- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆C1的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上.
(1)若椭圆C1过点(,0)和(0,2),求椭圆C1的标准方程;
(2)试判断命题“若椭圆C2:x2+y2=1(在椭圆C1内)任意一条切线都与椭圆C1交于两点,且这两点总与坐标原点构成直角三角形,则满足条件的椭圆C1恒过定点”的真假.若命题为真命题,求出定点坐标,若为假命题,说明理由.
正确答案
(1)因为2>,所以椭圆的焦点在y轴上
所以椭圆C1的标准方程为+
=1
(2)命题“若椭圆C2:x2+y2=1(在椭圆C1内)任意一条切线都与椭圆C1交于两点,
且这两点总与坐标原点构成直角三角形,则满足条件的椭圆C1恒过定点”的真命题.
设椭圆C1:mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),设P(s,t)为圆C2上任意一点,
则过点P的圆C2的切线方程为sx+ty=1
因为椭圆C2:x2+y2=1(在椭圆C1内)任意一条切线都与椭圆C1交于两点A、B,不妨设t≠0
由得(mt2+ns2)x2-2nsx+n-t2=0
∵OA⊥OB,根据根与系数的关系建立等式,
∴m+n-1=0
所以满足椭圆的方程mx2+(1-m)y2=1(0<m<1且m≠)
即m(x2-y2)+y2-1=0对任意0<m<1且m≠均成立
所以即x2=y2=1
所以,满足条件的椭圆C1恒过定点(1,1),(-1,1),(1,-1),(-1,-1)
已知命题p:“方程+
=1表示焦点在x轴上的椭圆”,命题q:“方程
+
=1表示双曲线”.
(1)若p是真命题,求实数k的取值范围;
(2)若q是真命题,求实数k的取值范围;
(3)若“p∨q”是真命题,求实数k的取值范围.
正确答案
(1)p:“方程+
=1表示焦点在x轴上的椭圆”,是真命题,则9-k>k-1>0,∴1<k<5;
(2)q:“方程+
=1表示双曲线”是真命题,则(2-k)k<0,∴k<0或k>2
(3)若“p∨q”是真命题,则p、q至少一个是真命题,即一真一假或全为真
∴或
或
∴1<k≤2或k<0或k≥5或2<k<5
∴k<0或k>1.
已知命题p:方程+
=1所表示的曲线为焦点在x轴上的椭圆;命题q:实数a满足不等式t2-(a-1)t-a<0.
(1)若命题p为真,求实数a的取值范围;
(2)若命题p是命题q的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
正确答案
解(1)∵方程+
=1所表示的曲线为焦点在x轴上的椭圆
∴,解之得:-1<t<1…(6分)
(2)∵命题q:实数满足不等式t2-(a-1)t-a<0,即(t+1)(t-a)<0.
∴命题q为真命题,当a>-1时,得到t∈(-1,a);当a<-1时,命题q为真命题得到t∈(a,-1)
∵命题P是命题q的充分不必要条件
∴集合{t|-1<t<1}是不等式t2-(a-1)t-a<0解集的真子集…(9分)
由此可得a>-1且(-1,1)(-1,a)
解之得:a>1…(12分)
①“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题是“若x,y互为相反数,则x+y=0”.
②在平面内,F1、F2是定点,|F1F2|=6,动点M满足||MF1|-|MF2||=4,则点M的轨迹是双曲线.
③“在△ABC中,“∠B=60°”是“∠A,∠B,∠C三个角成等差数列”的充要条件.
④“若-3<m<5则方程+
=1是椭圆”.
⑤在四面体OABC中,=
,
=
,
=
,D为BC的中点,E为AD的中点,则
=
+
+
⑥椭圆+
=1上一点P到一个焦点的距离为5,则P到另一个焦点的距离为5.
其中真命题的序号是:______.
正确答案
对于①“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题是“若x,y互为相反数,则x+y=0”,正确;
对于②,动点M满足||MF1|-|MF2||=4<6=|F1F2|,符合双曲线的定义,故②正确;
对于③,在△ABC中,“∠B=60°”是“∠A,∠B,∠C三个角成等差数列”的充要条件,正确;
对于④,“若-3<m<5则方程+
=1是椭圆”错误,当m=1时,是圆;
对于⑤,由于D为BC的中点,=
(
+
)=
(
+
),E为AD的中点,
=
(
+
)=
(
+
(
+
))=
+
+
,故⑤正确;
对于⑥,由椭圆的方程与定义可知,2a=10,P到一个焦点的距离为5,则P到另一个焦点的距离为2a-5=10-5=5,正确.
故真命题的序号是①②③⑤⑥.
已知椭圆C的方程为+
=1(a>b>0),双曲线
-
=1的两条渐近线为l1、l2,过椭圆C的右焦点F作直线l,使l⊥l1,又l与l2交于P点,设l与椭圆C的两个交点由上至下依次为A、B.(如图)
(1)当l1与l2夹角为60°,双曲线的焦距为4时,求椭圆C的方程;
(2)当=λ
时,求λ的最大值.
正确答案
(1)∵双曲线的渐近线为y=±x,两渐近线夹角为60°,
又<1,∴∠POx=30°,即
=tan30°=
.
∴a=b.
又a2+b2=4,
∴a2=3,b2=1.
故椭圆C的方程为+y2=1.
(2)由已知l:y=(x-c),与y=
x解得P(
,
),
由=λ
得A(
,
).
将A点坐标代入椭圆方程得(c2+λa2)2+λ2a4=(1+λ)2a2c2.
∴(e2+λ)2+λ2=e2(1+λ)2.
∴λ2==-[(2-e2)+
]+3≤3-2
.
∴λ的最大值为-1.
已知直线l:mx-2y+2m=0(m∈R)和椭圆C:+
=1(a>b>0),椭圆C的离心率为
,连接椭圆的四个顶点形成四边形的面积为2
.
(I)求椭圆C的方程;
(II)设直线l经过的定点为Q,过点Q作斜率为k的直线l′与椭圆C有两个不同的交点,求实数k的取值范围;
(Ⅲ)设直线l与y轴的交点为P,M为椭圆C上的动点,线段PM长度的最大值为f(m),求f(m)的表达式.
正确答案
(I)由离心率e=,得b=c=
a
又因为2ab=2,所以a=
,b=1,即椭圆标准方程为
+y2=1.(4分)
(II)由l:mx-2y+2m=0经过定点Q(-2,0),则直线l′:y=k(x+2),
由 有(2k2+1)x2+8k2x+8k2-2=0.
所以△=64k4-8(2k2+1)(4k2-1)>0,可化为 2k2-1<0
解得-<k<
. (8分)
(Ⅲ) 由l:mx-2y+2m=0,设x=0,则y=m,所以P(0,m).
设M(x,y)满足+y2=1,
则|PM|2=x2+(y-m)2=2-2y2+(y-m )2=-y2-2my+m2+2=-(y+m)2+2m2+2,
因为-1≤y≤1,所以
当|m|>1时,|MP|的最大值f(m)=1+|m|;
当|m|≤1时,|MP|的最大值f(m)=;
所以f(m)=.(12分)
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,a=
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知动直线x-my+1=0与椭圆C相交于A、B两点.
①若点M(-,0),求证:
•
为定值;
②求三角形OAB面积的最大值(O为坐标原点).
正确答案
(1)因为已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,a=
.
所以c=ae=,所以b=
=
,
所以椭圆方程为:+
=1.
(2)①设A(x1,y1)B(x2,y2)由将y=(x+1),代入
+
=1中,
得(1+)x2+
x+
-5=0,
△=-4(
+1)(
-5)=
+20>0,x1+x2=-
,x1x2=
,
所以•
=(x1+
,y1)(x2+
,y2)=(x1+
)(x2+
)+y1y2
=(x1+)(x2+
)+
(x1+1)(x2+1)
=(1+)x1x2+(
+
)(x1+x2)+
+
=(1+)
+(
+
)(-
)+
+
=
;
②直线与x轴的交点为N,x-my+1=0,|y1-y2|=|x1-x2|,
S△AOB=|ON||y1-y2|=
×1×
•
=
,
令12+5m2=t,则t≥12,m2=
∴S△AOB==
,
∵t≥12,t++6是增函数,
∴当t=12时,S△AOB取得最大值,最大值为.
已知中心在原点,焦点在坐标轴上的椭圆Ω,它的离心率为,一个焦点和抛物线y2=-4x的焦点重合,过直线l:x=4上一点M引椭圆Ω的两条切线,切点分别是A,B.
(Ⅰ)求椭圆Ω的方程;
(Ⅱ)若在椭圆+
=1(a>b>0)上的点(x0,y0)处的椭圆的切线方程是
+
=1.求证:直线AB恒过定点C;并出求定点C的坐标.
(Ⅲ)是否存在实数λ,使得|AC|+|BC|=λ|AC|•|BC|恒成立?(点C为直线AB恒过的定点)若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(I)设椭圆方程为+
=1(a>b>0).
抛物线y2=-4x的焦点是(-1,0),故c=1,又=
,
所以a=2,b==
,
所以所求的椭圆Ω方程为+
=1…(4分)
(II)设切点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l上一点M的坐标(4,t).
则切线方程分别为+
=1,
+
=1.
又两切线均过点M,
即x1+y1=1,x2+
y2=1,
即点A,B的坐标都适合方程x+y=1,而两点之间确定唯一的一条直线,
故直线AB的方程是x+y=1,显然对任意实数t,点(1,0)都适合这个方程,
故直线AB恒过定点C(1,0). …(9分)
(III)将直线AB的方程x=-y+1,代入椭圆方程,
得3(-y+1)2+4y2-12=0,即(
t2
3
+4) y2-2ty-9=0
所以y1+y2=,y1y2=
不妨设y1>0,y2<0|AC|==
=
y1,
同理|BC|=-y2…(12分)
所以+
=
•(
-
)=
•
=-
•
=-
•
=
•
=
即|AC|+|BC|=|AC|•|BC|.
故存在实数λ=,使得|AC|+|BC|=λ|AC|•|BC|. …(15分)
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,且椭圆上的点到两个焦点的距离和为2
.斜率为k(k≠0)的直线l过椭圆的上焦点且与椭圆相交于P,Q两点,线段PQ的垂直平分线与y轴相交于点M(0,m).
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)求m的取值范围;
(Ⅲ)试用m表示△MPQ的面积,并求面积的最大值.
正确答案
(Ⅰ)椭圆上的点到两个焦点的距离和为2,即2a=2
,∴a=
椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,即e=
∵e=,∴
=
,
∴c=1
又∵a2=b2+c2,∴b=1.
又斜率为k(k≠0)的直线l过椭圆的上焦点,即椭圆的焦点在Y轴上
∴椭圆方程为+x2=1.
(Ⅱ)设直线l的方程为y=kx+1,由可得(k2+2)x2+2kx-1=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则△=8k2+8>0
x1+x2=,x1x2=-
.
y1+y2=k(x1+x2)+2=.
设线段PQ中点为N,则点N的坐标为(,
),
∵M(0,m),∴直线MN的斜率kMN=
∵直线MN为PQ的垂直平分线,∴kMN•k=-1,
可得•k=-1.即m=
,
又k≠0,∴k2+2>2,
∴0<<
,即0<m<
.
(Ⅲ)设椭圆上焦点为F,
∵y轴把△PQM分成了△PMF和△QMF,
∴S△MPQ=S△PMF +S△QMF =|FM||x1|+
|FM||x2|=
|FM|(|x1|+|x2|)
∵P,Q在y轴两侧,∴|x1|+|x2|=||(x1-x2)
∴S△MPQ=•|FM|•|x1-x2|,
∵|x1-x2|==
,
由m=,可得k2+2=
.
∴|x1-x2|==
.
又∵|FM|=1-m,∴S△MPQ=(1-m)
=
.
∴△MPQ的面积为(0<m<
).
设f(m)=m(1-m)3,则f'(m)=(1-m)2(1-4m).
可知f(m)在区间(0,]单调递增,在区间(
,
)单调递减.
∴f(m)=m(1-m)3有最大值f()=
.此时∴△MPQ的面积为
×
=
∴△MPQ的面积有最大值.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,短轴一个端点到右焦点的距离为3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线y=x与椭圆C在第一象限相交于点A,试探究在椭圆C上存在多少个点B,使△OAB为等腰三角形.(简要说明理由,不必求出这些点的坐标)
正确答案
(1)由于短轴一个端点到右焦点的距离为3,则a=3…(1分),
因为e==
…(2分),所以c=
…(3分),
所以b2=a2-c2=9-6=3…(4分),
所以椭圆C的方程为:+
=1…(5分)
(2)直线方程与椭圆方程联立(x>0),解得x=y=
,即A(
,
)…(6分)
以O为顶点的等腰三角形△OAB有两个,此时B为A关于x轴或y轴的对称点…(8分),
以A为顶点的等腰三角形△OAB有两个(9分),此时B为以A为圆心、AO为半径的圆弧与椭圆C的交点…(10分),
以AO为底边的等腰三角形△OAB有两个(11分),此时B为AO的垂直平分线与椭圆C的交点…(12分).
因为直线y=x倾斜角为,所以以上等腰△OAB不可能是等边三角形…(13分),
即以上6个三角形互不相同,存在6个点B,使△OAB为等腰三角形…(14分).
椭圆的中心是原点O,它的短轴长为2,相应于焦点F(c,0)(c>0)的准线l与x轴相交于点A,|OF|=2|FA|,过点A的直线与椭圆相交于P、Q两点.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)若?
=0,求直线PQ的方程.
正确答案
设离心率e=的椭圆M:
+
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,P是x轴正半轴上一点,以PF1为直径的圆经过椭圆M短轴端点,且该圆和直线x+
y+3=0相切,过点P的直线与椭圆M相交于相异两点A、C.
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)若相异两点A、B关于x轴对称,直线BC交x轴与点Q,求•
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)设以|PF1|为直径的圆经过椭圆M短轴端点N,
∴|NF1|=a,∵e=,∴a=2c,
∴∠NF1P=,|PF1|=2a.
∴F2(c,0)是以|PF1|为直径的圆的圆心,
∵该圆和直线x+y+3=0相切,
∴2c=,解得c=1,a=2,b=
,
∴椭圆M的方程为:+
=1.
(Ⅱ)设点A(x1,y1),C(x2,y2),则点B(x1,-y1),
设直线PA的方程为y=k(x-3),
联立方程组,消掉y,化简整理得(4k2+3)x2-24k2x+36k2-12=0,
由△=(24k2)2-4•(3+4k2)•(36k2-12)>0,得0<k2<.
则x1+x2=,x1x2=
.
直线BC的方程为:y+y1=(x-x1),
令y=0,则x==
=
=
.
∴Q点坐标为(,0).
•
=(x1-
)(x2-
)+y1y2=(x1-
)(x2-
)+k2(x1-3)(x2-3)
=(1+k2)x1x2-(3k2+)(x1+x2)+9k2+
=(1+k2)•-(3k2+
)•
+9k2+
=+
=
-
.
∵0<k2<,
∴•
∈(-
,
).
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的圆与直线x-y+
=0相切,过点P(4,0)的直线L与椭圆C相交于A、B两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求•
的取值范围.
正确答案
(1)由题意知 e==
,∴e2=
=
=
,即a2=
b2又∵椭圆的短半轴为半径的圆与直线x-y+
=0相切
∴b==
,∴a2=4,b2=3,
故椭圆的方程为+
=1
(2)由题意知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为y=k(x-4).
疳直线方程y=k(x-4)代入椭圆方程可得:(3+4k2)x2-32k2x+64k2-12=0
由△>0得:1024k4-4(3+4k2)(64k2-12)>0,解得k2<
设A(x1,y1),B (x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
∴•
=x1x2+y1y2=(1+k2)•
-4k2•
+16k2=25-
∵0≤k2<,
∴•
∈[-4,
)
∴•
的取值范围是[-4,
)
已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,左焦点为F,左准线与x轴的交点为M,=4
.
(1)求椭圆的离心率e;
(2)过左焦点F且斜率为的直线与椭圆交于A、B两点,若
•
=-2,求椭圆的方程.
正确答案
(1)设椭圆方程为+
=1,F(-c,0),M(-
,0).
由=4
,有(-
,0)=4(-c,0).(3分)
则有=4c,即
=
,∴e=
=
.(6分)
(2)设直线AB的方程为y=(x+c),直线AB与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2).
由(I)可得a2=4c2,b2=3c2.
由 消去y,得11x2+16cx-4c2=0.(9分)
故 x1+x2=-,x1x2=-
c2.
∵•
=(x1,y1)•(x2,y2)=x1x2+y1y2,
且y1•y2=2(x1+c)(x2+c)=2x1x2+2c(x1+x2)+2c2.
∴3x1x2+2c(x1+x2)+2c2=-2.(11分)
即-c2-
c2+2c2=-2,∴c2=1.则a2=4,b2=2.
椭圆的方程为+
=1.(13分)
定长等于2的线段AB的两个端点分别在直线y=
x和y=-
x上滑动,线段AB中点M的轨迹为C;
(Ⅰ)求轨迹C的方程;
(Ⅱ)设过点(0,1)的直线l与轨迹C交于P,Q两点,问:在y轴上是否存在定点T,使得不论l如何转动,•
为定值.
正确答案
(Ⅰ)设M(x,y),A(x1,x1),B(x2,-
x2),
则x1+x2=2x,x1-x2=,代入|AB|=
=2
,
得轨迹C的方程为+6x2=24,即
+
=1;
(Ⅱ)(1)若l不与y轴重合,设直线l方程为y=kx+1,代入椭圆C的方程得(4k2+9)x2+8kx-32=0,
设P(x3,kx3+1),Q(x4,kx4+1),
则x3+x4=-,x3•x4=-
;
设点T(0,t),则•
=x3•x4+(kx3+1-t)•(kx4+1-t)
=(1+k2)x3x4+k(1-t)(x3+x4)+(1-t)2
=
=,
使•
为定值,则
=
,
解得t=,即对于点T(0,
)总有
•
=
;
(2)当l与y轴重合时,P(0,3),Q(0,-3),对于点T(0,)也有
•
=
,
故在y轴上存在定点T(0,)使得
•
为定值.
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