- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知中心在坐标原点O的椭圆C经过点A(3,4),点B(
,2
).
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知圆M:x2+(y-5)2=9,双曲线G与椭圆C有相同的焦点,它的两条渐近线恰好与圆M相切,求双曲线G的方程.
正确答案
(1)依题意,可设椭圆C的方程为mx2+ny2=1,…(1分)
从而,解得
…(3分)
故椭圆C的方程为+
=1…(4分)
(2)椭圆C:+
=1的两焦点为F1(-5,0),F2(5,0),…(5分)
∵双曲线G与椭圆C有相同的焦点,
∴双曲线的中心在原点,焦点在x轴上,且c=5.…(6分)
设双曲线G的方程为-
=1(a>0,b>0),则G的渐近线方程为y=±
x,…(7分)
即bx±ay=0,且a2+b2=25,
圆M:x2+(y-5)2=9的圆心为(0,5),半径为r=3.
∵双曲线G的两条渐近线恰好与圆M相切
∴=3
∴a=3,b=4.…(9分)
∴双曲线G的方程为-
=1.…(10分)
椭圆C:+
=1(a>b>0)的一个焦点F1(-2,0),右准线方程x=8.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若M为右准线上一点,A为椭圆C的左顶点,连接AM交椭圆于点P,求的取值范围;
(3)圆x2+(y-t)2=1上任一点为D,曲线C上任一点为E,如果线段DE长的最大值为2+1,求t的值.
正确答案
(1)由题意得,c=2,=8得,a2=16,b2=12,
∴所求椭圆方程为+
=1.…(5分)
(2)设P点横坐标为x0,则=
=
-1,…(7分)
∵-4<x0≤4,∴=
=
-1≥
.
∴的取值范围是[
,+∞)…(10分)
(3)设圆的圆心为O,因圆的半径为1,因此,OE的最大值为2,
设E(x0,y0),则+
=1,即
=16(1-
)
则OE==
=
=
…(12分)
∵-2≤y0≤2
∴当-2≤-3t≤2
时,则y0=-3t时,有OEmax=
=2
,得t=±1,满足条件;…(14分)
当-3t>2时,则y0=2
时,有OEmax=
=2
,得,t=2
±2
,但均不满足条件,所以无解;
当-3t<-2时,同理可得无解.…(16分)
所以,t=±1.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率e=
,原点到过A(a,0),B(0,-b)两点的直线的距离是
.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知直线y=kx+1(k≠0)交椭圆于不同的两点E,F,且E,F都在以B为圆心的圆上,求k的取值范围.
正确答案
(1)直线AB的方程为:bx-ay-ab=0
∵原点到过A(a,0),B(0,-b)两点的直线的距离是.
∴=
∴a2b2=(b2+a2)①
∵椭圆+
=1(a>b>0)的离心率e=
,
∴=
∴a2=4b2②
②代入①,可得b2=4,
∴a2=16
∴椭圆的方程为+
=1;
(2)由题意,B(0,-2)
设E(x1,y1),F(x2,y2),由E,F在圆上,得x12+(y1+2)2=x22+(y2+2)2…③,
由E,F在直线y=kx+1得y1=kx1+1,y2=kx2+1,
代入③式,可得(1+k2)(x1+x2)(x1-x2)+6k(x1-x2)=0,
因为E,F为直线上不同两点,所以x1≠x2,所以(1+k2)(x1+x2)+6k=0,
即x1+x2=-④
又由E,F在椭圆上,将y=kx+1代入+
=1,得(1+4k2)x2+8kx-12=0,
由根与系数的关系,x1+x2=-…⑤,
将④⑤两式联立求解得k=0或k=±
已知直线l:y=x+,圆O:x2+y2=5,椭圆E:
+
=1(a>b>0)的离心率e=
,直线l被圆O截得的弦长与椭圆的短轴长相等.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)过圆O上任意一点P作椭圆E的两条切线,若切线都存在斜率,求证两切线斜率之积为定值.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆半焦距为c,圆心O到l的距离d==
,
∴直线l被圆O截得的弦长为2=2
=2
,
由2b=2,解得b=
,
∵椭圆E:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,
∴=
∴=
,解得a2=3
∴椭圆E的方程为+
=1;
(Ⅱ)证明:设P(x0,y0),过点P的椭圆E的切线l0的方程为y-y0=k(x-x0)
与椭圆方程联立,消去y可得(3+2k2)x2+4k(y0-kx0)x+2(kx0-y0)2-6=0
∴△=[4k(y0-kx0)]2-4(3+2k2)[2(kx0-y0)2-6]=0
∴(2-x02)k2+2kx0y0-(y02-3)=0
设满足题意的椭圆的两条切线的斜率分别为k1,k2,
∴k1k2=-
∵P在圆O上,∴x02+y02=5,
∴k1k2=-=-1
∴两切线斜率之积为定值-1.
中心在原点的椭圆E:+
=1(a>b>0)的一个焦点为圆C:x2+y2-4x+2=0的圆心,离心率为
.
(1)求椭圆E的方程;
(2)椭圆E上是否存在一点P,使得过P点的两条斜率之积为的两条直线l1、l2,与圆C相切?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)由x2+y2-4x+2=0得(x-2)2+y2=2,∴圆心C(2,0)
∵椭圆的一个焦点为圆C:x2+y2-4x+2=0的圆心,离心率为.
∴c=2,=
,∴a=4,
∴b2=a2-c2=12
∴椭圆E的方程为+
=1;
(2)设P(x0,y0),l1,l2的斜率分别为k1,k2,则l1:y-y0=k1(x-x0),l2:y-y0=k2(x-x0),且k1k2=
由l1与圆C:x2+y2-4x+2=0相切得=
∴[(2-x0)2-2]k12+2(2-x0)y0k1+y02-2=0
同理可得[(2-x0)2-2]k22+2(2-x0)y0k2+y02-2=0
从而k1,k2是方程[(2-x0)2-2]k2+2(2-x0)y0k+y02-2=0的两个实根
所以①,且k1k2=
=
∵+
=1,
∴5x02-8x0-36=0,
∴x0=-2或x0=
由x0=-2得y0=±3;由x0=得y0=±
满足①
故点P的坐标为(-2,3)或(-2,-3),或(,
)或(
,-
)
已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,短轴长为4
.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)P(2,3),Q(2.-3)是椭圆C上两个定点,A、B是椭圆C上位于直线PQ两侧的动点.当A、B运动时,满足∠APQ=∠BPQ的斜率是否为定值,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0).
由已知b=2,离心率e=
=
,a2=b2+c2,得a=4,
所以,椭圆C的方程为+
=1;
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),∠APQ=∠BPQ时,PA,PB的斜率之和为0
设直线PA的斜率为k,则PB的斜率为-k,
则PA的直线方程为y-3=k(x-2)代入椭圆方程,可得(3+4k2)x2+8(3-2k)kx+4(3-2k)2-48=0
∴x1+2=
同理x2+2=
∴x1+x2=,x1-x2=
∴kAB==
=
∴直线AB的斜率为定值.
求适合下列条件的曲线的标准方程:
(1)a=3b,经过点M(3,0)的椭圆;
(2)a=2,经过点N(2,-5),焦点在y轴上的双曲线.
正确答案
(1)∵椭圆经过点M(3,0),
∴当椭圆焦点在x轴上时,a=3b=3,得b=1,此时椭圆的标准方程为+y2=1;
当椭圆焦点在y轴上时,b=3,a=3b=9,此时椭圆的标准方程为+
=1.
综上所述,所求椭圆的方程为+y2=1或
+
=1.
(2)∵双曲线的焦点在y轴上,a=2,
∴设双曲线的方程为-
=1(b>0),即
-
x
b2
2=1(b>0),
∵点N(2,-5)在双曲线上,
∴-
2
b2
2=1,解之得b2=16,
因此,所求双曲线的方程为-
x
16
2=1.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的左顶点A(-2,0),过右焦点F且垂直于长轴的弦长为3.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若过点A的直线l与椭圆交于点Q,与y轴交于点R,过原点与l平行的直线与椭圆交于点P,求证:为定值.
正确答案
(1)a=2,设过右焦点F且垂直于长轴的弦为MN,将M(c,yM)代入椭圆方程+
=1,解得yM=±
,…(2分)
故=3,可得b2=3. …(4分)
所以,椭圆方程为+
=1. …(6分)
(2)由题意知,直线AQ,OP斜率存在,故设为k,则直线AQ的方程为y=k(x+2),直线OP的方程为y=kx.可得R(0,2k),
则|AR|=2,…(8分)
设A(x1,y1),Q(x2,y2),联立方程组,
消去y得:(4k2+3)x2+16k2x+16k2-12=0,
x1+x2=-,x1x2=
,
则|AQ|=|x1-x2|=
=
. …(11分)
设y=kx与椭圆交另一点为M(x3,y3),P(x4,y4),联立方程组,
消去y得(4k2+3)x2-12=0,|x4|=,
所以|OP|=|x4|=
•
. …(13分)
故=
=2.
所以等于定值2…(15分)
已知P点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P到两焦点的距离分别为和
,过P作长轴的垂线恰好过椭圆的右焦点,求椭圆方程.
正确答案
设所求的椭圆方程为 +
=1(a>b>0)或
+
=1(a>b>0),
由已知条件得 ,
a=,c=
,b2=
.
所求椭圆方程为+
=1或
+
=1.
若椭圆的两个焦点坐标为F1(-1,0),F2(5,0),长轴的长为10,则椭圆的方程为______.
正确答案
∵椭圆的两个焦点坐标为F1(-1,0),F2(5,0),长轴的长为10,
∴椭圆的中心坐标为(2,0),a=5,c=3,
∴b2=a2-c2=25-9=16.
∴椭圆的方程为+
=1.
故答案为:+
=1.
已知△ABC中,点A、B的坐标分别为(-,0),B(
,0),点C在x轴上方.
(1)若点C坐标为(,1),求以A、B为焦点且经过点C的椭圆的方程;
(2)过点P(m,0)作倾角为π的直线l交(1)中曲线于M、N两点,若点Q(1,0)恰在以线段MN为直径的圆上,求实数m的值.
正确答案
(1)设椭圆方程为+
=1(a>b>0),则c=
,
∵C(,1),A(-
,0),B(
,0),
∴2a=|AC|+|BC|=4,b==
,
∴椭圆方程为+
=1(5分)
(2)直线l的方程为y=-(x-m),令M(x1,y1),N(x2,y2),
将y=-(x-m)代入椭圆方程+
=1,消去y可得6x2-8mx+4m2-8=0
∴,
若Q恰在以MN为直径的圆上,则×
=-1,
即m2+1-(m+1)(x1+x2)+2x1x2=0,
∴3m2-4m-5=0
解得m=.
已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过A(-2,0)、B(2,0)、C(1,)三点.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)若直线l:y=k(x-1)(k≠0)与椭圆E交于M、N两点,证明直线AM与直线BN的交点在直线x=4上.
正确答案
解(Ⅰ)解法一:当椭圆E的焦点在x轴上时,设其方程为+
=1(a>b>0),
则a=2,又点C(1,)在椭圆E上,得
+
=1.解得b2=3.
∴椭圆E的方程为+
=1.
当椭圆E的焦点在y轴上时,设其方程为+
=1(a>b>0),
则b=2,又点C(1,)在椭圆E上,得
+
=1.解得a2=3,这与a>b矛盾.C(1,
)
综上可知,椭圆E的方程为+
=1. …(4分)
解法二:设椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0),
将A(-2,0)、B(2,0)、代入椭圆E的方程,得解得m=
,n=
.
∴椭圆E的方程为+
=1. …(4分)
(Ⅱ)证法一:将直线l:y=k(x-1)代入椭圆E的方程+
=1并整理,得(3+4k2)x2-8k2x+4(k2-3)=0,…(6分)
设直线l与椭圆E的交点M(x1,y1),N(x2,y2),
由根与系数的关系,得x1+x2=,x1x2=
. …(8分)
直线AM的方程为:y=(x+2),它与直线x=4的交点坐标为P(4,
),同理可求得直线BN与直线x=4的交点坐标为Q(4,
). …(10分)
下面证明P、Q两点重合,即证明P、Q两点的纵坐标相等:P
∵y1=k(x1-1),y2=k(x2-1),
∴-
=
=
=
=0.
因此结论成立.
综上可知,直线AM与直线BN的交点在直线x=4上. …(14分)
证法二:将直线l:y=k(x-1),代入椭圆E的方程+
=1并整理,得(3+4k2)x2-8k2x+4(k2-3)=0,…(6分)
设直线l与椭圆E的交点M(x1,y1),N(x2,y2),
由根与系数的关系,得x1+x2=,x1x2=
. …(8分)
直线AM的方程为:y=(x+2),即y=
(x+2).
直线BN的方程为:y=(x-2),即y=
(x-2). …(10分)
由直线AM与直线BN的方程消去y,得x==
=
=
=4.
∴直线AM与直线BN的交点在直线x=4上. …(14分)
证法三:将直线l:y=k(x-1),代入椭圆方程+
=1并整理,得(3+4k2)x2-8k2x+4(k2-3)=0,…(6分)
设直线l与椭圆E的交点M(x1,y1),N(x2,y2),
由根与系数的关系,得x1+x2=,x1x2=
. …(8分)
消去k2得,2x1x2=5(x1+x2)-8. …(10分)
直线AM的方程为:y=(x+2),即y=
(x+2).
直线BN的方程为:y=(x-2),即y=
(x-2). …(12分)
由直线AM与直线BN的方程消去y得,x==
=4.
∴直线AM与直线BN的交点在直线x=4上. …(14分)
已知椭圆+
=1(a>b>0)过点M(0,2),离心率e=
.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设过定点N(2,0)的直线l与椭圆相交于A,B两点,且∠AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l倾斜角的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由题意得b=2,=
结合a2=b2+c2,解得a2=12
所以,椭圆的方程为+
=1.…(4分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),则=(x1,y1),
=(x2,y2).
①当x1=x2=2时,斜率不存在时,不妨令=(2,
),
=(2,-
)
∴•
=4-
=
>0,∠AOB为锐角成立 …(6分)
②当x1≠x2时,设直线l的方程为:y=k(x-2)
由得x2+3k2(x-2)2=12
即(1+3k2)x2-12k2x+12k2-12=0.
所以x1+x2=,x1x2=
,…(8分)
∴y1y2=k2(x1-2)(x2-2)=-
∴•
=x1x2+y1y2=
>0 …(10分)
解得k>或k<-
.…(12分)
综上,直线l倾斜角的取值范围是(,
).…(13分)
已知椭圆C的长轴长为2,一个焦点的坐标为(1,0).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设直线l:y=kx与椭圆C交于A,B两点,点P为椭圆的右顶点.
①若直线l斜率k=1,求△ABP的面积;
②若直线AP,BP的斜率分别为k1,k2,求证:k1•k2为定值.
正确答案
(1)依题意椭圆的焦点在x轴上,且c=1,2a=2,…(1分)
∴a=,b2=a2-c2=1. …(2分)
∴椭圆C的标准方程为+y2=1. …(4分)
(2)①…(5分)
∴或
,…(7分)
即A(,
),B(-
,-
),P(
,0).
所以S△ABP=•
•
=
. …(9分)
②证明:设A(x1,y1),B(x2,y2).
椭圆的右顶点为P(,0)
联立方程,消y整理得 (2k2+1)x2=2,
不妨设x1>0>x2,
∴x1=,x2=-
;y1=k
,y2=-k
.…(12分)kAP•kBP=
•
=
…(13分)=
=
=-
∴kAP•kBP为定值-. …(14分)
已知椭圆C的中心在原点,一个焦点F(-2,0),且长轴长与短轴长的比是2:.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点M(m,0)在椭圆C的长轴上,点P是椭圆上任意一点.当||最小时,点P恰好落在椭圆的右顶点,求实数m的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0).
由题意
解得a2=16,b2=12.
所以椭圆C的方程为+
=1
(Ⅱ)设P(x,y)为椭圆上的动点,由于椭圆方程为+
=1,故-4≤x≤4.
因为=(x-m,y),
所以||2=(x-m)2+y2=(x-m)2+12×(1-
)=
x2-2mx+m2+12=
(x-4m)2+12-3m2.
因为当||最小时,点P恰好落在椭圆的右顶点,
即当x=4m时,||2取得最小值.而x∈[-4,4],
故有4m≥4,解得m≥1.
又点M在椭圆的长轴上,即-4≤m≤4.
故实数m的取值范围是m∈[1,4].
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