- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆,椭圆
以
的长轴为短轴,且与
有相同的离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为坐标原点,点
、
分别在椭圆
和
上,
,求直线
的方程.
正确答案
(1);(2)
或
.
试题分析:(1)先根据题意设椭圆的方程为
,再利用离心率相等求出
的值,进而确定椭圆
的方程;(2)根据条件
得到
、
、
三点共线,进而可以设直线
的方程为
,并将此直线方程与两椭圆的方程联立,求出点
和
的坐标,并结合
这个条件得出两点坐标之间的等量关系,从而求出
的值,最终求出直线
的方程.
试题解析:(1)由已知可设椭圆的方程为
,
其离心率为,故
,解得
,因此椭圆
的方程为
;
(2)设、
两点的坐标分别为
、
,
由及(1)知,
、
、
三点共线,且
、
不在
轴上,因此可设直线
的方程为
,
将代入
中,得
,所以
,
将代入
,得
,所以
,
又由,得
,即
,
解得,故直线
的方程为
或
.
如图,设椭圆:
的离心率
,顶点
的距离为
,
为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作两条互相垂直的射线,与椭圆
分别交于
两点.
(ⅰ)试判断点到直线
的距离是否为定值.若是请求出这个定值,若不是请说明理由;
(ⅱ)求的最小值.
正确答案
(1);(2)(ⅰ)
;(ⅱ)
.
试题分析:(1)利用离心率可得,
关系.由两个顶点距离可得
,
距离,由此结合
可求得
,
的值,从而求得椭圆的标准方程;(2)分直线
的斜率不存在与存在两种情况求解.当直线
的斜率不存在时,情况特殊,易求解;当直线
的斜率存在时,设直线
的方程为
与椭圆方程联立消去
得到关于
的一元二次方程,然后结合韦达定理与
,以及点到直线的距离公式求解;(3)在
中,利用
=
与
,结合基本不等式求解.
试题解析:(1)由,得
,
由顶点的距离为
,得
,
又由,解得
,所以椭圆C的方程为
.
(2)解:(ⅰ)点到直线
的距离为定值.
设,
① 当直线AB的斜率不存在时,则为等腰直角三角形,不妨设直线
:
,
将代入
,解得
,
所以点到直线
的距离为
;
② 当直线的斜率存在时,设直线
的方程为
与椭圆
:
,
联立消去得
,
,
.
因为,所以
,
,
即,
所以,整理得
,
所以点到直线
的距离
=
.
综上可知点到直线
的距离为定值
.
(ⅱ)在中,因为
=
又因为≤
,所以
≥
,
所以≥
,当
时取等号,即
的最小值是
.
(本小题满分12分)
如图,在直角坐标系中,已知椭圆
:
的离心率
,左、右两个焦点分别为
、
。过右焦点
且与
轴垂直的直线与椭圆
相交
、
两点,且
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的左顶点为
,下顶点为
,动点
满足
,试求点
的轨迹方程,使点
关于该轨迹的对称点落在椭圆
上.
正确答案
,P的轨迹方程为
或
(1)∵轴,∴
,由椭圆的定义得:
∵,∴
……………………2分
又得
,∴
,∵
,∴
,
,
∴,
∴所求椭圆的方程为
……………………5分
(2)由(1)知点,点
为
,设点
的坐标为
,
则,
,
由得
,
∴点的轨迹方程为
……………………7分
设点B关于P的轨迹的对称点为,则由轴对称的性质可得
,
,解得
,
……………………9分
∵点在椭圆上,∴
,整理得
,解得
或
。
∴点P的轨迹方程为或
,……………………11分
经检验和
都符合题设,
∴满足条件的点P的轨迹方程为或
……………………12分
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,椭圆短轴的一个端点与两个焦点构成的三角形的面积为
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知动直线y=k(x+1)与椭圆C相交于A,B两点.
①若线段AB中点的横坐标为-,求斜率k的值;
②已知点M(-,0),求证:
·
为定值.
正确答案
(1)+
=1
(2)①± ②见解析
(1)+
=1(a>b>0)满足a2=b2+c2,又
=
,
×b×2c=
,
解得a2=5,b2=,则椭圆方程为
+
=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).
①将y=k(x+1)代入+
=1,
得(1+3k2)x2+6k2x+3k2-5=0,
∴Δ=48k2+20>0,x1+x2=-,
∵AB中点的横坐标为-,
∴-=-1,解得k=±
.
②由(1)知x1+x2=-,x1x2=
,
∴·
=(x1+
,y1)·(x2+
,y2)
=(x1+)(x2+
)+y1y2
=(x1+)(x2+
)+k2(x1+1)(x2+1)
=(1+k2)x1x2+(+k2)(x1+x2)+
+k2
=(1+k2)+(
+k2)(-
)+
+k2
=+
+k2=
(定值).
已知椭圆,过点
且离心率为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知是椭圆
的左右顶点,动点M满足
,连接AM交椭圆于点P,在x轴上是否存在异于A、B的定点Q,使得直线BP和直线MQ垂直.
正确答案
(1);(2)存在,
试题分析:(1)由离心率,所以①
,再把点
代入椭圆
中得:②
,最后③
,由①②③三式求出
、
,即可写出椭圆方程;
假设存在,设,则直线
的方程
, 可得
, 并设定点
,由
,直线
与直线
斜率之积为-1,即
,化简得
,又因为
,得
,可求出
,继而得到定点
点坐标.
(1)由题意得:
得
,
所以,椭圆方程为
(2)设,则直线
的方程
,
可得,
设定点,
,
,即
,
又因为,所以
进而求得,故定点为
.
如图,两条相交线段、
的四个端点都在椭圆
上,其中,直线
的方程为
,直线
的方程为
.
(1)若,
,求
的值;
(2)探究:是否存在常数,当
变化时,恒有
?
正确答案
(1) (2)
试题分析:
(1)联立直线与椭圆方程可以求出
的坐标,设出A点的坐标,且满足A点在椭圆上和
,即根据AB为角平分线且与x轴垂直可得AP与AQ所在直线的倾斜角互为补角(斜率互为相反数),故两条件联立即可求出m的值.
(2) 联立直线与椭圆方程得到关于
的坐标的韦达定理,由(1)这种特殊情况可得满足题意的只可能是
,故一一带入验证是否能使得
即可.
试题解析:
(1)由,
解得,
. 2分
因为,所以
.
设,则
,
化简得, 5分
又,联立方程组,解得
,或
.
因为平分
,所以
不合,故
. 7分
(2)设,
,由
,得
.
,
,
. 9分
若存常数,当
变化时,恒有
,则由(Ⅰ)知只可能
.
①当时,取
,
等价于
,
即,
即,
即,此式恒成立.
所以,存常数,当
变化时,恒有
. 13分
②当时,取
,由对称性同理可知结论成立.
故,存常数,当
变化时,恒有
. 15分
已知为坐标原点,
为椭圆
:
在
轴正半轴上的焦点,过
且斜率为
的直线
与
交与
、
两点,点
满足
.
(1)证明:点在
上;
(2)设点关于点
的对称点为
,证明:
、
、
、
四点在同一圆上.
正确答案
(1)见解析 (2)见解析
(1),
的方程为
,代入
并化简得
. 2分
设,
则
由题意得
所以点的坐标为
.
经验证点的坐标
满足方程
,故点
在椭圆
上 …6分
(2)由和题设知,
,
的垂直平分线
的方程为
. ①
设的中点为
,则
,
的垂直平分线
的方程为
. ②
由①、②得、
的交点为
. 9分
,
,
,
,
,
故 ,
又 ,
,
所以 ,
由此知、
、
、
四点在以
为圆心,
为半径的圆上. 2分
(2)法二:
同理
所以互补,
因此A、P、B、Q四点在同一圆上。
(本题满分12分)如图,过椭圆的左焦点
作x轴的垂线交椭圆于点P,点A和点B分别为椭圆的右顶点和上顶点,OP∥AB.
(1)求椭圆的离心率e(2)过右焦点
作一条弦QR,使QR⊥AB.若△
的面积为
,求椭圆的方程.
正确答案
(Ⅰ) (Ⅱ)
(1)∵,∴
.
∵OP∥AB,∴,∴
,
解得:b=c.∴,故
(4分)
(2)由(1)知椭圆方程可化简为.①
易求直线QR的斜率为,故可设直线QR的方程为:
.②
由①②消去y得:.∴
,
. (8分)
于是△的面积S=
=,∴
.
因此椭圆的方程为,即
. (12分)
设椭圆过点
,且焦点为
。
(1)求椭圆的方程;
(2)当过点的动直线
与椭圆
相交与两不同点A、B时,在线段
上取点
,
满足,证明:点
总在某定直线上。
正确答案
(1)所求椭圆方程为
(2)证明见解析
(1)由题意: ,解得
,
所求椭圆方程为
(2)解:设过P的直线方程为:,
设,
,
则
,
∵,∴
,即
,
化简得:,
∴,
去分母展开得:
化简得:,解得:
又∵Q在直线上,
∴,∴
即,
∴Q恒在直线上。
已知椭圆过点
和点
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设过点的直线
与椭圆
交于
两点,且
,求直线
的方程.
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)将两点代入椭圆方程可解得的值,从而可得椭圆的方程。(2)分析可知直线
的斜率
存在,且
。设直线
的方程为
,与椭圆方程联立消去
得关于
的一元二次方程,因为有两个交点故判别式应大于0.且可得根与系数的关系,从而可得
的中点坐标,因为
所以点
和
中点的连线垂直直线
,即两直线斜率之积等于
。从而可求得
的值。
解:(1)因为椭圆过点
和点
.
所以,由
,得
.
所以椭圆的方程为
.
(2)显然直线的斜率
存在,且
.设直线
的方程为
.
由消去
并整理得
,
由,
.
设,
,
中点为
,
得,
.
由,知
,
所以,即
.
化简得,满足
.
所以.
因此直线的方程为
.
在平面直角坐标系xOy中,△ABC的顶点B、C的坐标为B(-2,0),C(2,0),直线AB,AC的斜率乘积为,设顶点A的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)设曲线E与y轴负半轴的交点为D,过点D作两条互相垂直的直线l1,l2,这两条直线与曲线E的另一个交点分别为M,N.设l1的斜率为k(k≠0),△DMN的面积为S,试求的取值范围.
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)由于所求动点A满足直线AB,AC的斜率乘积为,所以直接设A的坐标,代入化简整理即得:
,注意到△ABC中三个顶点不能共线,所以需去掉与
轴相交的点,(2)要求
的取值范围,首先求出
函数解析式,由题意确定l1的斜率为k为自变量,因为M 为l1与曲线E的交点,所以列方程组解出点M坐标
,从而得出弦长
;同理,只需将
代k就可得到
,因此△DMN的面积S=
,所以
=
,这可以看作关于1+k2的一个分式函数,即
,可以利用函数单调性求出其取值范围.
试题解析:解(1)设顶点A的坐标为(x,y),则kAB=,kAC=
2分
因为kAB×kAC=,所以
, 即
.(或x2+4y2=4).
所以曲线E的方程为. 4分
(2)曲线E与y轴负半轴的交点为D(0,-1).
因为l1的斜率存在,所以设l1的方程为y=kx-1, 代入,得
从而 6分
用代k得
所以△DMN的面积S= 8分
则=
因为k≠0且,k≠±2,令1+k2=t,
则t>1,且,t≠5,
从而=
因为,且
,
所以且
,
从而且
,
,
即∈
10分.
(本小题满分12分)
已知椭圆方程为,射线
(x≥0)与椭圆的交点为M,过M作倾斜角互补的两条直线,分别与椭圆交于A、B两点(异于M).
(Ⅰ)求证直线AB的斜率为定值;
(Ⅱ)求△面积的最大值.
正确答案
(Ⅰ)∵斜率k存在,不妨设k>0,求出M(,2).-------------------------------1分
直线MA方程为,
分别与椭圆方程联立,可解出,----------------------------3分
同理得,直线MB方程为.
-------4分
∴ ,为定值.----------------------------------------------------6分
(Ⅱ)设直线AB方程为,与
联立,消去y得
.----------- -----------------------------7分
由>0得一4<m<4,且m≠0,
点M到AB的距离为.------------------------------------------------------8分
---9分
设△AMB的面积为S. ∴ .
当时,得
.--------------------------------------------------------------12分
略
已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为
,F为椭圆的右焦点,M、N两点在椭圆C上,且
=λ
(λ>0),定点A(-4,0).
(1)求证:当λ=1时,⊥
;
(2)若当λ=1时,有·
=
,求椭圆C的方程..
正确答案
(1)见解析(2)=1
(1)证明:设M(x1,y1),N(x2,y2),F(c,0),则=(c-x1,-y1),
=(x2-c,y2).当λ=1时,
=
,∴-y1=y2,x1+x2=2c.∵M、N两点在椭圆C上,∴
=a2
,
=a2
,∴
=
.若x1=-x2,则x1+x2=0≠2c(舍去),∴x1=x2,∴
=(0,2y2),
=(c+4,0),∴
·
=0,∴
⊥
.
(2)解:当λ=1时,由(1)知x1=x2=c,
∴M,N
,∴
=
,
=
,
∴·
=(c+4)2-
=
.(*)
∵=
,∴a2=
c2,b2=
,代入(*)式得
c2+8c+16=
,∴c=2或c=-
(舍去).∴a2=6,b2=2,∴椭圆C的方程为
=1
已知椭圆C1:+
=1(a>b>0)的右顶点为A(1,0),过C1的焦点且垂直长轴的弦长为1.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设点P在抛物线C2:y=x2+h(h∈R)上,C2在点P处的切线与C1交于点M,N.当线段AP的中点与MN的中点的横坐标相等时,求h的最小值.
正确答案
(1)+x2=1 (2)1
解:(1)由题意,得
从而
因此,所求的椭圆方程为+x2=1.
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),
P(t,t2+h),
则抛物线C2在点P处的切线斜率为
y′|x=t=2t,
直线MN的方程为:
y=2tx-t2+h.
将上式代入椭圆C1的方程中,
得4x2+(2tx-t2+h)2-4=0,
即4(1+t2)x2-4t(t2-h)x+(t2-h)2-4=0.①
因为直线MN与椭圆C1有两个不同的交点,
所以①式中的
Δ1=16[-t4+2(h+2)t2-h2+4]>0.②
设线段MN的中点的横坐标是x3,
则x3==
.
设线段PA的中点的横坐标是x4,
则x4=.
由题意,得x3=x4,
即t2+(1+h)t+1=0.③
由③式中的
Δ2=(1+h)2-4≥0,
得h≥1或h≤-3.
当h≤-3时,h+2<0,4-h2<0,
则不等式②不成立,
所以h≥1.
当h=1时,代入方程③得t=-1,
将h=1,t=-1代入不等式②,检验成立.
所以h的最小值为1.
椭圆=1(a>b>0)的左、右顶点分别是A、B,左、右焦点分别是F1、F2.若|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等比数列,则此椭圆的离心率为________.
正确答案
由题意知|AF1|=a-c,|F1F2|=2c,|F1B|=a+c,且三者成等比数列,则|F1F2|2=|AF1|·|F1B|,即4c2=a2-c2,a2=5c2,所以e2=,所以e=
.
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