- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
一动圆与已知圆O1:(x+3)2+y2=1外切,与圆O2:(x-3)2+y2=81内切,试求动圆圆心的轨迹方程.
正确答案
动圆圆心的轨迹方程为=1
两定圆的圆心和半径分别为O1(-3,0),r1=1;
O2(3,0),r2=9.设动圆圆心为M(x,y),半径为R,
则由题设条件可得|MO1|=1+R,|MO2|=9-R.
∴|MO1|+|MO2|=10.
由椭圆的定义知:M在以O1、O2为焦点的椭圆上,
且a=5,c=3.
∴b2=a2-c2=25-9=16,
故动圆圆心的轨迹方程为=1.
若点O和点F分别为椭圆=1的中心和左焦点,点P为椭圆上的任意一点,则
·
的最大值为________.
正确答案
6
由椭圆方程得F(-1,0),设P(x0,y0),则·
=(x0,y0)·(x0+1,y0)=
+x0+
.
∵P为椭圆上一点,∴=1.
∴·
=
+x0+3
=
+x0+3=
(x0+2)2+2.
∵-2≤x0≤2,∴·
的最大值在x0=2时取得,且最大值等于6.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,过右焦点F的直线l与C相交于A、B两点,当l的斜率为1时,坐标原点O到l的距离为
.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)C上是否存在点P,使得当l绕F转到某一位置时,有=
+
成立?若存在,求出所有的P的坐标与l的方程;若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)P(
,±
),
x±y-
=0.
试题分析:(Ⅰ) 先利用点到直线的距离公式求,再利用离心率求
,最后利用参数的关系求
;(Ⅱ)设点利用方程组消元后得根与系数关系,然后代入题中条件化简可求.
试题解析:(Ⅰ) 设F(c,0),当l的斜率为1时,其方程为x-y-c=0,
∴O到l的距离为,
由已知,得=
,∴c=1.
由e==
,得a=
,b=
=
. 4分
(Ⅱ)假设C上存在点P,使得当l绕F转到某一位置时,有=
+
成立,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则P(x1+x2,y1+y2).
由(Ⅰ),知C的方程为+
=1.
由题意知,l的斜率一定不为0,故不妨设l:x=ty+1.
由,消去x并化简整理,得(2t2+3)y2+4ty-4=0.
由韦达定理,得y1+y2=-,
∴x1+x2=ty1+1+ty2+1=t(y1+y2)+2=-+2=
,
∴P(,-
).
∵点P在C上,∴+
=1,
化简整理,得4t4+4t2-3=0,即(2t2+3)(2t2-1)=0,解得t2=.
当t=时,P(
,-
),l的方程为
x-y-
=0;
当t=-时,P(
,
),l的方程为
x+y-
=0.
故C上存在点P(,±
),使
=
+
成立,此时l的方程为
x±y-
=0. 13分
已知离心率为的椭圆
过点
,
为坐标原点,平行于
的直线
交椭圆于
不同的两点
。
(1)求椭圆的方程。
(2)证明:若直线的斜率分别为
、
,求证:
+
=0。
正确答案
(Ⅰ).(Ⅱ)见解析。
试题分析:(1)由于先由椭圆C的离心率和椭圆过点M(2,1),列出方程组,再由方程组求出a,b,由此能求出椭圆方程
(2)联立直线与椭圆的方程,结合韦达定理得到根与系数的关系,那么再结合斜率公式得到证明。
解:(Ⅰ)设椭圆的方程为:
.
由题意得: ∴ 椭圆方程为
.
(Ⅱ)由直线,可设
,将式子代入椭圆
得:
设,则
设直线、
的斜率分别为
、
,则
下面只需证明:,事实上,
。
点评:解决该试题的关键是能利用椭圆的性质得到a,b,c,的值,进而得到椭圆方程,同时能利用韦达定理得到斜率的关系式。
(本小题满分12分)
已知椭圆上任一点P,由点P向x轴作垂线段PQ,垂足为Q,点M在PQ上,且
,点M的轨迹为C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)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
轴的直线上一动点,满足
(O为原点),问是否存在这样的直线l,使得四边形OANB为矩形?若存在,求出直线的方程;若不存在说明理由.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)
。
设M(x,y)是曲线C上任一点,根据,用M的坐标表示出P的坐标,然后根据点P在椭圆上,可求出点M的轨迹方程.
(II) 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,它与椭圆方程联立消y后得到关于x的一元二次方程,然后因为,所以四边形OANB为平行四边形,
假设存在矩形OANB,则,即
,
从而根据韦达定理可得到关于k的方程,求出k值,再验证是否满足判别式大于零.
(Ⅰ)设M(x,y)是曲线C上任一点,因为PM⊥x轴,,所以点P的坐标为(x,3y) 点P在椭圆
上,所以
,
因此曲线C的方程是 …………5分
(Ⅱ)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与椭圆交于A(x1,y1),B(x2,y2),经N点平行x轴的直线方程为
,
由
, …………8分
因为,所以四边形OANB为平行四边形,
假设存在矩形OANB,则
即,
所以
, …………10分
设N(x0,y0),由,得
,即N点在直线
,
所以存在四边形OANB为矩形,直线l的方程为 …………12分
(本题12分)在平面直角坐标系中,已知椭圆
的离心率为
,其焦点在圆
上.
⑴求椭圆的方程;
⑵设、
、
是椭圆上的三点(异于椭圆顶点),且存在锐角
,使
.
①试求直线与
的斜率的乘积;
②试求的值.
正确答案
(1) .(2) (i)
,
(ii)=
.
(1)易知焦点坐标为(-1,0),(1,0),再根据离心率求出a,进而求出b的值.从而确定椭圆的方程.
(2)设,设
,因
,
故,再根据M在椭圆上,可得
,
然后再利用点A、B在椭圆上这个条件,得到两个方程,以此对上面的方程化简,可求出直线与
的斜率的乘积.
(ii) 因为=
,然后可以根据(i)的结论,得到
,
从而,又因
,所以
.问题到此得以解决.
(1)依题意得, 于是
.
所以所求椭圆的方程为.
(2) (i)设,则
①
②.
又设,因
,
故
因在椭圆上,
故
整理得:
将①②代入上式,并由得
所以
(ii),
故
又
故
所以,=
.
(本题12分)在平面直角坐标系中,已知椭圆
的离心率为
,其焦点在圆
上.
⑴求椭圆的方程;
⑵设、
、
是椭圆上的三点(异于椭圆顶点),且存在锐角
,使
.
①试求直线与
的斜率的乘积;
②试求的值.
正确答案
(1) .(2) (i)
,
(ii)=
.
(1)易知焦点坐标为(-1,0),(1,0),再根据离心率求出a,进而求出b的值.从而确定椭圆的方程.
(2)设,设
,因
,
故,再根据M在椭圆上,可得
,
然后再利用点A、B在椭圆上这个条件,得到两个方程,以此对上面的方程化简,可求出直线与
的斜率的乘积.
(ii) 因为=
,然后可以根据(i)的结论,得到
,
从而,又因
,所以
.问题到此得以解决.
(1)依题意得, 于是
.
所以所求椭圆的方程为.
(2) (i)设,则
①
②.
又设,因
,
故
因在椭圆上,
故
整理得:
将①②代入上式,并由得
所以
(ii),
故
又
故
所以,=
.
如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为
,以原点为圆心,椭圆C的短半轴长为半径的圆与直线x-y+2=0相切.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知点P(0,1),Q(0,2).设M、N是椭圆C上关于y轴对称的不同两点,直线PM与QN相交于点T,求证:点T在椭圆C上.
正确答案
(1)=1.(2)见解析
(1)解:由题意知b==
.
因为离心率e==
,所以
=
=
.所以a=2
.
所以椭圆C的方程为=1.
(2)证明:由题意可设M,N的坐标分别为(x0,y0),(-x0,y0),则直线PM的方程为y=x+1,①
直线QN的方程为y=x+2.②
(证法1)联立①②解得x=,y=
,即T
.
由=1可得
=8-4
.
因为
==1,所以点T坐标满足椭圆C的方程,即点T在椭圆C上.
(证法2)设T(x,y).联立①②解得x0=,y0=
.
因为=1,所以
=1.整理得
=(2y-3)2,所以
-12y+8=4y2-12y+9,即
=1.
所以点T坐标满足椭圆C的方程,即点T在椭圆C上.
设点P是圆x2+y2=4上任意一点,由点P向x轴作垂线PP0,垂足为P0,且=
.
(1)求点M的轨迹C的方程;
(2)设直线l:y=kx+m(m≠0)与(1)中的轨迹C交于不同的两点A,B.
若直线OA,AB,OB的斜率成等比数列,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)=1(2)(-
,0)∪(0,
)
(1)设点M(x,y),P(x0,y0),则由题意知P0(x0,0).
由=(x0-x,-y),
=(0,-y0),且
=
,得
(x0-x,-y)= (0,-y0).
∴于是
又+
=4,∴x2+
y2=4.∴点M的轨迹C的方程为
=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).联立
得(3+4k2)x2+8mkx+4(m2-3)=0.
∴Δ=(8mk)2-16(3+4k2)(m2-3)>0,
即3+4k2-m2>0.(*)且
依题意,k2=,即k2=
.
∴x1x2k2=k2x1x2+km(x1+x2)+m2.
∴km(x1+x2)+m2=0,即km+m2=0.
∵m≠0,∴k+1=0,解得k2=
.
将k2=代入(*),得m2<6.∴m的取值范围是(-
,0)∪(0,
).
已知椭圆x2+(m+3)y2=m(m>0)的离心率e=,求m的值及椭圆的长轴和短轴的长及顶点坐标.
正确答案
解:椭圆方程可化为+
=1.
因为m->0,所以m>
.
即a2=m,b2=,c=
.
由e=,解得m=1.
所以a=1,b=,椭圆的标准方程为x2+
=1.
所以椭圆的长轴长为2,短轴长为1,
四个顶点的坐标分别为
A1(-1,0),A2(1,0),B1(0,-),B2(0,
)
略
已知点和
,
是椭圆
上一动点,则
的最大值是____________
正确答案
略
正确答案
略
(本题满分15分)
设椭圆,
已知
(Ⅰ) 求椭圆E的方程;
(Ⅱ)已知过点M(1,0)的直线交椭圆E于C,D两点,若存在动点N,使得直线NC,NM,ND的斜率依次成等差数列,试确定点N的轨迹方程.
正确答案
略
(本小题满分12分)
已知点,椭圆
的右准线
与x轴相交于点D,右焦点F到上顶点的距离为
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在过点F且与x轴不垂直的直线与椭圆交于A、B两点,使得
?若存在,求出直线
;若不存在,说明理由。
正确答案
略
设点P是椭圆上的一动点,F是椭圆的左焦点,
则的取值范围为 .
正确答案
[l,7]
略
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