- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
若椭圆的弦被点
平分,则此弦所在直线的斜率为
正确答案
试题分析:设弦两端点为,
.因为
是A,B的中点,所以
,将A,B两点代入椭圆方程得
,
,两式相减得
,
整理得,即
。
.(本小题满分12分)
在平面直角坐标系中,点为动点,已知点
,
,直线
与
的斜率之积为
.
(I)求动点轨迹
的方程;
(II)过点的直线
交曲线
于
两点,设点
关于
轴的对称点为
(
不重合),求证:直线
过定点.
正确答案
(1);(2)直线
过定点
.
本试题主要是考查了椭圆方程的求解和直线与椭圆位置关系的运用。利用椭圆的几何性质,来表示得到a,b,c的值,从而解得方程,然后设出直线方程,联立方程组,借助于韦达定理,运用代数的方法来表示坐标,同时借助于题目中向量的关系式,得到坐标的关系,消去坐标,得参数的关系式,进而求解得到。
解一:(1)由题知:…………2分
化简得:……………………………4分
(2)设,
:
,
代入整理得
…………6分
,
,………………………………8分
的方程为
令,
得………10分
直线
过定点
.………………12分
解二:设,
:
,
代入整理得
…………6分
,
,…………8分
的方程为
令,
得……10分
直线
过定点
.…………12分
解三:由对称性可知,若过定点,则定点一定在
轴上,
设,
:
,
代入整理得
…………6分
,
,…………8分
设过定点
,则
,而
则
…………10分
直线
过定点
.…………12分
已知椭圆C: (a>b>0)的离心率为
,且经过点P(1,
)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设F是椭圆C的右焦点,M为椭圆上一点,以M为圆心,MF为半径作圆M。问点M满足什么条件时,圆M与y轴有两个交点?
(3)设圆M与y轴交于D、E两点,求点D、E距离的最大值。
正确答案
(1)+
=1
(2) -4<x0<
(3)当x0=-时,DE的最大值为
本试题主要是考查了椭圆方程的求解以及结合圆的知识,求解圆与坐标轴的交点问题,以及直线与圆的位置关系的运用。
解:(1)∵椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,且经过点P(1,
),
∴椭圆C的方程为+
=1。……… 5分
(2)易求得F(1,0)。设M(x0,y0),则+
=1,
圆M的方程为(x-x0)2+(y-y0)2=(1-x0)2+y02,
令x=0,化简得y2-2y0y+2x0-1=0,⊿=4y02-4(2x0-1)2>0……①。
将y02=3(1-)代入①,得3x02+8x0-16<0,解出 -4<x0<
..........10分
(3)设D(0,y1),E(0,y2),其中y1<y2。由(2),得
DE= y2- y1==
=
,
当x0=-时,DE的最大值为
(本题满分13分)已知在直角坐标平面XOY中,有一个不在Y轴上的动点P(x,y),到定点F(0,)的距离比它到X轴的距离多
,记P点的轨迹为曲线C
(I)求曲线C的方程;
(II)已知点M在Y轴上,且过点F的直线与曲线C交于A、B两点,若
为正三角形,求M点的坐标与直线
的方程。
正确答案
(I)解由题设 ,即
整理得, (2分)
当 当
<0时,x=0,与题设不符舍去
故所求曲线C的方程为 (4分)
(1) 当k=0时,D与F重合
由 得
所以,此时M点的坐标为或
(8分)
(2) 当时,由
得
消去
整理,得
解之,得或
,由
得
,所以
,此时
(12分)
故所求M点的坐标为或
此时直线
的方程为
或
此时直线
的方程为
(13分)
略
已知椭圆:,离心率为
,焦点
过
的直线交椭圆于
两点,且
的周长为4.
(Ⅰ)求椭圆方程;
(Ⅱ) 直线与y轴交于点P(0,m)(m
0),与椭圆C交于相异两点A,B且
.若
,求m的取值范围。
正确答案
(Ⅰ) ;(Ⅱ)
试题分析:(1)设C:(A>b>0),由条件知A-C=
,
由此能导出C的方程.(Ⅱ)由题意可知λ=3或O点与P点重合.当O点与P点重合时,m=0.当λ=3时,直线l与y轴相交,设l与椭圆C交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
得
再由根的判别式和韦达定理进行求解.
试题解析:(1)设C:(A>b>0),设C>0,
,由条件知A-C=
,
,∴A=1,b=C=
,故C的方程为:
;
(Ⅱ)设与椭圆C的交点为A(
,
),B(
,
)。将y=kx+m代入
得,所以
①,
.因为
,所以
,
消去得
,所以
,
即,当
时,
所以,
由①得
,解得
已知椭圆:
的右焦点
在圆
上,直线
交椭圆于
、
两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若(
为坐标原点),求
的值;
(3)设点关于
轴的对称点为
(
与
不重合),且直线
与
轴交于点
,试问
的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)
(2))
(3)故
的面积存在最大值
.
试题分析:解(1)由题设知,圆的圆心坐标是
,半径为
,
故圆与
轴交与两点
,
. 1分
所以,在椭圆中或
,又
,
所以,或
(舍去,∵
), …于是,椭圆
的方程为
. 4分
(2)设,
;直线
与椭圆
方程联立
,
化简并整理得.
∴,
,
∴,
. 6分
∵,∴
,即
得
∴,
,即
为定值. 8分
(3)∵,
,
∴直线的方程为
令,则
,
∴解法一:
13分
当且仅当即
时等号成立. 故
的面积存在最大值
.…
(或: ,
令,
则
当且仅当时等号成立,此时
故
的面积存在最大值
.…
点评:主要是考查了椭圆方程的求解,以及直线与椭圆位置关系的运用,属于中档题。
已知椭圆的中心在原点,焦点在
轴上,离心率为
,它的一个顶点恰好是抛物线
的焦点.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过点的直线
与椭圆
相切
,直线
与
轴交于点
,当
为何值时
的面积有最小值?并求出最小值.
正确答案
(1)
(2)时,
有最小值
.
试题分析:解:(Ⅰ)设方程为
,抛物线
的焦点为
,
则.
双曲线的离心率
所以
,得
∴椭圆C的方程为. 4分
(Ⅱ)设直线的方程为
,由对称性不妨设
由消
得:
6分
依题意,得:
8分
由,令
,得
,即
10分(用
表示一样给分)
当且仅当即
时取等号. 12分
因为故
时,
有最小值
. 13分
点评:主要是考查了直线与椭圆的位置关系的运用,属于中档题。
(I) 已知抛物线过焦点
的动直线l交抛物线于A,B两点,O为坐标原点, 求证:
为定值;
(Ⅱ)由 (Ⅰ) 可知: 过抛物线的焦点的动直线 l 交抛物线于
两点, 存在定点
, 使得
为定值. 请写出关于椭圆的类似结论,并给出证明.
正确答案
(I) 见解析;
(II) 过椭圆的一个焦点
的动直线l交椭圆于
、
两点, 存在定点
, 使
为定值.
本题主要考查抛物线的基本性质以及直线与圆锥曲线的综合问题.在解决直线与圆锥曲线综合问题时,常把直线方程与圆锥曲线方程联立.
(1)先讨论出当直线l垂直于x轴时,的值;再设出直线方程,把直线与抛物线方程联立,得到A,B两点的坐标和斜率之间的关系,再代入
计算即可得到结论
(2)先写出类似结论,再根据第一问求
的方法即可得到结论.(注意要分直线斜率存在和不存在两种情况讨论).
解: (I) 若直线l垂直于x轴, 则,
.
……………2分
若直线l不垂直于x轴, 设其方程为,
.
由
……………4分
.
综上, 为定值. ……………6分
(II) 关于椭圆有类似的结论: 过椭圆的一个焦点
的动直线l交椭圆于
、
两点, 存在定点
, 使
为定值. ……………7分
证明: 不妨设直线l过椭圆的右焦点
其中
若直线l不垂直于x轴, 则设其方程为: ,
.
由得:
……………9分
由对称性可知, 设点在x轴上, 其坐标为
所以
要使为定值,
只要
即
此时……………12分
若直线l垂直于x轴, 则其方程为,
,
.
取点,
有……………13分
综上, 过焦点的任意直线l交椭圆于
、
两点, 存在定点
使为定值. ……………14分
如图,已知椭圆的焦点和上顶点分别为
、
、
,我们称
为椭圆
的特征三角形.如果两个椭圆的特征三角形是相似的,则称这两个椭圆是“相似椭圆”,且三角形的相似比即为椭圆的相似比.
(1)已知椭圆和
,判断
与
是否相似,如果相似则求出
与
的相似比,若不相似请说明理由;
(2)若与椭圆相似且半短轴长为
的椭圆为
,且直线
与椭圆为
相交于两点
(异于端点),试问:当
面积最大时,
是否与
有关?并证明你的结论.
(3)根据与椭圆相似且半短轴长为
的椭圆
的方程,提出你认为有价值的相似椭圆之间的三种性质(不需证明);
正确答案
见解析.
第一问中利用根据已知的的定义进行判定特征三角形是否相似即可
第二问中,设直线方程,借助于联立方程组,和韦达定理可以表示斜率之积,然后可知为定植
第三问中,利用类比推理的思想可知两个相似椭圆之间的性质有:
两个相似椭圆的面积之比为相似比的平方;
分别以两个相似椭圆的顶点为顶点的四边形也相似,相似比即为椭圆的相似比;
两个相似椭圆被同一条直线所截得的线段中点重合;
过原点的直线截相似椭圆所得线段长度之比恰为椭圆的相似比
解:(1)由题意可知,椭圆的焦点和上顶点分别为
、
,我们称
为椭圆C的特征三角形.如果两个椭圆的特征三角形是相似的,则称这两个椭圆是“相似椭圆”,且三角形的相似比即为椭圆的相似比,所以椭圆
与
相似. ………2分
因为的特征三角形是腰长为4,底边长为
的等腰三角形,
而椭圆的特征三角形是腰长为2,底边长为
的等腰三角形,
因此两个等腰三角形相似,且相似比为2:1 ……… 4分
(2)椭圆的方程为:
.
=
与b无关 -----------6分
(3)椭圆的方程为:
.
两个相似椭圆之间的性质有:
两个相似椭圆的面积之比为相似比的平方;
分别以两个相似椭圆的顶点为顶点的四边形也相似,相似比即为椭圆的相似比;
两个相似椭圆被同一条直线所截得的线段中点重合;
过原点的直线截相似椭圆所得线段长度之比恰为椭圆的相似比. ---------------6分
(本小题满分14分)
设上的两点,
满足,椭圆的离心率
短轴长为2,0为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)试问:△AOB的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由.
正确答案
解:(1)
故椭圆的方程为 ……………………… 4分
(2)
①当直线的斜率不存在时, 由于
不妨设
,
又
此时, ……………………… 6分
②当直线的斜率存在时, 设
的方程为
,
得到 ……………………… 8分
代入:
即故
……………………… 13分
所以三角形的面积为定值. ……………………… 14分
略
.(本题满分14分)已知椭圆的中心为坐标原点O,焦点在X轴上,椭圆短半轴长为1,动点
在直线
上。
(1)求椭圆的标准方程
(2)求以线段OM为直径且被直线截得的弦长为2的圆的方程;
(3)设F是椭圆的右焦点,过点F作直线OM的垂线与以线段OM为直径的圆交于点N,求证:线段ON的长为定值,并求出这个定值。
正确答案
解(1)又由点M在准线上,得 ………2分
故,
从而
所以椭圆方程为 ……………4分
(2)以OM为直径的圆的方程为
即
其圆心为,半径
……………6分
因为以OM为直径的圆被直线截得的弦长为2
所以圆心到直线的距离
……………8分
所以,解得
所求圆的方程为 ……………10分
(3)方法一:设过点F作直线OM的垂线, 垂足为K,由平几知:
直线OM:,直线FN:
……12分
由得
所以线段ON的长为定值
。
所以线段ON的长为定值…………14分
略
(本题满分14分)已知+
=1的焦点F1、F2,在直线l:x+y-6=0上找一点M,求以F1、F2为焦点,通过点M且长轴最短的椭圆方程.
正确答案
解:由,得F1(2,0),F2(-2,0) (3分)
F1关于直线l的对称点F1/(6,4) (4分)
,连F1/F2交l于一点,即为所求的点M,∴2a=|MF1|+|MF2|=|F1/F2|=4,a=2
(4分)
∴,又c=2,∴b2=16, (4分)
故所求椭圆方程为. (3分)
略
..(本小题满分12分)
已知直线与椭圆
相交于A,B两点,线段AB中点M在直线
上.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若椭圆右焦点关于直线l的对称点在单位圆上,求椭圆的方程.
正确答案
解:(1)设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
由得:
.………………1分
△=,即
.………………2分
x1+x2=,
y1+y2=
-( x1+x2)+2=
,
∴点M的坐标为(,
).…………………………………4分
又点M在直线l上,∴
-
=0,
∴,∴
,∴
.……………… 6分
(2)由(1)知,设椭圆的右焦点F(b,0)关于直线l:
的对称点为(x0,y0),
由,解得
……………………………………8分
∵,∴
,
∴,显然有
.……………………………………10分
∴所求的椭圆的方程为.…………………………………12分
略
(本小题满分14分)
已知椭圆的两焦点为
,
,并且经过点
.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知圆:
,直线
:
,证明当点
在椭圆
上运动时,直线
与圆
恒相交;并求直线
被圆
所截得的弦长的取值范围.
正确答案
解:(1)解法一:设椭圆的标准方程为
,
由椭圆的定义知:
得
故的方程为
. ...............4分
解法二:设椭圆的标准方程为
,
依题意,①, 将点
坐标代入得
②
由①②解得,故
的方程为
. ...............4分
(2)因为点在椭圆
上运动,所以
,则
,
从而圆心到直线
的距离
,
所以直线与圆
相交. ............... 8 分
直线被圆
所截的弦长为
...............10 分
. ...............14 分
略
((本小题满分12分)
已知点F(1,0),直线,设动点P到直线
的距离为
,已知
,且
.
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)若,求向量
的夹角;
(3)如图所示,若点G满足,点M满足
,且线段MG的垂直平分线经过点P,求
的面积.
正确答案
解:(1)设动点P的坐标为(x,y),
则
化简得
即动点的轨迹方程
夹角
略
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