- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
在直角坐标系中,点
到两点
的距离之和等于4,设点
的轨迹为
,直线
与
交于
两点.
(1)写出的方程;
(2) ,求
的值.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)根据椭圆的定义,可判断点的轨迹为椭圆,再根据椭圆的基本量,容易写出椭圆的方程,求曲线的方程一般可设动点坐标为,然后去探求动点坐标满足的方程,但如果根据特殊曲线的定义,先行判断出曲线的形状(如椭圆,圆,抛物线等),则可直接写出其方程;(2)一般地,涉及直线与二次曲线相交的问题,则可联立方程组,或解出交点坐标,或设而不求,利用一元二次方程根与系数的关系建立关系求出参数的值(取值范围),本题可设
,根据
,及
满足椭圆的方程,利用一元二次方程根与系数的关系消去坐标即得.
试题解析:(1)设,由椭圆定义可知,点
的轨迹
是以
为焦点,
长半轴为2的椭圆, 2分
它的短半轴, 4分
故曲线的方程为
. 6分
(2)证明:设,其坐标满足
消去
并整理,得
8分
故. 10分
即
,而
,
于是,
解得 13分
如图,已知椭圆过点
,离心率为
,左、右焦点分别为
、
.点
为直线
上且不在
轴上的任意一点,直线
和
与椭圆的交点分别为
、
和
、
,
为坐标原点.设直线
、
的斜率分别为
、
.
(i)证明:;
(ii)问直线上是否存在点
,使得直线
、
、
、
的斜率
、
、
、
满足
?若存在,求出所有满足条件的点
的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)根据椭圆的方程以及斜率公式来得到求解。
(2)点的坐标为
或
试题分析:(i).椭圆方程为,
、
设
则,
,
2分
(ii)记A、B、C、D坐标分别为、
、
、
设直线:
:
联立可得
4分
,代入
,
可得
6分
同理,联立和椭圆方程,可得
7分
由及
(由(i)得)可解得
,或
,所以直线方程为
或
,
所以点的坐标为
或
10分
点评:主要是考查了直线与椭圆的位置关系,以及运用韦达定理求解斜率和,进而得到直线的方程,得到点P的坐标,属于中档题。
(12分)已知椭圆的中心在原点,焦点在
轴上,点
、
分别是椭圆的左、右焦点,在椭圆
的右准线上的点
,满足线段
的中垂线过点
.直线
:
为动直线,且直线
与椭圆
交于不同的两点
、
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若在椭圆上存在点
,满足
(
为坐标原点),
求实数的取值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,当取何值时,
的面积最大,并求出这个最大值.
正确答案
(Ⅰ)所求椭圆方程为。
(Ⅱ)实数的取值范围是
.
(Ⅲ)当时,
的面积最大,最大值为
.
解:(Ⅰ)设椭圆的方程为
,半焦距为
,依题意有
解得
.
所求椭圆方程为
. ……………………………3分
(Ⅱ)由,得
.
设点、
的坐标分别为
、
,则
……4分
.
(1)当时,点
、
关于原点对称,则
.
(2)当时
,点
、
不关于原点对称,则
,
由,得
即
点
在椭圆上,
有
,
将①、②两式,得
.
,
,则
且
.
综合(1)、(2)两种情况,得实数的取值范围是
. ………………9分
【注】 此题可根据图形得出当时
,当
、
两点重合时
.
如果学生由此得出的取值范围是
可酌情给分.
(Ⅲ),点
到直线
的距离
,
的面积
. ………………………… 10分
由①有,代入上式并化简,得
.
,
. ……………………… 11分
当且仅当,即
时,等号成立.
当
时,
的面积最大,最大值为
. ……………………… 12分
(本小题满分14分)椭圆E的中心在原点O,焦点在x轴上,离心率,过点C(-1,0)的直线l交椭圆于A、B两点,且满足:
(λ≥2)。
(1)若λ为常数,试用直线l的斜率k(k≠0)表示三角形OAB的面积;
(2)若λ为常数,当三角形OAB的面积取得最大值时,求椭圆E的方程;
(3)若λ变化,且λ=k2+1,试问:实数λ和直线l的斜率k(k∈R)分别为何值时,椭圆E的短半轴长取得最大值?并求出此时的椭圆方程。
正确答案
同解析
解:设椭圆方程为:(a>b> 0),由
及a2=b2+c2得a2=3b2,故椭圆方程为x2+3y2=3b2…① (1分)
(1)∵直线L:y=k(x+1)交椭圆于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,
并且(λ≥2)
∴(x1+1,y1)=λ(-1-x2,-y2),即……②
把y=k(x+1)代入椭圆方程,得:(3k2+1)x2+6k2x+3k2-3b2=0,且△=k2(3b2-1)+b2>0,
∴……③
……④ (3分)
∴
联立②、③得:∴
(5分)
(2)
当且仅当即
时,S△OAB取得最大值。
此时,又∵x1+1=-λ(x2+1),
∴,代入④得:
故此时椭圆的方程为
(10分)
(3)由②.③联立得:将x1.x2代入④得:
由k2=λ-1
得:
易知:当λ≥2时,3b2是λ的减函数,故当λ=2时,(3b2)max=3.故当λ=2,
k=±1时,椭圆短半轴长取得最大值,此时椭圆方程为x2+3y2=3。(14分)
已知椭圆C:的左、右焦点为F1、F2,离心率为e. 直线
与x轴、y轴分别交于点A、B,M是直线l与椭圆C的一个公共点,P是点F1关于直线l的对称点,设
(Ⅰ)证明:;
(Ⅱ)若的周长为6;写出椭圆C的方程.
正确答案
(Ⅰ)见解析
(Ⅱ)
(Ⅰ)证法一:因为A、B分别是直线轴、y轴的交点,
所以A、B的坐标分别是 …………2分
由 …………4分
所以点M的坐标是
即 ………………6分
证法二:因为A、B分别是直线轴、y轴的交点,所以A、B的坐标分别是
………………2分
设M的坐标是
………………4分
因为点M在椭圆上,所以
即
…………6分
(Ⅱ)当的周长为6,得
所以
P为椭圆=1(a>b>0)上一点,F1为它的一个焦点,求证:以PF1为直径的圆与以长轴为直径的圆相切.
正确答案
设PF1的中点为M,则两圆圆心之间的距离为
|OM|=|PF2|=
(2a-|PF1|)=a-
|PF1|.
即两圆圆心之间的距离等于两圆半径之差,∴两圆内切.即以PF1为直径的圆与以长轴为直径的圆相切.
同答案
已知方程+
=1表示焦点在x轴上的椭圆,则m的取值范围是______.
正确答案
椭圆的焦点在x轴上
∴m2>2+m,即m2-2-m>0
解得m>2或m<-1
又∵2+m>0
∴m>-2
∴m的取值范围:m>2或-2<m<-1
故答案为m>2或-2<m<-1
设椭圆C∶=1(a>b>0)恒过定点A(1,2),则椭圆的中心到准线的距离的最小值________.
正确答案
2+
由题设知=1,∴b2=
,∴椭圆的中心到准线的距离d=
,
由d2==
,
令a2-5=t(t>0)得d2==t+
+9≥9+4
(当且仅当t=2
时取等号)
∴d≥2+即椭圆的中心到准线的距离的最小值2+
已知椭圆的左、右焦点分别为
、
,P为椭圆
上任意一点,且
的最小值为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)动圆与椭圆
相交于A、B、C、D四点,当
为何值时,矩形ABCD的面积取得最大值?并求出其最大面积.
正确答案
(1);(2)当
时,矩形ABCD的面积最大,最大面积为
.
试题分析:(1)由于(定值)这个条件并结合余弦定理以及
的最小值为
这个条件可以求出
的值,并由已知条件中
的值可以求出
,并最终求出椭圆
的方程;(2)先设出
、
、
、
中其中一个点的坐标
,然后根据这四点之间的相互对称性将四边形
的面积
用该点的坐标
进行表示,结合
这一条件将面积转化为其中一个变量的二次函数,利用二次函数的求最值的思想求出四边形
面积的最大值,并可以求出对应的
值.
试题解析:(1)因为P是椭圆上一点,所以
.
在△中,
,由余弦定理得
.
因为,当且仅当
时等号成立.
因为,所以
.
因为的最小值为
,所以
,解得
.
又,所以
.所以椭圆C的方程为
.
(2)设,则矩形ABCD的面积
.
因为,所以
.
所以.
因为且
,所以当
时,
取得最大值24.
此时,
.
所以当时,矩形ABCD的面积最大,最大面积为
.
已知为椭圆
的左,右焦点,
为椭圆上的动点,且
的最大值为1,最小值为-2.
(I)求椭圆的方程;
(II)过点作不与
轴垂直的直线
交该椭圆于
两点,
为椭圆的左顶点。试判断
的大小是否为定值,并说明理由.
正确答案
(I) (II)定值
.
试题分析:(I)M是椭圆上的点, 可以转化为关于
的二次函数,利用二次函数求最值,可求得椭圆方程中的参数
和
;(II)利用直线与圆锥曲线相交的一般方法,将直线方程与椭圆方程联立方程组,利用韦达定理,求
,继而判定是否为定值.
试题解析:(I),设
,则
,因为点
在椭圆上,则
,
,又因为
,所以当
时,
取得最小值
,当
时,
取得最大值
,从而求得
,故椭圆的方程为
;
(II)设直线的方程为
,
联立方程组可得,化简得:
,
设,则
,又
,
,由
得
,
所以,所以
,所以
为定值.
(本小题12分)椭圆的左、右焦点分别为
、
,直线
经过点
与椭圆交于
两点。
(1)求的周长;
(2)若的倾斜角为
,求
的面积。
正确答案
(1),
的周长为
。
(2)。
本题考查三角形周长的求法和三角形面积的计算,解题时要认真审题,注意挖掘题设中的隐含条件,灵活运用椭圆的性质,注意椭圆定义、韦达定理在解题中的合理运用.
(1)由椭圆的定义,得AF1+AF2=2a,BF1+BF2=2a,又AF1+BF1=AB,所以,△ABF2的周长=AB+AF2+BF2=4a.再由a2=4,能导出△ABF2的周长.
(2)由F1(-1,0),AB的倾斜角为 ,知直线AB的方程为y=x+1.由
消去x,得7y2-6y-9=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),借助韦达定理能够求出△ABF2的面积.
解:(1)由椭圆的定义,得,
, ----------2分
又,所以
的周长为
。--------4分
又因为,所以
,故
的周长为
。-----------5分
(2)由条件,得,因为
的倾斜角为
,所以
斜率为
,
故直线的方程为
。-----------------6分
由消去
,得
, ------------------8分
设,解得
, -------------10分
所以。------------------12分
已知椭圆:
的左、右焦点分别为
,它的一条准线为
,过点
的直线与椭圆
交于
、
两点.当
与
轴垂直时,
.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,求
的内切圆面积最大时正实数
的值.
正确答案
(1);(2)
.
本试题主要是考查了椭圆的方程的求解以及,三角形的中内切圆的性质的运用,结合向量工具表示面积。
解:(1)当与
轴垂直时,
得 得
即
---------------------(2分)
又 解得
,
,
故所求椭圆的方程为
.----------------------------------(2分)
(2)由点,
,可设
,
① 当与
轴垂直时,
依(其中
为
的内切圆半径)
即
得 ,此时可知
------------------------------------(2分)
②当与
轴不垂直时,
不妨设直线的方程为
代入 得
则 ---------------(2分)
从而可得
又点到直线
的距离
.
依(其中
为
的内切圆半径)
即 -------------------------------------------(2分)
得=
=
知在区间上该函数单调递增,
故当时,即直线
的斜率不存在时,
最大为
,亦即
的内切圆面积最大.
此时可知综上所求为
.----------------------2分
已知A、B、C是椭圆上的三点,其中点A的坐标为
,BC过椭圆m的中心,且
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线l(斜率存在时)与椭圆m交于两点P,Q,
设D为椭圆m与y轴负半轴的交点,且,求实数t的取值范围.
正确答案
(1)(2)t∈(-2,4)
本题考查椭圆的标准方程,考查直线与椭圆的位置关系,解题的关键是将 转化为kDN•k=-1进行求解.
(1)根据椭圆的性质和向量的数量积为零得到a,b的值,得到椭圆的方程。
(2)设出直线与椭圆联立方程组,然后结合根与系数的关系,和向量的等式得到参数的关系式,进而利用判别式得到范围。
解(1)∵过(0,0)
则
∴∠OCA=90°, 即 又∵
将C点坐标代入得
解得 c2=8,b2=4
∴椭圆m:
(2)由条件D(0,-2) ∵M(0,t)
1°当k=0时,显然-2
2°当k≠0时,设
消y得
由△>0 可得 ①
设
则
∴
由
∴ ②
∴t>1 将①代入②得 1
∴t的范围是(1,4)
综上t∈(-2,4)
已知椭圆方程为,它的一个顶点为
,离心率
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线l与椭圆交于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
(1)(2)
本试题主要是考查了椭圆方程的求解以及直线与椭圆位置关系的综合运用。
(1)设,
依题意得……2分 解得
,解得。
(2)联立方程组,结合韦达定理和三角形的面积公式得到结论。
解:(1)设,
依题意得……2分 解得
….3分
椭圆的方程为
….4分
(2)①当AB ……5分 ②当AB与
轴不垂直时,
设直线AB的方程为,
由已知得
………………………..6分
代入椭圆方程,整理得
………………….….7分
当且仅当时等号成立,此时
………10分
③当…..11分 综上所述:
,
此时面积取最大值
……………..12分
有其它解答,请老师们参考评分标准酌情给分!
已知中心在原点,焦点在x轴上的椭圆离心率为,且经过点
,过椭圆的左焦点作直线
交椭圆于A、B两点,以OA、OB为邻边作平行四边形OAPB。
(1)求椭圆E的方程
(2)现将椭圆E上的点的纵坐标保持不变,横坐标变为原来的一半,求所得曲线的焦点坐标和离心率
(3)是否存在直线,使得四边形OAPB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
(1);(2)焦点为(0,
),离心率
;
(3)或
.
本试主要考查了椭圆的方程和直线与椭圆位置关系的 运用。
解:(1)设椭圆E的方程,由条件得
解得
,椭圆E的方程
……………4分
(2)由题意,变换后的曲线的方程为,所以焦点为(0,
),离心率
……………7分
(3)当轴时,A(
,2),B(
,-2),此时不满足
;
当AB与x轴不垂直时,设直线AB的斜率是k,且直线过左焦点C(,0),则直线方程是
。
根据题意有,设
则
=0。
联立方程 得
,
,
=
=0
得,经检验满足
所以存在直线AB满足条件,直线AB的方程是或
。……16分
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