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题型:简答题
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简答题

已知椭圆(a>b>0)经过点,其离心率为

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设直线l与椭圆C相交于A、B两点,以线段OA,OB为邻边作平行四边形OAPB,其中顶点P在椭圆C上,O为坐标原点.求O到直线距离的l最小值.

正确答案

解:(Ⅰ)由已知,,所以3a2=4b2,①

又点在椭圆C上,所以,②

由①②解之,得a2=4,b2=3.故椭圆C的方程为

(Ⅱ)当直线l有斜率时,设y=kx+m时,则由

消去y得,(3+4k2)x2+8kmx+4m2﹣12=0,

△=64k2m2﹣4(3+4k2)(4m2﹣12)=48(3+4k2﹣m2)>0,

③设A、B、P点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x0,y0),则:

由于点P在椭圆C上,所以.从而

化简得4m2=3+4k2,经检验满足③式.

又点O到直线l的距离为:

当且仅当k=0时等号成立,当直线l无斜率时,由对称性知,点P一定在x轴上,

从而P点为(﹣2,0),(2,0),直线l为x=±1,

所以点O到直线l的距离为1,O到直线l的距离最小值为

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简答题

如图所示,已知圆C:(x+1)2+y2=8,定点A(1,0),M为圆上一动点,点P在AM上,点N在CM上,且满足=0,点N的轨迹为曲线E.

(1)求曲线E的方程;

(2)过点S(0,)且斜率为k的动直线l交曲线E于A、B两点,在y轴上是否存在定点G,满足使四边形NAPB为矩形?若存在,求出G的坐标和四边形NAPB面积的最大值;若不存在,说明理由.

正确答案

解:(1)∵=0,

∴NP为AM的垂直平分线,

∴|NA|=|NM|.

又∵|CN|+|NM|=2

∴|CN|+|AN|=2>2

∴动点N的轨迹是以点C(﹣1,0),A(1,0)为焦点的椭圆.

且椭圆长轴长为2a=2,焦距2c=2

∴a=,c=1,

∴b2=1

∴曲线E的方程为

(2)动直线l的方程为:y=kx﹣与椭圆方程联立,

消元可得(2k2+1)x2kx﹣=0

设A(x1,y1),B(x2,y2),

假设在y上存在定点G(0,m),满足题设,

=(x1,y1﹣m),=(x2,y2﹣m),

=x1x2+(y1﹣m)(y2﹣m)=

由假设得对于任意的k∈R,=0恒成立,

∴m2﹣1=0且9m2+m﹣15﹣0,解得m=1.

因此,在y轴上存在定点G,使得以AB为直径的圆恒过这个点,点G的坐标为(0,1)

这时,点G到AB的距离d==

SGAPB=|AB|d==

设2k2+1=t,则

得t∈[1,+∞),

所以SGAPB=

当且仅当时,上式等号成立.

因此,四边形NAPB面积的最大值是

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简答题

已知椭圆C :(a>b>0),直线y=x+与以原点为圆心,以椭圆C的短半轴长为半径的圆相切,F1、F2为其左、右焦点,P为椭圆C上任一点,△F1PF2的重心为G,内心为I,且IG∥F1F2

(1)求椭圆C的方程;

(2)若直线L:y=kx+m(k≠0)与椭圆C交于不同两点A,B且线段AB的垂直平分线过定点C(,0),求实数k的取值范围。

正确答案

解:(1)设P(x0,y0),x0±a,则G(),

∵IG∥F1F2

∴Iy=,|F1F2|=2c,

=·|F1F2|·|y0|=(|PF1|+|PF2|+|F1F2|)·||,

∴2c·3=2a+2c,

∴e==

又∵b=

∴b=

∴a=2,

∴椭圆C的方程为+=1。

(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),

  ,消去y得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,

∴△=(8km)2-4(3+4k2)(4m2-12)>0,

即m2<4k2+3,

又∵x1+x2=-,则y1+y2=

∴线段AB的中点P的坐标为(-), 

又线段AB的垂直平分线l′的方程为y=(x-),  

点P在直线l′上,=),

∴4k2+6km+3=0,

∴m=(4k2+3), 

<4k2+3,  

∴k2

∴k>或k>

∴k的取值范围是(-∞,)∪(,+∞)。

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简答题

已知焦点在x轴上的椭圆C过点(0,1),且离心率为,Q为椭圆C的左顶点。

(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

(Ⅱ)已知过点(,0)的直线l与椭圆C交于A,B两点。

(ⅰ)若直线了l垂直于x轴,求∠AQB的大小;

(ⅱ)若直线l与x轴不垂直,是否存在直线l使得△QAB为等腰三角形?如果存在,求出直线l的方程;如果不存在,请说明理由。

正确答案

解:(Ⅰ)设椭圆C的标准方程为

由题意可知:

所以

所以,椭圆C的标准方程为

(Ⅱ)由(Ⅰ)得Q(-2,0),

(ⅰ)当直线l垂直于x轴时,直线l的方程为

解得:

(不妨设点A在x轴上方),

则直线AQ的斜率,直线BQ的斜率

因为

所以

所以

(ⅱ)当直线l与x轴不垂直时,由题意可设直线AB的方程为

消去y得:

因为点在椭圆C的内部,显然

因为

所以

所以

所以为直角三角形,

假设存在直线l使得△QAB为等腰三角形,则

取AB的中点M,连接QM,则

记点为N,

另一方面,点M的横坐标

所以点M的纵坐标

所以

所以不垂直,矛盾,

所以当直线l与x轴不垂直时,不存在直线l使得△QAB为等腰三角形。

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简答题

已知椭圆C:的长轴长为,离心率

(1)求椭圆C的标准方程;

(2)若过点B(2,0)的直线l(斜率不等于零)与椭圆C交于不同的两点E、F(E在B、F之间),且△OBE与△OBF的面积之比为,求直线l的方程.

正确答案

解:(1)椭圆C的方程为

由已知得,解得

∴所求椭圆的方程为

(2)由题意知l的斜率存在且不为零,

设l方程为x=my+2(m≠0)=1 ①,

代入,整理得(m2+2)y2+4my+2=0,

由△>0得m2>2.

设E(x1,y1),F(x2,y2),

=2 ②

由已知,,则

由此可知,,即y2=2y1

代入 ②得,

消去y1

解得,,满足m2>2.

所以,所求直线l的方程

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简答题

设椭圆(a>b>0)的两个焦点是F1(﹣c,0),F2(c,0)(c>0),且椭圆上存在点P使得直线PF1与直线PF2垂直.

①求椭圆离心率e的取值范围;

②若直线PF1与椭圆另一个交点为Q,当,且△PQF2的面积为12时,求椭圆方程。

正确答案

解:①由△F1PF2是直角三角形知,|OP|=c≥b,

即c2≥a2﹣c2,故

②设椭圆方程为

得:a2=2c2,b2=c2

于是椭圆方程可化为:x2+2y2﹣2c2=0①

直线PQ的斜率k=1,

设直线PQ的方程为:y=x+c②,

把①代入②,得:x2+2(x+c)2﹣2c2=0,

整理得:3x2+4cx=0,

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1、x2是上述方程的两根,

点F2到PQ直线的距离为

所以:==12  

得:c2=9=b2,a2=18.

所以所求椭圆方程为:

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简答题

已知椭圆的一个顶点为A(0,-1),焦点在x轴上,中心在原点。若右焦点到直线x-y+2=0的距离为3,

(1)求椭圆的标准方程;

(2)设直线y=kx+m(k≠0)与椭圆相交于不同的两点M,N,当|AM|=|AN|时,求m的取值范围。

正确答案

解:(1)依题意可设椭圆方程为

则右焦点

由题设,解得

故所求椭圆的方程为

(2)设

P为弦MN的中点,

∵直线与椭圆相交,

,① 

 ∴,从而

又|AM|=|AN|,

∴AP⊥MN,则:,即,   ②

把②代入①得,解得

由②得

解得

综上求得的取值范围是

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简答题

已知椭圆的离心率为,以右焦点为圆心,椭圆长半轴为半径的圆与直线相切.

(1)求椭圆的方程;

(2)E、F是椭圆C上的两个动点,为定点,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

(1)解:设椭圆的右焦点为(c,0)

∵以右焦点为圆心,椭圆长半轴为半径的圆与直线相切

∵e=

∴a=2c

∴c=1

∴a=2

∴b2=a2﹣c2=3

(2)证明:设直线AE方程:得

代入椭圆方程,消元可得(3+4k2)x2+4k(3﹣2k)x+4﹣12=0

设E(x1,y1),F(x2,y2).

因为点在椭圆上,所以x1=,y1=kx1+﹣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

x2=,y2=﹣kx2++k.

所以直线EF的斜率kEF==

即直线EF的斜率为定值,其值为

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简答题

如图,在△ABC中,,以B、C为焦点的椭圆恰好过AC的中点P.(1)求椭圆的标准方程;

(2)过椭圆的右顶点A1作直线l与圆E:(x﹣1)+y2=2相交于M、N两点,

试探究点M、N能将圆E分割成弧长比值为1:3的两段弧吗?若能,求出直线l的方程;

若不能,请说明理由.

正确答案

解:(1)∵

∴BO|=|OC|=1,

依椭圆的定义有:=

∴a=2又c=1,∴b2=a2﹣c2=3

∴椭圆的标准方程为

(2)椭圆的右顶点A1(2,0),圆E的圆心为E(1,0),半径

假设点M、N能将圆E分割成弧长比值为1:3的两段弧,

则∠MEN=90°,圆心E(1,0)到直线l的距离

当直线l斜率不存在时,l的方程为x=2,

此时圆心E(1,0)到直线l的距离d=1(符合)

当直线l斜率存在时,设l的方程为y=k(x﹣2),

即kx﹣y﹣2k=0

∴圆心E(1,0)到直线l的距离,无解

综上:点M、N能将圆E分割成弧长比值为1:3的两段弧,

此时l方程为x=2

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简答题

已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率e=,左、右焦点分别为F1、F2,点P(2,),点F2在线段PF1的中垂线上,

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设直线l:y=kx+m与椭圆C交于M、N两点,直线F2M与F2N的倾斜角分别为α,β,且α+β=π,试问直线l是否过定点?若过,求该定点的坐标。

正确答案

解:(1)由椭圆C的离心率e=

椭圆C的左、右焦点分别为F1(-c,0)、F2(c,0),

又点F2在线段PF1的中垂线上,

∴|F1F2|=|PF2|,

∴(2c)2=(2+(2-c)2,解得c=1,

∴a2=2,b2=1,

∴椭圆的方程为+y2=1;

2)由题意,直线MN的方程为y=kx+m,

消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0,

设M(x1,y1),N(x2,y2),

由已知α+β=π得

化简,得2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0,

∴2k·,解得m=-2k,

∴直线MN的方程为y=k(x-2),

因此直线MN过定点,该定点的坐标为(2,0)。

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简答题

如图所示,F1、F2分别为椭圆C:的左、右两个焦点,A、B为两个顶点,已知椭圆C上的点到F1、F2两点的距离之和为4.

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)过椭圆C的焦点F2作AB的平行线交椭圆于P、Q两点,求△F1PQ的面积.

正确答案

解:(Ⅰ)由题设知:2a=4,即a=2

将点代入椭圆方程得 ,解得b2=3

∴c2=a2﹣b2=4﹣3=1,故椭圆方程为

(Ⅱ)由(Ⅰ)知

∴PQ所在直线方程为

设P (x1,y1),Q (x2,y2),则

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简答题

已知椭圆G:的两个焦点为F1、F2,点P在椭圆G上,且PF1⊥F1F2,且,斜率为1的直线l与椭圆G交与A、B两点,以AB为底边作等腰三角形,顶点为P(-3,2),

(1)求椭圆G的方程;

(2)求△PAB的面积。

正确答案

解:(1)由已知得

所以椭圆G的方程为

(2)设直线l的方程为y=x+m,

设A、B的坐标分别为,AB中点为E

因为AB是等腰△PAB的底边,

所以PE⊥AB,

所以PE的斜率,解得m=2,

此时方程①为

所以

此时,点P(-3,2)到直线AB:x-y+2=0的距离

所以△PAB的面积S=

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简答题

如图,已知椭圆分别为其左右焦点,A为左顶点,直线l的方程为x=4,过F2的直线′与椭圆交于异于A的P、Q两点.

(Ⅰ)求的取值范围;

(Ⅱ)若求证:两点的纵坐标之积为定值;并求出该定值.

正确答案

解:(Ⅰ)①当直线PQ的斜率不存在时,

由F2(1,0)可知PQ方程为代入椭圆

   

②当直线PQ的斜率存在时,

设PQ方程为代入椭圆

                  

综上,的取值范围是

(Ⅱ)的方程为

同理,得

1°当k不存在时,=-9 

2°当k存在时, =-9

∴M,N两点的纵坐标之积为定值-9  

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简答题

已知椭圆(a>b>0)的一个焦点坐标为(1,0),且长轴长是短轴长的倍.

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设O为坐标原点,椭圆C与直线y=kx+1相交于两个不同的点A,B,线段AB的中点为P,若直线OP的斜率为﹣1,求△OAB的面积.

正确答案

解:(Ⅰ)由题意得

又a2﹣b2=1,所以b2=1,a2=2.

所以椭圆的方程为

(Ⅱ)设A(0,1),B(x1,y1),P(x0,y0),

联立

消去y得(1+2k2)x2+4kx=0(*),

解得x=0或,所以

所以

因为直线OP的斜率为﹣1,所以

解得(满足(*)式判别式大于零).

O到直线的距离为

=

△OAB的面积为

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简答题

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l.

(Ⅰ)求椭圆的方程;

(Ⅱ)直线l过点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,A(x1,y1),B(x2,y2

,消去y

得关于x的方程:(1+2k2)x2+8kx+6=0由直线l与椭圆相交于A、B两点,

∴△>064k2﹣24(1+2k2)>0解得

又由韦达定理得

=

原点O到直线l的距离

两边平方整理得:4S2k4+4(S2﹣4)k2+S2+24=0(*)

∵S≠0,

整理得:

又S>0,∴

从而S△AOB的最大值为

此时代入方程(*)得4k4﹣28k2+49=0∴

所以,所求直线方程为:

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