- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)上的一动点P到右焦点的最短距离为
-1,且右焦点到右准线的距离等于短半轴的长.
(Ⅰ) 求椭圆C的方程;
(Ⅱ) 过点M(0,-)的动直线l交椭圆C于A、B两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点T,使得无论l如何转动,以AB为直径的圆恒过定点T?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆的焦距为2c,
则由题设可知,
解此方程组得a=,b=1.
所以椭圆C的方程是+y2=1.…(5分)
(Ⅱ)假设存在点T(u,v).若直线l的斜率存在,设其方程为y=kx-,
将它代入椭圆方程,并整理,得(18k2+9)x2-12kx-16=0
设点A、B的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则…(7分)
因为=(x1-u,y1-v),
=(x2-u,y2-v)及y1=kx1-
,y2=kx2-
,
所以•
=(x1-u)(x2-u)+(y1-v)(y2-v)=(k2+1)x1x2-(u+
k+kv)(x1+x2)+u2+v2+
+
=
…(10分)
当且仅当•
=0恒成立时,以AB为直径的圆恒过定点T,
所以解得u=0,v=1.
此时以AB为直径的圆恒过定点T(0,1).…(12分)
当直线l的斜率不存在,l与y轴重合,以AB为直径的圆为x2+y2=1也过点T(0,1).
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1),满足条件.…(14分)
已知椭圆+
=1(a>b>0)右顶点与右焦点的距离为
-1,短轴长为2
.
(I)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过左焦点F的直线与椭圆分别交于A、B两点,若三角形OAB的面积为,求直线AB的方程.
正确答案
(Ⅰ)由题意,,解得a=
,c=1.
即椭圆方程为+
=1
(Ⅱ)当直线AB与x轴垂直时,|AB|=,此时S△AOB=
不符合题意,故舍掉;
当直线AB与x轴不垂直时,设直线 AB的方程为:y=k(x+1),代入消去y得:(2+3k2)x2+6k2x+(3k2-6)=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,所以 |AB|=
.
原点到直线的AB距离d=,
所以三角形的面积S=|AB|d=
.
由S=可得k2=2,∴k=±
,
所以直线lAB:x-y+
=0或lAB:
x+y+
=0.
已知椭圆C的中心在原点,长轴在x轴上,经过点A(0,1),离心率e=.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线ln:y=(n∈N*)与椭圆C在第一象限内相交于点An(xn,yn),记an=
x
,试证明:对∀n∈N*,a1•a2•…•an>
.
正确答案
(1)依题意,设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0),
则,解得b=1,a=
,
椭圆C的方程为+y2=1.
(2)证明:,得xn2=
,
an=x
=
,
所以a1•a2•…•an=×
×
×…×
=
>
.
已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上且过点P(,
),离心率是
.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)直线l过点E(-1,0)且与椭圆C交于A,B两点,若|EA|=2|EB|,求直线l的方程.
正确答案
(1)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0).
由已知可得,解得a2=4,b2=1.
故椭圆C的标准方程为+y2=1.
(2)由已知,①若直线l的斜率不存在,则过点E(-1,0)的直线l的方程为x=-1,
此时A(-1,),B(-1,-
),显然|EA|=2|EB|不成立.
②若直线l的斜率存在,则设直线l的方程为y=k(x+1).
则,整理得(4k2+1)x2+8k2x+4k2-4=0.
由△=(8k2)2-4(4k2+1)(4k2-4)=48k2+16>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2).
故x1+x2=-,①x1x2=
. ②
因为|EA|=2|EB|,所以=-2
,则x1+2x2=-3.③
①②③联立解得k=±.
所以直线l的方程为x+6y+
=0和
x-6y+
=0.
已知可行域的外接圆C与x轴交于点A1、A2,椭圆C1以线段A1A2为长轴,离心率e=
.
(1)求圆C及椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的右焦点为F,点P为圆C上异于A1、A2的动点,过原点O作直线PF的垂线交直线x=2于点Q,判断直线PQ与圆C的位置关系,并给出证明.
正确答案
(1):解方程组,得:y=0,x=-2,
,得:y=0,x=2,
,得:y=
,x=1,
∴可行域y的三个顶点分别为:(-2,0),(2,0),(1,),
设圆的方程为:x2+y2+Dx+Ey+F=0,
得到方程组:,
解得:D=0,E=0,F=-4,
∴圆C的方程为:x2+y2=4,
圆与X轴的交点A1(-2,0),A2(2,0),
设椭圆C1的方程的方程为:
+
=1,(a>b>0)
则有a=2,e==
,c=
,b=
,
∴椭圆方程为:+
=1
(2)设p(x0,y0),(x0≠±2),
∴当x0=时,P(2,±
),
Q(2,0),kOp•kPQ=-1,
当x0≠时,kPF=
,kPQ=
,
∴lOQ:y=-x,
∴Q(2,-
),
∴KOP•KPQ=-1,故相切.
已知点A(1,1)是椭圆+
=1(a>b>0)上的一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,且满足|AF1|+|AF2|=4.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)设点C,D是椭圆上的两点,直线AC、AD的倾斜角互补,试判断直线CD的斜率是否为定值?并说明理由.
正确答案
(1)∵A(1,1)是椭圆+
=1(a>b>0)上的一点,F1、F2为两个焦点,
|AF1|+|AF2|=4,
∴2a=4,a=2,(2分)
+
=1,
∴b2=,∴c2=4-
=
,(4分)
∴e==
.椭圆的方程为
+
=1.(6分)
(2)设C(xC,yC),D(xD,yD),
∵直线AC、AD的倾斜角互补,
∴直线AC、AD的斜率互为相反数,∴直线AC:y-1=k(x-1),直线AD:y-1=-k(x-1).(8分)
由,得(1+3k2)x2+3(2k-2k2)x+3(k2-2k)-1=0(10分)
∵A点的横坐标x=1一定为该方程的解.
∴xC=,同理,xD=
.(12分)
∴kCD==
=
=
.
故直线CD的斜率为定值.(13分)
已知点A(-1,0),B(1,0),动点P满足|PA|+|PB|=2,记动点P的轨迹为W.
(Ⅰ)求W的方程;
(Ⅱ)直线y=kx+1与曲线W交于不同的两点C,D,若存在点M(m,0),使得|CM|=|DM|成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)∵|PA|+|PB|=2>|AB|=2
∴由椭圆的定义可知,动点P的轨迹是以A,B为焦点,长轴长为2的椭圆.
∴c=1,a=,b2=2.
∴W的方程是+
=1.
(Ⅱ)设C,D两点坐标分别为C(x1,y1)、D(x2,y2),C,D中点为N(x0,y0).
由得 (3k2+2)x2+6kx-3=0.
∵△=36k2+12(3k2+2)>0
∴x1+x2=-,
∴x0==-
,从而y0=kx0+1=
.
∴线段CD的中垂线的方程为y-y0=-(x-x0)
即y-=-
(x+
)
令y=0,得x=--
∵存在点M(m,0),使得|CM|=|DM|
∴m=-
当k=0时,m=0
当k>0时,m=-=-
≥-
=-
即m∈[-,0)
当k<0时,m=-=-
≤
=
即m∈(0,]
∴m∈[-,0)∪(0,
]∪{0}=[-
,
].
故所求m的取范围是[-,
].
已知椭圆C的离心率e=,长轴的左右端点分别为A1(-2,0),A2(2,0).
(I)求椭圆C的方程;
(II)设直线x=my+1与椭圆C交于P,Q两点,直线A1P与A2Q交于点S,试问:当m变化时,点S是否恒在一条定直线上?若是,请写出这条直线方程,并证明你的结论;若不是,请说明理由.
正确答案
(I)设椭圆C的方程为+
=1(a>0,b>0),
∵a=2,e=,∴c=
,b2=1,
∴椭圆C的方程为+y2=1.
(II)取m=0,得P(1,),Q(1,-
),
直线A1P的方程是y=x+
,
直线A1P的方程是y=x+
,直线A2Q的方程为是y=
x-
交点为S1(4,
).
若P(1,-) ,Q(1,
),由对称性可知S2(4,-
),
若点S在同一条直线上,由直线只能为l:x=4.
以下证明对于任意的m,直线A1P与A2Q的交点S均在直线l:x=4上,
事实上,由,
得(my+1)2+4y2=4,即(m2+4)y2+2my-3=0,
记P(x1,y1),Q(x2,y2),
则y1+y2=,y1 y2=
,
记A1P与l交于点S0(4,y0),
由=
,得y0=
,
设A2Q与l交于点S‘0(4,y′0),
由=
,得y′0=
,
∵y0-y′0=-
=
=
==0,
∴y0=y′0,即S0与S‘0重合,
这说明,当m变化时,点S恒在定直线l:x=4上.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的右焦点为F(1,0),M为椭圆的上顶点,O为坐标原点,且△OMF是等腰直角三角形.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)是否存在直线l交椭圆于P,Q两点,且使点F为△PQM的垂心(垂心:三角形三边高线的交点)?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)由△OMF是等腰直角三角形,得b=1,a=b=
,
故椭圆方程为+y2=1. …(5分)
(Ⅱ)假设存在直线l交椭圆于P,Q两点,且使点F为△PQM的垂心,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
因为M(0,1),F(1,0),所以kPQ=1. …(7分)
于是设直线l的方程为y=x+m,代入椭圆方程,消元可得3x2+4mx+2m2-2=0.
由△>0,得m2<3,且x1+x2=-,x1x2=
. …(9分)
由题意应有•
=0,所以x1(x2-1)+y2(y1-1)=0,
所以2x1x2+(x1+x2)(m-1)+m2-m=0.
整理得2×-
(m-1)+m2-m=0.
解得m=-或m=1. …(12分)
经检验,当m=1时,△PQM不存在,故舍去.
当m=-时,所求直线l存在,且直线l的方程为y=x-
.…(13分)
曲线C1,C2都是以原点O为对称中心、离心率相等的椭圆.点M的坐标是(0,1),线段MN是C1的短轴,是C2的长轴.直线l:y=m(0<m<1)与C1交于A,D两点(A在D的左侧),与C2交于B,C两点(B在C的左侧).
(Ⅰ)当m=,|AC|=
时,求椭圆C1,C2的方程;
(Ⅱ)若OB∥AN,求离心率e的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)设C1的方程为+y2=1,C2的方程为
+y2=1,其中a>1,0<b<1…(2分)
∵C1,C2的离心率相同,所以=1-b2,
所以ab=1,….…(3分)
∴C2的方程为a2x2+y2=1.
当m=时,A(-
,
),C(
,
)….(5分)
又∵|AC|=,所以,
+
=
,解得a=2或a=
(舍),….…..(6分)
∴C1,C2的方程分别为+y2=1,4x2+y2=1.….(7分)
(Ⅱ)A(-a,m),B(-
,m). …(9分)
∵OB∥AN,∴kOB=kAN,
∴=
,
∴m=. ….(11分)
e2=,
∴a2=,
∴m=. …(12分)
∵0<m<1,
∴0<<1,
∴<e<1…(13分)
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,过双曲线
-
=1左支上一点M作直线l与双曲线的渐近线l1,l2分别交于A,B两点.
(1)求渐近线l1,l2的方程;
(2)若=3
,且
•
,求椭圆的方程.
正确答案
(1)∵=
,得
=
,∴渐近线l1,l2的方程为y=±3x;
(2)设M(x0,y0),A(x1,3x1),B(x2,-3x2),
=(x0-x1,y0-3x1),
=(x0-x2,y0+3x2),
∴y0-3x1=3y0+9x2
∴y0=(-3x2-x1),∵
-
=1,
∴4b2=-12x1x2,即b2=-3x1x2,
∵•
=8,
∴x1x2+3x1(-3x2)=8,x1x2=-1,
∴b2=3,a2=27,
∴椭圆的方程为;+
=1.
已知椭圆C中心为坐标原点O,焦点在x轴上,短轴长为2,离心率为
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l:y=kx+m与椭圆C交于不同两点P,Q,且OP⊥OQ,求点O到直线l的距离.
正确答案
(1)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0).
由题意可得,解得
,
∴椭圆C的方程为+
=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).
联立,消去y得到(3+4k2)x2+8kmx+4m2-84=0.
∵△>0,∴64k2m2-16(3+4k2)(m2-21)=0,化为m2=21+28k2.(*)
∴x1+x2=,x1x2=
.(**)
∵OP⊥OQ,∴•
=0.
∴x1x2+y1y2=0.
又y1y2=(kx1+m)(kx2+m),
∴(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2=0.
把(**)代入可得+
+m2=0.
化为m2=12+12k2=12(1+k2),∴=2
.
∴点O到直线l的距离d==2
.
已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,它的一个顶点B的坐标为(0,1),离心率等于.斜率为1的直线l与椭圆C交于M,N两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)问椭圆C的右焦点F是否可以为△BMN的重心?若可以,求出直线l的方程;若不可以,请说明理由.
正确答案
(1)设椭圆C的方程为 +
=1(a>b>0),
则由题意知b=1.∴=
.
即 =
.∴a2=2.
∴椭圆C的方程为 +y2=1;
(2)假设椭圆C的右焦点F可以为△BMN的重心,设直线l方程为y=x+m,代入椭圆方程,消去y得
3x2+4mx+2m2-2=0
由△=24-8m2>0得m2<3
设M(x1,y1),N(x2,y2),∴x1+x2=-m
∵F(1,0),∴1==-
∴m=-
∴直线l方程为y=x-
已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,过点M(-1,0)的直线l与椭圆交于P、Q两点.
(1)若直线l的斜率为1,且=-
,求椭圆的标准方程;
(2)若(1)中椭圆的右顶点为A,直线l的倾斜角为α,问α为何值时,•
取得最大值,并求出这个最大值.
正确答案
(1)e=⇒
=
⇒a2=4b2,故椭圆方程为x2+4y2=4b2,
设P(x1,y1)、Q(x2,y2),由=-
得y1=-
y2,
由消去x得5y2-2y+1-4b2=0,∴y1+y2=
,y1y2=
,
由此得b2=1,a2=4,椭圆方程为+y2=1;
(2)当直线l的斜率存在时,设l的方程为:y=k(x+1)代入椭圆方程得:x2+4k2(x+1)2=4⇒(1+4k2)x2+8k2x+4k2-4=0⇒,所以
•
=(x1-2,y1)•(x2-2,y2)=(x1-2)(x2-2)+y1y2=(1+k2)x1x2+(k2-2)(x1+x2)+4+k2=
=
<
,
当直线l的斜率不存在即α=90°时,•
=
,
因此当α=90°时,•
取得最大值,最大值为
P为椭圆+
=1上一点,F1、F2为左右焦点,若∠F1PF2=60°
(1)求△F1PF2的面积;
(2)求P点的坐标.
正确答案
∵a=5,b=3
∴c=4(1)
设|PF1|=t1,|PF2|=t2,
则t1+t2=10①t12+t22-2t1t2•cos60°=82②,
由①2-②得t1t2=12,
∴S△F1PF2=t1t2•sin60°=
×12×
=3
(2)设P(x,y),由S△F1PF2=•2c•|y|=4•|y|得4|y|=3
∴|y|=⇒y=±
,将y=±
代入椭圆方程解得x=±
,∴P(
,
)或P(
,-
)或P(-
,
)或P(-
,-
)
扫码查看完整答案与解析