- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
若F1、F2分别是椭圆的左右焦点,P是该椭圆上的一个动点,且
.
(1)求出这个椭圆的方程;
(2)是否存在过定点N(0,2)的直线l与椭圆交于不同两点A、B,使∠AOB=90°(其中O为坐标原点)?若存在,求出直线l的斜率k,若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)∵F1、F2分别是椭圆的左右焦点,P是该椭圆上的一个动点,
且|PF1|+|PF2|=4,|F1F2|=2,
∴,即a=2,c=
,
∴,
∴椭圆方程为.
(2)当l的斜率不存在时,即x=0不满足题设条件
设l为y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2),
则,∴
,
∴,
∵∠AOB=90°,
∴,
∴k2=4,k=±2.
一束光线从点F1(﹣1,0)出发,经直线l:2x﹣y+3=0上一点P反射后,恰好穿过点F2(1,0).
(Ⅰ)求点F1关于直线l的对称点F1'的坐标;
(Ⅱ)求以F1、F2为焦点且过点P的椭圆C的方程;
(Ⅲ)设直线l与椭圆C的两条准线分别交于A、B两点,点Q为线段AB上的动点,求点Q 到F2的距离与到椭圆C右准线的距离之比的最小值,并求取得最小值时点Q的坐标.
正确答案
解:(Ⅰ)设F1的坐标为(m,n),则且
.
解得,因此,点F1'的坐标为(﹣
).
(Ⅱ)∵|PF1'|=|PF1|,根据椭圆定义,
得2a=|PF1'|+|PF2|=|F1F2|=,
∴.
∴所求椭圆方程为.
(Ⅲ)∵,∴椭圆的准线方程为x=±2.
设点Q的坐标为(t,2t+3)(﹣2<t<2),d1表示点Q到F2的距离,d2表示点Q到椭圆的右准线的距离.
则,
d2=|t﹣2|.=
,
令,则
=
,
∵当,
,t=﹣
,f'(t)>0.
∴f(t)在t=﹣时取得最小值.
因此,最小值=
,此时点Q的坐标为(﹣
)
如图,椭圆C:的顶点为A1,A2,B1,B2,焦点为F1,F2,|A1B1|=
,
S=2S(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设n是过原点的直线,l是与n垂直相交于P点、与椭圆相交于A,B两点的直线,且,是否存在上述直线l使
=1成立?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由知
a2+b2=7, ①
由 S=2S知
a=2c, ②
又 b2=a2﹣c2 ③
由 ①②③解得a2=4,b2=3,故椭圆C的方程为.
(Ⅱ)设A,B两点的坐标分别为(x1,y1)(x2,y2)
若l垂直于x轴时,p点即是右焦点(1,0),此时不满足,直线l的方程不存在.
若l不垂直于x轴时,设l的方程为y=kx+m,由l与n垂直相交于P点且
得,即m2=k2+1 ④
∵,
,得知
OA⊥OB
所以x1x2+y1y2=0,
由得
(3+4k2)x2+8kmx+4m2﹣12=0,
,
,
又y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=,
代入x1x2+y1y2=0中得
7m2﹣12k2﹣12=0. ⑤
由④⑤可知无解.所以此时l不存在.成立.
已知O 为坐标原点,点A 、B 分别在x 轴、y 轴上运动,且|AB|=8 ,动点P 满足,设点P的轨迹为曲线C,定点为M(4,0),直线PM交曲线C于另外一点Q.
(1)求曲线C的方程;
(2)求△OPQ面积的最大值。
正确答案
解:(1)设A(a,0),B(0,b),P(x,y),
则=(x-a,y),
=(-x,b-y),
∴
又|AB|==8.
∴
∴曲线C的方程为
(2)由(1)可知,M(4,0)为椭圆的右焦点,
设直线PM的方程为x= my +4,
由消去x得(9m2+25)y2+72my-81=0
∴
∴
当
即时,△OPQ的面积取得最大值为
,
此时直线方程为。
在直角坐标系xOy中,点M到点F1(,0),F2(
,0)的距离之和是4,点M的轨迹C与x轴的负半轴交于点A,不过点A的直线l:y=kx+b与轨迹C交于不同的两点P和Q,
(1)求轨迹C的方程;
(2)当时,求k与b的关系,并证明直线l过定点。
正确答案
解:(1)∵点M到,
的距离之和是4,
∴M的轨迹C是长轴为4,焦点在x轴上焦距为的椭圆,
其方程为,
(2)将y=kx+b,代入曲线C的方程,整理得,
因为直线l与曲线C交于不同的两点P和Q,
所以, ①
设,
则, ②
且, ③
显然,曲线C与x轴的负半轴交于点A(-2,0),
所以,
由,得
,
将②、③代入上式,整理得,
所以,即b=2k或
,
经检验,都符合条件①
当b=2k时,直线l的方程为y=kx+2k,
显然,此时直线l经过定点(-2,0)点,即直线l经过点A,与题意不符;
当时,直线l的方程为
,
显然,此时直线l经过定点点,且不过点A;
综上,k与b的关系是:,且直线l经过定点
点.
已知直线经过椭圆C:的左顶点A和上顶点D,椭圆C的右顶点为B,点S是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AS,BS与直线
:
分别交于M,N两点,如图所示。
(1)求椭圆C的方程;
(2)求线段MN的长度的最小值;
(3)当线段MN的长度的最小时,在椭圆C上是否存在这样的点T,使得△TSB的面积为?若存在,确定点T的个数,若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)由题意,得椭圆方程为。
(2)设直线AS的方程为,
从而可知M点的坐标为,
由,得
,
所以可得BS的方程为,
从而可知N点的坐标为,
∴,当且仅当
时,等号成立,
故当时,线段MN的长度取最小值
。
(3)由(2)知,当|MN|取最小值时,,
此时直线BS的方程为,
,
∴|BS|=,
要使椭圆C上存在点T,使得△TSB的面积等于,只需T到直线BS的距离等于
,
所以点T在平行于直线BS且与直线BS的距离等于的直线
上。
则直线:
或
,
联立,,△<0,无解;
,△=44>0,有两个解;
所以T有两个。
已知焦点在x轴上,中心在坐标原点的椭圆C的离心率为,且过点(
,1).
(I)求椭圆C的方程;
(II)直线l分别切椭圆C与圆M:x2+y2=R2(其中3<R<5)于A、B两点,求|AB|的最大值.
正确答案
解:(I)设椭圆的方程为,则
,
a,
∴,
∵椭圆过点,
∴,解得 a2=25,b2=9,
故椭圆C的方程为
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2)分别为直线l与椭圆和圆的切点,
直线AB的方程为y=kx+m,
因为A既在椭圆上,又在直线AB上,从而有,
消去y得:(25k2+9)x2+50kmx+25(m2﹣9)=0,
由于直线与椭圆相切,
故△=(50kmx)2﹣4(25k2+9)x25(m2﹣9)=0,
从而可得:m2=9+25k2,①,x1=,②
由.消去y得:(k2+1)x2+2kmx+m2﹣R2=0,
由于直线与圆相切,得m2=R2(1+k2),③,x2=,④
由②④得:x2﹣x1=,
由①③得:k2=,
∴|AB|2=(x2﹣x1)2+(y2﹣y1)2=(1+k2)(x2﹣x1)2=
=
即|AB|≤2,当且仅当R=时取等号,所以|AB|的最大值为2
已知椭圆C:的离心率为
,F1、F2分别为椭圆C的左、右焦点,若椭圆C的焦距为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设M为椭圆上任意一点,以M为圆心,MF1为半径作圆M,当圆M与椭圆的右准线l有公共点时,求△MF1F2面积的最大值.
正确答案
解:(1)因为2c=2,且,
所以c=1,a=2.
所以b2=3.
所以椭圆C的方程为.
(2)设点M的坐标为(x0,y0),则
.
因为F1(﹣1,0),,
所以直线l的方程为x=4.
由于圆M与l有公共点,所以M到l的距离4﹣x0小于或等于圆的半径R.
因为R2=MF12=(x0+1)2+y02,
所以(4﹣x0)2≤(x0+1)2+y02,
即y02+10x0﹣15≥0.
又因为,
所以.
解得.
又,
∴
当时,
,
所以.
已知椭圆的右顶点为A,右焦点为F,直线
与x轴交于点B且与直线
交于点C,点O为坐标原点,
,
,过点F的直线l与椭圆交于不同的两点M、N,点P为点M直线
的对称点
(1)求椭圆的方程;
(2)求证:N、B、P三点共线;
(3)求△BMN的面积.的最大值.
正确答案
(1)解:因为,
,
所以且
,
所以a=2,c=1
所以,
所以椭圆方程为:
(2)证明:设直线l:y=k(x﹣1),M(x1,y1),N(x2,y2)
则由,消去y
得(3+4k2)x﹣8k2x+4k2﹣12=0,
所以
由于P(8﹣x1,y1),,
因为(4﹣x1)y2﹣(x2﹣4)y1=4(y1+y2)﹣x1y2﹣y1x2=4k(x1+x2﹣2)﹣2kx1x2+k(x1+x2)
=
当l⊥x轴时,也满足故共线,所以N、B、P三点共线
(3)解:记d为B到l的距离,则,
,
所以=
当l⊥x轴时,,
所以△BMN的面积的最大值为
已知直线y=﹣x+1与椭圆=1(a>b>0)相交于A、B两点.
(1)若椭圆的离心率为,焦距为2,求椭圆的标准方程;
(2)若OA⊥OB(其中O为坐标原点),当椭圆的离率e∈时,求椭圆的长轴长的最大值.
正确答案
解(1)∵e=.又2c=2,解得a=
,
则b=
∴
(2)由
消去y得(a2+b2)·x2﹣2a2·x+a2·(1﹣b2)=0,
由△=(﹣2a2)2﹣4a2(a2+b2)(1﹣b2)>0,
整理得a2+b2>1.
设A(x1,y1,),B(x2,y2),
则x1+x2=.
∴y1y2=(﹣x1+1)(﹣x2+1)=x1x2﹣(x1+x2)+1.
∵OA⊥OB(其中O为坐标原点),
∴x1x2+y1y2=0,即2x1x2﹣(x1+x2)+1=0.
∴+1=0.
整理得a2+b2﹣2a2b2=0.
∵b2=a2﹣c2=a2﹣a2e2,代入上式得
2a2=1+,
∴a2=.
∵e∈∴
,
∴,
∴≤2,∴
≤3,
∴,适合条件a2+b2>1,
由此得.
∴,
故长轴长的最大值为
已知椭圆的两个焦点,且椭圆短轴的两个端点与F2构成正三角形.
(I)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过点(1,0)且与坐标轴不平行的直线l与椭圆交于不同两点P、Q,若在x轴上存在定点E(m,0),使恒为定值,求m的值.
正确答案
解:(I)由题意可得 c=,tan30°=
=
,∴b=1,∴a=2,
故椭圆的方程为.
(Ⅱ) 设直线l的方程为 y﹣0=k(x﹣1),即 y=kx﹣k.
代入椭圆的方程化简可得(1+4k2)x2﹣8k2x+4k2﹣4=0,
∴x1+x2=,x1x2=
.
∴=(m﹣x1,﹣y1 )(m﹣x2,﹣y2)
=(m﹣x1)(m﹣x2)+y1y2=(m2+k2)+(1+k2)x1x2﹣(m+k2)(x1+x2)
=(m2+k2)+(1+k2)﹣(m+k2)
= 恒为定值,
∴,
∴m=.
设椭圆方程为,过点M(0,1)的直线l交椭圆于点A、B,O是坐标原点,点P满足
,点N的坐标为
,当l绕点M旋转时,求:
(1)动点P的轨迹方程;
(2)的最小值与最大值。
正确答案
解:(1)直线l过点M(0,1)设其斜率为k,则l的方程为y=kx+1
记、
由题设可得点A、B的坐标、
是方程组
的解
将①代入②并化简得
所以
于是
设点P的坐标为,
则消去参数k得
③
当k不存在时,A、B中点为坐标原点(0,0),也满足方程③,
所以点P的轨迹方程为。
(2)由点P的轨迹方程知,即
所以
故当,
取得最小值,最小值为
当时,
取得最大值
。
设椭圆的一个顶点与抛物线
的焦点重合,F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,且离心率
,且过椭圆右焦点F2的直线l与椭圆C交于M、N两点。
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在直线l,使得,若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由。
(3)若AB是椭圆C经过原点O的弦,MN∥AB,求证:为定值。
正确答案
解:抛物线的焦点为
∵椭圆的一个顶点与抛物线
的焦点重合
∴椭圆的一个顶点为,
即
∵,
∴a=2,
∴椭圆的标准方程为;
(2)解:由题可知,椭圆的右焦点为(1,0),直线l与椭圆必相交
①当直线斜率不存在时,M(1,),N(1,-
),
∴,不合题意;
②设存在直线l为y=k(x-1)(k≠0),且M(x1,y1),N(x2,y2)
由得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,
,
,
=
所以,
故直线l的方程为或
;
(3)证明:设M(x1,y1),N(x2,y2),A(x3,y3),B(x4,y4)
由(2)可得:|MN|=
=
由消去y,
并整理得:,
|AB|=,
∴为定值 。
已知椭圆Γ的方程为(a>b>0),A(0,b),B(0,-b)和 Q(a,0)为Γ的三个顶点。
(1)若点M满足,求点M的坐标;
(2)设直线l1:y=k1x+p交椭圆Γ于C,D两点,交直线l2:y=k2x于点E,若,证明:E为CD的中点;
(3)设点P在椭圆Γ内且不在x轴上,如何作过PQ中点F的直线l,使得l与椭圆Γ的两个交点P1,P2满足?令a=10,b=5,点P的坐标是(-8,-1)。若椭圆Γ上的点P1,P2满足
,求点P1,P2的坐标。
正确答案
解:(1)设点M的坐标为(x0,y0),由题意可知
∵
∴
∴点M的坐标为。
(2)由得
∴CD中点坐标为
∵
∴
由得l1与l2的交点E的坐标为
∴l1与l2的交点E为CD的中点。
(3)设OF的斜率为k1,过F作斜率为的直线交椭圆于P1,P2两点
由(2)可知,F是P1P2的中点,四边形PP1QP2是平行四边形,
所以,直线P1P2即为所求,
由a=10,b=5及点P(-8,-1),得PQ的中点为,OS的斜率
过点S且斜率的直线l的方程是
记l与Γ的交点为P1,P2,则
由解得P1(8,3),P2(-6,-4)。
已知椭圆(常数m,n∈R+,且m>n)的左、右焦点分别为F1,F2,M,N为短轴的两个端点,且四边形F1MF2N是边长为2的正方形,
(Ⅰ)求椭圆方程;
(Ⅱ)过原点且斜率分别为k和-k(k≥2)的两条直线与椭圆的交点为A,B,C,D(按逆时针顺序排列,且点A位于第一象限内),求四边形ABCD的面积S的最大值。
正确答案
解:(Ⅰ)依题意,∴
,
所求椭圆方程为;
(Ⅱ)设A(x,y),
由得
,
根据题设直线图象与椭圆的对称性,
知,
,
设,则M′(k)=
,
当k≥2时,M′(k)=>0,
∴M(k)在k∈[2,+∞)时单调递增,
∴,
∴当k≥2时,。
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