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简答题

在平面直角坐标系中,已知焦距为4的椭圆C:(a>b>0)的右焦点为F,过F作一条垂直于x轴的直线与椭圆相交于R,S,若线段RS的长为

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)若椭圆C上存在两个不同的点关于直线l:y=9x+m对称,求实数m的取值范围;

(Ⅲ)若P为椭圆C在第一象限的动点,过点P作圆x2+y2=5的两条切线PA,PB,切点为A,B,直线AB与x轴、y轴分别交于点M,N,求△MON(O为坐标原点)面积的最小值。

正确答案

解:(Ⅰ)依题意,椭圆过点

,解得

椭圆C的方程为

(Ⅱ)设D,E是椭圆C上关于直线l:y=9x+m对称的两点,

可设直线DE的方程为

代入椭圆C的方程,得

由Δ>0得

线段DE的中点G的坐标为

点G在直线l上,故,解得

代入,解得

(Ⅲ)设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),

则直线PA的方程为x1x+y1y=5,

直线PB的方程为x2x+y2y=5,

直线PA,PB均过点P,故x1x0+y1y0=5,x2x0+y2y0=5,

因此,直线AB的方程为x0x+y0y=5,

△MON的面积

,所以

当且仅当时等号成立,

此时,,即△MON面积的最小值为

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简答题

已知在平面直角坐标系xOy中的一个椭圆,它的中心在原点,左焦点为F(,0),右顶点为D(2,0),设点A(1,),

(1)求该椭圆的标准方程;

(2)若P是椭圆上的动点,求线段PA中点M的轨迹方程;

(3)过原点O的直线交椭圆于点B,C,求△ABC面积的最大值。

正确答案

解:(1)由已知得椭圆的半长轴a=2,半焦距c=

则半短轴b=1,

又椭圆的焦点在x轴上,

∴椭圆的标准方程为

(2)设线段PA的中点为M(x,y),点P的坐标是(x0,y0),

由x=,得x0=2x-1,

由y=,得y0=2y-

由点P在椭圆上,得

∴线段PA中点M的轨迹方程是

(3)当直线BC垂直于x轴时,BC=2,

因此△ABC的面积S△ABC=1;

当直线BC不垂直于x轴时,设该直线方程为y=kx,代入

解得B(),C(-,-),

又点A到直线BC的距离d=

∴△ABC的面积S△ABC=

于是S△ABC=

≥-1,得S△ABC,其中,当k=时,等号成立;

∴S△ABC的最大值是

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简答题

已知椭圆C的方程为,椭圆C的左、右焦点分别为F1(-1,0)、F2(1,0),斜率为k(k≠0)的直线l经过点F2,交椭圆于A、B两点,且△ABF1的周长为8,

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设点E为x轴上一点,(λ∈R),若,求点E的坐标。

正确答案

解:(Ⅰ)依题意,A、B不与椭圆C长轴两端点重合,

因为的周长为8,即

所以

根据椭圆的定义,得

所以,

又因为c=1,所以

所以椭圆C的方程为

(Ⅱ)设点E的坐标为(m,0),由已知可得直线l的方程为y=k(x-1),

代入椭圆方程

消去y整理得:, (*)

是方程(*)的两个实根,

由根与系数的关系可知:

由已知,得

由已知

因为

化简得:6m-24=0,m=4,

即E(4,0)。

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简答题

已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,焦距为2,短轴长为2

(1)求椭圆C的标准方程;

(2)若直线l:y=kx+m(k≠0)与椭圆交于不同的两点M、N(M、N不是椭圆的左、右顶点),且以MN为直径的圆经过椭圆的右顶点A,求证:直线l过定点,并求出定点的坐标。

正确答案

解:(1)设椭圆的长半轴长为a,短半轴长为b,半焦距为c,

,解得

∴椭圆C的标准方程为

(2)由方程组消去y,得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,

由题意Δ=(8km)2-4(3+4k2)(4m2-12)>0,

整理得:3+4k2-m2>0, ①

设M(x1,y1)、N(x2,y2),

由已知,AM⊥AN,且椭圆的右顶点为A(2,0),

∴(x1-2)(x2-2)+y1y2=0,

即(1+k2)x1x2+(km-2)(x1+x2)+m2+4=0,

也即

整理得7m2+16mk+4k2=0,解得m=-2k或,均满足①.

当m=-2k时,直线l的方程为y=kx-2k,过定点(2,0),不符合题意,舍去;

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

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简答题

已知F1,F2是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,点P(-1,)在椭圆上,线段PF2与y轴的交点M满足

(1)求椭圆的标准方程;

(2)过F1作不与x轴重合的直线l,l与圆x2+y2=a2+b2相交于A、B。并与椭圆相交于C、D,当=λ,且λ∈[,1]时,求△F2CD的面积S的取值范围。

正确答案

解:(1)∵

∴M是线段PF2的中点

∴OM是△PF1F2的中位线

又OM⊥F1F2∴PF1⊥F1F2

解得

∴椭圆方程为

(2)设l方程为

S关于M在上是减函数

所以

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简答题

已知椭圆E的中心在原点,焦点在x轴上,椭圆上的点到焦点的距离的最小值为-1,离心率e=

(Ⅰ)求椭圆E的方程;

(Ⅱ)过点(1,0)作直线交E于P、Q两点,试问在x轴上是否存在一定点M,使为定值?若存在,求出定点M的坐标;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)

∴所求椭圆E的方程为:

(2)当直线l不与x轴重合时,可设直线l的方程为:x=ky+1,

把(2)代入(1)整理得:,(3)

假设存在定点M(m,0),使得为定值,

=

当且仅当5-4m=0,即时,(为定值).这时

再验证当直线l的倾斜角α=0时的情形,此时取

∴存在定点使得对于经过(1,0)点的任意一条直线l 均有(恒为定值).

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简答题

如图,已知椭圆E:(a>b>0)的离心率为,E的左顶点为A、上顶点为B,点P在椭圆上,且△PF1F2的周长为4+2

(Ⅰ)求椭圆的方程;

(Ⅱ)设C,D是椭圆E上两不同点,CD∥AB,直线CD与x轴、y轴分别交于M,N两点,且,求λ+μ的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)由题意得

所以椭圆的方程为

(Ⅱ)又A(-2,0),B(0,1),所以

由CD∥AB,可设直线CD的方程为

由已知得M(-2m,0),N(0,m),

设C(x1,y1),D(x2,y2),

得x2+2mx+2m2-2=0,

Δ=(2m)2-4(2m2-2)>0m2<2,

所以x1+x2=-2m,x1x2=2m2-2,

得(x1+2m,y1)=λ(-x1,m-y1),

所以x1+2m=-λx1

同理由

所以

所以λ+μ∈(-∞,-2]∪(2,+∞)。

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简答题

设椭圆(a>b>0)的焦点分别为F1(-1,0)、F2(1,0),直线l:x=a2交x轴于点A,且

(1)试求椭圆的方程;

(2)过F1、F2分别作互相垂直的两直线与椭圆分别交于D、 E、M、N四点(如图所示),试求四边形DMEN面积的最大值和最小值。

正确答案

解:(1)由题意,

∴F2为AF1的中点

∴a2=3,b2=2

即椭圆方程为

(2)当直线DE与x轴垂直时

,此时|MN|=2a =2,

四边形DMEN的面积

同理当MN与x轴垂直时,也有四边形DMEN的面积S=

当直线DE,MN均与x轴不垂直时,

设DE:y= k(x+1),代入

消去y得:(2+3k2)x2+ 6k2x+(3k2-6)=0

设D(x1,y1),E(x2,y2),则

所以

所以

同理

所以四边形DMEN的面积

,得

因为,当且仅当k=±1时,u=2,

且S是以u为自变量的增函数,

所以

综上可知

故四边形DMEN面积的最大值为4,最小值为

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简答题

已知P为圆x2+y2=4上任意一点,Q为点P在x轴上的射影,M为线段PQ的中点,

(1)求点M的轨迹C的方程;

(2)过点E(0,2)的直线l与曲线C交于A、B两点,若点O在以AB为直径的圆上或圆外(O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围。

正确答案

解:(1)设M(x,y),则P(x,2y),

∵点P在圆x2+y2=4上,

∴x2+(2y)2=4,

所以点M的轨迹C的方程为+y2=1;

(2)依题意,显然l的斜率存在,设l:y=kx+2,

由方程组,消y得(1+4k2)x2+16kx+12=0,

∵直线l与C有两交点,

∴△=(16k)2-4×12·(1+4k2)>0,解得k2

且xA+xB=,xA·xB=

又∠AOB为直角或锐角,xA·xB+yA·yB≥0,

即xA·xB+(kxA+2)(kxB+2)≥0,

(1+k2)xA·xB+2k(xA+xB)+4≥0,

所以(1+k2-2k+4≥0,解得k2≤4,

故直线l的斜率k的取值范围是k∈

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简答题

设双曲线的左、右顶点分别为A1、A2,点P(x1,y1)、Q(x2,-y1)是双曲线上不同的两个动点。

(1)求直线A1P与A2Q交点的轨迹E的方程;

(2)是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与轨迹E恒有两个交点A、B,且?若存在,求出该圆的方程;若不存在,说明理由。

正确答案

解:(1)由A1、A2分别为双曲线的左、右顶点知

两式相乘得

∵点P(x1,y1)在双曲线上

即直线A1P与A2Q交点的轨迹E的方程为

(2)假设存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与轨迹E恒有两个交点A、B,且,又设该圆的切线方程为y=kx+m

消去y,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0,

则Δ=16k2m2-4(1+2k2 )(2m2-2)=8(2k2-m2+1)>0,

即2k2-m2+1>0

设A(x1',y1'),B(x2,y2

∴ y1'y2=k2x1'x2+km(x1′+x2)+m2=

要使

需使x1′x2+y1′y2=0

又2k2-m2+1>0,解得

∵直线y=kx+m为圆心在原点的圆的一条切线

∴圆的半径为

所求的圆为

此时圆的切线y=kx+m都满足

而当切线的斜率不存在时,切线为

与椭圆的两个交点为满足

综上,存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与轨迹E恒有两个交点A、B,且

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简答题

如图,椭圆C:(a>b>0)的离心率为,其左焦点到点P(2,1)的距离为.不过原点O的直线l与C相交于A,B两点,且线段AB被直线OP平分。

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)求△ABP的面积取最大时直线l的方程

正确答案

解:(Ⅰ)由题:; (1)

左焦点(-c,0)到点P(2,1)的距离为:(2)

由(1)(2)可解得:

∴所求椭圆C的方程为:

(Ⅱ)易得直线OP的方程:y=x,

设A(xA,yA),B(xB,yB),R(x0,y0

其中y0x0∵A,B在椭圆上,

设直线AB的方程为l:y=﹣(m≠0),

代入椭圆:

显然

∴﹣<m<且m≠0

由上又有:=m,

∴|AB|=||=

∵点P(2,1)到直线l的距离为:

∴S△ABPd|AB|=|m+2|

当|m+2|=,即m=-3 or  m=0(舍去)时,

(S△ABP)max=

此时直线l的方程y=-

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简答题

已知中心在原点的椭圆C的右焦点为(,0),右顶点为(2,0),

(1)求椭圆C的方程;

(2)若直线l:y=kx+与椭圆C恒有两个不同的交点A和B,且(其中O为原点),求k的取值范围。

正确答案

解:(1)由题意可得:

所求的椭圆方程为:

(2)设

,(*)

解得:

整理得:

把(*)代入得:

即:

综上:k的取值范围是

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简答题

已知椭圆的方程为,点P(a,b)的坐标满足,过点P的直线l与椭圆交于A、B两点,点Q为线段AB的中点,求:

(Ⅰ)点Q的轨迹方程;

(Ⅱ)点Q的轨迹与坐标轴的交点的个数.

正确答案

解:(Ⅰ)设点A、B的坐标分别为,点Q的坐标为Q(x,y),

时,设直线l的斜率为k,则l的方程为y=k(x-a)+b,

由已知, (1)

,(2)

由(1)得, (3)

由(2)得, (4)

由(3)、(4)及

得点Q的坐标满足方程, (5)

时,k不存在,此时l平行于y轴,因此AB的中点Q一定落在x轴上,即Q的坐标为(a,0)显然点Q的坐标满足方程(5);

综上所述,点Q的坐标满足方程

设方程(5)所表示的曲线为L,

则由

因为,由已知

所以当时,△=0,曲线L与椭圆C有且只有一个交点P(a,b);

时,△<0,曲线L与椭圆C没有交点,

因为(0,0)在椭圆C内,又在曲线L上,

所以曲线L在椭圆C内,故点Q的轨迹方程为

(Ⅱ)由,解得曲线L与y轴交于点(0,0),(0,b);

,解得曲线L与x轴交于点(0,0),(a,0),

当a=0,b=0,即点P(a,b)为原点时,(a,0)、(0,b)与(0,0)重点,曲线L与坐标轴只有一个交点(0,0);

当a=0且,即点P(a,b)不在椭圆C外且在除去原点的y轴上时,点(a,0)与(0,0)重合,曲线L与坐标轴有两个交点(0,b)与(0,0);

同理,当b=0且,即点P(a,b)不在椭圆C外且在除去原点的x轴上时,曲线L与坐标轴有两个交点(a,0)与(0,0);

,即点P(a,b)在椭圆C内且不在坐标轴上时,曲线L与坐标轴有三个交点(a,0)、(0,b)与(0,0)。

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简答题

已知椭圆C:,两直线l1:x=-,l2:x=,直线l1为抛物线E:y2=16x的准线,直线l:x+2y-4=0与椭圆相切。

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)如果椭圆C的左顶点为A,右焦点为F,过F的直线与椭圆C交于P,Q两点,直线AP,AQ与直线l2分别交于N,M两点,求证:四边形MNPQ的对角线的交点是定点。

正确答案

(Ⅰ)解:由题知,抛物线y2=16x的准线方程为x=-4,

 设椭圆的右焦点为F(c,0),其中

,即,①

,消去x,得

由于直线x+2y-4=0与椭圆C相切,

所以

即4b2+a2-16=0,

所以4(a2-c2)+a2-16=0,

整理得5a2-4c2-16=0, ②

将①代人②,得5×4c-4c2-16=0,即c2-5c+4=0,解得c=1或4,

由于,所以c=1,

所以,所以椭圆C的方程为

(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,A(-2,0),F(1,0),

直线l2的方程为x=4,

根据椭圆的对称性,当直线PQ⊥x轴时,四边形MNPQ是等腰梯形,对角线PM,ON的交点在x轴上,

 此时,直线PQ的方程为x=1,

,得

不妨取,故直线AP的方程为

将x=4代入,得N(4,3),所以,直线QN的方程为

令y=0,得x=2,即直线QN与x轴的交点为R(2,0),

此点恰为椭圆的右顶点.

下面只要证明,在一般情况下Q,N,R三点共线即可.

设P(x1,y1),Q(x2,y2),N(4,y3),M(4,y4),直线PQ的方程为x=my+1,

消去x,得

所以,

因为三点共线,

所以,共线,

所以,即

由于,

所以,

所以,共线,即Q,N,R三点共线。

同理可证,P,M,R三点共线。

所以,四边形MNPQ的对角线的交点是定点,此定点恰为椭圆的右顶点。

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简答题

如图,椭圆的离心率为,直线所围成的矩形的面积为8。

(Ⅰ)求椭圆M的标准方程;

(Ⅱ)设直线与椭圆M有两个不同的交点P,Q,l与矩形ABCD有两个不同的交点S,T,求的最大值及取得最大值时m的值。

正确答案

解:(I)……①

矩形面积为8,即……②

由①②解得:

∴椭圆的标准方程是

(II)

当l过A点时,m=1,

当l过点时,m=-1

①当时,有

,其中

由此知当,即时,

取得最大值

②由对称性,可知若,则当时,取得最大值

③当时,

由此知,当时,取得最大值

综上可知,当和0时,取得最大值

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