- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知△ABC的顶点A,B在椭圆上,C在直线
:y=x+2上,且AB∥
。
(Ⅰ)当AB边通过坐标原点O时,求AB的长及△ABC的面积;
(Ⅱ)当∠ABC=90°,且斜边AC的长最大时,求AB所在直线的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)因为AB∥,且AB边通过点(0,0),
所以AB所在直线的方程为y=x,
设A,B两点坐标分别为,
由得
,
所以,
又因为AB边上的高h等于原点到直线的距离,于是
,
所以。
(Ⅱ)设AB所在直线的方程为y=x+m,
由得
,
因为A,B在椭圆上,所以,
设A,B两点的坐标分别为,
则,
,
所以,
又因为BC的长等于点(0,m)到直线的距离,即
,
所以,
所以当m=-1时,AC边最长,(这时),
此时AB所在直线的方程为y=x-1。
已知椭圆的左、右焦点分别为
,
, 点
是椭圆的一个顶点,△
是等腰直角三角形.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点是椭圆
上一动点,求线段
的中点
的轨迹方程;
(3)过点分别作直线
,
交椭圆于
,
两点,设两直线的斜率分别为
,
,且
,探究:直线
是否过定点,并说明理由.
正确答案
解:(1)由已知可得 ,
所求椭圆方程为.
(2)设点,
的中点坐标为
,
则
由,
得
,代入上式 ,得
(3)若直线的斜率存在,
设方程为
,依题意
.
设,
,
由 得
.
则.
由已知,
所以,即
.
所以,整理得
.
故直线的方程为
,即
(
)
.
所以直线过定点(
).
若直线的斜率不存在,
设方程为
,
设,
,
由已知,得
.
此时方程为
,显然过点(
).
综上,直线过定点(
).
如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0)。已知(1,e)和(e,
)都在椭圆上,其中e为椭圆的离心率。
(1)求椭圆的方程;
(2)设A,B是椭圆上位于x轴上方的两点,且直线AF1与直线BF2平行,AF2与BF1交于点P。
(i)若AF1-BF2=,求直线AF1的斜率;
(ii)求证:PF1+PF2是定值。
正确答案
解:(1)由题设知a2=b2+c2,e=,
由点(1,e)在椭圆上,得,
∴b=1,c2=a2-1
由点(e,)在椭圆上,得
∴,
∴a2=2
∴椭圆的方程为。
(2)解:由(1)得F1(-1,0),F2(1,0),
又∵直线AF1与直线BF2平行,
∴设AF1与BF2的方程分别为x+1=my,x-1=my
设A(x1,y1),B(x2,y2),y1>0,y2>0,
∴由,可得(m2+2)
-2my1-1=0
∴,
∴|AF1|=①
同理|BF2|=②
(i)由①②得|AF1|-|BF2|=,
∴,解得m2=2
∵注意到m>0,
∴m=
∴直线AF1的斜率为。
(ii)证明:∵直线AF1与直线BF2平行,
∴,即
由点B在椭圆上知,,
∴
同理
∴PF1+PF2==
由①②得,,
,
∴PF1+PF2=
∴PF1+PF2是定值。
已知椭圆,点P(
)在椭圆上。
(1)求椭圆的离心率;
(2)设A为椭圆的左顶点,O为坐标原点.若点Q在椭圆上且满足|AQ|=|AO|,求直线OQ的斜率的值。
正确答案
解:(1)因为点P()在椭圆上,所以
∴
∴
∴。
(2)设直线OQ的斜率为k,则其方程为y=kx
设点Q的坐标为(x0,y0),由条件得,
消元并整理可得①
∵|AQ|=|AO|,A(-a,0),y0=kx0,
∴
∴
∵x0≠0,
∴
代入①,整理得
∵
∴
5k4-22k2-15=0
∴k2=5
∴。
已知椭圆的左顶点是A,过焦点F(c,0)(c>0,为椭圆的半焦距)作倾斜角为θ的直线(非x轴)交椭圆于M,N两点,直线AM,AN分别交直线
(称为椭圆的右准线)于P,Q两点.
(1)若当θ=30°时有,求椭圆的离心率;
(2)若离心率e=,求证:
为定值.
正确答案
解:(1)如图,作MM1,NN1垂直准线于M1,N1,NH垂直MM1于H,
设|NF|=m,则|FM|=3m,
根据椭圆的第二定义有:,
,
∴,
在Rt△NMH中,∠NMH=30°,
∴=cos30°,解得e=
.
(2)当时,
,
则椭圆方程化为:x2+2y2﹣2c2=0,准线:x=,
设MN的方程为x=ty+c,M(x1,y1),N(x2,y2),P(2c,yP),Q(2c,yQ),
由A,M,P三点共线,得,
,
由A,N,Q三点共线,得Q(),
,
,①
把x=ty+c代入x2+2y2﹣2c2=0,得(2+t2)y2+2cty﹣c2=0,
,
∴,②
=
=
==
.③
∵a=,
∴将②③代入①,整理得=0.
已知椭圆C:的离心率为
,F1、F2分别为椭圆C的左、右焦点,若椭圆C的焦距为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设M为椭圆上任意一点,以M为圆心,MF1为半径作圆M,当圆M与椭圆的右准线l有公共点时,求△MF1F2面积的最大值.
正确答案
解:(1)因为2c=2,且,
所以c=1,a=2.
所以b2=3.
所以椭圆C的方程为.
(2)设点M的坐标为(x0,y0),则.
因为F1(﹣1,0),,
所以直线l的方程为x=4.
由于圆M与l有公共点,所以M到l的距离4﹣x0小于或等于圆的半径R.
因为R2=MF12=(x0+1)2+y02,
所以(4﹣x0)2≤(x0+1)2+y02,即y02+10x0﹣15≥0.
又因为,所以
.
解得.
又,
∴
当时,
,
所以,.
已知点P为圆 x2+y2=4上的动点,且P不在x 轴上,PD⊥x 轴,垂足为D,线段PD中点Q的轨迹为曲线C,过定点M(t,0)(0< t <2)任作一条与y轴不垂直的直线l ,它与曲线C交于A、B两点。
(1)求曲线C的方程;
(2)试证明:在x轴上存在定点N,使得∠ANB总能被x轴平分
正确答案
解:(1)设Q(x,y)为曲线C上的任意一点,则点P(x,2y)在圆x2+y2=4上,
∴x2+4y2=4,曲线C的方程为.
(2)设点N的坐标为(n,0),直线l的方程为x=sy+t,
代入曲线C的方程,可得
∵0< t < 2,∴
∴直线l与曲线C总有两个公共点.
设点A,B的坐标分别(x1,y1),(x2,y2),则
要使∠ANB被x轴平分,只要
即 ,y1(x2-n)+y2(x1-n)=0,
也就是y1(sy2+t-n)+y2(sy1+t-n)=0,2sy1y2+(t-n)(y1+y2)=0,
即 ,
即只要(nt-4)s=0
当 时,(*)对任意的s都成立,从而∠ANB总能被x轴平分.
所以在x轴上存在定点,使得∠ANB总能被x轴平分
已知椭圆上任一点P,由点P向x轴作垂线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,满足
(O为原点),且四边形OANB为矩形,求出直线l的方程.
正确答案
(1)设是曲线C上任一点,PM⊥x轴,
,
所以点P的坐标为,
点P在椭圆上,所以
,
因此曲线C的方程是
(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,
直线l与椭圆交于,
N点所在直线方程为,
由 得
,
由得
,即
或
因为,四边形OANB为平行四边形
又因OANB是矩形,则,
所以
设,由
得
,
即N点在直线,四边形OANB为矩形,
直线l的方程为
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,短轴一个端点到右焦点的距离为
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l与椭圆C交于A、B两点,坐标原点O到直线l的距离为,求△AOB面积的最大值.
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,依题意
∴b=1,
∴所求椭圆方程为.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)当AB⊥x轴时,.
(2)当AB与x轴不垂直时,
设直线AB的方程为y=kx+m.
由已知,得
.
把y=kx+m代入椭圆方程,
整理得(3k2+1)x2+6kmx+3m2﹣3=0,
∴,
.
∴|AB|2=(1+k2)(x2﹣x1)2=
==
==
.
当且仅当,即
时等号成立.
当k=0时,,|AB|max=2.
∴当|AB|最大时,△AOB面积取最大值.
已知F1、F2是椭圆的左、右焦点,A是椭圆上位于第一象限内的一点,点B与点A关于原点对称,AF2﹣F1F2=0,若椭圆的离心率等于
(Ⅰ)求直线AB的方程;
(Ⅱ)若△ABF2的面积等于4,求椭圆的方程;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,椭圆上是否存在点M使得△MA的面积等于8?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由知AF2⊥F1F2∵椭圆离心率等于
,
所以c=a,b2=
a2,
故椭圆方程可以写成x2+2y2=a2,
设A(c,yA),代入方程得yA=a,
所以A(a,
a),
故直线AB的斜率k=,
因此直线AB的方程为y=
(Ⅱ)连接AF1、BF1,由椭圆的对称性可知S△AEF1=S△AEF1=S△AF1F2,
所以
故椭圆方程为
(Ⅲ)由(Ⅱ)可以求得|AB|=2|OA|=2=4
假设在椭圆上存在点M使得△MAB的面积等于8,
设点M到直线AB的距离为d,则应有,
所以d=4
设M所在直线方程为x﹣2y±4
=0
与椭圆方程联立消去x得方程4y2±8y+32=0
即y2±2y+8=0,
∵△=(±2)2﹣4×8<0
故在椭圆上不存在点M使得△MAB的面积等于8
在直角坐标系xOy中,椭圆C1:=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2.F2也是抛物线C2:y2=4x的焦点,点M为C1与C2在第一象限的交点,且|MF2|=
.
(Ⅰ)求C1的方程;
(Ⅱ)平面上的点N满足,直线l∥MN,且与C1交于A,B两点,若
,求直线l的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)由C2:y2=4x知F2(1,0).
设M(x1,y1),M在C2上,因为,
所以,得
,
.
M在C1上,且椭圆C1的半焦距c=1,
于是
消去b2并整理得9a4﹣37a2+4=0,解得a=2(不合题意,舍去).
故椭圆C1的方程为.
(Ⅱ)由知四边形MF1NF2是平行四边形,其中心为坐标原点O,
因为l∥MN,所以l与OM的斜率相同,故l的斜率.
设l的方程为.
由消去y并化简得9x2﹣16mx+8m2﹣4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
,
.
因为,所以x1x2+y1y2=0.
x1x2+y1y2=x1x2+6(x1﹣m)(x2﹣m)=7x1x2﹣6m(x1+x2)+6m2 ==
.
所以.此时△=(16m)2﹣4×9(8m2﹣4)>0,
故直线l的方程为,或
.
已知椭圆经过点A(2,1),离心率为
,过点B(3,0)的直线l与椭圆交于不同的两点M,N.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)求的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由离心率为,可设
,则
因为经过点A(2,1)
所以,解得
,
所以a2=6,b2=3
所以椭圆方程为
(Ⅱ)由题意可知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=k(x﹣3),
直线l与椭圆的交点坐标为M(x1,y1),N(x2,y2)
由,消元整理得:(1+2k2)x2﹣12k2x+18k2﹣6=0
△=(12k2)2﹣4(1+2k2)(18k2﹣6)>0得 0≤k2<1
,
∴=(x1﹣3,y1)(x2﹣3,y2)=(x1﹣3)(x2﹣3)+y1y2 =(1+k2)[x1x2﹣3(x1+x2)+9]=
=
因为0≤k2<1,
所以
所以的取值范围是(2,3].
已知椭圆的左、右焦点分别为1、2,长轴的一个端点与短轴两个端点组成等边三角形的三个顶点,直线经过点2,倾斜角为
,与椭圆交于、两点.
(1)若,求椭圆方程;
(2)对(1)中椭圆,求的面积;
(3)是椭圆上任意一点,若存在实数,使得
,试确定
的关系式.
正确答案
解:(1)由已知,可得,
,
∵,
∴,
,
∴
(2)设,
,直线
,代入椭圆方程
得,
,
,
,
,
∴
(3)由已知椭圆方程为………①
右焦点的坐标为
,直线
所在直线方程为
…………②
由①②得:.设
,
,
则,
设,由
得,
,
,
∵点在椭圆上,
∴,整理得:
,
……③
又点在椭圆上,
故……④
……⑤
由③④⑤式得
已知曲线C:(5-m)x2+(m-2)y2=8(m∈R)。
(1)若曲线C是焦点在x轴点上的椭圆,求m的取值范围;
(2)设m=4,曲线c与y轴的交点为A,B(点A位于点B的上方),直线y=kx+4与曲线c交于不同的两点M、N,直线y=1与直线BM交于点G,求证:A,G,N三点共线。
正确答案
解:(1)原曲线方程可化简得:
由题意,曲线C是焦点在x轴点上的椭圆可得:,
解得:。
(2)证明:由已知直线代入椭圆方程化简得:(2k2+1)x2+16kx+24=0,
△=32(2k2-3)>0,
解得:
由韦达定理得:①,
,②
设N(xN,kxN+4),M(xM,kxM+4),G(xG,1),
MB方程为:,
则,
∴,
=(xN,kxN+2),
欲证A,G,N三点共线,只需证,
共线
即成立,
化简得:(3k+k)xMxN=-6(xM+xN)
将①②代入可得等式成立,则A,G,N三点共线得证。
已知椭圆的两个焦点,过F1且与坐标轴不平行的直线l与椭圆相交于M,N两点,如果△MNF2的周长等于8.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)若过点(1,0)的直线l与椭圆交于不同两点P、Q,试问在x轴上是否存在定点E(m,0),使恒为定值?若存在,求出E的坐标及定值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(I)由题意知c=,4a=8,
∴a=2,b=1
∴椭圆的方程为=1
(II)当直线l的斜率存在时,设其斜率为k,则
l的方程为y=k(x﹣1)
消去y得(4k2+1)x2﹣8k2x+4k2﹣4=0
设P(x1,y1),Q(x2,y2)
则由韦达定理得
则
∴=m2﹣m(x1+x2)+x1x2+y1y2 =m2﹣m(x1+x2)+x1x2+k2(x1﹣1)(x2﹣1)
=
=
要使上式为定值须,
解得
∴为定值
当直线l的斜率不存在时
由可得
∴=
综上所述当时,
为定值
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