- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C的中心在原点O,焦点在x轴上,短轴长为2,离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)A,B为椭圆C上满足△AOB的面积为的任意两点,E为线段AB的中点,射线OE交椭圆C于点P.设
=t
,求实数t的值.
正确答案
(1)+y2=1(2)t=2或t=
(1)设椭圆C的方程为=1(a>b>0),
由题意知解得
因此椭圆C的方程为+y2=1.
(2)(ⅰ)当A,B两点关于x轴对称时,设直线AB的方程为x=m.
由题意得-<m<0或0<m<
.
将x=m代入椭圆方程+y2=1,得|y|=
.
所以S△AOB=|m|·=
.解得m2=
或m2=
.①
因为=t
=
t(
+
)=
t(2m,0)=(mt,0),
又P为椭圆C上一点,所以=1.②
由①②,得t2=4或t2=,
又t>0,所以t=2或t=.
(ⅱ)当A,B两点关于x轴不对称时,设直线AB的方程为y=kx+h.
将其代入椭圆的方程+y2=1,得
(1+2k2)x2+4khx+2h2-2=0.设A(x1,y1),B(x2,y2).
由判别式Δ>0可得1+2k2>h2,
此时x1+x2=-,x1x2=
,
y1+y2=k(x1+x2)+2h=,
所以|AB|=.
因为点O到直线AB的距离d=,
所以S△AOB=|AB|d=
×2
×
×
×
=
×
×|h|.
又S△AOB=,所以
×
×|h|=
.③
令n=1+2k2,代入③整理得3n2-16h2n+16h4=0.
解得n=4h2或n=h2,即1+2k2=4h2或1+2k2=
h2.④
因为=t
=
t(
+
)=
t(x1+x2,y1+y2)=
,
又P为椭圆C上一点,
所以t2=1,即
=1.⑤
将④代入⑤,得t2=4或t2=.
又t>0,故t=2或t=.
经检验,适合题意.
综合(ⅰ)(ⅱ),得t=2或t=
已知椭圆与双曲线x2-y2=0有相同的焦点,且离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点P(0,1)的直线与该椭圆交于A,B两点,O为坐标原点,若=2
,求△AOB的面积.
正确答案
(1)=1(2)
(1)设椭圆方程为=1,a>b>0,
由c=,
=
,可得a=2,b2=a2-c2=2,
所以椭圆的标准方程为=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由=2
,得
可得x1=-2x2.①
设过点P的直线方程为y=kx+1,代入椭圆方程,整理得(2k2+1)x2+4kx-2=0,
则x1+x2=-,②x1x2=
,③
由①②得x2=,将x1=-2x2代入③得
=
,
所以=
,解得k2=
.
又△AOB的面积S=|OP|·|x1-x2|=
·
=
.所以△AOB的面积是
.
已知直线与椭圆
相交于
两点,且线段
的中点在直线
上,则此椭圆的离心率为_______
正确答案
试题分析:直线与
的交点为
,点
即为
中点,设
与
的交点分别为
,所以
。将点
代入椭圆方程,两式相减整理可得
,即
,由直线方程
可知
,所以
,即
。因为
,所以
,即
,
。
已知椭圆的离心率为
,点
在椭圆上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆的左右顶点分别是A、B,过点的动直线与椭圆交于M,N两点,连接AN、BM相交于G点,试求点G的横坐标的值.
正确答案
(1)椭圆C方程是;(2)G的横坐标的值为8.
试题分析:(1)由,又点
在椭圆上,所以
,这样便得一方程组,解这个方程组求出a、b的值,即可得椭圆C的方程;(2)首先考虑直线MN垂直于
轴的情况,易得此时交点为
,由此可知,点G的横坐标应当为8.当直线MN不垂直
轴时,设直线MN:
,
.由A、N、G三点共线有
,由A、N、G三点共线有
,有
,即
,化简
,当
时化简得
.接下来联立直线MN与椭圆方程再用韦达定理代入此等式验证即可.
(1)由,又点
在椭圆上,所以
解得
,则椭圆C方程是
; .3分
(2)当直线MN垂直于轴,交点为
,
由题知直线AN:,直线MB:
,交点
.5分
当直线MN不垂直轴时,设直线MN:
,
联立直线MN与椭圆方程得
, .7分
因为,由A、N、G三点共线有
同理,由A、N、G三点共线有
有,即
,化简
,验证当
时化简得
带入韦达定理恒成立,因此G的横坐标的值为8. 13分
已知椭圆的中心在坐标原点O,左顶点
,离心率
,
为右焦点,过焦点
的直线交椭圆
于
、
两点(不同于点
).
(1)求椭圆的方程;
(2)当的面积
时,求直线PQ的方程;
(3)求的范围.
正确答案
(1);(2)
或
;(3)(2,6)
试题分析:(1)设出椭圆的标准方程根据题意可a,利用离心率求得c,则b可求得,椭圆的方程可得.
(2)设出直线PQ的方程,与椭圆方程联立,设出P,Q的坐标,进而根据韦达定理表示出和
,则利用弦长公式可表示出|PQ|,进而可表示出
的面积方程可得.
(3)利用向量的坐标运算,建立函数关系式,利用椭圆的范围找到定义域,利用二次函数即可求范围.
试题解析:(1)设椭圆方程为 (a>b>0) ,由已知
∴ 2分
∴ 椭圆方程为. 4分
(2)解法一: 椭圆右焦点. 设直线
方程为
(
∈R). 5分
由 得
.① 6分
显然,方程①的.设
,则有
. 8分
由的面积
=
=
解得:.
∴直线PQ 方程为,即
或
. 10分
解法二:
. 6分
点A到直线PQ的距离 8分
由的面积
=
解得
.
∴直线PQ 方程为,即
或
. 10分
解法三: 椭圆右焦点.当直线的斜率不存在时,
,不合题意. 5分
当直线的斜率存在时,设直线方程为
,
由 得
. ① 6分
显然,方程①的.
设,则
. 7分
=. 8分
点A到直线PQ的距离 9分
由的面积
=
解得
.
∴直线的方程为
,即
或
. 10分
(3)设P的坐标(则
∴
故
12分
∵∴
的范围为(2,6) 14分
(注:以上解答题其他解法相应给分)
已知正方形,则以
为焦点,且过
两点的椭圆的离心率为______.
正确答案
略
已知m(x+y+2y+1)=(x-2y+3)表示的曲线为一个椭圆,则m的取值范围是 .
正确答案
略
已知椭圆方程为,它的一个顶点为
,离心率
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆交于A,B两点,坐标原点O到直线l的距离为
,求△AOB面积的最大值.
正确答案
(1)椭圆的方程为
(2)面积取最大值
(1)设,
依题意得 …………………………2分
解得 …………………………………….3分
椭圆的方程为
……………………………………….4分
(2)①当AB ……………………………………5分
②当AB与轴不垂直时,设直线AB的方程为
,
由已知得
………………………..6分
代入椭圆方程,整理得
….7分
当且仅当时等号成立,此时
………10分
③当 …………………………………..11分
综上所述:,
此时面积取最大值
……………..12分
(本小题满分18分)过直线上的点
作椭圆
的切线
、
,切点分别为
、
,联结
(1)当点
在直线
上运动时,证明:直线
恒过定点
;
(2)当∥
时,定点
平分线段
正确答案
(1)(2)略
:设、
、
. 则椭圆过点
、
的切线方程分别为
,
(3分)因为两切线都过点
,则有
,
.这表明
、
均在直线
①上.由两点决定一条直线知,式①就是直线
的方程,其中
满足直线
的方程.………(6分)
(1)当点在直线
上运动时,可理解为
取遍一切实数,相应的
为
代入①消去得
②对一切
恒成立.……(9分)
变形可得对一切
恒成立.故有
由此解得直线
恒过定点
.(12分)
(2)当∥
时,由式②知
解得
代入②,得此时的方程为
③
将此方程与椭圆方程联立,消去得
……(15分)
由此可得,此时截椭圆所得弦的中点横坐标恰好为点
的横坐标,即
代入③式可得弦中点纵坐标恰好为点
的纵坐标,即
这就是说,点
平分线段
.……(18分)
已知椭圆的离心率
,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆相交于不同的两点
,已知点
的坐标为
,点
在线段
的垂直平分线上,且
,求
的值.
正确答案
(1)(2)
或
(1)由,得
,再由
,得
由题意可知,即
.
解方程组 得
,所以椭圆的方程为
.
(2)解:由(1)可知.设B点的坐标为
,直线l的斜率为k,则直线l的方程为
,
于是A,B两点的坐标满足方程组
由方程组消去整理,得
由得
设线段AB是中点为M,则M的坐标为,
以下分两种情况:
(1)当k=0时,点B的坐标为(2,0).
此时线段AB的垂直平分线为y轴,于是
∵,∴
(2)当时,线段AB的垂直平分线方程为
令,解得
由
整理得,∴
综合知: 或
在直角坐标系xOy中,点P到两点(0,-),(0,
)的距离之和为4,设点P的轨迹为C,直线y=kx+1与C交于A,B两点.
(1)写出C的方程;
(2)若⊥
,求k的值;
(3)若点A在第一象限,证明:当k>0时,恒有||>|
|.
正确答案
(Ⅰ)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C是以(0,-),(0,
)为焦点,长半轴为2的椭圆.它的短半轴b=
=1,
故曲线C的方程为x2+=1.(3分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足
消去y并整理得(k2+4)x2+2kx-3=0,
故x1+x2=-,x1x2=-
.(5分)
若⊥
,即x1x2+y1y2=0.
而y1y2=k2x1x2+k(x1+x2)+1,
于是x1x2+y1y2=--
-
+1=0,
化简得-4k2+1=0,所以k=±.(8分)
(Ⅲ)因为A(x1,y1)在椭圆上,所以满足y2=4(1-x2),y12=4(1-x12),
|OA|
2-
|OB|
2=+
-(
+
)=(x12-x22)+4(1-x12-1+x22)=-3(x1-x2)(x1+x2)=
.
因为A在第一象限,故x1>0.由x1x2=-知x2<0,从而x1-x2>0.又k>0,
故
|OA|
2-
|OB|
2>0,
即在题设条件下,恒有>
.(12分)
已知动点P到定点F(0,-2)的距离和它到定直线l:y=-6的距离之比为,求动点P的轨迹方程,并指出是什么曲线?
正确答案
设P(x,y),依题意有=
,
化简得,9x2+8y2+24y=0,即+
=1.
轨迹是中心为(0,-),F为一个焦点,l为相应准线的椭圆.
(文)设F1、F2分别为椭圆C:+
=1(m>0,n>0且m≠n)的两个焦点.
(1)若椭圆C上的点A(1,)到两个焦点的距离之和等于4,求椭圆C的方程.
(2)如果点P是(1)中所得椭圆上的任意一点,且•
=0,求△PF1F2的面积.
(3)若椭圆C具有如下性质:设M、N是椭圆C上关于原点对称的两点,点Q是椭圆上任意一点,且直线QM与直线QN的斜率都存在,分别记为KQM、KQN,那么KQM和KQN之积是与点Q位置无关的定值.试问:双曲线-
=1(a>0,b>0)是否具有类似的性质?并证明你的结论.通过对上面问题进一步研究,请你概括具有上述性质的二次曲线更为一般的结论,并说明理由.
正确答案
(1)当m>n时,由椭圆定义得 2m=4,∴m=2(2分)
又点A(1,)在椭圆上 所以
+
=1, ∴ n2=3
∴+
=1 (3分)
同理,当m<n时,椭圆方程+
=1 (4分)
(2)当m>n时,由椭圆定义得 PF1+PF2=2m,PF12+PF22=4
解得 PF1PF2=6 (8分)
所以△PF1F2的面积为3
同理,当m<n时,△PF1F2的面积也为3 (10分)
(3)设M,N是双曲线-
=1(a>0,b>0)上关于原点对称的两点,点Q是椭圆上任意一点,且直线QM与直线QN的斜率都存在,分别记为KQM,KQN,那么KQM,KQN之积是与点Q位置无关的定值.
设点M(x1,y1),N(-x1,-y1).Q(x0,y0)
则-
=1,
-
=1
作差得=
(12分)
所以KQMKQN=(14分)
设M,N是二次曲线mx2+ny2=1上关于原点对称的两点,点Q是二次曲线上任意一点,且直线QM与直线QN的斜率都存在,分别记为KQM,KQN,
那么KQMKQN=- (15分)
证明 设点点M(x1,y1),N(-x1,-y1).Q(x0,y0)
则mx12+ny12=1,mx02+ny02=1
作差得=-
∴KQMKQN=-
(18分)
设椭圆的左、右焦点分别为
,上顶点为A,在x轴负半轴上有一点B,满足
三点的圆与直线
相切.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过右焦点作斜率为k的直线
与椭圆C交于M,N两点,线段MN的垂直平分线与x轴相交于点P(m,0),求实数m的取值范围.
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)连接,因为
,
可得
(1)
又因为的外接圆与直线
相切,所以有
(1)
解由(1)(2)组成的方程组可得椭圆的标准方程.
(2)由(1)椭圆的标准方程是,所以
,设直线
的方程为:
,
.由方程组:
消去
得
,由韦达定理求出
的表达式,写出线段MN的垂直平分线的方程,并求出
的表达式,进而用函数的方法求其取值范围,要注意直线
斜率不存在及斜率为0情况的讨论.
解:(1)连接,因为
,
,所以
,
即,则
,
. 3分
的外接圆圆心为
,半径
4分
由已知圆心到直线的距离为,所以
,解得
,所以
,
,
所求椭圆方程为. 6分
(2)因为,设直线
的方程为:
,
.
联立方程组:,消去
得
. 7分
则,
,
的中点为
. 8分
当时,
为长轴,中点为原点,则
. 9分
当时,
垂直平分线方程
令,所以
因为,所以
,可得
, 12分
综上可得,实数的取值范围是
13分
椭圆M:的左,右焦点分别为
,P为椭圆M上任一点,且
的最大值的取值范围是
,其中
,则椭圆M的离心率e的取值范围是________.
正确答案
∵的最大值为
,
∴由题意知,
∴,
∴,
∴椭圆离心率e的取值范围是.
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