- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
设椭圆(a>b>0)的左焦点为F1(-2,0),左准线
与x轴交于点N(-3,0),过点N倾斜角为30°的直线
交椭圆于A,B两点。
(1)求直线和椭圆的方程;
(2)求证:点F1(-2,0)在以线段AB为直径的圆上。
正确答案
解:(1)由题意,知椭圆的焦点在x轴上,
且,∴a2=6,b2=2,
∴椭圆的方程为,
直线的方程为
。
(2)设A,B
,
由题意,直线的方程为
,
将直线代入椭圆
,
有,
∵,
,
,
又∵,
,
∴
,
∴,
∴点在以线段为直径的圆上。
已知椭圆长轴上有一顶点到两个焦点之间的距离分别为:3+2
,3-2
。
(1)求椭圆的方程;
(2)如果直线 与椭圆相交于A,B,若C(-3,0),D(3,0),证明:直线CA与直线BD的交点K必在一条确定的双曲线上;
(3)过点Q(1,0 )作直线 (与x轴不垂直)与椭圆交于M,N两点,与y轴交于点R,若,求证:
为定值.
正确答案
(1)由已知,得
,
,
所以椭圆方程为
(2)依题意可设,且有
,
又,
,
,
将代入即得
所以直线CA与直线BD的交点K必在双曲线上.
(3)依题意,直线l的斜率存在,则设直线l的方程为
,
设,则
两点坐标满足方程组
,
消去y整理得,
所以,
① 因为,所以
,即
,
因为与x轴不垂直,所以,则
,
又,同理可得
,
所以
由①式代人上式得
已知点A(-2,0)在椭圆上,设椭圆E与y轴正半轴的交点为B,其左焦点为F,且∠AFB=150°.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过x轴上一点M(m,0)(m≠-2)作一条不垂直于y轴的直线l交椭圆E于C、D点.
(i)若以CD为直径的圆恒过A点,求实数m的值;
(ii)若△ACD的重心恒在y轴的左侧,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(1)∵∠AFB=150°
∴∠OFB=30°(O为坐标原点)在直角△BOF中,|FB|=2|OB|
∵a=2b ∵点A(﹣2,0)在椭圆上
∴a=2 ∴b=1 ∴椭圆;
(2)∵直线l过x轴上一点M(m,0)(m≠﹣2)不垂直于y轴
∴l:x=ty+m与椭圆方程联立
消元整理可得(t2+4)y2+2mty+m2﹣4=0
∴△=4m2t2﹣4(t2+4)(m2﹣4)>0
∴t2>m2﹣4设C(x1,y1),D(x2,y2)
∴,
(i)若以CD为直径的圆恒过A点,则∵
=(x1+2,y1),
=(x2+2,y2)
∴x1x2+2(x1+x2)+4+y1y2=
∴或m=﹣2(舍去)
∴实数m的值为;
(ii)若△ACD的重心恒在y轴的左侧,即重心的横坐标恒小于0,即,∴
∴4m<t2+4对所有符合条件的t恒成立
由t2>m2﹣4知:
①若m2﹣4<0,即﹣2<m<2时,t2∈[0,+∞)
∴t2+4≥4 ∴m<1 ∴﹣2<m<1;
②若m2﹣4≥0,即m≤﹣2或m≥2时,t2∈(m2﹣4,+∞),∴4m<m2,∴m≤0或m≥4
综上知,实数m的取值范围是(﹣∞,﹣2)∪(﹣2,1)∪[4,+∞)
如图,已知直线L:x=my+1过椭圆C:的右焦点F,且交椭圆C于A,B两点,点A,F,B在直线G:x=a2上的射影依次为点D,K,E,
(1)已知抛物线的焦点为椭圆C的上顶点.
①求椭圆C的方程;
②若直线L交y轴于点M,且,当m变化时,求λ1+λ2的值;
(2)连接AE,BD,试探索当m变化时,直线AE、BD是否相交于一定点N?若交于定点N,请求出N点的坐标并给予证明;否则说明理由.
正确答案
解:(1)①易知,
∴b2=3,
又F(1,0),∴c=1,a2=b2+c2=4
∴椭圆C的方程为
②∵l与y轴交于M
设A(x1,y1),B(x2,y2),由
∴(3m2+4)y2+6my﹣9=0,△=144(m2+1)>0 ∴
又由,
∴∴
同理
∴
(2)∵F(1,0),k=(a2,0),
先探索,当m=0时,直线l ⊥Ox轴,则ABED由对称性知,AE与BD相交FK中点N,且
猜想:当m变化时,AE与BD相交于定点
证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),E(a2,y2),D(a2,y1)
当m变化时首先AE过定点N
∵,即(a2+b2m2)y2+2mb2y+b2(1﹣a2)=0
又△=4a2b2(a2+m2b2﹣1)>0(a>1)
又KAN=,
而KAN﹣KEN==
∴KAN=KEN,∴A、N、E三点共线,
同理可得B、N、D三点共线∴AE与BD相交于定点
已知A、B、C是椭圆M:上的三点,其中点A的坐标为(2
,0),BC过椭圆M的中心,且
。
(1)求椭圆M的方程;
(2)过点(0,t)的直线(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
解:(1)∵点A的坐标为(,0),
∴,椭圆方程为
, ①
又∵,且BC过椭圆M的中心 O(0,0),
∴,
又∵,
∴△AOC是以∠C为直角的等腰三角形,
易得C点坐标为(,
),
将(,
)代入①式得
,
∴椭圆M的方程为。
(2)当直线的斜率k=0,直线
的方程为y=t,则满足题意的t的取值范围为-2
当直线的斜率k≠0时,设直线的方程为y=kx+t,
由,得
,
∵直线与椭圆M交于两点P、Q,
∴△=,
即, ②
设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ的中点,
则H的横坐标, 纵坐标
,
D点的坐标为(0,-2),
由,得DH⊥PQ,
,
即,即
, ③
∴,∴t>1, ④
由②③得0
综上所述,t的取值范围是(-2,4)。
设椭圆中心在坐标原点,A(2,0),B(0,1)是它的两个顶点,直线与AB相交于点D,与椭圆相交于E、F两点。
(Ⅰ)若,求k的值;
(Ⅱ)求四边形AEBF面积的最大值。
正确答案
解:(Ⅰ)依题设,得椭圆的方程为,
如图,设,其中
,
且满足方程
,
故, ①
由知
,
可得,
由D在AB上知,,得
,
所以,
化简,得,
解得或
。
(Ⅱ)根据点到直线的距离公式和①式知,点E,F到AB的距离分别为
,
,
又,
所以四边形AEBF的面积为
,
当即
时,上式取等号。
所以S的最大值为。
已知椭圆C的中心在原点,对称轴为坐标轴,且过(0,1),(1,).
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l:3x﹣3y﹣1=0交椭圆C与A、B两点,若T(0,1)求证:.
正确答案
(1)解:设椭圆C的方程为mx2+ny2=1(m>0.n>0)
由椭圆C过点过(0,1),(1,)
得:,解得
∴椭圆C的方程为
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),
由
消去y整理得27x2﹣12x﹣16=0,
由韦达定理得
由两边平方整理可得
,
故只需证明=x1x2+(y1﹣1)(y2﹣1)=x1x2+y1y2+(y1+y2)+1
而
∴=
故恒成立
如图,椭圆E:的左焦点为F1,右焦点为F2,离心率e=
,过F1的直线交椭圆于A、B两点,且△ABF2的周长为8。
(1)求椭圆E的方程。
(2)设动直线l:y=kx+m与椭圆E有且只有一个公共点P,且与直线x=4相较于点Q,试探究:在坐标平面内是否存在定点M,使得以PQ为直径的圆恒过点M?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)∵过F1的直线交椭圆于A、B两点,且△ABF2的周长为8
∴4a=8,
∴a=2
∵e= ,
∴c=1
∴b2=a2-c2=3
∴椭圆E的方程为 。
(2)由,消元可得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0
∵动直线l:y=kx+m与椭圆E有且只有一个公共点P(x0,y0)
∴m≠0,△=0,
∴(8km)2-4×(4k2+3)×(4m2-12)=0
∴4k2-m2+3=0①
此时x0==
,y0=
,
即P(,
)
由得Q(4,4k+m)
取k=0,m=,此时P(0,
),Q(4,
),
以PQ为直径的圆为(x-2)2+(y-)2=4,交x轴于点M1(1,0)或M2(3,0)
取k=,m=2,此时P(1,
),Q(4,0),
以PQ为直径的圆为(x-)2+(y-
)2=
,交x轴于点M3(1,0)或M4(4,0)
故若满足条件的点M存在,只能是M(1,0),
证明如下∵
∴
故以PQ为直径的圆恒过y轴上的定点M(1,0)。
已知椭圆,椭圆C2以C1的长轴为短轴,且与C1有相同的离心率。
(1)求椭圆C2的方程;
(2)设O为坐标原点,点A,B分别在椭圆C1和C2上,,求直线AB的方程。
正确答案
解:(1)椭圆的长轴长为4,离心率为
∵椭圆C2以C1的长轴为短轴,且与C1有相同的离心率
∴椭圆C2的焦点在y轴上,2b=4,为
∴b=2,a=4
∴椭圆C2的方程为;
(2)设A,B的坐标分别为(xA,yA),(xB,yB),
∵
∴O,A,B三点共线,且点A,B不在y轴上
∴设AB的方程为y=kx
将y=kx代入,消元可得(1+4k2)x2=4,
∴
将y=kx代入,消元可得(4+k2)x2=16,
∴
∵,
∴=4
,
∴,
解得k=±1,
∴AB的方程为y=±x。
已知椭圆C中心在原点、焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点的最大值为3,最小值为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l:y=kx+m(k≠0)与椭圆交于不同的两点M、N(M、N不是左、右顶点),且以MN为直径的圆经过椭圆的右顶点A.求证:直线l过定点,并求出定点的坐标.
正确答案
解:(1)设椭圆的长半轴为a,半焦距为c,
则解得
∴椭圆C的标准方程为.
(2)由方程组消去y,得(3+4k2)x2+8kmx+4m2﹣12=0
由题意:△=(8km)2﹣4(3+4k2)(4m2﹣12)>0
整理得:3+4k2﹣m2>0 ①
设M(x1,y1)、N(x2,y2),则
,
由已知,AM⊥AN,且椭圆的右顶点为A(2,0)
∴(x1﹣2)(x2﹣2)+y1y2=0
即(1+k2)x1x2+(km﹣2)(x1+x2)+m2+4=0
也即
整理得:7m2+16mk+4k2=0
解得:m=﹣2k或,均满足①
当m=﹣2k时,直线l的方程为y=kx﹣2k,过定点(2,0),舍去
当时,直线l的方程为
,过定点
,l过定点,且定点的坐标为
.
已知椭圆的两焦点为F1(﹣,0),F2(
,0),离心率e=
.
(1)求此椭圆的方程;
(2)设直线l:y=x+m,若l与此椭圆相交于P,Q两点,且|PQ|等于椭圆的短轴长,求m的值.
正确答案
解:(1)设椭圆方程为,
则c=,
,
∴a=2,b=1,所求椭圆方程.
(2)由,消去y,得5x2+8mx+4(m2﹣1)=0,则△>0得m2<5(*)
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则x1+x2=﹣,x1x2=
y1﹣y2=x1﹣x2,
|PQ|=
解得.m=,满足(*)
∴m=.
已知椭圆E的长轴的一个端点是抛物线y2=4x的焦点,离心率是
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点C(﹣1,0),斜率为k的动直线与椭圆E相交于A、B两点,请问x轴上是否存在点M,使恒为常数?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)由题意,椭圆的焦点在x轴上,
且a=,c=e
a=
×
=
,
故b==
=
,
所以,椭圆E的方程为+
=1,
即x2+3y2=5.
(2)假设存在点M符合题意,设AB:y=k(x+1),
代入方程E:x2+3y2=5,得
(3k2+1)x2+6k2x+3k2﹣5=0;
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0),
则x1+x2=﹣,x1x2=
;
∴=(k2+1)x1x2+(k2﹣m)(x1+x2)+k2+m2=m2+2m﹣
﹣
,
要使上式与k无关,则有6m+14=0,
解得m=﹣;
所以,存在点M(﹣,0)满足题意.
椭圆的左、右焦点分别是F1,F2,过F1的直线l与椭圆C相交于A,B两点,且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列.
(1)求证:;
(2)若直线l的斜率为1,且点(0,﹣1)在椭圆C上,求椭圆C的方程.
正确答案
(1)证明:由题设,∵|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列,
∴2|AB|=|AF2|+|BF2|,
由椭圆定义|AB|+|AF2|+|BF2|=4a,
所以,.
(2)解:由点(0,﹣1)在椭圆C上,可设椭圆C的方程为,
设A(x1,y1),B(x2,y2),F1(﹣c,0),l:x=y﹣c,
代入椭圆C的方程,整理得(a2+1)y 2﹣2cy﹣1=0,(*)
则
=,
于是有,
,
故椭圆C的方程为.
在直角坐标系xOy中,长为的线段的两端点C、D分别在x轴、y轴上滑动,
.记点P的轨迹为曲线E.
(I)求曲线E的方程;
(II)经过点(0,1)作直线l与曲线E相交于A、B两点,,当点M在曲线E上时,求四边形OAMB的面积.
正确答案
解:(Ⅰ)设C(m,0),D(0,n),P(x,y).
由=
,得(x-m,y)=
(-x,n-y),
∴.
由||=
+1,得m2+n2=(
+1)2,
∴(+1)2x2+
y2=(
+1)2,
整理,得曲线E的方程为x2+=1.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),
由=
+
,知点M坐标为(x1+x2,y1+y2).
设直线l的方程为y=kx+1,代入曲线E方程,
得(k2+2)x2+2kx﹣1=0,
则x1+x2=﹣,x1x2=﹣
,
y1+y2=k(x1+x2)+2=,
由点M在曲线E上,知(x1+x2)2+=1,
即,解得k2=2.
这时|AB|==
=
,
原点到直线l的距离d==
,
平行四边形OAMB的面积S=|AB|d=.
已知双曲线方程,椭圆方程
,A、D分别是双曲线和椭圆的右准线与x轴的交点,B、C分别为双曲线和椭圆的右顶点,O为坐标原点,且|OA|,|OB|,
|OC|,|OD|成等比数列.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)若E是椭圆长轴的左端点,动点M满足MC⊥CE,连接EM,交椭圆于点P,在x轴上有异于点E的定点Q,使得以MP为直径的圆恒过直线CP、MQ的交点,求点Q的坐标.
正确答案
解:(Ⅰ)由已知得A(1, 0),B(),
∵OA|,|OB|,|OC|,|OD|成等比数列.
∴,
∴a=2,
∴a=2, b=c=
∴所求椭圆的方程为;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,C(2,0),E(﹣2,0),
设直线EM的方程为:y=k(x+2),P(x1,y1)
∵MC⊥CE,
∴M(2,4k)
将y=k(x+2)代入整理得(1+2k2)x2+8k2x+8k2﹣4=0
∵
∴
∴P()
设Q(x0,0),x0≠﹣2
若以MP为直径的圆恒过直线CP、MQ的交点,则MQ⊥CP
即·x0=0恒成立
∴x0=0
∴存在Q(0,0),使得以MP为直径的圆恒过直线CP、MQ的交点.
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