- 圆锥曲线与方程
- 共14739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
当(
-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.
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.
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.
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,
则,消去y得到x2+3(tx+(y0-tx0))2-3=0,
即(1+3t2)x2+6t(y0-tx0)x+3(y0-tx0)2-3=0,△=[6t(y0-tx0)]2-4•(1+3t2)[3(y0-tx0)2-3]=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.
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)
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)
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,
由,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=x±
.…(14分)
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
(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)
则=(x,y-
),
=(m,n-
)由
=λ
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]
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)
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),
则+
=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-x0)2≤(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×
=
.
(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
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)
由得6x2+4x-1=0(12分)
∴x1+x2=-=-
,x0=
=-
y0=
=x1+x2+1=
∴AB中点坐标为M(-,
)(15分)
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),
则=(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.
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)
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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