- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆+
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点A在椭圆C上,
•
=0,cos∠F1AF2=
,|
|=2,过点F2且与坐标轴不垂直的直线交椭圆于P,Q两点.
(I)求椭圆C的方程;
(II)线段OF2上是否存在点M(m,0),使得•
=
•
,若存在,求出实数m的取值范围;若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)由题意∠AF1F2=90°,cos∠F1AF2=,
又||=2,
所以||=
,|
|=
,2a=|
|+|
|=4,
所以a=2,c=1,b2=a2-c2=3,即所求椭圆方程为+
=1.
(Ⅱ)存在这样的点M符合题意.
设线段PQ的中点为N,P(x1,y1),Q(x2,y2),N(x0,y0),直线PQ的斜率为k(k≠0),
又F2(1,0),则直线PQ的方程为y=k(x-1),
由消y得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0,
由韦达定理得x1+x2=,故x0=
=
,
又点N在直线PQ上,所以N(,
).
由•
=
•
,可得
•(
+
)=2
•
=0,即PQ⊥MN,
所以kMN==-
,整理得m=
=
∈(0,
),
所以在线段OF2上存在点M(m,0)符合题意,其中m∈(0,).
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,椭圆短轴长为
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)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若点M(-,0),求证:
•
为定值.
正确答案
(Ⅰ)因为+
=1(a>b>0)满足a2=b2+c2①,
由=
②,2b=
③.联立①②③,
解得a2=5,b2=,
所以椭圆方程为+
=1.
(Ⅱ)(1)将y=k(x+1)代入+
=1中,得(1+3k2)x2+6k2x+3k2-5=0,
△=36k4-4(3k2+1)(3k2-5)=48k2+20>0,x1+x2=-,
因为AB中点的横坐标为-,所以-
=-
,解得k=±
,
(2)由(1)知x1+x2=-,x1x2=
,
所以•
=(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=
;
已知椭圆Γ的中心在原点O,焦点在x轴上,直线l:x+y-
=0与椭圆Γ交于A、B两点,|AB|=2,且∠AOB=
.
(1)求椭圆Γ的方程;
(2)若M、N是椭圆Γ上的两点,且满足•
=0,求|MN|的最小值.
正确答案
(1)依题意,设直线l:x+y=
与椭圆Γ:
+
=1交于A(x1,y1),B(x2,y2),
由∠AOB=,知x1x2+y1y2=0,而x1=
(1-y1),x2=
(1-y2),代入上式得到:4y1y2-3(y1+y2)+3=0①
由|AB|=2知:|y1-y2|=2,即|y1-y2|=1,
不妨设y1>y2,则y2=y1+1,②
将②式代入①式求得:或
,
∴A(,
),B(-
,
)或A(
,0),B(0,1),
又A(,
),B(-
,
)不合题意,舍去.
∴A(,0),B(0,1),
故所求椭圆Γ的方程为+y2=1.
(2)由题意知M、N是椭圆+y2=1上的两点,且OM⊥ON,
故设M(r1cosθ,r1sinθ),N(-r2sinθ,r2cosθ),
于是r12(+sin2θ)=1,r22(
+cos2θ)=1,
又(r12+r22)(+
)=2+
+
≥4,
从而|MN|2•≥4,即|MN|≥
,
故所求|MN|的最小值为.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,且短轴长为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)若与两坐标轴都不垂直的直线l与椭圆交于A,B两点,O为坐标原点,且•
=
,S△AOB=
,求直线l的方程.
正确答案
(1)短轴长2b=2,b=1,e==
又a2=b2+c2,所以a=,c=1,所以椭圆的方程为
+y2=1
(2)设直线l的方程为y=kx+m(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
消去y得,(1+2k2)x2+4mkx+2m2-2=0,
•
=x1x 2+y1y 2=
即=
即9m2=10k2+8S△AOB=
|m||x1-x2|=
=
=
即9m2(1+2k2-m2)=(1+2k2)2
,
解得k2=1,m2=2,所以y=±x±
已知F1(-2,0),F2(2,0)两点,曲线C上的动点P满足|PF1|+|PF2| =|F1F2|.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)若直线l经过点M(0,3),交曲线C于A,B两点,且=
,求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)由已知可得|PF1|+|PF2| =|F1F2| =6>|F1F2|=4,
故曲线C是以F1,F2为焦点,长轴长为6的椭圆,其方程为+
=1.
(Ⅱ)方法一:设A(x1,y1),B(x2,y2),由条件可知A为MB的中点,
则有
将(3)、(4)代入(2)得+
=1,整理为
+
-
y1+
=0.
将(1)代入上式得y1=2,再代入椭圆方程解得x1=±,
故所求的直线方程为y=±x+3.
方法二:依题意,直线l的斜率存在,设其方程为y=kx+3.
由得(5+9k2)x2+54kx+36=0.令△>0,解得k2>
.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,①x1x2=
.②
因为=
,所以A为MB的中点,从而x2=2x1.
将x2=2x1代入①、②,得x1=,x12=
,
消去x1得()2=
,
解得k2=,k=±
.
所以直线l的方程为y=±x+3.
已知椭圆+
=1(a>0,b>0)的左焦点F为圆x2+y2+2x=0的圆心,且椭圆上的点到点F的距离最小值为
-1.
(I)求椭圆方程;
(II)已知经过点F的动直线l与椭圆交于不同的两点A、B,点M(-,0),证明:
•
为定值.
正确答案
(I)∵圆x2+y2+2x=0的圆心为(-1,0),依据题意c=1,a-c=-1,∴a=
.
∴椭圆的标准方程是:+y2=1;
(II)①当直线L与x轴垂直时,L的方程是:x=-1,
得A(-1,),B(-1,-
),
•
=(
,
)•(
,-
)=-
.
②当直线L与x轴不垂直时,设直线L的方程为 y=k(x+1)
⇒(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=,x1+x2=-
,
•
=(x1+
,y1)•(x2+
,y2)=x1x2+
(x1+x2)+
+k2(x1x2+x1+x2+1)
=(1+k2)x1x2+(k2+)(x1+x2)+k2+
=(1+k2)(
)+(k2+
)(-
)+k2+
=+
=-2+
=-
综上•
为定值-
.
已知椭圆C的方程为+
= 1(a>0),其焦点在x轴上,点Q(
,
)为椭圆上一点.
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)设动点P(x0,y0)满足=
+2
,其中M、N是椭圆C上的点,直线OM与ON的斜率之积为-
,求证:
+2
为定值;
(3)在(2)的条件下探究:是否存在两个定点A,B,使得|PA|+|PB|为定值?若存在,给出证明;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)因为点Q(,
)为椭圆上一点,
所以+
=1,解得a2=4,
所以椭圆方程为+
=1;
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),
又kOM•kON=•
=-
,化简得x1x2+2y1y2=0,
又M、N是椭圆C上的点,所以+
=1,
+
=1,即x12+2y12=4,x22+2y22=4,
由=
+2
,⇒
,
所以x02+2y02=(x1+2x2)2+2(y1+2y2)2
=(x12+2y12)+4(x22+2y22)+4x1x2+8y1y2
=4+4×4+4(x1x2+2y1y2)
=20(定值);
(3)由(2)知,动点P(x0,y0)满足x02+2y02=20,即+
=1,
所以点P的轨迹是以(±,0)为焦点的椭圆.
故存在点A(,0)、B(-
,0),使得|PA|+|PB|=4
(定值).
设F1、F2分别为椭圆C:+
=1(a>b>0)的左、右两个焦点,椭圆C上一点P(1,
)到F1、F2两点的距离之和等于4.又直线l:y=
x+m与椭圆C有两个不同的交点A、B,O为坐标原点.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)若直线l经过点F1,求△ABF2的面积;
(Ⅲ)求 •
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由题设可知,椭圆的焦点在x轴上,且2a=4,即a=2. (1分)
又点A(1,)在椭圆上,∴
+
=1,解得b2=3.(2分)
∴椭圆C的标准方程是+
=1. (3分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,c2=a2-b2=1,即c=1,
∴F1、F2两点的坐标分别为(-1,0)、(1,0). (4分)
∵直线l:y=x+m经过点F1(-1,0),
∴0=×(-1)+m,∴m=
. (5分)
设A、B两点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),由题意,有
,消去x,整理得16y2-12y-9=0,
∴y1+y2=,y1y2=-
. (6分)
设△ABF2的面积为SABF2,则
SABF2=|F1F2||y2-y1|=
×2
=
=
(Ⅲ)设A、B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),则由题意,有
,消去y,整理得x2+mx+m2-3=0 ①
x1+x2=-m,x1x2=m2-3.
∴y1y2=(x1+m)(
x2+m)=
x1x2+
(x1+x2)m+m2=
(m2-3)+
(-m)m+m2=
m2-
. (10分)
∴•
=x1x2+y1y2=m2-3+
m2-
=
m2-
,(11分)
又由①得,△=m2-4(m2-3)=-3m2+12,
∵A、B为不同的点,∴△>0,∴0≤m2<4.
∴-≤
•
<
.
∴•
的取值范围是[-
,
). (14分)
已知两定点E(-,0),F(
,0),动点P满足
•
=0,由点P向x轴作垂线PQ,垂足为Q,点M满足
=
,点M的轨迹为C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)若直线l交曲线C于A、B两点,且坐标原点O到直线l的距离为,求|AB|的最大值.
正确答案
(Ⅰ)设P(m,n),则
∵两定点E(-,0),F(
,0),动点P满足
•
=0,
∴(--m,-n)•(
-m,-n)=0,
∴m2+n2=2
设M(x,y),则
∵由点P向x轴作垂线PQ,垂足为Q,点M满足=
,
∴P(x,y)
∴x2+2y2=2
∴曲线C的方程为+y2=1;
(Ⅱ)①若直线l垂直于x轴,此时|AB|=. …(5分)
②若直线l不垂直于x轴,设直线l的方程为y=kx+m,
则原点O到直线l的距离为=
,整理可得2m2=1+k2.…(6分)
由消去y可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意可得△>0,
则x1+x2=-,x1x2=
.
∴|AB|=•
=2
•
…(8分)
∵2m2=1+k2,
∴2 (1+k2)(1+2k2-m2)=(1+k2)(2+4k2-2m2)=(1+k2)(1+3k2)≤(1+2k2)2,
等号当且仅当1+k2=1+3k2,即k=0时成立.
即2•
≤2.
所以k=0时,|AB|取得最大值2.…(12分)
已知中心在原点,焦点在x轴上的椭圆C过点(1,),离心率为
,点A为其右顶点.过点B(1,0)作直线l与椭圆C相交于E,F两点,直线AE,AF与直线x=3分别交于点M,N.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求•
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由题意,设椭圆的方程为+
=1(a>b>0),
依题意得解之可得a2=4,b2=1.
所以椭圆C的方程为+y2=1.…(4分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知点A的坐标为(2,0).
(1)当直线l的斜率不存在时,不妨设点E在x轴上方,
易得E(1,),F(1,-
),M(3,-
),N(3,
),所以
•
=1.…(6分)
(2)当直线l的斜率存在时,由题意可设直线l的方程为y=k(x-1),显然k=0时,不符合题意.
由消y并整理得(4k2+1)x2-8k2x+4k2-4=0.
设E(x1,y1),F(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
.
直线AE,AF的方程分别为:y=(x-2),y=
(x-2),
令x=3,则M(3,),N(3,
).
所以=(3-x1,
),
=(3-x2,
).…(10分)
所以•
=(3-x1)(3-x2)+
•
=(3-x1)(3-x2)(1+)=(3-x1)(3-x2)(1+k2•
)
=[x1x2-3(x1+x2)+9]×[1+k2•]
=(-3•
+9)•(1+k2•
)
=()•(1+
)=
=1+
.…(12分)
因为k2>0,所以16k2+4>4,所以1<<
,即
•
∈(1,
).
综上所述,•
的取值范围是[1,
).…(14分)
已知椭圆E:+
=1(a>b>0)的右焦点为F(c,0),离心率为
,A(-a,0),B(0,b),且△ABF的面积为
,设斜率为k的直线过点F,且与椭圆E相交于M、N两点.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)若 ≤
•
≤
,求k的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)∵离心率为,∴a=2c,b=
c.
∵△ABF的面积为,
∴(2c+c)×
c=
,∴c=1
∴a=2,∴b=
∴椭圆E的方程为+
=1;
(Ⅱ)斜率为k的直线过点F,设方程为y=k(x-1)与+
=1联立,消元可得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
∴y1y2=k2(x1-1)(x2-1)=
∴•
=(x1+2,y1)•( x2+2,y2)=x1x2+2(x1+x2)+4+y1y2=
∵≤
•
≤
,∴
≤
≤
∴≤k2≤1
∴≤k≤1或-1≤k≤-
∴k的取值范围是[,1]∪[-1,-
].
已知平面上一定点C(2,O)和直线l:x=8,P为该平面上一动点,作PQ⊥l,垂足为Q,且(+
)•(
-
)=0.
(1)问点P在什么曲线上?并求出该曲线的方程;
(2)若EF为圆N:x2+(y-1)2=1的任一条直径,求•
的最大值.
正确答案
(1)设P的坐标为P(x,y),则Q(8,y)
∵(+
)•(
-
)=0,得:4
2=
2
∴4[(x-2)2+y2]=[(x-8)2+(y-y)2],化简得3x2+4y2=48,
∴点P的轨迹方程为+
=1,此曲线是以(±2,0)为焦点的椭圆;
(2)∵EF为圆N的直径,∴|NE|=|NF|=1,且=-
∴•
=(
+
)•(
+
)=(
+
)•(
-
)=
PN
2-1
∵点P为椭圆+
=1上的点,满足x2=16-
∵N(1,0),∴
PN
2=x2+(y-1)2=-(y+3)2+20
∵椭圆+
=1上点P纵坐标满足 y∈[-2
,2
]
∴当y=-3时,
PN
2的最大值为20,故•
=
PN
2-1的最大值等于19.
点A、B分别是以双曲线-
=1的焦点为顶点,顶点为焦点的椭圆C长轴的左、右端点,点F是椭圆的右焦点,点P在椭圆C上,且位于x轴上方,
•
=0
(I)求椭圆C的方程;
(II)求点P的坐标;
(III)设M是椭圆长轴AB上的一点,点M到直线AP的距离等于|MB|,求椭圆上的点到M的距离d的最小值.
正确答案
解(I)已知双曲线实半轴a1=4,虚半轴b1=2,半焦距c1=
=6,
∴椭圆的长半轴a2=c1=6,椭圆的半焦距c2=a1=4,椭圆的短半轴b2==
,
∴所求的椭圆方程为+
=1
(II)由已知A(-6,0),F(4,0),
设点P的坐标为(x,y),则=(x+6,y),
=(x-4,y),由已知得
则2x2+9x-18=0,解之得x=或x=-6,
由于y>0,所以只能取x=,于是y=
,所以点P的坐标为(
,
)(9分)
(Ⅲ)直线AP:x-y+6=0,设点M是(m,0),则点M到直线AP的距离是
,于是
=|m-6|,
又∵点M在椭圆的长轴上,即-6≤m≤6∴m=2
∴当m=2时,椭圆上的点到M(2,0)的距离d2=(x-2)2+y2=x2-4x+4+20-=
(x-
)2+15
又-6≤x≤6∴当x=时,d取最小值
已知椭圆C的两个焦点分别为F1(-1,0)、F2(1,0),短轴的两个端点分别为B1,B2
(1)若△F1B1B2为等边三角形,求椭圆C的方程;
(2)若椭圆C的短轴长为2,过点F2的直线l与椭圆C相交于P,Q两点,且⊥
,求直线l的方程.
正确答案
抛物线的顶点在原点,焦点在射线x-y+1=0(x≥0)上
(1)求抛物线的标准方程
(2)过(1)中抛物线的焦点F作动弦AB,过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M,求点M的轨迹方程,并求出的值.
正确答案
(1)∵是标准方程,∴其焦点应该在坐标轴上,
∴令x=0,代入射线x-y+1=0,解得其焦点坐标为(0,1)
当焦点为(0,1)时,可知P=2,∴其方程为x2=4y.
(2)设A(x1,),B(x2,
x2
4
2)
过抛物线A,B两点的切线方程分别是y=x-
x12,y=
x-
x2
4
2
其交点坐标M(,
)
设AB的直线方程y=kx+1代入x2=4y,得x2-4kx-4=0
∴x1x2=-4,M(,-1),所以点M的轨迹为y=-1
∵=(x1,
-1),
=(x2,
-1)
∴•
=x1x2+(
-1)(
-1)=-
(
+
)-2
而=(
-0)2+(-1-1)2=
(
+
)+2
∴=-1.
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