- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆C:+
=1的两个焦点分别是F1(-1,0)、F2(1,0),且焦距是椭圆C上一点p到两焦点F1,F2距离的等差中项.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设经过点F2的直线交椭圆C于M,N两点,线段MN的垂直平分线交y轴于点Q(x0,y0),求y0的取值范围.
正确答案
(1)设椭圆C的半焦距是c.依题意,得c=1.…(1分)
由题意焦距是椭圆C上一点p到两焦点F1,F2距离的等差中项,得4c=2a,∴a=2
∴b2=a2-c2=3.…(4分)
故椭圆C的方程为 +
=1.…(6分)
(2)当MN⊥x轴时,显然y0=0.…(7分)
当MN与x轴不垂直时,可设直线MN的方程为y=k(x-1)(k≠0).
代入椭圆方程,消去y整理得(3+4k2)x2-8k2 x+4(k2-3)=0.…(9分)
设M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点为Q(x3,y3),则x1+x2=.…(10分)
所以x3=,y3=k(x3-1)=
,
∴线段MN的垂直平分线方程为y+=-
(x-
).
在上述方程中令x=0,得y0==
.…(12分)
当k<0时,+4k≤-4
;当k>0时,
+4k≥4
.
所以-≤y0<0,或0<y0≤
.…(13分)
综上,y0的取值范围是[-,
].…(14分)
设直线l:y=k(x+1)(k≠0)与椭圆3x2+y2=a2(a>0)相交于A、B两个不同的点,与x轴相交于点C,记O为坐标原点.
(1)证明:a2>;
(2)若=2
,求△OAB的面积取得最大值时的椭圆方程.
正确答案
(1)证明:由y=k(x+1)(k≠0)得x=y-1.
并代入椭圆方程3x2+y2=a2消去x得(3+k2)y2-6ky+3k2-k2a2=0 ①
∵直线l与椭圆相交于两个不同的点得△=36k2-4(3+k2)(3k2-k2a2)>0,
∴a2>.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).
由①,得y1+y2=,②
∵=2
,而点C(-1,0),
∴(-1-x1,-y1)=2(x2+1,y2),
得y1=-2y2代入②,得y2=,③
∴△OAB的面积 S=|OC|•|y2-y1|=
|y2|=
≤
=
,当且仅当k2=3,即k=±
时取等号.
把k的值代人③可得y2=±,
将及
这两组值分别代入①,均可解出a2=15.
∴△OAB的面积取得最大值的椭圆方程是3x2+y2=15.
已知A(4,),B(x1,y1),C(x2,y2)三点在椭圆
+
=1上,△ABC的重心与此椭圆的右焦点F(3,0)重合
(1)求椭圆方程
(2)求BC的方程.
正确答案
(1)由题意:⇒
,故椭圆方程为:
+
=1
(2)设B(x1,y1),C(x2,y2),由题意有:=3,
=0,故x1+x2=5,y1+y2=-
,又
+
=1,
+
=1,两式作差可得:
+
=0.
即:kBC==-
•
=
,
故直线BC的方程为:y-=
(x-
),
即:40x-30y-136=0.
已知椭圆C的中心在原点,左焦点为(-,0),离心率为
.设直线l与椭圆C有且只有一个公共点P,记点P在第一象限时直线l与x轴、y轴的交点分别为A、B,且向量
=
+
.
求:
(I)椭圆C的方程;
(II)||的最小值及此时直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)由题意,∵左焦点为(-,0),离心率为
,
∴c=,e=
=
,
∴a=2,于是b2=1,由于焦点在x轴上,故椭圆C的方程为+y2=1…(5分)
(Ⅱ)设直线l的方程为:y=kx+m(k<0),A(-,0),B(0,m)
消去y得:(
+k2)x2+2kmx+m2-1=0…(7分)
∵直线l与曲线C有且只有一个公共点,∴△=4k2m2-(1+4k2)(m2-1)=0
即m2=4k2+1①…(9分)
∵=
+
∴||=
②…(11分)
将①式代入②得:||=
≥
=3
当且仅当k=-时,等号成立,故|
|min=3,
此时直线方程为:x+2y-2
=0.…(14分)
已知椭圆+
=1 (a>b>0)与过点A(2,0),B(0,1)的直线l有且只有一个公共点T,且椭圆的离心率e=
,求椭圆方程.
正确答案
由题意可得:直线l的方程为:y=-x+1,
因为椭圆的离心率e=,
所以=
⇒a2=4b2①
联立直线与椭圆的方程可得:(b2+
a2)x2-a2x+a2-a2b2=0,
因为椭圆与直线l有且只有一个公共点,
所以=a4-(4b2+a2)(a2-a2b2)=0,即a2=4-4b2②
由①②得:a2=2,b2=,
所以椭圆E方程为+
=1.
椭圆的对称中心在坐标原点,一个顶点为A(0,2),右焦点F与点B( ,
)的距离为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在斜率k≠0的直线l:y=kx-2,使直线l与椭圆相交于不同的两点M,N满足|| = |
|,若存在,求直线l的倾斜角α;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)依题意,设椭圆方程为+
=1 ( a>b>0 ),
则其右焦点坐标为F(c , 0 ) ,c=,(1分)
由|FB|=2,得=2,
即(c-)2+2=4,解得c=2
.(3分)
又∵b=2,∴a2=c2+b2=12,即椭圆方程为+
=1.(4分)
(2)由|AM|=|AN|知点A在线段MN的垂直平分线上,
由消去y得x2+3(kx-2)2=12
即(1+3k2)x2-12kx=0(6分)
由k≠0,得方程的△=(-12k)2=144k2>0,即方程有两个不相等的实数根. (7分)
设M(x1,y1)、N(x2,y2),线段MN的中点P(x0,y0),
则x1+x2=,∴x0=
=
,
∴y0=kx0-2==
,即P (
,
),(9分)
∵k≠0,∴直线AP的斜率为k1==
,(10分)
由AP⊥MN,得×k=-1,(11分)
∴2+2+6k2=6,解得:k=±,即tanα=±
,(12分)
又0≤α<π,故α=,或α=
,
∴存在直线l满足题意,其倾斜角α=,或α=
.(13分)
已知椭圆E:+
=1(a,b>0)与双曲线G:x2-y2=4,若椭圆E的顶点恰为双曲线G的焦点,椭圆E的焦点恰为双曲线G的顶点.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)是否存在一个以原点为圆心的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A、B,且⊥
?若存在请求出该圆的方程,若不存在请说明理由.
正确答案
(1)由双曲线G:x2-y2=4,得焦点(±2,0),顶点(±2,0).
∵椭圆E的顶点恰为双曲线G的焦点,∴a2=(2)2=8,c2=22=4,∴b2=8-4=4.
∴椭圆E的方程为+
=1;
(2)假设存在一个以原点O为圆心的圆x2+y2=r2,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A、B,且⊥
.
当切线l的斜率存在时,设l的方程为y=kx+t,与椭圆的两个交点A(x1,y1),B(x2,y2).
联立,消去y得到关于x的方程(1+2k2)x2+4ktx+2t2-8=0,
必须满足△=16k2t2-4(1+2k2)(2t2-8)>0,即8k2+4>t2(*).
∴x1+x2=-,x1x2=
.(**)
∵直线l与圆x2+y2=r2,∴=r,化为t2=r2(1+k2).①
∵⊥
,∴x1x2+y1y2=0.
又y1=kx1+t,y2=kx2+t.
代入上式得(1+k2)x1x2+kt(x1+x2)+t2=0,
把(**)代入上式得-
+t2=0,
化为3t2=8(k2+1),②满足(*)式.
由①②可得r2=.
因此此时存在满足条件的圆为x2+y2=.
当切线l的斜率不存在时,也满足上述方程.
综上可知:存在一个以原点O为圆心的圆x2+y2=,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A、B,且
⊥
.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0),C的右焦点F(1,0),长轴的左、右端点分别为A1,A2,且
•
=-1.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过焦点F斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆C于A,B两点,弦AB的垂直平分线与x轴相交于点D.试问椭圆C上是否存在点E使得四边形ADBE为菱形?若存在,试求点E到y轴的距离;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)依题设A1(-a,0),A2(a,0),则=(-a-1,0),
=(a-1,0).
由•
=-1,得:(-a-1)(a-1)=-1,解得a2=2,又c=1,所以b2=1.
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(Ⅱ)椭圆C上是否存在点E使得四边形ADBE为菱形.
事实上,依题直线l的方程为y=k(x-1).
联立,得:(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),弦AB的中点为M(x0,y0),
则x1+x2=,x1x2=
,
所以x0==
,y0=k(x0-1)=k(
-1)=
,
所以M(,
).
则直线MD的方程为y+=-
(x-
),
令y=0,得xD=,则D(
,0).
若四边形ADBE为菱形,则xE+xD=2x0,所以xE=2x0-xD=-
=
.
yE+yD=2y0,所以yE=2y0-yD=.
所以E(,
).
若点E在椭圆C上,则()2+2(
)2=2.
即9k4+8k2=2(2k2+1)2
整理得k4=2,解得k2=.
所以椭圆C上存在点E使得四边形ADBE为菱形.
此时点E到y轴的距离为=
=
.
中心在原点,焦点在x轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点F1,F2,且|F1F2|=2,椭圆的长半轴与双曲线的实半轴之差为4,离心率之比为3:7.
(Ⅰ)求椭圆和双曲线的方程;
(Ⅱ)若P为双曲线与椭圆的交点,求cos∠F1PF2.
正确答案
(Ⅰ)由题意知,半焦距c=,设椭圆长半轴为a,则双曲线实半轴 a-4,
离心率之比为=
,
∴a=7,
∴椭圆的短半轴等于=6,
双曲线虚半轴的长为=2,
∴椭圆和双曲线的方程分别为:
+
=1和
-
=1.
(Ⅱ)由椭圆的定义得:PF1 +PF2=2a=14,
由双曲线的定义得:PF1-PF2=±6,
∴PF1与PF2中,一个是10,另一个是 4,不妨令PF1=10,PF2=4,
又F1F2=2,三角形F1PF2中,利用余弦定理得:(2
13
)2=100+16-80cos∠F1PF2,
∴cos∠F1PF2=.
已知椭圆G:+
=1(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,点P在椭圆G上,且PF1⊥F1F2,且|PF1|=
,|PF2|=
,斜率为1的直线l与椭圆G交与A、B两点,以AB为底边作等腰三角形,顶点为P(-3,2).
(1)求椭圆G的方程;
(2)求△PAB的面积.
正确答案
(1)∵椭圆G:+
=1(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,点P在椭圆G上,
且PF1⊥F1F2,且|PF1|=,|PF2|=
,
∴|F1F2|==4
,∴c=2
,
2a=|PF1|+|PF2|=4,∴a=2
,
又∵b2=a2-c2=4,
所以椭圆G的方程为+
=1.
(2)设直线l的方程为y=x+m.
由,得4
+6mx+3
-12=0.
设A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2)(x1<x2),
AB中点为E(x0,y0),
则x0==-
,y0=x0+m=
,
因为AB是等腰△PAB的底边,所以PE⊥AB.
所以PE的斜率k==-1.
解得m=2.
此时方程①为4+12x=0.解得x1=-3,x2=0.
所以y1=-1,y2=2.所以|AB|=3.
此时,点P(-3,2)到直线AB:x-y+2=0的距离d==
,
所以△PAB的面积S=|AB|•d=
.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,且曲线过点(1,
)
(1)求椭圆C的方程.(2)已知直线x-y+m=0与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点不在圆x2+y2=内,求m的取值范围.
正确答案
(1)∵=
,∴
=
=1-
=
,∴a2=2b2①
曲线过(1,),则
+
=1②
由①②解得,则椭圆方程为
+y2=1.
(2)联立方程,消去y整理得:3x2+4mx+2m2-2=0
则△=16m2-12(2m2-2)=8(-m2+3)>0,解得-<m<
③
x1+x2=,y1+y2=x1+x2+2m=
+2m=
,
即AB的中点为(-,
)
又∵AB的中点不在x2+y2=内,
∴+
=
≥
解得,m≤-1或m≥1④
由③④得:-<m≤-1或1≤m<
.
设椭圆C:+
=1(a>b>0)的左,右焦点分别为F1,F2,离心率为e=
,以F1为圆心,|F1F2|为半径的圆与直线x-
y-3=0相切.
(I)求椭圆C的方程;
(II)直线y=x交椭圆C于A、B两点,D为椭圆上异于A、B的点,求△ABD面积的最大值.
正确答案
(I)∵椭圆的离心率为e=,∴
=
∵以F1为圆心,|F1F2|为半径的圆与直线x-y-3=0相切
∴=2c,∴c=1
∴a=,∴b2=a2-c2=1
∴椭圆C的方程为+y2=1;
(II)直线y=x代入椭圆方程可得x2=1,∴x=±
,∴|AB|=
设椭圆上点的坐标为D(cosα,sinα),则该点D到直线的距离为
=
≤
∴△ABD面积的最大值为×
×
=
.
已知椭圆P的中心O在坐标原点,焦点在x轴上,且经过点A(0,2),离心率为
(1)求椭圆P的方程:
(2)是否存在过点E(0,-4)的直线l交椭圆P于点R,T,且满足•
=
.若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)设椭圆P的方程为 +
=1 (a>b>0),由题意得b=2
,
=
,
∴a=2c,b2=a2-c2=3c2,∴c=2,a=4,∴椭圆P的方程为: +
= 1.
(2)假设存在满足题意的直线L.易知当直线的斜率不存在时,•
<0,不满足题意.
故设直线L的斜率为k,R(x1,y1),T(x2,y2 ).∵•
=
,∴x1•x2+y1•y2=
,
由 可得 (3+4k2 )x2-32kx+16=0,由△=(-32k)2-4(3+4k2)•16>0,
解得 k2> ①.
∴x1+x2=,x1•x2=
,
∴y1•y2=(kx1-4 )(kx2-4)=k2 x1•x2-4k(x1+x2)+16,
∴x1•x2+y1•y2=+
-
+16=
,∴k2=1 ②,
由①、②解得 k=±1,∴直线l的方程为 y=±x-4,
故存在直线l:x+y+4=0,或 x-y-4=0,满足题意.
没椭圆C:+
1(a>b>0)的左、右焦点分别F1、F2,点P是椭圆短轴的一个端点,且焦距为6,△P F1F2的周长为16.
(I)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求过点(3,0)且斜率为的直线l被椭圆C所截线段的中点坐标.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆的焦距为2c,由题意得,解得
,
∴椭圆C的方程为+
=1;
(Ⅱ)过点(3,0)且斜率为的直线l的方程为y=
(x-3),
与椭圆的方程联立,消去y得到x2-3x-8=0,
∵x1+x2=3,∴线段AB的中点的横坐标为=
.
∴线段AB的中点的纵坐标为×(
-3)=-
.
∴线段AB的中点的坐标为(,-
).
抛物线的顶点在原点,它的准线过椭圆+
=1(a>b>0)的一个焦点F1且垂直于椭圆的长轴,又抛物线 与椭圆的一个交点是M(
,
),求抛物线与椭圆的标准方程.
正确答案
由题意可设 抛物线方程为y2=2px(p>0)
∵点M(,
)在抛物线上,∴p=2
抛物线的方程为y2=4x
∴F1(-1,0),F2(1,0),C=1
∴2a=MF1+MF2=4,a=2,b=
椭圆的方程为+
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