- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆M的对称轴为坐标轴,且抛物线x2=-4y的焦点是椭圆M的一个焦点,又点A(1,
)在椭圆M上。
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)已知斜率为的直线
与椭圆M交于B、C两点,求△ABC面积的最大值。
正确答案
解:(Ⅰ)由已知抛物线的焦点为,
故设椭圆方程为,
将点代入方程得
,
整理得, 解得:
或
(舍),
故所求椭圆方程为。
(Ⅱ)设直线BC的方程为,
设
代入椭圆方程并化简得,
由,可得
, ①
由,
故,
又点A到BC的距离为,
故,
当且仅当,即m=±2时取等号(满足①式),
所以△ABC面积的最大值为。
圆有如下两个性质:(1)圆上任意一点与任意不过该点的圆的直径的两端点的连线的斜率(若斜率存在)之积为定值-1;(2)圆的任意一条弦的中点与圆心的连线的斜率(若斜率存在)与该弦的斜率(若斜率存在)之积为定值-1。
(Ⅰ)试探究:椭圆上的任意一点与任意过椭圆中心但不过该点的弦的端点连线的斜率(若斜率存在)之积是否为定值,若是请求出该定值;
(Ⅱ)写出类比圆的性质(2)得到的椭圆的类似性质,并证明之。
正确答案
解:(Ⅰ)设为椭圆上的任意一点,AB为椭圆的任意一条过中心的弦,且
,则
,
则:,
,
两式作差得:;
,
,
则,
则椭圆上的任意一点与任意过椭圆中心的弦的端点连线的斜率之积为定值。
(Ⅱ)椭圆的任意一条弦的中点与椭圆中心的连线的斜率(若斜率存在)与该弦的(若斜率存在)之积为定值
。
证明:设AB为椭圆的任意一条不平行与坐标轴的弦,,AB中点
,椭圆中心O,AB的方程为
,
联立
并整理得:,
由韦达定理:,
则:,
,
。
已知椭圆C:(a>b>0)的焦距为4,且与椭圆
有相同的离心率,斜率为k的直线l经过点M(0,1),与椭圆C交于不同两点A、B,
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)当椭圆C的右焦点F在以AB为直径的圆内时,求k的取值范围。
正确答案
解:(1)∵焦距为4,
∴ c=2,
又∵的离心率为
,
∴,
∴a=,b=2,
∴标准方程为。
(2)设直线l方程:y=kx+1,
A(x1,y1),B(x2,y2),
由得
,
∴x1+x2=,x1x2=
,
由(1)知右焦点F坐标为(2,0),
∵右焦点F在圆内部,
∴<0,
∴(x1-2)(x2-2)+y1y2<0,
即x1x2-2(x1+x2)+4+k2x1x2+k(x1+x2)+1<0, ∴,
∴k<,
经检验得k<时,直线l与椭圆相交,
∴直线l的斜率k的范围为(-∞,)。
已知椭圆C:(a>b>0)的一个焦点坐标为(1,0),且长轴长是短轴长的
倍,
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设O为坐标原点,椭圆C与直线y=kx+1相交于两个不同的点A,B,线段AB的中点为P,若直线OP的斜率为-1,求△OAB的面积。
正确答案
(Ⅰ)由题意得,
又,
所以,
所以椭圆的方程为;
(Ⅱ)设,
联立消去y得
,……(*)
解得,
所以,
因为直线OP的斜率为-1,所以,
解得(满足(*)式判别式大于零),
O到直线的距离为
,
,
所以△OAB的面积为。
过椭圆的左焦点F作斜率为k(k≠0)的直线交椭圆于A,B两点,使得AB的中点M在直线x+2y=0上.
(1)求k的值;
(2)设C(﹣2,0),求tan∠ACB.
正确答案
解:(1)由椭圆方程,a= ,b=1,c=1,则点F为(﹣1,0).
直线AB方程为y=k(x+1),代入椭圆方程,得(2k2+1)x2+4k2x+2k2﹣2=0.①
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
则 x0= =﹣
,y0=k(x0+1)=
,
由点M在直线x+2y=0上,知﹣2k2+2k=0,
∵k≠0, ∴k=1.
(2)将k=1代入①式,得3x2+4x=0,不妨设x1>x2,则x1=0,x2=﹣ ,
记α=∠ACF,β=∠BCF,则 tanα= =
=
,tanβ=﹣
=﹣
=
,
∴α=β, ∴tan∠ACB=tan2α= =
.
对不同实数值m ,讨论直线y=x+m 与椭圆的公共点个数
正确答案
解:由题意得
将①代人②得
整理得5x2+8mx+4m2-4=0.③
Δ=(8m)2-4×5(4m2-4)=16(5-m2).
当时,Δ>0,方程③有两个不同的实数根,代入①可得到两个不同的公共点坐标,此时直线与椭圆有两个公共点.
当或
时,Δ=0,方程③有两个相等的实数根,代人①可得到一个公共点坐标,此时直线与椭圆有一个公共点.
当或
时,Δ<0,方程③没有实数根,直线与椭圆没有公共点.
已知点M,N分别在直线y=mx和y=-mx(m>0)上运动,点P是线段MN的中点,且|MN|=2,动点P的轨迹是曲线C,
(1)求曲线C的方程,并讨论方程所表示的曲线类型;
(2)设m=时,过点A(-
,0)的直线l与曲线C恰有一个公共点,求直线l的斜率.
正确答案
解:(1)设P(x,y),M(x1,mx1),N(x2,-mx2),
依题意得,
消去x1,x2,整理得,
当m>1时,方程表示焦点在y轴上的椭圆;
当0<m<1时,方程表示焦点在x轴上的椭圆;
当m=1时,方程表示圆.
(2)当m=时,方程为
,
设直线l的方程为y=k(x+),
,消y得
,
根据已知可得Δ=0,
故有,
∴直线l的斜率为k=±。
已知椭圆C的中心在原点,对称轴为坐标轴,且过(0,1),(1,).
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l:3x﹣3y﹣1=0交椭圆C与A、B两点,若T(0,1)求证:.
正确答案
(1)解:设椭圆C的方程为mx2+ny2=1(m>0.n>0)
由椭圆C过点过(0,1),(1,)
得:,解得
∴椭圆C的方程为
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去y整理得27x2﹣12x﹣16=0,
由韦达定理得
由两边平方整理可得
,
故只需证明=x1x2+(y1﹣1)(y2﹣1)=x1x2+y1y2+(y1+y2)+1
而
∴=
故恒成立
过点C(0,1)的椭圆(a>b>0)的离心率为
,椭圆与x轴交于两点A(a,0)、A(-a,0),过点C的直线l与椭圆交于另一点D,并与x轴交于点P,直线AC与直线BD交于点Q。
(Ⅰ)当直线l过椭圆右焦点时,求线段CD的长;
(Ⅱ)当点P异于点B时,求证:为定值。
正确答案
解:(Ⅰ)由已知得,解得
所以椭圆方程为
椭圆的右焦点为,此时直线的方程为
代入椭圆方程得
解得,代入直线l的方程得
所以
故;
(Ⅱ)当直线l与x轴垂直时与题意不符
设直线l的方程为,代入椭圆方程得
解得,代入直线l的方程得
所以D点的坐标为
又直线AC的方程为,又直线BD的方程为
,联立得
因此,又
所以
故为定值。
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.
已知椭圆E的长轴的一个端点是抛物线
(I)求椭圆E的方程;
(II)过点C(﹣1,0),斜率为k的动直线与椭圆E相交于A、B两点,请问x轴上是否存在点M,使恒为常数?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(I)由题意,椭圆的焦点在x轴上,且a=,c=e
a=
×
=
,
故b==
=
,
所以,椭圆E的方程为+
=1,即x2+3y2=5.
(II)假设存在点M符合题意,设AB:y=k(x+1),
代入方程E:x2+3y2=5,得(3k2+1)x2+6k2x+3k2﹣5=0;
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0),则
x1+x2=﹣,x1x2=
;
∴=(k2+1)x1x2+(k2﹣m)(x1+x2)+k2+m2=m2+2m﹣
﹣
,
要使上式与k无关,则有6m+14=0,解得m=﹣;
所以,存在点M(﹣,0)满足题意.
在平面直角坐标系xOy中,经过点且斜率为k的直线l与椭圆
有两个不同的交点P和Q.
(I)求k的取值范围;
(II)设椭圆与x轴正半轴、y轴正半轴的交点分别为A,B,是否存在常数k,使得向量与
共线?如果存在,求k值;如果不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)由已知条件,直线l的方程为,
代入椭圆方程得.
整理得①
直线l与椭圆有两个不同的交点P和Q等价于,
解得或
.
即k的取值范围为.
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则,
由方程①,. ②
又. ③
而.
所以与
共线等价于
,
将②③代入上式,解得.
由(1)知或
,
故没有符合题意的常数k.
已知椭圆C:的离心率为
,且过点
。
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)垂直于坐标轴的直线l与椭圆C相交于A、B两点,若以AB为直径的圆D经过坐标原点.证明:圆D的半径为定值.
正确答案
解:(Ⅰ)∵
∴
又∵
∴
∴方程为,代点得a2=4
∴b2=1
所以椭圆的标准方程为
(Ⅱ)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2)
(1)当AB的斜率不存在时,则由椭圆的对称性知x1=x2,y1=-y2∵以AB为直径的圆经过原点,∴即∴代入椭圆标准方程中得此时0到AB的距离为(2)当AB的斜率为零时,则由椭圆的对称性知同理可求得,综上所述,圆D的半径为定值。
设F1,F2分别是椭圆E:x2+=1(0<b<1)的左、右焦点,过F1的直线l与E相交于A、B两点,且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列.
(Ⅰ)求|AB|;
(Ⅱ)若直线l的斜率为1,求b的值.
正确答案
(1)由椭圆定义知|AF2|+|AB|+|BF2|=4
又2|AB|=|AF2|+|BF2|,得|AB|=
(2)L的方程式为y=x+c,其中c=
设A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点坐标满足方程组.,
化简得(1+b2)x2+2cx+1-2b2=0.
则x1+x2=,x1x2=
.
因为直线AB的斜率为1,所以|AB|=|x2-x1|
即=
|x2-x1|.
则=(x1+x2)2-4x1x2=
-
=
.
解得b=.
设椭圆E:的上焦点是F1,过点P(3,4)和F1作直线PF1交椭圆于A、B两点,已知A(
).
(1)求椭圆E的方程;
(2)设点C是椭圆E上到直线PF1距离最远的点,求C点的坐标.
正确答案
解:(1)由A()和P(3,4)得直线PF1的方程为:y=x+1
令x=0,得y=1,即c=1
椭圆E的焦点为F1(0,1)、F2(0,﹣1),
由椭圆的定义可知
∴椭圆E的方程为
(2)设与直线PF1平行的直线l:y=x+m,
由,消去y得3x2+2mx+m2﹣2=0
△=(2m)2﹣4×3×(m2﹣2)=0,即
要使点C到直线PF1的距离最远,则直线L要在直线PF1的下方,所以
此时直线l与椭圆E的切点坐标为,
故C为所求.
扫码查看完整答案与解析