- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆与双曲线x2-y2=1有相同的焦点,且离心率为.
(I)求椭圆的标准方程;
(II)过点P(0,1)的直线与该椭圆交于A、B两点,O为坐标原点,若=2
,求△AOB的面积.
正确答案
(I)设椭圆方程为+
=1(a>b>0),
因为椭圆与双曲线有相同焦点,
所以c=,再由e=
=
可得a=2,∴b2=a2-c2=2,
故所求方程为+
=1;
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),
由=2
,得
,
设直线方程为y=kx+1,代入椭圆方程整理,得(2k2+1)x2+4kx-2=0,
解得x=,
若x1=,x2=
,
则-=2•
,
解得k2=,
又△AOB的面积S=S△OAP+S△OBP=|OP|•|x1-x2|=
×
=
•
=
,
故所求△AOB的面积是.
已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在坐标轴上,直线y=x+1与该椭圆相交于P和Q,且OP⊥OQ,|PQ|=.求椭圆的方程.
正确答案
设所求椭圆方程为+
=1.
依题意知,点P、Q的坐标满足方程组
①②
将②式代入①式,整理得
(a2+b2)x2+2a2x+a2(1-b2)=0,③
设方程③的两个根分别为x1,x2,那么直线y=x+1与椭圆的交点为P(x1,x1+1),Q(x2,x2+1).
由题设OP⊥OQ,|PQ|=,可得
整理得
④⑤
解这个方程组,得或
根据根与系数的关系,由③式得
(Ⅰ)或(Ⅱ)
解方程组(Ⅰ),(Ⅱ),得或
故所求椭圆的方程为+
=1,或
+
=1.
已知椭圆C1:+
=1(a>b>0)的离心率为e,且b,e,
为等比数列,曲线y=8-x2恰好过椭圆的焦点.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设双曲线C2:-
=1的顶点和焦点分别是椭圆C1的焦点和顶点,设O为坐标原点,点A,B分别是C1和C2上的点,问是否存在A,B满足
=
.请说明理由.若存在,请求出直线AB的方程.
正确答案
(1)由y=8-x2=0可得x=±2
∴椭圆的焦点坐标为(±2,0),即c=2
∵b,e,为等比数列,
∴()2=
b
∵a2=b2+c2
∴a=2,b=2
∴椭圆C1的方程为+
=1;
(2)假设存在A,B满足=
,则O,A,B三点共线且A,B不在y轴上,
设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y=kx
由(1)知,C2的方程为-
=1
直线与椭圆方程联立,可得(1+3k2)x2=12,即x12=
直线方程与双曲线方程联立,可得(1-2k2)x2=8,即x22=
∵=
,∴x12=
x22
∴=
∴k2=
∴k=±
∴存在A,B满足=
,此时直线AB的方程为y=±
x.
求右焦点坐标为(2,0),且经过点(-2,-)的椭圆的标准方程.
正确答案
由已知得c=2
可设椭圆方程为+
=1①…(2分)
将(-2, -)代入①式中,得a2=2或a2=8…(4分)
∴所求的椭圆方程为+
=1…(6分)
已知椭圆C1:+
=1 (a>b>0)过点A(0,
)且它的离心率为
.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直l1于点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;
(3)已知动直线l过点Q(4,0),交轨迹C2于R、S两点.是否存在垂直于x轴的直线m被以RQ为直径的圆O1所截得的弦长恒为定值?如果存在,求出m的方程;如果不存在,说明理由.
正确答案
(1)因为椭圆C1:+
=1(a>b>0)过点A(0,
),所以b=
,b2=2,
又因为椭圆C1的离心率e=,所以e2=
=
=
,解得a2=3.
所以椭圆C1的方程是+
=1;
(2)因为线段PF2的垂直平分线交l2于点M,
所以|MP|=|MF2|,即动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它到定点F2(1,0)的距离,
所以动点M的轨迹C2是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
所以点M的轨迹C2的方程为y2=4x;
(3)设R(x1,y1),假设存在直线m:x=t满足题意,则圆心O1(,
),
过O1作直线x=t的垂线,垂足为E,设直线m与圆O1的一个交点为G.
可得:|EG|2=|O1G|2-|O1E|2=|O1Q|2-|O1E|2,
即|EG|2=|O1Q|2-|O1E|2=-(
-t)2
=+
+t(x1+4)-t2
=x1-4x1+t(x1+4)-t2=(t-3)x1+4t-t2,
当t=3时,|EG|2=3,此时直线m被以RQ为直径的圆O1所截得的弦长恒为定值2.
因此存在直线m:x=3满足题意.
设椭圆的对称中心为坐标原点,其中一个顶点为A(0,2),右焦点F与点B( ,
)的距离为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在经过点(0,-3)的直线l,使直线l与椭圆相交于不同的两点M,N满足||=|
|?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
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=,由|FB|=2,
得=2,即(c-
)2+2=4,故c=2
.
又∵b=2,∴a2=12,
从而可得椭圆方程为+
=1.--(6分)
(2)由题意可设直线l的方程为y=kx-3(k≠0),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-3)2=12,即可得方程(1+3k2)x2-18kx+15=0…(*)
当方程(*)的△=(-18k)2-4(1+3k2)×15=144k2-60>0
即k2>时方程(*)有两个不相等的实数根.
设M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点P(x0,y0),
则x1,x2是方程(*)的两个不等的实根,故有x1+x2=.
从而有 x0==
,y0=kx0-3=
=
.
于是,可得线段MN的中点P的坐标为P ( ,
)
又由于k≠0,因此直线AP的斜率为k1==
,
由AP⊥MN,得×k=-1,即5+6k2=9,解得k2=
>
,
∴k=±,
∴综上可知存在直线l:y=±x-3满足题意.--------(13分)
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率e=
,l0为过点A(-2,0)和上顶点B2的直线,下顶点B1与l0的距离为
.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设椭圆的动弦CD交l0于M,若M为线段CD的中点,线段CD的中垂线和x轴交点为N(n,0),试求n的范围.
正确答案
(I)直线l0的方程为+
=1,
即bx-2y=-2b,又B1(0,-b),
∴=
,解得b=1,
又=
=
,得a2=1. ①
所以,椭圆方程为+y2=1.(4分)
(Ⅱ)设C(x1,y1),D(x2,y2),M(x0,y0),
由题意直线CD的斜率存在,设为k,
则
②-①得+(y2+y1)•
=0
∴k=-(7分)
∴线段CD的中垂线方程为:y-y0=(x-x0)
令y=0,则n=x0.(9分)
又联立l0与椭圆方程,有7x2+12x=0,
得x=0、-,
即有-<x0<0,(11分)
∴-<n<0(12分)
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的长轴长为4,F1,F2分别为其左、右焦点,抛物线y2=-4x的焦点为F1.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过焦点F1的直线l与椭圆C交于P,Q两点,求△F2PQ面积的最大值.
正确答案
(Ⅰ)由抛物线y2=-4x的焦点为F1(-1,0)可知c=1,
∵2a=4∴a=2,∴b2=a2-c2=3
所以椭圆C的方程为:+
=1 …(4分)
(Ⅱ)因为过点F1(-1,0)的直线与椭圆C交于P,Q两点,
可设直线l方程为:x=my-1,P(x1,y1),Q(x2,y2),则
,得(4+3m2)y2-6my-9=0,∴
所以S △F1PQ=|F1F2||y1-y2|=
,
令=t,则t≥1,所以S △F1PQ=
而3t+在[1,+∞)上单调递增,
所以S △F1PQ=≤3,当t=1时取等号,
即当m=0时,△F2PQ的面积最大值为3…(8分)
如图,直角梯形ABCD中∠DAB=90°,AD∥BC,AB=2,AD=,BC=
.椭圆G以A、B为焦点且经过点D.
(Ⅰ)建立适当坐标系,求椭圆G的方程;
(Ⅱ)若点E满足=
,问是否存在不平行AB的直线l与椭圆G交于M、N两点且|ME|=|NE|,若存在,求出直线l与AB夹角正切值的范围,若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)如图,以AB所在直线为x轴,
AB中垂线为y轴建立直角坐标系,⇒A(-1,0),B(1,0).
设椭圆方程为+
=1.
令x=c⇒y0=,
∴⇒
.
∴椭圆C的方程是:+
=1;
(Ⅱ)=
⇒E(0,
),l⊥AB时不符;
设l:y=kx+m(k≠0),
由⇒(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0.
M、N存在⇒△>0⇒64k2m2-4(3+4k2)•(4m2-12)>0⇒4k2+3≥m2.
设M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点F(x0,y0)
∴x0==-
,
y0=kx0+m=.
|ME|=|NE|⇒MN⊥EF⇒=-
⇒
=-
⇒m=-
,
∴4k2+3≥(-)2,∴4k2+3≤4,
∴0<k2≤1,∴-1≤k≤1且k≠0.
∴l与AB的夹角的范围是(0,].
设椭圆+
=1(a>b>0)的焦点分别为F1(-1,0)、F2(1,0),右准线l交x轴于点A,且
=2
.
(Ⅰ)试求椭圆的方程;
(Ⅱ)过F1、F2分别作互相垂直的两直线与椭圆分别交于D、E、M、N四点(如图所示),试求四边形DMEN面积的最大值.
正确答案
(Ⅰ)由题意,||=2c=2,∴A(a2,0),
∵=2
∴F2为AF1的中点
∴a2=3,b2=2
即椭圆方程为+
=1.
(Ⅱ)当直线DE与x轴垂直时,|DE|=2=
,
此时|MN|=2a=2,四边形DMEN的面积为
=4.
同理当MN与x轴垂直时,也有四边形DMEN的面积为=4.
当直线DE,MN均与x轴不垂直时,设DE:y=k(x+1),代入椭圆方程,消去y得:(2+3k2)x2+6k2x+(3k2-6)=0.
设D(x1,y1),E(x2,y2),则
所以,|x1-x2|==
,
所以,|DE|=|x1-x2|=
,
同理,|MN|==
.
所以,四边形的面积S==
•
•
=
,
令u=k2+,得S=
=4-
因为u=k2+≥2,
当k=±1时,u=2,S=,且S是以u为自变量的增函数,
所以≤S<4.
综上可知,≤S≤4.即四边形DMEN面积的最大值为4,最小值为
.
已知椭圆C:+
=1(a>0b>0)的离心率为
,点F1,F2分别是椭圆C的左,右焦点,以原点为圆心,椭圆C的短半轴为半径的圆与直线 x-y+
=0相切.
(I)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若过点F2的直线l与椭圆C相交于点M,N两点,求使△Fl MN面积最大时直线l的方程.
正确答案
(I)由题意得,解得
,
所以椭圆C的标准方程为+
=1;
(Ⅱ)由题意可设直线l的方程为x=my+1,设M(x1,y1),N(x2,y2),则点M、N的坐标是方程组的两组解,
消掉x得,(3m2+4)y2+6my-9=0,所以,
所以S△F1MN=|F1F2||y1-y2|=
==
=
≤
=3(当且仅当m=0时取等号),
所以当m=0时,S△ABC取最大值,此时直线l的方程为x=1.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
且过点(0,1).
(I)求此椭圆的方程;
(II)已知定点E(-1,0),直线y=kx+2与此椭圆交于C、D两点.是否存在实数k,使得以线段CD为直径的圆过E点.如果存在,求出k的值;如果不存在,请说明理由.
正确答案
(I)根据题意,,解得
.
∴椭圆方程为+y2=1.
(II)将y=kx+2代入椭圆方程,得(1+3k2)x2+12kx+9=0,
由直线与椭圆有两个交点,∴△=(12k)2-36(1+3k2)>0,解得k2>1.(*)
设C(x1,y1),D(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
,(**)
若以CD为直径的圆过E点,则•
=0,即(x1+1)(x2+1)+y1y2=0,
而y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4,代入上式得
(x1+1)(x2+1)+k2x1x2+2k(x1+x2)+4=0,
化为(k2+1)x1x2+(2k+1)(x1+x2)+5=0.
把(**)代入上式得-
+5=0
解得k=,满足k2>1.
所以存在k=使得以线段CD为直径的圆过E点.
已知椭圆过点P(-3,),Q(2,
).
(1)求椭圆的方程;
(2)若A(0,4),B是椭圆上的任一点,求|AB|的最大值及此时B的坐标.
正确答案
(1)设椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0).
因为椭圆过点P(-3,),Q(2,
),
所以,解得
.
所以椭圆方程为+
=1;
(2)由椭圆方程为+
=1,
可知A(0,4)在椭圆外部,
椭圆的参数方程,
因为B为椭圆上的任一点,设B(4cosθ,2sinθ),
所以|AB|=
=
=
=
=.
所以当sinθ=-时,|AB|的最大值为
.
此时cosθ=-.
则B(-,-
).
已知椭圆的右顶点为A,离心率e=,过左焦点F(-1,0)作直线l与椭圆交于点P,Q,直线AP,AQ分别与直线x=-4交于点M,N.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)证明以线段MN为直径的圆经过焦点F.
正确答案
(Ⅰ)由已知 c=1,=
,
∴a=2,b=,
∴椭圆方程为+
=1.--------------(5分)
证明:(Ⅱ) 设直线l方程为 y=k(x+1),
由 得(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=
.-----(7分)
设M(-4,yM),N(-4,yN),则由A,P,M共线,得=
,有 yM=-
.同理 yN=-
.
∴yMyN==
.------(9分)
∴⊥
,即FM⊥FN,以线段MN为直径的圆经过点F;----(12分)
当直线l的斜率不存在时,不妨设M(-4,3),N(-4,-3).则有•
=(-3,3)•(-3,-3)=9-9=0,
∴⊥
,即FM⊥FN,以线段MN为直径的圆经过点F.
综上所述,以线段MN为直径的圆经过定点F.-----------(14分)
设椭圆C:+
=1(a>b>0)过点M(
,1),且左焦点为F1(-
,0)
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)当过点P(4,1)的动直线l与椭圆C相交与两不同点A,B时,在线段AB上取点Q,满足||•|
|=|
|•|
|,证明:点Q总在某定直线上.
正确答案
(Ⅰ)由题意得,
解得a2=4,b2=2,
所以椭圆C的方程为+
=1.
(Ⅱ)设点Q、A、B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2).
由题设知||,|
|,|
|,|
|均不为零,记λ=
=
,则λ>0且λ≠1
又A,P,B,Q四点共线,从而=-λ
,
=λ
于是4=,1=
,x=
,y=
从而=4x①,
=y②,
又点A、B在椭圆C上,即x12+2y12=4 ③,x22+2y22=4 ④,
①+②×2并结合③、④得4x+2y=4,
即点Q(x,y)总在定直线2x+y-2=0上.
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