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题型:简答题
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简答题

已知椭圆E的两个焦点分别为F1(-1,0),F2(1,0),点(1,)在椭圆E上.

(1)求椭圆E的方程

(2)若椭圆E上存在一点 P,使∠F1PF2=30°,求△PF1F2的面积.

正确答案

(1)设椭圆E的方程为 +=1(a>b>0).

∵c=1,

∴a2-b2=1①,

∵点(1,)在椭圆E上,

+=1②,

由①、②得:a2=4,b2=3,

∴椭圆E的方程为:+=1.

(2)由题意知,a=2,b=、∴c=1

又∵点P在椭圆上,∴|PF1|+|PF2|=2a=4、①

由余弦定理知:|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos30°=|F1F2|2=(2c)2=4②

把①两边平方得|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|•|PF2|=16,③

③-②得(2+)|PF1|•|PF2|=12,

∴|PF1|•|PF2|=12(2-),

∴S△PF1F2=|PF1|•|PF2|sin30°=6-3

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简答题

(本小题满分12分,(1)小问4分,(2)小问8分)已知为椭圆上两动点,分别为其左右焦点,直线过点,且不垂直于轴,的周长为,且椭圆的短轴长为

(1)求椭圆的标准方程;

(2)已知点为椭圆的左端点,连接并延长交直线于点.求证:直线过定点.

正确答案

(1);(2)证明详见解析.

试题分析:(1)结合图形及椭圆的定义先得到的周长为,进而根据条件列出方程组,从中求解即可得出的值,进而可写出椭圆的方程;(2)由(1)确定,进而设点,设直线,联立直线与椭圆的方程,解出点,设直线,可得,进而根据三点共线得出,将点的坐标代入并化简得到,进而求出点的坐标,,然后写出直线的方程并化简得到,从该直线方程不难得到该直线恒通过定点,问题得证.

(1)依题意有:的周长为

所以,则椭圆的方程为     4分

(2)由椭圆方程可知,点

设直线,由,从而,即点 

同理设直线,可得               7分

三点共线可得,即,代入两点坐标化简可得

               9分

直线,可得点,即

从而直线的方程为

化简得,即

从而直线过定点                              12分.

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简答题

已知椭圆C1的中心在坐标原点,两个焦点分别为F1(-2,0),F2(2,0),点A(2,3)在椭圆C1上,过点A的直线L与抛物线C2:x2=4y交于B,C两点,抛物线C2在点B,C处的切线分别为l1,l2,且l1与l2交于点P.

(1)求椭圆C1的方程;

(2)是否存在满足|PF1|+|PF2|=|AF1|+|AF2|的点P?若存在,指出这样的点P有几个(不必求出点P的坐标);若不存在,说明理由.

正确答案

(1)+=1  (2)存在,有2个

解:(1)设椭圆方程为+=1(a>b>0),

由题意可知2a=+=8.

∴a=4,b2=a2-c2=12.

∴椭圆方程为+=1.

(2)设B(x1,),C(x2,),

直线BC的斜率为k,则k=.

由y=x2,得y′=x.

∴点B、C处的切线l1、l2的斜率分别为x1,x2,

∴l1的方程为y-=x1(x-x1),

即y=x1x-,

同理,l2的方程为y=x2x-.

解得

∴P(2k,2k-3).

∵|PF1|+|PF2|=|AF1|+|AF2|,

∴点P在椭圆C1:+=1上,

+=1.

化简得7k2-12k-3=0.(*)

由Δ=122-4×7×(-3)=228>0,

可得方程(*)有两个不等的实数根.

∴满足条件的点P有两个.

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简答题

如图,梯形ABCD的底边AB在y轴上,原点O为AB的中点,M为CD的中点.

(1)求点M的轨迹方程;

(2)过M作AB的垂线,垂足为N,若存在正常数,使,且P点到A、B 的距离和为定值,求点P的轨迹E的方程;

(3)过的直线与轨迹E交于P、Q两点,求面积的最大值.

正确答案

(1)(2)(3)

试题分析:(1)求动点轨迹方程的步骤,一是设动点坐标M(x, y),二是列出动点满足的条件,三是化简,,四是去杂,x≠0;(2)涉及两个动点问题,往往是通过相关点法求对应轨迹方程,设P(x, y),则,代入M的轨迹方程有,利用椭圆定义解出相关点法也叫转移法,即将未知转移到已知,用未知点坐标表示已知点坐标,是一种化归思想,(3)直线与椭圆位置关系,一般先分析其几何性,再用代数进行刻画.本题中的三角形可分解为两个同底三角形,底长都为,所以三角形面积最大值决定于高,即横坐标差的绝对值,这可结合韦达定理进行列式分析

试题解析:解:(1)设点M的坐标为M(x, y)(x≠0),则 

由AC⊥BD有,即

∴x2+y2=1(x≠0).                        (4分)

(2)设P(x, y),则,代入M的轨迹方程有

,∴P的轨迹为椭圆(除去长轴的两个端点).

要P到A、B的距离之和为定值,则以A、B为焦点,故.

 从而所求P的轨迹方程为.          9分

(3)易知l的斜率存在,设方程为联立9x2+y2=1,有

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则

,则

所以当,即也即时,面积取最大值,最大值为.  12分

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简答题

已知椭圆的一个焦点为,离心率为.设是椭圆长轴上的一个动点,过点且斜率为的直线交椭圆于两点.

(1)求椭圆的方程;

(2)求的最大值.

正确答案

(1);(2).

试题分析:(1)由题意,,根据求出,则椭圆的方程为. (2)设点),则直线的方程为,联立 ,而

,带入韦达定理,则,而, 即 ,则当时,的最大值为.

试题解析:(1)由已知,

                                 3分

∴ 椭圆的方程为.                                 4分

(2)设点),则直线的方程为, 2分

 消去,得           4分

,则     6分

                               8分

, 即

∴当时,的最大值为.              10分

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简答题

已知椭圆=1(a>b>0)的离心率e=,连结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l与椭圆相交于不同的两点A,B.已知点A的坐标为(-a,0).若|AB|=,求直线l的倾斜角.

正确答案

(1)+y2=1(2)

(1)由e=,解得3a2=4c2.再由c2=a2-b2,解得a=2b.

由题意可知×2a×2b=4,即ab=2.解方程组

所以椭圆的方程为+y2=1.

(2)由(1)可知点A(-2,0),设点B的坐标为(x1,y1),直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=k(x+2).于是A、B两点的坐标满足方程组

消去y并整理,得(1+4k2)x2+16k2x+(16k2-4)=0,

由-2x1,得x1,从而y1

故|AB|=.

由|AB|=,得.整理得32k4-9k2-23=0,

即(k2-1)(32k2+23)=0,解得k=±1.所以直线l的倾斜角为

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简答题

P为圆A:上的动点,点.线段PB的垂直平分线与半径PA相交于点M,记点M的轨迹为Γ.

(1)求曲线Γ的方程;

(2)当点P在第一象限,且时,求点M的坐标.

正确答案

(1);(2).

试题分析:本题主要考查椭圆的定义和标准方程、圆的方程、直线的方程、直线与曲线的位置关系等基础知识,同时考查解析几何的基本思想方法和运算求解能力. 第一问,根据圆的方程得到圆心A的坐标和半径的长,利用垂直平分线得到,而,所以,根据椭圆的定义,判断点M的轨迹为椭圆,得到椭圆的标准方程;根据已知条件先得出P点坐标,从而得到直线AP的方程,利用直线与椭圆相交解出M点坐标,过程中应注意方程根的取舍.

试题解析:(1)圆的圆心为,半径等于

由已知,于是

故曲线Γ是以为焦点,以为长轴长的椭圆,

曲线Γ的方程为.       5分

(2)由,得.     8分

于是直线方程为

解得

由于点在线段上,所以点坐标为.       12分

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简答题

已知椭圆C:+=1(a>b>0).

(1)若椭圆的长轴长为4,离心率为,求椭圆的标准方程.

(2)在(1)的条件下,设过定点M(0,2)的直线l与椭圆C交于不同的两点A,B,且∠AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围.

(3)过原点O任意作两条互相垂直的直线与椭圆+=1(a>b>0)相交于P,S,R,Q四点,设原点O到四边形PQSR一边的距离为d,试求d=1时a,b满足的条件.

正确答案

(1) +y2=1  (2) k∈(-2,-)∪(,2)  (3) +=1

(1)由已知2a=4,∴a=2,

又e==,∴c=.

因此,b2=a2-c2=4-3=1,

∴椭圆的标准方程为+y2=1.

(2)显然直线x=0不满足题设条件,

可设直线l:y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2).

消去y得(1+4k2)x2+16kx+12=0.

∵Δ=(16k)2-4×12(1+4k2)>0,

∴k∈(-∞,-)∪(,+∞) ①

又x1+x2=,x1x2=,

由0°<∠AOB<90°⇒·>0,

·=x1x2+y1y2>0,

所以·=x1x2+y1y2

=x1x2+(kx1+2)(kx2+2)

=(1+k2)x1x2+2k(x1+x2)+4,

∴-2

由①②得k∈(-2,-)∪(,2).

(3)由椭圆的对称性可知PQSR是菱形,原点O到各边的距离相等.

当P在y轴上,Q在x轴上时,直线PQ的方程为+=1,由d=1得+=1,

当P不在y轴上时,设直线PS的斜率为k,P(x1,kx1),则直线RQ的斜率为-,Q(x2,-x2),

=+ ①

同理=+  ②

在Rt△OPQ中,由d·|PQ|=|OP|·|OQ|,

即|PQ|2=|OP|2·|OQ|2.

所以(x1-x2)2+(kx1+)2

=[+(kx1)2]·[+()2],

化简得+=1+k2,

k2(+)++=1+k2,

+=1.

综上,+=1.

【方法技巧】平面向量在平面解析几何中的应用

平面向量作为数学解题的工具,常与平面解析几何结合综合考查,主要涉及向量的数量积、夹角、长度、距离等方面的知识,应用方向主要是平面内点的坐标与对应向量数量积的转化,通过数量积运算寻找等量关系,使问题转化,从而使问题获解.

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简答题

如图,F是椭圆的右焦点,以点F为圆心的圆过原点O和椭圆的右顶点,设P是椭圆上的动点,P到椭圆两焦点的距离之和等于4.

(1)求椭圆和圆的标准方程;

(2)设直线l的方程为x=4,PM⊥l,垂足为M,是否存在点P,使得△FPM为等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.

正确答案

(1)=1   (x-1)2+y2=1

(2) 存在点P,使得△FPM为等腰三角形

解:(1)由题意,设椭圆的标准方程为=1,由已知可得2a=4,a=2c,解得a=2,c=1,b2=a2-c2=3.

∴椭圆的标准方程为=1,圆的标准方程为(x-1)2+y2=1.

(2)设P(x,y),则M(4,y),F(1,0),-2≤x≤2,

∵P(x,y)在椭圆上,∴=1,

∴y2=3-x2.

∴|PF|2=(x-1)2+y2=(x-1)2+3-x2 (x-4)2

|PM|2=|x-4|2,|FM|2=32+y2=12-x2.

①若|PF|=|FM|,则 (x-4)2=12-x2,解得x=-2或x=4(舍去),x=-2时,P(-2,0),此时P,F,M三点共线,不合题意.∴|PF|≠|FM|;

②若|PM|=|PF|,则(x-4)2 (x-4)2,解得x=4,不合题意;

③若|PM|=|FM|,则(x-4)2=12-x2,解得x=4(舍去)或x=,x=时y=±

∴P.

综上可得,存在点P,使得△FPM为等腰三角形.

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简答题

已知椭圆C的中心在原点,焦点y在轴上,焦距为,且过点M

(1)求椭圆C的方程;

(2)若过点的直线l交椭圆C于A、B两点,且N恰好为AB中点,能否在椭圆C上找到点D,使△ABD的面积最大?若能,求出点D的坐标;若不能,请说明理由。

正确答案

(1)(2)存在,

试题分析:(1)用椭圆的定义可求,根据焦距可求;也可将点代入设出的椭圆方程解方程组求。(2)用点差法求直线的斜率,设与直线平行且与椭圆相切的直线方程为,直线与椭圆的焦点即为所求点

试题解析:(1)(方法一)依题意,设椭圆方程为,  1分

                  2分

因为椭圆两个焦点为,所以

="4"   4分

                   5分

椭圆的方程为                 6分

(方法二)依题意,设椭圆方程为,      1分

,即,解之得    5分

椭圆C的方程为                  6分

(2)如图

(方法一)设两点的坐标分别为

                  7分

     ①        ②

①-②,得,

       9分

设与直线平行且与椭圆相切的直线方程为

联立方程组,消去整理得

由判别式        12分

由图知,当时,与椭圆的切点为,此时

的面积最大

所以点的坐标为      14分

(方法二)设直线的方程为,联立方程组

消去整理得 

两点的坐标分别为,则

所以直线AB的方程为,即 9分(以下同法一)

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简答题

如图所示,已知椭圆=1(ab>0)的右焦点为F2(1,0),点A在椭圆上.

(1)求椭圆方程;

(2)点M(x0y0)在圆x2y2b2上,点M在第一象限,过点M作圆x2y2b2的切线交椭圆于PQ两点,问||+||+||是否为定值?如果是,求出该定值;如果不是,说明理由.

正确答案

(1)=1(2)4

(1)由右焦点为F2(1,0),可知c=1.设左焦点为F1,则F1(-1,0),又点A在椭圆上,则

2a=|AF1|+|AF2|==4,

a=2,b,即椭圆方程为=1;

(2)设P(x1y1),Q(x2y2),则=1(|x1|≤2),

|PF2|2=(x1-1)2=(x1-1)2+3(x1-4)2

∴|PF2|=(4-x1)=2-x1.

连结OMOP,由相切条件知:

|PM|2=|OP|2-|OM|2-3=+3-3=

显然x1>0,∴|PM|=x1.

∴|PF2|+|PM|=2-=2.同理|QF2|+|QM|=2-=2.

∴||+||+||=2+2=4为定值.

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简答题

已知椭圆的一个顶点为,焦点在轴上,若右焦点到直线的距离为3.

(1)求椭圆的标准方程;

(2)设直线与椭圆相交于不同的两点,当时,求的取值范围.

正确答案

(1);(2).

试题分析:本题考查椭圆的标准方程和几何性质、交点问题、直线的斜率、韦达定理等基础知识,考查数形结合思想,考查运算求解能力、综合分析和解决问题的能力.第一问,根据条件,设椭圆的方程,写出,得焦点,代入点到直线的距离公式,得,得到椭圆的方程;第二问,直线方程与曲线方程联立,消,得关于的一元二次方程,据条件有两个不同实根,所以,解得,利用韦达定理,求得中点的横纵坐标,求,由,得,整理得,最后解方程组得.

试题解析:(1)依题意可设椭圆方程为,          .2分

则右焦点的坐标为,                .3分

由题意得,解得

故所求椭圆的标准方程为.                .5分

(2)设,其中为弦的中点,

,得        .7分

因为直线与椭圆相交于不同的两点,所以

   ①,                                .8分

,所以

从而 ,                            .9分

所以,                       .10分

,所以

因而,即  ②,          .11分

把②式代入①式得,解得,           .12分

由②式得,解得,                .13分

综上所述,求得的取值范围为.             .14分

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)已知圆,圆,动圆与圆外切并且与圆内切,圆心的轨迹为曲线

(Ⅰ)求的方程;

(Ⅱ)是与圆,圆都相切的一条直线,与曲线交于两点,当圆的半径最长是,求

正确答案

依题意,圆M的圆心,圆N的圆心,故,由椭圆定理可知,曲线C是以M、N为左右焦点的椭圆(左顶点除外),其方程为

(2)对于曲线C上任意一点,由于(R为圆P的半径),所以R=2,所以当圆P的半径最长时,其方程为

若直线l垂直于x轴,易得

若直线l不垂直于x轴,设l与x轴的交点为Q,则,解得,故直线l:;有l与圆M相切得,解得;当时,直线,联立直线与椭圆的方程解得;同理,当时,.

(1)根据椭圆的定义求出方程;(2)先确定当圆P的半径最长时,其方程为,再对直线l进行分类讨论求弦长.

本题考查椭圆的定义、弦长公式、直线的方程,考查学生的运算能力、化简能力以及数形结合的能力.

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题型:填空题
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填空题

P是椭圆=1上的任意一点,F1、F2是它的两个焦点,O为坐标原点,有一动点Q满足,则动点Q的轨迹方程是________.

正确答案

=1

,设Q(x,y),

=2 =-2,∴=-.

又点P在椭圆=1上,∴=1.

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题型:填空题
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填空题

如图,椭圆=1(a>b>0)的左、右焦点为F1F2,上顶点为A,离心率为,点P为第一象限内椭圆上的一点,若SPF1ASPF1F2=2∶1,则直线PF1的斜率为________.

正确答案

因为椭圆的离心率为,所以e,即a=2c,则A(0,b),F2(c,0),

设直线PF1的斜率为k(k>0),则直线PF1的方程为yk(xc),因为SPF1ASPF1F2=2∶1,即SPF1A=2SPF1F2,即·|PF1=2×·|PF1,所以|kcb|=4|kc|,解得b=-3kc(舍去)或5kc,又a2b2c2,即a2=25k2c2c2,所以4c2=25k2c2c2,解得k2,所以k.

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