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简答题

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>m2

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|=

==

=时,△OPQ的面积取最大值1,

此时k=,m=,∴直线方程为y=x+

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简答题

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.

=x1x2+y1y2=x1x2+( kx1+)(kx2+)=--+=0,

∴16k2=5,k=±

∴MN方程为y=±x+…(14分)

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简答题

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.

,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

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简答题

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).

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简答题

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.

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简答题

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

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简答题

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

=(-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.

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简答题

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)

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简答题

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)

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简答题

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.

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简答题

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=

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].

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简答题

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.

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简答题

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.

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简答题

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,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),

,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].

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简答题

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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