- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
若椭圆+
=1的焦点在x轴上,则实数a的取值范围是______.
正确答案
由于焦点在x轴上,所以,a+1>3-a>0,∴1<a<3,
故答案为1<a<3.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的右焦点为F(1,0),且点(-1,
)在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知动直线l过点F,且与椭圆C交于A,B两点,试问x轴上是否存在定点Q,使得•
=-
恒成立?若存在,求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)由题意,c=1
∵点(-1,)在椭圆C上,∴根据椭圆的定义可得:2a=
+
,∴a=
∴b2=a2-c2=1,
∴椭圆C的标准方程为+y2=1;
(2)假设x轴上存在点Q(m,0),使得•
=-
恒成立
当直线l的斜率为0时,A(,0),B(-
,0),则(
-m,0)•(-
-m,0)=-
,∴m2=
,∴m=±
①
当直线l的斜率不存在时,A(1,),B(1,-
),则(1-m,
)•(1-m,-
)=-
,∴(1-m)2=
∴m=或m=
②
由①②可得m=.
下面证明m=时,
•
=-
恒成立
当直线l的斜率为0时,结论成立;
当直线l的斜率不为0时,设直线l的方程为x=ty+1,A(x1,y1),B(x2,y2)
直线方程代入椭圆方程,整理可得(t2+2)y2+2ty-1=0,∴y1+y2=-,y1y2=-
∴•
=(x1-
,y1)•(x2-
,y2)=(ty1-
)(ty1-
)+y1y2=(t2+1)y1y2-
t(y1+y2)+
=
+
=-
综上,x轴上存在点Q(,0),使得
•
=-
恒成立.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的长轴长是短轴长的两倍,焦距为
.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设不过原点O的直线l与椭圆C交于两点M、N,且直线OM、MN、ON的斜率依次成等比数列,求△OMN面积的取值范围.
正确答案
解析:(1)由已知得解得
,
所以椭圆C的方程:+y2=1;
(2)由题意可设直线l的方程为:y=kx+m(k≠0,m≠0),
联立 消去y并整理,得:(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,
则△=64k2m2-16(1+4k2)(m2-1)=16(4k2-m2+1)>0,
此时设M(x1,y1)、N(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=
,
于是y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2,
又直线OM、MN、ON的斜率依次成等比数列,
∴•
=
=k2⇒-
+m2=0,
由m≠0得:k2=⇒k=±
.
又由△>0 得:0<m2<2,显然m2≠1(否则:x1x2=0,则x1,x2中至少有一个为0,直线OM、ON中至少有一个斜率不存在,矛盾!)
设原点O到直线l的距离为d,则
S△OMN=|MN|d=
×
|x1-x2|=
|m|
=
,
故由m得取值范围可得△OMN面积的取值范围为(0,1).
已知椭圆C:+
=1(a>b>0),过点A
,B
的直线倾斜角为
,原点到该直线的距离为
,求椭圆的方程.
正确答案
过点A,B
的直线方程为
+
=1,化为bx-ay+ab=0.
∵过点A,B
的直线倾斜角为
,∴
=tan
=
.
又原点到该直线的距离为,∴
=
,
联立,解得
.
∴椭圆C的方程为+y2=1.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,左,右焦点分别为F1,F2,点G在椭圆上,
⊥
,且△GF1F2的面积为3,则椭圆的方程为______.
正确答案
由于椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,
则=
①
又由左,右焦点分别为F1,F2,点G在椭圆上,
则||+|
|=2a ②
又由⊥
,
则GF12+GF22=4c2 ③
×GF1×GF2=3 ④
联立方程解得:a=2,c=3,
∴b2=a2-c2=3
∴椭圆C的方程为+
=1.
故答案为:+
=1.
已知椭圆G的中心在坐标原点,离心率为,焦点F1、F2在x轴上,椭圆G上一点N到F1和F2的距离之和为6.
(1)求椭圆G的方程;
(2)若∠F1NF2=90°,求△NF1F2的面积;
(3)若过点M(-2,1)的直线l与椭圆交于A、B两点,且A、B关于点M对称,求直线l的方程.
正确答案
(1)设椭圆G的方程为:+
=1(a>b>0)半焦距为c.
则,
解得,
∴b2=a2-c2=9-5=4
所以椭圆G的方程为+
=1.
(2)若∠F1NF2=90°,
则在Rt△NF1F2中,|NF1|2+|NF2|2=|F1F2|2=20.
又因为|NF1|+|NF2|=6
解得|NF1|•|NF2|=8,
所以S△NF1F2=|NF1|•|NF2|=4
(3)设A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),M的坐标为(-2,1),
当k不存在时,A、B关于点M对称显然不可能.
从而可设直线l的方程为y=k(x+2)+1,
代入椭圆G的方程得(4+9k2)x2+(36k2+18k)x+36k2+36k-27=0,
△=(36k2+18k)2-4(4+9k2)(36k2+36k-27)=16×9(5k2-4k+3)
=16×45[(k-
2
5
)2+]>0
因为A,B关于点M对称,
所以=-
=-2,解得k=
,
所以直线l的方程为y=(x+2)+1,
即8x-9y+25=0(经检验,符合题意).
在直线L:x-y+9=0上任取一点p以椭圆+
=1的焦点为焦点作椭圆.
(1)p在何处时,所求椭圆的长轴最短;
(2)求长轴最短的椭圆方程.
正确答案
(1)可知焦点是F1(-3,0),F2(3,0).由椭圆定义可知长轴长2a=|MF1|+|MF2|
要使长轴长最短,实际上就是在直线x-y+9=0上找一点M,到F1,F2的距离之和最小.
设F1关于x-y+9=0的对称点是A(t,s),
则-
+9=0,
又=-1,
解得t=-9,s=6,即A(-9,6),,此时M(-5,4).
(2)由(1)可知最短长轴长是|AF2|=6
由a=3,c=3得b=6
所以方程为+
=1
(1)试讨论方程(1-k)x2+(3-k2)y2=4(k∈R)所表示的曲线;
(2)试给出方程+
=1表示双曲线的充要条件.
正确答案
(1)当3-k2>1-k>0,即 k∈(-1,1),方程所表示的曲线是焦点在x轴上的椭圆;
1-k>3-k2>0,即 k∈(-,-1),方程所表示的曲线是焦点在y轴上的椭圆;
1-k=3-k2>0,即 k=-1时,表示的是一个圆;
(1-k)(3-k2)<0⇒k∈(-∞,-)∪(1,
),表示的是双曲线;
k=1,k=-,表示的是两条平行直线; k=
,表示的图形不存在.
(2)由(k2+k-6)(6k2-k-1)<0得 (k+3)(k-2)(3k+1)(2k-1)<0,
即 k∈(-3,-)∪(
,2).
已知椭圆+
=1(a>b>0)的一个顶点为A(0,1),离心率为
,过点A的直线l与椭圆交于M、N两点,且|MN|=
(1)求椭圆的方程;
(2)求直线l的方程.
正确答案
(1)∵椭圆+
=1(a>b>0)的一个顶点为A(0,1),离心率为
,
∴
∴a2=2,b=1
∴椭圆的方程为+y2=1;
(2)由题意,直线的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+1,代入椭圆方程,消去y可得(1+2k2)x2+4kx=0
∴x=0或x=-,
∵|MN|=
∴|
|=
∴k4-8k2+7=0
∴k=±1或k=±
∴直线l的方程为y=±x+1或y=±x+1.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的两个焦点和短轴的两个端点都在圆x2+y2=1上.
(I)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若斜率为k的直线过点M(2,0),且与椭圆C相交于A,B两点.试探讨k为何值时,三角形OAB为直角三角形.
正确答案
(Ⅰ)因为焦点与短轴的端点都在圆x2+y2=1上,
∴c=1,b=1,
∴a2=b2+c2=1+1=2.
则椭圆方程为:+y2=1;
(Ⅱ)由已知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为y=k(x-2).
联立,得(1+k2)x2-8k2x+8k2-2=0.
由△=64k4-4(1+k2)(8k2-2)>0,得k2<.
所以k∈(-,
).
设A(x1,y1),B(x2,y2).
则x1+x2=,x1x2=
.
若O为直角顶点,则•
=0,即x1x2+y1y2=0.
y1y2=k(x1-2)k(x2-2).
所以上式可整理得:+
=0.
解得k=±.满足k∈(-
,
).
若A或B为直角顶点,不妨设A为直角顶点,
kOA=-,则A满足
,解得
代入椭圆方程得k4+2k2-1=0.
解得k=±.满足k∈(-
,
).
综上,k=±或k=±
时三角形OAB为直角三角形.
已知F1、F2是双曲线C:x2-=1的两个焦点,若离心率等于
的椭圆E与双曲线C的焦点相同.
(1)求椭圆E的方程;
(2)如果动点P(m,n)满足|PF1|+|PF2|=10,曲线M的方程为:+
=1.判断直线l:mx+ny=1与曲线M的公共点的个数,并说明理由;当直线l与曲线M相交时,求直线l:mx+ny=1截曲线M所得弦长的最大值.
正确答案
(1)∵F1、F2是双曲线C:x2-=1的两个焦点,∴c=
=4
不妨设F1(-4,0)、F2(4,0).
∵椭圆E与双曲线C的焦点相同.
∴设椭圆E的方程为+
=1(a>b>0)
∵根据已知得,解得
∴椭圆E的方程为+
=1
(2)直线l:mx+ny=1与曲线M有两个公共点.
理由是:
∵动点P(m,n)满足|PF1|+|PF2|=10,∴P(m,n)是椭圆E上的点,
∴+
=1,∴n2=9-
m2,0≤m2≤25
∵曲线M是圆心为(0,0),半径为r=的圆
圆心(0,0)到直线l:mx+ny-1=0的距离d==
≤
=
<
∴直线l:mx+ny=1与曲线M有两个公共点.
设直线l:mx+ny=1截曲线M所得弦长t,t=2=2
在0≤m2≤25上递增
∴当m2=25,m=±5,n=0,即l:x=±时,t最大为
.
已知抛物线y2=-16x的焦点为F1,准线与x轴的交点为F2,在直线l:x+y-8=0上找一点M,求以F1,F2为焦点,经过点M且长轴最短的椭圆方程.
正确答案
由题设条件可知:F1(-4,0),F2(4,0)
设F2(4,0)关于直线l:x+y-8=0的对称点为F2′(x0,y0),
则有⇒
,所以F2′(8,4).
连接F1F2′交直线L于一点,此点即为所求的点M.
此时|MF1|+|MF2|取得最小值,并且其最小值等于|F1F2′|==4
设所求椭圆方程为:+
=1(a>b>0)
所以椭圆长轴长的最小值为4,即2a=4
∴a=2
,
又因为c=4,所以b2=a2-c2=40-16=24
所以所求椭圆方程为:+
=1
已知一个动圆与圆C:(x+4)2+y2=100相内切,且过点A(4,0),求这个动圆圆心的轨迹方程.
正确答案
设动圆圆为M(x,y),半径为r
那么
∴|MC|+|MA|=10>|AC|=8
因此点M的轨迹是以A、C为焦点,长轴长为10的椭圆.
其中a=5,c=4,b=3
其方程是:+
=1.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
.斜率为k(k≠0)的直线ℓ过椭圆的上焦点且与椭圆相交于P,Q两点,线段PQ的垂直平分线与y轴相交于点M(0,m),且当k=1时,下焦点到直线ℓ的距离为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)求m的取值范围.
正确答案
(1)依题意可得,下焦点坐标为(0,-c),上焦点坐标为(0,c),直线方程为y=x+c
∵下焦点到直线ℓ的距离为,∴
=
,∴c=1
∵=
,c=1,可得a=
∴b=1
所以椭圆方程为+x2=1
(2)设直线的方程为y=kx+1
由可得(k2+2)x2+2kx-1=0
设P(x1,y1),Q(x2,y2)
则x1+x2=,x1x2=
可得y1+y2=k(x1+x2)+2=
设线段PQ中点为N,则点N的坐标为(,
)
由题意有kMN•k=-1
可得•k=-1,可得m=
∵k≠0,∴0<m<
已知椭圆两焦点坐标分别是F1(0,-2),F2(0,2),并且经过点M(-,
),求椭圆的标准方程.
正确答案
依题意,设所求椭圆方程为+
=1(a>b>0)…(2分)
因为点M(-,
)在椭圆上,又c=2,得
…(8分)
解得…(10分)
故所求的椭圆方程是+
=1…(12分)
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