- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆C:+
=1 (a>b>0)的离心率为
,定点M(2,0),椭圆短轴的端点是B1,B2,且MB1⊥MB2.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设过点M且斜率不为0的直线交椭圆C于A,B两点.试问x轴上是否存在定点P,使PM平分∠APB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)由 =e2=
=1-
,得
=
.…(2分)
依题意△MB1B2是等腰直角三角形,从而b=2,故a=3.…(4分)
所以椭圆C的方程是+
=1.…(5分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为x=my+2.
将直线AB的方程与椭圆C的方程联立,消去x得 (4m2+9)y2+16my-20=0.…(7分)
所以 y1+y2=,y1y2=
.…(8分)
若PF平分∠APB,则直线PA,PB的倾斜角互补,所以kPA+kPB=0.…(9分)
设P(a,0),则有 +
=0.
将 x1=my1+2,x2=my2+2代入上式,整理得 =0,
所以 2my1y2+(2-a)(y1+y2)=0.…(12分)
将 y1+y2=,y1y2=
代入上式,整理得 (-2a+9)•m=0.…(13分)
由于上式对任意实数m都成立,所以 a=.
综上,存在定点P(,0),使PM平分∠APB.…(14分)
设中心在原点的椭圆与双曲线2x2-2y2=1有公共的焦点,且它们的离心率互为倒数,则该椭圆的方程是______
正确答案
双曲线中,a==b,∴F(±1,0),e=
=
.
∴椭圆的焦点为(±1,0),离心率为.
∴则长半轴长为,短半轴长为1.
∴方程为+y2=1.
故答案为:+y2=1
椭圆C:+
=1(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,短轴两端点B1、B2,已知F1、F2、B1、B2四点共圆,且点N(0,3)到椭圆上的点最远距离为5
.
(1)求此时椭圆C的方程;
(2)设斜率为k(k≠0)的直线m与椭圆C相交于不同的两点E、F,Q为EF的中点,问E、F两点能否关于过点P(0,)、Q的直线对称?若能,求出k的取值范围;若不能,请说明理由.
正确答案
(1)∵F1、F2、B1、B2四点共圆,
∴b=c,
∴a2=b2+c2=2b2,
设椭圆的方程为+
=1,N(0,3)
设H(x,y)为椭圆上一点,则|HN|2=x2+(y-3)2=-(y+3)2+2b2+18,(-b≤y≤b),
①若0<b<3,|HN|2的最大值b2+6b+9=50得 b=-3±5 (舍去),
②若b≥3,|HN|2的最大值2b2+18=50得b2=16,
∴所求的椭圆的方程为:+
=1.
(2)设直线L的方程为y=kx+m,代入+
=1得(1+2k2)x2+4kmx+(2m2-32)=0.
由直线l与椭圆相交于不同的两点知△=(4km)2-4(1+2k2)(2m2-32)>0,
m2<32k2+16.②
要使A、B两点关于过点P、Q的直线对称,必须KPQ=-
设A(x1,y1)B(x2,y2),则xQ==-
,yQ=kxQ+m=
∵KPQ==-
解得m=.③
由②、③得<32k2+16
∴-<k2<
,
∵k2>0,
∴0<k2<
∴-<k<0或0<k<
故当-<k<0或0<k<
时,A、B两点关于过点P、Q的直线对称.
在平面直角坐标系xoy中,椭圆E:+
=1(a>0,b>0)经过点A(
,
),且点F(0,-1)为其一个焦点.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)设椭圆E与y轴的两个交点为A1,A2,不在y轴上的动点P在直线y=b2上运动,直线PA1,PA2分别与椭圆E交于点M,N,证明:直线MN通过一个定点,且△FMN的周长为定值.
正确答案
(Ⅰ)根据题意可得
可解得
∴椭圆E的方程为+
=1…(4分)
(Ⅱ)不妨设A1(0,2),A2(0,-2)
P(x0,4)为直线y=4上一点(x0≠0),M(x1,y1),N(x2,y2)
直线PA1方程为y=x+2,直线PA2方程为y=
x-2
点M(x1,y1),A1(0,2)的坐标满足方程组可得
点N(x2,y2),A2(0,-2)的坐标满足方程组 可得
由于椭圆关于y轴对称,当动点P在直线y=4上运动时,直线MN通过的定点必在y轴上,
当x0=1时,直线MN的方程为y+1=(x+
),令x=0,得y=1可猜测定点的坐标为(0,1),并记这个定点为B
则直线BM的斜率kBM==
=
直线BN的斜率kBN==
=
∴kBM=kBN,即M,B,N三点共线,故直线MN通过一个定点B(0,1),
又∵F(0,-1),B(0,1)是椭圆E的焦点,
∴△FMN周长=|FM|+|MB|+|BN|+|NF|=4b=8.
已知某椭圆的焦点是F1(-4,0)、F2(4,0),过点F2并垂直于x轴的直线与椭圆的一个交点为B,且|F1B|+|F2B|=10,椭圆上不同的两点A(x1,y1)、C(x2,y2)满足条件:|F2A|、|F2B|、|F2C|成等差数列.
(Ⅰ)求该椭圆的方程;
(Ⅱ)求弦AC中点的横坐标.
正确答案
(1)由椭圆定义及条件,可得
2a=|F1B|+|F2B|=10,得a=5.
又∵c=4,∴b==3.
因此可得该椭圆方程为+
=1.
(2)∵点B(4,yB)在椭圆上,
∴将x=4,代入椭圆方程求得yB=,可得|F2B|=|yB|=
.
∵椭圆右准线方程为x=,即x=
,离心率e=
=
.
根据圆锥曲线统一定义,得
|F2A|=(
-x1),|F2C|=
(
-x2).
由|F2A|、|F2B|、|F2C|成等差数列,得2|F2B|=|F2A|+|F2C|
即(
-x1)+
(
-x2)=2×
,由此解得x1+x2=8.
设弦AC的中点为P(x0,y0),
可得中点横坐标为则x0=(x1+x2)=4.
已知椭圆E的方程是+
=1(a>b>0),其左顶点为(-2,0),离心率e=
.
(1)求椭圆E的方程;
(2)已知倾斜角为45°且过右焦点的直线l交椭圆E于A、B两点,若椭圆上存在一点P,使=λ(
+
),试求λ的值.
正确答案
(1)由已知得a=2,e==
,∴c=1,b=
=
,
∴椭圆E的方程为+
=1.
(2)由(1)得右焦点F(1,0),因此直线l的方程为y=x-1.
代入椭圆方程并整理得7x2-8x-8=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,
∴y1+y2=(x1-1)+(x2-1)=(x1+x2)-2=-.
∴=λ(
+
)=λ(x1+x2,y1+y2)=λ(
,-
),
∴P点坐标为(,-
),
代入椭圆方程,可得+
=1,
∴λ2=,解得λ=±
.
.已知椭圆+
=1(a>i>0)离心率e=
,焦点到椭圆上的点的最短距离为2-
.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)设直线l:小=kx+1与椭圆交与M,N两点,当|MN|=时,求直线l的方程.
正确答案
(1)由已知得e==
,
∵a-c=2-,
∴a=2,c=
∴椭圆的标准方程为+y2=1…(五分)
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2)
由得(4k2+1)x2+8kx=b…(8分)
△=五4k2,
∵直线l:y=kx+1与椭圆交与M,N两点,
∴△>b,x1+x2=,x1•x2=b
∴|MN|=|x1-x2|
=•
=,
∴k=±1,或k=±,(1b分)
∴直线方程为y=x+1,或y=-x+1,或y=x+1,或y=-
x+1.(14分)
已知椭圆C:+
=1(a>b>0),直线y=x+
与以原点为圆心,以椭圆C的短半轴长为半径的圆相切,F1、F2为其左、右焦点,P为椭圆C上任一点,△F1PF2的重心为G,内心为I,且IG∥F1F2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l:y=kx+m(k≠0)与椭圆C交于不同的两点A、B,且线段AB的垂直平分线l′过定点Q(,0),求实数k的取值范围.
正确答案
(1)设P(x0,y0)(y0≠0),则G(,
)
设I(xI,yI),则∵IG∥F1F2,∴yI=
∵|F1F2|=2c,∴S△F1PF2=|F1F2||y0|=
(|PF1|+|PF2|+|F1F2|)•
∴2c•3=2a+2c
∴e==
∵直线y=x+与以原点为圆心,以椭圆C的短半轴长为半径的圆相切
∴b=
∴b=
∴a=2
∴椭圆的方程为+
=1;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),则
直线方程代入椭圆方程可得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
由△>0,可得m2<4k2+3
∵x1+x2=-
∴y1+y2=
∴线段AB的中点R的坐标为(-,
)
∵线段AB的垂直平分线l′的方程为y=-(x-
),R在直线l′上,
∴=-
(-
-
)
∴m=-(4k2+3)
∴[-(4k2+3)]2<4k2+3
∴k2>
∴k>或k<-
.
已知F1(-1,0)、F2(1,0)为椭圆的焦点,且直线x+y-=0与椭圆相切.
(Ⅰ)求椭圆方程;
(Ⅱ)过F1的直线交椭圆于A、B两点,求△ABF2的面积S的最大值,并求此时直线的方程.
正确答案
(Ⅰ)依题意可设椭圆方程为+
=1,
由x+y-=0得y=
-x,代入
+
=1消去y并整理得,((2a2-1)x2-2
a2x+8a2-a4=0,
由△=28a4-4(2a2-1)(8a2-a4)=8a2(a4-5a2+4)=0,解得a2=1或a2=4,
因为a2>1,所以a2=4,
所以椭圆方程为:+
=1.
(Ⅱ)设过F1的直线:x=my-1,代入+
=1消去x并整理得(3m2+4)y2-6my-9=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=,y1y2=
,
所以|y1-y2|==
,
S△ABF2=×2c|y1-y2|=|y1-y2|=
=
,
令t=,则t≥1,S△ABF2=
,
又(3t+)′=3-
>0,所以3t+
递增,(3t+
)min=3×1+1=4,当t=1即m=0时取等号,
所以S△ABF2≤=3,
当m=0时,面积S最大为3,此时直线方程为x=-1.
如果椭圆的对称轴为坐标轴,短轴的一个端点与两焦点组成一正三角形,焦点在y轴上,且a-c=那么椭圆的方程是______.
正确答案
由题意可设椭圆方程为:+
=1
∵短轴的一个端点与两焦点组成一正三角形,焦点在y轴上
∴=tan60°
又∵a-c=,a2=b2+c2
∴a2=12,b2=9
∴椭圆的方程为:+
=1
故答案为:+
=1
已知椭圆+
=1的焦点坐标为(±1,0),椭圆经过点(1,
)
(1)求椭圆方程;
(2)过椭圆左顶点M(-a,0)与直线x=a上点N的直线交椭圆于点P,求•
的值.
(3)过右焦点且不与对称轴平行的直线l交椭圆于A、B两点,点Q(2,t),若KQA+KQB=2与l的斜率无关,求t的值.
正确答案
(1)由题意得解得a2=2,b2=1
故椭圆方程为+y2=1
(2)设N(,m),P(X,Y)则MN的方程为y=
(x+
)
由得(4+m2)x2+2
m2x+2m2-8=0
由韦达定理得x-=
所以x=
代入直线方程得
P(,
)
∴=(
,
),
=(
,m)
∴•
=
+
=2
(3)AB的方程为x=my+1,设A(e,f),B(g,h)
由得(m2+2)y2+2my-1=0
所以f+h=-,fh=
kQA+kQB=+
=
+
=
==2
∵KQA+KQB=2与l的斜率无关
∴2t=2,即t=1.
已知a=6,c=1,焦点在y轴上的椭圆的标准方程是______.
正确答案
根据题意知a=6,c=1,
焦点在y轴上,
∴a2=36 b2=25
∴+
=1
故答案为:+
=1
已知椭圆的两焦点为F1(-,0), F2(
,0),P为椭圆上一点,且|PF1|+|PF2|=4
(1)求此椭圆方程.
(2)若∠F1PF2=,求△F1PF2的面积(要有详细的解题过程)
正确答案
(1)依题意得c=,2a=4,
解得a=2,c=,从而b=1.
故椭圆的方程为 +
=1.
(2)在△F1PF2中,由余弦定理得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|•|PF2|cos60°,
∴|PF1|2+|PF2|2-|PF1|•|PF2|=(2c)2=(2)2=12 ①
又|PF1|+|PF2|=2a=4,平方得|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|•|PF2|=16,=2 ②,
②-①得3|PF1|•|PF2|=4,即 |PF1|•|PF2|=,
∴△F1PF2的面积 S=|PF1|•|PF2|sin60°=
.
∴∠F1PF2=,△F1PF2的面积
.
如图,椭圆C:+
=1(a>b>0)经过点(0,1),离心率e=
.
(l)求椭圆C的方程;
(2)设直线x=my+1与椭圆C交于A,B两点,点A关于x轴的对称点为A′(A′与B不重合),则直线A′B与x轴是否交于一个定点?若是,请写出定点坐标,并证明你的结论;若不是,请说明理由.
正确答案
(1)依题意可得,解得a=2,b=1.
所以,椭圆C的方程是+y2=1;
(2)由
得(my+1)2+4y2=4,即(m2+4)y2+2my-3=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2)
则A′(x1,-y1).
且y1+y2=-,y1y2=-
.
经过点A′(x1,-y1),
B(x2,y2)的直线方程为=
.
令y=0,则x=y1+x1=
=
又∵x1=my1+1,x2=my2+1.∴当y=0时,x==
=
=4
这说明,直线A′B与x轴交于定点(4,0).
设F1,F2分别为椭圆C:+
=1(a>b>0)的左、右两个焦点,若椭圆C上的点A(1,
)到F1,F2两点的距离之和等于4.
(1)写出椭圆C的方程和焦点坐标;
(2)过点P(1,)的直线与椭圆交于两点D、E,若DP=PE,求直线DE的方程;
(3)过点Q(1,0)的直线与椭圆交于两点M、N,若△OMN面积取得最大,求直线MN的方程.
正确答案
(1)椭圆C的焦点在x轴上,
由椭圆上的点A到F1、F2两点的距离之和是4,得2a=4,即a=2,
又点A(1,) 在椭圆上,因此
+
=1,得b2=1,于是c2=3,
所以椭圆C的方程为+y2=1,F1(-
,0),F2(
,0),…(4分)
(2)显然直线DE斜率存在,设为k,方程为y-=k(x-1),设D(x1′,y1′),E(x2′,y2′),则
由,消去y可得(1+4k2)x2+(2k-8k2)x+4k2-2k-
=0
∴=
=1,∴k=-1
∴DE方程为y-1=-1(x-),即4x+4y=5;…(9分)
(3)直线MN不与y轴垂直,设MN方程为my=x-1,代入椭圆C的方程得(m2+4)y2+2my-3=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1+y2=-,y1y2=-
,且△>0成立.
又S△OMN=|y1-y2|=
×
=
,
设t=≥
,则S△OMN=
,
(t+)′=1-t-2>0对t≥
恒成立,∴t=
时,t+
取得最小,S△OMN最大,此时m=0,
∴MN方程为x=1;…(14分)
扫码查看完整答案与解析