- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
如图,椭圆C:焦点在x轴上,左、右顶点分别为A1,A,上顶点为B,抛物线C1,C2分别以A,B为焦点,其顶点均为坐标原点O,C1与C2相交于直线
上一点P。
(1)求椭圆C及抛物线C1,C2的方程;
(2)若动直线l与直线OP垂直,且与椭圆C交于不同两点M,N,已知点,求
的最小值。
正确答案
解:(1)由题意,A(a,0),,
故抛物线C1的方程可设为y2=4ax,C2的方程为
由,得a=4,
所以椭圆C:,
抛物线C1:y2=16x,抛物线C2:。
(2)由(1)知,直线OP的斜率为
所以直线l的斜率为
设直线l方程为
由消去y,整理得
因为动直线l与椭圆C交于不同两点,
所以Δ=128b2-20(8b2-16)>0,
解得
设M(x1,y1),N(x2,y2),
则
因为
所以
因为,
所以当时,
取得最小值,
其最小值等于。
已知椭圆方程为(a>b>0),它的一个顶点为M(0,1),离心率e=
,
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)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
解:(Ⅰ)依题意,得,
解得,
∴椭圆方程为;
(Ⅱ)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,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由已知,得
,
把y=kx+m代入椭圆方程,整理得(3k2+1)x2+6kmx+3m2-3=0,
∴;
当k≠0时,
|AB|2=(1+k2)(x2-x1)2
,
当且仅当,即
时等号成立,此时|AB|=2;
当k=0时,;
综上所述|AB|max=2,
此时△AOB面积取最大值。
椭圆中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,椭圆左准线与x轴交于E(-4,0),过E点作不与y 轴垂直的直线l与椭圆交于A、B两个不同的点(A在E、B之间)。
(1)求椭圆方程;
(2)求△AOB面积的最大值。
正确答案
解:(1)设椭圆方程为
∵
∴a=2,c=1,则b2=3
所以椭圆方程为。
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由于l不与y轴垂直,设直线方程为x=my-4
与椭圆方程联立
消去x得(3m2+4)y2-24my+36=0,由Δ>0得|m|>2
原点O到直线l的距离
所以△AOB面积
令
则m2=t2+4
则
当且仅当,即
时取得最大值
。
如图,在直角坐标系xOy中有一直角梯形ABCD,AB的中点为O,AD⊥AB,AD∥BC,AB=4,BC=3,AD=1,以A,B为焦点的椭圆经过点C。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若点E(0,1),问是否存在直线l与椭圆交于M,N两点且|ME|=|NE|,若存在,求出直线l斜率的取值范围;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)连接AC,依题意设椭圆的标准方程为
在Rt△ABC中,AB=4,BC=3,
∴AC=5
∴CA+CB=5+3=2a,a=4
又2c=4,
∴c=2,从而b=,
∴椭圆的标准方程为。
(2)由题意知,当l与x轴垂直时,不满足|ME|=|NE|,当l与x轴平行时,|ME|=|NE|显然成立,此时k=0
设直线l的方程为y=kx+m(k≠0)
由消去y得
(3+4k2)x2+8kmx+4m2-48=0,
∵Δ=64k2m2-4(3+4k2)(4m2-48)>0,
∴16k2+12>m2,①
令M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点为F(x0,y0)
则
∵|ME|=|NE|,
∴EF⊥MN,
∴kEF×k=-1
即
化简得m=-(4k2+3),
结合①得16k2+12>(4k2+3)2,
即16k4+8k2-3<0,
解之得(k≠0)
综上所述,存在满足条件的直线l,且其斜率k的取值范围为。
已知椭圆(a>b>0)过点(1,
),且离心率为
,A,B是椭圆上纵坐标不为零的两点,若
=λ
(λ∈R),且
,其中F为椭圆的左焦点。
(1)求椭圆的方程;
(2)求线段AB的垂直平分线在y轴上的截距的取值范围。
正确答案
解:(1)由已知,得
解得
故椭圆方程为。
(2)∵A、B是椭圆上纵坐标不为零的点
,且
∴A、F、B三点共线,且直线AB的斜率存在且不为0
又F(-1,0),则可记AB方程为
代入,并整理得
显然
设,
中点为
,
直线AB的垂直平分线方程为
令x=0,得
∵,当且仅当
时取等号
∴或
所以所求的取值范围是。
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率是e=
,若点P(0,
)到椭圆C上的点的最远距离为
。
(1)求椭圆C的方程;
(2)过椭圆C的左焦点F1作直线l交椭圆C于点A,B,且|AB|等于椭圆的短轴长,求直线l的方程。
正确答案
解:(1)因为
解得a=2b
则椭圆C的方程可化为
设Q(x0,y0)是椭圆C上的一点,则有
,
所以
当且a>0即0<a<1时,则当
时
PQ取最大值
解得
显然不符合题意,应舍去
当,即a≥1时,则当
时
PQ取最大值
解得符合题意
所以椭圆C的方程为。
(2)由(1)知
当直线l垂直于x轴时,此时直线l的方程为
把它代入
解得
不妨设
则|AB|=1≠2,显然不满足题意,
当直线l不垂直于x轴时,此时可设直线l的方程为
设
由得
则
所以
解得
综上,直线l的方程为或
。
椭圆与直线x+y-1=0相交于A、B两点,且OA⊥OB(O为坐标原点),
(1)求椭圆E与圆x2+y2=1的交点坐标;
(2)当|AB|=时,求椭圆E的方程。
正确答案
解:(1)设A(x1,y1)、B(x2,y2),
则A、B坐标是方程组的解,
消去y,得,①
当,
即时,
,同理,
;
,②
由,得
,③
由②、③,得,于是
,
故椭圆E与圆x2+y2=1的交点坐标为。
(2)由①知,同理
,
则AB中点为,
在Rt△AOB中,,
∴,④
由②、④及a>b>0,解得,
故椭圆E的方程为。
已知A(1,1)是椭圆(a>b>0)上一点,F1、F2是椭圆的两焦点,且满足|AF1|+|AF2|=4。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点C、D是椭圆上两点,直线AC、AD的倾斜角互补,求直线CD的斜率。
正确答案
解:(1)由椭圆定义知
所以a=2
即椭圆方程为 ①
把A(1,1)代入①式得
所以得
所以椭圆的标准方程为。
(2)由题意知,直线AC的倾斜角不为90°,故设直线AC的方程为y=k(x-1)+1
联立方程得
消去y得
∵点A(1,1)、点C在椭圆上
∴
∵直线AC、AD的倾斜角互补,
∴直线AD的方程为y=-k(x-1)+1,
同理
∴
又
∴
∴
∴直线CD的斜率为。
已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,椭圆的短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形,两准线间的距离为4,
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)直线l过P(0,2)且与椭圆相交于A、B两点,当△AOB面积取得最大值时,求直线l的方程。
正确答案
解:设椭圆方程为,
(Ⅰ)由已知得,
∴所求椭圆方程为;
(Ⅱ)由题意知直线l的斜率存在,
设直线l的方程为y=kx+2,,
由,消去y得关于x的方程:
,
由直线l与椭圆相交于A、B两点,
∴,解得
,
又由韦达定理得,
∴
,
原点O到直线l的距离,
,
对两边平方整理得:
,(*)
∵S≠0,
整理得:
,
又S>0,
∴,从而
的最大值为
,
此时代入方程(*)得,
∴,
所以,所求直线方程为:。
已知椭圆的方程为,它的一个焦点与抛物线y2=8x的焦点重合,离心率e=
,过椭圆的右焦点F作与坐标轴不垂直的直线l,交椭圆于A、B两点,
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点M(1,0),且,求直线l的方程。
正确答案
解:(1)设椭圆的右焦点为(c,0),
因为y2=8x的焦点坐标为(2,0),所以c=2,
因为,所以
,
故椭圆方程为:。
(2)由(1)得F(2,0),设l的方程为y=k(x-2)(k≠0),
代入得
,
设,则
,
∴,
∴,
,
∵,
∴,
∴,∴
,
所以直线l的方程为或
。
设椭圆的对称中心为坐标原点,其中一个顶点为A(0,2),右焦点F与点B(,
)的距离为2。
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在经过点(0,-2)的直线l,使直线l与椭圆相交于不同的两点M,N满足?若存在,求直线l的倾斜角α;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)依题意,设椭圆方程为
则其右焦点坐标为
由2
得
即
故
又∵
∴
从而可得椭圆方程为。
(2)由题意可设直线l的方程为
由知点A在线段MN的垂直平分线上
由消去y得
即可得方程 (*)
由得方程(*)的
即方程(*)有两个不相等的实数根
设,
,线段MN的中点
则是方程(*)的两个不等的实根
故有
从而
于是,可得线段MN的中点P的坐标为
又由于
因此直线AP的斜率为
由得
即
解得
即
又
故或
综上可知存在直线l满足题意,其倾斜角或
。
已知圆M:(x+)2+y2=36,定点N(
,0),点P为圆M上的动点,点Q在NP上,点G在MP上,且满足
。
(1)求点G的轨迹C的方程;
(2)过点(2,0)作直线l,与曲线C交于A、B两点,O是坐标原点,设是否存在这样的直线l,使四边形OASB的对角线相等(即|OS|=|AB|)?若存在,求出直线l的方程;若不存在,试说明理由。
正确答案
解:(1)Q为PN的中点,且GQ⊥PN
GQ为PN的中垂线
|PG|=|GN|
|GN|+|GM|=|MP|=6
G点的轨迹是以M、N为焦点的椭圆,
且a=3,c=,b=2,
∴点G的轨迹方程是;
(2)因为
所以四边形OASB为平行四边形
若存在l使得||=|
|,则四边形OASB为矩形
∴
若l的斜率不存在,直线l的方程为x=2,由
得
∴与
矛盾,故l的斜率存在
设l的方程为
由
∴ ①
②
把①、②代入得
∴存在直线或
使得四边形形OASB的对角线相等。
已知椭圆E:的右焦点F,过原点和x轴不重合的直线与椭圆E相交于A,B两点,且|AF|+|BF|=2
,|AB|最小值为2,
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)若圆的切线L与椭圆E相交于P,Q两点,当P,Q两点横坐标不相等时,问OP与OQ是否垂直?若可以,请给出证明;若不可以,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)设A,B(
),F(c,0)
,
则,∴
,
,
,
∴,∴b=1,
所以有椭圆E的方程为。
(Ⅱ)由题设条件可知直线的斜率存在,
设直线L的方程为y=kx+m,L与圆相切,
∴,∴
,
L的方程为y=kx+m代入中得:
,
令,
,①
,②
,③
,
∴。
设椭圆C:(a>b>0)的离心率e=
,右焦点到直线
的距离为d=
,O为坐标原点。
(1)求椭圆的方程;
(2)过点O作两条互相垂直的射线,与椭圆分别交于A,B两点,证明:点O到直线AB的距离为定值,并求弦AB长度的最小值。
正确答案
解:(1)由得
即
∴
由右焦点到直线的距离为
得
解得
所以椭圆C的方程为。
(2)设
直线AB的方程为
与椭圆联立消去y得
∵
∴
∴
即
∴
整理得
所以O到直线AB的距离
∵
∴
当且仅当OA=OB时取“=”号。
由得
∴
即弦AB的长度的最小值是。
已知椭圆C1的中心和抛物线C2的顶点都在坐标原点O,C1和C2有公共焦点F,点F在x轴正半轴上,且C1的长轴长、短轴长及点F到C1右准线的距离成等比数列。
(Ⅰ)当C2的准线与C1右准线间的距离为15时,求C1及C2的方程;
(Ⅱ)设过点F且斜率为1的直线l交C1于P,Q两点,交C2于M,N两点。当时,求|MN|的值。
正确答案
解:(Ⅰ)设C1:,其半焦距为c(c>0),则C2:
,
由条件知,得a=2c,
C1的右准线方程为,即x=4c,
C2的准线方程为x=-c,
由条件知5c=15,所以c=3,故a=6,,
从而C1:,C2:
。
(Ⅱ)由题设知l:y=x-c,设,
由(Ⅰ)知C1:,即
,
由, 知x3,x4满足
,
从而,
由条件,得
,
故C2:,
由得
,所以
,
于是。
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