- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
椭圆的两焦点坐标分别为F1(-,0)和F2(
,0),且椭圆过点(1,-
).
(1)求椭圆方程;
(2)过点(-,0)作不与y轴垂直的直线l交该椭圆于M、N两点,A为椭圆的左顶点,试判断∠MAN的大小是否为定值,并说明理由.
正确答案
(1)设椭圆的方程为+
=1
∵焦点坐标为F1(-,0)与F2(
,0)
∴a2=3+b2①
∵椭圆过点(1,-)
∴+
=1②
解得a2=4,b2=3
所以椭圆方程为+y2=1
(2)设直线MN的方程为:x=ky-,
联立直线MN和曲线C的方程可得:
得:(k2+4)y2-ky-
=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),A(-2,0),
则y1+y2=,y1•y2=-
则•
=(x1+2,y1)•(x2+2,y2)=(k2+1)y1y2+
k(y1+y2)+
=0
即可得,∠MAN=.
已知离心率为的椭圆的中心在原点,焦点在x轴上.双曲线以椭圆的长轴为实轴,短轴为虚轴,且焦距为2
.求椭圆及双曲线的方程.
正确答案
设椭圆方程为+
=1(a>b>0)
则根据题意,双曲线的方程为
-
=1且满足
解方程组得
∴椭圆的方程为+
=1,双曲线的方程
-
=1
已知焦点在x轴上,中心在坐标原点的椭圆C的离心率为,且过点(
,1).
(I)求椭圆C的方程;
(II)直线l分别切椭圆C与圆M:x2+y2=R2(其中3<R<5)于A、B两点,求|AB|的最大值.
正确答案
(I)设椭圆的方程为+
=1(a>b>0),则
=
,c=
a,
∴b2 = a2-c2= a2,
∵椭圆过点(,1),∴
+
=1,解得 a2=25,b2=9,
故椭圆C的方程为 +
=1(4分)
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2)分别为直线l与椭圆和圆的切点,
直线AB的方程为y=kx+m,因为A既在椭圆上,又在直线AB上,
从而有,消去y得:(25k2+9)x2+50kmx+25(m2-9)=0,
由于直线与椭圆相切,
故△=(50kmx)2-4(25k2+9)x25(m2-9)=0,从而可得:m2=9+25k2,①,x1=-,②
由.消去y得:(k2+1)x2+2kmx+m2-R2=0,
由于直线与圆相切,得m2=R2(1+k2),③,x2=-,④
由②④得:x2-x1=,由①③得:k2=
,(9分)
∴|AB|2=(x2-x1)2+(y2-y1)2=(1+k2)(x2-x1)2
=•
=
•
= 25+ 9-R2-
≤34-=34-30=4
即|AB|≤2,当且仅当R=时取等号,所以|AB|的最大值为2(12分)
已知椭圆的两个焦点F1(-,0),F2(
,0),过F1且与坐标轴不平行的直线l1与椭圆相交于M,N两点,如果△MNF2的周长等于8.
(I)求椭圆的方程;
(Ⅱ)若过点(1,0)的直线l与椭圆交于不同两点P、Q,试问在x轴上是否存在定点E(m,0),使•
恒为定值?若存在,求出E的坐标及定值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(I)由题意知c=,4a=8,∴a=2,b=1
∴椭圆的方程为+y2=1
(II)当直线l的斜率存在时,设其斜率为k,则l的方程为y=k(x-1)消去y得(4k2+1)x2-8k2x+4k2-4=0
设P(x1,y1),Q(x2,y2)
则由韦达定理得x1+x2=x1x2=
则
=(m-x1,-y1)
=(m-x2,-y2)
∴•
=(m-x1)(m-x2)+y1y2=m2-m(x1+x2)+x1x2+y1y2
=m2-m(x1+x2)+x1x2+k2(x1-1)(x2-1)
=m2-m+
+k2(
-
+1)
=要使上式为定值须
=
,解得m=
∴
•
为定值
当直线l的斜率不存在时P(1,
),Q(1,-
)由E(
,0)可得
=(
,-
)
=(
,
)∴
•
=
-
=
综上所述当E(
,0)时,
•
为定值
已知与向量=(1,
)平行的直线l1过点A(0,-2
),椭圆C:
+
=1(a>b>0)的中心关于直线l1的对称点在直线x=
(c2=a2-b2)上,且直线l1过椭圆C的焦点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点B(-2,0)的直线l2交椭圆C于M,N两点,若∠MON≠,且(
•
)•sin∠MON=
,(O为坐标原点),求直线l12的方程.
正确答案
解(Ⅰ)由题意得直线l1的方程为y=x-2
,①
过原点垂直于l1的直线方程为y=-x②
解①②得:x=
因为椭圆中心O(0,0)关于直线l1的对称点在直线x=上,
∴=3
又∵直线l1过椭圆焦点,∴该焦点坐标为(2,0),
∴c=2,a2=6,b2=2
故椭圆C的方程为+
=1③
(II)当直线l1的斜率存在时,
设直线l1的方程为y=k(x+2),代入③并整理得:
(3k2+1)x2+12k2x+12k2-6=0
设M(x1,y1),N(x2,y2)
则x1+x2=-,x1x2=
∴|MN|=|x1-x2|=
=
坐标原点O到直线l2的距离d=.
∵(•
)•sin∠MON=
,即S△MON=
而S△MON=||MN|d
∴|NM|d=,即
=
解得k=±,此时直线l2的方程为y=±
(x+2)
当直线l2的斜率不存在时,直线l2的方程为x=-2
此时点M(-2,),N(-2,-
),满足S△MON=
,
综上得,直线l2的方程为x=-2或±y+2=0.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的右焦点为F,离心率e=
,椭圆C上的点到F的距离的最大值为
+1,直线l过点F与椭圆C交于不同的两点A、B.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若|AB|=,求直线l的方程.
正确答案
(1)由题意知,=
,a+c=
+1,
所以a=,c=1,从而b=1,
故椭圆C的方程为+y2=1
(2)容易验证直线l的斜率不为0,故可设直线l的方程为x=my+1,代入+y2=1中,
得(m2+2)y2+2my-1=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2)
则由根与系数的关系,得y1+y2=- y1y2=-
,
|AB|=|y2-y1|=
=
=
=
,
解得m=±,
所以直线l的方程为x=±y+1,即x-
y-1=0或x+
y-1=0.
椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,焦距为2,且经过点A (-1,);
(1)求满足条件的椭圆方程;
(2)求该椭圆的顶点坐标,长轴长,短轴长,离心率.
正确答案
(1)∵椭圆的焦点在x轴,
∴设椭圆方程为+
=1(a>b>0),
∵椭圆的焦距为2
∴c=1,焦点坐标为F1(-1,0),F2(1,0),
∵椭圆经过点A (-1,),
∴根据椭圆的定义,得2a=|AF1|+|AF2|=+
=4,
可得a=2,所以b2=a2-c2=3,
∴椭圆方程为+
=1;
(2)由(1)得,椭圆的顶点坐标:(±2,0)和(0,±);
长轴长为4;短轴长为2;离心率e=
=
.
如图,在△ABC中,,以B、C为焦点的椭圆恰好过AC的中点P.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的右顶点作直线l与圆E:(x﹣1)2+y2=2相交于M、N两点,试探究点M、N能将圆E分割成弧长比值为1:3的两段弧吗?若能,求出直线l的方程;若不能,请说明理由.
正确答案
解:(1)∵
∴|BO|=|OC|=1,
∴
∴
依椭圆的定义有:=
∴a=2
又c=1,
∴b2=a2﹣c2=3
∴椭圆的标准方程为
(2)椭圆的右顶点(2,0),圆E的圆心为E(1,0),半径
.
假设点M、N能将圆E分割成弧长比值为1:3的两段弧,
则∠MEN=90°,圆心E(1,0)到直线l的距离
当直线l斜率不存在时,l的方程为x=2,此时圆心E(1,0)到直线l的距离d=1
当直线l斜率存在时,设l的方程为y=k(x﹣2),即kx﹣y﹣2k=0,
∴圆心E(1,0)到直线l的距离,无解
综上:点M、N能将圆E分割成弧长比值为1:3的两段弧,此时l方程为x=2
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,F1、F2分别为椭圆C的左、右焦点,若椭圆C的焦距为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设M为椭圆上任意一点,以M为圆心,MF1为半径作圆M,当圆M与直线l:x=有公共点时,求△MF1F2面积的最大值.
正确答案
(1)因为2c=2,且=
,所以c=1,a=2.
所以b2=3.
所以椭圆C的方程为+
=1.
(2)设点M的坐标为(x0,y0),
则+
=1.
因为F1(-1,0),=4,
所以直线l的方程为x=4.
由于圆M与l有公共点,
所以M到l的距离4-x0小于或等于圆的半径R.
因为R2=MF12=(x0+1)2+y02,
所以(4-x0)2≤(x0+1)2+y02,
即y02+10x0-15≥0.
又因为=3(1-
),
所以3-+10x0-15≥0.
解得≤x0≤12.又
+
=1,∴
≤x0<2
当x0=时,|y0|=
,
所以(S△MF1F2)max=×2×
=
.
求适合下列条件的椭圆标准方程:
(1)焦点在y上,且经过两点(0,2)和(1,0);
(2)经过点(,
)和点(
,1).
正确答案
(1)由于椭圆的焦点在y轴上,∴设它的标准方程为+
=1(a>b>0),
由于椭圆经过点(0,2)和(1,0),∴a=2,b=1,
故所求椭圆的方程为+x2=1;
(2)设所求椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0),则
∵椭圆经过点(,
)和点(
,1),
∴,解得
,
∴所求椭圆的方程为x2+=1.
设A,B分别为椭圆+
=1(a>0,b>0)的左、右顶点,椭圆长半轴的长等于焦距,且x=4为它的右准线.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点P为椭圆上不同于A,B的一个动点,直线PA,PB与椭圆右准线相交于M,N两点,在x轴上是否存在点Q,使得•
=0,若存在,求出点Q的坐标,若不存在,说明理由.
正确答案
(1)由题意,知a=2c,=4,解得a=2,c=1,∴b=,故椭圆方程为+
=1…(5分)
(2)设P(2cosθ,sinθ),M(4,m),N(4,n),则A(-2,0),B(2,0),
由A、P、M三点共线,得m=…(7分)
由B、P、N三点共线,得n=,…(9分)
设Q(t,0),则由•
=0得
(t-4)(t-4)+(0-)(0-
)=0,
整理得:(t-4)2-9=0 解得t=1或t=7
∴Q点的坐标是(7,0)或(1,0).…(12分)
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,且过点(0,1).
(1)求椭圆C的方程;
(2)如果直线x=t(t∈R)与椭圆相交于A、B,若E(-,0),D(
,0),求证:直线EA与直线BD的交点K必在一条确定的双曲线上;
(3)若直线l经过椭圆C的左焦点交椭圆C于P、Q两点,O为坐标原点,且•
=-
,求直线l的方程.
正确答案
(1)依题意有:b=1,=
,又a2=c2+1,
解得:a=2,c=1,
故椭圆C的方程为:+y2=1.
(2)依题意可设A(t,y0),B(t,-y0),K(x,y).且有+y02=1,
又EA:y=(x+
),DB:y=
(x-
),
∴y2=(x2-2),由
+y02=1得:y02=
(2-t2)
代入即得y2=(x2-2),即为:
-y2=1,
所以直线EA与直线BD的交点K必在双曲线-y2=1上.
(3)(A)当直线l的斜率不存在时,P(-1,),Q(-1,-
),此时
•
=1-
=
,不满足要求;
(B)当直线l的斜率存在时设为k,则直线l为:y=k(x+1),代入+y2=1得:(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0,
由•
=-
得:x1x2+k2(x1+1)(x2+1)=-
,
即:(1+k2)x1x2+k2(x1+x2)+k2=-;
则:(1+k2)+k2
+k2=-
;
解得:k2=1⇒k=±1;
直线l过椭圆C的左焦点,故恒有两个交点,则k=±1满足要求,
故直线l的方程为:y=x+1或y=-x-1.
已知椭圆C:+
=1 (a>b>0)的离心率为
,一个焦点为F(2
,0).
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=kx-交椭圆C于A,B两点,若点A,B都在以点M(0,3)为圆心的圆上,求k的值.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,则c=2. …(1分)
由e==
,得 a=2
,从而b2=a2-c2=4. …(4分)
所以,椭圆C的方程为+
=1. …(5分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).
将直线l的方程代入椭圆C的方程,消去y得:4(1+3k2)x2-60kx+27=0. …(7分)
由△=3600k2-16(1+3k2)×27>0,得k2>,且x1+x2=
. …(9分)
设线段AB的中点为D,则xD=,yD=kxD-
=
.…(10分)
由点A,B都在以点(0,3)为圆心的圆上,得kMD•k=-1,…(11分)
即 •k=-1,解得 k2=
,符合题意. …(13分)
所以 k=±. …(14分)
设椭圆C:+
=1(a>b>0)的上顶点为A,椭圆C上两点P,Q在x轴上的射影分别为左焦点F1和右焦点F2,直线PQ的斜率为
,过点A且与AF1垂直的直线与x轴交于点B,△AF1B的外接圆为圆M.
(1)求椭圆的离心率;
(2)直线l:3x+4y+a2=0与圆M相交于E,F两点,且
•
=-
a2,求椭圆方程;
(3)设点N(0,3)在椭圆C内部,若椭圆C上的点到点N的最远距离不大于6,求椭圆C的短轴长的取值范围.
正确答案
(1)由条件可知P(-c,-),Q(c,
)
因为kPQ=,所以e=
(4分)
(2)由(1)可知,a=2c,b=c
所以A(0,c),F1(-c,0),B(3c,0)
从而M(c,0).半径为a,
因为•
=-
a2,
所以∠EMF=120°,可得:M到直线l的距离为.
所以c=2,所以椭圆方程为+
=1.(8分)
(3)因为点N在椭圆内部,
所以b>3.(9分)
设椭圆上任意一点为K(x,y),
则KN2=x2+(y-3)2≤(6)2.
由条件可以整理得:y2+18y-4b2+189≥0
对任意y∈[-b,b](b>3)恒成立,
所以有:
或者
解之得:2b∈(6,12-6](13分)
已知中心在原点,焦点在X轴上的椭圆C的离心率为e=,点M是椭圆上的一点,且点M到椭圆C两焦点的距离之和为4
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点P(1,-1),倾斜角为45°的直线l与上述椭圆C交于两点A、B,求|PA|•|PB|
正确答案
(1)由题意可设椭圆C的方程为:+
=1(a>b>0)
则有,解得
,于是b2=2
故所求的椭圆方程为+
=1
(2)直线l的参数方程为:(t为参数),
即为(t为参数),将其代入椭圆方程:
+
=1整理化简得:3t2-2
t-2=0
设A、B两点对应的参数分别为t1,t2,则有:t1•t2=-
于是|PA|•|PB|=|t1|•|t2|=|t1•t2|=
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