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简答题

已知直线x-2y+4=0经过椭圆C:+=1(a>b>0)的左顶点A和上顶点D,椭圆C的右顶点为B,点P是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AP,BP与直线l:x=5分别交于M,N两点.

(1)求椭圆C的方程;

(2)求线段MN的长度的最小值;

(3)当线段MN的长度最小时,Q点在椭圆上运动,记△BPQ的面积为S,当S在(0,+∞)上变化时,讨论S的大小与Q点的个数之间的关系.

正确答案

(1)由已知得椭圆C的左顶点为A(-4,0),上顶点为D(0,2),

∴a=4,b=2,

故椭圆C的方程为+=1

(2)直线AP的斜率k显然存在,且k>0,故可设直线AP的方程为y=k(x+4),从而M(5,9k),设P(x0,y0),则kAP•kBP===-,∴直线BP的方程为:y=-(x-4),

得N(5,-)

∴|MN|=|9k+|=9k+≥2=3

当且仅当9k=即k=时等号成立

∴k=时,线段MN的长度取最小值3.

(3)由(2)知,当线段MN的长度取最小值时,k=,此时直线BP的方程为3x+2y-12=0,P(),|BP|=

设与BP平行的直线l':3x+2y+t=0

联立得10x2+6tx+t2-16=0

由△=36t2-40(t2-16)=0得t=±4

当t=-4时,BP与l'的距离为,此时S△BPQ=(-3)

当t=4时,BP与l'的距离为,此时S△BPQ=(+3)

∴当0<s<(-3)时,这样的Q点有4个

当S=(-3)时,这样的Q点有3个

(-3)<s<(+3)时,这样的Q点有2个

当S=(+3)时,这样的Q点有1个

当S>(+3)时,这样的Q点不存在.

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简答题

已知椭圆的长轴长是短轴长的3倍,且以过点M(3,0),求椭圆的标准方程.

正确答案

设椭圆的短轴为2b(b>0),长轴为a=6b,

所以椭圆的标准方程为 +=1或 +=1

把M(3,0)代入椭圆方程分别得:=1或 =1,解得b=1或b=3

所以椭圆的标准方程为 +y2=1或 +=1.

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简答题

圆锥曲线C的离心率为e,且经过点M(3,0),求e分别取时曲线C的标准方程.

正确答案

∵曲线C的离心率e=∈(0,1),

∴曲线C为椭圆,设其方程为:+=1,

∵曲线C经过点M(3,0),

∴a=3,

∴c=2

∴b=1,

∴曲线C的标准方程为:+y2=1;

当曲线C的离心率e=时,曲线C为双曲线,设其方程为:-=1,

同理可求得a=3,c=3,b=3.

∴曲线C的标准方程为:-=1.

∴曲线C的离心率e分别取时曲线C的标准方程分别为:+y2=1或-=1.

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简答题

给定椭圆C:+=1(a>b>0),称圆心在原点O,半径为的圆是椭圆C的“准圆”.若椭圆C的一个焦点为F(,0),其短轴上的一个端点到F的距离为

(1)求椭圆C的方程和其“准圆”方程.

(2)点P是椭圆C的“准圆”上的一个动点,过点P作直线l1,l2,使得l1,l2与椭圆C都只有一个交点.求证:l1⊥l2

正确答案

(1)因为c=,a=,所以b=1

所以椭圆的方程为+y2=1,

准圆的方程为x2+y2=4.

(2)①当l1,l2中有一条无斜率时,不妨设l1无斜率,

因为l1与椭圆只有一个公共点,则其方程为x=或x=-

当l1方程为x=时,此时l1与准圆交于点(,1)(,-1),

此时经过点(,1)(或,-1)且与椭圆只有一个公共点的直线是y=1(或y=-1),

即l2为y=1(或y=-1),显然直线l1,l2垂直;

同理可证l1方程为x=-时,直线l1,l2垂直.

②当l1,l2都有斜率时,设点P(x0,y0),其中x02+y02=4,

设经过点P(x0,y0),与椭圆只有一个公共点的直线为y=t(x-x0)+y0

,消去y得到x2+3(tx+(y0-tx0))2-3=0,

即(1+3t2)x2+6t(y0-tx0)x+3(y0-tx02-3=0,△=[6t(y0-tx0)]2-4•(1+3t2)[3(y0-tx02-3]=0,

经过化简得到:(3-x02)t2+2x0y0t+1-y02=0,因为x02+y02=4,所以有(3-x02)t2+2x0y0t+(x02-3)=0,

设l1,l2的斜率分别为t1,t2,因为l1,l2与椭圆都只有一个公共点,

所以t1,t2满足上述方程(3-x02)t2+2x0y0t+(x02-3)=0,

所以t1•t2=-1,即l1,l2垂直.

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简答题

已知直线l:y=x+k经过椭圆C:+=1,(a>1)的右焦点F2,且与椭圆C交于A、B两点,若以弦AB为直径的圆经过椭圆的左焦点F1,试求椭圆C的方程.

正确答案

设椭圆焦距为2c,则c==1…(1分)

∴F2(1,0),代入y=x+k  得k=-1

将y=x-1代入椭圆方程整理得:(2a2-1)x2-2a2x+2a2-a4=0…(4分)

∵A、B点在直线l上,设A(x1,x1-1),B(x2,x2-1)

∵AF1⊥BF1  又F1(-1,0)

=-1,即x1x2=-1…(8分)  

由韦达定理,=-1

解得a2=2+或a2=2-(∵a>1舍)…(10分)

∴a2-1=2+-1=1+

+=1为所求方程.…(14分)

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简答题

已知椭圆C:+=1(a>b>0)的两个焦点分别为F1(-,0),F2(,0),点M(1,0)与椭圆短轴的两个端点的连线相互垂直.

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)过点M(1,0)的直线l与椭圆C相交于A,B两点,设点N(3,2),记直线AN,BN的斜率分别为k1,k2,求证:k1+k2为定值.

正确答案

(Ⅰ)依题意,c=,a2-b2=2,

∵点M(1,0)与椭圆短轴的两个端点的连线相互垂直,

∴b=|OM|=1,

∴a=.…(3分)

∴椭圆的方程为+y2=1.…(4分)

(II)①当直线l的斜率不存在时,由解得x=1,y=±

设A(1,),B(1,-),则k1+k2=+=2为定值.…(5分)

②当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为:y=k(x-1).

将y=k(x-1)代入+y2=1整理化简,得(3k2+1)x2-6k2x+3k2-3=0.…(6分)

依题意,直线l与椭圆C必相交于两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),

则x1+x2=,x1x2=.…(7分)

又y1=k(x1-1),y2=k(x2-1),

所以k1+k2=+=

==

===2..….…(13分)

综上得k1+k2为常数2..….…(14分)

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简答题

已知双曲线-=1,

(1)求以双曲线的顶点为焦点,焦点为顶点的椭圆E的方程.

(2)点P在椭圆E上,点C(2,1)关于坐标原点的对称点为D,直线CP和DP的斜率都存在且不为0,试问直线CP和DP的斜率之积是否为定值?若是,求此定值;若不是,请说明理由.

(3)平行于CD的直线l交椭圆E于M、N两点,求△cmn面积的最大值,并求此时直线l的方程.

正确答案

(1)∵双曲线-=1的顶点为(±,0),焦点为(±2,0),

设以双曲线的顶点为焦点,焦点为顶点的椭圆E的方程为+=1,a>b>0,

则a2=6+2=8,c2=6,

∴椭圆E的方程为+=1.…(3分)

(2)依题意得D点的坐标为(-2,-1),

且D点在椭圆E上,直线CP和DP的斜率KCP和KDP均存在,设P(x,y),

则kCP=,kDP=

∴kCP•kDP==,…(5分)

∵点Q在椭圆E上,∴x2=8-4y2,kCP•kDP==-

∴直线CP和DP的斜率之积为定值-.…(7分)

(3)∵直线CD的斜率为,CD平行于直线l,

设直线l的方程为y=x+t,

,消去y,整理得x2+2tx+2t2-4=0,

△=4t2-4(2t2-4)>0,解得t2<4,

设M(x1,y1),N(x2,y2),

则x1+x2=-2tx1•x2=2t2-4.…(10分)

∴|MN|=

=•|x1-x2|

=

=,-2<t<2.…(11分)

点C到直线MN的距离为d==,…(12分)

∴S△CMN=|MN|•d

=

=|t|•

===2.

当且仅当t2=4-t2,即t2=2时,取等号.…(13分)

∴△CMN面积的最大值为2,此时直线l的方程为y=.…(14分)

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简答题

以O为原点,所在直线为x轴,建立直角坐标系.设=1,点F的坐标为(t,0),t∈[3,+∞).点G的坐标为(x0,y0).

(1)求x0关于t的函数x0=f(t)的表达式,并判断函数f(x)的单调性.

(2)设△OFG的面积S=t,若O以为中心,F,为焦点的椭圆经过点G,求当||取最小值时椭圆的方程.

(3)在(2)的条件下,若点P的坐标为(0,),C,D是椭圆上的两点,(λ≠1),求实数λ的取值范围.

正确答案

(1)由题意得:=(t,0),=(x0,y0),═(x0-t,y0),

则:=t(x0-t)=1,解得:x0=f(t)=t+

所以f(t)在t∈[3,+∞)上单调递增.

(2)由S=||•|y0|=|y0|•t=t得y0

点G的坐标为(t+,±),|

OG

|2=(t+

1

t

)2+

当t=3时,||取得最小值,此时点F,G的坐标为(3,0)、(,±

由题意设椭圆的方程为+=1,又点G在椭圆上,

解得b2=9或b2=-(舍)故所求的椭圆方程为+=1

(3)设C,D的坐标分别为(x,y)、(m,n)

=(x,y-),=(m,n-)由得(x,y-)=λ=(m,n-),

∴x=λm,y=λn-λ+

又点C,D在椭圆上消去m得n=   

|n|≤3,∴||≤3解得≤λ≤5

又∵λ≠1

∴实数λ的范围是[,1)∪(1,5]

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简答题

已知双曲线C的方程为x2-15y2=15.

(1)求其渐近线方程;

(2)求与双曲线C焦点相同,且过点(0,3)的椭圆的标准方程.

正确答案

(1)双曲线方程化为-y2=1,(1分)

由此得a=,b=1,(3分)

所以渐近线方程为y=±x,即y=±x.(5分)

(2)双曲线中,c===4,焦点为(-4,0),(4,0).(7分)

椭圆中,2a=+=10,(9分)

则a=5,b2=a2-c2=52-42=9.(11分)

所以,所求椭圆的标准方程为+=1.(13分)

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简答题

已知椭圆C:+=1 (a>b>0)的离心率为,F1、F2分别为椭圆C的左、右焦点,若椭圆C的焦距为2.

(1)求椭圆C的方程;

(2)设M为椭圆上任意一点,以M为圆心,MF1为半径作圆M,当圆M与椭圆的右准线l有公共点时,求△MF1F2面积的最大值.

正确答案

(1)因为2c=2,且=,所以c=1,a=2.

所以b2=3.

所以椭圆C的方程为+=1.

(2)设点M的坐标为(x0,y0),

+=1.

因为F1(-1,0),=4,

所以直线l的方程为x=4.

由于圆M与l有公共点,

所以M到l的距离4-x0小于或等于圆的半径R.

因为R2=MF12=(x0+1)2+y02

所以(4-x02≤(x0+1)2+y02

即y02+10x0-15≥0.

又因为=3(1-),

所以3-+10x0-15≥0.

解得≤x0≤12.又+=1,∴≤x0<2

当x0=时,|y0|=

所以(S△MF1F2)max=×2×=

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简答题

(1)求离心率为,且与双曲线-y2=1有公共焦点的椭圆的标准方程.

(2)求一条渐近线为2x+3y=0且焦点到渐近线的距离为2的双曲线的标准方程.

正确答案

(1)∵椭圆与双曲线-y2=1有公共焦点,且双曲线的焦点为(±,0),

∴设椭圆的方程为+=1(a>b>0),满足a2-b2=5…①

又∵椭圆离心率为,∴=…②

联解①②,得,故所求椭圆的方程为+=1

(2)∵双曲线的一条渐近线方程为2x+3y=0,

∴设其标准方程为4x2-9y2=λ,

化成标准方程为-=1(λ>0)或-=1(λ<0)

∵双曲线焦点到渐近线的距离为2,可得b=2

∴当λ>0时,=4可得λ=36,双曲线标准方程为-=1;

当λ<0时,-=4可得λ=-16,双曲线标准方程为-=1

综上所述,双曲线的标准方程为-=1或-=1

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简答题

设椭圆C的中心在原点,焦点在y轴上,离心率为,其一个顶点的坐标是(1,0).

(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

(Ⅱ)若斜率为2的直线l过椭圆C在y轴正半轴上的焦点,且与该椭圆交于A、B两点,求AB的中点坐标.

正确答案

(Ⅰ)设椭圆C的标准方程为+=1,其焦点为(0,±c)(2分)

由已知得 b2=1,=,(6分)

又a2=b2+c2(8分)∴a2=2,c=1

∴椭圆C的标准方程为+x2=1(9分)

(Ⅱ)直线l的方程为 y-1=2(x-0),即y=2x+1

设A、B两点的坐标分别为A(x1,y1)、B(x2,y2),

AB中点坐标为M(x0,y0

得6x2+4x-1=0(12分)

∴x1+x2=-=-,x0==-y0==x1+x2+1=

∴AB中点坐标为M(-)(15分)

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简答题

已知椭圆C1:+=1(a>b>0)的右焦点与抛物线C2:y2=4x的焦点F重合,椭圆C1与抛物线C2在第一象限的交点为P,|PF|=

(1)求椭圆C1的方程;

(2)若过点A(-1,0)的直线与椭圆C1相交于M、N两点,求使+=成立的动点R的轨迹方程;

(3)若点R满足条件(2),点T是圆(x-1)2+y2=1上的动点,求|RT|的最大值.

正确答案

(1)抛物线C2:y2=4x的焦点F的坐标为(1,0),准线为x=-1,

设点P的坐标为(x0,y0),依据抛物线的定义,由|PF|=,得1+x0=,解得x0=

∵点P在抛物线C2上,且在第一象限,∴y02=4x0=4×,解得y0=

∴点P的坐标为().

∵点P在椭圆C1:+=1(a>b>0)上,∴+=1.

又c=1,且a2=b2+c2=b2+1,解得a2=4,b2=3.

∴椭圆C1的方程为+=1.

(2)设点M(x1,y1)、N(x2,y2)、R(x,y),

=(x1-1,y1),=(x2-1,y2),=(x-1,y).

+=(x1+x2-2,y1+y2).

+=

∴x1+x2-2=x-1,y1+y2=y.①

∵M、N在椭圆C1上,∴+=1,+=1.

上面两式相减,把①式代入得+=0.

当x1≠x2时,得=-.②

设FR的中点为Q,则Q的坐标为().

∵M、N、Q、A四点共线,∴kMN=kAQ,即=.③

把③式代入②式,得=-,化简得4y2+3(x2+4x+3)=0.

当x1=x2时,可得点R的坐标为(-3,0),

经检验,点R(-3,0)在曲线4y2+3(x2+4x+3)=0上.

∴动点R的轨迹方程为4y2+3(x2+4x+3)=0.

(3)4y2+3(x2+4x+3)=0可化为(x+2)2+=1,中心为(-2,0),焦点在x轴上,左顶点坐标为(-3,0)

∵圆(x-1)2+y2=1的圆心坐标为(1,0),与x轴的交点坐标为(0,0),(2,0)

∴|RT|的最大值为2-(-3)=5.

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简答题

椭圆有一个焦点为F1(-2,0),且经过点(0,2),求此椭圆的标准方程.

正确答案

依题意,可知椭圆的焦点在x轴上,设其方程为+=1(a>b>0)…(2分)

则由焦点为F1(-2,0),且经过点(0,2)可得:…(8分).

解得…(10分).

所以所求椭圆的标准方程为+=1…(12分)

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简答题

椭圆短轴的一个端点与两个焦点组成一个正三角形,焦点到椭圆长轴端点的最短距离为,求此椭圆的标准方程.

正确答案

当焦点在x轴时,设椭圆方程为+=1,

由题意知a=2c,a-c=

解得a=2,c=

所以b2=9,所求的椭圆方程为+=1.

同理,当焦点在y轴时,所求的椭圆方程为+=1.

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