- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
(本小题满分14分)设椭圆(a>b>0)的左焦点为F1(-2,0),左准线 L1 与x轴交于点N(-3,0),过点N且倾斜角为300的直线L交椭圆于A、B两点。
(1)求直线L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,c=2及 得 a=6 ----------2分
∴ ∴椭圆方程为
---------4分
直线L的方程为:y-0=tan300(x+3)即y=(x+3)------------6分
(2)由方程组得
-----------------8分
设A(x1,y1),B(x2,y2),则 x1+x2=-3 x1x2=
∵
∴∴点F(-2,0)在以线段AB为直径的圆上 ----14分
略
(本题满分15分)已知椭圆的离心率为
,椭圆上任意一点到右焦点
的距离的最大值为
。
(I)求椭圆的方程;
(II)已知点是
线段
上一个动点(
为坐标原点),是否存在过点
且与
轴不垂直的直线
与椭圆交于
、
两点,使得
,并说明理由。
正确答案
(I);
(II)当时,
,即存在这样的直线
;
当,
不存在,即不存在这样的直线
(1)因为, 所以
, …………(4分)
,椭圆方程为:
…………(6分)
(2)由(1)得,所以
,假设存在满足题意的直线
,
设
的方程为
,代入
,得
设,则
①, …………(10分)
设的中点为
,则
,
即
当
时,
,即存在这样的直线
;
当,
不存在,即不存在这样的直线
…………(15分)
(本小题满分14分) 已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在x轴上,离心率为,且椭圆E上一点到两个焦点距离之和为4;
是过点P(0,2)且互相垂直的两条直线,
交E于A,B两点,
交E交C,D两点,AB,CD的中点分别为M,N。
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)求k的取值范围;
(Ⅲ)求的取值范围。
正确答案
(Ⅰ)椭圆方程为
(Ⅱ)
(Ⅲ)的取值范围是
解:(Ⅰ)设椭圆方程为,由
椭圆方程为
(2)由题意知,直线的斜率存在且不为零
由消去
并化简整理,得
根据题意,,解得
同理得
(Ⅲ)设 那么
同理得
,即
即的取值范围是
已知函数f(x)=sin+cos
,g(x)=2sin2
.
(1)若α是第一象限角,且f(α)=,求g(α)的值;
(2)求使f(x)≥g(x)成立的x的取值集合.
正确答案
(1)(2)
f(x)=sin+cos
=
sinx-
cosx+
cosx+
sinx=
sinx,
g(x)=2sin2=1-cos x.
(1)由f(α)=得sin α=
.又α是第一象限角,所以cos α>0.
从而g(α)=1-cos α=1-=1-
=
.
(2)f(x)≥g(x)等价于sin x≥1-cos x,即
sin x+cos x≥1,于是sin
≥
,
从而2kπ+≤x+
≤2kπ+
,k∈Z,即2kπ≤x≤2kπ+
,k∈Z,
故使f(x)≥g(x)成立的x的取值集合为
(12分)已知、
分别是椭圆
的左、右焦点,点B是其上顶点,椭圆的右准线与
轴交于点N,且
。
(1)求椭圆方程;
(2)直线:
与椭圆交于不同的两点M、Q,若△BMQ是以MQ为底边的等腰三角形,求
的值。
正确答案
略
(本小题满分13分)
已知过椭圆C:+
=1(a>b>0)右焦点F且斜率为1的直线交椭圆C于A,B两点,N为弦AB的中点;又函数
图象的一条对称轴的方程是
.
(1)求椭圆C
的离心率e与直线AB的方程;
(2)对于任意一点M∈C,试证:总存在角θ(θ∈R)使等式+
成立.
正确答案
略
如图,椭圆的中心在原点,为椭圆的左焦点,
为椭圆的一个顶点,过点
作与
垂直的直线
交
轴于
点, 且椭圆的长半轴长
和短半轴长
是关于
的方程
(其中
为半焦距)的两个根.
(1)求椭圆的离心率;
(2)经过、
、
三点的圆与直线
相切,试求椭圆的方程.
正确答案
(1)
(2)
(1)依题意,由根与系数的关系得,
,∴
,
又∵,∴
,解得
;
(直接求出亦可). ……4分
(2)由(1)知,令
,
则有,从而
,
∴直线的方程为
,
点坐标为
. ……8分
∵△是直角三角形,∴圆心为
,半径为
,……10分W$
圆心到直线的距离为
,
解得, ……12分
所以椭圆的方程为 ……14分
若给定椭圆C:ax2+by2=1(a>0,b>0,ab)和点N(x0,y0),则称直线l:ax0x+by0y=1为椭圆C的“伴随直线”,
(1)若N(x0,y0)在椭圆C上,判断椭圆C与它的“伴随直线”的位置关系(当直线与椭圆的交点个数为0个、1个、2个时,分别称直线与椭圆相离、相切、相交),并说明理由;
(2)命题:“若点N(x0,y0)在椭圆C的外部,则直线l与椭圆C必相交.”写出这个命题的逆命题,判断此逆命题的真假,说明理由;
(3)若N(x0,y0)在椭圆C的内部,过N点任意作一条直线,交椭圆C于A、B,交l于M点(异于A、B),设,
,问
是否为定值?说明理由.
正确答案
(1)见解析(2)见解析(3) 见解析
(1)
即ax2–2ax0x+ax02=0
∴△=4a2x02–4a2x02=0
∴l与椭圆C相切. (0.34)
(2)逆命题:若直线l:ax0x+by0y=1与椭圆C相交,则点N(x0,y0)在椭圆C的外部.
是真命题。联立方程得(aby02+a2x02)x2–2ax0x+1–by02=0
则△=4a2x02–4a(by02+ax02)(1–by02)>0
∴ax02–by02+b2y04–ax02+abx02y02>0
∴by02+ax02>1
∴N(x0,y0)在椭圆C的外部. (0.75)
(3)同理可得此时l与椭圆相离,设M(x1,y1),A(x,y)
则代入椭圆C:ax2+by2=1,利用M在l上,
即ax0x1+by0y1=1,整理得(ax02+by02–1)12+ax12+by12–1=0
同理得关于2的方程,类似.
即1、
2是(ax02+by02–1)
2+ax12+by12–1=0的两根
∴
试确定的取值范围,使得椭圆
上有不同两点关于直线
对称.
正确答案
设椭圆上以
为端点的弦关于直线
对称,且以
为中点是椭圆
内的点.
从而有 .
由
(1)-(2)得
∴
由
由在直线
上
从而有 .
学校科技小组在计算机上模拟航天器变轨返回试验. 设计方案如图:航天器运行(按顺时针方向)的轨迹方程为,变轨(即航天器运行轨迹由椭圆变为抛物线)后返回的轨迹是以
轴为对称轴、
为顶点的抛物线的实线部分,降落点为
. 观测点
同时跟踪航天器.求航天器变轨后的运行轨迹所在的曲线方程。
正确答案
曲线方程为
设曲线方程为,
由题意可知,.
.
曲线方程为
.
在平面直角坐标系中,椭圆
为
(1)若一直线与椭圆交于两不同点
,且线段
恰以点
为中点,求直线
的方程;
(2)若过点的直线
(非
轴)与椭圆
相交于两个不同点
试问在
轴上是否存在定点
,使
恒为定值
?若存在,求出点
的坐标及实数
的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1);(2)在
轴上存在定点
,使
恒为定值
。
本试题主要是考查了直线与圆的位置关系综合运用。
(1)点
在椭圆内部,
直线
与椭圆必有公共点
再利用点差法得到中点坐标与直线斜率的关系式,
(2)假定存在定点,使
恒为定值
由于直线不可能为
轴
于是可设直线的方程为
且设点
将代入
得到一元二次方程,进而利用向量的关系得到参数的值。
解:(1)点
在椭圆内部,
直线
与椭圆必有公共点
设点,由已知
,则有
两式相减,得
而直线
的斜率为
直线
的方程为
(2) 假定存在定点,使
恒为定值
由于直线不可能为
轴
于是可设直线的方程为
且设点
将代入
得
.
显然
,
则
若存在定点使
为定值(
与
值无关),则必有
在
轴上存在定点
,使
恒为定值
(本小题满分12分)已知椭圆的左右焦点分别为
、
,短轴两个端点为
、
,且四边形
是边长为2的正方形。
(1)求椭圆方程;
(2)若分别是椭圆长轴的左右端点,动点
满足
,连接
,交椭圆于点
;证明:
为定值;
正确答案
解:(1);(2)见解析。
本试题主要是考查了椭圆的方程以及直线与椭圆的 位置关系的运用。
(1)利用已知条件得到,
,,进而得到椭圆方程。
(2)因为,设
,则
。
直线:
,即
,那么联立方程则利用韦达定理和向量的数量积公式得到结论。
解:(1),
,
椭圆方程为
。4分
(2),设
,则
。
直线:
,即
,……………………………6分
代入椭圆得
。…………8分
,
。
,…10分
(定值)。…………12分
已知函数.
(1)若在
处取得极值,求
的值;
(2)求的单调区间;
(3)若且
,函数
,若对于
,总存在
使得
,求实数
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
的单调减区间是
,单调增区间是
;(3)
.
试题分析:(1)首先求函数的导数,再解方程
即可求得
的值;(2)根据
结合
的取值及
的定义域分类讨论求
的单调区间;(3)由已知“对于
,总存在
使得
”,知函数
的值域是函数
的值域的子集.先利用导数求函数
,
的值域,最后利用集合的包含关系求出实数
的取值范围.
试题解析:(1)
1分
由得, 2分
3分
(2)
若,得
4分
即在
上单调递增, 5分
若或
(舍去) 6分
8分
的单调减区间是
,单调增区间是
, 9分
(3)由(2)得
在
上是减函数,
,即
值域
10分
又
时
在
上递增. 11分
的值域
12分
由使得
,
13分
即
14分
(本小题满分12分)设双曲线的两个焦点分别为
,离心率为2.
(Ⅰ)求此双曲线的渐近线的方程;
(Ⅱ)若、
分别为
上的点,且
,求线段
的中点
的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线;
正确答案
(Ⅰ),渐近线方程为
;(Ⅱ)
则M的轨迹是中心在原点,焦点在x轴上,长轴长为,短轴长为
的椭圆。
试题分析:(Ⅰ)利用离心率为2,结合c2=a2+3,可求a,c的值,从而可求双曲线方程,即可求得渐近线方程;
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点M(x,y),利用2|AB|=5|F1F2|,建立方程,根据A、B分别为l1、l2上的点,化简可得轨迹方程及对应的曲线.
解:(Ⅰ)
,渐近线方程为
(Ⅱ)设,AB的中点
则M的轨迹是中心在原点,焦点在x轴上,长轴长为,短轴长为
的椭圆。
点评:解决该试题的关键是能理解双曲线的性质熟练的得到a,b,的值,注意焦点位置对于渐近线的影响。同时能利用坐标关系式得到轨迹方程。
(本小题满分14分)如图,椭圆:
的左焦点为
,右焦点为
,离心率
.过
的直线交椭圆于
两点,且△
的周长为
.
(Ⅰ)求椭圆的方程.
(Ⅱ)设动直线:
与椭圆
有且只有一个公共点
,且与直线
相交于点
.试探究:在坐标平面内是否存在定点
,使得以
为直径的圆恒过点
?若存在,求出点
的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)证明见解析.
试题分析:(Ⅰ)∵过的直线交椭圆于
两点,且△
的周长为
.
∴∴
∵
,∴
,∴
∴椭圆的方程为
……4分
(Ⅱ)由,消元可得:
……5分
∵动直线:
与椭圆
有且只有一个公共点
,
∴∴
∴
,
此时即
,
由得
……8分
取,此时
,
以为直径的圆为
,交
轴于点
,
取,此时
,
以为直径的圆为
交
轴于点
或
,
故若满足条件的点存在,即
, ……12分
证明如下
∵,
∴
故以为直径的圆恒过
轴上的定点
. ……14分
点评:遇到直线与椭圆的位置关系的题目,往往免不了要把直线方程和椭圆方程联立方程组,消去一个未知数,然后利用根与系数的关系进行解答,有时也和向量结合起来解决问题,运算量比较大,难度中等偏上,但是是高考中常考的题目,必须加以重视.
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