- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆C的中心为平面直角坐标系xOy的原点,焦点在x轴上,它的一个顶点到两个焦点的距离分别是7和1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若P为椭圆C上的动点,M为过P且垂直于x轴的直线上的一点,=λ,求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线.
正确答案
(1)=1(2)①当λ=
时,轨迹是两条平行于x轴的线段.②当λ≠
时,当0<λ<
时,点M的轨迹为中心在原点、实轴在y轴上的双曲线满足-4≤x≤4的部分;当
<λ<1时,点M的轨迹为中心在原点、长轴在x轴上的椭圆满足-4≤x≤4的部分;当λ≥1时,点M的轨迹为中心在原点,长轴在x轴上的椭圆.
(1)设椭圆长半轴长及半焦距分别为a,c,由已知得解得
又∵b2=a2-c2,∴b=
, 所以椭圆C的方程为
=1.
(2)设M(x,y),其中x∈[-4,4],由已知=λ2及点P在椭圆C上可得
=λ2,整理得(16λ2-9)x2+16λ2y2=112,其中x∈[-4,4].
①当λ=时,化简得9y2=112,所以点M的轨迹方程为y=±
(-4≤x≤4).轨迹是两条平行于x轴的线段.
②当λ≠时,方程变形为
=1,其中x∈[-4,4].当0<λ<
时,点M的轨迹为中心在原点、实轴在y轴上的双曲线满足-4≤x≤4的部分;当
<λ<1时,点M的轨迹为中心在原点、长轴在x轴上的椭圆满足-4≤x≤4的部分;当λ≥1时,点M的轨迹为中心在原点,长轴在x轴上的椭圆
在平面直角坐标系xOy中,已知对于任意实数k,直线(k+1)x+(k-
)y-(3k+
)=0恒过定点F.设椭圆C的中心在原点,一个焦点为F,且椭圆C上的点到F的最大距离为2+
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设(m,n)是椭圆C上的任意一点,圆O:x2+y2=r2(r>0)与椭圆C有4个相异公共点,试分别判断圆O与直线l1:mx+ny=1和l2:mx+ny=4的位置关系.
正确答案
(1)+y2=1.(2)直线l1与圆O相交,直线l2与圆O相离.
(1)由(k+1)x+(k-
)y-(3k+
)=0整理
得(x+y-3)k+(x-
y-
)=0,
解方程组得F(
,0).
设椭圆C的长轴长、短轴长、焦距分别为2a,2b,2c,则由题设知于是a=2,b=1. 所以椭圆C的方程为
+y2=1.
(2)因为圆O:x2+y2=r2(r>0)与椭圆C有4个相异公共点,所以b<r<a,即1<r<2.
因为点(m,n)是椭圆+y2=1上的点,所以
+n2=1,
且-2≤m≤2.所以∈[1,2].
于是圆心O到直线l1的距离d1=≤1<r,
圆心O到直线l2的距离d2=≥2>r.
故直线l1与圆O相交,直线l2与圆O相离
圆经过椭圆
的两个焦点
,且与该椭圆有四个不同交点,设
是其中的一个交点,若
的面积为
,椭圆的长轴长为
,则
(
为半焦距).
正确答案
试题分析:依题意作图,易求a=;利用椭圆的定义与直径三角形△F1PF2即可求得c=
,从而可求得b,继而可得a+b+c的值.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的一个顶点为A(2,0),离心率为
.直线y=k(x-1)与椭圆C交于不同的两点M,N.
(1)求椭圆C的方程;
(2)当△AMN的面积为时,求k的值.
正确答案
(1) +
=1 (2) k=±1
解:(1)由题设知,椭圆焦点在x轴上,
∴a=2.
由e==
得c=
,
∴b2=a2-c2=2.
∴椭圆C的方程为+
=1.
(2)由消去y,
整理得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-4=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2).
则Δ=(-4k2)2-4(1+2k2)(2k2-4)>0(※)
且x1+x2=,x1·x2=
,
∴|MN|=
=
=
=
=
设点A(2,0)到直线y=k(x-1)的距离为d,
则d=.
∴S△AMN=|MN|·d=
=
,
解得k=±1,
代入(※)式成立,∴k=±1.
已知椭圆的中心为原点
,离心率
,其一个焦点在抛物线
的准线上,若抛物线
与直线
相切.
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)当点在椭圆
上运动时,设动点
的运动轨迹为
.若点
满足:
,其中
是
上的点,直线
与
的斜率之积为
,试说明:是否存在两个定点
,使得
为定值?若存在,求
的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)
(2)存在两个定点,且为椭圆
的两个焦点,使得
为定值,其坐标为
.
试题分析:(1)根据抛物线与直线
相切,联立方程组并化简,
利用
,求得
的值,进一步可得
;
应用离心率求,得解.
(2)设,
,
,利用“代入法”求得
的轨迹方程为:
.
由及
确定
的坐标关系,
导出,作出判断.
试题解析:
(1)由,
抛物线
与直线
相切,
2分
抛物线
的方程为:
,其准线方程为:
,
离心率
,
,
故椭圆的标准方程为 5分
(2)设,
,
则
当点
在椭圆
上运动时,动点
的运动轨迹
的轨迹方程为:
7分
由得
设分别为直线
,
的斜率,由题设条件知
因此
9分
因为点在椭圆
上,
所以,
故
所以,从而可知:
点是椭圆
上的点,
存在两个定点
,且为椭圆
的两个焦点,使得
为定值,其坐标为
. 13分
已知椭圆C:=1(a>b>0)的两个焦点分别为F1,F2,离心率为
,且过点(2,
).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)M,N,P,Q是椭圆C上的四个不同的点,两条都不和x轴垂直的直线MN和PQ分别过点F1,F2,且这两条直线互相垂直,求证:为定值.
正确答案
(1)=1(2)
(1)由已知,e==
,所以
=
=1-e2=
,所以a2=2b2.
所以C:=1,即x2+2y2=2b2.
因为椭圆C过点(2,),代入椭圆方程得b2=4,所以a2=8.
所以椭圆C的标准方程为=1.
(2)证明:由(1)知椭圆的焦点坐标为F1(-2,0),F2(2,0).
根据题意,可设直线MN的方程为y=k(x+2),
由于直线MN与直线PQ互相垂直,则直线PQ的方程为y=-(x-2).
设M(x1,y1),N(x2,y2).
由方程组消去y得(2k2+1)x2+8k2x+8k2-8=0.
则x1+x2=,x1x2=
.
所以|MN|==
.同理可得|PQ|=
.
所以
已知椭圆的离心率为
,且过点
.
(1)求椭圆的方程;
(2)若过点C(-1,0)且斜率为的直线
与椭圆相交于不同的两点
,试问在
轴上是否存在点
,使
是与
无关的常数?若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)椭圆方程为。
(2)在x轴上存在点M(), 使
是与K无关的常数.
试题分析:(1)∵椭圆离心率为,
∴,∴
. 1分
又椭圆过点(
,1),代入椭圆方程,得
. 2分
所以. 4分
∴椭圆方程为,即
. 5分
(2)在x轴上存在点M,使
是与K无关的常数. 6分
证明:假设在x轴上存在点M(m,0),使是与k无关的常数,
∵直线L过点C(-1,0)且斜率为K,∴L方程为,
由 得
. 7分
设,则
8分
∵
∴ 9分
=
=
=
= 10分
设常数为t,则. 11分
整理得对任意的k恒成立,
解得
, 12分
即在x轴上存在点M(), 使
是与K无关的常数. 13分
点评:中档题,曲线关系问题,往往通过联立方程组,得到一元二次方程,运用韦达定理。求椭圆标准方程时,主要运用了椭圆的几何性质,建立了a,bac的方程组。(2)作为研究,应用韦达定理,建立了m的函数式,利用函数观点,求得m的值,肯定存在性,使问题得解。
椭圆C: +
=1(a>b>0)的离心率e=
,a+b=3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,A,B,D是椭圆C的顶点,P是椭圆C上除顶点外的任意一点,直线DP交x轴于点N,直线AD交BP于点M,设BP的斜率为k,MN的斜率为m.证明2m-k为定值.
正确答案
(1) +y2=1 (2)见解析
(1)解:因为e==
,
所以a=c,b=
c.
代入a+b=3,
得c=,a=2,b=1.
故椭圆C的方程为+y2=1.
(2)证明:因为B(2,0),P不为椭圆顶点,
则直线BP的方程为y=k(x-2)(k≠0,k≠±), ①
把①代入+y2=1,
解得P.
直线AD的方程为y=x+1.②
①与②联立解得M.
由D(0,1),P,N(x,0)三点共线知
=
,
解得N.
所以MN的斜率为m=
=
=,
则2m-k=-k=
(定值).
已知椭圆的一个焦点
与抛物线
的焦点重合,且截抛物线的准线所得弦长为
,倾斜角为
的直线
过点
.
(1)求该椭圆的方程;
(2)设椭圆的另一个焦点为,问抛物线
上是否存在一点
,使得
与
关于直线
对称,若存在,求出点
的坐标,若不存在,说明理由.
正确答案
(1);(2)抛物线
上存在一点
,使得
与
关于直线
对称.
试题分析:(1)求椭圆的方程,可利用待定系数法求出的值即可,首先确定抛物线
的焦点
与准线方程为
,利用椭圆焦点
与抛物线
的焦点重合,得
,且截抛物线的准线所得弦长为
,得交点为
,建立方程,求出
的值,即可求得椭圆的方程;(2)根据倾斜角为
的直线
过点
,可得直线
的方程
,由(1)知椭圆的另一个焦点为
,利用
与
关于直线
对称,利用对称,可求得
的坐标,由此可得结论.
试题解析:(1)抛物线的焦点为
,准线方程为
,
∴ ① 2分
又椭圆截抛物线的准线所得弦长为
,
∴ 得上交点为,∴
② 4分
由①代入②得,解得
或
(舍去),
从而
∴该椭圆的方程为该椭圆的方程为 6分
(2)∵ 倾斜角为的直线
过点
,
∴ 直线的方程为
,即
, 7分
由(1)知椭圆的另一个焦点为,设
与
关于直线
对称,则得
, 9分
解得,即
, 2分
又满足
,故点
在抛物线上。所以抛物线
上存在一点
,使得
与
关于直线
对称。 13分
已知椭圆的离心率为
,且经过点
. 过它的两个焦点
,
分别作直线
与
,
交椭圆于A、B两点,
交椭圆于C、D两点,且
.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求四边形的面积
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)由离心率为可知
,所以
,再将点P的坐标代入椭圆方程得
,故所求椭圆方程为
;
(2)与
垂直,可分为两种情况讨论:一是当
与
中有一条直线的斜率不存在,则另一条直线的斜率为0;二是若
与
的斜率都存在;
当与
中有一条直线的斜率不存在,则另一条直线的斜率为0,此时四边形的面积为
;
若与
的斜率都存在,设
的斜率为
,则
的斜率为
.
直线
的方程为
,
设,
,联立
,消去
整理得,
(1),
,
,
(2),注意到方程(1)的结构特征,或图形的对称性,可以用代替(2)中的
,
得 ,
,利用换元法,再利用对构函数可以求出最值,令
,
,
,综上可知,四边形
面积的
.
试题解析:(1)由,所以
, 2分
将点P的坐标代入椭圆方程得, 4分
故所求椭圆方程为 5分
(2)当与
中有一条直线的斜率不存在,则另一条直线的斜率为0,
此时四边形的面积为, 7分
若与
的斜率都存在,设
的斜率为
,则
的斜率为
.
直线
的方程为
,
设,
,联立
,
消去整理得,
(1)
,
, 8分
,
(2) 9分
注意到方程(1)的结构特征,或图形的对称性,可以用代替(2)中的
,
得 , 10分
,令
,
,
,综上可知,四边形
面积的
. 13分
已知椭圆的长轴两端点分别为
,
是椭圆上的动点,以
为一边在
轴下方作矩形
,使
,
交
于点
,
交
于点
.
(Ⅰ)如图(1),若,且
为椭圆上顶点时,
的面积为12,点
到直线
的距离为
,求椭圆的方程;
(Ⅱ)如图(2),若,试证明:
成等比数列.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)详见解析.
试题分析:(Ⅰ)由的面积为12,点
到直线
的距离为
,列出关于
的方程求解;(Ⅱ)用坐标表示各点,然后求出
的长,计算比较即可.
试题解析:(Ⅰ)如图1,当时,
过点
,
,
∵的面积为12,
,即
.① 2分
此时,
直线
方程为
.
∴点到
的距离
. ② 4分
由①②解得. 6分
∴所求椭圆方程为. 7分
(Ⅱ)如图2,当时,
,设
,
由三点共线,及
,
(说明:也可通过求直线方程做)
得,
,即
. 9分
由三点共线,及
,
得,
,即
. 11分
又,
. 13分
而. 15分
,即有
成等比数列. 16分
(本小题满分12分)已知椭圆C的中心为坐标原点O,焦点在y轴上,离心率,椭圆上的点到焦点的最短距离为
, 直线l与y轴交于点P(0,m),与椭圆C交于相异两点A、B,且
.
(1)求椭圆方程;
(2)求的取值范围.
正确答案
解:(1)设C:+
=1(a>b>0),设c>0,c2=a2-b2,由条件知a-c=
,
=
,………1分
∴a=1,b=c= ………………………………………3分
故C的方程为:y2+=1 ……………………………4分
(2)当直线斜率不存在时: ……………………………………5分
当直线斜率存在时:设l与椭圆C交点为A(x1,y1),B(x2,y2)
得(k2+2)x2+2kmx+(m2-1)=0 …………………6分
Δ=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)=4(k2-2m2+2)>0 (*)………………7分
x1+x2=, x1x2=
…………………………………8分
∵=3
∴-x1=3x2∴
消去x2,得3(x1+x2)2+4x1x2=0,∴3()2+4
=0……………………9分
整理得4k2m2+2m2-k2-2=0
m2=时,上式不成立;m2≠
时,k2=
, …………………10分
∴k2=0,∴
或
高三数学(理工类)参考答案第3页(共4页)
把k2=代入(*)得
或
∴或
……………………………………11分
综上m的取值范围为或
……………………………12分
略
如图,点分别是椭圆C:
的左、右焦点,过点
作
轴的垂线,交椭圆
的上半部分于点
,过点
作
的垂线交直线
于点
.
(1)如果点的坐标为(4,4),求椭圆
的方程;
(2)试判断直线与椭圆
的公共点个数,并证明你的结论.
正确答案
(1);(2)1个.
试题分析:(1)要求椭圆方程,由于,需要通过已知条件表示出
点的坐标,由于
轴,则
,代入椭圆方程求得点
的纵坐标
,从而求得直线
的斜率,根据
求的直线
的斜率,有直线方程的点斜式求出直线
的方程,直线
的方程与
联立求得点
的坐标,从而求得
、
,由于椭圆中
可求出
,即可求得椭圆的方程;(2)要判断直线
与椭圆
的公共点个数,需要求出直线
的方程,与椭圆方程联立,消去
或
得到关于
或
得一元二次方程,通过判断这个方程的的根的情况,即可得出所求的交点的个数.
试题解析:解方程组得
点的坐标为
,
,
,
,
直线
的方程为
,
将代入上式解得
,
. 4分
(1)因为点的坐标为(4,4),所以
,解得
,
,
椭圆
的方程为
. 7分
(2),则
点的坐标为
,
,
的方程为
,即
, 9分
将的方程代入椭圆
的方程得
,
①
,
方程①可化为,
解得,
所以直线与椭圆
只有一个公共点 13分
(本小题满分12分,(Ⅰ)问5分,(Ⅱ)问7分)
已知以原点为中心的椭圆的一条准线方程为
,离心率
,
是椭圆上的动点。
(Ⅰ)若的坐标分别是
,求
的最大值;
(Ⅱ)如题(20)图,点的坐标为
,
是圆
上的点,
是点
在
轴上的射影,点
满足条件:
,
,求线段
的中点
的轨迹方程。
正确答案
(Ⅰ)4
(Ⅱ)
(Ⅰ)由题设条件知焦点在y轴上,故设椭圆方程为(a>b> 0 )。
设,由准线方程
得,由
得
,解得a =" 2" ,c =
,从而 b = 1,椭圆方程为
。
又易知C,D两点是椭圆的焦点,所以,
。
从而,当且仅当
,即点M的坐标为
时上式取等号,
的最大值为4。
(II)如答(20)图,设,
。
因为,故
①
因为
所以 . ②
记P点的坐标为,因为P是BQ的中点
所以
由因为 ,结合①,②得
故动点P的估计方程为
。
已知曲线-
=1.
(1)当曲线是椭圆时,求m的取值范围,并写出焦点坐标;
(2)当曲线是双曲线时,求m的取值范围,并写出焦点坐标.
正确答案
(1)曲线为椭圆⇔⇔
⇔m<0.即m的取值范围是(-∞,0).
此时,椭圆的焦点在x轴上,坐标为(±4,0).
(2)曲线为双曲线⇔(16-m)m>0⇔0<m<16.即m的取值范围是(0,16).
此时,双曲线的焦点在x轴上,坐标为(±4,0).
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