- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
如图,设抛物线c1:y2=4mx(m>0)的准线与x轴交于F1,焦点为F2,以F1、F2为焦点,离心率e=的椭圆c2与抛物线c1在x轴上方的一个交点为P.
(1)当m=1时,求椭圆的方程;
(2)在(1)的条件下,直线l经过椭圆c2的右焦点F2,与抛物线c1交于A1、A2,如果以线段A1A2为直径作圆,试判断点P与圆的位置关系,并说明理由;
(3)是否存在实数m,使得△PF1F2的边长是连续的自然数,若存在,求出这样的实数m;若不存在,请说明理由.
正确答案
∵c1:y2=4mx的右焦点F2(m,0)
∴椭圆的半焦距c=m,又e=,
∴椭圆的长半轴的长a=2m,短半轴的长b=m.
椭圆方程为+
=1.
(1)当m=1时,故椭圆方程为+
=1,(3分)
(2)依题意设直线l的方程为:x=ky+1,k∈R
联立得点P的坐标为P(
,
).
将x=ky+1代入y2=4x得y2-4ky-4=0.
设A1(x1,y1)、A2(x2,y2),由韦达定理得y1+y2=4k,y1y2=-4.
又=(x1-
,y1-
),
=(x2-
,y2-
).
•
=x1x2-
(x1+x2)+
+y1y2-
(y1+y2)+
=-
=-.
∵k∈R,于是•
的值可能小于零,等于零,大于零.
即点P可在圆内,圆上或圆外.(8分)
(3)假设存在满足条件的实数m,
由解得:P(
m,
m).
∴|PF2|=m+m=
m,|PF1|=4m-|PF2|=
m,又|F1F2|=2m=
m.
即△PF1F2的边长分别是m、
m、
m.
∴m=3时,能使△PF1F2的边长是连续的自然数.(14分)
已知椭C:+
=1(a>b>0),以椭圆短轴的一个顶点B与两个焦点F1,F2为顶点的三角形周长是4+2
,且∠BF1F2=
.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点Q(1,)引曲线C的弦AB恰好被点Q平分,求弦AB所在的直线方程.
正确答案
(1)∵以椭圆短轴的一个顶点B与两个焦点F1,F2为顶点的三角形周长是4+2,且∠BF1F2=
.
∴2a+2c=4+2,
a=c,
∴a=2,c=
∴b==1
∴椭圆方程为+y2=1.
(2)当直线l的斜率不存在时,过点Q(1,)引曲线C的弦AB不被点Q平分;
当直线l的斜率为k时,l:y-=k(x-1)与椭圆方程联立,消元可得(1+4k2)x2-4k(2k-1)x+(1-2k)2-4=0
∵过点Q(1,)引曲线C的弦AB恰好被点Q平分,
∴=2,
∴解得k=-.
∵+
<1
∴点Q在椭圆内
∴直线l:y-=-
(x-1),即l:y=-
x+1.
已知点M(2,1)在椭圆C:
+
=1(a>b>0)上,椭圆的两个焦点F1(-2
,0)和F2(2
,0),斜率为-1的直线l与椭圆C相交于不同的P、Q两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若点B的坐标为(0,2),是否存在直线l,使△BPQ为以PQ为底边的等腰三角形?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)依题意知,半焦距c=2,由点M(2
,1)在椭圆C上,得|MF2|=1,|MF1|=7;∴2a=|MF1|+|MF2|=8;∴a=4,∴b2=a2-c2=4;所以,椭圆C的方程为:
+
=1.
(Ⅱ)设PQ的中点为R,直线l的方程为y=-x+m;
由,得5x2-8mx+4m2-16=0(*);
要使l与椭圆C相交于不同的P、Q两点,则有△>0;
∴△=(-8m)2-4×5(4m2-16)=16(-m2+20)>0,
化简,得|m|<2. ①
由(*)知:xR==
m,yR=-xR+m=
m.
且|BP|=|BQ|,所以BR⊥PQ,即kRQ•(-1)=-1;
所以=
=1,解得m=-
.
因为<2
,所以m=-
适合①.
所以存在满足条件的直线l;y=-x-.
(1)求长轴长为12,离心率为的椭圆标准方程;
(2)求实轴长为12,离心率为的双曲线标准方程.
正确答案
(1)由 2a=12,a=6
由 e==
知 c=4
又b2=a2-c2=36-16=20
故 +
=1或
+
=1为所求
(2)由 2a=12,a=6
由e==
知c=9
又b2=c2-a2=81-36=45
故 -
=1或
-
=1为所求.
已知椭圆+
=1(a>b>o)的左焦点为F(-
,0),离心率e=
,M、N是椭圆上的动点.
(Ⅰ)求椭圆标准方程;
(Ⅱ)设动点P满足:=
+2
,直线OM与ON的斜率之积为-
,问:是否存在定点F1,F2,使得|PF1|+|PF2|为定值?,若存在,求出F1,F2的坐标,若不存在,说明理由.
(Ⅲ)若M在第一象限,且点M,N关于原点对称,点M在x轴上的射影为A,连接NA 并延长交椭圆于点B,证明:MN⊥MB.
正确答案
(Ⅰ)由题设可知:,∴a=2,c=
…2分
∴b2=a2-c2=2…3分
∴椭圆的标准方程为:+
=1…4分
(Ⅱ)设P(xP,yP),M(x1,y1),N(x2,y2),由=
+2
可得:
①…5分
由直线OM与ON的斜率之积为-可得:
=-
,即x1x2+2y1y2=0②…6分
由①②可得:xP2+2yP2=(x12+2y12)+(x22+2y22)
∵M、N是椭圆上的点,∴x12+2y12=4,x22+2y22=4
∴xP2+2yP2=8,即+
=1…..8分
由椭圆定义可知存在两个定点F1(-2,0),F2(2,0),使得动点P到两定点距离和为定值4;….9分;
(Ⅲ)证明:设M(x1,y1),B(x2,y2),则x1>0,y1>0,x2>0,y2>0,x1≠x2,A(x1,0),N(-x1,-y1)…..10分
由题设可知lAB斜率存在且满足kNA=kNB,∴=
….③
kMN•kMB+1=•
+1④…12分
将③代入④可得:kMN•kMB+1=•
+1=
⑤….13分
∵点M,B在椭圆+
=1上,∴kMN•kMB+1=
=0
∴kMN•kMB+1=0
∴kMN•kMB=-1
∴MN⊥MB…14分.
已知椭圆的中心在原点,焦点在y轴上,焦距为4,离心率为.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设椭圆在y轴的正半轴上的焦点为M,又点A和B在椭圆上,且M分有向线段所成的比为2,求线段AB所在直线的方程.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆方程为+
=1(b>a>0)(1分)
由焦距为4,可得2c=4,∴c=2,
又=
,故a=3(2分)
∴b2=a2-c2=5,
∴所求椭圆方程为+
=1(3分)
(Ⅱ)M坐标为(0,2),设A点在B点的左方,且A(x1,y1),B(x2,y2),
由=2,故有2=
(5分)即y1+2y2=6,
又M相应的准线方程是y==
,A到准线距离d1=
-y1,B到准线距离d2=
-y2(6分),
∵=e=
,
=
(7分)
∴|AM|=(
-y1), |BM|=
(
-y2),
∴=
=2得4y2-2y1=9②
②与①联立解得y1=,代入椭圆方程得x1=
,
∴直线AB的斜率k==
(9分),
∴AB的方程为y=x+2(10分),
如果点在B的右方时根据对称性,则所求直线AB的方程为y=-x+2.(12分)
已知椭圆+
=1,焦点在y轴上,若焦距等于4,则实数4=______.
正确答案
将椭圆的方程转化为标准形式为 +
=9,
显然k-2>90-k,即k>6,
(
k-2
)2-(
90-k
)2=22,解得k=8
故答案为:8.
△ABC中,已知B、C的坐标分别为(-3,0)和(3,0),且△ABC的周长等于16,则顶点A的轨迹方程为______.
正确答案
由题意可得 AB+AC=10>BC,故顶点A的轨迹是以B、C为焦点的椭圆,除去与x轴的交点.
∴2a=10,c=3∴b=4,故顶点A的轨迹方程为 +
=1,(y≠0),
故答案为:+
=1,(y≠0).
已知中心在原点的椭圆C的右焦点为( , 0),离心率为
(1)求椭圆C的方程
(2)若直线l:y=kx+与椭圆C恒有两个不同交点A、B,且
•
>2(其中O为原点),求实数k的取值范围.
正确答案
(1)设椭圆的方程为+
=1(a>b)
依题意可知a=2,e==
∴c=∴b=
=1
∴椭圆C的方程为+y2=1
(2)联立方程,(1+4k2)x2+8
kx+4=0
由△>0得k2>,x1+x2=-
,x1x2=
,
由•
>2得x1x2+y1y2>2,得(1+k2)x1x1+
k(x1+x2)+2>2
解得k2<,所以
<k2<
所以k∈(-,-
)∪(
,
)
(1)已知椭圆中心在原点,焦点在x轴,长轴长为短轴长的3倍,且过点P(3,2),求此椭圆的方程;
(2)求与双曲线-
=1有公共渐近线,且焦距为8的双曲线的方程.
正确答案
(1)设椭圆的标准方程为+
=1(b>0)
∵椭圆过点P(3,2),∴+
=1
∴b2=5
∴椭圆的方程为+
=1; …(8分)
(2)设双曲线的方程为-
=λ,即
-
=1
∵双曲线的焦距为8
∴5λ+3λ=±16
∴λ=±2
∴双曲线的方程为-
=±1. …(16分)
已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,椭圆的短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形,短轴长为2.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线l过P(-,
)且与椭圆相交于A,B两点,当P是AB的中点时,求直线l的方程.
正确答案
设椭圆方程为+
=1(a>b>0).
(Ⅰ)由已知可得⇒
.
∴所求椭圆方程为+y2=1.
(Ⅱ)当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x+)+
,A(x1,y1),B(x2,y2),
则+
=1,
+
=1,两式相减得:
=-
•
.
∵P是AB的中点,∴=-
,
=
,
代入上式可得直线AB的斜率为k==
,
∴直线l的方程为2x-4y+3=0.
当直线l的斜率不存在时,将x=-代入椭圆方程并解得A(-
,
),B(-
,-
),
这时AB的中点为(-,0),∴x=-
不符合题设要求.
综上,直线l的方程为2x-4y+3=0.
根据下列条件求椭圆或双曲线的标准方程.
(Ⅰ)已知椭圆的长轴长为6,一个焦点为(2,0),求该椭圆的标准方程.
(Ⅱ)已知双曲线过点P(,
),渐近线方程为x±2y=0,且焦点在x轴上,求该双曲线的标准方程.
正确答案
(I)设椭圆的方程为+
=1(a>b>0),则
∵椭圆的长轴长为6,一个焦点为(2,0),
∴2a=6,c=2,可得a=3,b2==5
因此,椭圆的方程为+
=1;
(II)∵双曲线渐近线方程为x±2y=0,
∴设双曲线方程为x2-4y2=λ(λ≠0)
∵点P(,
)在双曲线上,∴(
5
)2-4×(
1
2
)2=λ,可得λ=4
因此,双曲线方程为x2-4y2=4,化成标准方程为-y2=1.
即所求双曲线方程为-y2=1.
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=
,S△ABC=
(1)求椭圆方程;
(2)设直线l经过椭圆的右焦点,且与椭圆相交于P、Q两点,求线段PQ的中点到原点的距离等于|PQ|时的直线方程.
正确答案
(1)∵椭圆的离心率e=,S△ABC=
∴
∴a=,b=1,c=
∴所求椭圆的方程为+y2=1;
(2)当直线l的斜率不存在时,l的方程为x=,代入椭圆方程,可得y=±
,∴|PQ|=
而线段PQ的中点到原点的距离等于,不合题意;
当直线l的斜率存在时,l的方程为y=k(x-),则OP⊥OQ
直线方程与椭圆方程联立,可得(1+3k2)x2-6k2x+6k2-3=0.
设P(x1,y1)、Q(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
∴x1x2+y1y2==0
∴k=±
∴直线l的方程为y=(x-
)或y=-
(x-
).
如图,设F是椭圆:C:+
=1(a>b>0)的左焦点,直线l为其左准线,直线l与x轴交于点P,线段MN为椭圆的长轴,已知|MN|=8,且|PM|=2|MF|.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点P的直线与椭圆相交于不同两点A,B,求证:∠AFM=∠BFN;
(3)(理)求三角形ABF面积的最大值.
正确答案
(1)∵线段MN为椭圆的长轴,且|MN|=8,∴a=4
∵|PM|=2|MF|,
∴-a=2(a-c)
∴a2-ac=2ac-2c2,
∴2e2-3e+1=0,
解得e=或e=1(舍去)
∴c=2,b2=a2-c2=12,
∴椭圆的标准方程为+
=1.
(2)当AB的斜率为0时,显然∠AFM=∠BFM=0,满足题意.
当AB方程为x=my-8,代入椭圆方程整理得
(3m2+4)y2-48my+144=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=,y1y2=
,
∴KAF+KBF=+
=
+
=
==0
∴KAF+KBF=0,从而∠AFM=∠BFN 综上可知,恒有∠AFM=∠BFN.
(3)(理)∵P(-8,0),F(-2,0),∴|PF|=6,
∴|y2-y1|=
=
=,
∴S△ABF=S△PBF-S△PAF=|PF|•|y2|-
|PF|•|y1|
=|PF|•|y2-y1|
==
=
≤=3
当且仅当3=
即m2=(此时适合△>0的条件)时取等号
∴三角形ABF面积的最大值是3.
已知椭圆的两焦点为F1(0,-1)、F2(0,1),直线y=4是椭圆的一条准线.
(1)求椭圆方程;
(2)设点P在椭圆上,且|PF1|-|PF2|=1,求tan∠F1PF2的值.
正确答案
(1)根据题意,椭圆的焦点在y轴上,且c=1,=4,
∴a2=4,b2=a2-c2=3,
∴椭圆的标准方程是+
=1;
(2)∵P在椭圆上,∴|PF1|+|PF2|=2a=4,
又|PF1|-|PF2|=1,∴|PF1|=,|PF2|=
,|F1F2|=2,
∴cos∠F1PF2==
,
∴sin∠F1PF2=,
∴tan∠F1PF2==
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