- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
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.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)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:(Ⅰ)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.
(Ⅱ)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
,
故直线l过定点,且定点的坐标为.
已知椭圆C1、抛物线C2的焦点均在x轴上,C1的中心和C2的顶点均为原点O,从每条曲线上取两个点,将其坐标记录于下表中:
(Ⅰ)求C1、C2的标准方程;
(Ⅱ)请问是否存在直线l满足条件:①过C2的焦点F;②与C1交不同两点M、N且满足?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由
正确答案
解:(Ⅰ)设抛物线C2:y2=2px(p≠0),则有,
据此验证4个点知(3,﹣2)、(4,﹣4)在抛物线上,
易求C2:y2=4x
设C1:,
把点(﹣2,0)()代入
得:解得
∴C1方程为
(Ⅱ)容易验证直线l的斜率不存在时,不满足题意;
当直线l斜率存在时,假设存在直线l过抛物线焦点F(1,0),
设其方程为y=k(x﹣1),
与C1的交点坐标为M(x1,y1),N(x2,y2)
由消掉y,
得(1+4k2)x2﹣8k2x+4(k2﹣1)=0,
于是,
①
y1y2=k(x1﹣1)×k(x1﹣1)=k2[x1x2﹣(x1+x2)+1]
即②
由,即
,
得x1x2+y1y2=0(*),
将①、②代入(*)式,
得,
解得k=±2;
所以存在直线l满足条件,
且l的方程为:y=2x﹣2或y=﹣2x+2.
已知a>b>0,F是方程的椭圆E的一个焦点,P、A,B是椭圆E上的点,
与x轴平行,
=
,设A(x1,y1),B(x2,y2),
,
,
(I )求椭圆E的离心率
(II)如果椭圆E上的点与椭圆E的长轴的两个端点构成的三角形的面积的最大值等于2,直线y=kx﹣3经过A、B两点,求k2的值.
正确答案
解:(I)∵P是椭圆E上的点,与x轴平行,
∴||=
,
∵||=
,
∴
∴
∴
(II)椭圆E上的点与椭圆E的长轴的两个端点构成的三角形的面积的最大值等于2
∴ab=2,
解方程组得
,
∴椭圆的方程是
设A(x1,kx1﹣3),B(x2,kx2﹣3)
∵∴(4+k2)x1x2﹣3k(x1+x2)+9=0,
∵,得(4+k2)x2﹣6kx+5=0
即(4+k2)x1x2﹣3k(x1+x2)+9=0
由得(4+k2)x2﹣6kx+5=0,
∴,
∴(4+k2)x1x2﹣3k(x1+x2)+9=0,
∴56﹣4k2=0
k2=14
已知椭圆C:的右焦点为F,离心率e=
,椭圆C上的点到F的距离的最大值为
+1,直线l过点F与椭圆C交于不同的两点A、B。
(1) 求椭圆C的方程;
(2) 若,求直线l的方程。
正确答案
解:(1)题意知,,
所以,,从而b=1,
故椭圆C的方程为。
(2)容易验证直线l的斜率不为0,
故可设直线l的方程为x=my+1,代入中,
得,
设,
则由根与系数的关系,得,
,
解得m=±2 ,
所以,直线l的方程为,即
或
。
如图,已知椭圆(2≤m≤5),过其左焦点且斜率为1的直线与椭圆及其准线交于A、B、C、D,设f (m)=||AB|-|CD| |。
(1)求f (m)的解析式;
(2)求f (m)的最大、最小值。
正确答案
解:(1)设椭圆的焦距为c,则c2=m-(m-1)=1,则 F1(-1,0),F2(1,0),
椭圆的准线为x=±m,直线的方程为y=x+1 易知A(-m,-m+1),B(m,m-1)
由,消去y并整理得:(2m-1)x2+2mx+2m-m2=0,
△=8m(m-1)2,∵ m∈[2,5],∴△>0恒成立
此时,又直线的斜率k=1,
∴|,
又xA=-m,xD=m,∴xA+xD=0,
故m∈[2,5];
(2),又m∈[2,5],易知
,
∴,故
,
已知椭圆(a>b>0)的焦距为
,离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆方程;
(Ⅱ)设过椭圆顶点B(0,b),斜率为k的直线交椭圆于另一点D,交x轴于点E,且|BD|,
|BE|,|DE|成等比数列,求k2的值.
正确答案
解:(Ⅰ)由已知 ,
.
解得 ,
所以b2=a2﹣c2=1,
椭圆的方程为 .
(Ⅱ)由(Ⅰ)得过B点的直线为y=kx+1,
由 得(4k2+1)x2+8kx=0,
所以 ,所以
,
依题意k≠0, .
因为|BD|,|BE|,|DE|成等比数列,
所以|BE|2=|BD||DE|,
所以b2=(1﹣yD)|yD|,
即(1﹣yD)|yD|=1,
当yD>0时,yD2﹣yD+1=0,无解,
当yD<0时,yD2﹣yD﹣1=0,解得 ,
所以 ,
解得 ,
所以,当|BD|,|BE|,|DE|成等比数列时, .
椭圆C:的两个焦点为F1,F2,点P在椭圆C上,且PF1⊥F1F2,|PF1|=
,|PF2|=
。
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l过圆x2+y2+4x﹣2y=0的圆心,交椭圆C于A,B两点,且A、B关于点M对称,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)因为点P在椭圆C上,所以2a=|PF1|+|PF2|=6,a=3.
在Rt△PF1F2中,,
故椭圆的半焦距c=,从而
b2=a2﹣c2=4,所以椭圆C的方程为=1.
(2)设A,B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2).
已知圆的方程为(x+2)2+(y﹣1)2=5,
所以圆心M的坐标为(﹣2,1).
从而可设直线l的方程为y=k(x+2)+1,
代入椭圆C的方程得(4+9k2)x2+(36k2+18k)x+36k2+36k﹣27=0.
因为A,B关于点M对称.
所以
解得,
所以直线l的方程为,
即8x﹣9y+25=0.(经检验,所求直线方程符合题意)
分别以双曲线的焦点为顶点,以双曲线G的顶点为焦点作椭圆C.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设点P的坐标为(0,3),在y轴上是否存在定点M,过点M且斜率为k的动直线l 交椭圆于A、B两点,使以AB为直径的圆恒过点P,若存在,求出M的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)双曲线的焦点为(±5,0),顶点为(±4,0),
所以所求椭圆方程为
(Ⅱ)假设存在M(0,a),过点M且斜率为k的动直线l交椭圆于A、B两点,
使以AB为直径的圆恒过点P,AB方程为y=kx+a,
代入方程,消去y,得
(9+25k2)x2+50akx+25a2﹣225=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2)则x1+x2=,x1x2=
=x1x2+y1y2﹣3(y1+y2)+9
=x1x2+(kx1+a)(kx2+a)﹣3k(x1+x2)﹣6a+9
=(k2+1)x1x2+k(a﹣3)( x1+x2)+a2﹣6a+9
=(k2+1)+k(a﹣3)
+a2﹣6a+9
由以AB为直径的圆恒过点P,可得,
得17a2﹣27a﹣72=0,
∴(17a+24)(a﹣3)=0
∴a=3,或a=
∵点P的坐标为(0,3),过点M且斜率为k的动直线l 交椭圆于A、B两点
∴a=
故M点的坐标存在,M的坐标为(0,)
设椭圆M:(a>b>0)的离心率与双曲线x2﹣y2=1的离心率互为倒数,且内切于圆x2+y2=4.
(1)求椭圆M的方程;
(2)若直线y=x+m交椭圆于A、B两点,椭圆上一点
,求△PAB面积的最大值.
正确答案
解:(1)双曲线的离心率为,
则椭圆的离心率为
圆x2+y2=4的直径为4,则2a=4,
得:
所求椭圆M的方程为.
(2)直线AB的直线方程:.
由,得
,
由,
得﹣2<m<2
∵,
.
∴=
又P到AB的距离为.则
当且仅当取等号
∴.
设点F1是椭圆的左焦点,弦AB过椭圆的右焦点,求△F1AB的面积的最大值.
正确答案
解:如图,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
(∵c=1).
设直线AB的方程为x=my+1,代入椭圆方程,得(2m2+3)y2+4my-4=0.
,
从而
令
∵,当且仅当
时,等号成立,
又∵t≥1,
∴的最小值取不到
考察f(t)=2t+在[1,+∞)上的单调性,利用单调性定义可以证明f(t)=2t+
在[1,+∞)上单调递增,因此f(t)=
的最小值为f(1)=3.
从而的最大值为
,
此时t=1,即m=0.
∴△F1AB的面积的最大值为,此时直线AB的方程为x=1.
已知椭圆方程为(a>b>0),长轴两端点A、B,短轴上端顶点为M,点O为坐标原点,F为椭圆的右焦点,且
=1,|OF|=1.
(1)求椭圆方程;
(2)直线l交椭圆于P、Q两点,问:是否存在直线l,使点F恰为△PQM的垂心?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:(1)由题意知c=1,
又=1,
∴(a+c)(a﹣c)=1=a2﹣c2,∴a2=2
故椭圆方程为;
(2)假设存在直线l交椭圆于P,Q两点,且F恰为△PQM的垂心,
则设P(x1,y1),Q(x2,y2),
∵M(0,1),F(1,0),故kPQ=1,
于是设直线l为y=x+m,与椭圆方程联立,消元可得3x2+4mx+2m2﹣2=0
∵=x1(x2﹣1)+y2(y1﹣1)=0又yi=xi+m(i=1,2)
得x1(x2﹣1)+(x2+m)(x1+m﹣1)=0
即2x1x2+(x1+x2)(m﹣1)+m2﹣m=0
由韦达定理得2﹣
(m﹣1)+m2﹣m=0
解得m=﹣ 或m=1(舍)
经检验m=﹣符合条件,故直线l方程为
已知椭圆C:的离心率为
,其中左焦点F(-2,0)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线y=x+m与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段的中点M在圆x2+y2=1上,求m的值。
正确答案
解:(1)由题意得,解得
,
∴椭圆C的方程为。
(2)设点A、B的坐标分别为,线段AB的中点为
,
由消y得,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴。
已知椭圆C:的离心率为
,其中左焦点F(-2,0)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线y=x+m与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段的中点M在圆x2+y2=1上,求m的值。
正确答案
解:(1)由题意得,解得
,
∴椭圆C的方程为。
(2)设点A、B的坐标分别为,线段AB的中点为
,
由消y得,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴。
已知椭圆C:的左焦点为F(﹣1,0),离心率为
,过点F的直线l与椭圆C交于A、B两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设过点F不与坐标轴垂直的直线交椭圆C于A、B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点G,求点G横坐标的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意可知:c=1,a2=b2﹣c2,e= 解得:a=
,b=1
故椭圆的方程为:=1
(II)设直线AB的方程为y=k(x+1)(k≠0),
联立,得,整理得(1+2k2)x2+4k2x+2k2﹣2=0
∵直线AB过椭圆的左焦点F
∴方程有两个不等实根.
记A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点N(x0,y0)
则x1+x2=,x0=
垂直平分线NG的方程为y﹣y0=﹣,
令y=0,得xG=x0+ky0=﹣=﹣
.
∵k≠0,∴﹣<0
∴点G横坐标的取值范围为(﹣,0).
设椭圆过点M(
,1),且左焦点为
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)判断是否存在经过定点(0,2)的直线l与椭圆C交于A、B两点并且满足·
,若存在求出直线l的方程,不存在说明理由.
正确答案
解:(1)∵左焦点为F1(﹣,0),
∴c2=a2﹣b2=2,
∵椭圆过点M(,1),
∴,
联立,得a2=4,b2=2,
∴椭圆C方程:.
(2)存在经过定点(0,2)的直线l与椭圆C交于A、B两点并且满足●
.
设直线l为y=kx+2,把y=kx+2代入,并整理,得(2k2+1)x2+8kx+4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
,
y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4=,
∵,∴
,
∴x1x2+y1y2=0,
∴,
解得k=,
∴直线l为.
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