- 圆锥曲线与方程
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已知A、B、C是直线l上的三点,且|AB|=|BC|=6,⊙O′切直线l于点A,又过B、C作⊙O′异于l的两切线,设这两切线交于点P,求点P的轨迹方程.
正确答案
P的轨迹方程为=1(y≠0)
设过B、C异于l的两切线分别切⊙O′于D、E两点,两切线交于点P. 由切线的性质知: |BA|=|BD|,|PD|=|PE|,|CA|=|CE|,故|PB|+|PC|=|BD|+|PD|+|PC|=|BA|+|PE|+|PC|
=|BA|+|CE|=|AB|+|CA|=6+12=18>6=|BC|,故由椭圆定义知,点P的轨迹是以B、C为两焦点的椭圆,以l所在的直线为x轴,以BC的中点为原点,建立坐标系,可求得动点P的轨迹方程为=1(y≠0)
已知F1,F2是椭圆+
=1的两个焦点,P为椭圆上一点,则△PF1F2 的周长______.
正确答案
由题意知:
a=5,b=4,c=3
△PF1F2周长=2a+2c=10+6=16.
故答案为:16.
如图,在直角坐标系中,已知△PAB的周长为8,且点A,B的坐标分别为(-1,0),(1,0).
(1)试求顶点P的轨迹C1的方程;
(2)若动点C(x1,y1)在轨迹C1上,试求动点Q的轨迹C2的方程.
正确答案
(1)+
=1 (2) x2+y2=1
解:(1)由题意,可得顶点P满足|PA|+|PB|=6,
结合椭圆的定义,可知顶点P的轨迹C1是以A,B为焦点的椭圆,且椭圆的半焦距长c=1,长半轴长a=3,则b2=a2-c2=8.
故轨迹C1的方程为+
=1.
(2)已知点C(x1,y1)在曲线C1上,
故+
=1.
令=x,
=y,得x1=3x,y1=2
y.
代入+
=1,得x2+y2=1,
所以动点Q的轨迹C2的方程为x2+y2=1.
(本小题满分13分)在平面直角坐标系中,已知椭圆
:
(
)的左焦点为
,且点
在
上.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)已知直线的斜率为2且经过椭圆
的左焦点.求直线
与该椭圆
相交的弦长。
正确答案
(Ⅰ).(Ⅱ)
=
=
。
试题分析:(1)根据椭圆的性质可知焦点坐标得到c的值,然后结合点在椭圆上得到a,b的关系式,进而求解椭圆方程。(2)根据题意设出直线方程,那么与椭圆联立方程组,结合韦达定理得到弦长公式。
(Ⅰ)因为椭圆的左焦点为
,所以
,
点代入椭圆
,得
,即
,
所以,所以椭圆
的方程为
.
(Ⅱ)直线的方程为
,
,消去
并整理得
,
,
=
=
,
点评:解决该试题的关键是能够熟练的利用a,b,c的关系式,求解椭圆的方程,以及能运用设而不求的思想,设点,接和韦达定理表示出弦长公式。
(本小题满分12分)如图,点A,B分别是椭圆的长轴的左右端点,点F为椭圆的右焦点,直线PF的方程为:
且
.
(1)求直线AP的方程;
(2)设点M是椭圆长轴AB上一点,点M到直线AP的距离等于,求椭圆上的点到点M的距离d的最小值.
正确答案
⑴.⑵当
时,
,即
.
本题主要考查了直线方程的点斜式在求解直线方程中的应用,结合椭圆的范围求解二次函数的最值,属于知识的简单综合。、
(I)由题设知A(-6,0),直线AP的斜率为 ,从而可得直线AP的方程
(2),则点M到直线AP的距离为
,
而,依题意得
得到m的值,然后设椭圆上一点,则
,即
得到d2的值。
解: ⑴由题意知,,从而
,
由题意得,
,从而,
, ……….…………………………....(2分)
因此,直线AP的方程为:, 即
.……….…...(4分)
⑵设,则点M到直线AP的距离为
,
而,依题意得
解得或
(舍去),故
.….………………………..…………....(7分)
设椭圆上一点,则
,即
,
,……………….…....(10分)
所以当时,
,即
.-…………………………..………....(12分)
已知抛物线与椭圆
有相同的焦点
,
是两曲线的公共点,若
,则此椭圆的离心率为 .
正确答案
.
试题分析:设椭圆的左焦点为,由题意抛物线的准线方程为
,由抛物线的定义知点P到准线的距离为
,可得点P的横坐标为
,纵坐标为
,则有
,
,所以
,则
.
过点作一直线与椭圆
相交于A、B两点,若
点恰好为弦
的中点,则
所在直线的方程为 .
正确答案
试题分析:设,分别代入椭圆
的方程中,可得:
①
②,由①-②可得,
,因为点
是弦
的中点,∴
,∴
=
,又因为直线过点
(1,1),所以直线
的方程为
,即
.
已知椭圆C: (a>b>0)的两个焦点和短轴的两个端点都在圆
上.
(I)求椭圆C的方程;
(II)若斜率为k的直线过点M(2,0),且与椭圆C相交于A, B两点.试探讨k为何值时,三角形OAB为直角三角形.
正确答案
(I) (II)
试题分析:(I)由已知可得b=c=1,再由a2=b2+c2,解出a即可.
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y=k(x-2),代入椭圆中,得到关于x的一元二次方程,由判别式求出k的取值范围,和用k表示的x1+x2,x1x2的表达式,然后分以O或A或B为直角顶点,根据向量垂直的坐标表示的充要条件列出关于k的方程,求解即可.
试题解析:(Ⅰ)
,所以椭圆方程为
(Ⅱ)由已知直线AB的斜率存在,设AB的方程为:
由 得
,得:,即
设,
(1)若为直角顶点,则
,即
,
,所以上式可整理得,
,解,得
,满足
(2)若为直角顶点,不妨设以
为直角顶点,
,则
满足:
,解得
,代入椭圆方程,整理得,
解得,,满足
时,三角形
为直角三角形
(本题满分16分)
如图,椭圆C:+
=1(a>b>0)的焦点F1,F2和短轴的一个端点A构成等边三角形,
点(,
)在椭圆C上,直线l为椭圆C的左准线.
(1) 求椭圆C的方程;
(2) 点P是椭圆C上的动点,PQ ⊥l,垂足为Q.
是否存在点P,使得△F1PQ为等腰三角形?
若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1) +
=1.(2)存在点P(-
,±
),使△PF1Q为等腰三角形
本题主要考查了椭圆的标准方程.考查了学生综合分析问题和解决问题的能力
(Ⅰ)设出椭圆方程,根据△AF1F2为正三角形可推断出a和b的关系,设b2=3λ,a2=4λ,代入椭圆方程,进而把点(,
)代入即可求得λ,则椭圆的方程可得.
(Ⅱ)根据(1)可求得椭圆的离心率,进而求得PF1和PQ的关系,假设PF1=F1Q根据PF1= PQ推断出PF1+F1Q=PQ,与“三角形两边之和大于第三边”矛盾,假设不成立,再看若F1Q=PQ,设出P点坐标,则Q点坐标可得,进而表示出F1Q和PQ求得x和y的关系,与椭圆方程联立求得P点坐标.判断出存在点P,使得△PF1Q为等腰三角形。
(1)椭圆C的方程为+
=1(a>b>0),由已知△AF1F2为正三角形,所以
sin∠AF1O==
,所以
=
,
=
.
设b2=3λ,a2=4λ,椭圆方程为+
=λ.
椭圆经过点(,
),解得λ=1,所以椭圆C的方程为
+
=1.
(2)由=e=
,得PF1=
PQ.所以PF1≠PQ.
①若PF1=F1Q,则PF1+F1Q=PQ,与“三角形两边之和大于第三边”矛盾,
所以PF1不可能与PQ相等
②若F1Q=PQ,设P(x,y)(x≠±2),则Q(-4,y).∴=4+x,
∴9+y2=16+8x+x2,又由+
=1,得y2=3-
x2.
∴9+3-x2=16+8x+x2,∴
x2+8x+4=0.
∴7x2+32x+16=0.∴x=-或x=-4.
因为x∈(-2,2),所以x=-.所以P(-
,±
).
存在点P(-,±
),使△PF1Q为等腰三角形
.已知椭圆的左、右焦点分别是F1(-c,0)、F2(c,0),Q是椭圆外的动点,满足
点P是线段F1Q与该椭圆的交点,点T在线段F2Q上,并且满足
(Ⅰ)设为点P的横坐标,证明
;
(Ⅱ)求点T的轨迹C的方程;
(Ⅲ)试问:在点T的轨迹C上,是否存在点M,使△F1M的面积S=
若存在,求∠F1MF2的正切值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)见解析; (Ⅱ) (Ⅲ)
(I)设点P的坐标为(x,y),由P(x,y)在椭圆上,
得
然后再根据知
,因而
(II)本小题应先讨论时,点(
,0)和点(-
,0)在轨迹上.
然后再根据当且
时,由
,得
.
又,所以T为线段F2Q的中点.所以可得
,从而说明点T的轨迹方程为以O为圆心半径为a的圆.
(III)先假设在C上存在点M()使S=
的充要条件是
然后可得,由④得
所以可得当
时,存在点M,使S=
.然后再对
坐标化进一步推导即可.
(Ⅰ)设点P的坐标为(x,y),由P(x,y)在椭圆上,得
又由知
,
所以
(Ⅱ) 当时,点(
,0)和点(-
,0)在轨迹上.
当且
时,由
,得
.
又,所以T为线段F2Q的中点.
在△QF1F2中,,所以有
综上所述,点T的轨迹C的方程是
(Ⅲ) C上存在点M()使S=
的充要条件是
由③得,由④得
所以,当
时,存在点M,使S=
;
当时,不存在满足条件的点M.
当时,
,
由,
,
,得
(本小题满分13分)
已知椭圆
.
与
有相同的离心率,过点
的直线
与
,
依次交于A,C,D,B四点(如图).当直线
过
的上顶点时, 直线
的倾斜角为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)求证:;
(3)若,求直线
的方程.
正确答案
解:(1) .(2)见解析;(3)
本试题主要是考查了椭圆方程的求解,以及利用直线与椭圆的位置关系求解直线的方程,证明线段相等的综合运用。
(1)利用椭圆的几何性质表示得到a,b,c的关系式,从而得到椭圆的方程。
(2)设直线与椭圆方程联系,借助于坐标的关系来证明相等即可。
(3)在第二问的基础上,进一步得到关于直线斜率k的表达式,化简得到直线的方程,
解:(1),因此椭圆
的方程为
.
(2)当直线垂直
轴时,易求得
因此,
当直线不垂直
轴时,设
由 ①,
由 ②,
设,则
是方程①的解,
是方程②的解.
,
线段AB,CD的中点重合,
(3).由(2)知,,当直线
垂直
轴时,不合要求;
当直线不垂直
轴时,设
,由(2)知,
,
,
,化简可得:
,
已知椭圆的离心率为
,以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的圆与直线x-y+
=0相切,过点P(4,0)的直线L与椭圆C相交于A、B两点.
(1).求椭圆C的方程;
(2).求的取值范围.
正确答案
(1);(2)
.
(1)容易建立两个关于a,b的方程,椭圆C的方程直接可求.
(2)利用向量的坐标表示把表示成关于k的式子,然后利用函数求值域的方法确定其范围即可.
解:(1)由题意知,∴
,即
又,∴
故椭圆的方程为 5分
(2)由题意知直线AB的斜率存在,设直线PB的方程为
由得:
7分
由得:
9分
设A(x1,y1),B (x2,y2),则 ① 10分
∴
∴
∵,∴
,-------------------------------12分
∴
∴的取值范围是
.------------------- 13分
(本题满分16分)
一束光线从点出发,经过直线
上的一点D反射后,经过点
.
⑴求以A,B为焦点且经过点D的椭圆C的方程;
⑵过点作直线
交椭圆C于P、Q两点,以AP、AQ为邻边作平行四边形APRQ,求对角线AR长度的取值范围。
正确答案
(1)点关于直线
的对称点为
,
∴,
,所以,
所求椭圆方程为:.
(2) 设直线:
,
联立方程组,消去x得:
,
即
令
则
略
已知椭圆的中心是坐标原点,焦点在坐标轴上,且椭圆过点
三点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点为椭圆
上不同于
的任意一点,
,求
内切圆的面积的最大值,并指出其内切圆圆心的坐标.
正确答案
略
点在椭圆
上,求点
到直线
的最大距离和最小距离。
正确答案
;
。
利用点到直线的距离公式可知,设,则
即,当
时,
;
当时,
。结论可知。
解:设,则
即,当
时,
;
当时,
。
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