- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
设椭圆C:=1(a>b>0)的离心率e=
,右焦点到直线
=1的距离d=
,O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点O作两条互相垂直的射线,与椭圆C分别交于A,B两点,证明,点O到直线AB的距离为定值,并求弦AB长度的最小值.
正确答案
(1)=1(2)
(1)由e=得
=
,即a=2c,∴b=
c.
由右焦点到直线=1的距离为d=
,
=1化为一般式:bx+ay-ab=0得
=
,解得a=2,b=
.
所以椭圆C的方程为=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),当直线AB斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+m.与椭圆=1联立消去y,得(4k2+3)x2+8kmx+(4m2-12)=0.由根与系数的关系得x1+x2=-
,x1x2=
.
∵OA⊥OB,∴x1x2+y1y2=0,∴x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=0,即(k2+1)x1x2+km(x1+x2)+m2=0,
∴(k2+1) -
+m2=0.
整理得7m2=12(k2+1),所以O到直线AB的距离d==
=
(为定值).
当直线AB斜率不存在时,可求出直线AB方程为x=±,则点O到直线AB的距离为
(定值)
∵OA⊥OB,∴OA2+OB2=AB2≥2OA·OB,当且仅当OA=OB时取“=”,由直角三角形面积公式得:
d·AB=OA·OB.
∵OA·OB≤,∴d·AB≤
.
∴AB≥2d=,故当OA=OB时,弦AB的长度取得最小值
.
在平面直角坐标系中,已知椭圆
.如图所示,斜率为
且不过原点的直线
交椭圆
于
,
两点,线段
的中点为
,射线
交椭圆
于点
,交直线
于点
.
(Ⅰ)求的最小值;
(Ⅱ)若∙
,(i)求证:直线
过定点;
(ii)试问点,
能否关于
轴对称?若能,求出此时
的外接圆方程;若不能,请说明理由.
正确答案
(1)2 (2)
(Ⅰ)由题意:设直线,
由消y得:
,设A
、B
,AB的中点E
,则由韦达定理得:
=
,即
,
,所以中点E的坐标为E
,因为O、E、D三点在同一直线上,所以
,即
,解得
,所以
=
,当且仅当
时取等号,即
的最小值为2.
(Ⅱ)(i)证明:由题意知:n>0,因为直线OD的方程为,所以由
得交点G的纵坐标为
,又因为
,
,且
∙
,所以
,又由(Ⅰ)知:
,所以解得
,所以直线
的方程为
,即有
,令
得,y=0,与实数k无关,所以直线
过定点(-1,0).
(ii)假设点,
关于
轴对称,则有
的外接圆的圆心在x轴上,又在线段AB的中垂线上,
由(i)知点G(,所
以点B(
,又因为直线
过定点(-1,0),所以直线
的斜率为
,又因为
,所以解得
或6,又因为
,所以
舍去,即
,此时k=1
,m=1,E
,AB的中垂线为2x+2y+1=0,圆心坐标为
,G(
,圆半径为
,圆的方程为
.综上所述, 点
,
关于
轴对称,此时
的外接圆的方程为
.
已知椭圆的焦点是F1(0,-1)和F2(0,1),离心率e=,
(I)求此椭圆的标准方程;
(Ⅱ)设点P在此椭圆上,且有|PF1|-|PF2|=1,求∠F1PF2的余弦值.
正确答案
(I)由已知可设椭圆的方程为:+
=1(a>b>0),…(2分)
由条件知c=1,e==
,
解得a=2,…(4分)
所以b2=a2-c2=3.…(5分)
所以椭圆的标准方程方程为+
=1…(6分)
(Ⅱ)因为点P在椭圆+
=1上,
所以|PF1|+|PF2|=2a=4;…(8分)
又因为|PF1|-|PF2|=1,解得|PF1|=,|PF2|=
,…(10分)
在△ABC中,cos∠F1PF2==
=
,
所以∠F1PF2的余弦值为. …(12分)
已知椭圆方程为
,过右焦点斜率为1的直线到原点的距离为
.
(1)求椭圆方程.
(2)已知为椭圆的左右两个顶点,
为椭圆在第一象限内的一点,
为过点
且垂直
轴的直线,点
为直线
与直线
的交点,点
为以
为直径的圆与直线
的一个交点,求证:
三点共线.
正确答案
(1);(2)详见解析.
试题分析:(1)由过右焦点斜率为1的直线到原点的距离为可以得到右焦点坐标,即
的值.再由公式
可得椭圆方程.此处注意因为是右焦点,即焦点在
轴上,从而得到
对应的分母1即为
;(2)由
点坐标设出直线
的点斜式方程,联立椭圆方程求出
的坐标.易知直线
的方程,所以易求得
点坐标,由圆的性质知
,则只要
就有直线
、
重合,即
三点共线.因为点的坐标已求得,
可通过向量数量积予以证明.注意本题如选择求
点坐标则将较为繁琐,增加了解题的计算量,这里合理利用圆的直径对应的圆周角是直角这一性质,简化了运算.
试题解析:(1)设右焦点为,则过右焦点斜率为1的直线方程为:
1分
则原点到直线的距离 3分
方程
4分
(2)点坐标为
5分
设直线方程为:
,设点
坐标为
得:
6分
7分
9分
10分
由圆的性质得:
又点的横坐标为
点的坐标为
11分
11分
13分
即,又
三点共线 14分
椭圆的中心在坐标原点O,右焦点F(c,0)到相应准线的距离为1,倾斜角为45°的直线交椭圆于A,B两点.设AB中点为M,直线AB与OM的夹角为a.
(1)用半焦距c表示椭圆的方程及;
(2)若2<<3,求椭圆率心率e的取值范围.
正确答案
(1)(2)
(1)由题意可知所以椭圆方程为
设
,将其代入椭圆方程相减,将
代入 可化得
(2)若2<3,则
设是椭圆
上一动点,
是椭圆的两个焦点,则
的最大值为 .
正确答案
4
试题分析:在中,设
,由余弦定理可知
,结合椭圆的性质化简得:
;当点
位于椭圆的上顶点
时,
有最大值,且
,此时
的最大值为4.
在平面直角坐标系中,已知点
,
,
为动点,且直线
与直线
的斜率之积为
.
(1)求动点的轨迹
的方程;
(2)设过点的直线
与曲线
相交于不同的两点
,
.若点
在
轴上,且
,求点
的纵坐标的取值范围.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:本题主要考查椭圆的标准方程、直线方程、中点坐标公式等基础知识,突出解析几何的基本思想和方法的考查:如数形结合思想、分类讨论思想、坐标化方法等.第一问,设出动点坐标,利用斜率的关系列出表达式,整理出方程;第二问,先根据直线的斜率是否存在进行讨论,当斜率存在时,设出直线方程,因为相交,所以联立方程,消参,得到关于的方程,找到
中点坐标,因为
,所以找直线
的垂直平分线,令
,得到纵坐标,讨论
的正负,利用基本不等式得到范围.
试题解析:(1)设动点的坐标为
,依题意可知
,
整理得. 3分
所以动点的轨迹
的方程为
. 5分
(2)当直线的斜率不存在时,满足条件的点
的纵坐标为
. 7分
当直线的斜率存在时,设直线
的方程为
.
将代入
并整理得,
.
. 8分
设,
,则
,.
设的中点为
,则
,
,
所以. 10分
由题意可知,
又直线的垂直平分线的方程为
.
令解得
. . 11分
当时,因为
,所以
;
当时,因为
,所以
. . 13分
综上所述,点纵坐标的取值范围是
. . 14分
过椭圆Γ:=1(a>b>0)右焦点F2的直线交椭圆于A,B两点,F1为其左焦点,已知△AF1B的周长为8,椭圆的离心率为
.
(1)求椭圆Γ的方程;
(2)是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆Γ恒有两个交点P,Q,且⊥
?若存在,求出该圆的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)+y2=1(2)存在圆心在原点的圆x2+y2=
满足条件
(1)由已知得解得
∴b2=a2-c2=1,
故椭圆Γ的方程为+y2=1.
(2)假设满足条件的圆存在,其方程为x2+y2=r2(0<r<1).
当直线PQ的斜率存在时,设其方程为y=kx+t,
由消去y整理得(1+4k2)x2+8ktx+4t2-4=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则x1+x2=-,x1x2=
.①
∵⊥
,∴x1x2+y1y2=0.
又y1=kx1+t,y2=kx2+t,
∴x1x2+(kx1+t)(kx2+t)=0,
即(1+k2)x1x2+kt(x1+x2)+t2=0.②
将①代入②得+t2=0,
即t2= (1+k2).
∵直线PQ与圆x2+y2=r2相切,
∴r=∈(0,1),
∴存在圆x2+y2=满足条件.
当直线PQ的斜率不存在时,也适合x2+y2=.
综上所述,存在圆心在原点的圆x2+y2=满足条件.
己知椭圆C:(a>b>0)的右焦点为F(1,0),点A(2,0)在椭圆C上,过F点的直线
与椭圆C交于不同两点
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线斜率为1,求线段
的长;
(3)设线段的垂直平分线交
轴于点P(0,y0),求
的取值范围.
正确答案
(1)椭圆C的方程;(2)线段
的长为
;(3)
的取值范围是
.
试题分析:(1)根据椭圆的右焦点为F(1,0),点A(2,0)在椭圆C上,代入即可求得椭圆C的方程;(2)先用点斜式
写出直线方程,再和椭圆方程联立,用弦长公式
即可求出线段
的长为
;(3)当
轴时,显然
.当
与
轴不垂直时,可设直线
的方程为
,把直线方程与椭圆方程联立,设直线与椭圆的两个交点为
,
,表示出
,联立即可求出
的取值范围.
试题解析:(1)由题意:,
,
,
所求椭圆方程为. 3分
(2)由题意,直线l的方程为:.
由得
,
所以. 7分
(3)当轴时,显然
.
当与x轴不垂直时,可设直线
的方程为
.
由消去y整理得
.
设,
,线段MN的中点为
,
则.
所以,
线段MN的垂直平分线方程为
在上述方程中令x=0,得.
当时,
;当
时,
.
所以,或
.
综上,的取值范围是
. 10分
设椭圆M:(a>b>0)的离心率为
,长轴长为
,设过右焦点F倾
斜角为的直线交椭圆M于A,B两点。
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(2)设过右焦点F且与直线AB垂直的直线交椭圆M于C,D,求|AB| + |CD|的最小
值。
正确答案
,
解:(Ⅰ)所求椭圆M的方程为
…3分
(Ⅱ)当≠
,设直线AB的斜率为k = tan
,焦点F ( 3 , 0 ),则直线AB的方程为 y = k ( x – 3 ) 有
( 1 + 2k2 )x2 – 12k2x + 18( k2 – 1 ) =" 0"
设点A ( x1 , y1 ) , B ( x2 , y2 ) 有x1 + x2 =, x1x2 =
|AB| =
又因为k = tan=
代入**式得 |AB| =
当=
时,直线AB的方程为x = 3,此时|AB| =
而当=
时,|AB| =
=
|AB| =
同理可得 |CD| ==
有|AB| + |CD| =+
=
因为sin2∈[0,1],所以 当且仅当sin2
=1时,|AB|+|CD|有最小值是
已知椭圆ε:(a>b>0),动圆
:
,其中b
上的点,且使直线AB与椭圆ε和动圆
均相切,求A、B两点的距离
的最大值.
正确答案
设A、B
,直线AB的方程为
因为A既在椭圆
上又在直线AB上,从而有
将(1)代入(2)得
由于直线AB与椭圆相切,故
从而可得,
(3)……………………5分
同理,由B既在圆上又在直线AB上,可得
,
(4)………10分
由(3)、(4)得,
即
,当且仅当
时取等号所以A、B两点的距离
的最大值为
. ……………20分.
在周长为定值的中,已知
,且当顶点
位于定点
时,
有最小值为
.(1)建立适当的坐标系,求顶点
的轨迹方程.(2)过点
作直线与(1)中的曲线交于
、
两点,求
的最小值的集合.
正确答案
的最小值的集合为空集.
(1) 以AB所在直线为x轴,线段AB的中垂线为y轴建立直角坐标系,设 |CA|+|CB|=2a(a>3)为定值,所以C点的轨迹是以A、B为焦点的椭圆,所以焦距 2c=|AB|=6.
因为
又 ,所以
,由题意得
.
此时,|PA|=|PB|,P点坐标为 P(0,±4).所以C点的轨迹方程为
(2) 不妨设A点坐标为A(-3,0),M(x1,y1),N(x2,y2).当直线MN的倾斜角不为900时,设其方程为 y="k(x+3)" 代入椭圆方程化简,得
显然有 △≥0, 所以
而由椭圆第二定义可得
只要考虑 的最小值,即考虑
取最小值,显然.
当k=0时,取最小值16.
当直线MN的倾斜角为900时,x1=x2=-3,得
但 ,故
,这样的M、N不存在,即
的最小值的集合为空集.
在直角坐标系xOy中,直线x-2y+4=0与椭圆+=1交于A,B两点,F是椭圆的左焦点.求以O,F,A,B为顶点的四边形的面积.
正确答案
(72+7).
:取方程组代入得,25y2-64y+28=0.
此方程的解为y=2,y=.即得B(0,2),A(-,),
又左焦点F1(-,0).连OA把四边形AFOB分成两个三角形.
得,S=×2×+××=(72+7).
也可以这样计算面积:直线与x轴交于点C(-4,0).所求面积=×4×2-×(4-)×=(72+7).也可以这样计算面积:所求面积=(0×2-0×0+0×-(-)×2+(-)×0-(-)×+(-)×0-0×0)=(+)=(72+7).
设椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,离心率e=.已知点P(0,
)到这个椭圆上的点的最远距离为
,求这个椭圆方程.
正确答案
设椭圆方程为+
=1 (a>b>0),M(x,y)为椭圆上的点,由
=
得a=2b,
|PM|2=x2+(y-
3
2
)2=-3(y+
1
2
)2+4b2+3(-b≤y≤b),
若b<,则当y=-b时|PM|2最大,即(-b-
3
2
)2=7,
∴b=-
>
,故矛盾.
若b≥时,y=-
时,
4b2+3=7,
b2=1,从而a2=4.
所求方程为 +y2=1.
已知椭圆过点
,两个焦点为
,
.
(1)求椭圆的方程;
(2),
是椭圆
上的两个动点,如果直线
的斜率与
的斜率互为相反数,证明直线
的斜率为定值,并求出这个定值.
正确答案
(1) (2)直线
的斜率为定值
试题分析:(1) 由题意,设椭圆方程为
,将
代入即可求出
,则椭圆方程可求.
(2)设直线AE方程为:,代入入
得
,再由点
在椭圆上,根据结直线
的斜率与
的斜率互为相反数,结合直线的位置关系进行求解.
(1)由题意,设椭圆方程为
,
因为点在椭圆上,所以
,解得
,
所求椭圆方程为
(2)设直线方程为
,代入
得
设,
,点
在直线
上
则,
;
直线的斜率与直线
的斜率互为相反数,在上式中用
代替
得
,
,
直线的斜率
所以直线的斜率为定值
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