- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C1:+
=1(a>b>0)的左焦点为F1(-1,0),且点P(0,1)在C1上.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设直线l同时与椭圆C1和抛物线C2:y2=4x相切,求直线l的方程.
正确答案
(1)+y2=1 (2)y=
x+
或y=-
x-
解:(1)因为椭圆C1的左焦点为F1(-1,0),
所以c=1.
将点P(0,1)代入椭圆方程+
=1,
得=1,即b=1.
所以a2=b2+c2=2.
所以椭圆C1的方程为+y2=1.
(2)由题意可知,直线l的斜率显然存在且不等于0,
设直线l的方程为y=kx+m,
由
消去y并整理得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0.
因为直线l与椭圆C1相切,
所以Δ1=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-2)=0.
整理得2k2-m2+1=0.①
由消去y并整理得k2x2+(2km-4)x+m2=0.
因为直线l与抛物线C2相切,
所以Δ2=(2km-4)2-4k2m2=0,
整理得km=1.②
综合①②,解得或
所以直线l的方程为y=x+
或y=-
x-
.
已知双曲线的焦点与椭圆
的焦点重合,且该椭圆的长轴长为
,
是椭圆上的的动点.
(1)求椭圆标准方程;
(2)设动点满足:
,直线
与
的斜率之积为
,求证:存在定点
,
使得为定值,并求出
的坐标;
(3)若在第一象限,且点
关于原点对称,点
在
轴的射影为
,连接
并延长交椭圆于
点,求证:以
为直径的圆经过点
.
正确答案
(1);(2)存在
;(3)证明过程详见试题解析.
试题分析:(1)由双曲线的焦点与椭圆
的焦点重合求出椭圆中的
,再由
,求出所求椭圆方程为
;(2)先设
,由
,结合椭圆的标准方程可以得到
使得
为定值;(3)要证明以
为直径的圆经过点
,就是证明
,详见解析.
试题解析:(1)解:由题设可知:双曲线的焦点为
,
所以椭圆中的
又由椭圆的长轴为4得
故
故椭圆的标准方程为:
(2)证明:设,由
可得:
由直线与
的斜率之积为
可得:
,即
由①②可得:…6分
M、N是椭圆上,故
故,即
由椭圆定义可知存在两个定点,使得动点P到两定点距离和为定值
;
(3)证明:设
由题设可知
由题设可知斜率存在且满足
.……③
将③代入④可得:…⑤
点在椭圆
,故
所以
因此以为直径的圆经过点
.
(16分)在平面直角坐标系中,如图,已知椭圆
的左右顶点为A,B,右顶点为F,设过点T(
)的直线TA,TB与椭圆分别交于点M
,
,其中m>0,
①设动点P满足,求点P的轨迹
②设,求点T的坐标
③设,求证:直线MN必过x轴上的一定点
(其坐标与m无关)
正确答案
直线,
化简得
令,解得
,即直线
过
轴上定点
。
略
如图5,为坐标原点,双曲线
和椭圆
均过点
,且以
的两个顶点和
的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形.
(1)求的方程;
(2)是否存在直线,使得
与
交于
两点,与
只有一个公共点,且
?证明你的结论.
正确答案
(1) (2)不存在
试题分析:(1)利用正方形面积为2,即可得到对角线的长为2,则可得的两个顶点和
的两个焦点的坐标,求的
的值,再结合点
在双曲线上,代入双曲线结合
之间的关系即可求的
的值,得到双曲线的方程,椭圆的焦点坐标已知,点
在椭圆上,利用椭圆的定义
即为
到两焦点的距离之和,求出距离即可得到
的值,利用
之间的关系即可求出
的值,得到椭圆的标准方程.
(2)分以下两种情况讨论,当直线的斜率不存在时,直线
与
只有一个公共点,即直线经过
的顶点,得到直线
的方程,代入双曲线求的
点的坐标验证是否符合等式
,当直线
的斜率存在时,直线
的方程为
,联立直线
与双曲线消元得到二次方程,再利用根与系数之间的关系得到关于
两点横纵坐标之和的表达式,利用
出
,再立直线
与椭圆的方程
即可得到
直线的关系,可得到内积
不可能等于0,进而得到
,即
,即不存在这样的直线.
的焦距为,由题可得
,从而
,因为点
在双曲线
上,所以
,由椭圆的定义可得
,于是根据椭圆
之间的关系可得
,所以
的方程为
.
(2)不存在符合题设条件的直线.
①若直线垂直于
轴,即直线
的斜率不存在,因为
与
只有一个公共点,所以直线的方程为
或
,
当时,易知
所以
,此时
.
当时,同理可得
.
②当直线不垂直于
轴时,即直线
的斜率存在且设直线
的方程为
,联立直线与双曲线方程
可得
,当
与
相交于
两点时,设
,则
满足方程
,由根与系数的关系可得
,于是
,联立直线
与椭圆
可得
,因为直线
与椭圆只有一个交点,
所以,化简可得
,因此
,
于是,即
,所以
,
综上不存在符合题目条件的直线.
已知椭圆的焦点在
轴上,离心率为
,对称轴为坐标轴,且经过点
.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆
相交于
、
两点,
为原点,在
、
上分别存在异于
点的点
、
,使得
在以
为直径的圆外,求直线斜率
的取值范围.
正确答案
(1) (2)
试题分析:(1)利用待定系数法设椭圆方程为,然后利用题目条件建立方程,解方程即可;(2)联立直线与椭圆方程,得到关于x的一元二次方程,,然后利用韦达定理结合点在圆外
为锐角,即
,建立不等式求直线斜率
的取值范围即可.
试题解析:(1)依题意,可设椭圆的方程为
.
由
∵ 椭圆经过点,则
,解得
∴ 椭圆的方程为
(2)联立方程组,消去
整理得
∵ 直线与椭圆有两个交点,
∴ ,解得
①
∵ 原点在以
为直径的圆外,∴
为锐角,即
.
而、
分别在
、
上且异于
点,即
设两点坐标分别为
,
则
解得 , ②
综合①②可知:
已知椭圆:上一点
及其焦点
满足
⑴求椭圆的标准方程。
⑵如图,过焦点F2作两条互相垂直的弦AB,CD,设弦AB,CD的中点分别为M,N。
①线段MN是否恒过一个定点?如果经过定点,试求出它的坐标,如果不经过定点,试说明理由;
②求分别以AB,CD为直径的两圆公共弦中点的轨迹方程。
正确答案
,其轨迹是过定点
的圆,MN恒过定点
解:⑴ ………………………3分
⑵①设直线AB的方程为:并整理得:
{007}设,则有:
所以点 …………3分
,∴将t换成
,即得:
…………5分
由两点式得直线MN的方程为
当y=0时,所以直线MN恒过定点
。 …………7分
②以弦AB为直径的圆M的方程为:
①…………9分
又将t换成
,即得以弦CD为直径的圆N的方程为:
②…………10分
①—②得两圆公共弦所在直线方程为:③
又直线MN的方程为:④…………12分
联解③④,消去,得两圆公共弦中点的轨迹方程为:
。
其轨迹是过定点的圆。…………13分
(本题满分14分)已知椭圆的离心率为
,右焦点
也是抛物线
的焦点。
(1)求椭圆方程;
(2)若直线与
相交于
、
两点。
①若,求直线
的方程;
②若动点满足
,问动点
的轨迹能否与椭圆
存在公共点?若存在,求出点
的坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
(1)根据,即
,据
得
,故
,
所以所求的椭圆方程是。(3分)
(2)①当直线的斜率为
时,检验知
。设
,
根据得
得
。
设直线,代入椭圆方程得
,
故,得
,
代入得
,即
,
解得,故直线
的方程是
。 (8分)
②问题等价于是不是在椭圆上存在点使得
成立。
当直线是斜率为
时,可以验证不存在这样的点,
故设直线方程为。(9分)
用①的设法,点点的坐标为
,
若点在椭圆
上,则
,
即,
又点在椭圆上,故
,
上式即,即
,
由①知
,
代入得
,
解得,即
。(12分)
当时,
,
;
当时,
,
。
故上存在点
使
成立,
即动点的轨迹与椭圆
存在公共点,
公共点的坐标是。(14分)
已知平面内动点P到两定点F1,F2的距离的和等于常数2a,关于动点P的轨迹正确的说法是______.
①点P的轨迹一定是椭圆;
②2a>|F1F2|时,点P的轨迹是椭圆;
③2a=|F1F2|时,点P的轨迹是线段F1F2;
④点P的轨迹一定存在;
⑤点P的轨迹不一定存在.
正确答案
由平面内动点P到两定点F1,F2的距离的和等于常数2a,可知:
当2a>|F1F2|时,点P的轨迹是椭圆;当2a=|F1F2|时,点P的轨迹是线段F1F2;当2a<|F1F2|时,动点P的轨迹不存在.
由以上结论可知:只有②③⑤正确.
故答案为:②③⑤.
已知椭圆C的中心在原点,焦点F在轴上,离心率
,点
在椭圆C上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若斜率为的直线
交椭圆
与
、
两点,且
、
、
成等差数列,点M(1,1),求
的最大值.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)设出椭圆标准方程,根据已知条件解出
即可;(2)由题意可知,直线
的斜率存在且不为
,故可设直线
的方程为
,A,B点坐标为
,联立直线和椭圆方程,利用韦达定理得
,然后利用直线
的斜率依次成等差数列得出
,又
,所以
,即
,然后求出弦长,计算三角形面积,求其最大值.
试题解析:1)设椭圆方程为,由题意知
,…①
,…②
联立①②解得,,所以椭圆方程为
(4分)
2)由题意可知,直线的斜率存在且不为
,故可设直线
的方程为
满足
,
消去得
.
,
且,.
因为直线的斜率依次成等差数列,
所以,,即
,
又,所以
,
即. (9分)
联立 易得弦AB的长为
又点M到的距离
所以
平方再化简求导易得时S取最大值
(13分)
已知O为坐标原点,点A、B分别在x轴,y轴上运动,且|AB|=8,动点P满足=
,设点P的轨迹为曲线C,定点为M(4,0),直线PM交曲线C于另外一点Q.
(1)求曲线C的方程;
(2)求△OPQ面积的最大值.
正确答案
(1)设A(a,0),B(0,b),P(x,y),
则=(x-a,y),
=(-x,b-y),
∵=
,∴
∴a=
x,b=
y.
又|AB|==8,∴
+
=1.
∴曲线C的方程为+
=1.
(2)由(1)可知,M(4,0)为椭圆的右焦点,
设直线PM方程为x=my+4,
由消去x得
(9m2+25)y2+72my-81=0,
∴|yP-yQ|==
.
∴S△OPQ=|OM||yP-yQ|=2×
=
=
=
≤
=
,
当=
,
即m=±时,△OPQ的面积取得最大值为
,
此时直线方程为3x±y-12=0.
在平面直角坐标系xoy中,已知椭圆C1:的左焦点为F1(-1,0),且点P(0,1)在C1上。
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设直线l同时与椭圆C1和抛物线C2:相切,求直线l的方程.
正确答案
(1) (2)l的方程为
或
(1)由题意知:,
,所以
,故椭圆C1的方程为
.
(2)由题意知, 直线l的斜率必存在,设直线l的方程为,则
由消
得:
,因为直线l和抛物线C2:
相切,
所以且
,解得
①,
由消
得:
,即
,因为直线l与椭圆C1相切,所以
,整理得:
②,解①②得:
,即
或
,所以直线l的方程为
或
.
已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,左、右焦点分别为F1,F2,且|F1F2|=2,点P(1,)在椭圆C上.
(I)求椭圆C的方程;
(II)如图,动直线:
与椭圆C有且仅有一个公共点,点M,N是直线l上的两点,且
,
,四边形
面积S的求最大值.
正确答案
(I);(II)
.
试题分析:(I)设出椭圆的方程,根据已知条件列方程组,求出和
的值,然后写出椭圆的标准方程;(II)根据动直线与椭圆的交点个数,联立方程组求的关系式
,再由点到直线的距离公式求得
和
的代数式,因为四边形是直角梯形,根据边的关系求得高
的代数式,由梯形的面积公式表示出面积
,利用等量代换
,化简
的解析式,由函数的单调性与导数的关系判断函数
的单调性,根据单调性求最值.
试题解析:(I)设椭圆的方程为
,
由已知可得 , 3分
解得,
,
∴椭圆的方程为
. 5分
(II)由,得
6分
由直线与椭圆
仅有一个公共点知,
,
化简得. 7分
由点到直线的距离公式,可设
,
8分
∵,
,
∴.
∴四边形面积
. 10分
令,
,
,
当时,
,∴
在
上为减函数,
∴,∴当
时,
所以四边形的面积
的最大值为
. 12分
(本小题满分12分)
已知椭圆C的中心在原点、焦点在轴上,椭圆C上的点到焦点的最大值为3,最小值为1.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)若直线:
与
椭圆交于不同的两点M,N(M,N不是左、右顶点),且以MN为直径的圆经过椭圆的右顶点A.求证:直线
过定点,并求出定点的坐标.
正确答案
(Ⅰ) (Ⅱ)
.
(Ⅱ)由方程组消去y得
.
由题意得整理得
设,
,则
,
.…6分
由已知,,且椭圆的右顶点为
,
……8分
则,
即
整理得:,解得:
或
,均满足①.…10分
当时,直线l的方程为
,过定点
,舍去;
当时,直线l的方程为
,过定点
,
故直线l过定点,且定点的坐标为.………12分
一束光线从点出发,经直线
上一点
反射后,恰好穿过点
.(Ⅰ)求点
关于直线
的对称点
的坐标;
(Ⅱ)求以、
为焦点且过点
的椭圆
的方程;
(Ⅲ)设直线与椭圆
的两条准线分别交于
、
两点,点
为线段
上的动点,求点
到
的距离与到椭圆
右准线的距离之比的最小值,并求取得最小值时点
的坐标.
正确答案
(Ⅰ)的坐标为
.
(Ⅱ)所求椭圆方程为.
(Ⅲ)最小值=
,此时点
的坐标为
(Ⅰ)设的坐标为
,则
且
.
解得, 因此,点
的坐标为
.
(Ⅱ),根据椭圆定义,
得,
,
. ∴所求椭圆方程为
.
(Ⅲ),
椭圆的准线方程为
.
设点的坐标为
,
表示点
到
的距离,
表示点
到椭圆的右准线的距离.
则,
.
,令
,则
,
当
,
,
,
.
∴在
时取得最小值.
因此,最小值=
,此时点
的坐标为
-----------------14分
(本题12分)已知中心为坐标原点O,焦点在x轴上的椭圆的两个短轴端点和左右焦点所组成的四边形是面积为2的正方形,
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点P(0,2)的直线l与椭圆交于点A,B,当△OAB面积最大时,求直线l的方程。
正确答案
(1)
(2)或
设椭圆方程为,
(1)由已知得
∴所求椭圆的标准方程为
(2)根据题意可知直线l的斜率存在,故设直线l的方程为
由方程组消去y得关于x得:方程(1+2k2)x2+8kx+6=0,
由直线l与椭圆相交于A,B两点,则有
△
由韦达定理得:
故
又因为原点O到直线l的距离,
故
令
当且仅当m=2时,,此时
∴直线l的方程为,或
.
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