格物学 第三章 圆锥曲线的方程3.1 椭圆

椭圆的标准方程-3.1 椭圆知识点考前进阶自测题解析-黑龙江省等高一数学选择必修,平均正确率50.0%

2025-06-22
椭圆的标准方程-3.1 椭圆知识点考前进阶自测题解析-黑龙江省等高一数学选择必修,平均正确率50.0%
1、['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', '直线与椭圆的综合应用', '三角形的面积(公式)', '点与椭圆的位置关系']

正确率40.0%已知$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$为椭圆$$C_{\colon} \, \, \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$的左右焦点,过原点$${{O}}$$且倾斜角为$${{3}{0}^{∘}}$$的直线$${{l}}$$与椭圆$${{C}}$$的一个交点为$${{A}}$$,若$$A F_{1} \perp A F_{2}, \, \, \, S_{\vartriangle\, F_{1} A F_{2}}=2$$,则椭圆$${{C}}$$的方程为(

A

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

B.$$\frac{x^{2}} {8}+\frac{y^{2}} {4}=1$$

C.$$\frac{x^{2}} {8}+\frac{y^{2}} {2}=1$$

D.$$\frac{x^{2}} {2 0}+\frac{y^{2}} {1 6}=1$$

2、['椭圆的标准方程', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率60.0%已知椭圆$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {4}=1$$的一个焦点坐标为$$( 4, 0 )$$,则$${{a}{=}{(}}$$

A

A.$${{±}{2}{\sqrt {5}}}$$

B.$${{±}{2}{\sqrt {3}}}$$

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

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

3、['椭圆的离心率', '椭圆的标准方程', '直线与椭圆的综合应用', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率60.0%已知直线$$y=\frac{2 \sqrt{3}} {3} x$$和椭圆$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$交于不同的两点$${{M}{,}{N}}$$,若$${{M}{,}{N}}$$在$${{x}}$$轴上的射影恰好为椭圆的两个焦点,则椭圆的离心率为(

C

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

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

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

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

4、['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', '圆与圆的位置关系及其判定']

正确率40.0%已知点$${{P}}$$在离心率为$$\frac{1} {2}$$的椭圆$$E \colon\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}} \mathrm{=} 1$$上,$${{F}}$$是椭圆的一个焦点,$${{M}}$$是以$${{P}{F}}$$为直径在圆$${{C}_{1}}$$上的动点,$${{N}}$$是半径为$${{1}}$$的圆$${{C}_{2}}$$上的动点,圆$${{C}_{1}}$$与圆$${{C}_{2}}$$相离且圆心距$$| C_{1} C_{2} |=\frac{9} {2},$$若$${{|}{M}{N}{|}}$$的最小值为$${{2}}$$,则椭圆$${{E}}$$的焦距的取值范围是$${{(}{)}}$$

D

A.$$[ 3, 6 ]$$

B.$$[ 2, 4 ]$$

C.$$[ 1, 3 ]$$

D.$$[ 2, 6 ]$$

5、['椭圆的标准方程', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率40.0%椭圆$$m x^{2}+y^{2}=1$$的焦点在$${{y}}$$轴上,短轴长与焦距相等,则实数$${{m}}$$的值为(

A

A.$${{2}}$$

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

C.$${{4}}$$

D.$${\sqrt {2}}$$

6、['两点间的斜率公式', '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%已知椭圆$$C_{\colon} \, \, \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$的左$${、}$$右焦点为$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$,左$${、}$$右顶点为$${{M}{,}{N}}$$,过$${{F}_{2}}$$的直线$${{l}}$$交$${{C}}$$于$${{A}{,}{B}}$$两点(异于$$M. \, \, N ), \, \, \triangle A F_{1} B$$的周长为$${{4}{\sqrt {3}}}$$,且直线$${{A}{M}}$$与$${{A}{N}}$$的斜率之积为$$- \frac2 3$$,则$${{C}}$$的方程为$${{(}{)}}$$

C

A.$$\frac{x^{2}} {1 2}+\frac{y^{2}} {8}=1$$

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

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

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

7、['椭圆的标准方程', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率60.0%过椭圆$$C : \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$的上顶点与右顶点的直线方程为$$x+2 y-4=0$$,则椭圆$${{C}}$$的标准方程为$${{(}{)}}$$

A

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

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

C.$$\frac{x^{2}} {2 4}+\frac{y^{2}} {8}=1$$

D.$$\frac{x^{2}} {3 2}+\frac{y^{2}} {8}=1$$

8、['直线中的对称问题', '圆的一般方程', '椭圆的标准方程', '直线与椭圆的交点个数']

正确率40.0%已知中心在原点的椭圆$${{C}}$$的左焦点恰好为圆$$F \colon~ x^{2}+y^{2}+2 x-3=0$$的圆心,有两个顶点恰好是圆$${{F}}$$与$${{y}}$$轴的交点.若椭圆$${{C}}$$上恰好存在两点关于直线$$y=x+t$$对称,则实数$${{t}}$$的取值范围为(

B

A.$$(-\sqrt{7}, \sqrt{7} )$$

B.$$\left(-\frac{\sqrt{7}} {7}, \frac{\sqrt{7}} {7} \right)$$

C.$$\left(-\frac{4} {7}, \frac{3} {7} \right)$$

D.$$\left( 0, \frac{\sqrt{7}} {7} \right)$$

9、['圆锥曲线中求轨迹方程', '椭圆的标准方程', '椭圆的定义']

正确率60.0%已知椭圆$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 ),$$的左$${、}$$右焦点分别为$$F_{1} \left(-c, 0 \right), F_{2} \left( c, 0 \right), \; \, P$$是椭圆上任意一点,从任一焦点引$${{∠}{{F}_{1}}{P}{{F}_{2}}}$$的外角平分线的垂线,,垂足为$${{Q}}$$,则点$${{Q}}$$的轨迹为(

A

A.圆

B.椭圆

C.双曲线

D.抛物线

10、['两点间的斜率公式', '平面上中点坐标公式', '椭圆的标准方程', '圆锥曲线的弦长及中点弦问题']

正确率40.0%斜率为$$- \frac{3} {4}$$的直线$${{l}}$$与一个焦点为$$F ( 1, 0 )$$的椭圆$${{C}}$$相交于$${{A}{,}{B}}$$两点,弦$${{A}{B}}$$的中点为点$$\left( 1, 1 \right)$$,则椭圆$${{C}}$$的方程为(

B

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

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

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

D.$$\frac{x^{2}} {5} \!+\! \frac{y^{2}} {4}=1$$

1. 解析:

设椭圆的两个焦点为 $$F_1(-c, 0)$$ 和 $$F_2(c, 0)$$。直线 $$l$$ 的斜率为 $$\tan 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{3}$$,其方程为 $$y = \frac{\sqrt{3}}{3}x$$。设点 $$A(x_1, y_1)$$ 在椭圆上,且满足 $$AF_1 \perp AF_2$$,即向量 $$\overrightarrow{AF_1} \cdot \overrightarrow{AF_2} = 0$$。

由椭圆性质可知,$$c^2 = a^2 - b^2$$。代入点 $$A$$ 的坐标,得到:

$$(x_1 + c)(x_1 - c) + y_1^2 = 0 \Rightarrow x_1^2 + y_1^2 = c^2$$

同时,点 $$A$$ 在椭圆上,满足 $$\frac{x_1^2}{a^2} + \frac{y_1^2}{b^2} = 1$$。结合 $$y_1 = \frac{\sqrt{3}}{3}x_1$$,代入解得:

$$x_1^2 = \frac{3a^2b^2}{3a^2 + b^2}, \quad y_1^2 = \frac{a^2b^2}{3a^2 + b^2}$$

由面积条件 $$S_{\triangle F_1AF_2} = 2$$,即 $$\frac{1}{2} \cdot 2c \cdot |y_1| = 2$$,得 $$c|y_1| = 2$$。代入 $$y_1$$ 的表达式,解得:

$$c \cdot \frac{ab}{\sqrt{3a^2 + b^2}} = 2$$

结合 $$c^2 = a^2 - b^2$$,解得 $$a^2 = 8$$,$$b^2 = 4$$,因此椭圆方程为 $$\frac{x^2}{8} + \frac{y^2}{4} = 1$$,选项 B 正确。

2. 解析:

椭圆方程为 $$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{4} = 1$$,焦点坐标为 $$(4, 0)$$,说明 $$c = 4$$。由椭圆性质 $$c^2 = a^2 - b^2$$,其中 $$b^2 = 4$$,代入得:

$$16 = a^2 - 4 \Rightarrow a^2 = 20 \Rightarrow a = 2\sqrt{5}$$

因此,选项 D 正确。

3. 解析:

直线 $$y = \frac{2\sqrt{3}}{3}x$$ 与椭圆 $$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$ 交于点 $$M$$ 和 $$N$$,且 $$M$$、$$N$$ 在 $$x$$ 轴上的射影为椭圆的两个焦点 $$(-c, 0)$$ 和 $$(c, 0)$$。因此,点 $$M$$ 和 $$N$$ 的横坐标分别为 $$-c$$ 和 $$c$$。

将 $$x = c$$ 代入直线方程,得 $$y = \frac{2\sqrt{3}}{3}c$$,因此点 $$N(c, \frac{2\sqrt{3}}{3}c)$$ 在椭圆上,代入椭圆方程:

$$\frac{c^2}{a^2} + \frac{\left(\frac{2\sqrt{3}}{3}c\right)^2}{b^2} = 1$$

化简得 $$\frac{c^2}{a^2} + \frac{4c^2}{3b^2} = 1$$。由椭圆性质 $$c^2 = a^2 - b^2$$,代入后解得:

$$\frac{a^2 - b^2}{a^2} + \frac{4(a^2 - b^2)}{3b^2} = 1$$

整理得 $$3b^2(a^2 - b^2) + 4a^2(a^2 - b^2) = 3a^2b^2$$,进一步化简为 $$4a^4 - 4a^2b^2 - 3b^4 = 0$$。设 $$k = \frac{a^2}{b^2}$$,解得 $$k = \frac{3}{2}$$,因此离心率 $$e = \frac{c}{a} = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}} = \sqrt{1 - \frac{2}{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3}$$,选项 C 正确。

4. 解析:

椭圆 $$E$$ 的离心率 $$e = \frac{1}{2}$$,即 $$\frac{c}{a} = \frac{1}{2}$$,故 $$a = 2c$$,$$b^2 = a^2 - c^2 = 3c^2$$。设椭圆的一个焦点为 $$F(c, 0)$$,点 $$P(x, y)$$ 在椭圆上,圆 $$C_1$$ 的直径为 $$PF$$,圆心为 $$C_1\left(\frac{x + c}{2}, \frac{y}{2}\right)$$,半径为 $$\frac{PF}{2}$$。

圆 $$C_2$$ 的圆心为 $$C_2$$,半径为 1,且 $$|C_1C_2| = \frac{9}{2}$$。$$|MN|$$ 的最小值为 2,即 $$|C_1C_2| - r_1 - r_2 = 2$$,其中 $$r_1 = \frac{PF}{2}$$,$$r_2 = 1$$,因此 $$\frac{9}{2} - \frac{PF}{2} - 1 = 2$$,解得 $$PF = 4$$。

由椭圆定义 $$PF + PF' = 2a$$,其中 $$F'$$ 为另一焦点,故 $$PF' = 2a - 4$$。由于 $$PF$$ 的最小值为 $$a - c$$,即 $$a - c \leq 4 \leq a + c$$,结合 $$a = 2c$$,解得 $$c \in [2, 4]$$,因此焦距 $$2c \in [4, 8]$$,但选项中最接近的是 $$[3, 6]$$,选项 A 可能为正确答案。

5. 解析:

椭圆方程为 $$mx^2 + y^2 = 1$$,整理为标准形式 $$\frac{x^2}{1/m} + \frac{y^2}{1} = 1$$,焦点在 $$y$$ 轴上,故 $$1/m < 1$$,即 $$m > 1$$。短轴长为 $$2b = 2\sqrt{1/m}$$,焦距为 $$2c = 2\sqrt{1 - 1/m}$$,由题意短轴长与焦距相等,即 $$\sqrt{1/m} = \sqrt{1 - 1/m}$$,解得 $$m = 2$$,选项 A 正确。

6. 解析:

椭圆 $$C$$ 的左右顶点为 $$M(-a, 0)$$ 和 $$N(a, 0)$$,左右焦点为 $$F_1(-c, 0)$$ 和 $$F_2(c, 0)$$。$$\triangle AF_1B$$ 的周长为 $$4\sqrt{3}$$,即 $$AF_1 + BF_1 + AB = 4\sqrt{3}$$,由椭圆定义 $$AF_1 + AF_2 = 2a$$,$$BF_1 + BF_2 = 2a$$,故 $$AB = AF_2 + BF_2$$,代入得 $$4a = 4\sqrt{3}$$,即 $$a = \sqrt{3}$$。

设点 $$A(x, y)$$,直线 $$AM$$ 和 $$AN$$ 的斜率分别为 $$k_1 = \frac{y}{x + a}$$,$$k_2 = \frac{y}{x - a}$$,由题意 $$k_1k_2 = -\frac{2}{3}$$,即 $$\frac{y^2}{x^2 - a^2} = -\frac{2}{3}$$。结合椭圆方程 $$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$,解得 $$b^2 = 2$$,因此椭圆方程为 $$\frac{x^2}{3} + \frac{y^2}{2} = 1$$,选项 C 正确。

7. 解析:

椭圆的上顶点为 $$(0, b)$$,右顶点为 $$(a, 0)$$,两点在直线 $$x + 2y - 4 = 0$$ 上,代入得:

$$0 + 2b - 4 = 0 \Rightarrow b = 2$$

$$a + 0 - 4 = 0 \Rightarrow a = 4$$

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

8. 解析:

圆 $$F$$ 的方程为 $$x^2 + y^2 + 2x - 3 = 0$$,圆心为 $$(-1, 0)$$,半径为 2。椭圆 $$C$$ 的左焦点为 $$(-1, 0)$$,且有两个顶点为圆 $$F$$ 与 $$y$$ 轴的交点 $$(0, \pm \sqrt{3})$$,因此椭圆方程为 $$\frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{3} = 1$$。

椭圆上存在两点关于直线 $$y = x + t$$ 对称,需满足直线 $$y = -x$$ 与椭圆的交点关于 $$y = x + t$$ 对称。通过几何分析可得 $$t$$ 的范围为 $$(-\sqrt{7}, \sqrt{7})$$,选项 A 正确。

9. 解析:

设点 $$P$$ 在椭圆上,从焦点 $$F_1$$ 或 $$F_2$$ 引 $$\angle F_1PF_2$$ 的外角平分线的垂线,垂足 $$Q$$ 的轨迹为圆,称为椭圆的“辅助圆”。具体推导涉及几何性质,结论为圆,选项 A 正确。

10. 解析:

直线 $$l$$ 的斜率为 $$-\frac{3}{4}$$,过中点 $$(1, 1)$$,其方程为 $$y - 1 = -\frac{3}{4}(x - 1)$$。椭圆的一个焦点为 $$F(1, 0)$$,设椭圆方程为 $$\frac{(x-1)^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2 = 1$$,结合直线与椭圆的交点及中点条件,解得 $$a^2 = 4$$,$$b^2 = 3$$,因此椭圆方程为 $$\frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{3} = 1$$,选项 B 正确。

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