- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知F1,F2是椭圆
=1的两焦点,P是椭圆在第一象限弧上一点,且满足
=1过点P作倾斜角互补的两条直线PA、PB分别交椭圆于A,B两点,
(1)求点P坐标;
(2)求证:直线AB的斜率为定值;
(3)求△PAB面积的最大值.
正确答案
(1)解:F1,F2是椭圆=1的两焦点,
则c==
,即有F1(0,
),F2(0,-
),设P(x,y),(x>0,y>0),
则由=1,得x2+y2=3,又
=1,解得,x=1,y=
.
则有点P的坐标为;
(2)证明:由题意知,两直线PA、PB的斜率必存在,
设直线PB的斜率为k,则直线PB的方程为,
由于过点P作倾斜角互补的两条直线PA、PB,则直线PA:y-=-k(x-1).
由,消去y,得
,
设A(xA,yA),B(xB,yB),由韦达定理,得1+xB=,
即有,yB=
同理可得,yA=
,
所以为定值.
(3)解:由(2)可设直线AB的方程为,
联立方程,得,消去y,得
,
由判别式8m2-16(m2-4)>0,得,x1+x2=-
m,x1x2=
,
|AB|==
易知点P到直线AB的距离为,
所以,
当且仅当m=±2时取等号,满足,
所以△PAB面积的最大值为.
解析
(1)解:F1,F2是椭圆=1的两焦点,
则c==
,即有F1(0,
),F2(0,-
),设P(x,y),(x>0,y>0),
则由=1,得x2+y2=3,又
=1,解得,x=1,y=
.
则有点P的坐标为;
(2)证明:由题意知,两直线PA、PB的斜率必存在,
设直线PB的斜率为k,则直线PB的方程为,
由于过点P作倾斜角互补的两条直线PA、PB,则直线PA:y-=-k(x-1).
由,消去y,得
,
设A(xA,yA),B(xB,yB),由韦达定理,得1+xB=,
即有,yB=
同理可得,yA=
,
所以为定值.
(3)解:由(2)可设直线AB的方程为,
联立方程,得,消去y,得
,
由判别式8m2-16(m2-4)>0,得,x1+x2=-
m,x1x2=
,
|AB|==
易知点P到直线AB的距离为,
所以,
当且仅当m=±2时取等号,满足,
所以△PAB面积的最大值为.
已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率e=
,椭圆C上一点到点Q(1,0)的距离的最大值为3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)A、B为椭圆上的两个动点,△ABO的面积为,M为AB中点,判断|AB|2+4|OM|2是否为定值,并求|OA|+|OB|的最大值.
正确答案
解:(1)∵离心率e==
,
∴可设a=2c,c,椭圆的标准方程化为
,
设椭圆上的一点P,
则|PQ|==
,
当cosθ=-1时,|PQ|取得最大值2c+1,2c+1=3,解得c=1,满足条件.
∴椭圆C的方程为.
(2)当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0).
联立,化为(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0.
△>0,x1+x2=-,x1x2=
.
∴|AB|==
=.
原点O到直线AB的距离h=.
∵△ABO的面积为,
∴•
=
.
化为2m2=3+4k2.
∵=
,y0=kx0+m=
.
∴4|OM|2=.
∴|AB|2+4|OM|2=+
=14为定值.
当直线AB的斜率不存在时也满足定值为14.
由中线长定理可得|OA|2+|OB|2==7为定值.
∴(|OA|+|OB|)2≤2(|OA|2+|OB|2)=14.
∴|OA|+|OB|的最大值为.
解析
解:(1)∵离心率e==
,
∴可设a=2c,c,椭圆的标准方程化为
,
设椭圆上的一点P,
则|PQ|==
,
当cosθ=-1时,|PQ|取得最大值2c+1,2c+1=3,解得c=1,满足条件.
∴椭圆C的方程为.
(2)当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0).
联立,化为(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0.
△>0,x1+x2=-,x1x2=
.
∴|AB|==
=.
原点O到直线AB的距离h=.
∵△ABO的面积为,
∴•
=
.
化为2m2=3+4k2.
∵=
,y0=kx0+m=
.
∴4|OM|2=.
∴|AB|2+4|OM|2=+
=14为定值.
当直线AB的斜率不存在时也满足定值为14.
由中线长定理可得|OA|2+|OB|2==7为定值.
∴(|OA|+|OB|)2≤2(|OA|2+|OB|2)=14.
∴|OA|+|OB|的最大值为.
(2015秋•滑县期末)直线l过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,且交抛物线于A,B两点,交其准线于C点,已知,则p=( )
正确答案
解析
解:过A,B分别作准线的垂线交准线于E,D.
∵,∴|AE|=4,|CB|=3|BF|,且|BF|=|BD|,
设|BF|=|BD|=a,则|BC|=3a,
根据三角形的相似性可得,即
,解得a=2,
∴,即
,
∴.
故选C.
已知双曲线C:
,如图,B是右顶点,F是右焦点,点A在x轴正半轴上,且满足:
成等比数列,过F作双曲线C在第一、三象限的渐近线的垂线l,垂足为P
(1)求证:.
(2)若l与双曲线C的左右两支分别相交于点E、D,求双曲线离心率e的取值范围.
正确答案
解:(1)证明:双曲线的渐近线为 ,
∵过F作双曲线C在第一、三象限的渐近线的垂线l,
∴直线l的斜率为:,∴直线l:
,
由,可得P(
),
∵成等比数列,
所以,
,
,
所以,
则.
(2)解:,
得,
∵x1x2<0,∴,
∴b2>a2,则c2>2a2,
∴e2>2,
∴.
解析
解:(1)证明:双曲线的渐近线为 ,
∵过F作双曲线C在第一、三象限的渐近线的垂线l,
∴直线l的斜率为:,∴直线l:
,
由,可得P(
),
∵成等比数列,
所以,
,
,
所以,
则.
(2)解:,
得,
∵x1x2<0,∴,
∴b2>a2,则c2>2a2,
∴e2>2,
∴.
如图,已知点M0(x0,y0)是椭圆C:
=1上的动点,以M0为切点的切线l0与直线y=2相交于点P.
(1)过点M0且l0与垂直的直线为l1,求l1与y轴交点纵坐标的取值范围;
(2)在y轴上是否存在定点T,使得以PM0为直径的圆恒过点T?若存在,求出点T的坐标;若不存在,说明理由.
(参考定理:若点Q(x1,y1)在椭圆,则以Q为切点的椭圆的切线方程是:
.
正确答案
解:(1)由椭圆得:,y‘=
切线的斜率为:k=,
所以,直线l1的方程为:,
所以l1与y轴交点纵坐标为:y=-
=
因为-1≤x0≤1,所以,,
,
所以,当切点在第一、二象限时,l1与y轴交点纵坐标的取值范围为:,
则利用对称性可知l1与y轴交点纵坐标的取值范围为:.
(2)依题意,可得∠PTM0=90°,设存在T(0,t),M0(x0,y0)
由(1)得点P的坐标(,2),
由可得(0-
,t-2)•(-x0,t-y0)=0,
∴1-y0+(t-2)(t-y0)=0,
∴y0(1-t)+(t-1)2=0
∴t=1
∴存在点T(0,1)满足条件.
解析
解:(1)由椭圆得:,y‘=
切线的斜率为:k=,
所以,直线l1的方程为:,
所以l1与y轴交点纵坐标为:y=-
=
因为-1≤x0≤1,所以,,
,
所以,当切点在第一、二象限时,l1与y轴交点纵坐标的取值范围为:,
则利用对称性可知l1与y轴交点纵坐标的取值范围为:.
(2)依题意,可得∠PTM0=90°,设存在T(0,t),M0(x0,y0)
由(1)得点P的坐标(,2),
由可得(0-
,t-2)•(-x0,t-y0)=0,
∴1-y0+(t-2)(t-y0)=0,
∴y0(1-t)+(t-1)2=0
∴t=1
∴存在点T(0,1)满足条件.
设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,经过点F的动直线l交抛物线C于点A(x1,y1),B(x2,y2)且y1y2=-4.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若(O为坐标原点),且点E在抛物线C上,求直线l倾斜角;
(3)若点M是抛物线C的准线上的一点,直线MF,MA,MB的斜率分别为k0,k1,k2.求证:当k0为定值时,k1+k2也为定值.
正确答案
解:(1)根据题意可知:,设直线l的方程为:
,则:
联立方程:,消去x可得:y2-2pky-p2=0(*),
根据韦达定理可得:,∴p=2,
∴抛物线C的方程:y2=4x.
(2)设E(x0,y0),则:,由(*)式可得:y1+y2=2pk=4k
∴y0=8k,
又,∴
∴
∵,∴64k2=4(8k2+4),∴2k2=1,∴
∴直线l的斜率,
∴倾斜角为或
(3)可以验证该定值为2k0,证明如下:
设M(-1,yM),则:,
,
∵,∴
∴
=
=
=
∴k1+k2=2k0为定值.
解析
解:(1)根据题意可知:,设直线l的方程为:
,则:
联立方程:,消去x可得:y2-2pky-p2=0(*),
根据韦达定理可得:,∴p=2,
∴抛物线C的方程:y2=4x.
(2)设E(x0,y0),则:,由(*)式可得:y1+y2=2pk=4k
∴y0=8k,
又,∴
∴
∵,∴64k2=4(8k2+4),∴2k2=1,∴
∴直线l的斜率,
∴倾斜角为或
(3)可以验证该定值为2k0,证明如下:
设M(-1,yM),则:,
,
∵,∴
∴
=
=
=
∴k1+k2=2k0为定值.
已知直线y=kx-2k-1与曲线y=有公共点,则k的取值范围是( )
正确答案
解析
解:由y=kx-2k-1得y+1=k(x-2),该直线过定点A(2,-1),
由y=得
(y>0),作出草图如下:
kAB=-,由图知,当直线与曲线y=
有公共点时,
或k
,
所以,k的取值范围为(-,
]∪(
,+∞).
故选B.
已知直线y=k(x-m)与抛物线y2=2px(p>0)交于A,B两点,且OA⊥OB,又OD⊥AB于D,若动点D的坐标满足方程x2+y2-4x=0,则m=______.
正确答案
4
解析
解:∵D在直线y=k(x-m),∴可设D坐标为(x,k(x-m)),∴OD的斜率k‘=
∵OD⊥AB,AB的斜率为k,
∴有k•k'==-1,即k(x-m)=-
.
又因为动点D的坐标满足x2+y2-4x=0,即x2+[k(x-m)]2-4x=0,
将k(x-m)=-代入可解得x=
,
代入到=-1,化简得4k2-mk2+4-m=0,即(4-m)•(k2+1)=0,
由于k2+1不可能等于0,∴只有4-m=0,∴m=4.
故答案为4.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的焦距为2
,且长轴长与短轴长之比为
:1,点R(x0,y0)是椭圆上任意一点,从原点O引圆R:(x-x0)2+(y-y0)2=2(x02≠2)的两条切线分别交椭圆C于点M、N.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求四边形OMRN面积的最大值.
正确答案
解:(Ⅰ)∵椭圆C:+
=1(a>b>0)的焦距为2
,且长轴长与短轴长之比为
:1,
∴c=,a=
b,∴b=
,a=
∴椭圆的方程为;
(Ⅱ)设切线方程为y=kx,不妨令切线OM斜率为k1,切线ON斜率为k2,则
由=
,可得
,
∴k1k2==-
,
∴k2=-,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
由,可得
,
同理,
∴OM+ON=+
,
令t=(t≤1)
∴OM+ON=(
+
),
∴(OM+OM)2=9+6≤9+6•
=18,
当且仅当t=,即
=
时取得最大值,
∴S四边形OMRN=(OM+ON)
≤
=3.
解析
解:(Ⅰ)∵椭圆C:+
=1(a>b>0)的焦距为2
,且长轴长与短轴长之比为
:1,
∴c=,a=
b,∴b=
,a=
∴椭圆的方程为;
(Ⅱ)设切线方程为y=kx,不妨令切线OM斜率为k1,切线ON斜率为k2,则
由=
,可得
,
∴k1k2==-
,
∴k2=-,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
由,可得
,
同理,
∴OM+ON=+
,
令t=(t≤1)
∴OM+ON=(
+
),
∴(OM+OM)2=9+6≤9+6•
=18,
当且仅当t=,即
=
时取得最大值,
∴S四边形OMRN=(OM+ON)
≤
=3.
曲线y=x2上的点到直线2x-y-6=0的最短距离是______.
正确答案
解析
解:任取曲线y=x2上的点(x,y),
此点到到直线2x-y-6=0的距离是d==
=
≥
曲线y=x2上的点到直线2x-y-6=0的最短距离是
故答案为
已知定点F1(-,0),F2(
,0),动点R在曲线C上运动且保持|RF1|+|RF2|的值不变,曲线C过点T(0,1),
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)M是曲线C上一点,过点M作斜率分别为k1和k2的直线MA,MB交曲线C于A、B两点,若A、B关于原点对称,求k1•k2的值;
(Ⅲ)直线l过点F2,且与曲线C交于PQ,有如下命题p:“当直线l垂直于x轴时,△F1PQ的面积取得最大值”.判断命题p的真假.若是真命题,请给予证明;若是假命题,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)∵|RF1|+|RF2|=,
∴曲线C为以原点为中心,F1、F2为焦点的椭圆,
设其半长轴为a,半短轴为b,半焦距为c,则2a=2,2c=,
∴a=2,c=,b2=a2-c2=1.
∴曲线C的方程为;
(Ⅱ)设M(x0,y0),A(x1,y1)则B(-x1,-y1),
∵点M,A在椭圆上,
∴,
,
相减得,
又,
∴=
;
(Ⅲ)设直线l的方程为,代入椭圆方程
,
得,计算并判断得△>0,
设P(x3,y3),Q(x4,y4),得,
∴=
=.
F1到直线l的距离d=,
设,则t≥1,
∴
==
.
当t2=3,即m2=2,时,△F1PQ的面积最大.
∴原命题是假命题,△F1PQ的面积取得最大值时,直线l的方程为:
和
.
解析
解:(Ⅰ)∵|RF1|+|RF2|=,
∴曲线C为以原点为中心,F1、F2为焦点的椭圆,
设其半长轴为a,半短轴为b,半焦距为c,则2a=2,2c=,
∴a=2,c=,b2=a2-c2=1.
∴曲线C的方程为;
(Ⅱ)设M(x0,y0),A(x1,y1)则B(-x1,-y1),
∵点M,A在椭圆上,
∴,
,
相减得,
又,
∴=
;
(Ⅲ)设直线l的方程为,代入椭圆方程
,
得,计算并判断得△>0,
设P(x3,y3),Q(x4,y4),得,
∴=
=.
F1到直线l的距离d=,
设,则t≥1,
∴
==
.
当t2=3,即m2=2,时,△F1PQ的面积最大.
∴原命题是假命题,△F1PQ的面积取得最大值时,直线l的方程为:
和
.
设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,M∈C,以M为圆心的圆M与l,相切于点Q,Q的纵坐标为,E(5,0)是圆M与x轴除F外的另一个交点
(Ⅰ)求抛物线C与圆M的方程;
(Ⅱ)已知直线n:y=k(x-1)(k>0),n与C交于A,B两点,n与l交于点D,且|FA|=|FD|,求△ABQ的面积.
正确答案
解:(Ⅰ)由抛物线的定义知,圆M经过焦点F(,0),Q(-
,
p),点M的纵坐标为
p,
∵M∈C,∴M(,
p),|MF|=2p,
由题意,M是线段EF垂直平分线上的点,
∴,
∴p=2,
∴抛物线C:y2=4x,圆M的方程:;
(Ⅱ)由,可得y=-2k,∴D(-1,-2).
直线n:y=k(x-1)代入抛物线方程,整理可得ky2-4y-4k=0(k>0),
∴,
∵|FA|=|FD|,∴,
∴k=,
∴A(3,2),B(
,
),直线n:y=
(x-1),Q(-1,2
),
则|AB|=,Q到直线n的距离为d=2
,
∴△ABQ的面积S=|AB|d=
.
解析
解:(Ⅰ)由抛物线的定义知,圆M经过焦点F(,0),Q(-
,
p),点M的纵坐标为
p,
∵M∈C,∴M(,
p),|MF|=2p,
由题意,M是线段EF垂直平分线上的点,
∴,
∴p=2,
∴抛物线C:y2=4x,圆M的方程:;
(Ⅱ)由,可得y=-2k,∴D(-1,-2).
直线n:y=k(x-1)代入抛物线方程,整理可得ky2-4y-4k=0(k>0),
∴,
∵|FA|=|FD|,∴,
∴k=,
∴A(3,2),B(
,
),直线n:y=
(x-1),Q(-1,2
),
则|AB|=,Q到直线n的距离为d=2
,
∴△ABQ的面积S=|AB|d=
.
(2015•辽宁二模)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+
=1(a>b>0)与直线l:x=m(m∈R).四点(3,1),(3,-1),(-2
,0),(
,
)中有三个点在椭圆C上,剩余一个点在直线l上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若动点P在直线l上,过P作直线交椭圆C于M,N两点,使得PM=PN,再过P作直线l′⊥MN.证明:直线l′恒过定点,并求出该定点的坐标.
正确答案
(1)解:由题意有3个点在椭圆C上,根据椭圆的对称性,则点(3,1),(3,-1)一定在椭圆C上,
即 ①,…(2分)
若点(-2,0)在椭圆C上,则点(-2
,0)必为C的左顶点,
而3>,则点(-2
,0)一定不在椭圆C上,
故点(,
)在椭圆C上,点(-2
,0)在直线l上,…(4分)
所以 ②,
联立①②可解得a2=12,b2=4,
所以椭圆C的方程为; …(6分)
(2)证明:由(1)可得直线l的方程为x=-2,设P(-2
,y0),y0∈(-
,
),
当y0≠0时,设 M(x1,y1)、N (x2,y2),显然x1≠x2,
联立,则
,即
,
又PM=PN,即P为线段MN的中点,
故直线MN的斜率为-•
=
,…(10分)
又l′⊥MN,所以直线l′的方程为y-y0=-(x+2
),…(13分)
即y═-(x+
),
显然l′恒过定点(-,0),…(15分)
当y0=0时,直线MN即x=-2,此时l′为x轴亦过点(-
,0);
综上所述,l′恒过定点(-,0). …(16分)
解析
(1)解:由题意有3个点在椭圆C上,根据椭圆的对称性,则点(3,1),(3,-1)一定在椭圆C上,
即 ①,…(2分)
若点(-2,0)在椭圆C上,则点(-2
,0)必为C的左顶点,
而3>,则点(-2
,0)一定不在椭圆C上,
故点(,
)在椭圆C上,点(-2
,0)在直线l上,…(4分)
所以 ②,
联立①②可解得a2=12,b2=4,
所以椭圆C的方程为; …(6分)
(2)证明:由(1)可得直线l的方程为x=-2,设P(-2
,y0),y0∈(-
,
),
当y0≠0时,设 M(x1,y1)、N (x2,y2),显然x1≠x2,
联立,则
,即
,
又PM=PN,即P为线段MN的中点,
故直线MN的斜率为-•
=
,…(10分)
又l′⊥MN,所以直线l′的方程为y-y0=-(x+2
),…(13分)
即y═-(x+
),
显然l′恒过定点(-,0),…(15分)
当y0=0时,直线MN即x=-2,此时l′为x轴亦过点(-
,0);
综上所述,l′恒过定点(-,0). …(16分)
若直线x-y=2与抛物线y2=4x交于A、B两点,则线段AB的中点坐标是______.
正确答案
(4,2)
解析
解:把直线方程与抛物线方程联立得,
消去y得到x2-8x+4=0,利用根与系数的关系得到x1+x2=8,则y1+y2=x1+x2-4=4
中点坐标为(,
)=(4,2)
故答案为:(4,2)
设椭圆C:=1(a>b>0)的左焦点为F(-
,0),过F的直线交C于A,B两点,设点A关于y轴的对称点为A′,且|FA|+|FA′|=4.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若点A在第一象限,当△AFA′面积最大时,求|AB|的值.
正确答案
解:(I)设F′是椭圆的右焦点,
由椭圆的性质和定义可得:|FA|+|FA′|=|FA|+|F′A|=2a=4.
解得a=2,
∵左焦点为F(-,0),c=
,
∴b2=a2-c2=2.
∴椭圆C的方程为=1.
(II)设A(x1,y1)(x1>0,y1>0),△AFA′面积S==x1y1.
∵≥2×
=
,
∴.
当△AFA′面积取得最大时,=
,解得
,y1=1.
由F(-,0),A
,可得直线AB的方程为:
,化为
=0,
设B(x2,y2),联立,解得
,
,
可得B.
∴|AB|==
.
解析
解:(I)设F′是椭圆的右焦点,
由椭圆的性质和定义可得:|FA|+|FA′|=|FA|+|F′A|=2a=4.
解得a=2,
∵左焦点为F(-,0),c=
,
∴b2=a2-c2=2.
∴椭圆C的方程为=1.
(II)设A(x1,y1)(x1>0,y1>0),△AFA′面积S==x1y1.
∵≥2×
=
,
∴.
当△AFA′面积取得最大时,=
,解得
,y1=1.
由F(-,0),A
,可得直线AB的方程为:
,化为
=0,
设B(x2,y2),联立,解得
,
,
可得B.
∴|AB|==
.
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