- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆+
=1(a>b>0)经过点M(
,
),它的焦距为2,它的左、右顶点分别为A1,A2,P1是该椭圆上的一个动点(非顶点),点P2 是点P1关于x轴的对称点,直线A1P1与A2P2相交于点E.
(Ⅰ)求该椭圆的标准方程.
(Ⅱ)求点E的轨迹方程.
正确答案
(Ⅰ)由题意,2c=2得c=1,…(1分),F1(-1,0),F2(1,0)
∵椭圆+
=1(a>b>0)经过点M(
,
),
∴|MF1|+|MF2|=2a,∴a=3…(3分),
∴b2=a2-c2=8
∴所求椭圆标准方程为+
=1…(5分)
(Ⅱ)A1(-3,0),A2(3,0),设P1(x1,y1),P2(x2,-y2),(x1≠0,|x1|<3)
A1P1的方程:=
…①,A2P2的方程:
=
…②…(7分)
①×②得=
…③,
因为点P1(x1,y1)在椭圆+
=1上,
所以+
=1即
=
代入③得
-
=1,
又P1(x1,y1),P2(x2,-y2)是椭圆上非顶点,知x≠±3,所以点E(x,y)的轨迹方程-
=1(x≠±3)
已知动圆M和圆C1:(x+1)2+y2=9内切,并和圆C2:(x-1)2+y2=1外切.
(1)求动圆圆心M的轨迹方程;
(2)过圆C1和圆C2的圆心分别作直线交(1)中曲线于点B、D和A、C,且AC⊥BD,垂足为P(x0,y0),设点E(-2,-1),求|PE|的最大值;
(3)求四边形ABCD面积的最小值.
正确答案
(1)设动圆圆心为M(x,y),半径为r,则 ⇒ |MC1|+|MC2| =4.…(3分)
故动点M的轨迹是椭圆,a=2 , c=1 , b=,其方程为
+
=1.…(5分)
(2)显然点P在以线段C1C2为直径的圆上,x02+y02=1.…(7分)
设,则|PE| =
=
=
,
故所求最大值为=
+1.(也可数形结合,求得|PE|max = |EO|+1=
+1.)…(10分)
(3)当AC⊥x轴或BD⊥x轴时,S=|BD|•|AC| =
•4•3=6.…(11分)
当AC、BD均不垂直于x轴时,联立⇒( 3+4k2) x2+8k2x+4k2-12=0,…(12分)|BD| =
•|x1-x2| =
•
=
,同理可得|AC| =
.…(14分)S=
|BD|•|AC| =
≥
=
,当且仅当k2=1时,Smin=
.(15分)
又6>,∴四边形ABCD面积的最小值为
.…(16分)
已知椭圆+
=1(a>b>0)的两准线间距离为6,离心率e=
.过椭圆上任意一点P,作右准线的垂线PH(H为垂足),并延长PH到Q,使得
=λ
(λ>0).F2为该椭圆的右焦点,设点P的坐标为(x0,y0).
(1)求椭圆方程;
(2)当点P在椭圆上运动时,求λ的值使得点Q的轨迹是一个定圆.
正确答案
(1)∵椭圆+
=1(a>b>0)的两准线间距离为6,离心率e=
,
∴,∴a=
,c=1,∴b=
=
∴所求椭圆方程为+
=1…(6分)
(2)设Q的坐标为(x,y),H(3,y0),∴y=y0.
∵=λ
(λ>0),∴3-x0=λ(x-3),∴x0=3λ+3-λx…(9分)
又∵+
=1,∴
+
=1,即
+
=1…(12分)
∴当且仅当=2,即λ=
时,点Q在定圆(x-3-
)2+y2=2上.…(15分)
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)与双曲线
-y2=1共焦点,点A(3,
)在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知点Q(0,2),P为椭圆C上的动点,点M满足:=
,求动点M的轨迹方程.
正确答案
(1)由已知得双曲线焦点坐标为F1(-2,0),F2(2,0),
由椭圆的定义得|AF1|+|AF2|=2a,∴+
=2a,∴a=3
而c2=4,∴b2=a2-c2=18-4=14
∴所求椭圆方程为+
=1
(2)设M(x,y),P(x0,y0),由=
得(x,y-2)=(x0-x,y0-y)
∴而P(x0,y0)在椭圆
+
=1上
即+
=1
即+
=1为所求M的轨迹方程.
设椭圆+
=1(a>b>0)的左右顶点分别为A(-2,0),B(2,0),离心率e=
.过该椭圆上任一点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,点C在QP的延长线上,且|QP|=|PC|.
(1)求椭圆的方程;
(2)求动点C的轨迹E的方程;
(3)设直线AC(C点不同于A,B)与直线x=2交于点R,D为线段RB的中点,试判断直线CD与曲线E的位置关系,并证明你的结论.
正确答案
(1)由题意,可得a=2,e==
,可得c=
,-----------------(2分)
∴b2=a2-c2=1,
因此,椭圆的方程为+y2=1.-----------------(4分)
(2)设C(x,y),P(x0,y0),由题意得,即
,-----------------(6分)
又+y02=1,代入得
+(
y)2=1,即x2+y2=4.
即动点C的轨迹E的方程为x2+y2=4.-----------------(8分)
(3)设C(m,n),点R的坐标为(2,t),
∵A、C、R三点共线,∴∥
,
而=(m+2,n),
=(4,t),则4n=t(m+2),
∴t=,可得点R的坐标为(2,
),点D的坐标为(2,
),-----------------(10分)
∴直线CD的斜率为k==
,
而m2+n2=4,∴-n2=m2-4,代入上式可得k==-
,-----------------(12分)
∴直线CD的方程为y-n=-(x-m),化简得mx+ny-4=0,
∴圆心O到直线CD的距离d==
=2=r,
因此,直线CD与圆O相切,即CD与曲线E相切.-----------------(14分)
已知P为曲线E上的任意一点,F1(-1,0),F2(1,0),且|PF1|+|PF2|=2|F1F2|.
(1)求曲线E的方程;
(2)若点P在第二象限,∠F2F1P=120°,求△F2F1P的面积.
正确答案
(1)∵F1(-1,0),F2(1,0),
∴|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=4.
因此,曲线E表示以F1、F2为焦点,长轴2a=4的椭圆,c=1,b2=a2-c2=3
∴曲线E的方程为+
=1
(2)∵△F2F1P中,∠F2F1P=120°,F1F2=2
∴根据余弦定理,得|PF2|2=|PF1|2+|F1F2|2-2|PF1||F1F2|cos120°,
化简得|PF1|2-|PF2|2+2|PF1|+4=0…①
又∵|PF1|+|PF2|=4,得∴②代入①,得|PF1|=
根据正弦定理,可得△F2F1P的面积S=|PF1||F1F2|sin120°=
.
已知椭圆的中心在坐标原点,右焦点F的坐标为(3,0),直线l:x+2y-2=0交椭圆于A、B两点,线段AB的中点为M(1,),
(1)求椭圆的方程;
(2)动点N满足•
=0,求动点N的轨迹方程.
正确答案
(1)由题意设椭圆方程为+
=1(m>n>0,m-n=9),A(x1,y1),B(x2,y2),则
+
=1①,
+
=1②
①-②,可得=-
因为线段AB中点M(1,),所以x1+x2=2,y1+y2=2
所以=KAB=
所以m=4n,
因为m-n=9,所以m=12,n=3
所以椭圆的方程为+
=1( 6分)
(2)由+
=1,x+2y=2,消元可得y2-y-1=0,则:A(1-
,
)
因为•
=0,所以动点N的轨迹是以M为圆心,|AB|为直径的圆
所以r2=|AM|2=()2+(
-
)2=
,M(1,
)
所以N的轨迹方程为(x-1)2+(x-)2=
(6分)
设椭圆中心为O,一个焦点F(0,1),长轴和短轴长度之比为t.
(1)求椭圆方程;
(2)设过原点且斜率为t的直线与椭圆在y轴右边部分交点为Q,点P在该直线上,且=t
,当t变化时,求点P轨迹.
正确答案
(1)依题意知,c=1,a:b=t,即a=bt
∵a2-b2=1
∴b2=,a2=
故椭圆方程为+
=1
(2)设经过原点且斜率为t的直线与椭圆在y轴右边部分的交点为Q(x1,y1),P(x,y),
则,解得
∵OP||OQ|=|x||x1|=tt2-1
∴或
而t>1,于是点P的轨迹方程为:
x2=y(x>
),x2=-
y(x<-
),
点P的轨迹为抛物线x2=y在直线x=
右侧的部分和抛物线x2=-
y在直线x=-
左侧的部分.
已知椭圆的焦点为F1(-1,0)、F2(1,0),直线x=4是它的一条准线.
(1)求椭圆的方程;
(2)设A1、A2分别是椭圆的左顶点和右顶点,P是椭圆上满足|PA1|-|PA2|=2的一点,求tan∠A1PA2的值;
(3)若过点(1,0)的直线与以原点为顶点、A2为焦点的抛物线相交于点M、N,求MN中点Q的轨迹方程.
正确答案
(1)设椭圆方程为+
=1(a>b>0).
由题设有c=1,=4,
∴a2=4
∴b2=a2-c2=3.
所求椭圆方程为+
=1.
(2)由题设知,点P在以A1、A2为焦点,实轴长为2的双曲线的右支上.
由(1)知A1(-2,0),A2(2,0),
设双曲线方程为-
=1(m>0,n>0).
则2m=2,m2+n2=4,
解得m=1,n=.
∴双曲线方程为x2-=1.
由+
=1,x2-
=1,
解得P点的坐标为(,
)或(
,-
).
当P点坐标为(,
)时,tan∠A1PA2=
=-4
.
同理当P点坐标为(,-
)时,
tan∠A1PA2=-4.
故tan∠A1PA2=-4.
(3)由题设知,抛物线方程为y2=8x.
设M(x1,y1)、N(x2,y2),MN的中点Q(x,y),
当x1≠x2时,有
y12=8x1,①
y22=8x2,②
x=,③
y=,④
=
.⑤
①-②,得(y1+y2)=8,
将④⑤代入上式,有•2y=8,
即y2=4(x-1)(x≠1).
当x1=x2时,MN的中点为(1,0),仍满足上式.
故所求点Q的轨迹方程为y2=4(x-1).
如果点M(x,y)在运动过程中,总满足关系式+
=10,则点M的轨迹方程为______.
正确答案
设F(0,-3),F′(0,3),由题中条件:“||+|
=10”
易知M的轨迹是椭圆,c=3,a=5,b=4,方程为 +
=1.
故答案为:+
=1.
已知圆(x+2)2+y2=36的圆心为M,设A为圆上任一点,N(2,0),线段AN的垂直平分线交MA于点P,则动点P的轨迹是______.
正确答案
∵P是AN的垂直平分线上的一点,
∴PA=PN,又∵AM=6,所以点P满足PA+PN=6,即P点满足椭圆的定义,焦点是(2,0),(-2,0),半长轴a=3,
故P点轨迹方程式+
=1
故答案为:椭圆
在直角坐标系xOy中,点P到两点(0,-),(0,
)的距离之和为4,设点P的轨迹为C,直线y=kx+1与C交于A,B两点.
(1)写出C的方程;
(2)若⊥
,求k的值;
(3)若点A在第一象限,证明:当k>0时,恒有||>|
|.
正确答案
(Ⅰ)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C是以(0,-),(0,
)为焦点,长半轴为2的椭圆.它的短半轴b=
=1,
故曲线C的方程为x2+=1.(3分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足
消去y并整理得(k2+4)x2+2kx-3=0,
故x1+x2=-,x1x2=-
.(5分)
若⊥
,即x1x2+y1y2=0.
而y1y2=k2x1x2+k(x1+x2)+1,
于是x1x2+y1y2=--
-
+1=0,
化简得-4k2+1=0,所以k=±.(8分)
(Ⅲ)因为A(x1,y1)在椭圆上,所以满足y2=4(1-x2),y12=4(1-x12),
|OA|
2-
|OB|
2=+
-(
+
)=(x12-x22)+4(1-x12-1+x22)=-3(x1-x2)(x1+x2)=
.
因为A在第一象限,故x1>0.由x1x2=-知x2<0,从而x1-x2>0.又k>0,
故
|OA|
2-
|OB|
2>0,
即在题设条件下,恒有>
.(12分)
已知椭圆的焦点是F1(0,-1)和F2(0,1),离心率e=,
(I)求此椭圆的标准方程;
(Ⅱ)设点P在此椭圆上,且有|PF1|-|PF2|=1,求∠F1PF2的余弦值.
正确答案
(I)由已知可设椭圆的方程为:+
=1(a>b>0),…(2分)
由条件知c=1,e==
,
解得a=2,…(4分)
所以b2=a2-c2=3.…(5分)
所以椭圆的标准方程方程为+
=1…(6分)
(Ⅱ)因为点P在椭圆+
=1上,
所以|PF1|+|PF2|=2a=4;…(8分)
又因为|PF1|-|PF2|=1,解得|PF1|=,|PF2|=
,…(10分)
在△ABC中,cos∠F1PF2==
=
,
所以∠F1PF2的余弦值为. …(12分)
(文)设F1、F2分别为椭圆C:+
=1(m>0,n>0且m≠n)的两个焦点.
(1)若椭圆C上的点A(1,)到两个焦点的距离之和等于4,求椭圆C的方程.
(2)如果点P是(1)中所得椭圆上的任意一点,且•
=0,求△PF1F2的面积.
(3)若椭圆C具有如下性质:设M、N是椭圆C上关于原点对称的两点,点Q是椭圆上任意一点,且直线QM与直线QN的斜率都存在,分别记为KQM、KQN,那么KQM和KQN之积是与点Q位置无关的定值.试问:双曲线-
=1(a>0,b>0)是否具有类似的性质?并证明你的结论.通过对上面问题进一步研究,请你概括具有上述性质的二次曲线更为一般的结论,并说明理由.
正确答案
(1)当m>n时,由椭圆定义得 2m=4,∴m=2(2分)
又点A(1,)在椭圆上 所以
+
=1, ∴ n2=3
∴+
=1 (3分)
同理,当m<n时,椭圆方程+
=1 (4分)
(2)当m>n时,由椭圆定义得 PF1+PF2=2m,PF12+PF22=4
解得 PF1PF2=6 (8分)
所以△PF1F2的面积为3
同理,当m<n时,△PF1F2的面积也为3 (10分)
(3)设M,N是双曲线-
=1(a>0,b>0)上关于原点对称的两点,点Q是椭圆上任意一点,且直线QM与直线QN的斜率都存在,分别记为KQM,KQN,那么KQM,KQN之积是与点Q位置无关的定值.
设点M(x1,y1),N(-x1,-y1).Q(x0,y0)
则-
=1,
-
=1
作差得=
(12分)
所以KQMKQN=(14分)
设M,N是二次曲线mx2+ny2=1上关于原点对称的两点,点Q是二次曲线上任意一点,且直线QM与直线QN的斜率都存在,分别记为KQM,KQN,
那么KQMKQN=- (15分)
证明 设点点M(x1,y1),N(-x1,-y1).Q(x0,y0)
则mx12+ny12=1,mx02+ny02=1
作差得=-
∴KQMKQN=-
(18分)
设椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,离心率e=.已知点P(0,
)到这个椭圆上的点的最远距离为
,求这个椭圆方程.
正确答案
设椭圆方程为+
=1 (a>b>0),M(x,y)为椭圆上的点,由
=
得a=2b,
|PM|2=x2+(y-
3
2
)2=-3(y+
1
2
)2+4b2+3(-b≤y≤b),
若b<,则当y=-b时|PM|2最大,即(-b-
3
2
)2=7,
∴b=-
>
,故矛盾.
若b≥时,y=-
时,
4b2+3=7,
b2=1,从而a2=4.
所求方程为 +y2=1.
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