- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆的长、短轴端点分别为A、B,从此椭圆上一点M向x轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦点
,向量
与
是共线向量。
(1)求椭圆的离心率e;
(2)设Q是椭圆上任意一点, 、
分别是左、右焦点,求∠
的取值范围;
正确答案
(1)故。(2)θ
。
(1)∵,∴
。
∵是共线向量,∴
,∴b=c,故
。
(2)设
当且仅当时,cosθ=0,∴θ
。
已知椭圆C:(
),其离心率为
,两准线之间的距离为
。(1)求
之值;(2)设点A坐标为(6, 0),B为椭圆C上的动点,以A为直角顶点,作等腰直角△ABP(字母A,B,P按顺时针方向排列),求P点的轨迹方程。
正确答案
(1)a=5,b=3(2)
(1)设c为椭圆的焦半径,则
。
于是有a=5,b=3。
(2) 解法一:设B点坐标为,P点坐标为
。于是有
因为,所以有
。 (A1 )
又因为ABP为等腰直角三角形,所以有 AB=AP,即
。 (A2 )
由(A1)推出,代入(A2),得
从而有 ,即
(不合题意,舍去)或
。
代入椭圆方程,即得动点P的轨迹方程
解法二: 设,
,则以A为圆心,r为半径的圆的参数方程为
。
设AB与x轴正方向夹角为,B点的参数表示为
,
P点的参数表示为
.
从上面两式,得到
。
又由于B点在椭圆上,可得
。
此即为P点的轨迹方程。
若方程ax2+by2=c的系数a、b、c可以从-1,0,1,2,3,4这6个数中任取3个不同的数而得到,则这样的方程表示焦点在轴上的椭圆的概率是______.(结果用数值表示)
正确答案
∵方程+
=1表示椭圆,
∴>
>0,b>a>0,
a、b、c 从 1,2,3,4 中任意选取3个,
所有的选法A63=6×5×4=120,
满足条件的选法C41•C32=12,
方程表示焦点在轴上的椭圆的概率是=0.1;
故答案为0.1.
如图,在平面直角坐标系xOy中,M、N分别是椭圆=1的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连结AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k.
(1)若直线PA平分线段MN,求k的值;
(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d;
(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB..
正确答案
(1)(2)
(3)见解析
(1)解:由题设知,a=2,b=,故M(-2,0),N(0,-
),所以线段MN中点的坐标为
.由于直线PA平分线段MN,故直线PA过线段MN的中点.又直线PA过坐标原点,所以k=
=
.
(2)解:将直线PA的方程y=2x代入椭圆方程=1,解得x=±
,因此P
,A
.于是C
,直线AC的斜率为
=1,故直线AB的方程为x-y-
=0.因此,d=
(3)证明:设P(x1,y1),B(x2,y2),则x1>0,x2>0,x1≠x2,A(-x1,-y1),C(x1,0),设直线PA、PB、AB的斜率分别为k、k1、k2.因为C在直线AB上,所以k2=.从而k1k+1=2k1k2+1=2·
+1=
=0.因此k1k=-1,所以PA⊥PB
已知点,
的坐标分别为
,
.直线
,
相交于点
,且它们的斜率之积是
,记动点
的轨迹为曲线
.
(1)求曲线的方程;
(2)设是曲线
上的动点,直线
,
分别交直线
于点
,线段
的中点为
,求直线
与直线
的斜率之积的取值范围;
(3)在(2)的条件下,记直线与
的交点为
,试探究点
与曲线
的位置关系,并说明理由.
正确答案
(1)(
);(2)
;(3)点
在曲线
上.
试题分析:本题主要考查椭圆的标准方程、点斜式求直线方程、中点坐标公式等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、计算能力.第一问,设出P点坐标,利用斜率公式,求出直线AP、BP的斜率,计算得到曲线C的方程;第二问,设出Q点坐标,利用点斜式写出直线AQ的方程,它与x=4交于M,则联立得到M点坐标,同理得到N点坐标,利用中点坐标公式得到后,将Q点横坐标
的范围代入直接得到所求范围;第三问,结合第二问得到直线AN和直线BM的方程,令2个方程联立,得到T点坐标,通过计算知T点坐标符合曲线C的方程,所以点T在曲线C上.
(1)设动点,则
(
且
)
所以曲线的方程为
(
). 4分
(2)法一:设,则直线
的方程为
,令
,则得
,直线
的方程为
,
令,则得
, 6分
∵ =
∴,∴
8分
故
∵ ,∴
,
∴,
∴,
∴直线与直线
的斜率之积的取值范围为
10分
法二:设直线的斜率为
,则由题可得直线
的斜率为
,
所以直线的方程为
,令
,则得
,
直线的方程为
,令
,则得
,
∴,
∴ 8分
故
∴直线与直线
的斜率之积的取值范围为
10分
(3)法一:由(2)得,
,
则直线的方程为
,直线
的方程为
, 12分
由,解得
即
12分
∴
∴ 点在曲线
上. 14分
法二:由(2)得,
∴ ,
12分
∴
∴ 点在曲线
上. 14分
法三:由(2)得,,
,
∴ ,
12分
∴ ∴ 点
在曲线
上. 14分
已知椭圆=1上任一点P,由点P向x轴作垂线PQ,垂足为Q,设点M在PQ上,且
=2
,点M的轨迹为C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点D(0,-2)作直线l与曲线C交于A、B两点,设N是过点且平行于x轴的直线上一动点,且满足
=
+
(O为原点),且四边形OANB为矩形,求直线l的方程.
正确答案
(1)+y2=1(2)y=±2x-2.
(1)设点M(x,y)是曲线C上任意一点,
∵PM⊥x轴,且=2
,
所以点P的坐标为(x,3y),
又点P在椭圆+
=1上,所以
+
=1,
因此曲线C的方程是+y2=1.
(2)当直线l的斜率不存在时,显然不满足条件,所以设直线l的方程为y=kx-2,直线l与椭圆交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点.
由得(1+4k2)x2-16kx+12=0,
依题意Δ=(16k)2-48(1+4k2)>0,得k2>(*),
此时x1+x2=,x1x2=
.
因为=
+
,所以四边形OANB为平行四边形.
又四边形OANB是矩形,所以·
=0,
即x1x2+y1y2=x1x2+k2x1x2-2k(x1+x2)+4=(1+k2)x1x2-2k(x1+x2)+4=0,
∴(1+k2)·-2k·
+4=0,
解之得k2=4,∴k=±2.满足(*)式.
设N(x0,y0),由=
+
,得
y0=y1+y2=k(x1+x2)-4=-4=-
,
从而点N在直线y=-上,满足题设,
故直线l的方程为y=±2x-2.
已知椭圆C1:+y2=1,椭圆C2以C1的长轴为短轴,且与C1有相同的离心率.
(1)求椭圆C2的方程;
(2)设O为坐标原点,点A,B分别在椭圆C1和C2上,=2
,求直线AB的方程.
正确答案
(1)=1(2)y=x或y=-x
(1)由已知可设椭圆C2的方程为=1(a>2),
其离心率为,故
=
,解得a=4.故椭圆C2的方程为
=1.
(2)A,B两点的坐标分别记为(xA,yA),(xB,yB),
由=2
及(1)知,O,A,B三点共线且点A,B不在y轴上,因此可设直线AB的方程为y=kx.
将y=kx代入+y2=1中,得(1+4k2)x2=4,所以
.
将y=kx代入=1中,得(4+k2)x2=16,所以
.
又由=2
,得
,
∴,解得k=±1.
故直线AB的方程为y=x或y=-x.
设点A(,0),B(
,0),直线AM、BM相交于点M,且它们的斜率之积为
.
(Ⅰ)求动点M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)若直线过点F(1,0)且绕F旋转,
与圆
相交于P、Q两点,
与轨迹C相交于R、S两点,若|PQ|
求△
的面积的最大值和最小值(F′为轨迹C的左焦点).
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)
,
试题分析:(Ⅰ)根据椭圆的定义、几何性质可求;(Ⅱ)直线与椭圆相交,联立消元,设点代入化简,利用基本不等式求最值.
试题解析:(Ⅰ)设,则
化简
轨迹
的方程为
(Ⅱ)设,
的距离
,
,将
代入轨迹
方程并整理得:
设,则
,
设,则
上递增,
,
已知动点P(x,y)在椭圆上,若F(3,0),
,且M为PF中点,则
=_____.
正确答案
4
略
(12分) 已知椭圆C:,其相应于焦点
的准线方程为
。
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知过点
倾斜角为
的直线分别交椭圆C于A、B两点,求证:
;
(Ⅲ)过点
作两条互相垂直的直线分别交椭圆C于A、B和D、E,求
的最小值。
正确答案
(Ⅰ) (Ⅱ)见解析 (Ⅲ)
(Ⅰ)由题意得:,∴
,∴椭圆C的方程为
。
(Ⅱ)方法一:由(Ⅰ)知,是椭圆C的左焦点,离心率
,设
是椭圆的左准线,则
:
作
于
,
于
,
于
轴交于点H(如图),
∵点A在椭圆上,∴
==
∴,同理
∴。
方法二:当时,记
。则AB:
将其代入方程得
设,则
是此二次方程的两个根。∴
,
①∵
,代入①式得
。②
当时,
仍满足②式。∴
。
(Ⅲ)设直线AB倾斜角为,由于DE⊥AB,由(Ⅱ)可得
,
,
当或
时,
取得最小值
。
如图,设P是圆上的动点,点D是P在
轴上投影,M为PD上一点,且
.
(1)当P在圆上运动时,求点M的轨迹C的方程;
(2)求过点(3,0)且斜率为的直线被C所截线段的长度.
正确答案
(1) (2)
(1)动点M通过点P与已知圆相联系,所以把点P的坐标用点M的坐标表示,然后代入已知圆的方程即可;(2)直线方程和椭圆方程组成方程组,可以求解,也可以利用根与系数关系;结合两点的距离公式计算.
(1)设点M的坐标是,P的坐标是
,
因为点D是P在轴上投影,
M为PD上一点,且,所以
,且
,
∵P在圆上,∴
,整理得
,
即C的方程是.
(2)过点(3,0)且斜率为的直线方程是
,
设此直线与C的交点为,
,
将直线方程代入C的方程
得:
,化简得
,∴
,
,
所以线段AB的长度是
,即所截线段的长度是
.
在平面直角坐标系中,点P到两圆C1与C2的圆心的距离之和等于4,其中C1:
,C2:
. 设点P的轨迹为
.
(1)求C的方程;
(2)设直线与C交于A,B两点.问k为何值时
?此时
的值是多少?
正确答案
(1) (2)
试题分析:
(1) 通过配方把圆和圆
的普通方程化为标准方程,得到圆心的坐标,根据椭圆的定义可以判断C点轨迹为椭圆,其中两个圆的圆心为焦点可得
且椭圆的焦点在y轴上,根据题意
,李永刚
之间的关系即可求出
的值,进而得到C的方程.
(2)联立直线与椭圆的方程消元得到二次方程,二次方程的根AB两点的横坐标,利用二次方程根与系数的关系得到AB两点横坐标之间的关系,利用得到AB横纵坐标之间的关系即可求出k的值,再利用椭圆的弦长公式即可求出
的长度.
试题解析:
(1)由已知得两圆的圆心坐标分别为. (1分)
设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C是以为焦点,长半轴长为2的椭圆. (2分)
它的短半轴长, (3分)
故曲线C的方程为. (4分)
(2)设,其坐标满足
消去y并整理得, (5分)
∵,
,∴
,
故. (6分)
又 (7分)
于是. (8分)
令,得
. (9分)
因为,
所以当时,有
,即
. (10分)
当时,
,
. (11分)
, (12分)
而, (13分)
所以. (14分)
已知曲线E:ax2+by2=1(a>0,b>0),经过点M的直线l与曲线E交于点A、B,且
=-2
.
(1)若点B的坐标为(0,2),求曲线E的方程;
(2)若a=b=1,求直线AB的方程.
正确答案
(1)x2+=1(2)y=
x-1.
(1)设A(x0,y0),由已知B(0,2),M(,0),所以
=
,
=(x0-
,y0).
由于=-2
,所以(-
,2)=-2(x0-
,y0),所以
即A(
,-1),将A、B点的坐标代入曲线E的方程,得
解得
所以曲线E的方程为x2+=1.
(2)当a=b=1时,曲线E为圆x2+y2=1,设A(x1,y1),B(x2,y2).又=-2
,
所以=-2(x1-
,y1),
即有+
=1①,
+
=1②,由①×4-②,得(2x1+x2)(2x1-x2)=3,所以2x1-x2=
,解得x1=
,x2=0.由x1=
,得y1=±
.当A
时,B(0,-1),此时kAB=-
,直线AB的方程为y=-
x+1;
当A时,B(0,1),此时kAB=
,直线AB的方程为y=
x-1.
已知椭圆的两焦点在
轴上, 且两焦点与短轴的一个顶点的连线构成斜边长为2的等腰直角三角形
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的动直线
交椭圆C于A、B两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点Q,使得以AB为直径的圆恒过点Q?若存在求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由
正确答案
(1)椭圆方程为;(2)存在定点
,使以AB为直径的圆恒过点
试题分析:(1)由椭圆两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,等腰直角三角形斜边长为2,即
,故
,由此可得椭圆方程 (2)首先考虑
与坐标轴平行的特殊情况,当
与x轴平行时,以AB为直径的圆的方程为
;当
与y轴平行时,以AB为直径的圆的方程为
,解方程组求出这两个圆的交点:
若存在定点Q,则Q的坐标只可能为
接下来就一般情况证明为所求 设直线
,则
,将
与椭圆方程联立,利用韦达定理得:
,代入上式证明其等于0即可
试题解析:(1)由椭圆两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,
又斜边长为2,即故
,
椭圆方程为 (4分)
(2)当与x轴平行时,以AB为直径的圆的方程为
;
当与y轴平行时,以AB为直径的圆的方程为
,故若存在定点Q,则Q的坐标只可能为
(6分)
下证明为所求:
若直线斜率不存在,上述已经证明 设直线
,
,
, (8分)
(10分)
,即以AB为直径的圆恒过点
(13分)
注: 此题直接设,得到关于
的恒成立问题也可求解
设P是椭圆+
=1上的点.若F1、F2是椭圆的两个焦点,则PF1+PF2=______.
正确答案
椭圆+
=1中a2=25,a=5,2a=10
∵P是椭圆+
=1上的点,F1、F2是椭圆的两个焦点,
∴根据椭圆的定义,PF1+PF2=2a=10
故答案为:10
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