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简答题

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+2y=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==

解得:k=或k=-,故l的方程为x-5y+2=0或x+y+2=0

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简答题

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.

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简答题

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

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=

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=

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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.

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简答题

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).

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简答题

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.

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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=±

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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-)

可得(1+4k2)x2-8k2x+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]=

=x1x2+y1y2=+==0可得k=±

所以直线l的方程为y=±(x-)

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简答题

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,

+=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.

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简答题

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)

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简答题

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),

=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.

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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==

所以|OA|2=+=+=

设M(x,y),由题意知|MO|=λ|OA|(λ≠0),

所以|MO|22|OA|2,即x2+y22

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+y222

又x2+y2≠0,所以5x2+4y2=20λ2,故+2

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+2(λ≠0).

(2)当k存在且k≠0时,由(1)得==

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

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简答题

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(O为坐标原点,λ,μ∈R)

求证:λ22-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,

,∴P点坐标为(λ2x12+2λμx1x22x22,λ2y12+2λμy1y22y22

∴3(λ2x12+2λμx1x22x22)+4(λ2y12+2λμy1y22y22)=12

又3x1x2+4y1y2=7x1x2-4(x1+x2)+4=-

∴λ22-λμ=1

∴λ22-λμ为定值,且定制为1.

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简答题

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,

,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=

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简答题

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)).

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