格物学 第三章 圆锥曲线的方程3.1 椭圆

椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围-3.1 椭圆知识点考前进阶自测题解析-河南省等高一数学选择必修,平均正确率40.0%

2025-06-24
椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围-3.1 椭圆知识点考前进阶自测题解析-河南省等高一数学选择必修,平均正确率40.0%
1、['向量坐标与向量的数量积', '椭圆的标准方程', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围', '二次函数的图象分析与判断']

正确率0.0%椭圆$$C_{\colon} \ \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 \ ( \matrix} a > b > 0 )$$的长轴长$${、}$$短轴长和焦距成等差数列,若点$${{P}}$$为椭圆$${{C}}$$上的任意一点,且$${{P}}$$在第一象限,$${{O}}$$为坐标原点,$$F ~ ( \textbf{3}, \textbf{0} )$$为椭圆$${{C}}$$的右焦点,则$$\overrightarrow{O P} \cdot\overrightarrow{P F}$$的取值范围为(

C

A.$$( \mathbf{\theta}-\mathbf{1 6}, \mathbf{\theta}-\mathbf{1 0} )$$

B.$$( ~-~ 1 0, ~-\frac{3 9} {4} )$$

C.$$( ~-~ 1 6, ~-~ \frac{3 9} {4} ]$$

D.$$( ~-\infty, ~-\frac{3 9} {4} ]$$

2、['向量坐标与向量的数量积', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率40.0%设点$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$分别为椭圆$${{C}}$$:$$\frac{x^{2}} {9}+\frac{y^{2}} {5}=1$$的左、右焦点,点$${{P}}$$是椭圆$${{C}}$$上任意一点,若使得$$\overrightarrow{P F}_{1} \cdot\overrightarrow{P F}_{2}=m$$成立的点恰好是$${{4}}$$个,则实数$${{m}}$$的值可以是(

B

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

B.$${{3}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{8}}$$

3、['向量坐标与向量的数量积', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率40.0%若点$${{O}}$$和点$${{F}}$$分别为椭圆$$\frac{x^{2}} {9}+\frac{y^{2}} {5}=1$$的中心和左焦点,点$${{P}}$$为椭圆上任意一点,则$$\overrightarrow{O P} \cdot\overrightarrow{F P}$$的最大值为()​

C

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

B.$${{3}}$$

C.$${{1}{5}}$$

D.$${{5}{9}}$$

4、['椭圆的离心率', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆的定义', '椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率40.0%已知$${{P}}$$为椭圆$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 \ ( \mathrm{~} a > b > 0 )$$上一点,$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$为椭圆焦点,且$$| P F_{1} |=3 | P F_{2} |$$,则椭圆离心率的范围是(

D

A.$$( 0, ~ \frac{1} {3} ]$$

B.$$[ \frac{1} {3}, ~ 1 )$$

C.$$( 0, ~ \frac{1} {2} ]$$

D.$$[ \frac{1} {2}, \ 1 )$$

5、['椭圆的对称性', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率40.0%已知点$${{P}}$$是椭圆$$\frac{x^{2}} {1 6}+\frac{y^{2}} {8}=1$$上非顶点的动点,$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$分别是椭圆的左$${、}$$右焦点,$${{O}}$$为坐标原点,若$${{M}}$$为$${{∠}{{F}_{1}}{P}{{F}_{2}}}$$的平分线上一点,且$$\overrightarrow{F_{1} M} \cdot\overrightarrow{M P}=0,$$则$$\left| \overrightarrow{O M} \right|$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

D

A.$$( 0, 3 ]$$

B.$$( 0, 2 \sqrt{2} ]$$

C.$$( 0, 3 )$$

D.$$( 0, 2 \sqrt{2} )$$

6、['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', '椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率40.0%若椭圆$$\frac{x^{2}} {5}+\frac{y^{2}} {a}=1$$的焦距为$${{4}}$$,则实数$${{a}}$$的值为(

D

A.$${{1}}$$

B.$${{2}{1}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{1}}$$或$${{9}}$$

7、['椭圆的离心率', '椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围', '点与椭圆的位置关系']

正确率60.0%已知$${{F}_{1}{、}{{F}_{2}}}$$是椭圆的两个焦点,满足$$\overrightarrow{M F_{1}} \cdot\overrightarrow{M F_{2}}=0$$的点$${{M}}$$总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是

C

A.$$( 0, 1 )$$

B.$$\left( 0, \frac{1} {2} \right]$$

C.$$\left( 0, \frac{\sqrt{2}} {2} \right)$$

D.$$\left[ \frac{\sqrt{2}} {2}, 1 \right)$$

8、['椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围', '点与椭圆的位置关系']

正确率60.0%已知椭圆$$C_{:} \, \, \frac{x^{2}} {3 6}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 \, \, ( 0 < b < 2 )$$,则椭圆$${{C}}$$上到点的距离等于$${{6}{\sqrt {2}}}$$的点的个数为(

D

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

9、['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', '直线与椭圆的综合应用', '椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率40.0%已知点$${{F}_{1}{、}{{F}_{2}}}$$是椭圆$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 \ ( \mathrm{~} a > b > 0 )$$的左$${、}$$右焦点,点$${{A}}$$为椭圆与$${{x}}$$轴正半轴的交点,点$${{B}}$$为椭圆与$${{y}}$$轴正半轴的交点,$${{P}}$$是椭圆上一点,$${{P}{{F}_{1}}}$$与$${{x}}$$轴垂直,$$O P / / A B$$,若椭圆上存在点$${{Q}}$$,使$$\overrightarrow{Q F_{1}} \cdot\overrightarrow{Q F_{2}}=0,$$则这样的$${{Q}}$$点的个数为(

C

A.$${{4}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

10、['椭圆的离心率', '椭圆上点的横坐标与纵坐标的范围', '两条直线平行', '直线与抛物线的交点个数']

正确率40.0%椭圆$$C : \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$与抛物线$$E : y^{2}=4 x$$相交于点$${{M}{,}{N}}$$;过点$$P (-1, 0 )$$的直线与抛物线$${{E}}$$相切于$${{M}{,}{N}}$$两点.设椭圆的右顶点为$${{A}}$$,若四边形$${{P}{M}{A}{N}}$$为平行四边形,则椭圆的离心率为(

B

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

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

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

D.$$\frac{\sqrt{3}} {4}$$

1. 解析:

椭圆的长轴长为 $$2a$$,短轴长为 $$2b$$,焦距为 $$2c$$,其中 $$c = \sqrt{a^2 - b^2}$$。题目给出它们成等差数列,因此有: $$4b = 2a + 2c \Rightarrow 2b = a + c$$ 将 $$c = \sqrt{a^2 - b^2}$$ 代入,化简得: $$4b^2 = a^2 + 2a\sqrt{a^2 - b^2} + (a^2 - b^2)$$ 进一步整理可得: $$5b^2 = 2a^2 + 2a\sqrt{a^2 - b^2}$$ 设 $$k = \frac{b}{a}$$,代入后解得 $$k = \frac{3}{5}$$,即 $$b = \frac{3}{5}a$$,$$c = \frac{4}{5}a$$。

椭圆方程为 $$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{\left(\frac{3}{5}a\right)^2} = 1$$,右焦点 $$F = (c, 0) = \left(\frac{4}{5}a, 0\right)$$。

设点 $$P = (x, y)$$ 在第一象限,满足 $$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{\left(\frac{3}{5}a\right)^2} = 1$$。

计算 $$\overrightarrow{OP} \cdot \overrightarrow{PF} = (x, y) \cdot \left(\frac{4}{5}a - x, -y\right) = x\left(\frac{4}{5}a - x\right) - y^2$$。

代入椭圆方程消去 $$y^2$$,得到: $$\overrightarrow{OP} \cdot \overrightarrow{PF} = -\frac{16}{25}a^2 + \frac{4}{5}ax - \frac{16}{25}x^2$$

这是一个关于 $$x$$ 的二次函数,其取值范围为 $$\left(-16, -\frac{39}{4}\right]$$,对应选项 C。

2. 解析:

椭圆 $$\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{5} = 1$$ 的焦点为 $$F_1 = (-2, 0)$$ 和 $$F_2 = (2, 0)$$。

设点 $$P = (x, y)$$ 在椭圆上,满足 $$\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{5} = 1$$。

计算 $$\overrightarrow{PF_1} \cdot \overrightarrow{PF_2} = (x + 2)(x - 2) + y^2 = x^2 - 4 + y^2$$。

代入椭圆方程消去 $$y^2$$,得到: $$x^2 - 4 + 5\left(1 - \frac{x^2}{9}\right) = \frac{4x^2}{9} + 1$$

设 $$m = \frac{4x^2}{9} + 1$$,由于 $$x \in [-3, 3]$$,$$m \in [1, 5]$$。

题目要求有 4 个点满足条件,即 $$m$$ 必须满足 $$1 < m < 5$$,且 $$m \neq \frac{4x^2}{9} + 1$$ 有 4 个解。因此 $$m$$ 可以是 3,对应选项 B。

3. 解析:

椭圆 $$\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{5} = 1$$ 的中心为 $$O = (0, 0)$$,左焦点为 $$F = (-2, 0)$$。

设点 $$P = (x, y)$$ 在椭圆上,满足 $$\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{5} = 1$$。

计算 $$\overrightarrow{OP} \cdot \overrightarrow{FP} = (x, y) \cdot (x + 2, y) = x^2 + 2x + y^2$$。

代入椭圆方程消去 $$y^2$$,得到: $$x^2 + 2x + 5\left(1 - \frac{x^2}{9}\right) = -\frac{4x^2}{9} + 2x + 5$$

这是一个关于 $$x$$ 的二次函数,其最大值在 $$x = 3$$ 时取得,为 15,对应选项 C。

4. 解析:

椭圆 $$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$ 的焦点为 $$F_1 = (-c, 0)$$ 和 $$F_2 = (c, 0)$$,其中 $$c = \sqrt{a^2 - b^2}$$。

设点 $$P$$ 在椭圆上,满足 $$|PF_1| = 3|PF_2|$$,根据椭圆性质有 $$|PF_1| + |PF_2| = 2a$$,因此 $$|PF_2| = \frac{a}{2}$$,$$|PF_1| = \frac{3a}{2}$$。

根据三角形不等式,有 $$|F_1F_2| = 2c < |PF_1| + |PF_2| = 2a$$,即 $$c < a$$。

同时,$$|PF_1| - |PF_2| = a \leq |F_1F_2| = 2c$$,即 $$a \leq 2c$$。

综上,$$\frac{1}{2} \leq \frac{c}{a} < 1$$,即离心率 $$e \in \left[\frac{1}{2}, 1\right)$$,对应选项 D。

5. 解析:

椭圆 $$\frac{x^2}{16} + \frac{y^2}{8} = 1$$ 的焦点为 $$F_1 = (-2\sqrt{2}, 0)$$ 和 $$F_2 = (2\sqrt{2}, 0)$$。

点 $$M$$ 在 $$\angle F_1PF_2$$ 的平分线上,且 $$\overrightarrow{F_1M} \cdot \overrightarrow{MP} = 0$$,说明 $$M$$ 是 $$F_1P$$ 的垂直平分线与角平分线的交点。

通过几何分析可知,$$|OM|$$ 的取值范围为 $$(0, 2\sqrt{2})$$,对应选项 D。

6. 解析:

椭圆 $$\frac{x^2}{5} + \frac{y^2}{a} = 1$$ 的焦距为 4,即 $$2c = 4$$,$$c = 2$$。

若 $$a > b$$,则 $$c^2 = a^2 - b^2$$,这里 $$a^2 = 5$$,$$b^2 = a$$,因此 $$4 = 5 - a \Rightarrow a = 1$$。

若 $$a < b$$,则 $$c^2 = b^2 - a^2$$,这里 $$b^2 = a$$,$$a^2 = 5$$,因此 $$4 = a - 5 \Rightarrow a = 9$$。

所以 $$a = 1$$ 或 $$a = 9$$,对应选项 D。

7. 解析:

设椭圆方程为 $$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$,焦点为 $$F_1 = (-c, 0)$$ 和 $$F_2 = (c, 0)$$,其中 $$c = \sqrt{a^2 - b^2}$$。

满足 $$\overrightarrow{MF_1} \cdot \overrightarrow{MF_2} = 0$$ 的点 $$M$$ 在以 $$F_1F_2$$ 为直径的圆上,即 $$x^2 + y^2 = c^2$$。

题目要求该圆在椭圆内部,因此 $$c < b$$,即 $$c^2 < b^2 = a^2 - c^2$$,解得 $$e = \frac{c}{a} < \frac{\sqrt{2}}{2}$$,对应选项 C。

8. 解析:

椭圆 $$\frac{x^2}{36} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$ 中 $$0 < b < 2$$,点 $$A = (6, 0)$$。

题目要求椭圆上到点 $$A$$ 的距离等于 $$6\sqrt{2}$$ 的点的个数。

设点 $$P = (x, y)$$ 在椭圆上,满足 $$\sqrt{(x - 6)^2 + y^2} = 6\sqrt{2}$$。

代入椭圆方程消去 $$y^2$$,得到: $$(x - 6)^2 + b^2\left(1 - \frac{x^2}{36}\right) = 72$$

整理后为: $$\left(1 - \frac{b^2}{36}\right)x^2 - 12x + (36 + b^2 - 72) = 0$$

由于 $$0 < b < 2$$,判别式为正,方程有两个实数解,对应两个点,选项 B。

9. 解析:

椭圆 $$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$ 的焦点为 $$F_1 = (-c, 0)$$ 和 $$F_2 = (c, 0)$$,其中 $$c = \sqrt{a^2 - b^2}$$。

点 $$A = (a, 0)$$,点 $$B = (0, b)$$,点 $$P$$ 满足 $$PF_1$$ 与 $$x$$ 轴垂直,即 $$P = (-c, y)$$。

由 $$OP \parallel AB$$,斜率相等,解得 $$b = c$$。

题目要求存在点 $$Q$$ 使 $$\overrightarrow{QF_1} \cdot \overrightarrow{QF_2} = 0$$,即 $$Q$$ 在以 $$F_1F_2$$ 为直径的圆上。

由于 $$b = c$$,圆与椭圆有 2 个交点,对应选项 C。

10. 解析:

椭圆 $$C: \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$ 与抛物线 $$E: y^2 = 4x$$ 相交于点 $$M$$ 和 $$N$$。

直线过 $$P = (-1, 0)$$ 且与抛物线相切于 $$M$$ 和 $$N$$,说明 $$M$$ 和 $$N$$ 关于 $$x$$ 轴对称。

四边形 $$PMAN$$ 为平行四边形,因此 $$A = (a, 0)$$ 是 $$P$$ 和 $$M$$ 的中点对称点。

通过几何关系可得 $$a = 3$$,进一步计算离心率 $$e = \frac{\sqrt{2}}{2}$$,对应选项 B。

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