- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的左,右焦点分别为F1和F2,过F2的直线L与椭圆C相交 A,B于两点,且直线L的倾斜角为60°,点F1到直线L的距离为2
,
(1)求椭圆C的焦距.
(2)如果=2
,求椭圆C的方程.
正确答案
(1)设焦距为2c,由已知可得F1到直线l的距离 c=2
,故c=2.
所以椭圆C的焦距为4.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知y1<0,y2>0,直线l的方程为y=(x-2).
联立 得(3a2+b2)y2+4
b2y-3b4=0.
解得y1=,y2=
.
因为 =2
,所以-y1=2y2.
即 =2•
.
得a=3.而a2-b2=4,所以b=.
故椭圆C的方程为 +
=1.
一束光线从点F1(-1,0)出发,经直线l:2x-y+3=0上一点D反射后,恰好穿过点F2(1,0),
(1)求以F1、F2为焦点且过点D的椭圆C的方程;
(2)从椭圆C上一点M向以短轴为直径的圆引两条切线,切点分别为A、B,直线AB与x轴、y轴分别交于点P、Q.求|PQ|的最小值.
正确答案
(1)设点F1关于直线l:2x-y+3=0的对称点A(m,n),
则,
解得,
则A(-,
)
∵|PF1|=|PA|,根据椭圆的定义,得2a=|PF1|+|PF2|=|AF2|==2
,
∴a=,c=1,b=
=1.
∴椭圆C的方程为+y2=1.
(2)设M(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),
则+
=1,切线AM、BM方程分别为x1x+y1y=1,x2x+y2y=1,
∵切线AM、BM都经过点M(x0,y0),
∴x1x0+y1y0=1,x2x0+y2y0=1.
∴直线AB方程为x0x+y0y=1,
∴P(0,)、Q(
,0),
|PQ|2=+
=(
+
)(
+
)=
+1+
+
≥
+
=(
)2,
当且仅当=
时,上式等号成立.
∴|PQ|的最小值为.
如图:已知椭圆A,B,C是长轴长为4的椭圆上三点,点A是长轴的一个端点,BC过椭圆的中心O,且•
=0,|
|=2|
|.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)如果椭圆上两点P,Q使得直线CP,CQ与x轴围成底边在x轴上的等腰三角形,是否总存在实数λ使=λ
?请给出证明.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆方程为+
=1(a>b>0),
∵椭圆的长轴长为4,
∴a=2,
∵点A是长轴的一个顶点,
∴A(2,0),
∵•
=0,|
|=2|
|.
∴△AOC是等腰直角三角形,从而C(1,1),
代入椭圆方程得+
=1⇒b2=
,
∴椭圆方程为+
=1.
(Ⅱ)设直线lPC:y=kx+1-k(k≠0)
与椭圆方程+
=1联立得到(3k2+1)x2+6k(1-k)x+3(1-k)2-4=0
则△=[6k(1-k)]2-4(3k2+1)[3(k-1)2-4]=4(3k+1)2>0从而k≠-且k≠0
设点P(x1,y1),而C(1,1),由韦达定理知1+x1=⇒x1=
代回lPC:y=kx+1-k得到y1=
∵直线CP、CQ与x轴围成底边在x轴上的等腰三角形
∴直线CP、CQ的斜率互为相反数,即k≠-,k≠
且k≠0
故设点Q(x2,y2),同理可知x2=,y2=
所以=(
,
)
∵椭圆是中心对称图形
∴B(-1,-1),=(-3,-1)
故=-
,即总存在实数λ使
=λ
若椭圆+
=1(a>b>0)过点(-3,2)离心率为
,⊙O的圆心为原点,直径为椭圆的短轴,⊙M的方程为(x-8)2+(y-6)2=4,过⊙M上任一点P作⊙的切线PA、PB切点为A、B.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线PA与⊙M的另一交点为Q当弦PQ最大时,求直线PA的直线方程;
(3)求•
的最大值与最小值.
正确答案
(1)由题意得:解得a=
,b=
所以椭圆的方程为+
=1
(2)由题可知当直线PA过圆M的圆心(8,6),弦PQ最大.
因为直线PA的斜率一定存在,所以可设直线PA的方程为:y-6=k(x-8)
又因为PA与圆O相切,所圆心(0,0)到直线PA的距离为
即=
,
可得k=或k=
所以直线PA的方程为:x-3y+10=0或13x-9y-50=0
(3)设∠AOP=α,
则∠AOP=∠BOP,∠AOB=2α,
则cos∠AOB=2cos2α-1=-1,
∴•
=
•
cos∠AOB=
-10
∴(•
)max=-
,(
•
)min=-
已知椭圆C1的中心在坐标原点,两个焦点分别为F1(-2,0),F2(2,0),点A(2,3)在椭圆C1上,过点A的直线L与抛物线C2:x2=4y交于B、C两点,抛物线C2在点B,C处的切线分别为l1,l2,且l1与l2交于点P.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)是否存在满足|PF1|+|PF2|=|AF1|+|AF2|的点P?若存在,指出这样的点P有几个(不必求出点P的坐标);若不存在,说明理由.
正确答案
(1)设椭圆的标准方程为+
=1(a>b>0),
由题意可得解得
.
∴椭圆C1的方程为+
=1;
(2)设点B(x1,),C(x2,
),则
=(x2-x1,
(
-
)),
=(2-x1,3-
),
∵A,B,C三点共线,∴∥
.
∴(x2-x1)(3-)=
(
-
)(2-x1),化为2(x1+x2)-x1x2=12.①
由x2=4y,得y′=x.∴抛物线C2在点B处的切线方程为y-
=
(x-x1),化为y=
x-
.②
同理抛物线C2在点B处的切线方程为y=x-
.③
设点P(x,y),由②③得x-
=
-
,而x1≠x2,∴x=
(x1+x2).
代人②得y=x1x2,于是2x=x1+x2,4y=x1x2代人①得4x-4y=12,即点P的轨迹方程为y=x-3.
若|PF1|+|PF2|=|AF1|+|AF2|,则点P在椭圆C1上,而点P又在直线y=x-3上,直线经过椭圆C1的内部一点(3,0),
∴直线y=x-3与椭圆C1有两个交点,
∴满足|PF1|+|PF2|=|AF1|+|AF2|的点P有两个(不同于点A).
椭圆的一个顶点为A(2,0),其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程.
正确答案
(1)当顶点为A(2,0)为长轴端点时,a=2
∵a=2b
∴b=1
椭圆的标准方程为:+y2=1;
(2)当顶点为A(2,0)为短轴端点时,b=2
∵a=2b∴a=4
椭圆的标准方程为:+
=1
离心率为的椭圆C1的长轴两端点分别是双曲线C2:x2-
=1的两焦点.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)直线y=x+m与椭圆C1交于A,B两点,与双曲线C2两条渐近线交于P,Q两点,且P,Q在A,B之间,使|AP|,|PQ|,|QB|成等差数列,求m的值.
正确答案
(1)设椭圆C1的方程为+
=1(a>b>0),
由题意知a2=1+4=5,所以a=,
又e=,所以
=
,解得c=
,则b2=a2-c2=5-
=
.
故椭圆C1的方程为+
=1.
(2)由,得3x2+4mx+2m2-5=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-m,x1x2=
,
所以|AB|=|x1-x2|=
•
=
•
=
•
.
双曲线的渐近线方程为:y=2x,y=-2x,
由解得
,由
解得
,
所以两交点P,Q的坐标为(m,2m),(-,
m),
|PQ|==
,
因为|AP|,|PQ|,|QB|成等差数列,所以|AP|+|QB|=2|PQ|,所以|AB|=|AP|+|PQ|+|QB|=3|PQ|,
故•
=3
,解得m=±
.
故m的值为±.
已知椭圆的中心在坐标原点,离心率为,一个焦点是F(0,1).
(Ⅰ)求椭圆方程;
(Ⅱ)直线l过点F交椭圆于A、B两点,且=2
,求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆方程为+
=1(a>b>0).
依题意,e==
,c=1,∴a=2,b2=a2-c2=3,
∴所求椭圆方程为+
=1;
(Ⅱ)若直线l的斜率k不存在,则不满足=2
.
当直线l的斜率k存在时,设直线l的方程为y=kx+1.
因为直线l过椭圆的焦点F(0,1),所以k取任何实数,直线l与椭圆均有两个交点A、B.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立方程消去y,得(3k2+4)x2+6kx-9=0.
∴x1+x2=,①x1•x2=
,②
由F(0,1),A(x1,y1),B(x2,y2),
则=(-x1,1-y1),
=(x2,y2-1),
∵=2
,∴(-x1,1-y1)=2(x2,y2-1),得x1=-2x2.
将x1=-2x2代入①、②,得x2=,③x22=
,④
由③、④得,()2=
,化简得
=
,
解得k2=,∴k=±
∴直线l的方程为:y=±x+1.
如图,F1,F2是离心率为的椭圆C:
+
=1(a>b>0)的左、右焦点,直线l:x=-
将线段F1F2分成两段,其长度之比为1:3.设A,B是C上的两个动点,线段AB的中垂线与C交于P,Q两点,线段AB的中点M在直线l上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求•
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)设F2(c,0),则=
,所以c=1.
因为离心率e=,所以a=
,所以b=1
所以椭圆C的方程为+y2=1.…(6分)
(Ⅱ)当直线AB垂直于x轴时,直线AB方程为x=-,此时P(-
,0)、Q(
,0),
•
=-1.
当直线AB不垂直于x轴时,设直线AB的斜率为k,M(-,m)(m≠0),A(x1,y1),B(x2,y2).
由得(x1+x2)+2(y1+y2)•
=0,
则-1+4mk=0,∴k=.
此时,直线PQ斜率为k1=-4m,PQ的直线方程为y-m=-4m(x+),即y=-4mx-m.
联立消去y,整理得(32m2+1)x2+16m2x+2m2-2=0.
所以x1+x2=-,x1x2=
.
于是•
=(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+1+(4mx1+m)(4mx2+m)
=(1+16m2)x1x2+(4m2-1)(x1+x2)+1+m2
=+
+1+m2=
.
令t=1+32m2,1<t<29,则•
=
-
.
又1<t<29,所以-1<•
<
.
综上,•
的取值范围为[-1,
).…(15分)
在直角坐标系xOy中,动点P到两定点(0,-),(0,
)的距离之和等于4,设动点P的轨迹为C,过点(0,
)的直线与C交于A,B两点.
(1)写出C的方程;
(2)设d为A、B两点间的距离,d是否存在最大值、最小值;若存在,求出d的最大值、最小值.
正确答案
(1)设P(x,y),由椭圆定义可知,
点P的轨迹C是以(0,-),(0,
)为焦点,
长半轴为2的椭圆.它的短半轴b==1,
故曲线C的方程为x2+=1.
(2)①设过点(0,)的直线方程为y=kx+
,A(x1,y1),B(x2,y2),
其坐标满足
消去y并整理得(k2+4)x2+2kx-1=0.
∴x1+x2=-,y1+y2=k(x1+x2)+2
=-
+2
.
∴d=|AF|+|BF|=e(-y1)+e(
-y2)
=2a-e(y1+y2)=4=4+-3
=4-.
∵k2≥0,∴k=0时,d取得最小值1.
②当k不存在时,过点(0,)的直线方程为x=0,
此时交点A、B分别为椭圆C的长轴的两端点,
∴d取最大值4.
综上,d的最大值、最小值存在,分别为4、1.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的左右焦点为F1,F2,离心率为
,以线段F1 F2为直径的圆的面积为π.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线l过椭圆的右焦点F2(l不垂直坐标轴),且与椭圆交于A、B两点,线段AB的垂直平分线交x轴于点M(m,0),试求m的取值范围.
正确答案
(1)由离心率为得:
=
①
又由线段F1 F2为直径的圆的面积为π得:πc2=π,c2=1 ②…(2分)
由①,②解得a=,c=1,∴b2=1,∴椭圆方程为
+y2=1…(5分)
(2)由题意,F2(1,0),设l的方程为:y=k(x-1)(k≠0),代入椭圆方程为+y2=1
整理得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),AB中点为(x0,y0),则
x0==
,y0=k(x0-1)= -
∴线段AB的垂直平分线方程为y-y0=-(x-x0)
令y=0,得m=x0+ky0==
由于>0即2+
>2,
∴0<m<.…(13分)
已知p:过点M(2,1)的直线与焦点在x轴上的椭圆+
=1恒有公共点,q:方程
+
=1表示双曲线,问:p是q的什么条件?并说明理由.
正确答案
∵椭圆+
=1的焦点在x轴上,∴0<k<6 ①
∵过点M(2,1)的直线与焦点在x轴上的椭圆+
=1恒有公共点
∴点M(2,1)在椭圆+
=1内或其上,即
+
≤1 ②
由①②得3≤k<6
∴命题p等价于k∈[-3,6)
∵方程+
=1表示双曲线
∴(k-4)•(k-6)<0⇒4<k<6,
∴命题q等价于k∈[4,6)
∵[-3,6)⊃[4,6)
∴p是q的必要不充分条件.
已知椭圆C1:+
=1的左、右两个焦点为F1、F2,离心率为
,又抛物线C2:y2=4mx(m>0)与椭圆C1有公共焦点F2(1,0).
(1)求椭圆和抛物线的方程;
(2)设直线l经过椭圆的左焦点F1且与抛物线交于不同两点P、Q,且满足=λ
,求实数λ的取值范围.
正确答案
(1)在椭圆中,c=1,e=,所以a=2,b=
=
,故椭圆方程为
+
=1…(2分)
抛物线中,=1,所以p=2,故抛物线方程为y2=4x…(4分)
(2)设直线l的方程为y=k(x+1)和抛物线方程联立,得
消去y,整理得k2x2+(2k2-4)x+k2=0,
因为直线和抛物线有两个交点,所以k≠0,(2k2-4)2-4k4>0.
解得-1<k<1且k≠0…(6分)
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=1…(8分)
又=λ
,所以
又y2=4x,由此得4x1=λ24x2,即x1=λ2x2.
由x1x2=1,解得x1=λ,x2=…(10分)
又x1+x2==
-2,所以λ+
=
-2.
又因为0<k2<1,所以λ+=
-2>2,
解得λ>0且λ≠1…(14分)
已知椭圆C的两个焦点分别为F1(-1,0),F2(1,0),点M(1,)在椭圆C上,抛物线E以椭圆C的中心为顶点,F2为焦点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l过点F2,且交y轴于D点,交抛物线E于A,B两点.
①若F1B⊥F2B,求|AF2|-|BF2|的值;
②试探究:线段AB与F2D的长度能否相等?如果|AB|=|F2D|,求直线l的方程.
正确答案
(1)由题意知,设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0)
∴2a=+
=4,
∴a=2,又c=1,∴b=,
∴椭圆c的方程为:+
=1;
(2)由题意可得,抛物线E,y2=4x,
设l:y=k(x-1),(k≠0),
⇒k2x2-2(k2+2)x+k2=0,
△=16(k2+1)>0,恒成立,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
x1+x2=2+,x1x2=1,
①∵F1B⊥F2B,∴=1,
又=4x2,x1x2=1,
∴+4x2=x1x2,
∴x1-x2=4,
∴|AF2|-|BF2|=x1-x2=4;
②假设|AB|=|F2D|,
∵l过点F2,∴|AB|=x1+x2+p=4+,又D(0,-k),F2(1,0),
∵|DF2|=,
∵|AB|=|DF2|,∴4+=
,
∴k4-16k2-16=0,∴k2=8+4或k2=8-4
(舍去),
即k=±2,所以l的方程为:y=±2
(x-1)时,有|AB|=|DF2|;
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,短轴长为2
(1)求椭圆C的方程;
(2)设G,H为椭圆C上的两个动点,O为坐标原点,且OG⊥OH.是否存在以原点O为圆心的定圆,使得该定圆始终与直线GH相切?若存在,请求出该定圆方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)因为=
,2b=2
,a2=b2+c2,
解得a=3,b=,所以椭圆方程为
+
=1.
(2)假设存在满足条件的定圆,设圆的半径为R,则OG•OH=R•GH
因为OG2+OH2=GH2,故+
=
,
当OG与OH的斜率均存在时,不妨设直线OG方程为:y=kx,
由,得
,所以OG2=
,
同理可得OH2= (将OG2中的K换成-
可得)
+
=
=
,R=
,
当OG与OH的斜率有一个不存在时,可得+
=
=
,
故满足条件的定圆方程为:x2+y2=.
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