- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆+
=1 (a>b>0)的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,且直线x-y+b=0是抛物线y2=4x的一条切线.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过点S (0, -)且斜率为1的直线l交椭圆C于M、N两点,求|MN|的值.
正确答案
(Ⅰ)直线x-y+b=0与抛物线y2=4x联立,消去y得:x2+(2b-4)x+b2=0
∵直线x-y+b=0与抛物线y2=4x相切,
∴△=(2b-4)2-4b2=0,∴b=1,
∵椭圆+
=1 (a>b>0)的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,
∴a=b=
∴所求椭圆方程为+y2=1;
(Ⅱ)将直线l:y=x-与椭圆方程联立,消去y可得3x2-2x-
=0
设点A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=-
∴|AB|=•|x1-x2|=
•
=
在平面直角坐标系xOy中,点E到两点F1(-1,0),F2(1,0)的距离之和为2,设点E的轨迹为曲线C.
(1)写出C的方程;
(2)设过点F2(1,0)的斜率为k(k≠0)的直线l与曲线C交于不同的两点M,N,点P在y轴上,且|PM|=|PN|,求点P纵坐标的取值范围.
正确答案
(1)由椭圆的定义可知,点E的轨迹是以F1(-1,0),F2(1,0)为焦点,以2为长轴的椭圆
∵c=1,a=
∴b=1
∴C的方程为+y2=1
(2)由题意可得,直线MN的方程为y=k(x-1)
联立方程可得,(1+2k2)x2-4k2x+2(k2-1)=0
设M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点E(x0,y0)
则x1+x2=,y1+y2=k(x1+x2-2)=
且△=16k4-8(1+2k2)(k2-1)>0
即1+k2>0
∵PM=PN且P在y轴上,设p (0,b)
∴x12+(y1-b)2=x22+(y2-b)2
整理可得,(x1-x2)(x1+x2)=(y2-y1)(y2+y1-2b)
∴x1+x2=k(y1+y2-2b)
代人可得,=k(
-2b)
∴b=-
∴2bk2+3k+b=0
∴△=9-8b2>0
∴-<b<
且b≠0
已知椭圆E:+
=1(a>b>0)的左顶点为A,左、右焦点分别为F1、F2,且圆C:x2+y2+
x-3y-6=0过A,F2两点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设直线PF2的倾斜角为α,直线PF1的倾斜角为β,当β-α=时,证明:点P在一定圆上.
(3)直线BC过坐标原点,与椭圆E相交于B,C,点Q为椭圆E上的一点,若直线QB,QC的斜率kQB,kQC存在且不为0,求证:kQB•kQC为定植.
正确答案
(1)∵圆x2+y2+x-3y-6=0与x轴交点坐标为A(-2
,0),F2(
,0),
∴a=2,c=
,∴b=3,
∴椭圆方程是:+
=1.…(4分)
(2)证明:设点P(x,y),因为F1(-,0),F2(
,0),
所以kPF1=tanβ=,kPF2=tanα=
,
因为β-α=,所以tan(β-α)=-
.
因为tan(β-α)==
,所以
=-
,
化简得x2+y2-2y=3,所以点P在定圆x2+y2-2y=3上.…(10分)
(3)证明:设B(m,n),Q(x′,y′),则C(-m,-n)
∴kQB•kQC=•
=
∵+
=1,
+
=1
∴两式相减可得+
=0
∴=-
∴kQB•kQC=-…(12分)
曲线C是点M到定点F(2,0)的距离与到直线x=3距离之比为的轨迹.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)设F,F'为曲线C的两个焦点,直线l过点F且与曲线C交于A,B两点,求|F'A|•|F'B|的最大值.
正确答案
(1)设曲线上任一点M(x,y),则由题意得:=
化简得:曲线方程为+
=1…(6分)
(2)当直线l与x轴垂直时,此时A(2,),B(2,-
),|F′A|•|F′B|=
•
=
….(10分)
当直线l的斜率存在时,设l的方程为y=k(x-2)
点A,B的坐标是方程组的解,从而有:(3k2+1)x2-12k2x+12k2-6=0
由韦达定理:x1+x2=,x1x2=
,
又椭圆的离心率e=,由椭圆的左焦半径公式得|F′A|•|F′B|=(
+
x1)(
+
x2)=
x1x2+2(x1+x2)+6=
×
+2×
+6=
-
<
,综上,|F'A|•|F'B|的最大值是
.…(16分)
已知椭圆C过点A(1,),两个焦点坐标分别是F1(-1,0),F2(1,0).
(1)求椭圆C的方程.
(2)过左焦点F1作斜率为1的直线l与椭圆相交于M、N两点,求线段MN的长.
正确答案
(1)根据椭圆定义,
2a=+
=4,
所以a=2
又c=1所以b2=a2-c2=3因为焦点在x轴上,
所以椭圆方程为:+
=1
(2)由已知得直线l的方程为:y=x+1,
因为M、N是直线与椭圆的交点,
故设M(x1,y1),N(x2,y2),
由,
得7x2+8x-8=0,
所以x1+x2=-,x1x2=-
所以|x1-x2|==
=
,
所以|MN|=|x1-x2|=
.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,椭圆上任意一点到右焦点f的距离的最大值为
+1.
(I)求椭圆的方程;
(II)已知点C(m,0)是线段OF上异于O、F的一个定点(O为坐标原点),是否存在过点F且与x轴不垂直的直线l与椭圆交于A、B两点,使得|AC|=|BC|,并说明理由.
正确答案
(1)∵离心率为,椭圆上任意一点到右焦点f的距离的最大值为
+1.
∴e==
且a+c=1+
,解之得a=
,c=1,从而得到b=
=1
∴椭圆方程为:+y2=1 …(4分)
(II)由(I)得F(1,0),所以0<m<1,
假设存在满足题意的直线l,设其方程为y=k(x-1),与椭圆方程消去y,
得(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
,
代入直线方程可得y1+y2= …(8分)
设AB的中点为M,则M坐标为(,
),
∵|AC|=|BC|,∴CM⊥AB可得kCM•kAB=-1
∴-2m+
•k=0,整理得k2(1-2m)=m
当0<m<时,k=±
,即存在满足条件的直线l;
当≤m<1时,k不存在,即不存在满足条件的直线l …(12分)
已知椭圆C的中心在原点,长轴的一个顶点坐标为(2,0),离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设F1,F2为椭圆C的焦点,P为椭圆上一点,且PF1⊥PF2,求△PF1F2的面积.
正确答案
(1)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0),由已知a=2,
=
所以,a=2,c=,b=1,椭圆C的方程为
+y2=1
(2)设P(x1,y1),由已知PF1⊥PF2,所以•
=0,
即(--x1,-y1)•(
-x1,-y1)=0,x12+y12=3,
又因为 +
=1
解得y1=±,所以,△PF1F2的面积S=
×2c•|y1|=1.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,直线l:y=x+2与以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的圆O相切.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设椭圆C与曲线|y|=kx(k>0)的交点为A、B,求△OAB面积的最大值.
正确答案
(Ⅰ)由题设可知,圆O的方程为x2+y2=b2,
因为直线l:x-y+2=0与圆O相切,故有=b,
所以b=,已知e=
=
,
所以有a2=3c2=3(a2-b2),
解得a2=3,
所以椭圆C的方程为+
=1.
(Ⅱ)设点A(x0,y0),(x0>0,y0>0),则y0=kx0,
设AB交x轴于点D,由对称性知:
S△OAB=2S△OAD=2×x0y0=kx02,
由,解得x02=
,
所以S△OAB=k•=
≤
=
,
当且仅当=3k,即k=
时取等号,
所以△OAB面积的最大值为.
设点F1(-c,0),F2(c,0)分别是椭圆C:+y2=1(a>1)的左、右焦点,P为椭圆C上任意一点,且
•
最小值为0.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设定点D(m,0),已知过点F2且与坐标轴不垂直的直线l与椭圆交于A、B两点,满足|AD|=|BD|,求m的取值范围.
正确答案
(1)设P(x,y),则=(x+c,y),
=(x-c,y),
∴•
=x2+y2-c2=
x2+1-c2,x∈[-a,a],
由题意得,1-c2=0⇒c=1⇒a2=2,
∴椭圆C的方程为+y2=1.
(2)由(1)得F(1,0),设l的方程为y=k(x-1),
代入+y2=1,得(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
,∴y1+y2=k(x1+x2-2)=
,
设AB的中点为M,则M(,-
),
∵|AD|=|BD|,∴DM⊥AB,即kDM•kAB=-1,∴-2m+
k=0⇔(1-2m)k2=m
∵直线l与坐标轴不垂直,∴k2=.
∴>0⇔0<m<
.
已知抛物线C1:y2=4mx(m>0)的焦点为F2,其准线与x轴交于点F1,以F1,F2为焦点,离心率为的椭圆C2与抛物线C1在x轴上方的一个交点为P.
(1)当m=1时,求椭圆的标准方程及其右准线的方程;
(2)用m表示P点的坐标;
(3)是否存在实数m,使得△PF1F2的边长是连续的自然数,若存在,求出这样的实数m;若不存在,请说明理由.
正确答案
解(1)∵c1:y2=4mx的右焦点F2(m,0)∴椭圆的半焦距c=m,
又e=,∴椭圆的长半轴的长a=2m,短半轴的长b=
m.
椭圆方程为+
=1当m=1时,故椭圆方程为
+
=1,右准线方程为:x=4
(2)由,解得:P(
m,
m)
(3)假设存在满足条件的实数m,由(Ⅱ)知P(m,
m)
∴|PF2|=m+m=
m,|PF1|=4m-|PF2|=
m,又|F1F2|=2m=
m.
即△PF1F2的边长分别是m、
m、
m.
∵-
=
-
=1∴m=3,
故存在实数m使△PF1F2的边长是连续的自然数.
已知椭圆C的中心在原点,焦点在坐标轴上,短轴的一个端点为B(0,4),离心率e=.
(Ⅰ) 求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若O(0,0)、P(2,2),试探究在椭圆C内部是否存在整点Q(平面内横、纵坐标均为整数的点称为整点),使得△OPQ的面积S△OPQ=4?若存在,请指出共有几个这样的点?并说明理由(不必具体求出这些点的坐标).
正确答案
(I)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0),
根据题意b=4,=
,∵a2=b2+c2
∴a=5,c=3
∴椭圆的方程是+
=1
(II)|OP|=2,直线OP的方程是y=x,
设与直线OP平行的直线方程为y=x+m,
∵S△OPQ=4,∴d==2
⇒m=±4
∴Q点在直线 y=x±4上,
当m=4时,⇒41x2+200x<0⇒-
<x<0,
∵x∈Z,∴x=-4,-3,-2,-1分别对应有四个整数点;
当m=-4时,由对称性,同理满足条件的点Q也有四个,
综上,存在满足条件的整数点有8个.
已知椭圆M的中心在原点,离心率为,左焦点是F1(-2,0).
(1)求椭圆的方程;
(2)设P是椭圆M上的一点,且点P与椭圆M的两个焦点F1、F2构成一个直角三角形,若PF1>PF2,求的值.
正确答案
(1)设椭圆的方程为+
=1(a>b>0),则
∵椭圆离心率为,左焦点是F1(-2,0).
∴,∴a=4,∴b=
=2
∴椭圆的方程为+
=1;
(2)当PF2⊥x轴时,P的横坐标为2,其纵坐标为±3,∴=
;
当PF1⊥PF2 时,设PF2=m,则PF1=2a-m=8-m,4>m>0,由勾股定理可得4c2=m2+(8-m)2,即m2-8m+24=0,方程无解
综上,=
.
已知椭圆C1:+
=1(a>b>0)的右焦点F2与抛物线C2:y2=8x的焦点重合,左端点为(-
,0)
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆C1的右焦点且斜率为的直线l2被椭圆C1截得的弦AB,试求它的长度.
正确答案
(1)因为抛物线的焦点为(2,0),所以c=2,
又椭圆的左端点为(-,0),所以a=
,
则b2=a2-c2=()2-22=2,
故所求椭圆方程为:+
=1;
(2)因为椭圆的右焦点F(2,0),所以l2的方程为:y=(x-2),
代入椭圆C的方程+
=1,化简得,5x2-18x+15=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由韦达定理知,x1+x2=,x1x2=3,
从而|x1-x2|==
=
,
由弦长公式,得|AB|=|x1-x2|=
×
=
,
弦AB的长度为.
设抛物线C1:y2=4mx(m>0)的准线与x轴交于点F1,焦点为F2;椭圆C2以F1、F2为焦点,离心率e=.
(I)(文科做)当m=1时,
①求椭圆C2的标准方程;
②若直线l与抛物线交于A、B两点,且线段AB恰好被点P(3,2)平分,设直线l与椭圆C2交于M、N两点,求线段MN的长;
(II)(仅理科做)设抛物线C1与椭圆C2的一个交点为Q,是否存在实数m,,使得△QF1F2的边长是连续的自然数?若存在,求出这样的实数m的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(I)①∵c1:y2=4mx的右焦点F2(m,0)∴椭圆的半焦距c=m,
又e=,∴椭圆的长半轴的长a=2m,短半轴的长b=
m.
椭圆方程为+
=1,
∴当m=1时,故椭圆方程为+
=1.
②由题意得,若x=3,则y=±2,线段AB不可能被点P(3,2)平分,
∴直线l的斜率k一定存在,不妨设直线l的方程为:y-2=k(x-3),A(x1,y1),B(x2,y2)
由得ky2-4y-12k+8=0,
∴y1+y2==4,∴k=1,
∴直线l的方程为:y-2=x-3,即y=x-1.
(II)假设存在满足条件的实数m,
由,解得:Q(
m,
m),
∴|QF2|=m+m=
m,|QF1|=4m-|QF2|=
m,又|F1F2|=2m=
m.
即△QF1F2的边长分别是m、
m、
m.
∵-
=
-
=1∴m=3,
故存在实数m使△PF1F2的边长是连续的自然数.
已知椭圆是以二次函数y=-x2+2的图象与x轴的交点为焦点,以该函数图象的顶点为椭圆的一个顶点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)椭圆上位于第一象限内的一点P的横坐标为,,求△PF1F2面积.(F1、F2分别椭圆的两个焦点).
正确答案
(1)由已知:椭圆的焦点在x轴上,
可设为+
=1(a>b>0)
由-x2+2=0可得:x=±4
又∵函数y=x2+2=0的顶点为(0,2)
∴c=4,b=2,∴a2=20
∴椭圆方程为+
=1
(2)由xP=代入(1)中的方程可得:yP=1(yP>0)
又∵|F1F2|=2c=8
∴S△PF1F2=•|F1F2|•yP=
×8×1=4.
扫码查看完整答案与解析