- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆的一个焦点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:(1)抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=-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(舍去),
从而,
∴该椭圆的方程为该椭圆的方程为;
(2)∵倾斜角为45°的直线l过点F,
∴直线l的方程为,
由(1)知椭圆的另一个焦点为,
设与F1关于直线l对称,
则得,
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。
已知椭圆(a>b>0)的右焦点为F2(3,0),离心率为e,
(1)若e=,求椭圆的方程;
(2)设直线y=kx与椭圆相交于A,B两点,M,N分别为线段AF2,BF2的中点,若坐标原点O在以MN为直径的圆上,且,求k的取值范围。
正确答案
解:(1)由题意得,得
,所以a2=12,
结合a2=b2+c2,解得b2=3,
所以,椭圆的方程为。
(2)由得(b2+a2k2)x2-a2b2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),所以x1+x2=0,,
依题意知,OM⊥ON,
易知,四边形OMF2N为矩形,所以AF2⊥BF2,
因为,
所以(x1-3)(x2-3)+y1y2=(1+k2)x1x2+9=0,
即,
将其整理为,
因为,
所以,
所以,即
。
设椭圆C1:(a>b>0)的左、右焦点分别是F1、F2,下顶点为A,线段OA的中点为B(O为坐标原点),如图,若抛物线C2:y=x2-1与y轴的交点为B,且经过F1,F2点。
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设M(0,-),N为抛物线C2上的一动点,过点N作抛物线C2的切线交椭圆C1于P、Q两点,求△MPQ面积的最大值。
正确答案
解:(1)由题意可知B(0,-1),则A(0,-2),故b=2
令y=0得即,则F1(-1,0),F2(1,0),故c=1
所以
于是椭圆C1的方程为:;
(2)设N(t,t2-1),由于知直线PQ的方程为
即
代入椭圆方程整理得:
=
,
故
设点M到直线PQ的距离为d,则
所以的面积S=
当时,取到“=”,经检验此时
,满足题意
综上可知,的面积的最大值为
。
已知圆与
轴交于
两点,椭圆
以线段
为长轴,离心率
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的右焦点为
,点
为圆
上异于
的动点,过原点
作直线
的垂线交椭圆的右准线交于点
,试判断直线
与圆
的位置关系,并给出证明.
正确答案
解:(1)由题意,可设所求椭圆的方程为
,易得
,
则有: 解之,得
,
从而有.
所求椭圆
的方程为
.
(2)直线与圆
相切.
证明如下:易得椭圆的右焦点为
,右准线为
.
设点,则有
,
又,
直线
的方程为
,
令,得
,
即,
,
又,
于是有,
故,
直线
与圆
相切.
已知椭圆C的中心在原点,焦点F1,F2在x轴上,离心率,且经过点
。
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l经过椭圆C的右焦点F2,且与椭圆C交于A,B两点,使得|F1A|,|AB|,|BF1|依次成等差数列,求直线l的方程。
正确答案
解:(1)设椭圆C的方程为(其中a>b>0),
由题意知,且
解得a2=4,b2=2,c2=2,
所以椭圆C的方程为。
(2)由于|F1A|,|AB|,|BF1|依次成等差数列,
则|F1A|+|BF1|=2|AB|,
而|F1A|+|AB|+|BF1|=4a=8,
所以|AB|=
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=
代入椭圆C的方程
化简,得
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则
又
解得k=±1;
当直线l的斜率不存在时,,代入椭圆方程,得y=±1,
∴|AB|=2,不合题意,
所以,直线l的方程为。
已知椭圆的中心在原点,焦点在y轴上,离心率为,且椭圆经过圆C:x2+y2﹣3x+4y=0的圆心C.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线l:y=kx+1与椭圆交于A,B两点,点P(0,)且|PA|=|PB|,求直线的方程.
正确答案
解:(1)圆C:x2+y2﹣3x+4y=0的圆心C(1,﹣2),
设椭圆方程为,
依题意有,解得
,
椭圆方程为
.
(2)由,得(k2+2)x2+2kx﹣5=0,
△=4k2+20(k2+2)=24k2+40>0,
故直线与椭圆必有两个不同的交点,
设两交点坐标A(x1,y1),B(x2,y2),AB中点M(),
,
,
,
|PA|=|PB|,
PM
AB,
①当k=0时,直线l:y=1,此时A,B关于y轴对称,满足PMAB;
②当k0时,
=
=﹣1(k
0),解得k=1或k=﹣1,
直线l:y=x+1或y=﹣x+1.
综上所述,直线l的方程为y=1或y=x+1或y=﹣x+1.
已知直线x-y+1=0经过椭圆S:的一个焦点和一个顶点,
(1)求椭圆S的方程;
(2)如图,M,N分别是椭圆S的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k,
①若直线PA平分线段MN,求k的值;
②对任意k>0,求证:PA⊥PB。
正确答案
解:(1)在直线x-y+1=0中,
令x=0得y=1;令y=0得x=-1,
∴c=b=1,
∴,
则椭圆方程为;
(2)①,
M、N的中点坐标为,
所以;
②将直线PA方程y=kx代入,
解得,
记,
则,
于是C(m,0),
故直线AB方程为,
代入椭圆方程得,
由,
∴,
∴,
∴PA⊥PB。
已知平面上一定点C(-1,0)和一定直线l:x=-4,P为该平面上一动点,作PQ⊥l,垂足为Q,且。
(1)求点P的轨迹方程;
(2)点O是坐标原点,过点C的直线与点P的轨迹交于A,B两点,求的取值范围。
正确答案
解:(1)设P(x,y)代入
得点P的轨迹方程为。
(2)设过点C的直线斜率存在时的方程为y= k(x+1),
且 A(x1,y1) ,B(x2,y2)在上
则由
∴,
∴
∴
∵k2≥0
∴
∴
当过点C的直线斜率不存在时,其方程为x=-1
解得
此时
所以的取值范围为
。
设直线l:y=x+1与椭圆相交于A,B两个不同的点,l与x轴相交于点F,
(1)证明:a2+b2>1;
(2)若F是椭圆的一个焦点,且,求椭圆的方程。
正确答案
(1)证明:将x=y-1代入,
消去x,整理得,
由直线l与椭圆相交于两个不同的点,
得,
所以;
(2)解:设,
则, ①
且, ②
因为,
所以,
将代入①,与②联立,消去y2,整理得
, ③
因为F是椭圆的一个焦点,则有,
将其代入③式,解得,
所以椭圆的方程为。
设椭圆C:(a>b>0)过点(0,4),离心率为
,
(Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)求过点(3,0)且斜率为的直线被C所截线段的中点坐标。
正确答案
解:(Ⅰ)将(0,4)代入C的方程得
∴b=4
又
得,即
∴a=5
∴C的方程为;
(Ⅱ)过点且斜率为的直线方程为
设直线与C的交点为A,B
将直线方程代入C的方程,得
即,解得
,
∴AB的中点坐标,
即中点为。
已知点C为圆(x+1)2+y2=8的圆心,点A(1,0),P是圆上的动点,点Q在圆的半径CP上,且。
(1)当点P在圆上运动时,求点Q的轨迹方程;
(2)设过点(0,2)且斜率为2的直线l与(1)中所求的曲线交于B,D两点,O为坐标原点,求△BDO的面积。
正确答案
解:(1)由题意,MQ是线段AP的垂直平分线,
故|QC|+|QA|=|QC|+|QP|=|CP|
>|CA|=2
于是点Q的轨迹是以点C,A为焦点,半焦距c=1,长半轴的椭圆,短半轴
∴点O的轨迹方程是:。
(2)因直线l过点(0,2)且斜率为2,则直线l的方程为:y=2x+2,即2x-y+2=0,
故点O(0,0)到直线l的距离d=
把y=2x+2代入(1)中的方程化简,
得9x2+16x+6=0
∴Δ=162-4×9×6=40>0
设B(x1,y1),D(x2,y2),
则
∴
∴△BDO的面积为
。
已知,椭圆C过点A(1,),两个焦点为(-1,0),(1,0).
(1)求椭圆C的方程;
(2)E,F是椭圆C上的两个动点,如果直线AE的斜率与AF的斜率互为相反数,证明直线EF的斜率为定值,并求出这个定值.
正确答案
(Ⅰ)由题意,c=1,
可设椭圆方程为+
=1,
解得b2=3,b2=-(舍去)
所以椭圆方程为+
=1.
(Ⅱ)设直线AE方程为:y=k(x-1)+,
代入+
=1得(3+4k2)x2+4k(3-2k)x+4(
-k)2-12=0
设E(xE,yE),F(xF,yF),
因为点A(1,)在椭圆上,
所以xE=,yE=kxE+
-k.
又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,
在上式中以-K代K,可得xF=,yF=-kxF+
+k
所以直线EF的斜率KEF==
=
即直线EF的斜率为定值,其值为.
已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,且经过点M(4,1),直线l:y=x+m交椭圆于不同的两点A,B,
(1)求椭圆的方程;
(2)求m的取值范围。
正确答案
解:(1),
∴,
依题意设椭圆方程为:,
把点(4,1)代入得,
∴椭圆方程为。
(2)把y=x+m代入椭圆方程得:,
由△>0,可得。
如图,已知椭圆的长轴A1A2与x轴平行,短轴B1B2在y轴上,中心M(0,r)(b>r>0
(Ⅰ)写出椭圆方程并求出焦点坐标和离心率;
(Ⅱ)设直线y=k1x与椭圆交于C(x1,y1),D(x2,y2)(y2>0),直线y=k2x与椭圆交于G(x3,y3),H(x4,y4)(y4>0).求证:;
(Ⅲ)对于(Ⅱ)中的在C,D,G,H,设CH交x轴于P点,GD交x轴于Q点,
求证:|OP|=|OQ|(证明过程不考虑CH或GD垂直于x轴的情形)
正确答案
(Ⅰ)解:∵椭圆的长轴A1A2与x轴平行,短轴B1B2在y轴上,中心M(0,r),
∴椭圆方程为
焦点坐标为,
离心率
(Ⅱ)证明:将直线CD的方程y=k1x代入椭圆方程,
得
整理得
根据韦达定理,得,
,
所以 ①
将直线GH的方程y=k2x代入椭圆方程,
同理可得②
由 ①、②得 =
所以结论成立
(Ⅲ)证明:设点P(p,0),点Q(q,0)
由C、P、H共线,得
解得
由D、Q、G共线,同理可得
∴
由=
变形得
=
所以|p|=|q|
即|OP|=|OQ|
已知椭圆的两个焦点分别为F1(-c,0)和F2(c,0)(c>0),过点
的直线与椭圆相交于A,B两点,且F1A∥F2B,|F1A|=2|F2B|,
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)求直线AB的斜率;
(Ⅲ)设点C与点A关于坐标原点对称,直线F2B上有一点H(m,n)(m≠0)在△AF1C的外接圆上,求的值。
正确答案
解:(Ⅰ)由F1A∥F2B且|F1A|=2|F2B|,得,
从而,整理,得
,
故离心率为。
(Ⅱ)由(Ⅰ),得b2=a2-c2=2c2,
所以椭圆的方程可写为2x2+3y2=6c2,
设直线AB的方程为,即y=k(x-3c),
由已知设A(x1,y1),B(x2,y2),
则它们的坐标满足方程组,
消去y并整理,得(2+3k2)x2-18k2cx+27k2c2-6c2=0,
依题意,,得
,
而,①
,②
由题设知,点B为线段AE的中点,所以x1+3c=2x2, ③
联立①③解得,
将x1,x2代入②中,解得。
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知x1=0,,
当时,得
,由已知得
,
线段AF1的垂直平分线l的方程为,
直线l与x轴的交点是△AF1C的外接圆的圆心.
因此外接圆的方程为,
直线F2B的方程为,
于是点H(m,n)的坐标满足方程组,
由m≠0,解得,
故。
当时,同理可得
。
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