- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,且椭圆经过圆C:x2+y2-4x+2
y=0的圆心C.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线l过椭圆的焦点且与圆C相切,求直线l的方程.
正确答案
(1)圆C方程化为:(x-2)2+(y+)2=6,圆心C(2,-
),半径r=
设椭圆的方程为+
=1(a>b>0),则
⇒
所以所求的椭圆的方程是:+
=1.
(2)由(1)得到椭圆的左右焦点分别是F1(-2,0),F2(2,0),
|F2C|==
<
∴F2在C内,故过F2没有圆C的切线,设l的方程为y=k(x+2),即kx-y+2k=0
点C(2,-)到直线l的距离为d=
,由d=
得
=
解得:k=或k=-
,故l的方程为
x-5y+2
=0或
x+y+2
=0
过点(1,0)的直线与中心在原点,焦点在x轴上且率心率为的椭圆C相交于A、B两点,直线y=
x过线段AB中点,同时椭圆C上存在一眯与右焦点关于直线l对称,试求直线l与椭圆C的方程.
正确答案
由e==
,得
=
,从而a2=2b2,c=b
设椭圆方程为x2+2y2=2b2,A(x1,y1),B(x2,y2)在椭圆上
则x12+2y12=2b2,x22+2y22=2b2,两式相减得,(x12-x22)+2(y12-y22)=0,=-
设AB中点为(x0,y0),则kAB=-,又(x0,y0)在直线y=x上,y0=x0,于是-
=-1,kAB=-1,则l的方程为y=-x+1.
右焦点(b,0)关于l的对称点设为(x′,y′),则解得
由点(1,1-b)在椭圆上,得1+2(1-b)2=2b2,b2=,a2=
∴所求椭圆C的方程为+
=1,
l的方程为y=-x+1.
已知椭圆E的方程为+
=1(a>b>0),长轴是短轴的2倍,且椭圆E过点(
,
);斜率为k(k>0)的直线l过点A(0,2),
为直线l的一个法向量,坐标平面上的点B满足条件|
•
|=|
|.
(1)写出椭圆E方程,并求点B到直线l的距离;
(2)若椭圆E上恰好存在3个这样的点B,求k的值.
正确答案
(1)由题意得解得a2=4,b2=1,
∴椭圆E方程为:+y2=1.
直线l的方程为y=kx+2,其一个法向量=(k,-1),设点B的坐标为B(x0,y0),由
=(x0,y0-2)及|
•
|=|
|得|kx0-y0+2|=
,
∴B(x0,y0)到直线y=kx+2的距离为d==1.
(2)由(1)知,点B是椭圆E上到直线l的距离为1的点,即与直线l的距离为1的二条平行线与椭圆E恰好有三个交点.
设与直线l平行的直线方程为y=kx+t
由得x2+4(kx+t)2=4,即(1+4k2)x2+8ktx+4t2-4=0△=64k2t2-4(1+4k2)(4t2-4)=16(1+4k2-t2)①
当△=0时,k2=②
又由两平行线间的距离为1,可得=1③
把②代入③得(t-2)2=1+,即3t2-16t+13=0,(3t-13)(t-1)=0
解得t=1,或t=
当t=1时,代入②得k=0,与已知k>0不符,不合题意;
当t=时,代入②得k=
,代回③得t=
或t=
当k=,t=
时,由①知△>0
此时两平行线y=x+
和y=
x+
,与椭圆E有三个交点,
∴k=.
已知α∈[0,π],试讨论方程x2sinα+y2cosα=1所表示的曲线的类型.
正确答案
(1)α=0时,表示两条平行的直线,方程为y=±1; 2分
(2)α∈(0,)时,0<sinα<cosα,表示焦点在x轴上的椭圆;2分
(3)α=时,sinα=cosα=
,表示圆;2分
(4)α∈(,
)时,sinα>cosα>0,表示焦点在y轴上的椭圆;2分
(5)α=时,表示两条平行的直线,方程为x=±1;2分
(6)α∈(,π)时,sinα>0,cosα<0,表示焦点在x轴上的双曲线;2分
(7)α=π时,sinα=0,cosα=-1,不表示任何曲线.2分.
已知椭圆C1:+
=1 (a>b>0)的离心率为
,连接椭圆的四个顶点得到的四边形的面积为2
.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直l1于点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;
(3)设O为坐标原点,取C2上不同于O的点S,以OS为直径作圆与C2相交另外一点R,求该圆面积的最小值时点S的坐标.
正确答案
(1)由题意可知解得
所以椭圆C1的方程是+
=1.
(2)∵|MP|=|MF2|,∴动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它到定点F2(1,0)的距离,
∴动点M的轨迹C2是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
所以点M的轨迹C2的方程y2=4x.
(3)∵以OS为直径的圆C2相交于点R,∴以∠ORS=90°,即•
=0.
设S (x1,y1),R(x2,y2),=(x2-x1,y2-y1),
=(x2,y2).
∴•
=x2(x2-x1)+y2(y2-y1)=
+y2(y2-y1)=0,
∵y1≠y2,y2≠0,化简得y1=-(y2+),
∴=
+
+32≥2
+32=64,
当且仅当=
,即
=16,y2=±4时等号成立.
圆的直径|OS|==
=
=
,
∵≥64,∴当
=64,y1=±8,|OS|min=8
,
所以所求圆的面积的最小时,点S的坐标为(16,±8).
已知椭圆C的中心在坐标原点,椭圆C任意一点P到两个焦点F1(-,0)和F2(
,0)的距离之和为4.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设过(0,-2)的直线l与椭圆C交于A、B两点,且•
=0(O为坐标原点),求直线l的方程.
正确答案
(1)根据椭圆的定义,知 a=2,c=,则b=
=1. …(2分)
所以动点M的轨迹方程为+y2=1. …(4分)
(2)当直线l 的斜率不存在时,不满足题意.
当直线l的斜率存在时,设l的方程为y=kx-2,设C(x1,y1),D(x2,y2),∵•
=0,∴x1x2+y1y2=0,∵y1=kx1-2,y2=kx2-2,∴y1y2=k2x1x2-2k(x1+x2)+4,
∴(1+k2)x1x2-2k(x1+x2)+4=0.①
由方程组
得(1+4k2)x2-16kx+12=0.
则x1+x2=,x1x2=
,
代入①,得(1+k2)•-2k•
+4=0,
即k2=4,解得k=2或k=-2,
∴直线l的方程是y=2x-2或y=-2x-2.
椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,长轴长为12,直线y=kx-4与椭圆交于A,B,弦AB的长为
,求此直线的斜率.
正确答案
由长轴长为12,得a=6,由离心率为,得
=
,解得c=3
,所以b2=a2-c2=36-27=9,
所以椭圆方程为:+
=1,
设A(x1,y1),B(x1,y1),由,消掉y得(1+4k2)x2-32kx+28=0,则x1+x2=
,x1x2=
,
△=(32k)2-4×28(1+4k2)=16(36k2-7),
|AB|=|x1-x2|=
•
=
•
=
=
.
解得k=±,经验证△>0成立,
故直线斜率为:k=±.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的长轴为4,且点(1,
)在该椭圆上.
(I)求椭圆的方程;
(II)过椭圆右焦点的直线l交椭圆于A,B两点,若以AB为直径的圆径的圆经过原点,求直线l的方程.
正确答案
(I)由题意2a=4,a=2
∵点(1,)在该椭圆上,∴
+
=1 解可得,b2=1
∴所求的椭圆的方程为+y2=1
(II)由(I)知c2=a2-b2=3∴c=,椭圆的右焦点为(
,0)
因为AB为直径的圆过原点,所以•
=0
若直线的斜率不存在,则直线AB的方程为x=交椭圆于(
,
),(
,-
)两点
•
=
≠0不合题意
若直线的斜率存在,设斜率为k,则直线AB的方程为y=k(x-)
由可得(1+4k2)x2-8
k2x+12k2-4=0
由直线AB过椭圆的右焦点可知△>0
设A(x1,y1)B(x2,y2)
则x1+x2= x1 x2=
又y1y2=k2(x1-)(x2-
)=k2[x1x2-
(x1+x2)+3]=
由•
=x1x2+y1y2=
+
=
=0可得k=±
所以直线l的方程为y=±(x-
)
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,且椭圆经过点N(2,-3).
(1)求椭圆C的方程.
(2)求椭圆以M(-1,2)为中点的弦所在直线的方程.
正确答案
(1)∵椭圆经过点(2,-3),∴+
=1,
又 e==
,解得:a2=16,b2 =12,所以,椭圆方程为
+
=1.
(2)显然M在椭圆内,设A(x1,y1),B(x2,y2)是以M为中点的弦的两个端点,
则 +
=1,
+
=1,相减得:
+
=0,
整理得:k=-=
,∴弦所在直线的方程 y-2=
(x+1),即:3x-8y+19=0.
已知:椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,焦距为8,且经过点(0,3)
(1)求此椭圆的方程
(2)若已知直线l:4x-5y+40=0,问:椭圆C上是否存在一点,使它到直线l的距离最小?最小距离是多少?
正确答案
(1)由题意知,2c=8,c=4,
∴b=3,
从而a2=b2+c2=25,
∴方程是+
=1…(4分)
(2)由直线l的方程与椭圆的方程可以知道,直线l与椭圆不相交
设直线m平行于直线l,则直线m的方程可以写成4x-5y+k=0(1)
由方程组
消去y,得25x2+8kx+k2-225=0(2)
令方程(2)的根的判别式△=0,得64k2-4×25(k2-225)=0(3)
解方程(3)得k1=25或k2=-25,
∴当k1=25时,直线m与椭圆交点到直线l的距离最近,此时直线m的方程为4x-5y+25=0
直线m与直线l间的距离d==
所以,最小距离是.…(8分)
在直角坐标系xOy中,中心在原点O,焦点在x轴上的椭圆C上的点(2,1)到两焦点的距离之和为4
.
(1)求椭圆C 的方程;(2)过椭圆C 的右焦点F作直线l与椭圆C分别交于A、B两点,其中点A在x轴下方,且=3
.求过O、A、B三点的圆的方程.
正确答案
(1)由题意,设椭圆C:+
=1(a>b>0),则2a=4
,a=2
.
∵点(2,1)在椭圆
+
=1上,
∴+
=1,解得b=
,
∴所求椭圆的方程为+
=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2)(y1<0,y2>0),点F的坐标为F(3,0),
由=3
,得3-x1=3(x2-3),-y1=3y2,即x1=-3x2+12,y1=-3y2①.
又A、B在椭圆C上,
∴+
=1,
+
=1,
解得x2=,y2=
,
∴B(,
),代入①得A(2,-
).
设过O、A、B三点的圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则将O、A、B三点的坐标代入得
F=0,6+2D-E+F=0,
+
D+
E+F=0,
解得D=-,E=-
,F=0,
故过O、A、B三点的圆的方程为x2+y2-x-
y=0.
已知曲线C1:+
=1(a>b>0)所围成的封闭图形的面积为4
,曲线C1的内切圆半径为
.记C2为以曲线C1与坐标轴的交点为顶点的椭圆.
(Ⅰ)求椭圆C2的标准方程;
(Ⅱ)设AB是过椭圆C2中心的任意弦,l是线段AB的垂直平分线.M是l上异于椭圆中心的点.
(1)若|MO|=λ|OA|(O为坐标原点),当点A在椭圆C2上运动时,求点M的轨迹方程;
(2)若M是l与椭圆C2的交点,求△AMB的面积的最小值.
正确答案
(Ⅰ)由题意得 ,又a>b>0,解得 a2=5,b2=4.
因此所求椭圆的标准方程为 +
=1.
(Ⅱ)(1)假设AB所在的直线斜率存在且不为零,设AB所在直线方程为y=kx(k≠0),A(xA,yA).
解方程组得
=
,
=
,
所以|OA|2=+
=
+
=
.
设M(x,y),由题意知|MO|=λ|OA|(λ≠0),
所以|MO|2=λ2|OA|2,即x2+y2=λ2,
因为l是AB的垂直平分线,所以直线l的方程为y=-x,即k=-
,
因此x2+y2=λ2=λ2
,
又x2+y2≠0,所以5x2+4y2=20λ2,故+
=λ2.
又当k=0或不存在时,上式仍然成立.
综上所述,M的轨迹方程为+
=λ2(λ≠0).
(2)当k存在且k≠0时,由(1)得=
,
=
,
由
解得=
,
=
,
所以|OA|2=+
=
,|AB|2=4|OA|2=
,|OM|2=
.
由于=
|AB|2•|OM|2=
×
×
=
≥
=
=(
)2,
当且仅当4+5k2=5+4k2时等号成立,即k=±1时等号成立,
此时△AMB面积的最小值是S△AMB=.
当k=0,S△AMB=×2
×2=2
>
.
当k不存在时,S△AMB=×
×4=2
>
.
综上所述,△AMB的面积的最小值为.
设MN是双曲线-
=1的弦,且MN与x轴垂直,A1、A2是双曲线的左、右顶点.
(Ⅰ)求直线MA1和NA2的交点的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设直线y=x-1与轨迹C交于A、B两点,若轨迹C上的点P满足=λ
+μ
(O为坐标原点,λ,μ∈R)
求证:λ2+μ2-λμ为定值,并求出这个定值.
正确答案
(Ⅰ)∵A1、A2是双曲线的左、右顶点,∴A1(-2,0)A2(2,0)
∵MN是双曲线-
=1的弦,且MN与x轴垂直,∴设M(x0,y0),则N(x0,-y0)
则直线MA1和NA2的方程分别为y=(x+2),y=
(x-2)
联立两方程,解x0,y0,得 ,∵M(x0,y0)在双曲线上,代入双曲线方程,得
+
=1,即直线MA1和NA2的交点的轨迹C的方程为
+
=1
(Ⅱ)联立得7x2-8x-8=0
由韦达定理得x1+x2=,x1x2=
A,B,P三点在+
=1上,
知3x12+4y12=12,3x22+4y22=12,
∵=λ
+μ
,∴P点坐标为(λ2x12+2λμx1x2+μ2x22,λ2y12+2λμy1y2+μ2y22)
∴3(λ2x12+2λμx1x2+μ2x22)+4(λ2y12+2λμy1y2+μ2y22)=12
又3x1x2+4y1y2=7x1x2-4(x1+x2)+4=-
∴λ2+μ2-λμ=1
∴λ2+μ2-λμ为定值,且定制为1.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,椭圆上的点到焦点的最小距离为1.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若直线l与椭圆C交于A,B两点,且OA⊥OB(O为坐标原点),OH⊥AB于H点.试求点H的轨迹方程.
正确答案
(Ⅰ)由题意知:e==
,a-c=1,a2=b2+c2,解得a=2,b2=3.
故椭圆的方程为+
=1.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),
(1)若l⊥x轴,可设H(x0,0),因OA⊥OB,则A(x0,±x0).由+
=1,得
=
,即H(±
,0).
若l⊥y轴,可设H(0,y0),同理可得H(0,±).
(2)当直线l的斜率存在且不为0时,设l:y=kx+m,
由,消去y得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0.
则x1+x2=-,x1x2=
.y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=
.由OA⊥OB,知x1x2+y1y2=0.故
+
=0,即7m2=12(k2+1)(记为①).
由OH⊥AB,可知直线OH的方程为y=-x.联立方程组
,得
(记为②).将②代入①,化简得x2+y2=
.综合(1)、(2),可知点H的轨迹方程为x2+y2=
.
已知抛物线x2=2py上点(2,2)处的切线经过椭圆E:+
=1(a>b>0)的两个顶点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过椭圆E的上顶点A的两条斜率之积为-4的直线与该椭圆交于B、C两点.请问:是否存在一点D,使得直线BC恒过该点?若存在,请求出定点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,过点A作直线BC的垂线,垂足为H,求点H的轨迹方程.
正确答案
(1)将(2,2)代入x2=2py,得4=4p,所以p=1,故抛物线方程为x2=2y.
即y=x2.
y对x求导得y′=x,所以抛物线x2=2y上点(2,2)处的切线的斜率为y′|x=2=2.
所以抛物线在点(2,2)处的切线方程为y-2=2(x-2),即y=2x-2.
它与两坐标轴的交点分别为(1,0),(0,-2).
由题意可知,a=2,b=1.
所以椭圆E的方程分别为+x2=1;
(2)假设直线BC恒过定点D.
设直线AB的斜率kAB=k1,直线AC的斜率kAC=k2,则k1k2=-4.
从而直线AB的方程为y=k1x+2.
联立,整理得(k12+4)x•(x+
)=0.
从而点B的横坐标xB=-,yB=k1•(-
)+2=
.
所以点B的坐标为(-,
).
同理点C的坐标为(-,
).
于是,xB=-=
,yB=
=
.
xC=-=
,yC=
=
.
所以点B,C均在直线y=x上.
而两点确定一条直线,所以直线BC的方程为y=x,即y=
x.
所以BC恒过定点D(0,0);
(3)设H(x,y),由(2)知,∠AHO=90°,
所以•
=0.
又因为=(x,y-2),
=(x,y),
所以有x2+y(y-2)=0,即x2+(y-1)2=1.
所以H的轨迹方程为x2+(y-1)2=1(去掉点(0,2)).
扫码查看完整答案与解析