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题型:简答题
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简答题

如图,已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,以椭圆C的左顶点T为圆心作圆T:(x+2)2+y2=r2(r>0),设圆T与椭圆C交于点M与点N.

(1)求椭圆C的方程;

(2)求的最小值,并求此时圆T的方程;

(3)设点P是椭圆C上异于M,N的任意一点,且直线MP,NP分别与x轴交于点R,S,O为坐标原点,求证:|OR|•|OS|为定值.

正确答案

解:(1)依题意,得a=2,

∴c=,b==1,

故椭圆C的方程为.…(3分)

(2)方法一:点M与点N关于x轴对称,

设M(x1,y1),N(x1,-y1),不妨设y1>0.

由于点M在椭圆C上,所以.     (*)          …(4分)

由已知T(-2,0),则

=(x1+2)2-

=

=.…(6分)

由于-2<x1<2,

故当时,取得最小值为

由(*)式,,故

又点M在圆T上,代入圆的方程得到

故圆T的方程为:.…(8分)

方法二:点M与点N关于x轴对称,

故设M(2cosθ,sinθ),N(2cosθ,-sinθ),

不妨设sinθ>0,由已知T(-2,0),

=(2cosθ+2)2-sin2θ

=5cos2θ+8cosθ+3

=.…(6分)

故当时,取得最小值为

此时

又点M在圆T上,代入圆的方程得到

故圆T的方程为:. …(8分)

(3)方法一:设P(x0,y0),

则直线MP的方程为:

令y=0,得

同理:,…(10分)

      (**) …(11分)

又点M与点P在椭圆上,

,…(12分)

代入(**)式,

得:

所以|OR|•|OS|=|xR|•|xS|=|xR•xS|=4为定值.               …(14分)

方法二:设M(2cosθ,sinθ),N(2cosθ,-sinθ),

不妨设sinθ>0,P(2cosα,sinα),其中sinα≠±sinθ.

则直线MP的方程为:

令y=0,得

同理:,…(12分)

所以|OR|•|OS|=|xR|•|xS|=|xR•xS|=4为定值.…(14分)

解析

解:(1)依题意,得a=2,

∴c=,b==1,

故椭圆C的方程为.…(3分)

(2)方法一:点M与点N关于x轴对称,

设M(x1,y1),N(x1,-y1),不妨设y1>0.

由于点M在椭圆C上,所以.     (*)          …(4分)

由已知T(-2,0),则

=(x1+2)2-

=

=.…(6分)

由于-2<x1<2,

故当时,取得最小值为

由(*)式,,故

又点M在圆T上,代入圆的方程得到

故圆T的方程为:.…(8分)

方法二:点M与点N关于x轴对称,

故设M(2cosθ,sinθ),N(2cosθ,-sinθ),

不妨设sinθ>0,由已知T(-2,0),

=(2cosθ+2)2-sin2θ

=5cos2θ+8cosθ+3

=.…(6分)

故当时,取得最小值为

此时

又点M在圆T上,代入圆的方程得到

故圆T的方程为:. …(8分)

(3)方法一:设P(x0,y0),

则直线MP的方程为:

令y=0,得

同理:,…(10分)

      (**) …(11分)

又点M与点P在椭圆上,

,…(12分)

代入(**)式,

得:

所以|OR|•|OS|=|xR|•|xS|=|xR•xS|=4为定值.               …(14分)

方法二:设M(2cosθ,sinθ),N(2cosθ,-sinθ),

不妨设sinθ>0,P(2cosα,sinα),其中sinα≠±sinθ.

则直线MP的方程为:

令y=0,得

同理:,…(12分)

所以|OR|•|OS|=|xR|•|xS|=|xR•xS|=4为定值.…(14分)

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题型:简答题
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简答题

在平面直角坐标系xOy中,动点P到两点的距离之和等于4,设点P的轨迹为曲线C,直线l过点E(-1,0)且与曲线C交于A,B两点.

(1)求曲线C的轨迹方程;

(2)是否存在△AOB面积的最大值,若存在,求出△AOB的面积;若不存在,说明理由.

正确答案

解:(1)由椭圆定义可知,

点P的轨迹C是以为焦点,长半轴长为2的椭圆.…(3分)

故曲线C的方程为. …(5分)

(2)存在△AOB面积的最大值.…(6分)

因为直线l过点E(-1,0),设直线l的方程为 x=my-1或y=0(舍).

整理得 (m2+4)y2-2my-3=0.…(7分)

由△=(2m)2+12(m2+4)>0.

设A(x1,y1),B(x2,y2).

解得

则 

因为

=. …(10分)

则g(t)在区间上为增函数.

所以

所以

当且仅当m=0时取等号,即

所以S△AOB的最大值为.…(13分)

解析

解:(1)由椭圆定义可知,

点P的轨迹C是以为焦点,长半轴长为2的椭圆.…(3分)

故曲线C的方程为. …(5分)

(2)存在△AOB面积的最大值.…(6分)

因为直线l过点E(-1,0),设直线l的方程为 x=my-1或y=0(舍).

整理得 (m2+4)y2-2my-3=0.…(7分)

由△=(2m)2+12(m2+4)>0.

设A(x1,y1),B(x2,y2).

解得

则 

因为

=. …(10分)

则g(t)在区间上为增函数.

所以

所以

当且仅当m=0时取等号,即

所以S△AOB的最大值为.…(13分)

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题型:简答题
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简答题

已知抛物线C:y2=4(x-1),椭圆C1的左焦点及左准线与抛物线C的焦点F和准线l分别重合.

(1)设B是椭圆C1短轴的一个端点,线段BF的中点为P,求点P的轨迹C2的方程;

(2)如果直线x+y=m与曲线C2相交于不同两点M、N,求m的取值范围.

正确答案

解:(1)抛物线y2=4(x-1)焦点为F(2,0),准线l:x=0.设P(x,y),

∵P为BF中点,

∴B(2x-2,2y)(x>2,y≠0).设椭圆C1的长半轴、短半轴、半焦距分别为a、b、c,

则c=(2x-2)-2=2x-4,b2=(2y)2=4y2

∵(-c)-(- )=2,

=2,

即b2=2c.∴4y2=2(2x-4),

即y2=x-2(y≠0),此即C2的轨迹方程.

(2)由,y≠0,知y2+y-m+2=0,

令△=1-4(-m+2)>0,知m>

而当m=2时,直线x+y=2过点(2,0),这时它与曲线C2只有一个交点,

∴所求m的取值范围是( ,2)∪(2,+∞).

解析

解:(1)抛物线y2=4(x-1)焦点为F(2,0),准线l:x=0.设P(x,y),

∵P为BF中点,

∴B(2x-2,2y)(x>2,y≠0).设椭圆C1的长半轴、短半轴、半焦距分别为a、b、c,

则c=(2x-2)-2=2x-4,b2=(2y)2=4y2

∵(-c)-(- )=2,

=2,

即b2=2c.∴4y2=2(2x-4),

即y2=x-2(y≠0),此即C2的轨迹方程.

(2)由,y≠0,知y2+y-m+2=0,

令△=1-4(-m+2)>0,知m>

而当m=2时,直线x+y=2过点(2,0),这时它与曲线C2只有一个交点,

∴所求m的取值范围是( ,2)∪(2,+∞).

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题型:简答题
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简答题

已知圆N:(x+2)2+y2=8和抛物线C:y2=2x,圆的切线l与抛物线C交于不同的两点A,B,

(1)当直线l的斜率为1时,求线段AB的长;

(2)设点M和点N关于直线y=x对称,问是否存在直线l使得?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:因为圆N:(x+2)2+y2=8,所以圆心N为(-2,0),半径,…(1分)

设A(x1,y1),B(x2,y2),

(1)当直线l的斜率为1时,设l的方程为y=x+m即x-y+m=0

因为直线l是圆N的切线,所以,解得m=-2或m=6(舍),此时直线l的方程为y=x-2,…(3分)

消去x得y2-2y-4=0,

所以△>0,y1+y2=2,y1y2=4,…(4分)

所以

所以弦长…(6分)

(2)设直线l的方程为y=kx+m即kx-y+m=0(k≠0)

因为直线l是圆N的切线,所以,得m2-4k2-4mk-8=0…①…(8分)

消去x得 ky2-2y+2m=0,

所以△=4-4k×2m>0即且k≠0,

因为点M和点N关于直线y=x对称,所以点M为(0,-2)

所以

因为,所以=x1x2+(y1+2)(y2+2)=0…(10分)

将A,B在直线y=kx+m上代入化简得

代入

化简得 m2+4k2+2mk+4k=0…②

①+②得 2m2-2mk+4k-8=0,即(m-2)(m-k+2)=0,解得m=2或m=k-2

当m=2时,代入①解得k=-1,满足条件且k≠0,此时直线l的方程为y=-x+2;

当m=k-2时,代入①整理得 7k2-4k+4=0,无解.…(12分)

当直线l的斜率不存在时,因为直线l是圆N的切线,所以l的方程为

则得,y1+y2=0,

由①得:=x1x2+(y1+2)(y2+2)

=

当直线l的斜率不存在时不成立.

综上所述,存在满足条件的直线l,其方程为y=-x+2…(14分)

另解:

(2)设直线l的方程为x=my+a即x-my-a=0(m必存在)

因为直线l是圆N的切线,所以,得a2+4a-8m2-4=0…①…(8分)

消去x得 y2-2my-2a=0,

所以△=4m2+8a>0即m2+2a>0,y1+y2=2m,y1y2=-2a.…(10分)

因为点M和点N关于直线y=x对称,所以点M为(0,-2)

所以

因为,所以=x1x2+(y1+2)(y2+2)=0

将A,B在直线x=my+a上代入化简得…(12分)

代入y1+y2=2m,y1y2=-2a得(1+m2)(-2a)+(am+2)(2m)+a2+4=0

化简得 a-2a+4m+4=0…②

①+②得 2a2+2a-8m2+4m=0,即(a+2m)(a-2m+1)=0,解得a=-2m或a=2m-1

当a=-2m时,代入①解得m=-1,a=2,满足条件m2+2a>0;

当a=2m-1时,代入①整理得 4m2-4m+7=0,无解.

综上所述,存在满足条件的直线l,其方程为y=-x+2…(14分)

解析

解:因为圆N:(x+2)2+y2=8,所以圆心N为(-2,0),半径,…(1分)

设A(x1,y1),B(x2,y2),

(1)当直线l的斜率为1时,设l的方程为y=x+m即x-y+m=0

因为直线l是圆N的切线,所以,解得m=-2或m=6(舍),此时直线l的方程为y=x-2,…(3分)

消去x得y2-2y-4=0,

所以△>0,y1+y2=2,y1y2=4,…(4分)

所以

所以弦长…(6分)

(2)设直线l的方程为y=kx+m即kx-y+m=0(k≠0)

因为直线l是圆N的切线,所以,得m2-4k2-4mk-8=0…①…(8分)

消去x得 ky2-2y+2m=0,

所以△=4-4k×2m>0即且k≠0,

因为点M和点N关于直线y=x对称,所以点M为(0,-2)

所以

因为,所以=x1x2+(y1+2)(y2+2)=0…(10分)

将A,B在直线y=kx+m上代入化简得

代入

化简得 m2+4k2+2mk+4k=0…②

①+②得 2m2-2mk+4k-8=0,即(m-2)(m-k+2)=0,解得m=2或m=k-2

当m=2时,代入①解得k=-1,满足条件且k≠0,此时直线l的方程为y=-x+2;

当m=k-2时,代入①整理得 7k2-4k+4=0,无解.…(12分)

当直线l的斜率不存在时,因为直线l是圆N的切线,所以l的方程为

则得,y1+y2=0,

由①得:=x1x2+(y1+2)(y2+2)

=

当直线l的斜率不存在时不成立.

综上所述,存在满足条件的直线l,其方程为y=-x+2…(14分)

另解:

(2)设直线l的方程为x=my+a即x-my-a=0(m必存在)

因为直线l是圆N的切线,所以,得a2+4a-8m2-4=0…①…(8分)

消去x得 y2-2my-2a=0,

所以△=4m2+8a>0即m2+2a>0,y1+y2=2m,y1y2=-2a.…(10分)

因为点M和点N关于直线y=x对称,所以点M为(0,-2)

所以

因为,所以=x1x2+(y1+2)(y2+2)=0

将A,B在直线x=my+a上代入化简得…(12分)

代入y1+y2=2m,y1y2=-2a得(1+m2)(-2a)+(am+2)(2m)+a2+4=0

化简得 a-2a+4m+4=0…②

①+②得 2a2+2a-8m2+4m=0,即(a+2m)(a-2m+1)=0,解得a=-2m或a=2m-1

当a=-2m时,代入①解得m=-1,a=2,满足条件m2+2a>0;

当a=2m-1时,代入①整理得 4m2-4m+7=0,无解.

综上所述,存在满足条件的直线l,其方程为y=-x+2…(14分)

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题型:简答题
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简答题

已知直线l:y=x+,圆O:x2+y2=5,椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率e=,直线l被圆O截得的弦长与椭圆的短轴长相等.

(Ⅰ)求椭圆E的方程;

(Ⅱ)过圆O上任意一点P作椭圆E的两条切线,若切线都存在斜率,求证两切线斜率之积为定值.

正确答案

(Ⅰ)解:设椭圆半焦距为c,圆心O到l的距离d==

∴直线l被圆O截得的弦长为

由2b=,解得b=

∵椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率e=

,解得a2=3

∴椭圆E的方程为

(Ⅱ)证明:设P(x0,y0),过点P的椭圆E的切线l0的方程为y-y0=k(x-x0

与椭圆方程联立,消去y可得(3+2k2)x2+4k(y0-kx0)x+2(kx0-y02-6=0

∴△=[4k(y0-kx0)]2-4(3+2k2)[2(kx0-y02-6]=0

∴()k2+2kx0y0-()=0

设满足题意的椭圆的两条切线的斜率分别为k1,k2

∴k1k2=-

∵P在圆O上,∴

∴k1k2=-=-1

∴两切线斜率之积为定值-1.

解析

(Ⅰ)解:设椭圆半焦距为c,圆心O到l的距离d==

∴直线l被圆O截得的弦长为

由2b=,解得b=

∵椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率e=

,解得a2=3

∴椭圆E的方程为

(Ⅱ)证明:设P(x0,y0),过点P的椭圆E的切线l0的方程为y-y0=k(x-x0

与椭圆方程联立,消去y可得(3+2k2)x2+4k(y0-kx0)x+2(kx0-y02-6=0

∴△=[4k(y0-kx0)]2-4(3+2k2)[2(kx0-y02-6]=0

∴()k2+2kx0y0-()=0

设满足题意的椭圆的两条切线的斜率分别为k1,k2

∴k1k2=-

∵P在圆O上,∴

∴k1k2=-=-1

∴两切线斜率之积为定值-1.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax2+ax和g(x)=x-a,其中a∈R,且a≠0.

(Ⅰ)若函数f(x)与g(x)图象相交于不同的两点A、B,O为坐标原点,试求△OAB的面积S的最大值;

(Ⅱ)若p和q是方程f(x)-g(x)=0的两正根,且,证明:当x∈(0,P)时,f(x)<p-a.

正确答案

解:(I)依题意,f(x)=g(x),即ax2+ax=x-a,

整理,得ax2+(a-1)x+a=0,①

∵a≠0,函数f(x)与g(x)图象相交于不同的两点A、B,

∴△>0,即△=(a-1)2-4a2=-3a2-2a+1=(3a-1)(-a-1)>0.

∴-1<a<且a≠0.

设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1<x2,由①得,x1•x2=1>0,x1+x2=-

设点O到直线g(x)=x-a的距离为d,则d=

∴S△OAB==

∵∴-1<a<且a≠0,∴当a=-时,S△OAB有最大值

(II)证明:由题意可知f(x)-g(x)=a(x-p)(x-q)

∴f(x)-(p-a)=a(x-p)(x-q)+x-a-(p-a)=(x-p)(ax-aq+1),

当x∈(0,p)时,x-p<0,且ax-aq+1>1-aq>0,

∴f(x)-(p-a)<0,

∴f(x)<p-a.

解析

解:(I)依题意,f(x)=g(x),即ax2+ax=x-a,

整理,得ax2+(a-1)x+a=0,①

∵a≠0,函数f(x)与g(x)图象相交于不同的两点A、B,

∴△>0,即△=(a-1)2-4a2=-3a2-2a+1=(3a-1)(-a-1)>0.

∴-1<a<且a≠0.

设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1<x2,由①得,x1•x2=1>0,x1+x2=-

设点O到直线g(x)=x-a的距离为d,则d=

∴S△OAB==

∵∴-1<a<且a≠0,∴当a=-时,S△OAB有最大值

(II)证明:由题意可知f(x)-g(x)=a(x-p)(x-q)

∴f(x)-(p-a)=a(x-p)(x-q)+x-a-(p-a)=(x-p)(ax-aq+1),

当x∈(0,p)时,x-p<0,且ax-aq+1>1-aq>0,

∴f(x)-(p-a)<0,

∴f(x)<p-a.

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题型: 单选题
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单选题

直线MN与双曲线C:-=1的左右支分别交于M、N点,与双曲线C的右准线相交于P点,F为右焦点,若||=2||,又(λ∈R),则实数λ的值为(  )

A

B1

C2

D

正确答案

A

解析

解:记M、N在右准线的射影分别为M1、N1

由|FM|=2|FN|及第二定义知:|MM1|=2|NN1|,

又△MM1P∽△NN1P,

所以|MP|=2|NP|,

从而=

所以λ=

故选:A

1
题型:简答题
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简答题

若直线y=kx+1(k∈R)与椭圆恒有公共点,求实数m的取值范围.

正确答案

解法一:由可得(5k2+m)x2+10kx+5-5m=0,

∴△=m-5k2-1≥0即m≥5k2+1≥1∴m≥1且m≠5;

解法二:直线恒过一定点(0,1),

当m<5时,椭圆焦点在x轴上,短半轴长

要使直线与椭圆恒有交点则,即1≤m<5;

当m>5时,椭圆焦点在y轴上,长半轴长

可保证直线与椭圆恒有交点即m>5.

综述:m≥1且m≠5;

解法三:直线恒过一定点(0,1),

要使直线与椭圆恒有交点,

即要保证定点(0,1)在椭圆内部

即m≥1且m≠5.

解析

解法一:由可得(5k2+m)x2+10kx+5-5m=0,

∴△=m-5k2-1≥0即m≥5k2+1≥1∴m≥1且m≠5;

解法二:直线恒过一定点(0,1),

当m<5时,椭圆焦点在x轴上,短半轴长

要使直线与椭圆恒有交点则,即1≤m<5;

当m>5时,椭圆焦点在y轴上,长半轴长

可保证直线与椭圆恒有交点即m>5.

综述:m≥1且m≠5;

解法三:直线恒过一定点(0,1),

要使直线与椭圆恒有交点,

即要保证定点(0,1)在椭圆内部

即m≥1且m≠5.

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题型: 单选题
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单选题

实数x,y满足x2+2xy+y2+x2y2=1,则x-y的最大值为(  )

A4

B2n

C2

DSn

正确答案

C

解析

解:由x2+2xy+y2+x2y2=1,

变形为(x+y)2+(xy)2=1.

可设x+y=cosθ,xy=sinθ,θ∈[0,2π).

∴(x-y)2=(x+y)2-4xy=cos2θ-4sinθ

=1-sin2θ-4sinθ=-(sinθ+2)2+5≤4,

∴x-y≤2,

即当sinθ=-1时,x-y的最大值为2.

故选:C.

1
题型:简答题
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简答题

己知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,其中左焦点F(-2,0).

(1)求椭圆C的方程;

(2)若直线y=x+m(m>0)与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点M在圆x2+y2=1上,求|AB|.

正确答案

解:(1)由题意,,解得:a2=8,b2=4.

∴椭圆C的方程为

(2)联立,得3x2+4mx+2m2-8=0.

设A(x1,y1),B(x2,y2),

∴A,B的中点坐标为(),

又线段AB的中点M在圆x2+y2=1上,

,解得:

=

则|AB|===

解析

解:(1)由题意,,解得:a2=8,b2=4.

∴椭圆C的方程为

(2)联立,得3x2+4mx+2m2-8=0.

设A(x1,y1),B(x2,y2),

∴A,B的中点坐标为(),

又线段AB的中点M在圆x2+y2=1上,

,解得:

=

则|AB|===

1
题型: 单选题
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单选题

直线y=kx+m(k∈R)与椭圆恒有交点,则m的取值范围是(  )

A

B8≤m≤13

Cm≥0

D以上都不对

正确答案

A

解析

解:∵直线y=kx+m(k∈R)过定点(0,m)

若直线y=kx+m(k∈R)与椭圆恒有交点,

则点(0,m)在椭圆内部,∴-<m<

故选A

1
题型: 单选题
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单选题

θ是任意实数,则方程x2+y2cosθ=4的曲线不可能是(  )

A椭圆

B双曲线

C抛物线

D

正确答案

C

解析

解:抛物线方程中具有x或y的一次项,由于方程x2+y2cosθ=4没有x或y的一次项,方程不可能是抛物线,故选C.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•哈尔滨校级月考)设椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为F,过点F的直线与椭圆C相交于A,B两点,直线l的倾斜角为60°,=2

(1)求椭圆C的离心率;

(2)如果|AB|=,求椭圆C的方程.

正确答案

解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知y1>0,y2<0.

直线l的方程为y=(x-c),其中c=

联立,得 (3a2+b2)y2+2b2cy-3b4=0.

解得y1=-,y2=-

因为=2,所以-y1=2y2

即-=2•

解得离心率e==

(2)因为|AB|=•|y2-y1|,

=

由e==得b=a,所以a=

解得a=6,b=2

故椭圆C的方程为+=1.

解析

解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知y1>0,y2<0.

直线l的方程为y=(x-c),其中c=

联立,得 (3a2+b2)y2+2b2cy-3b4=0.

解得y1=-,y2=-

因为=2,所以-y1=2y2

即-=2•

解得离心率e==

(2)因为|AB|=•|y2-y1|,

=

由e==得b=a,所以a=

解得a=6,b=2

故椭圆C的方程为+=1.

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题型:简答题
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简答题

直线l与椭圆=1(a>b>0)交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,已知=(ax1,by1),=(ax2,by2),若且椭圆的离心率e=,又椭圆经过点,O为坐标原点.

(Ⅰ)求椭圆的方程;

(Ⅱ)若直线l过椭圆的焦点F(0,c)(c为半焦距),求直线l的斜率k的值.

正确答案

解:(Ⅰ)∵

∴a=2,b=1∴椭圆的方程为

(Ⅱ)依题意,设l的方程为

由 

显然△=12k2+4(k2+4)>0,

=0,即有

=

=

解得

即得直线l的斜率k的值为±

解析

解:(Ⅰ)∵

∴a=2,b=1∴椭圆的方程为

(Ⅱ)依题意,设l的方程为

由 

显然△=12k2+4(k2+4)>0,

=0,即有

=

=

解得

即得直线l的斜率k的值为±

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题型:填空题
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填空题

函数y=ax2+1的图象与直线y=x相切,则a=______

正确答案

解析

解:设切点为(x0,y0),∵y′=2ax,∴k=2ax0=1,①

又∵点(x0,y0)在曲线与直线上,

,②

由①②得a=

故答案为

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