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题型:简答题
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简答题

在直角坐标坐标系中,已知一个圆心在坐标原点,半径为2的圆,从这个圆上任意一点P向y轴作垂线段PP′,P′为垂足,

(1)求线段PP′中点M的轨迹C的方程;

(2)过点Q(-2,0)作直线l与曲线C交于A、B两点,设N是过点(,0),且以为方向向量的直线上一动点,满足(O为坐标原点),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l的方程;若不存在,说明理由。

正确答案

解:(1)设M(x,y)是所求曲线上的任意一点,

P()是方程的圆上的任意一点,则

则有:,即

代入得,轨迹C 的方程为

(2)当直线l的斜率不存在时,与椭圆无交点,

所以设直线l的方程为y=k(x+2),与椭圆交于两点,

N点所在直线方程为

得(4+

,    

,即

∴四边形OANB为平行四边形,

假设存在矩形OANB,

,即

于是有,得

设N(),由

即点N在直线x=-上;

∴存在直线l使四边形OANB为矩形,直线l的方程为

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简答题

在平面直角坐标系xOy中,已知△ABC的顶点A,B的坐标分别为A(-3,0),B(3,0),△ABC的周长为16,

(Ⅰ)求顶点C的轨迹方程;

(Ⅱ)过点A作直线,与(Ⅰ)中的曲线交于M,N两点,试判断是否存在最小值,若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由。

正确答案

解:(Ⅰ)∵|CA|+|CB|=10为定值,

所以C点的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,焦距2c=6,

设椭圆为方程,且2a=10,

易得a=5,c=3,b=4,

所以C点的轨迹方程为

(Ⅱ)设M(x1,y1),N(x2,y2),

当直线MN的倾斜角不为90°时,设其方程为y=k(x+3)(k≠0),

代入椭圆方程化简,得

显然有

同理

所以

只要考虑的最小值,即考虑取最小值,

而k≠0,所以上式无最小值,

显然k=0时,取最小值16;

当直线MN的倾斜角为90°时,x1=x2=-3,

的最小值不存在。

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简答题

已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的倍且经过点

(1)求椭圆C的方程;

(2)过圆O:上的任意一点作圆的一条切线交椭圆C于A、B两点,

①求证:OA⊥OB;

②求|AB|的取值范围。

正确答案

解:(1)设椭圆C的方程为

∵长轴长是短轴长的倍

∴椭圆方程为

在椭圆C上

∴椭圆C的方程为

(2)①当切线l的斜率不存在时切线方程为

与椭圆的两个交点为

满足

当切线l斜率存在时,可设l的方程为y=kx+m

解方程组

得x2+2(kx+m)2=8,

即(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8 =0,

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

即8k2-m2+4>0

y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=

∵l与圆相切

∴3m2=8k2+8

=

∴OA⊥OB。

②由①可知(x1-x22=(x1+x22-4x1x2=

=

当k≠0时,|AB|=

因为

所以

所以

所以

当且仅当时取“=”,

当k=0时,

当AB的斜率不存在时,两个交点为

所以此时

综上,|AB|的取值范围为

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简答题

椭圆的一个焦点F与抛物线y2=4x的焦点重合,且截抛物线的准线所得弦长为,倾斜角为45°的直线l过点F.

(Ⅰ)求该椭圆的方程;

(Ⅱ)设椭圆的另一个焦点为F1,问抛物线y2=4x上是否存在一点M,使得M与F1关于直线l对称,若存在,求出点M的坐标,若不存在,说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=﹣1,

∵a2﹣b2=1  ①

又椭圆截抛物线的准线x=﹣1所得弦长为

∴得上交点为

  ②

由①代入②得2b4﹣b2﹣1=0,

解得b2=1或(舍去),

从而a2=b2+1=2

∴该椭圆的方程为    

(Ⅱ)∵倾斜角为45°的直线l过点F,

∴直线l的方程为y=x﹣1,

由(Ⅰ)知椭圆的另一个焦点为F1(﹣1,0),设M(x0,y0)与F1关于直线l对称,

则得 

  解得

即M(1,﹣2)

又M(1,﹣2)满足y2=4x,

故点M在抛物线上.  

所以抛物线y2=4x上存在一点M(1,﹣2),使得M与F1关于直线l对称.

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简答题

在平面直角坐标系中,已知,若实数使得为坐标原点)  

(1)求点的轨迹方程,并讨论点的轨迹类型;  

(2)当时,若过点的直线与(1)中点的轨迹交于不同的两点之间),试求面积之比的取值范围。

正确答案

解:(1)

化简得:

时方程为 轨迹为一条直线    

时方程为轨迹为圆

时方程为轨迹为椭圆  

时方程为轨迹为双曲线。      

(2)点轨迹方程为

    

直线方程为,联立方程可得:

  

由题意可知:,所以        

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简答题

设椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,过点A与AF2垂直的直线交x轴负半轴于点Q,且,若过A,Q,F2三点的圆恰好与直线l:相切。过定点M(0,2)的直线l1与椭圆C交于G,H两点(点G在点M,H之间),

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设直线l1的斜率k>0,在x轴上是否存在点 P(m,0),使得以PG,PH为邻边的平行四边形是菱形,如果存在,求出m的取值范围,如果不存在,请说明理由;

(Ⅲ)若实数λ满足,求λ的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)因为

所以的中点,

设Q的坐标为(-3c,0),

因为

所以,且过三点的圆的圆心为,半径为2c,

因为该圆与直线l相切,所以,解得c=1,

所以

故所求椭圆方程为

(Ⅱ)设l1的方程为y=kx+2(k>0),

,则

所以

由于菱形对角线互相垂直,则

所以

因为k>0,所以

所以

所以

解得,即

因为k>0,所以

故存在满足题意的点P且m的取值范围是

(Ⅲ)①当直线l1斜率存在时,设直线l1方程为y=kx+2,

代入椭圆方程

由△>0,得

所以

所以

所以

所以

所以,整理得

因为

所以,即

所以

解得

又0<λ<1,所以

②又当直线l1斜率不存在时,直线l1的方程为x=0,

此时

所以

所以

即所求λ的取值范围是

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简答题

已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为,其左、右焦点分别为F1,F2,点P是坐标平面内一点,且|OP|=(O为坐标原点)。

(1)求椭圆C的方程;

(2)过点S(0,-)且斜率为k的动直线l交椭圆于A、B两点,在y轴上是否存在定点M,使以AB为直径的圆恒过这个点?若存在,求出M的坐标;若不存在,说明理由。

正确答案

解:(1)设

则由

所以

又因为

所以

因此所求椭圆的方程为:

(2)动直线l的方程为:

假设在y上存在定点M(0,m),满足题设,则

由假设得对于任意的恒成立

解得m=1。

因此,在y轴上存在定点M,使得以AB为直径的圆恒过这个点,点M的坐标为(0,1)。

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简答题

已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1.

(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

(Ⅱ)若直线l:y=kx+m与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左右顶点),且以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标。

正确答案

解:(Ⅰ)由题意设椭圆的标准方程为

由已知得:a+c=3,a-c=1,

∴a=2,c=1,

∴b2=a2-c2=3,

∴椭圆的标准方程为

(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),

联立,得(3+4k2)x2+8mkx+4(m2-3)=0,

又y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2

因为以AB为直径的圆过椭圆的右顶点D(2,0),

,即

∴y1y2+x1x2-2(x1+x2)+4=0,

∴7m2+16mk+4k2=0,

解得:,且均满足3+4k2-m2>0,

当m1=-2k时,l的方程为y=k(x-2),直线过定点(2,0),与已知矛盾;

时,l的方程为,直线过定点

所以,直线l过定点,定点坐标为

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简答题

以F1(0 ,-1),F2(0 ,1)为焦点的椭圆C过点P(,1)。

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)过点S(,0)的动直线l交椭圆C于A、B两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点T,使得无论l如何转动,以AB为直径的圆恒过点T?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由。

正确答案

解:(Ⅰ)设椭圆方程为(a>b>0),

由已知c =1,又2a=

则a=,b2=a2-c2=1,

椭圆C的方程是+x2=1;

(Ⅱ)若直线l与x轴重合,则以AB为直径的圆是x2+y2=1,

若直线l垂直于x轴,则以AB为直径的圆是

解得

即两圆相切于点(1,0),

因此所求的点T如果存在,只能是(1,0),

事实上,点T(1,0)就是所求的点,证明如下:

当直线l垂直于x轴时,以AB为直径的圆过点T(1,0),

若直线l不垂直于x轴,可设直线l:y=k(x+),

记点A(x1,y1),B(x2,y2),

又因为=(x1,1,y1),=(x2,1,y2),

=(x1-1)(x2-1)+y1y2=(x1-1)(x2-1)+k2(x1+)(x2+

=(k2+1)x1x2+(k2-1)(x1+x2)+k2+1

=(k2+1)+(k2-1)++1=0,

则TA⊥TB,故以AB为直径的圆恒过点T(1,0),所以在坐标平面上存在一个定点T(1,0)满足条件。

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简答题

如图,过圆x2+y2=4与x轴的两个交点A,B,作圆的切线AC,BD,再过圆上任意一点H作圆的切线,交AC,BD于C,D两点,设AD,BC的交点为R,

(Ⅰ)求动点R的轨迹E的方程;

(Ⅱ)过曲线E的右焦点作直线l交曲线E于M,N两点,交y轴于P点,且记,求证:λ12为定值。

正确答案

解:(Ⅰ)设点H的坐标为,则

由题意,可知,且以H为切点的圆的切线的斜率为

故切线方程为

展开得

即以H为切点的圆的切线方程为

,将x=±2代入上述方程可得点C,D的坐标分别为

, ①

,②

将两式相乘并化简可得动点R的轨迹E的方程为,即

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,轨迹E为焦点在x轴上的椭圆且其右焦点为

(ⅰ)当直线l斜率为0时,M,N,P三点在x轴上,不妨设,且

此时有

所以,

(ⅱ)当斜率不为0时,设直线MN的方程为

则点P的坐标为

且设点

联立,消去x,得

(定值)。

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简答题

已知椭圆C的中心在原点,F1、F2分别为它的左、右焦点,直线x=4为它的一条准线,又知椭圆C上存在点M,使得

(1)求椭圆C的方程;

(2)若PQ为过椭圆焦点F2的弦,且,求△PF1Q的内切圆面积最大时实数λ的值.

正确答案

解:(1)据题意,设椭圆C的方程为

∵直线x=4为椭圆C的准线,

∴M为椭圆C短轴上的顶点,

∴∠F1MF2=60°,则△F1MF2为等边三角形,

, 故a2=4c=2a,

∴a=2,c=1,

∴b2=a2-c2=22-12=3,

∴椭圆C的方程为

(2)显然直线PQ不与x轴重合,当PQ与x轴垂直,

即直线PQ斜率不存在时,

当直线PQ斜率存在时,设它的斜率为k,则直线PQ的方程为y=k(x-1)(k≠0),

代入椭圆C的方程,消去x并整理得:(4k2+3)y2+6ky-9k2=0,

Δ=36k2+36k2(4k2+3)>0,

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则

设4k2+3=t,则t>3,此时

又∵F1到直线PQ的距离

∴0<<3,

综上,直线PQ与x轴垂直时,△PF1Q的面积最大,且最大面积为3,

设△PF1Q的内切圆半径为r,

=4r,

,即时,△PF1Q的内切圆面积最大,

此时直线PQ的斜率不存在,直线PQ与x轴垂直,

,即λ=1。

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简答题

已知椭圆的离心率为

(1)若原点到直线x+y-b=0的距离为,求椭圆的方程;

(2)设过椭圆的右焦点且倾斜角为45°的直线l和椭圆交于A、B两点,

①当|AB|=时,求b的值;

②对于椭圆上任一点M,若,求实数λ、μ满足的关系式。

正确答案

解:(1),∴b=2,

,∴

解得

∴椭圆的方程为

(2)①,∴

椭圆的方程可化为:,①

易知右焦点为,据题意有直线AB的方程为:,②

由①,②有:,③

设A(x1,y1),B(x2,y2),则

∴b=1.

②显然可作为平面向量的一组基底,

由平面向量基本定理,对于这一平面内的向量,有且只有一对实数λ,μ,使得成立.

设M(x,y),

又点M在椭圆上,∴,④

由③有:

,⑤

又A,B在椭圆上,故有,⑥

将⑤,⑥代入④可得:

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简答题

设A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆(a>b>0)上的两点,已,若且椭圆的离心率e=,短轴长为2,O为坐标原点。

(1)求椭圆的方程;

(2)试问:△AOB的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由。

正确答案

解:(1)

椭圆的方程为

(2)①当直线AB斜率不存在时,即

在椭圆上

所以

所以三角形的面积为定值。

②当直线AB斜率存在时:设AB的方程为y=kx+b

得到

代入整理得

所以三角形的面积为定值。

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简答题

设点M(x,y)到直线x=4的距离与它到定点(1,0)的距离之比为2,并记点M的轨迹曲线为C,

(Ⅰ)求曲线C的方程;

(Ⅱ)设过定点(0,2)的直线l与曲线C交于不同的两点E,F,且∠EOF=90°(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的值;

(Ⅲ)设A(2,0),B(0,)是曲线C的两个顶点,直线y=mx(m>0)与线段AB相交于点D,与椭圆相交于E,F两点,求四边形AEBF面积的最大值。

正确答案

解:(Ⅰ)设曲线C上的任意一点P(x,y),

则有

化简得

(Ⅱ)设直线l的方程为y=kx+2,与椭圆的交点E(x1,y1),F(x2,y2),

因为l与椭圆交于不同的两点E,F且∠EOF=90°得

,x1x2+y1y2=0,

x1x2+(kx1+2)(kx2+2)=0,

(1+k2)x1x2+2k(x1+x2)+4=0,

解得(满足)。

(Ⅲ)解方程组得

S四边形AEBF=2S△BOE+2S△FOM=|BO|·x1+|AO|·y1

因为

所以(当且仅当时取等号),

即S四边形AEBF的最大面积为(当时取得)。

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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

(Ⅰ)试求椭圆的方程;

(Ⅱ)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),若四边形DMEN的面积为,求DE的直线方程。

正确答案

解:(Ⅰ)由题意,=2c=2,∴A(a2,0),

∴F2为AF1的中点,

∴a2=3,b2=2,

即椭圆方程为

(Ⅱ)当直线DE与x轴垂直时,,此时

四边形DMEN的面积不符合题意,故舍掉;

同理当MN与x轴垂直时,也有四边形DMEN的面积不符合题意,故舍掉;

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),

所以

所以

同理

所以四边形的面积

所以直线lDE或lDE或lDE

或lDE

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