- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知定点A(-,0),B是圆C:(x-
)2+y2=16(C为圆心)上的动点,AB的垂直平分线与BC交于点E.
(1)求动点E的轨迹方程;
(2)设直线l:y=kx+m(k≠0,m>0)与E的轨迹交于P,Q两点,且以PQ为对角线的菱形的一顶点为(-1,0),求:△OPQ面积的最大值及此时直线l的方程.
正确答案
(1)由题知|EA|=|EB|
∴|EA|+|EC|=|EB|+|EC|=4
又∵|AC|=2<4∴点E的轨迹是以A,C为焦点,长轴长为4的椭圆,
∴E的轨迹方程为+y2=1
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ的中点为(x0,y0)
将直线y=kx+m与+y2=1
联立得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0△=16(4k2+1-m2)>0,即4k2+1>m2①
又x0==
,y0=
=
依题意有=-
,
整理得3km=4k2+1②
由①②可得k2>,∵m>0,∴k>0,∴k>
设O到直线l的距离为d,则S△OPQ=d•|PQ|=
•
•
==
当=
时,△OPQ的面积取最大值1,
此时k=,m=
,∴直线方程为y=
x+
设F1,F2分别为椭圆C:+
=1(a>b>0)的左、右两个焦点,若椭圆C上的点A(1,
)到F1,F2两点的距离之和等于4.
(1)求出椭圆C的方程和焦点坐标;
(2)过点P(0,)的直线与椭圆交于两点M、N,若OM⊥ON,求直线MN的方程.
正确答案
(1)椭圆C的焦点在x轴上,
由椭圆上的点A到F1、F2两点的距离之和是4,得2a=4,即a=2,
又点A(1,)在椭圆上,∴
+
=1,∴b2=3,∴c2=1,
所以椭圆C的方程为+
=1,F1(-1,0),F2(1,0).…(6分)
(2)直线MN不与x轴垂直,设直线MN方程为y=kx+,
代入椭圆C的方程得(3+4k2)x2+12kx-3=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=-
,且△>0成立.
又=x1x2+y1y2=x1x2+( kx1+
)(kx2+
)=-
-
+
=0,
∴16k2=5,k=±,
∴MN方程为y=±x+
…(14分)
在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C的中心在原点O,焦点在x轴上,短轴长为2,离心率为
(I)求椭圆C的方程
(II)A,B为椭圆C上满足△AOB的面积为的任意两点,E为线段AB的中点,射线OE交椭圆C与点P,设
=t
,求实数t的值.
正确答案
(I)由题意设椭圆的标准方程为+
=1(a>b>0),焦距为2c.
则,解得
,∴椭圆的方程为
+y2=1.
(II)由题意设直线AB的方程为x=my+n,代入椭圆方程x2+2y2=2,化为(m2+2)y2+2mny+n2-2=0,
则△=4m2n2-4(m2+2)(n2-2)=4(2m2+4-2n2)>0,(*)
y1+y2=,y1y2=
,
∴|AB|=
==
.
原点O到直线AB的距离d=,
好∵|AB|d=
好,
∴×
×
=
,化为
=
.(**)
另一方面,yE==
,
∴xE=myE+n=+n=
,即E(
,
).
∵=t
,∴P(
,
).
代入椭圆方程得+(
)2=1,
化为n2t2=m2+2,代入(**)得=
,化为3t4-16t2+16=0,解得t2=4或
.
∵t>0,∴t=2或.经验证满足(*).
∴t=2或.
已知中心在原点,焦点在x轴上,离心率为的椭圆过点(
,
)
(1)求椭圆方程;
(2)设不过原点O的直线l:y=kx+m(k≠0),与该椭圆交于P、Q两点,直线OP、OQ的斜率依次为k1、k2,满足4k=k1+k2
①求证:m2为定值,并求出此定值;
②求△OPQ面积的取值范围.
正确答案
(1)由题设条件,设c=k,a=2k,则b=k,
∴椭圆方程为+
=1,
把点(,
)代入,得k2=1,
∴椭圆方程为+y2=1.
(2)①由,得(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,
∴x1+x2 =-,x1x2=
.
∵直线OP,OQ的斜率依次为k1,k2,
∴4k=k1+k2=+
=
+
,
∴2kx1x2=m(x1+x2),由此解得m2=,验证△>0成立.
②S△OPQ=|x1-x2| • |m|=
,令
=t>1,
得S△OPQ==
<1,
∴S△OPQ∈(0,1).
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的上项点为B1,右、右焦点为F1、F2,△B1F1F2是面积为
的等边三角形.
(I)求椭圆C的方程;
(II)已知P(x0,y0)是以线段F1F2为直径的圆上一点,且x0>0,y0>0,求过P点与该圆相切的直线l的方程;
(III)若直线l与椭圆交于A、B两点,设△AF1F2,△BF1F2的重心分别为G、H,请问原点O在以线段GH为直径的圆内吗?若在请说明理由.
正确答案
(I)∵b•2c=
,a=2c,a2=b2+c2.
解得c2=1,b2=3,a2=4,
∴椭圆C的方程为:+
=1
(Ⅱ)∵F1F2是圆的一条直径,∴圆的方程为x2+y2=1,
又P(x0,y0)是该圆在第一象限部分上的切线的切点,
∴kl•=-1,解得kl=-
.
∴切线方程为y-y0=-(x-x0),又
+
=1,
化为l:x0x+y0y-1=0.
∴切线方程为l:x0x+y0y-1=0.
(III)设A(x1,y1),B(x2,y2),则G(,
),H(
,
).
若原点O在以线段GH为直径的圆内,则•
<0,即
+
<0,即x1x2+y1y2<0,
下面给出证明:联立,
消去x整理为(4+3
)y2-6y0y+3-12
=0,
∴y1+y2=,y1y2=
,
∴x1x2=•
=
=
,
∴x1x2+y1y2==-
<0.
∴原点O在以线段GH为直径的圆内.
椭圆的两个焦点是F1(-1,0),F2(1,0),P为椭圆上一点,且F1F2是PF1与PF2的等差中项,则该椭圆方程是______.
正确答案
椭圆的两个焦点是F1(-1,0),F2(1,0),
∵P为椭圆上一点,F1F2是PF1与PF2的等差中项,
∴2a=PF1+PF2=2F1F2=4,a=2,c=1.
∴b2=a2-c2=3,故所求椭圆的方程为+
=1.
答案:+
=1
已知椭圆E:+
=1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,离心率e=
.
(I)若点F在直线l:x-y+1=0上,求椭圆E的方程;
(II)若0<a<1,试探究椭圆E上是否存在点P,使得•
=1?若存在,求出点P的个数;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)∵F(-c,0)在直线l:x-y+1=0上,
∴-c+1=0,即c=1,
又e==
,∴a=2c=2,
∴b==
=
.
从而椭圆E的方程为+
=1.
(Ⅱ)由e==
,得c=
a,
∴b==
=
,
椭圆E的方程为+
=1,其左焦点为F(-
a,0),右顶点为A(a,0),
假设椭圆E上存在点P(x0,y0)(-a≤x0≤a),使得•
=1,
∵点P(x0,y0)在椭圆上,∴y02=-x02+
a2,
由•
=(-
a-x0,-y0)•(a-x0,-y0)
=(-a-x0)(a-x0)+y02
=-a2-
ax0+x02-
x02+
a2
=(x0-a)2=1.
解得:x0=a±2,
∵0<a<1,∴
x0=a±2∉[-a,a],
故不存在点P,使得•
=1.
已知椭圆+
=1,(a>b>0)的离心率为
,点P(2,1)是椭圆上一定点,若斜率为
的直线与椭圆交于不同的两点A、B.
( I)求椭圆方程;
( II)求△PAB面积的最大值.
正确答案
( I)∵e==
,
∴c=a,b=
a,
又P(2,1)在椭圆上,代入椭圆方程,
得:+
=1,
∴a2=8,b2=2,
椭圆方程为:+
=1…(6分)
( II)设直线AB的方程为:y=x+m,
与椭圆联列方程组得,,
代入得:2x2+4mx+4m2-8=0,…(8分)
∵△=16m2-8(4m2-8)>0,
解得,-2<m<2
由韦达定理得:x1+x2=-2m,
x1x2=2m2-4|AB|=•
=
•
=
•
P到直线AB的距离:d=,…(12分)
S△PAB=•
•
•
=
≤2
当4-m2=m2,
即m=±时,
S△PAB有最大值2 …(15分)
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的左顶点和右焦点分别为A,F,右准线为直线m,圆D:x2+y2-6y-4=0.
(1)若点A在圆D上,且椭圆C的离心率为,求椭圆C的方程;
(2)若直线m上存在点Q,使△AFQ为等腰三角形,求椭圆C的离心率的取值范围;
(3)若点P在(1)中的椭圆C上,且过点P可作圆D的两条切线,切点分别为M、N,求弦长MN的取值范围.
正确答案
(1)对x2+y2-6y-4=0,令y=0,则x=±2.
所以,A(-2,0),a=2(2分)
又因为,e==
,
所以,c=,(3分)
b2=a2-c2=1(4分)
所以,椭圆C的方程为:+y2=1.(5分)
(2)由图知△AFQ为等腰三角形a+c=AF=QF>-c(7分)
所以,2c2+ac-a2>0,2e2+e-1>0,(2e-1)(e+1)>0
又0<e<1,
所以<e<1,即椭圆离心率取值范围为(
,1).(10分)
(3)连PD交MN于H,连DM,则由圆的几何性质知:H为MN的中点,DM⊥PM,MN⊥PD.
所以,MN=2MH==
=2MD•
⊙D:x2+(y-3)2=13,MD=
所以,MN=2•
(13分)
设P(x0,y0),则+y02=1且-1≤y0<0
所以,PD2=x02+(y0-3)2=-3y02-6y02+13=-3(y0+1)2+16(-1≤y0<0)
所以,13<PD2≤16(15分)
所以,O<MN≤.(16分)
在直角坐标系中,O为坐标原点,设过点P(3,)的直线l,与x轴交于点F(2,0),如果一个椭圆经过点P,且以点F为它的一个焦点.
(1)求此椭圆的标准方程;
(2)在(1)中求过点F(2,0)的弦AB的中点M的轨迹方程.
正确答案
(1)设所求椭圆方程为:+
=1(a>b>0),
∵点P(3,)在椭圆上,且F(2,0)是椭圆的一个焦点,
∴,解得
,
∴此椭圆的标准方程为:+
=1;
(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),AB的中点为M(x,y),
则可得,两式相减,整理得:
(x12-x22)=-
(y12-y22).
①当x1≠x2时,可得=-
=-
⋅
=-
⋅
;
又∵kAB=kMF=,
∴-⋅
=
,整理得2x2+3y2-4x=0;
②当x1=x2时,AB中点为M(2,0),也满足上述方程.
综上所述,动点M的轨迹方程为:2x2+3y2-4x=0.
设椭圆E中心在原点,焦点在x轴上,短轴长为4,点M(2,)在椭圆上.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设动直线L交椭圆E于A、B两点,且⊥
,求△OAB的面积的取值范围.
正确答案
(1)椭圆方程为+
=1(a>b>0),则b=2
将点M(2,),代入椭圆方程可得
+
=1,∴a2=8
∴椭圆方程为+
=1;
(2)当直线L斜率存在时,设方程为y=kx+m,代入椭圆方程,可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0
则△=8(8k2-m2+4)>0,即8k2-m2+4>0(*),
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=
∴y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=
要使⊥
,需使x1x2+y1y2=0,即
+
=0,所以m2=
①
将它代入(*)式可得k2∈[0,+∞)
∵O到L的距离为d=
∴S=|AB|d=
|x1-x2|•
=
|m||x1-x2|=
①当k=0时,S=;
②当AB的斜率不存在时,S=;
③当k≠0时,S=
∵k2∈(0,+∞),∴4k2+∈[4,+∞),∴S∈(
,2
]
综上,S∈[,2
].
求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)过点A(-1,-2)且与椭圆+
=1的两个焦点相同;
(2)过点P(,-2),Q(-2
,1).
正确答案
(1)∵椭圆+
=1中,a2=9,b2=6
∴c2=a2-b2=3,得焦点坐标为(0,±)
故设所求的椭圆方程为:+
=1,(m>3)
∴+
=1,解之得m=6(m=2不合题意,舍去)
所以椭圆的标准方程为:+
=1;
(2)设椭圆的方程为:+
=1,p、q均为正数且不相等
∵椭圆经过点P(,-2),Q(-2
,1)
∴,解之得p=15,q=5
所以椭圆的标准方程为:+
=1.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的左右焦点为F1、F2,离心率e=
,焦距为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点F1的直线与椭圆交于M,N点,且|+
|=
求直线l的方程.
正确答案
(1)∵椭圆的离心率e=,焦距为2,
∴=
,2c=2
∴c=1,a=
∴b2=a2-c2=1
∴椭圆的标准方程为:+y2=1;
(2)由(1)知,F1(-1,0),F2(1,0),
若l斜率不存在,方程为x=-1,代入椭圆方程可得M(-1,),N(-1,-
)
此时,|+
|=4与已知矛盾,
l的斜率存在,设方程为y=k(x+1),M(x1,y1),N(x2,y2)
代入椭圆方程,可得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0
∴x1+x2=,y1+y2=
∴MN中点E为(,
)
由题意,F2(1,0),MN中点E,∴EF2是△MNF2的中线
∴=
+
=
+
(
-
)=
(
+
)
∴=
|
+
|=
∴=
∴40k4-23k2-17=0
∴k2=1或k2=-(舍去)
∴k=±1
∴所求直线方程为y=x+1或y=-x-1.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率
,椭圆C上任一点到两个焦点的距离和为4,直线l过点P(1,0)与椭圆C交于不同的两点A,B.
(I)求椭圆C的方程;
(II) 若=λ
,试求实数λ的取值范围.
正确答案
(I)∵椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率
,
椭圆C上任一点到两个焦点的距离和为4,
∴,
解得a=2,c=,b=1,
∴椭圆C的方程为:+y2=1.
(II)∵直线l过点P(1,0),
①当直线l的斜率k不存在时,直线l的方程是x=1,
此时=
,λ=1;
②当直线l的斜率k存在时,设l的方程是y=k(x-1),
由,得(4k2+1)x2-8k2x+4k2-4=0,
△=64k4-4(4k2+1)(4k2-4)=48k2+16>0,直线与圆恒有公共点,下对参数的取值范围进行讨论
当k=0时,A(2,0),B(-2,0),P(1,0),或B(2,0),A(-2,0),P(1,0),
当A(2,0),B(-2,0),P(1,0)时,
=(-1,0),
=(-3,0)
λmin==
;
当B(2,0),A(-2,0),P(1,0)时,
=(3,0),
=(1,0)
λmax==3.
∴实数λ的取值范围是[,3].
故实数λ的取值范围是[,3].
已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过A(-2,0),B(2,0),C(1,)三点
(1)求椭圆方程
(2)若此椭圆的左、右焦点F1、F2,过F1作直线L交椭圆于M、N两点,使之构成△MNF2证明:△MNF2的周长为定值.
正确答案
(1)设椭圆方程为mx2+my2=1(m>0,n>0),
将A(-2,0)、B(2,0)、C(1,)代入椭圆E的方程,得
解得 m=,n=
.
∴椭圆E的方程 +
=1
(2)利用椭圆的定义可知,|F1M|+|F2M|=2a=4,|F1N|+|F2N|=2a=4
∴△MNF2的周长为|F1M|+|F2M|+F1N|+|F2N|=2a+2a=4+4=8
∴△MNF2的周长是定值为4a=8.
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