- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
(13分)已知圆O:x2+y2=3的半径等于椭圆E:=1(a>b>0)的短半轴长,椭圆E的右焦点F在圆O内,且到直线l:y=x-
的距离为
-
,点M是直线l与圆O的公共点,设直线l交椭圆E于不同的两点A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)求椭圆E的方程;
(2)求证:|AF|-|BF|=|BM|-|AM|.
正确答案
(1)=1(2)见解析
(1)设点F(c,0)(c>0),则F到直线l的距离为=
,即|c-
|=
-1,
因为F在圆O内,所以c<,故c=1.
又因为圆O的半径等于椭圆E的短半轴长,所以b2=3,
所以所求椭圆方程为=1.
(2)证明:因为圆心O到直线l的距离为=
,所以直线l与圆O相切,M是切点,故△AOM为直角三角形,所以|AM|=
,又
=1,可得|AM|=
x1,
|AF|=,又
=1,可得|AF|=2-
x1,
所以|AF|+|AM|=2,同理可得|BF|+|BM|=2,
所以|AF|+|AM|=|BF|+|BM|,即|AF|-|BF|=|BM|-|AM|.
已知F1,F2分别为椭圆C1:=1(a>b>0)的上下焦点,其中F1是抛物线C2:x2=4y的焦点,点M是C1与C2在第二象限的交点,且|MF1|=
.
(1)试求椭圆C1的方程;
(2)与圆x2+(y+1)2=1相切的直线l:y=k(x+t)(t≠0)交椭圆于A,B两点,若椭圆上一点P满足,求实数λ的取值范围.
正确答案
(1)=1(2)(-2,0)∪(0,2)
(1)由C2:x2=4y知F1(0,1),c=1,
设M(x0,y0)(x0<0),
因M在抛物线C2上,
故=4y0,①
又|MF1|=,则y0+1=
②
由①②解得x0=-,y0=
.
而点M在椭圆上,
∴2a=|MF1|+|MF2|==4.
∴a=2,∴b2=a2-c2=3.
故椭圆C1的方程为=1.
(2)因为直线l:y=k(x+t)与圆x2+(y+1)2=1相切,
所以=1⇒k=
(t≠0,k≠0).
把y=k(x+t)代入=1并整理,得
(4+3k2)x2+6k2tx+3k2t2-12=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则有
x1+x2=-,y1+y2=kx1+kt+kx2+kt=k(x1+x2)+2kt=
,因为,λ
=(x1+x2,y1+y2)
所以,P
又因为点P在椭圆上,
所以,+
=1⇒λ2=
=
(t≠0)
因为t2>0,所以+1>1,
所以0<λ2<4,
当k=0时,因为直线l与圆x2+(y+1)2=1相切,
则t=0(舍去)或t=-1,
当t=-1时,
y=-1与椭圆有一个交点,不满足题意,
舍去.所以λ的取值范围是(-2,0)∪(0,2).
已知是椭圆
上两点,点
的坐标为
.
(1)当关于点
对称时,求证:
;
(2)当直线经过点
时,求证:
不可能为等边三角形.
正确答案
(1)详见解析,(2)详见解析.
试题分析:(1)利用“点代法”求点的坐标关系,在求解过程中证明结论.因为关于点
对称,所以
,代入椭圆方程得
,两式相减得
,所以
(2)本题实质为“弦中点”问题,设
中点为
,由“点差法”得
又假设
为等边三角形时,有
所以
这与弦中点在椭圆内部矛盾,所以假设不成立.
试题解析:(1)证明:
因为在椭圆上,
所以 1分
因为关于点
对称,
所以, 2分
将代入②得
③,
由①和③消解得
, 4分
所以. 5分
(2)当直线斜率不存在时,
,
可得,
不是等边三角形. 6分
当直线斜率存在时,显然斜率不为0.
设直线:
,
中点为
,
联立消去
得
, 7分
由,得到
① 8分
又,
所以,
所以 10分
假设为等边三角形,则有
,
又因为,
所以,即
, 11分
化简,解得
或
12分
这与①式矛盾,所以假设不成立.
因此对于任意不能使得
,故
不能为等边三角形. 14分
已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在
轴上且过点
,离心率是
.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线过点且与椭圆
交于
,
两点,若
,求直线的方程.
正确答案
(1);(2)
和
.
试题分析:(1)由题设条件知关于a,b,c的方程组,由此能求出椭圆方程.
(2)可以设直线方程(斜率不存在单独考虑),然后与椭圆方程联立,消去y得到关于x的一元二次方程,利用韦达定理结合题目条件建立方程即可求出直线方程.
试题解析:(1)设椭圆的方程为
.
由已知可得 3分
解得,
.
故椭圆的方程为
. 6分
(2)由已知,若直线的斜率不存在,则过点的直线的方程为
,
此时,显然
不成立. 7分
若直线的斜率存在,则设直线的方程为.
则
整理得. 9分
由
.
设.
故,①
. ② 10分
因为,即
.③
①②③联立解得. 13分
所以直线的方程为和
. 14分
已知椭圆的两个焦点为
,
在椭圆
上,且
.
(1)求椭圆方程;
(2)若直线过圆
的圆心,交椭圆
于
两点,且
关于点
对称,求直线
的方程.
正确答案
椭圆
解:(1),
,
,
,
. …………4分
所以椭圆.…………6分
(2)设,
,
即. …………9分
又因圆的方程为,所以
(-3,1),又因
关于点
对称,
即为
的中点,
,
,
.…………12分
,即
.…………14分
若椭圆上存在一点M,它到左焦点的距离是它到右准线距离的2倍,则椭圆离心率的最小值为 .
正确答案
略
已知动点P与直x=4的距离等于它到定点F(1,0)的距离的2倍,
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)点M(1,1)在所求轨迹内,且过点M的直线与曲线C交于A、B,当M是线段AB中点时,求直线AB的方程.
正确答案
(1)设动点P(x,y),由=2,平方整理得
+
=1即为轨迹C的方程.
(2)当直线AB的斜率不存在时,直线x=1与椭圆交于两点,由图形的对称性,
线段AB的中点应在x轴上,M点不满足题意.故直线AB的斜率存在,
设直线AB的方程为y-1=k(x-1)
设A(x1,y1),B(x2,y2)
作差得
=-
∴k==-
=-
∴直线AB的方程为:y-1=-(x-1)
即3x+4y-7=0
设点M(x,y)到直线x=4的距离与它到定点(2,0)的距离之比为,并记点M的轨迹为曲线C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)过点(2,0)作直线l与曲线C相交于A、B两点,问C上是否存在点P,使得=
+
成立?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)由题意可得:=
,整理得C:
+
=1.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知l的斜率一定不为0,故不妨设l:x=my+2.
代入C的方程,并整理得(m2+2)y2+4my-4=0,显然△>0.
由韦达定理有:y1+y2=-,y1y2=-
,①
假设存在点P,使=
+
成立,则其充要条件为:
点P的坐标为(x1+x2,y1+y2),点P在椭圆上,即+
=1.
整理得+2
+
+2
+2x1x2+4y1y2=8.
又A、B在椭圆上,即+2
=8,
+2
=8.
故x1x2+2y1y2+4=0 ②
将x1x2=(my1+2)(my2+2)=m2y1y2+2m(y1+y2)+4及①代入②解得m2=2.
∴y1+y2=或-
,x1+x2=-
+4=2,即点P(2,±
).
所以,存在点P,使得=
+
,
这时直线l的方程为x-y-2=0或x+
y-2=0.
已知椭圆C:的离心率为
,短轴一个端点到右焦点的距离为
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线与椭圆C交于A、B两点,以
弦为直径的圆过坐标原点
,试探讨点
到直线
的距离是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,说明理由.
正确答案
(1);(2)是定值,定值为
.
试题分析:(1)利用椭圆的离心率为 ,短轴一个端点到右焦点的距离为
,建立方程组,即可求椭圆C的方程;(2)分类讨论,①当
轴时,得
②当
与
轴不垂直时,设直线
的方程为
.联立
,得
,利用韦达定理,及以AB弦为直径的圆过坐标原点O,则有
,得
,再利用点到直线的距离公式,即可求得结论.
解:(1)设椭圆的半焦距为,依题意
,
所求椭圆方程为
.
(2)设,
.
①当轴时,设
方程为:
,此时
两点关于
轴对称,
又以为直径的圆过原点,设
代人椭圆方程得:
②当与
轴不垂直时,
设直线的方程为
.联立
,
整理得,
,
.
又。
由以为直径的圆过原点,则有
。 即:
故满足:
得:
所以=
。又点
到直线
的距离为:
。
综上所述:点到直线
的距离为定值
.
已知椭圆的两个焦点分别为
和
,离心率
.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线(
)与椭圆
交于不同的两点
、
,且线段
的垂直平分线过定点,求实数
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)求椭圆的标准方程,要找两个等式以确定
,本题中有焦点为,说明
,又有离心率,即
,由此再加上
可得结论;(2)直线与圆锥曲线相交问题,又涉及到交点弦,因此我们都是把直线方程(或设出)
与椭圆方程联立方程组,然后消去
(有时也可消去
)得关于
(或
)的一元二次方程,再设交点为
坐标为
,则可得
,
,(用
表示),于是
中点
坐标
可得,其中
,
,而
,从而建立了
的一个等量关系,在刚才的一元二次方程中,还有判别式
,合起来可得出关于
的不等式,从而求出其范围.
试题解析:(1)由已知椭圆的焦点在轴上,
,
,
,
, 2分
椭圆
的方程为
4分
(2),消去
得
6分
直线
与椭圆有两个交点,
,可得
(*) 8分
设,
,
中点的横坐标
中点的纵坐标
10分
的中点
设中垂线
的方程为:
在
上,
点坐标代入
的方程可得
(**) 12分
将(*)代入解得
或
,
14分
已知椭圆的一个焦点为
,离心率为
.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若动点为椭圆
外一点,且点
到椭圆
的两条切线相互垂直,求点
的轨迹方程.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)利用题中条件求出的值,然后根据离心率求出
的值,最后根据
、
、
三者的关系求出
的值,从而确定椭圆
的标准方程;(2)分两种情况进行计算:第一种是在从点
所引的两条切线的斜率都存在的前提下,设两条切线的斜率分别为
、
,并由两条切线的垂直关系得到
,并设从点
所引的直线方程为
,将此直线的方程与椭圆的方程联立得到关于
的一元二次方程,利用
得到有关
的一元二次方程,最后利用
以及韦达定理得到点
的轨迹方程;第二种情况是两条切线与坐标轴垂直的情况下求出点
的坐标,并验证点
是否在第一种情况下所得到的轨迹上,从而得到点
的轨迹方程.
(1)由题意知,且有
,即
,解得
,
因此椭圆的标准方程为
;
(2)①设从点所引的直线的方程为
,即
,
当从点所引的椭圆
的两条切线的斜率都存在时,分别设为
、
,则
,
将直线的方程代入椭圆
的方程并化简得
,
,
化简得,即
,
则、
是关于
的一元二次方程
的两根,则
,
化简得;
②当从点所引的两条切线均与坐标轴垂直,则
的坐标为
,此时点
也在圆
上.
综上所述,点的轨迹方程为
.
的符号来进行转化,计算量较大,从中也涉及了方程思想的灵活应用,属于难题.
已知中心在原点的双曲线的顶点与焦点分别是椭圆的焦点与顶点,若双曲线的离心率为2,则椭圆离心率为________
正确答案
试题分析:因为中心在原点的双曲线的顶点与焦点分别是椭圆的焦点与顶点,所以
,因此
已知椭圆上一点
关于原点
的对称点为
为其右焦点,若
设
且
则椭圆离心率的取值范围是 .
正确答案
试题分析:左焦点为.连结
可得四边形
是矩形,所以
.所以
又
所以.
.又因为
,
.所以
.即
.因为
所以
.所以
.故填
.
已知椭圆:
(
)的右焦点
,右顶点
,右准线
且
.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)动直线:
与椭圆
有且只有一个交点
,且与右准线相交于点
,试探究在平面直角坐标系内是否存在点
,使得以
为直径的圆恒过定点
?若存在,求出点
坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)利用椭圆的右准线方程为,
及
联立方程组求得
、
,从而得出椭圆的方程;(2)联立方程组
消去
得到关于
的一元二次方程,利用判别式
,得出
,由椭圆的对称性知,妨设点
,利用
推出
,又联立程组可求得
的值.
试题解析:(1)由题意,,
,
,
,由
得
.
椭圆C的标准方程为
. 5分
(2)由得:
,
,即
,
,
,即
. 8分
假设存在点满足题意,则由椭圆的对称性知,点
应在
轴上,不妨设点
.
又,
,
,若以
为直径的圆恒过定点
,
则+
=
恒成立,
故,
即. 12分
存在点
适合题意,点
与右焦点重合,其坐标为(1,0). 13分
设椭圆中心在坐标原点,是它的两个顶点,直线
与直线
相交于点D,与椭圆相交于
两点.
(Ⅰ)若,求
的值;
(Ⅱ)求四边形面积的最大值.
正确答案
(Ⅰ)或
;(Ⅱ)
.
试题分析:(Ⅰ)由题意易得椭圆方程,直线的方程,再设
,
满足方程
,把
用坐标表示出来得
,又点
在直线
上,则
,根据以上关系式可解得
的值;(Ⅱ)先求点E、F到AB的距离,再求
,则可得面积
,然后利用不等式求面积的最大值.
试题解析:(I)依题意,得椭圆的方程为, 1分
直线的方程分别为
, 2分
如图设,其中
,
满足方程
且故
,
由知
,得
, 4分
由点在直线
上知,
得
, 5分
,化简得
解得
或
. 7分
(II)根据点到直线的距离公式和①式知,点E、F到AB的距离分别为
, 8分
, 9分
又,所以四边形AEBF的面积为
, 11分
当即当
时,上式取等号,所以S的最大值为
13分
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