- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
设椭圆C:(a>b>0) 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
,
(Ⅰ)求椭圆C的离心率;
(Ⅱ)若过A,Q,F2三点的圆恰好与直线l:相切,求椭圆C的方程:
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,过右焦点F2作斜率为k的直线l与椭圆C交于M,N两点,在x轴上是否存在点P(m,0)使得以PM,PN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,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设,由
知
,
∵,
∴,
由,得F1为
的中点,
故,
∴,
故椭圆的离心率。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,即
,
于是,
的外接圆圆心为
,半径
,
所以,由已知,得,解得:a=2,
∴,
所求椭圆方程为。
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,
由得
,
设,
则,
,
由于菱形对角线垂直,则,
故,
则,
,
由已知条件知k≠0且k∈R,
∴,∴
,
故存在满足题意的P且m的取值范围是。
设椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,点P(a,b)满足|PF2|=|F1F2|,
(Ⅰ)求椭圆的离心率e;
(Ⅱ)设直线PF2与椭圆相交于A,B两点,若直线PF2与圆(x+1)2+(y-)2=16相交于M,N两点,且|MN|=
|AB|,求椭圆的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)设,
因为,所以
,
整理得,
得(舍)或
,所以
。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,可得椭圆方程为
,
直线PF2的方程为,
A,B两点的坐标满足方程组,
消去y并整理,得,解得
,
得方程组的解,
不妨设,
所以,
于是,
圆心到直线PF2的距离
,
因为,所以
,
整理得,得
(舍)或c=2,
所以椭圆方程为。
已知椭圆C:(a>b>0)上的任意一点到它的两个焦点(-c,0),(c,0)的距离之和为
,且它的焦距为2。
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知直线x-y+m=0与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点不在圆内,求m的取值范围。
正确答案
解:(1)依题意可知
又∵b2=a2-c2,
解得
则椭圆方程为。
(2)联立方程
消去y整理得:3x2+4mx+2m2-2=0
则Δ=16m2-12(2m2-2)=8(-m2+3)>0,
解得
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则
即AB的中点为
又∵AB的中点不在内,
∴
解得m≤-1或m≥1 ②
由①②得:或
。
设P是以F1、F2为焦点的椭圆+
=1 (a>b>0)上的任一点,∠F1PF2最大值是120°,求椭圆离心率.
正确答案
根据椭圆的定义可知|PF1|+|PF2|=2a
cos∠PF1F2==
-1≥
-1=-
∴a2=4b2
∴c2==3b2
∴e==
设直线l:y=2x+1与椭圆相交于A、B两个不同的点且
(O为原点),
(Ⅰ)求证:4a2+b2>1;
(Ⅱ)求证:等于定值;
(Ⅲ)当椭圆离心率e∈时,求椭圆长轴的取值范围。
正确答案
(Ⅰ)证明:将y=2x+1代入,
消去y得:, ①
由直线与椭圆相交于两个不同的点可得:
,
所以4a2+b2>1;
(Ⅱ)解:设A(x1, y1)、B(x2, y2),
则由①得,
依题意,,
∴,
即,
∴为定值;
(Ⅲ)解:∵,
代入,
∴,
∵,
∴,
,
∴,
∴椭圆长轴长的取值范围为。
椭圆的中心是原点O,它的短轴长为,相应于焦点F(c,0)(c>0)的准线l与x轴相交于点A,|OF|=2|FA|,过点A的直线与椭圆相交于P、Q两点。
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)若,求直线PQ的方程;
(3)设(λ>1),过点P且平行于准线l的直线与椭圆相交于另一点M,证明
。
正确答案
解:(1)由题意,可设椭圆的方程为。
由已知得
解得
所以椭圆的方程为,离心率
。
(2)由(1)可得A(3,0)。
设直线PQ的方程为。
由方程组得
依题意,得
。
设,则
, ①
②
由直线PQ的方程得。
于是。③
∵,∴
。④
由①②③④得,从而
。
所以直线PQ的方程为或
。
(3)证明:
由已知得方程组
注意,解得
因,
故。
而,
所以。
已知椭圆Γ:(a>b>0)的左、右焦点为F1,F2,过点F1斜率为正数的直线交Γ于A,B两点,且AB⊥AF2,|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列。
(1)求Γ的离心率;
(2)若直线y=kx(k<0)与Γ交于C、D两点,求使四边形ABCD面积S最大时k的值。
正确答案
解:(1)根据椭圆定义及已知条件,有
|AF2|+|AB|+|BF2|=4a ①
|AF2|+|BF2|=2|AB| ②
|AF2|2+|AB|2=|BF2|2 ③
由①、②、③,解得|AF2|=a,|AB|=a,|BF2|=
a
所以点A为短轴端点,b=c=
Γ的离心率e==
;
(2)由(1),Γ的方程为x2+2y2=a2
不妨设C(x1,y1)、D(x2,y2)(x1<x2),
则C、D坐标满足
由此得x1=,x2=
设C、D两点到直线AB:的距离分别为d1、d2,
因C、D两点在直线AB的异侧,则
d1+d2==
==
=
∴
设t=1-k,则t>1,
当,即
时,
最大,进而S有最大值。
已知椭圆E的方程为2x2+y2=2,过椭圆E的一个焦点的直线l交椭圆于A、B两点。
(1)求椭圆E的长轴和短轴的长,离心率,焦点和顶点的坐标;
(2)求△ABO(O为原点)的面积的最大值。
正确答案
解:(1)将椭圆E的方程化为标准方程:
于是,
,
因此,椭圆E的长轴长为,短轴长为
,离心率
,两
个焦点坐标分别是F1(0,-1)、F2(0,1),
四个顶点的坐标分别是,
,
和
。
(2)依题意,不妨设直线l过F2(0,1)与椭圆E的交点
则
根据题意,直线l的方程可设为
将代入
得
由韦达定理得:
所以
(当且仅当,即
时等号成立)
故△ABO的面积的最大值为。
如图,F1,F2分别是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,M为椭圆上一点,MF2垂直于x轴,椭圆下顶点和右顶点分别为A、B,且OM∥AB,
(1)求椭圆的离心率;
(2)过F2作于OM垂直的直线交椭圆于点P、Q,若,求椭圆的方程。
正确答案
解:(1)设F1(-c,0),F2(c,0),则M(c,y),
∴A(0,-b),B(a,0),且OM∥AB, ∴kOM=kAB,
∴,
又点M在椭圆上,
∴,∴e=
;
(2)由(1)得a=c,b=c,
∴椭圆的方程为,
∵kAB=,
∴直线PQ的方程为y=-(x-c),
∴点F1到直线PQ的距离d=c,
又由,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
∴x1+x2=c, x1x2=
,
∴|PQ|=|x1-x2|=
c,
=
+
c·
c=20,
∴c2=,
∴a2=,b2=
,
∴椭圆的方程为。
已知椭圆G:,过点(m,0)作圆x2+y2=1的切线l交椭圆G于A,B两点,
(Ⅰ)求椭圆G的焦点坐标和离心率;
(Ⅱ)将|AB|表示为m的函数,并求|AB|的最大值。
正确答案
解:(Ⅰ)由已知得a=2,b=1,
所以,
所以椭圆G的焦点坐标为,
离心率为;
(Ⅱ)由题意知,|m|≥1,当m=1时,切线l的方程x=1,
点A、B的坐标分别为,此时
;
当m=-1时,同理可得;
当|m|>1时,设切线l的方程为y=k(x-m),
由,得
,
设A、B两点的坐标分别为,
则,
又由l与圆相切,得
,即
,
所以
,
由于当m=±3时,
所以,
因为且
当时,|AB|=2,
所以|AB|的最大值为2。
设椭圆M:+
=1(a>2
)的右焦点为F1,直线l:x=
与x轴交于点A,若
+2
=
(其中O为坐标原点).
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)设P是椭圆M上的任一点,EF为圆N:x2+(y-2)2=1的任一条直径,求•
的最大值.
正确答案
(Ⅰ)由题设知:A(,0),F1(
,0)
由+2
=
得:
=2(
-
)
解得a=2,
∴椭圆M的方程为M:+
=1
(Ⅱ)•
=(
-
)•(
-
)=(-
-
)•(
-
)=(-
)2-
NF
2=
NP
2-1
从而将求•
的最大值转化为求
NP
2的最大值
P是椭圆M上的任一点,设P(x0,y0),则有+
=1,即x02=24-8y02
又N(0,2),
∴
NP
2=x02+(y0-2)2=-2(y0+1)2+30
∵y0∈[-2,2
],
∴当y0=-1时,
NP
2取最大值30
∴•
的最大值为29…(14分)
已知椭圆c:+y2=1的两焦点为F1,F2,点P(x0,y0)满足0<
+
<1,则|PF1|+PF2|的取值范围为______,直线
+y0y=1与椭圆C的公共点个数______.
正确答案
依题意知,点P在椭圆内部.画出图形,
由数形结合可得,当P在原点处时(|PF1|+|PF2|)min=2,
当P在椭圆顶点处时,取到(|PF1|+|PF2|)max为(-1)+(
+1)=2
,
故范围为(2,,2).
因为(x0,y0)在椭圆+y2=1的内部,
则直线+y•y0=1上的点(x,y)均在椭圆外,
故此直线与椭圆不可能有交点,故交点数为0个.
答案:(2,2),0.
椭圆m:+
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P为椭圆M上任一点,且|PF1|•|PF2|的最大值的取值范围是[2c2,3c2],其中C=
,则椭圆m的离心率e的取值范围是______.
正确答案
∵|PF1|•|PF2|的最大值=a2,
∴由题意知2c2≤a2≤3c2,
∴c≤a≤
a,
∴≤e≤
.故椭圆m的离心率e的取值范围[
,
].
答案:[,
]
如图,已知椭圆过点
,离心率为
,左、右焦点分别为F1、F2。点P为直线l:x+y=2上且不在x轴上的任意一点,直线PF1和PF2与椭圆的交点分别为A、B和C、D,O为坐标原点。
(I)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)设直线PF1、PF2的斜率分别为k1、k2。
(i)证明:;
(ii)问直线l上是否存在点P,使得直线OA、OB、OC、OD的斜率kOA、kOB、kOC、kOD满足kOA+kOB+kOC+kOD=0?若存在,求出所有满足条件的点P的坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)因为椭圆过点,
所以
又a2=b2+c2所以
故所求椭圆方程为;
(Ⅱ)(i)由于F1(-1,0)、F2(1,0),PF1、PF2的斜率分别为k1、k2,且点P不在x轴上
所以k1≠k2,k1≠0,k2≠0
又直线PF1,PF2的方程分别为y=k1(x+1),y=k2(x-1)
联立方程得
所以
由于点P在直线x+y=2上
所以
因此2k1k2+3k1-k2=0
即
结论成立;
(ii)设A(xA,yA),B(xB,yB),C(xC,yC) ,D(xD,yD)
联立直线PF1与椭圆的方程得
化简得(2k12+1)x2+4k21x+2k21-2=0
因此
由于OA,OB的斜率存在
所以xA≠0,xB≠0
因此k12≠0,1
因此
相似地可以得到
故
若kOA+kOB+kOC+kOD=0,须有k1+k2=0或k1k2=1
①当k1+k2=0时,结合(i)的结论,可得k2=-2,所以解得点P的坐标为(0,2);
②当k1k2=1时,结合(i)的结论,解得k2=3或k2=-1(此时k1=-1,不满足k1≠k2,舍去),此时直线CD的方程为y=3(x-1),联立方程x+y=2得
因此
综上所述,满足条件的点P的坐标分别为(0,2),。
设m∈R,在平面直角坐标系中,已知向量=(mx,y+1),向量
=(x,y-1),
,动点M(x,y)的轨迹为E,
(1)求轨迹E的方程,并说明该方程所表示曲线的形状;
(2)已知m=,证明:存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与轨迹E恒有两个交点A,B,且OA⊥OB(O为坐标原点),并求出该圆的方程;
(3)已知m=,设直线l与圆C:x2+y2=R2(1<R<2)相切于A1,且l与轨迹E只有一个公共点B1,当R为何值时,|A1B1|取得最大值?并求最大值。
正确答案
解:(1)因为,
所以,即
,
当m=0时,方程表示两直线,方程为y=±1;
当m=1时,方程表示的是圆;
当m>0且m≠1时,方程表示的是椭圆;
当m<0时,方程表示的是双曲线;
(2)当时,轨迹E的方程为
,
设圆心在原点的圆的一条切线为y=kx+t,
解方程组得
,
即,
要使切线与轨迹E恒有两个交点A,B,
则使△=,
即,且
,
,
要使,需使
,
即,
所以,
所以又因为直线y=kx+t为圆心在原点的圆的一条切线,
所以圆的半径为,
,
所求的圆为;
当切线的斜率不存在时,切线为,
与交于点
也满足OA⊥OB;
综上, 存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A,B,且
。
(3)当时,轨迹E的方程为
,
设直线l的方程为y=kx+t,因为直线l与圆C:(1<R<2)相切于A1,
由(2)知, ①
因为l与轨迹E只有一个公共点B1,
由(2)知得
,
即有唯一解,
则△=,
即, ②
由①②得,此时A,B重合为B1(x1,y1)点,
由中
,
所以,,
B1(x1,y1)点在椭圆上,所以,
所以,
在直角三角形OA1B1中,
,
因为当且仅当
时取等号,
所以,
即当时,|A1B1|取得最大值,最大值为1。
扫码查看完整答案与解析