格物学 第三章 圆锥曲线的方程3.1 椭圆

椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距-3.1 椭圆知识点专题进阶选择题自测题答案-青海省等高一数学选择必修,平均正确率52.0%

2025-06-08
椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距-3.1 椭圆知识点专题进阶选择题自测题答案-青海省等高一数学选择必修,平均正确率52.0%
1、['余弦定理及其应用', '椭圆的离心率', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率40.0%已知椭圆$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 \, ( a > b > 0 )$$的离心率为$$\frac{{\sqrt{5}}-1} {2}, \; \; F, \; \; A$$分别是它的左焦点和右顶点,$${{B}}$$是短轴的一个端点,则$${{∠}{A}{B}{F}}$$等于(

C

A.$${{6}{0}^{∘}}$$

B.$${{7}{0}^{∘}}$$

C.$${{9}{0}^{∘}}$$

D.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

2、['向量加法的定义及运算法则', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆的定义']

正确率60.0%已知$${{P}}$$是椭圆$$\frac{x^{2}} {2 5}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( 0 < b < 5 )$$上除顶点外的一点,$${{F}_{1}}$$是椭圆的左焦点,若$$\left| \frac{1} {2} ( \overrightarrow{O P}+\overrightarrow{O F_{1}} ) \right|=4.$$则点$${{P}}$$到该椭圆左焦点的距离为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{6}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{2}}$$

D.$$\frac{5} {2}$$

3、['椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率40.0%已知点$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$分别是椭圆$$\frac{x^{2}} {2 5}+\frac{y^{2}} {1 6}=1$$的左、右焦点,点$${{P}}$$在此椭圆上,则$${{△}{P}{{F}_{1}}{{F}_{2}}}$$的周长等于(

A

A.$${{1}{6}}$$

B.$${{2}{0}}$$

C.$${{1}{8}}$$

D.$${{1}{4}}$$

4、['椭圆的标准方程', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆的定义']

正确率80.0%已知椭圆$${{C}}$$:$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$的两个焦点分别为$$F_{1}, ~ F_{2}, ~ P$$是椭圆上一点$$| P F_{1} |+| P F_{2} |=1 0,$$且$${{C}}$$的短半轴长等于焦距,则椭圆$${{C}}$$的标准方程为(

D

A.$$\frac{x^{2}} {1 5}+\frac{y^{2}} {1 0}=1$$

B.$$\frac{x^{2}} {4 5}+\frac{y^{2}} {3 0}=1$$

C.$$\frac{x^{2}} {3 0}+\frac{y^{2}} {2 0}=1$$

D.$$\frac{x^{2}} {2 5}+\frac{y^{2}} {2 0}=1$$

5、['椭圆的离心率', '椭圆的定义', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率40.0%已知$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$分别是椭圆$${{C}}$$:$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$的左、右焦点,过点$${{F}_{1}}$$的直线交椭圆$${{C}}$$于$${{M}{,}{N}}$$两点,若$$\overrightarrow{M F_{1}}=3 \overrightarrow{F_{1} N},$$且$$\operatorname{c o s} \angle M N F_{2}=\frac{4} {5},$$则椭圆$${{C}}$$的离心率为(

A

A.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

B.$$\frac{\sqrt{3}} {3}$$

C.$$\frac{\sqrt2-1} {2}$$

D.$$\frac{\sqrt2-1} {3}$$

6、['椭圆的离心率', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率60.0%已知椭圆$$E_{:} \, \, \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$的左焦点为$${{F}_{1}{,}}$$右焦点为$${{F}_{2}{,}}$$若$${{E}}$$上的点$${{P}}$$满足$${{P}{{F}_{2}}{⊥}{x}}$$轴,$$\operatorname{s i n} \angle P F_{1} F_{2}=\frac{3} {5},$$则$${{E}}$$的离心率为(

A

A.$$\frac{1} {2}$$

B.$$\frac{2} {5}$$

C.$$\frac{1} {4}$$

D.$$\frac{1} {5}$$

7、['椭圆的离心率', '椭圆的标准方程', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆的定义']

正确率60.0%以$$\frac{x^{2}} {4}-\frac{y^{2}} {1 2}=-1$$的焦点为顶点,顶点为焦点的椭圆方程为$${{(}{)}}$$

B

A.$$\frac{x^{2}} {1 2}+\frac{y^{2}} {1 6}=1$$

B.$$\frac{x^{2}} {4}+\frac{y^{2}} {1 6}=1$$

C.$$\frac{x^{2}} {1 6}+\frac{y^{2}} {4}=1$$

D.$$\frac{x^{2}} {1 6}+\frac{y^{2}} {1 2}=1$$

8、['椭圆的离心率', '椭圆的对称性', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率40.0%已知$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$分别是椭圆$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 \, ( a > b > 0 )$$的左$${、}$$右焦点,若椭圆上存在点$${{P}}$$,使$$\angle F_{1} P F_{2}=9 0^{\circ},$$则椭圆的离心率$${{e}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

B

A.$$( 0, \frac{\sqrt{2}} {2} ]$$

B.$$( \frac{\sqrt{2}} {2}, 1 )$$

C.$$( 0, \frac{\sqrt{3}} {2} ]$$

D.$$( \frac{\sqrt{3}} {2}, 1 )$$

9、['椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆的定义']

正确率60.0%设$${{F}_{1}{、}{{F}_{2}}}$$是椭圆$$\frac{x^{2}} {2 5}+\frac{y^{2}} {9}=1$$的左$${、}$$右焦点,点$${{M}}$$在该椭圆上,则$${{△}{M}{{F}_{1}}{{F}_{2}}}$$的周长是$${{(}{)}}$$

D

A.$${{9}}$$

B.$${{1}{3}}$$

C.$${{1}{4}}$$

D.$${{1}{8}}$$

10、['双曲线的离心率', '椭圆的离心率', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆的定义', '双曲线的定义']

正确率40.0%已知离心率为$${{e}_{1}}$$的椭圆$$C_{1} : \frac{x^{2}} {{a_{1}}^{2}}+\frac{y^{2}} {{b_{1}}^{2}}=1 \, ( a_{1} > b_{1} > 0 )$$和离心率为$${{e}_{2}}$$的双曲线$$C_{2} \colon\frac{x^{2}} {a_{2} {}^{2}}-\frac{y^{2}} {b_{2} {}^{2}}=1$$$$( a_{2} > 0, b_{2} > 0 )$$有公共的焦点$$F_{1}, ~ F_{2}, ~ P$$是它们在第一象限的交点,且$$\angle F_{1} P F_{2}=6 0^{\circ}$$,则$$e_{1}^{2}+e_{2}^{2}$$的最小值为(

C

A.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

B.$$\frac{1+\sqrt{3}} {2}$$

C.$$\frac{2+\sqrt{3}} {2}$$

D.$$\frac{3+\sqrt{3}} {2}$$

1. 解析:

已知椭圆方程为 $$\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$$,离心率 $$e = \frac{\sqrt{5}-1}{2}$$。根据离心率定义 $$e = \frac{c}{a}$$,可得 $$c = a \cdot \frac{\sqrt{5}-1}{2}$$。

由椭圆性质,$$c^2 = a^2 - b^2$$,代入得 $$b^2 = a^2 - c^2 = a^2 \left(1 - \left(\frac{\sqrt{5}-1}{2}\right)^2\right) = a^2 \left(1 - \frac{6-2\sqrt{5}}{4}\right) = a^2 \cdot \frac{\sqrt{5}-1}{2}$$。

点 $$F$$ 为左焦点 $$(-c, 0)$$,点 $$A$$ 为右顶点 $$(a, 0)$$,点 $$B$$ 为短轴端点 $$(0, b)$$。

计算向量 $$\overrightarrow{BA} = (a, -b)$$ 和 $$\overrightarrow{BF} = (-c, -b)$$,利用向量夹角公式:

$$\cos \angle ABF = \frac{\overrightarrow{BA} \cdot \overrightarrow{BF}}{|\overrightarrow{BA}| \cdot |\overrightarrow{BF}|} = \frac{-ac + b^2}{\sqrt{a^2 + b^2} \cdot \sqrt{c^2 + b^2}}$$。

代入 $$c$$ 和 $$b^2$$ 的表达式,化简后可得 $$\cos \angle ABF = \frac{1}{2}$$,因此 $$\angle ABF = 60^\circ$$。

答案为 A

2. 解析:

椭圆方程为 $$\frac{x^{2}}{25} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$$,左焦点 $$F_1 = (-\sqrt{25 - b^2}, 0)$$。

设点 $$P = (x, y)$$,则 $$\frac{1}{2}(\overrightarrow{OP} + \overrightarrow{OF_1}) = \left(\frac{x - \sqrt{25 - b^2}}{2}, \frac{y}{2}\right)$$,其模长为 4,故:

$$\sqrt{\left(\frac{x - \sqrt{25 - b^2}}{2}\right)^2 + \left(\frac{y}{2}\right)^2} = 4$$,化简得 $$(x - \sqrt{25 - b^2})^2 + y^2 = 64$$。

又 $$P$$ 在椭圆上,满足 $$\frac{x^{2}}{25} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$$。联立解得 $$x = 5 - \sqrt{25 - b^2}$$,代入椭圆方程可得 $$b = 3$$。

因此,左焦点 $$F_1 = (-4, 0)$$,点 $$P$$ 到 $$F_1$$ 的距离为 $$\sqrt{(5 - (-4))^2 + 0^2} = 6$$。

答案为 A

3. 解析:

椭圆方程为 $$\frac{x^{2}}{25} + \frac{y^{2}}{16} = 1$$,半长轴 $$a = 5$$,半短轴 $$b = 4$$,焦距 $$c = \sqrt{a^2 - b^2} = 3$$。

焦点 $$F_1 = (-3, 0)$$,$$F_2 = (3, 0)$$。点 $$P$$ 在椭圆上,由椭圆定义有 $$|PF_1| + |PF_2| = 2a = 10$$。

因此,$$\triangle PF_1F_2$$ 的周长为 $$|PF_1| + |PF_2| + |F_1F_2| = 10 + 6 = 16$$。

答案为 A

4. 解析:

椭圆定义 $$|PF_1| + |PF_2| = 2a = 10$$,故 $$a = 5$$。短半轴长等于焦距,即 $$b = 2c$$。

由 $$c^2 = a^2 - b^2$$,代入得 $$c^2 = 25 - 4c^2$$,解得 $$c = \sqrt{5}$$,$$b = 2\sqrt{5}$$。

因此,椭圆方程为 $$\frac{x^{2}}{25} + \frac{y^{2}}{20} = 1$$。

答案为 D

5. 解析:

设 $$|F_1N| = d$$,则 $$|MF_1| = 3d$$。由椭圆定义,$$|MF_2| = 2a - 3d$$,$$|NF_2| = 2a - d$$。

在 $$\triangle MNF_2$$ 中,由余弦定理:

$$\cos \angle MNF_2 = \frac{(2a - d)^2 + (4d)^2 - (2a - 3d)^2}{2 \cdot (2a - d) \cdot 4d} = \frac{4}{5}$$。

化简得 $$a = 2d$$。代入椭圆性质 $$c^2 = a^2 - b^2$$,进一步计算可得离心率 $$e = \frac{\sqrt{2}}{2}$$。

答案为 A

6. 解析:

设椭圆方程为 $$\frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$$,焦距 $$c = \sqrt{a^2 - b^2}$$。

点 $$P$$ 满足 $$PF_2 \perp x$$ 轴,故 $$P = (c, \frac{b^2}{a})$$。由 $$\sin \angle PF_1F_2 = \frac{3}{5}$$,得 $$\frac{b^2/a}{2c} = \frac{3}{5}$$。

化简得 $$5b^2 = 6ac$$,代入 $$c^2 = a^2 - b^2$$,解得离心率 $$e = \frac{1}{2}$$。

答案为 A

7. 解析:

双曲线方程为 $$\frac{x^{2}}{4} - \frac{y^{2}}{12} = -1$$,即 $$\frac{y^{2}}{12} - \frac{x^{2}}{4} = 1$$,其焦点在 $$y$$ 轴上,顶点为 $$(0, \pm 2\sqrt{3})$$,焦点为 $$(0, \pm 4)$$。

所求椭圆以双曲线的焦点为顶点,故 $$a = 4$$;以双曲线的顶点为焦点,故 $$c = 2\sqrt{3}$$,$$b = \sqrt{a^2 - c^2} = 2$$。

因此,椭圆方程为 $$\frac{x^{2}}{4} + \frac{y^{2}}{16} = 1$$。

答案为 B

8. 解析:

设椭圆上点 $$P$$ 满足 $$\angle F_1PF_2 = 90^\circ$$,则 $$|PF_1|^2 + |PF_2|^2 = |F_1F_2|^2 = 4c^2$$。

由椭圆定义 $$|PF_1| + |PF_2| = 2a$$,平方得 $$|PF_1|^2 + |PF_2|^2 + 2|PF_1||PF_2| = 4a^2$$。

联立得 $$4c^2 + 2|PF_1||PF_2| = 4a^2$$,即 $$|PF_1||PF_2| = 2(a^2 - c^2) = 2b^2$$。

由几何不等式,$$|PF_1||PF_2| \leq \left(\frac{|PF_1| + |PF_2|}{2}\right)^2 = a^2$$,故 $$2b^2 \leq a^2$$,即 $$2(a^2 - c^2) \leq a^2$$,化简得 $$e \geq \frac{\sqrt{2}}{2}$$。

又 $$e < 1$$,故 $$e \in \left[\frac{\sqrt{2}}{2}, 1\right)$$。

答案为 B

9. 解析:

椭圆方程为 $$\frac{x^{2}}{25} + \frac{y^{2}}{9} = 1$$,半长轴 $$a = 5$$,半短轴 $$b = 3$$,焦距 $$c = \sqrt{a^2 - b^2} = 4$$。

焦点 $$F_1 = (-4, 0)$$,$$F_2 = (4, 0)$$。点 $$M$$ 在椭圆上,由椭圆定义有 $$|MF_1| + |MF_2| = 2a = 10$$。

因此,$$\triangle MF_1F_2$$ 的周长为 $$|MF_1| + |MF_2| + |F_1F_2| = 10 + 8 = 18$$。

答案为 D

10. 解析:

设公共焦距为 $$2c$$,椭圆和双曲线的离心率分别为 $$e_1 = \frac{c}{a_1}$$,$$e_2 = \frac{c}{a_2}$$。

由椭圆和双曲线的性质,点 $$P$$ 满足 $$|PF_1| + |PF_2| = 2a_1$$ 和 $$||PF_1| - |PF_2|| = 2a_2$$。

在 $$\triangle F_1PF_2$$ 中,由余弦定理:

$$4c^2 = |PF_1|^2 + |PF_2|^2 - 2|PF_1||PF_2|\cos 60^\circ$$。

联立解得 $$e_1^2 + e_2^2 \geq \frac{2 + \sqrt{3}}{2}$$,当且仅当 $$|PF_1| = (1 + \sqrt{3})a_2$$ 时取等。

答案为 C

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