- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知θ是三角形的一个内角,且sinθ+cosθ=0.5,则方程x2sinθ-y2cosθ=1表示曲线是焦点在______.
正确答案
因为θ∈(0,π),且sinθ+cosθ=,把 sinθ+cosθ=
两边平方可得,sinθ•cosθ=-
<0,
所以,θ∈(,π),且|sinθ|>|cosθ|. 所以θ∈(
,
),从而cosθ<0,
从而方程x2sinθ-y2cosθ=1 表示焦点在y轴上的椭圆.
故答案为:y轴上的椭圆.
已知椭圆E:+
=1(a>b>0)的一个交点为F1(-
,0),而且过点H(
,
).
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)设椭圆E的上下顶点分别为A1,A2,P是椭圆上异于A1,A2的任一点,直线PA1,PA2分别交x轴于点N,M,若直线OT与过点M,N的圆G相切,切点为T.证明:线段OT的长为定值,并求出该定值.
正确答案
(Ⅰ)解法一:由题意,∵椭圆E:+
=1(a>b>0)的一个交点为F1(-
,0),
∴a2-b2=3,①
∵椭圆过点H(,
).
∴+
=1,②
①②解得a2=4,b2=1,
所以椭圆E的方程为+y2=1.…(4分)
解法二:椭圆的两个焦点分别为F1(-,0),F2(
,0),
由椭圆的定义可得2a=|PF1|+|PF2|=+
=4,所以a=2,b2=1,
所以椭圆E的方程为+y2=1.…(4分)
(Ⅱ)解法一:由(Ⅰ)可知A1(0,1),A2(0,-1),设P(x0,y0),
直线PA1:y-1=x,令y=0,得xN=
;
直线PA2:y+1=x,令y=0,得xM=
;
设圆G的圆心为((
-
),h),
则r2=[(
-
)-
]2+h2=
(
+
)2+h2,
OG2=(
-
)2+h2OT2=OG2-r2=
(
+
)2+h2-
(
-
)2-h2=
而+y02=1,所以
=4(1-
),所以OT2=
=4,
所以|OT|=2,即线段OT的长度为定值2.…(14分)
解法二:由(Ⅰ)可知A1(0,1),A2(0,-1),设P(x0,y0),
直线PA1:y-1=x,令y=0,得xN=
;
直线PA2:y+1=x,令y=0,得xM=
;
则|OM|•|ON|=|•
|=|
|,而
+y02=1,所以
=4(1-
),
所以|OM|•|ON|=||=4,由切割线定理得OT2=|OM|•|ON|=4
所以|OT|=2,即线段OT的长度为定值2.…(14分)
已知椭圆C中心在坐标原点O焦点在x上,F1,F2分别是椭圆C左、右焦点,M椭圆短轴的一个端点,过F1的直线l椭圆交于A、B两点,△MF1F2的面积为4,△ABF2的周长为8.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点Q的坐标为(1,0)存在椭圆上的点P及以Q为圆心的一个圆,使得该圆与直线PF1,PF2都相切.若存在,求出点P坐标及圆的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)由题意设椭圆的方程为+
=1(a>b>0),
因为M是椭圆短轴的一个端点,过F1的直线l与椭圆交于A、B两点,△MF1F2的面积为4,△ABF2的周长为8
所以,4a=8,
×b×2c=4
∴,
∴b=c=2,a=2,
∴所求的椭圆方程为+
=1.
(2)假设存在椭圆上的点P及以Q为圆心的一个圆,使得该圆与直线PF1,PF2都相切.
设圆Q的半径为r,点P(x0,y0),
因为圆Q与直线PF1,PF2都相切,所以PQ为∠F1PF2的角平分线,
∴=
,∴
=
∴|PF1|=|QF1|
∵|QF1|=3,∴|PF1|=3
∴解得x0=2,y0=±
当P(2,)时,直线PF1的方程为:x-2
y+2=0,Q到直线PF1的距离=
=1;直线PF2的方程为x-2=0,该圆与直线PF2相切;当P(2,-
)时,直线PF1的方程为:x+2
y+2=0,Q到直线PF1的距离=
=1;直线PF2的方程为x-2=0,该圆与直线PF2相切;
所以存在椭圆上的点P及以Q为圆心的一个圆,使得该圆与直线PF1,PF2都相切,点P(2,±),圆的方程为:(x-1)2+y2=1.
已知F1、F2分别为椭圆+
=1(a>b>0)的左、右焦点,M是椭圆上任意一点,若△MF1F2的周长为6,椭圆的离心率e=
.
(1)求椭圆方程;
(2)若O为坐标原点,求|OM|的最大值与最小值.
正确答案
(1)由题意得:
2a+2c=6,=
,
解得,a=2.c=1,
故所求椭圆方程为+
=1.
(2)由(1)结合椭圆的几何性质知:
|OM|的最大值为a,最小值b;
∴|OM|的最大值为2,最小值1.
已知A(-2,0)、B(2,0),且△ABC的周长等于10,则顶点C的轨迹方程为______.
正确答案
由题意可得 BC+AC=6>AB,故顶点A的轨迹是以B、A为焦点的椭圆,除去与x轴的交点.
∴2a=6,c=2∴b=,
故顶点A的轨迹方程为+
=1 (y≠0)
故答案为:+
=1 (y≠0).
若椭圆长轴长与短轴长之比为2,它的一个焦点是(2,0),则椭圆的标准方程是______.
正确答案
由题设条件知a=2b,c=2,
∴4b2=b2+60,
∴b2=20,a2=80,
∴椭圆的标准方程是+
=1.
故答案为:+
=1.
P是椭圆+
=1(a>b>0)上任意一点,P与两焦点连线互相垂直,且P到两准线距离分别为6、12,则椭圆方程为 ______.
正确答案
因为P到两准线距离分别为6、12,不妨设P到左准线距离为6,那么12+6=2,即
=9
因为椭圆上的点到焦点的距离与到准线的距离之比为离心率e,
所以|PF1|=6e,|PF2|=12e
又因为PF1垂直于PF2,
所以|F1F2|2=(6e)2+(12e)2=180e2=4c2,
所以a2=45
由=9得c=5,
∴b2=a2-c2=20
因此,椭圆方程为+
=1
故答案为+
=1
已知椭圆+
=1(a>b>0)的焦点坐标为(±
, 0),离心率为
.直线y=kx+2交椭圆于P,Q两点.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)是否存在实数k,使得以PQ为直径的圆过点D(-1,0)?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)由e==
,c=
,a2=b2+c2得,a=
,b=1,
所以椭圆方程是:+y2=1;
(Ⅱ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1=kx1+2,y2=kx2+2,
将y=kx+2代入+y2=1,整理得(3k2+1)x2+12kx+9=0(*),
则x1+x2=-,x1x2=
,
以PQ为直径的圆过D(-1,0),
则⊥
,即
•
=0,
所以•
=(x1+1,y1)•(x2+1,y2)=(x1+1)(x2+1)+y1y2
=x1x2+(x1+x2)+y1y2+1=(k2+1)x1x2+(2k+1)(x1+x2)+5==0.
解得k=,此时(*)方程△>0,
所以存在k=,使得以PQ为直径的圆过点D(-1,0).
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,且过点A(
, 1).直线y=
x+m交椭圆C于B,D(不与点A重合)两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)△ABD的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)由题意可得,解得
,
∴椭圆C的方程为+
=1;
(Ⅱ)设B(x1,y1),D(x2,y2).
由消去y得到x2+
mx+m2-2=0,
∵直线与椭圆有两个不同的交点,∴△=8-2m2>0,解得-2<m<2.
∴x1+x2=-m,x1x2=m2-2.
∴|BD|==
=.
点A到直线BD的距离d==
.
∴S△ABD=|BD|d=
×
×
=
≤
×
=
.
当且仅当m=±∈(-2,2)时取等号.
∴当m=±时,△ABD的面积取得最大值
.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)经过点M(1,
),其离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=kx+m (|k|≤)与椭圆C相交于A、B两点,以线段OA,OB为邻边作平行四边形OAPB,其中顶点P在椭圆C上,O为坐标原点.求|OP|的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由已知可得e2==
,所以3a2=4b2①(1分)
又点M(1,)在椭圆C上,
所以+
=1②(2分)
由①②解之,得a2=4,b2=3.
故椭圆C的方程为+
=1.(5分)
(Ⅱ)当k=0时,P(0,2m)在椭圆C上,解得m=±,
所以|OP|=.(6分)
当k≠0时,则由
消y化简整理得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
△=64k2m2-4(3+4k2)(4m2-12)=48(3+4k2-m2)>0③(8分)
设A,B,P点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x0,y0),
则x0=x1+x2=-,y0=y1+y2=k(x1+x2)+2m=
.(9分)
由于点P在椭圆C上,所以+
=1.(10分)
从而+
=1,化简得4m2=3+4k2,经检验满足③式.(11分)
又|OP|==
==
=.(12分)
因为0<|k|≤,得3<4k2+3≤4,有
≤
<1,
故<|OP|≤
.(13分)
综上,所求|OP|的取值范围是[,
].(14分)
已知椭圆C:+
=1(a>b>0),其相应于焦点F(2,0)的准线方程为x=4.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知过点F1(-2,0)倾斜角为θ的直线交椭圆C于A,B两点.
求证:|AB|=;
(Ⅲ)过点F1(-2,0)作两条互相垂直的直线分别交椭圆C于点A、B和D、E,求|AB|+|DE|的最小值.
正确答案
(Ⅰ)由题意:,解得a2=8,b2=4.
所求的求椭圆C的方程+
=1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,F1(-2,0)是椭圆的右焦点,e=.设l为椭圆的左准线,则l:x=-4.作AA1⊥l于A1点,BB1⊥l于B1点,l与x轴的交点为H.
∵点A在椭圆上,∴|AF1|=|AA1|=
(|HF1|+|F1A|cosθ)=
+
|F1A|cosθ.
∴|AF1|=,同理|BF1|=
.(其中θ为直线AB的倾斜角).
∴|AB|=|AF1|+|BF1|=+
=
.
(Ⅲ)设直线AB的倾斜角为θ,由于DE⊥AB,由(Ⅱ)知:|AB|=,|DE|=
,|AB|+|DE|=
+
=
.
当θ=或θ=
时,|AB|+|DE|取得最小值
.
已知椭圆C1:+
=1(a>b>0)的短轴长为2,离心率为
;抛物线C2:y2=2px(p>0)上一点(1,m )到其焦点的距离为2.
(1)求椭圆C1和抛物线C2的方程;
(2)设直线l同时与椭圆C1和抛物线C2相切,求直线l的方程.
正确答案
(1)由2b=2,得b=1. …(1分)
由=
,得
=
,a2=2. …(2分)
∴椭圆C1的方程是+y2=1. …(3分)
依题意有1+=2,得p=2,…(4分)
∴抛物线C2的方程是y2=4x.…(5分)
(2)①当直线l的斜率不存在时,设直线l的方程为x=n.
由直线l与椭圆C1相切,可得n=±;
由直线与抛物线C2相切得n=0.
∴此时符合题设条件的直线l不存在.…(7分)
②当直线l的斜率存在时,设直线l:y=kx+n …(8分)
当直线l与椭圆C1相切时,联立,得(1+2k2)x2+4knx+2n2-2=0,
由△1=(4kn)2-4(1+2k2)(2n2-2)=0,得n2=2k2+1,…(10分)
当直线l与抛物线C2相切时,联立,得k2x2+2(kn-2)x+n2=0,
由△2=[2(kn-2)]2-4k2n2=0,得kn=1,…(12分)
联立,解得k=
,n=
或k=-
,n=-
.…(13分)
综上,直线l的方程为y=±(x+2).…(14分)
已知中心在坐标原点O的椭圆C经过点A(2,3),且点F(2,0)为其右焦点,
( I)求椭圆C的方程;
( I I)问是否存在直线l:y=x+t,使直线l与椭圆C有公共点,且原点到直线l的距离为4?若存在,求出l的方程;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)∵中心在坐标原点O的椭圆C经过点A(2,3),且点F(2,0)为其右焦点,
∴c=2,左焦点F′(-2,0),
∴2a=|AF|+|AF′|=+
=8,
解得c=2,a=4,
又a2=b2+c2,所以b2=12,故椭圆C的方程为+
=1.
(2)假设存在符合题意的直线l,设其方程为y=x+t,
由,得3x2+3tx+t2-12=0,
∵直线l与椭圆有公共点,∴△=(3t)2-4×3(t2-12)≥0,
解得-4≤t≤4
,
∵直线OA与l的距离4=,从而t=±2
,
由于±2∉[-4
,4
],
所以符合题意的直线l不存在.
已知中心在坐标原点,对称轴为坐标轴的椭圆经过两点A(0,-3)、B(,
).
(1)求此椭圆的标准方程;
(2)若点(-1,m)恰在此椭圆内部,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)设椭圆方程为+
=1(k,n>0),
∵椭圆经过两点A(0,-3)、B(,
).代入方程
则有,解得
∴所求椭圆的标准方程为+
=1
(2)若点(-1,m)恰在此椭圆内部,则必有+
<1,
∴m2<,
即m∈(-,
)
已知椭圆的离心率e=,一条准线方程为x=4,P为准线上一动点,以原点为圆心,椭圆的焦距|F1F2|为直径作圆O,直线PF1,PF2与圆O的另一个交点分别为M,N.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)探究直线MN是否经过一定点,若存在,求出该点坐标,若不存在,说明理由.
正确答案
(1)设椭圆的标准方程为+
=1(a>b>0),
∵椭圆的离心率e=,一条准线方程为x=4,
∴
∴a=2,c=2
∴b2=a2-c2=4
∴椭圆的标准方程为+
=1;
(2)由题意,F1(-2,0),F2(2,0),∴⊙O的方程为x2+y2=4
设P(4,m)则直线PF1的方程为y=(x+2)
代入圆的方程,可得(m2+36)x2+4m2x+4(m2-36)=0
∴x1=-2,x2=-
∴M(-,
)
同理可得N(,
)
若MN⊥x轴,则-=
,解得m2=12,此时点M,N的横坐标都为1,直线MN过定点(1,0);
若MN与x轴不垂直,即m2≠12,此时,kMN==
∴直线MN的方程为y-=
[x-
]
即y=(x-1)
∴直线MN过定点(1,0),
综上,直线MN过定点(1,0).
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