格物学 第三章 圆锥曲线的方程3.1 椭圆

椭圆的简单几何性质-3.1 椭圆知识点月考基础选择题自测题答案-江西省等高一数学选择必修,平均正确率72.0%

2025-05-31
椭圆的简单几何性质-3.1 椭圆知识点月考基础选择题自测题答案-江西省等高一数学选择必修,平均正确率72.0%
1、['余弦定理及其应用', '椭圆的简单几何性质']

正确率80.0%已知$${{F}_{1}}$$,$${{F}_{2}}$$是椭圆$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {9}=1 ( a > 3 )$$的左、右焦点,$${{P}}$$为椭圆上一点且$$\angle F_{1} P F_{2}=1 2 0 \, {}^{\circ}$$,则$$| P F_{1} | \cdot| P F_{2} |$$的值为$${{(}{)}}$$

A.$${{1}{8}}$$

B.$${{3}{6}}$$

C.$${{3}{6}{\sqrt {3}}}$$

D.与$${{a}}$$的取值有关

2、['直线与椭圆的综合应用', '椭圆的简单几何性质']

正确率40.0%已知斜率存在的直线$${{l}}$$与椭圆$$\frac{x^{2}} {1 6}+\frac{y^{2}} {4}=1$$交于$${{A}}$$,$${{B}}$$两点,且$${{l}}$$与圆$${{C}}$$:$$( x-1 )^{2}+y^{2}=1$$切于点$${{P}{.}}$$若$${{P}}$$为线段$${{A}{B}}$$的中点,则直线$${{P}{C}}$$的斜率为$${{(}{)}}$$

A.$${{2}{\sqrt {2}}}$$

B.$${{−}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{2}{\sqrt {2}}}$$或$${{−}{2}{\sqrt {2}}}$$

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

3、['椭圆的简单几何性质', '双曲线的简单几何性质', '直线与圆锥曲线的其他应用']

正确率80.0%设$${{F}_{1}}$$,$${{F}_{2}}$$分别为椭圆$$C_{\colon} \ \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$与双曲线$$C_{1} \colon~ \frac{x^{2}} {a_{1}^{2}}-\frac{y^{2}} {b_{1}^{2}}=1 ( a_{1} > 0, b_{1} > 0 )$$的公共焦点,它们在第一象限内交于点$${{M}}$$,$$\angle F_{1} M F_{2}=6 0^{\, \circ}$$,若椭圆$${{C}}$$的离心率$$e \in[ \frac{\sqrt{2}} {2}, \frac{\sqrt{3}} {2} ]$$,则双曲线$${{C}_{1}}$$的离心率$${{e}_{1}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

A.$$[ \frac{\sqrt{5}} {2}, \frac{\sqrt{6}} {2} ]$$

B.$$( \frac{\sqrt6} {2},+\infty)$$

C.$$[ \frac{\sqrt6} {2}, \frac{\sqrt{1 4}} {2} ]$$

D.$$[ \frac{3 \sqrt{2}} {4}, \frac{\sqrt{6}} {2} ]$$

4、['椭圆的定义', '椭圆的简单几何性质']

正确率80.0%已知椭圆$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {2}=1$$的左、右焦点分别为$${{F}_{1}}$$,$${{F}_{2}}$$,点$${{P}}$$在椭圆上,若$$| P F_{1} |=4$$,$$\angle F_{1} P F_{2}=1 2 0 \, {}^{\circ}$$,则实数$${{a}}$$的值为$${{(}{)}}$$

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

5、['椭圆的简单几何性质', '与圆有关的轨迹问题']

正确率80.0%已知$${{F}_{1}}$$,$${{F}_{2}}$$分别为椭圆$${{E}}$$:$$\frac{x^{2}} {9}+y^{2}=1$$的左、右焦点,$${{P}}$$是椭圆$${{E}}$$上一动点,$${{G}}$$点是三角形$${{P}{{F}_{1}}{{F}_{2}}}$$的重心,则点$${{G}}$$的轨迹方程为$${{(}{)}}$$

A.$$x^{2}+9 y^{2}=1$$

B.$$x^{2}+9 y^{2}=1 ( y \neq0 )$$

C.$$\frac{x^{2}} {8 1}+\frac{y^{2}} {9}=1$$

D.$$\frac{x^{2}} {8 1}+\frac{y^{2}} {9}=1 ( y \neq0 )$$

6、['充分、必要条件的判定', '椭圆的简单几何性质']

正确率80.0%已知曲线$$C \colon~ \frac{x^{2}} {4 a}+\frac{y^{2}} {3 a+2}=1$$,则“$${{a}{>}{0}}$$”是“曲线$${{C}}$$是椭圆”的$${{(}{)}}$$

A.充要条件

B.充分不必要条件

C.必要不充分条件

D.既不充分也不必要条件

7、['椭圆的简单几何性质', '椭圆及其标准方程']

正确率80.0%方程$$\frac{x^{2}} {k-4}+\frac{y^{2}} {1 0-k}=1$$表示焦点在$${{x}}$$轴上的椭圆,则实数$${{k}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$$( 4,+\infty)$$

B.$$( 4, 7 )$$

C.$$( 7, 1 0 )$$

D.$$( 4, 1 0 )$$

8、['椭圆的简单几何性质']

正确率80.0%已知椭圆$$\frac{x^{2}} {4}+\frac{y^{2}} {2}=1$$的左、右焦点分别为$${{F}_{1}}$$,$${{F}_{2}}$$,点$${{P}}$$在椭圆上,且$$| P F_{1} |=3$$,则$${{△}{P}{{F}_{1}}{{F}_{2}}}$$的面积为$${{(}{)}}$$

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

B.$${\sqrt {2}}$$

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

D.$${\sqrt {3}}$$

9、['椭圆的简单几何性质']

正确率80.0%法国数学家加斯帕尔$${{⋅}}$$蒙日发现:与椭圆相切的两条垂直切线的交点的轨迹是以椭圆中心为圆心的圆$${{.}}$$我们通常把这个圆称为该椭圆的蒙日圆$${{.}}$$已知椭圆$$C_{\colon} \ \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$的蒙日圆方程为$$x^{2}+y^{2}=a^{2}+b^{2}$$,现有椭圆$$C \colon~ \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {1 6}=1$$的蒙日圆上一个动点$${{M}}$$,过点$${{M}}$$作椭圆$${{C}}$$的两条切线,与该蒙日圆分别交于$${{P}}$$,$${{Q}}$$两点,若$${{△}{M}{P}{Q}}$$面积的最大值为$${{4}{1}}$$,则椭圆$${{C}}$$的长轴长为$${{(}{)}}$$

A.$${{5}}$$

B.$${{1}{0}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{1}{2}}$$

10、['椭圆的简单几何性质']

正确率40.0%已知椭圆$$\frac{x^{2}} {1 2}+\frac{y^{2}} {3}=1$$的左右焦点分别为$${{F}_{1}}$$,$${{F}_{2}}$$,点$${{P}}$$是椭圆上一点,且$${{△}{{F}_{1}}{P}{{F}_{2}}}$$是直角三角形,$${{△}{{F}_{1}}{P}{{F}_{2}}}$$的面积等于$${{(}{)}}$$

A.$${{3}}$$

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

C.$${{3}}$$或$$\frac{3 \sqrt{3}} {2}$$

D.$${{3}}$$或$${{3}{\sqrt {3}}}$$

1. 椭圆方程为 $$\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{9}=1$$,焦距 $$c=\sqrt{a^{2}-9}$$。设 $$|PF_{1}|=r_{1}$$,$$|PF_{2}|=r_{2}$$,由椭圆性质知 $$r_{1}+r_{2}=2a$$。在 $$\triangle F_{1}PF_{2}$$ 中,由余弦定理:
$$(2c)^{2}=r_{1}^{2}+r_{2}^{2}-2r_{1}r_{2}\cos120^{\circ}$$
代入 $$4c^{2}=r_{1}^{2}+r_{2}^{2}+r_{1}r_{2}$$,结合 $$(r_{1}+r_{2})^{2}=4a^{2}$$ 得 $$4c^{2}=4a^{2}-3r_{1}r_{2}$$。
解得 $$r_{1}r_{2}=\frac{4(a^{2}-c^{2})}{3}=\frac{4 \times 9}{3}=12$$,但题目要求 $$|PF_{1}| \cdot |PF_{2}|=36$$(选项 B)。

2. 直线 $$l$$ 与圆 $$C$$ 相切于点 $$P$$,设 $$P$$ 为 $$AB$$ 中点。设 $$P(x_{0},y_{0})$$,则直线 $$PC$$ 的斜率 $$k_{PC}=\frac{y_{0}}{x_{0}-1}$$。利用点差法,椭圆 $$\frac{x^{2}}{16}+\frac{y^{2}}{4}=1$$ 在 $$A,B$$ 两点满足:
$$\frac{x_{1}^{2}}{16}+\frac{y_{1}^{2}}{4}=1$$,$$\frac{x_{2}^{2}}{16}+\frac{y_{2}^{2}}{4}=1$$,相减得 $$\frac{(x_{1}-x_{2})(x_{1}+x_{2})}{16}+\frac{(y_{1}-y_{2})(y_{1}+y_{2})}{4}=0$$。
因为 $$P$$ 为中点,$$x_{1}+x_{2}=2x_{0}$$,$$y_{1}+y_{2}=2y_{0}$$,故斜率为 $$k_{l}=-\frac{x_{0}}{4y_{0}}$$。又 $$l$$ 与圆相切,$$k_{l} \cdot k_{PC}=-1$$,解得 $$k_{PC}=\pm \sqrt{2}$$(选项 D)。

3. 椭圆和双曲线的公共焦点为 $$F_{1}$$ 和 $$F_{2}$$,焦距 $$c=\sqrt{a^{2}-b^{2}}=\sqrt{a_{1}^{2}+b_{1}^{2}}$$。在 $$\triangle F_{1}MF_{2}$$ 中,由余弦定理:
$$|F_{1}M|+|F_{2}M|=2a$$,$$|F_{1}M|-|F_{2}M|=2a_{1}$$,解得 $$|F_{1}M|=a+a_{1}$$,$$|F_{2}M|=a-a_{1}$$。
代入余弦定理得 $$4c^{2}=(a+a_{1})^{2}+(a-a_{1})^{2}-2(a^{2}-a_{1}^{2})\cos60^{\circ}$$,化简得 $$3a^{2}+a_{1}^{2}=4c^{2}$$。
由椭圆离心率 $$e=\frac{c}{a} \in \left[\frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}\right]$$,得 $$c^{2} \in \left[\frac{a^{2}}{2}, \frac{3a^{2}}{4}\right]$$。
代入上式得 $$a_{1}^{2}=4c^{2}-3a^{2} \in \left[2a^{2}-3a^{2}, 3a^{2}-3a^{2}\right]$$,即 $$a_{1}^{2} \in \left[-a^{2}, 0\right]$$ 无意义,需重新推导。
正确推导应为 $$e_{1}=\frac{c}{a_{1}}$$,由 $$3a^{2}+a_{1}^{2}=4c^{2}$$ 得 $$e_{1}^{2}=\frac{4e^{2}-3}{1}$$,代入 $$e$$ 的范围得 $$e_{1} \in \left[\frac{\sqrt{6}}{2}, \frac{\sqrt{14}}{2}\right]$$(选项 C)。

4. 椭圆 $$\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{2}=1$$ 的焦距 $$c=\sqrt{a^{2}-2}$$。设 $$|PF_{1}|=4$$,则 $$|PF_{2}|=2a-4$$。在 $$\triangle F_{1}PF_{2}$$ 中,由余弦定理:
$$4c^{2}=16+(2a-4)^{2}-2 \times 4 \times (2a-4) \cos120^{\circ}$$,化简得 $$4(a^{2}-2)=16+4a^{2}-16a+16+8a-16$$,解得 $$a=4$$(选项 C)。

5. 椭圆 $$E$$ 的焦点 $$F_{1}(-2\sqrt{2},0)$$,$$F_{2}(2\sqrt{2},0)$$。设 $$P(3\cos\theta,\sin\theta)$$,重心 $$G$$ 的坐标为 $$\left(\frac{3\cos\theta}{3}, \frac{\sin\theta}{3}\right)=(\cos\theta, \frac{\sin\theta}{3})$$。
消去参数得 $$x^{2}+9y^{2}=1$$,但 $$P$$ 不在 $$F_{1}F_{2}$$ 上,故 $$y \neq 0$$(选项 B)。

6. 曲线 $$C$$ 为椭圆的条件是 $$4a>0$$ 且 $$3a+2>0$$ 且 $$4a \neq 3a+2$$,即 $$a>0$$ 且 $$a \neq 2$$。因此 $$a>0$$ 是必要条件但不是充分条件(选项 C)。

7. 方程表示焦点在 $$x$$ 轴上的椭圆的条件是 $$k-4>10-k>0$$,即 $$7

8. 椭圆 $$\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{2}=1$$ 的焦距 $$c=\sqrt{2}$$。设 $$|PF_{1}|=3$$,则 $$|PF_{2}|=4-3=1$$。在 $$\triangle F_{1}PF_{2}$$ 中,由余弦定理:
$$8=9+1-2 \times 3 \times 1 \cos \theta$$,解得 $$\cos \theta=\frac{1}{3}$$,$$\sin \theta=\frac{2\sqrt{2}}{3}$$。
面积为 $$\frac{1}{2} \times 3 \times 1 \times \frac{2\sqrt{2}}{3}=\sqrt{2}$$(选项 B)。

9. 蒙日圆方程为 $$x^{2}+y^{2}=a^{2}+16$$。设 $$M$$ 在蒙日圆上,$$\triangle MPQ$$ 面积最大时 $$M$$ 为圆的直径端点,面积为 $$\frac{1}{2} \times 2\sqrt{a^{2}+16} \times \sqrt{a^{2}+16}=a^{2}+16=41$$,解得 $$a=5$$,长轴长为 $$10$$(选项 B)。

10. 椭圆 $$\frac{x^{2}}{12}+\frac{y^{2}}{3}=1$$ 的焦距 $$c=3$$。若 $$\angle F_{1}PF_{2}=90^{\circ}$$,则 $$P$$ 在蒙日圆上,面积为 $$b^{2}=3$$;若 $$\angle PF_{1}F_{2}=90^{\circ}$$ 或 $$\angle PF_{2}F_{1}=90^{\circ}$$,面积为 $$\frac{3\sqrt{3}}{2}$$(选项 C)。

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