=1.
(2)由得x2-a2b2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2).
所以x1+x2=0,x1x2=,
由AB,F1F2互相平分且共圆,易知,AF2⊥BF2,
因为=(x1-3,y1),=(x2-3,y2),
所以·=(x1-3)(x2-3)+y1y2
=x1x2+9=0.
即x1x2=-8,所以有=-8,
结合b2+9=a2,解得a2=12,
所以离心率e=.
(3)由(2)的结论知,椭圆方程为+=1,
由题可知A(x1,y1),B(-x1,-y1),k1=,k2=,
所以k1k2=,
又==-,
即k2=-,
由-2<k1<-1可知,<k2<.
即直线PB的斜率k2∈.