- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知关于坐标轴对称的椭圆经过两点A(0,2)和B(,
);
(1)求椭圆的标准方程
(2)若点P是椭圆上的一点,F1和F2是焦点,且∠F1PF2=30°,求△F1PF2的面积、
正确答案
(1)设经过两点A(0,2),B(,
)的椭圆标准方程为
mx2+ny2=1,代入A、B得⇒
,
∴所求椭圆方程为x2+=1、(5分)
(2)在椭圆x2+=1中,a=2,b=1、∴c=
=
又∵点P在椭圆上,∴|PF1|+|PF2|=2a=4、①(6分)
由余弦定理知:|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos30°=|F1F2|2=(2c)2=12 ②(8分)
把①两边平方得|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|•|PF2|=16,③
③-②得(2+)|PF1|•|PF2|=4,
∴|PF1|•|PF2|=4(2-),(10分)
∴S△PF1F2=|PF1|•|PF2|sin30°=2-
、(12分)
椭圆过点(3,0),离心率e=,求椭圆的标准方程.
正确答案
当椭圆的焦点在x轴上时,∵a=3,=
,
∴c=,
∴b2=a2-c2=3.
∴椭圆方程为 +
=1.
当椭圆的焦点在y轴上时,∵b=3,=
,
∴=
,解得a2=27.
故椭圆的方程为 +
=1.
综上知,所求椭圆的方程为 +
=1,或
+
=1.
已知椭圆+
=1(a>b>0)过点A(a,0),B(0,b)的直线倾斜角为
,原点到该直线的距离为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在实数k,使直线y=kx+2交椭圆于P、Q两点,以PQ为直径的圆过点D(1,0)?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)∵椭圆+
=1(a>b>0)过点A(a,0),B(0,b)的直线倾斜角为
,
原点到该直线的距离为,
∴=
,
ab=
•
•
,
解得a=,b=1,
∴椭圆方程是+y2=1.
(2)将y=kx+2代入+y2=1,
得(3k2+1)x2+12kx+9=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),以PQ为直径的圆过D(1,0)
则PD⊥QD,即(x1-1)(x2-1)+y1y2=0,
又y1=kx1+2,y2=kx2+2,
得(k2+x)x1x2+(2k-1)(x1+x2)+5=0,
又x1x2=,x1+x2=-
,
代上式,得k=-,
∵此方程中,△=144k2-36(3k2+1)>0,∴k>1,或k<-1.
∴存在k=-满足题意.
已知椭圆的中心在原点O,短半轴的端点到其右焦点F(2,0)的距离为,过焦点F作直线l,交椭圆于A,B两点.
(Ⅰ)求这个椭圆的标准方程;
(Ⅱ)若椭圆上有一点C,使四边形AOBC恰好为平行四边形,求直线l的斜率.
正确答案
(Ⅰ)由已知,可设椭圆方程为+
=1(a>b>0),
则a=,c=2.
所以b==
=
,
所以椭圆方程为+
=1.
(Ⅱ)若直线l⊥x轴,则平行四边形AOBC中,点C与点O关于直线l对称,此时点C坐标为(2c,0).
因为2c>a,所以点C在椭圆外,所以直线l与x轴不垂直.
于是,设直线l的方程为y=k(x-2),点A(x1,y1),B(x2,y2),
则,整理得,(3+5k2)x2-20k2x+20k2-30=0,
x1+x2=,所以y1+y2=-
.
因为四边形AOBC为平行四边形,所以+
=
,
所以点C的坐标为(,-
),
所以+
=1,解得k2=1,
所以k=±1.
(文)在平面直角坐标系xoy中,若在曲线C1的方程F(x,y)=0中,以(λx,λy)(λ为正实数)代替(x,y)得到曲线C2的方程F(λx,λy)=0,则称曲线C1、C2关于原点“伸缩”,变换(x,y)→(λx,λy)称为“伸缩变换”,λ称为伸缩比.
(1)已知曲线C1的方程为-
=1,伸缩比λ=2,求C1关于原点“伸缩变换”后所得曲线C2的方程;
(2)已知抛物线C1:y2=2x,经过伸缩变换后得抛物线C2:y2=32x,求伸缩比λ.
(3)射线l的方程y=x(x≥0),如果椭圆C1:
+
=1经“伸缩变换”后得到椭圆C2,若射线l与椭圆C1、C2分别交于两点A、B,且|AB|=
,求椭圆C2的方程.
正确答案
(1)曲线C1的方程为-
=1,伸缩比λ=2,
∴C1关于原点“伸缩变换”后所得曲线C2的方程为:-
=1,即
-
=1;
(2)抛物线C1:y2=2x,经过伸缩变换后得抛物线C2:λ2y2=λx,⇒y2=x
=32,⇒则伸缩比λ=
;
(3)∵C2、C1关于原点“伸缩变换”,对C1作变换(x,y)→(λx,λy)(λ>0),
得到C2+
=1,(12分)
解方程组得点A的坐标为(
,
)(14分)
解方程组得点B的坐标为(
,
)(15分)
|AB|==
=
,
化简后得3λ2-8λ+4=0,解得λ1=2,λ2=,
因此椭圆C2的方程为+y2=1或
+
=1.(18分)(漏写一个方程扣2分)
椭圆C:+
=1(a>b>0)的上下焦点分别为F1,F2,在x轴的两端点分别为A,B,四边形F1AF2B是边长为4的正方形.
(1)求椭圆方程;
(2)过点P(0,3)作直线l交椭圆与M,N两点,且=3
,求直线l的方程.
正确答案
(1)由题意,b=c=2,∴a2=b2+c2=16,∴椭圆方程为
+
=1;
(2)设直线l的方程为y=kx+3,代入椭圆方程,可得(k2+2)x2+6kx-7=0
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
∵=3
,∴x1=-3x2,
∴-2x2=,-3x22=
∴()2=
∴27k2=7k2+14
∴k2=
∴k=±
∴直线l的方程为y=±x+3.
已知点A、B分别是椭圆+
=1(a>b>0)长轴的左、右端点,点C是椭圆短轴的一个端点,且离心率e=
.三角形ABC的面积为
,动直线l:y=kx+m与椭圆于M、N两点.
(I)求椭圆的方程;
(II)若椭圆上存在点P,满足+
=λ
(O为坐标原点),求λ的取值范围;
(III)在(II)的条件下,当λ=时,求△MNO面积.
正确答案
(I)由题意,,∴a=
,b=1
∴椭圆的方程为+y2=1;
(II)y=kx+m代入椭圆方程整理可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0.
设点M、N的坐标分别为M(x1,y1)、N(x2,y2)、P(x0,y0),则
x1+x2=-,x1x2=
∴y1+y2=k(x1+x2)+2m=
(1)当m=0时,点M、N关于原点对称,则λ=0.
(2)当m≠0时,点M、N不关于原点对称,则λ≠0,
∵+
=λ
,∴(x1,y1)+(x2,y2)=λ(x0,y0),
∴x1+x2=λx0,y1+y2=λy0,
∴x0=-,y0=
∵P在椭圆上,
∴[-]2+2[
]2=2
化简,得4m2(1+2k2)=λ2(1+2k2)2.
∵1+2k2≠0,
∴有4m2=λ2(1+2k2).…①…7分
又∵△=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-2)=8(1+2k2-m2),
∴由△>0,得1+2k2>m2.…②…8分
将①、②两式,∵m≠0,∴λ2<4,
∴-2<λ<2且λ≠0.
综合(1)、(2)两种情况,得实数λ的取值范围是-2<λ<2;
(III)由题意,|MN|=|x1-x2|,点O到直线MN的距离d=
∴S△MNO=|m||x1-x2|=
当λ=时,由4m2=λ2(1+2k2)可得2m2=1+2k2,
∴S△MNO=.
在平面直角坐标系xOy中,已知圆B:(x-1)2+y2=16与点A(-1,0),P为圆B上的动点,线段PA的垂直平分线交直线PB于点R,点R的轨迹记为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)曲线C与x轴正半轴交点记为Q,过原点O且不与x轴重合的直线与曲线C的交点记为M,N,连接QM,QN,分别交直线x=t(t为常数,且t≠2)于点E,F,设E,F的纵坐标分别为y1,y2,求y1•y2的值(用t表示).
正确答案
(1)连接RA,由题意得,|RA|=|RP|,|RP|+|RB|=4,
∴|RA|+|RB|=4>|AB|=2,
由椭圆定义得,点R的轨迹方程是+
=1.
(2)设M(x0,y0),则N(-x0,-y0),QM,QN的斜率分别为kQM,kQN,
则kQM=,kNQ=
,
∴直线QM的方程为y=(x-2),直线QN的方程y=
(x-2),
令x=t(t≠2),则y1=(t-2),y2=
(t-2),
又∵(x0,y0)在椭圆+
=1,∴
=3-
,
∴y1•y2=(t-2)2=
=-
(t-2)2,其中t为常数.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,若将这个椭圆绕着它的右焦点按逆时针方向旋转
后,所得新椭圆的一条准线方程是y=
,则原来的椭圆方程是______;
新椭圆方程是______.
正确答案
由题意可知,e==
,y=
-c=
∵a2=b2+c2
∴c=3,a=5,b=4
原椭圆方程为+
=1
新椭圆方程为:+
=1
故答案为:+
=1,
+
=1
设椭圆C:+y2=1(a>0)的两个焦点是F1(-c,0)和F2(c,0)(c>0),且椭圆C与圆x2+y2=c2有公共点.
(Ⅰ)求a的取值范围;
(Ⅱ)若椭圆上的点到焦点的最短距离为-
,求椭圆的方程;
(Ⅲ)对(2)中的椭圆C,直线l:y=kx+m(k≠0)与C交于不同的两点M、N,若线段MN的垂直平分线恒过点A(0,-1),求实数m的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由已知,a>1,
∴方程组有实数解,从而(1-
)x2=c2-1≥0,
故c2≥1,所以a2≥2,即a的取值范围是[,+∞).
(Ⅱ)设椭圆上的点P(x,y)到一个焦点F2(c,0)的距离为d,
则d2=(x-c)2+y2=x2-2cx+c2+1-=
x2-2cx+c2+1
=(x-
)2(-a≤x≤a).
∵>a,
∴当x=a时,dmin=a-c,
(可以直接用结论)
于是,,
解得.
∴所求椭圆方程为+y2=1.
(Ⅲ)由
得(3k2+1)x2+6mkx+3(m2-1)=0(*)
∵直线l与椭圆交于不同两点,
∴△>0,即m2<3k2+1.①
设M(x1,y1)、N(x2,y2),则x1、x2是方程(*)的两个实数解,
∴x1+x2=-,
∴线段MN的中点为Q(-,
),
又∵线段MN的垂直平分线恒过点A(0,-1),
∴AQ⊥MN,
即-=-
,即2m=3k2+1(k≠0)②
由①,②得m2<2m,0<m<2,又由②得m>,
∴实数m的取值范围是(,2).
已知椭圆的中心在原点,一个焦点是F(2,0),且两条准线间的距离为λ(λ>4).
(I)求椭圆的方程;
(II)若存在过点A(1,0)的直线l,使点F关于直线l的对称点在椭圆上,求λ的取值范围.
正确答案
(I)设椭圆的方程为+
=1(a>b>0).
由条件知c=2,且=λ,所以a2=λ,b2=a2-c2=λ-4.
故椭圆的方程是+
=1(λ>4).
(II)依题意,直线l的斜率存在且不为0,记为k,则直线l的方程是y=k(x-1).
设点F(2,0)关于直线l的对称点为F'(x0,y0),
则
解得
因为点F'(x0,y0)在椭圆上,所以+
=1.
即λ(λ-4)k4+2λ(λ-6)k2+(λ-4)2=0.
设k2=t,则λ(λ-4)t2+2λ(λ-6)t+(λ-4)2=0.
因为λ>4,所以>0.
当且仅当(*)
上述方程存在正实根,即直线l存在.
解(*)得所以4<λ≤
.
即λ的取值范围是4<λ≤.
已知中心在原点,对称轴为坐标轴的椭圆T经过P(1,),Q(
,
).
(I)求椭圆T的标准方程;
(II)若M,N是椭圆T上两点,满足•
=0,求|MN|的最大值.
正确答案
(I)设椭圆T的方程为mx2+ny2=1,将P、Q的坐标代入得,∴
∴椭圆T的标准方程为+y2=1;
(II)设M(x1,y1),N(x2,y2),则|MN|=
∵•
=0,∴x1x2+y1y2=0,∴|MN|=
=
∵(x1x2)2=(y1y2)2=1-(x12+x22)+
∴=1-
(x12+x22)≤
(
)2
∴x12+x22≥3
∴|MN|≤2,∴|MN|的最大值为2.
求下列双曲线的标准方程.
(1)与椭圆+
=1共焦点,且过点(1,
)的双曲线;
(2)与双曲线-
=1有相同渐近线,且过点(2
,1)的双曲线.
正确答案
(1)椭圆+
=1焦点坐标为(0,3),在y轴上
∴所求双曲线的焦点坐标为(0,3),c=3
故设双曲线方程为-
=1
∵点(1,)在双曲线上
∴-
=1解得a2=5,
∴所求双曲线方程为-
=1
(2)与双曲线-
=1有相同渐近线的双曲线方程可设为
-
=λ
而点(2,1)在双曲线上则
-
=λ解得λ=
∴所求双曲线方程为-y2=1
已知椭圆C:+
=1(a>b>0),两个焦点分别为F1和F2,斜率为k的直线l过右焦点F2且与椭圆交于A、B两点,设l与y轴交点为P,线段PF2的中点恰为B.若|k|≤
,求椭圆C的离心率的取值范围.
正确答案
设椭圆离心率为e,设F2的坐标为(c,0),其中c2=a2-b2,
设l的方程为y=kx+m,则l与y轴的交点为(0,m),m=-kc,
所以B点的坐标为(,-
),将B点坐标代入椭圆方程得
+
•k2=4,即e2+
=4,
所以k2=(4-e2)•(-1)≤
,即5e4-29e2+20≤0,解之可得,
≤e2≤5,
又有椭圆的性质,所以≤e<1,
因此椭圆C的离心率取值范围为[,1).
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
.
(I)若原点到直线x+y-b=0的距离为,求椭圆的方程;
(II)设过椭圆的右焦点且倾斜角为45°的直线l和椭圆交于A,B两点.
(i)当|AB|=,求b的值;
(ii)对于椭圆上任一点M,若=λ
+μ
,求实数λ,μ满足的关系式.
正确答案
(I)∵d==
,∴b=2∵e=
=
,∴
=
∵a2-b2=c2,∴a2-4=
a2解得a2=12,b2=4.
椭圆的方程为+
=1.(4分)
(II)(i)∵=
,∴a2=3b2,c2=
a2=2b2.椭圆的方程可化为:x2+3y2=3b2①
易知右焦点F(b,0),据题意有AB:y=x-
b②
由①,②有:4x2-6bx+3b2=0③
设A(x1,y1),B(x2,y2),|AB|==
=
=
b=
∴b=1(8分)
(II)(ii)显然与
可作为平面向量的一组基底,由平面向量基本定理,对于这一平面内的向量
,有且只有一对实数λ,μ,使得等
=λ
+μ
成立.
设M(x,y),∵(x,y)=λ(x1,y1)+μ(x2,y2),∴x=λx1+μx2,y=λy1+μy2,
又点M在椭圆上,∴(λx1+μx2)2+3(λy1+μy2)2=3b2④
由③有:x1+x2=,x1x2=
则x1x2+3y1y2=x1x2+3(x1-b)(x2-
b)=4x1x2-3
b(x1+x2)+6b2
3b2-9b2+6b2=0⑤
又A,B在椭圆上,故有x12+3y12=3b2,x22+3y22=3b2⑥
将⑥,⑤代入④可得:λ2+μ2=1.(14分)
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