- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,原点到过点A(a,0),B(0,b)的直线的距离是
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若椭圆C上一动点P(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为P1(x1,y1),求x12+y12的取值范围.
(3)如果直线y=kx+1(k≠0)交椭圆C于不同的两点E,F,且E,F都在以B为圆心的圆上,求k的值.
正确答案
(1)∵e==
,a2=b2+c2,
∴a=2b.
∵原点到直线AB:-
=1的距离d=
=
,
解得a=4,b=2.
故所求椭圆C的方程为+
=1.
(2)∵点P(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为点P1(x1,y1),
∴
解得 x1=,y1=
.
∴+
=
+
.
∵点P(x0,y0)在椭圆C:+
=1上,
∴+
=
+
=4+
.
∵-4≤x0≤4,∴4≤+
≤16.
∴+
的取值范围为[4,16].
(3)由题意消去y,整理得(1+4k2)x2+8kx-12=0.
可知△>0.
设E(x2,y2),F(x3,y3),EF的中点是M(xM,yM),
则x2+x3=-,
则xM==-
,yM=kxM+1=
.
∴kBM==-
.
∴xM+kyM+2k=0.
即+
+2k=0.
又∵k≠0,
∴k2=.
∴k=±.
根据下列条件求圆锥曲线的标准方程.
( I)焦点在x轴上,实轴长是10,虚轴长是8的双曲线方程;
( II)经过两点P1(,1),P2(-
,-
)的椭圆.
正确答案
( I)∵双曲线的焦点在x轴上,实轴长是10,虚轴长是8
故a=5,b=4
则a2=25,b2=16
故双曲线方程为-
=1
(II)设椭圆方程为mx2+ny2=1,(m>0,n>0)
由椭圆经过两点P1(,1),P2(-
,-
)两点
则
解得
故椭圆方程为+
=1
点M在椭圆+
=1(a>b>0)上,以M为圆心的圆与x轴相切于椭圆的右焦点F.
(I)若圆M与y轴相交于A、B两点,且△ABM是边长为2的正三角形,求椭圆的方程;
(Ⅱ)已知点F(1,0),设过点F的直线l交椭圆于C、D两点,若直线l绕点F任意转动时,恒有|OC|2+|OD|2<|CD|2成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(I)∵△ABM是边长为2的正三角形,∴圆的半径r=2,
∴M到y轴的距离d=
又圆M与x轴相切,∴当x=c时,得y2=,∴r=
.
∴=2,c=
∵a2-b2=c2,
∴a2-3=2a,解得a=3或a=-1(舍去),则b2=2a=6.
故所求椭圆方程为+
=1.
(II)①当直线l垂直于x轴时,把x=1代入,得=
.
∵恒有|OC|2+|OD|2<|CD|2,∴2(1+)<4
,
>1,即
>1.
解得a>或a<
(舍去),即a>
.
②当l不垂直x轴时,设C(x1,y1),D(x2,y2),
直线AB的方程为y=k(x-1),代入+
=1
得(b2+a2k2)x2-2a2k2x+a2k2-a2b2=0,
则x1+x2=,x1x2=
∵恒有|OC|2+|OD|2<|CD|2,∴x12+y12+x22+y22<(x2-x1)2+(y2-y1)2,|OC|2+|OD|2<|CD|2恒成立,得x1x2+y1y2=x1x2+k2(x1-1)=(1+k2)x1x2-k2(x1+x2)+k2=,
由题意得,(a2-a2b2+b2)k2-a2b2<0对k∈R恒成立.
当a2-a2b2+b2>0对k∈R不是恒成立的.
当a2-a2b2+b2=0时,a=,恒成立.
当a2-a2b2+b2<0时恒成立,∴a2<a2b-b2,即a2<(a2-1)b2=b4,
∵a>0,b>0,
∴a<b2,即a<a2-1,
∴a2-a-1>0,解得a>或a<
,即a>
.
综上,a的取值范围是[,+∞)
已知椭圆的焦点在x轴上,短轴长为4,离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线L方程为y=x+1,L交椭圆于M、N两点,求|MN|的长.
正确答案
(1)设椭圆方程为+
=1(a>b>0),
由椭圆短轴长为4得2b=4,解得b=2,
由离心率为,得
=
,即a2=5c2=5(a2-4),解得a2=5,
所以椭圆的标准方程为+
=1;
(2)由得9x2+10x-15=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=-
,
所以|MN|=•|x1-x2|=
•
=
•
=
;
如图,已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,F1、F2分别为椭圆C的左、右焦点,A(0,b),且
•
=-2过左焦点F1作直线l交椭圆于P1、P2两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l的倾斜角a∈[,
],直线OP1,OP2与直线x=-
分别交于点S、T,求|ST|的取值范围.
正确答案
(1)设F1(-c,0),F2(c,0),则
由•
=-2得b2-c2=-2
∵e==
∴a2=4,b2=1,c2=3
∴椭圆方程为+y2=1;
(2)设直线l的方程为x=my-
∵倾斜角α∈[,
],
∴m∈[-,
]
则P1(x1,y1),P2(x2,y2)的坐标轴满足方程组
∴(m2+4)y2-2my-1=0
∴y1+y2=,y1y2=-
∴x1x2=4×
由P1(x1,y1),P2(x2,y2),得直线OP1、OP2的方程为y=x、y=
x
∴点S、T的坐标为S(-,-
),T(-
,-
)
∴|ST|=|
-
|=
令=t
∵m∈[-,
]
∴t∈[1,]
∴|ST|=∈[
,
].
已知椭圆+
=1(a>b>0),离心率为
的椭圆经过点(
,1).
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的一个焦点且互相垂直的直线l1,l2分别与椭圆交于A,B和C,D,是否存在常数λ,使得|AB|+|CD|=λ|AB|•|CD|?若存在,求出实数λ的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)∵椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,经过点(
,1),
∴e==
⇔
=
=
①,
+
=1②,
由①②解得a2=8,b2=4,
∴该椭圆的标准方程为:+
=1;
(2)∵椭圆+
=1的左焦点F1(-2,0);
设过其左焦点F1的直线AB的方程为:y=k1(x+2),k1≠0
由方程组得(2k12+1)x2+8k12x+8k12-8=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1•x2=
由弦长公式得|AB|=•
=
,
同理设C(x3,y3),D(x4,y4),|CD|=•
=
,,
由(1)k1•k2=-1得k2=-,代入得|CD|=
,
∵|AB|+|CD|=λ|AB|•|CD|,
∴λ==
+
=
=
,则存在λ=
,使得|AB|+|CD|=λ|AB|•|CD|恒成立.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的一个焦点是F(-
,0),且离心率e=
(1)求椭圆C方程;
(2)(8分)过点A(0,-2)且不与y轴垂直的直线l与椭圆C相交于不同的两点P,Q,若=
+
所对应的M点恰好落在椭圆上,求直线l的方程.
正确答案
(1)由题图得c=,将c=
代入
=
得a=2,
所以b2=a2-c2=22-()2=1;所以椭圆C的方程为
+y2=1
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),直线l的方程为y=kx-2,联立得,
得(1+4k2)x2-16kx+12=0,因为x1+x2=,x1x2=
所以=
+
=(x1,y1)+(x2,y2)=(x1+x2,y1+y2)=(
,-
)
从而有()2+(
)2=4,所以16k4-56k2-15=0,所以k=±
所以直线l的方程为y=±x-2
设椭圆C的中心在原点,长轴在x轴上,长轴的长等于2,离心率为
.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设椭圆C的左、右顶点分别为A1,A2,点M是椭圆上异于A1,A2的任意一点,设直线MA1,MA2的斜率分别为kMA1,kMA2,证明kMA1•kMA2为定值.
正确答案
(1)设椭圆的方程为+
=1(a>b>0),
由已知得 2a=2,
=
,
∴a=,c=1,
又a2=b2+c2,∴b2=2.
∴椭圆C的标准方程为+
=1.
(2)证明:由椭圆方程得A1(-,0),A2(
,0),设M点坐标(x0,y0),
则+
=1⇒y02=
(3-x02),
∵kMA1=,kMA2=
,
∴kMA1•kMA2==
=-
.
∴kMA1•kMA2是定值-.
设椭圆E:+
=1(a>b>0)的上焦点是F1,过点P(3,4)和F1作直线PF1交椭圆于A、B两点,已知A(
,
).
(1)求椭圆E的方程;
(2)设点C是椭圆E上到直线PF1距离最远的点,求C点的坐标.
正确答案
(1)由A(,
)和P(3,4)得直线PF1的方程为:y=x+1…(1分)
令x=0,得y=1,即c=1 …(2分)
椭圆E的焦点为F1(0,1)、F2(0,-1),
由椭圆的定义可知2a=|AF1|+|AF2|=+
=2
…(4分)
∴a=,b=1…(5分)
椭圆E的方程为+x2=1…(6分)
(2)设与直线PF1平行的直线l:y=x+m…(7分),
由,消去y得3x2+2mx+m2-2=0…(8分)
△=(2m)2-4×3×(m2-2)=0,
即m2=3,m=±…(9分)
要使点C到直线PF1的距离最远,
则直线L要在直线PF1的下方,所以m=-…(10分)
此时直线l与椭圆E的切点坐标为(,-
),
故C(,-
)为所求. …(12分)
已知一个圆的圆心为坐标原点,半径为5,从这个圆上任一点p向x轴作垂线PP’,垂足为P’,M为线段PP’上一点,且满足:=4
(1)求动点M的轨迹C的方程;
(2)若过电(3,0)且斜率为1的直线交曲线C于A、B两点,求弦AB的长.
正确答案
(I)设点M(x,y),点P的坐标为(x0,y0),由=4
,
可得:x=xo,y=y0,
P(x0,y0)在圆x2+y2=25上,所以,x02+y02=25,
将xo=x,y0=,y代入方程①,得
+
=1,
故点M的轨迹C的方程为+
=1,
(II)设A(x1,y1),B (x2,y2),由已知得直线方程:y=x-3
,
将(2)代入整理得41x2-150x-175=0
由伟达定理:x1+x2=,x1x1=-
.
所以:|AB|==
=
,
故弦AB的长度为.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,一条准线方程为x=
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设G,H为椭圆上的两个动点,O为坐标原点,且OG⊥OH.
①当直线OG的倾斜角为60°时,求△GOH的面积;
②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)因为椭圆的离心率e=,一条准线方程为x=
.
所以=
,
=
,a2=b2+c2,…(2分)
解得a=3,b=,
所以椭圆方程为+
=1. …(4分)
(2)①由,解得
,…(6分)
由得
,…(8分)
所以OG=,OH=
,所以
=
.…(10分)
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,与椭圆方程联立,可得xG2=,yG2=
∴OG2=
同理可得OH2=
∴+
=
=
,∴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=.
(1)焦点在y轴上的椭圆的一个顶点为A(2,0),其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程.
(2)已知双曲线的一条渐近线方程是x+2y=0,并经过点(2,2),求此双曲线的标准方程.
正确答案
(1)由题可知b=2,a=4,椭圆的标准方程为:+
=1(6分)
(2)设双曲线方程为:x2-4y2=λ,(9分)
∵双曲线经过点(2,2),∴λ=22-4×22=-12,
故双曲线方程为:-
=1.(12分)
已知椭圆C的中心在原点,离心率等于,右焦点F是圆(x-1)2+y2=1的圆心,过椭圆上位于y轴左侧的一动点P作该圆的两条切线分别交y轴于M、N两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求线段MN的长的最大值,并求出此时点P的坐标.
正确答案
(I)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0)
∵椭圆C的右焦点F是圆(x-1)2+y2=1的圆心F(1,0),
∴c=1,结合离心率e==
,得a=
因此,b2=a2-c2=,得椭圆C的方程为
+
=1;
(II)设P(x0,y0),M(0,m),N(0,n),
可得直线PM的方程:y-m=x,
化简得(y0-m)x-x0y+x0m=0.
又圆心(1,0)到直线PM的距离为1,
∴=1,
平方化简得(y0-m)2+x02=(y0-m)2+2x0m(y0-m)+x02m2,
整理可得(x0-2)m2+2y0m-x0=0,同理可得(x0-2)n2+2y0n-x0=0.
因此,m、n是方程(x0-2)t2+2y0t-x0=0的两个不相等的实数根
∴m+n=,mn=
,
∴|MN|=|m-n|==
.
∵P(x0,y0)是椭圆+
=1上的点,
∴+
=1,可得y02=
(1-
)=
-
x02
因此,|MN|==
,
记F(x0)=,得F'(x)=
∵椭圆上动点P位于y轴左侧,可得x0∈[-,0),而-
≤x0<0时F'(x)=
<0
∴F(x0)是上的减函数,可得F(x0)的最大值为F(-)=
,此时|MN|=
因此线段MN的长的最大值为,出此时点P的坐标为(-
,0).
已知椭圆C的对称轴在坐标轴上,且过点(2,-
),(
,
).设直线y=x+2交椭圆C于A、B两点,求线段AB的中点坐标.
正确答案
设椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),
由题意得,,即
,解得m=
,n=1,
所以椭圆的标准方程是:+y2=1.
联立方程组,消去y得,10x2+36x+27=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),AB线段的中点为M(x0,y0),
则x1+x2=-,x0=
=-
,
所以y0=x0+2=.
故线段AB中点坐标为(-,
).
设F1,F2分别是椭圆C:+
=1(a>b>0)的左右焦点,
(1)设椭圆C上的点(,
)到F1,F2两点距离之和等于4,写出椭圆C的方程和焦点坐标
(2)设K是(1)中所得椭圆上的动点,求线段KF1的中点B的轨迹方程
(3)设点P是椭圆C上的任意一点,过原点的直线L与椭圆相交于M,N两点,当直线PM,PN的斜率都存在,并记为kPM,KPN试探究kPM•KPN的值是否与点P及直线L有关,并证明你的结论.
正确答案
(1)由于点(,
)在椭圆上,
+
=1
2a=4,
椭圆C的方程为+
=1
焦点坐标分别为(-1,0),(1,0)
(2)设KF1的中点为B(x,y)则点K(2x+1,2y)
把K的坐标代入椭圆+
=1中得
+
=1
线段KF1的中点B的轨迹方程为(x+)2+
=1
(3)过原点的直线L与椭圆相交的两点M,N关于坐标原点对称
设M(x0,y0)N(-x0,-y0),p(x,y)
M,N,P在椭圆上,应满足椭圆方程,
得+
=1,
+
=1
kPM=,KPN=
kPM•KPN=•
=
=-
kPM•KPN的值与点P及直线L无关
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