- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
在直角坐标系x0y中,椭圆C1:+
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,F2也是抛物线C2:y2=4x的焦点,点M为C1与C2在第一象限的交点,且|MF2|=
.
(Ⅰ)求M点的坐标及椭圆C1的方程;
(Ⅱ)已知直线l∥OM,且与椭圆C1交于A,B两点,提出一个与△OAB面积相关的问题,并作出正确解答.
正确答案
(Ⅰ)由抛物线C2:y2=4x 知 F2(1,0),设M(x1,y1),(x1>0,y1>0),M在C2上,且|MF2|=,所以x1+1=
,得x1=
,代入y2=4x,得y1=
,
所以M(,
).
M在C1上,由已知椭圆C1的半焦距 c=1,于是
消去b2并整理得 9a4-37a2+4=0,解得a=2(a=不合题意,舍去).
故椭圆C1的方程为 +
=1.
(Ⅱ)由y=(x-m)得
x-y-
m=0,所以点O到直线l的距离为
d=,又|AB|=
,
所以S△OAB=|AB|d=
,
-<m<
且m≠0.
下面视提出问题的质量而定:
如问题一:当△OAB面积为时,求直线l的方程.(y=
(x±1))
问题二:当△OAB面积取最大值时,求直线l的方程.(y=(x±
))
已知直线(k+1)x-y-3-3k=0(k∈R)所经过的定点F恰好是椭圆C的一个焦点,且椭圆C上的点到点F的最大距离为8.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;(7分)
(Ⅱ)已知圆O:x2+y2=1,直线l:mx+ny=1.试证明当点P(m,n)在椭圆C上运动时,直线l与圆O恒相交;并求直线l被圆O所截得的弦长的取值范围.(8分)
正确答案
(Ⅰ)由(k+1)x-y-3-3k=0(k∈R),得x-y-3+k(x-3)=0,
则由,解得定点F(3,0);
设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0),则
,解得
;
所以椭圆C的方程为+
=1.
(Ⅱ)因为点P(m,n)在椭圆C上运动,所以1=+
<m2+n2,从而圆心O到直线l:mx+ny=1的距离d=
<1=r,所以直线l与圆O恒相交;
又直线l被圆O截得的弦长为L=2=2
=2
,
由于0≤m2≤25,所以16≤m2+16≤25,则L∈[
,
],
即直线l被圆O截得的弦长的取值范围是L∈[,
].
设椭圆E:+
=1的焦点在x轴上
(1)若椭圆E的焦距为1,求椭圆E的方程;
(2)设F1,F2分别是椭圆E的左、右焦点,P为椭圆E上第一象限内的点,直线F2P交y轴于点Q,并且F1P⊥F1Q,证明:当a变化时,点P在某定直线上.
正确答案
(1)∵椭圆E的焦距为1,∴a2-(1-a2)=()2,解得a2=
.
故椭圆E的方程为+
=1.
(2)设P(x0,y0),F1(-c,0),F2(c,0),其中c=.
由题设可知:x0≠c.则直线F1P的斜率kF1P=,直线F2P的斜率kF2P=
.
故直线F2P的方程为y=(x-c).
令x=0,解得y=.即点Q(0,
).
因此直线F1Q的斜率kF1Q=.
∵F1Q⊥F1P,∴kF1Q•kF1P=•
=-1.
化为=
-(2a2-1).
联立,及x0>0,y0>0,
解得x0=a2,y0=1-a2.
即点P在定直线x+y=1上.
求下列圆锥曲线的标准方程
(1)以双曲线-x2=1的顶点为焦点,离心率e=
的椭圆
(2)准线为x=,且a+c=5的双曲线
(3)焦点在y轴上,焦点到原点的距离为2的抛物线.
正确答案
(1)∵双曲线-x2=1的顶点坐标为(0,±
),
∴所求椭圆的焦点为(0,±),可得c=
…2分
又∵椭圆的离心率e==
,可得a=
c=2,b2=a2-c2=2…3分
∴所求椭圆方程为+
=1;…4分
(2)∵双曲线的准线方程为x=,∴
=
,结合a+c=5解得a=2,c=3
∴b2=c2-a2=5…(2分)
∴所求双曲线方程为-
=1…(4分)
(3)根据题意,设抛物线的方程为x2=2py或x2=-2py(p>0)
∵抛物线的焦点坐标为(0,±2),
∴p=2,可得p=4…(2分)
∴所求抛物线方程为x2=8y或x2=-8y…(4分)
(1)双曲线与椭圆+
=1有相同焦点,且经过点(
,4),求其方程.
(2)椭圆过两点(,1),(-
,-
),求其方程.
正确答案
(1)椭圆+
=1中c=
=3,∴焦点为(0,±3),
设双曲线方程为-
=1
∵双曲线过(,4),则
-
=1,得a2=4或36,
而a2<9,
∴a2=4,
∴双曲线方程为-
=1.
(2)设椭圆方程为Ax2+By2=1(A>0,B>),则,∴A=
,B=
,
∴所求椭圆方程为+
=1.
已知圆C:(x+2)2+y2=24,定点A(2,0),M为圆C上一动点,点P在AM上,点N在CM上(C为圆心),且满足= 2
,
-
=0,设点N的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)过点B(m,0)作倾斜角为π的直线l交曲线E于C、D两点.若点Q(1,0)恰在以线段CD为直径的圆的内部,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)由=2
,
•
=0,知NP为AM的中垂线,
∴|| =|
|,∴|
| +|
| =|
| +|
| =2
>4=|
|,
∴N的轨迹是椭圆,c=2,a=,即N的轨迹方程是
+
=1.
(2)由题意,l的方程是y=(x-m),
设C(x1,y1),D(x2,y2),
由,消去y,整理得:2x2-2mx+m2-6=0,
由△>0⇒4m2-4×2(m2-6)>0⇒-2<m<2
,
∴x1+x2=m,x1x2=,
又点Q(1,0)在以线段CD为直径的圆内,得•
<0,
∴(x1-1,y1)•(x2-1,y2)<0,
x1x2-(x1+x2)+1+(-
3
3
)2(x1-m)(x2-m)<0,
∴x1x2-(1+
m) (x1+x2) +
m2+1<0,
∴2m2-3m-9<0,
即-<m<3.
综上所述,m的取值范围(-,3).
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,右焦点F也是抛物线y2=4x的焦点.
(1)求椭圆方程;
(2)若直线l与C相交于A、B两点,若=2
,求直线l的方程.
正确答案
(1)根据F(1,0),即c=1,
据=
得a=
,
故b=,
所以所求的椭圆方程是+
=1.
(2)当直线l的斜率为0时,检验知≠2
.
设A(x1,y1)B(x2,y2),
根据=2
得(1-x1,-y1)=2(x2-1,y2)得y1=-2y2.
设直线l:x=my+1,代入椭圆方程得(2m2+3)y2+4my-4=0,
故y1+y2=-,y1•y2=-
,
得y1= - ,y2=
,
代入y1•y2=-得
( -)(
)= -
,即
=1,
解得m=±,
故直线l的方程是x=±y+1.
已知椭圆M:+
=1(a>b>0)的离心率为
,且椭圆上一点与椭圆的两个焦点构成的三角形的周长为6+4
.
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)设直线l:x=ky+m与椭圆M交手A,B两点,若以AB为直径的圆经过椭圆的右顶点C,求m的值.
正确答案
(Ⅰ)由题意,可得 2a+2c=6+4,即a+c=3+2
,…(1分)
又椭圆的离心率为,即
=
,…(2分)
所以a=3,c=2,
所以b2=a2-c2=1,…(3分)
所以椭圆M的方程为+y2=1.…(4分)
(Ⅱ)由消去x得(k2+9)y2+2kmy+m2-9=0.…(5分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),有y1+y2=-,y1y2=
.①…(6分)
因为以AB为直径的圆过椭圆右顶点C(3,0),所以 •
=0.…(7分)
由 =(x1-3,y1),
=(x2-3,y2),得 (x1-3)(x2-3)+y1y2=0.…(8分)
将x1=ky1+m,x2=ky2+m代入上式,
得 (k2+1)y1y2+k(m-3)(y1+y2)+(m-3)2=0,…(10分)
将 ①代入上式得(k2+1)×+k(m-3)×(-
)+(m-3)2=0
解得 m=,或m=3.…(12分)
如图,F是椭圆+
=1(a>b>0)的一个焦点,A、B是椭圆的两个顶点,椭圆的离心率为
,点C在x轴上,BC⊥BF,由B、C、F三点确定的圆M恰好与直线x+
y+3=0相切.
(I)求椭圆的方程;
(II)过F作一条与两坐标轴都不垂直的直线l交椭圆于P、Q两点,若在x轴上存在一点N(x0,0),使得直线NP与直线NQ关于x轴对称,求x0的值.
正确答案
(I)由题意可知F(-c,0)
∵e=,∴b=
c,即B(0,
c),∴kBF=
=
又∵BC⊥BF,∴kBC=-,
∴C(3c,0),∴圆M的圆心坐标为(c,0),半径为2c由直线x+y+3=0与圆M相切可得
=2c,
∴c=1,∴椭圆的方程为+
=1.
(II)由题意可设直线l的方程为y=k(x+1)(k≠0),设P(x1,y1),Q(x2,y2)
∵直线NP与直线NQ关于x轴对称,
∴kNP=-kNQ,即=-
∴=-
,∴x0=
∵,∴3x2+4k2(x+1)2=12
∴(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0,
∴x1+x2=-,x1x2=
,
∴x0==-4
已知椭圆的焦点在x轴上,长轴长为12,离心率为,求椭圆的标准方程.
正确答案
由于椭圆的焦点在x轴上,长轴长为12,
则2a=12,a=6,
又由椭圆的离心率为,
则=
=
,
故a=6,c=2,
∴b2=a2-c2=32,
故所求椭圆的方程为+
=1.
已知椭圆的中心在原点,焦点为F1(0,-2),F2(0,2
),且离心率e=
.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)直线l(与坐标轴不平行)与椭圆交于不同的两点A、B,且线段AB中点的横坐标为-,求直线l倾斜角的取值范围.
正确答案
(I)设椭圆方程为+
=1(a>b>0),
由题意得c=2,e=
=
,所以a=3,
b2=a2-c2=1,
所以椭圆的方程为x2+=1;
(II)设直线l的方程为y=kx+m(k≠0),
由得(k2+9)x2+2kmx+m2-9=0,
则△=4k2m2-4(k2+9)(m2-9)>0,即k2-m2+9>0①,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-,
因为线段AB中点的横坐标为-,所以2×(-
)=-
,
化简得k2+9=2km,所以m=②,
把②代入①整理得k4+6k2-27>0,解得k<-或k>
,
所以直线l倾斜角的取值范围为k<-或k>
.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,其左、右焦点为F1、F2,点P是坐标平面内一点,且|OP|=
,
•
=
,其中O为坐标原点.Q为椭圆的左顶点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点S(-,0),且斜率为k的动直线l交椭圆于A、B两点,是否存在直线l,使得VQAB为等腰三角形?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)设P(x0,y0),∵|OP|=,∴x02+y02=
①
又•
=
,∴(-c-x0,-y0)•(c-x0,-y0)=
,即x02-c2+y02=
②
①代入②得:c=.又e=
,∴a=2,b=1.
故所求椭圆方程为+y2=1;
(2)直线l的方程为y=k(x+),
联立,得(25+100k2)x2+240k2x+144k2-100=0.
x1+x2=-,x1x2=
.
设AB的中点M(x0,y0),
则x0=-,y0=k(
-
)=
.
所以kMQ==
.
若三角形QAB为等腰三角形,则MQ⊥AB,
即•k=-1,此式无解,
所以使得△QAB为等腰三角形的直线l不存在.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率e=
,焦点是函数f(x)=x2-2与x轴的交点.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)若直线y=kx+2(k≠0与椭圆交于C、D两点,|CD|=,求k的值.
正确答案
(Ⅰ)由题意 x2-2=0,解得 x=±,
所以c=,又
=
,所以a2=3,b2=1
∴椭圆方程为+y2=1.
(Ⅱ)设C(x1,y1)﹑D(x2,y2),将y=kx+2代入+y2=1
整理得(1+3k2)x2+12kx+9=0
所以有△=(12k)2-36(1+3k2)>0 ①
,
所以 丨CD丨==
=
整理得
7k4-12k2-27=0即(7k2+9)(k2-3)=0
解得 k2=-(舍去)或k2=3,即k=±
经验证,k=±使①成立,故为所求.
椭圆C的中心坐标为原点O,焦点在y轴上,焦点到相应准线的距离以及离心率均为,直线l与y轴交于点P(0,m),与椭圆C交于相异两点A且
=λ
.
(1)求椭圆方程;
(2)若+λ
=4
,求m的取值范围。.
正确答案
(1)设椭圆C的方程:+
=1(a>b>0),则c2=a2-b2,由条件知
-c=
=
,
=
,所以a=1,b=c=
,
故椭圆C的方程为y2+2x2=1.(4分)
(2)由=λ
,得
-
=λ(
-
),
∴+λ
=(1+λ)
.
∵+λ
=4
,
∴λ+1=4,λ=3.
设l与椭圆C交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
得(k2+2)x2+2kmx+(m2-1)=0,
因此△=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)
=4(k2-2m2+2)>0,①
则x1+x2=,x1x2=
.
∵=3
,∴-x1=3x2,得
得3(x1+x2)2+4x1x2=0,
∴3()2+4
=0,
整理得:4k2m2+2m2-k2-2=0.
当m2=时,上式不成立.
∴m2≠,k2=
.
由①式得k2>2m2-2,
∵λ=3,∴k≠0,k2=>0,
所以-1<m<-或
<m<1.
即所求m的取值范围为(-1,-)∪(
,1)(14分)
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.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)已知点Q(,0),动直线l过点F,且直线l与椭圆C交于A,B两点,证明:
•
为定值.
正确答案
(Ⅰ)由题意知:c=1.
根据椭圆的定义得:2a=+
,解得a=
.
所以 b2=2-1=1.
所以椭圆C的标准方程为+y2=1.
(Ⅱ)证明:当直线l的斜率为0时,A(,0),B(-
,0).
则 •
=(
-
,0)•(-
-
,0)=-
.
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).
由,可得:(t2+2)y2+2ty-1=0.
显然△>0,则,
因为x1=ty1+1,x2=ty2+1,
所以•
=(x1-
,y1)•(x2-
,y2)=(ty1-
)(ty2-
)+y1y2
=(t2+1)y1y2-t(y1+y2)+
=-(t2+1)+
t
+
=+
=-
,即
•
=-
.
综上,•
=-
,即
•
为定值.
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