- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
如图,为坐标原点,椭圆
的左右焦点分别为
,离心率为
;双曲线
的左右焦点分别为
,离心率为
,已知
,且
.
(1)求的方程;
(2)过点作
的不垂直于
轴的弦
,
为
的中点,当直线
与
交于
两点时,求四边形
面积的最小值.
正确答案
(1)
(2)
试题分析:(1)利用椭圆和双曲线之间的关系可以用
分别表示双曲线和椭圆的离心率和焦点,由题目
和
即可得到
之间的两个方程,联立方程消元即可求出
的值,得到双曲线和椭圆的标准方程.
(2)利用(1)求出焦点的坐标,设出弦
的直线的方程
,联立直线与椭圆消
得到关于
的一元二次方程,再利用根与系数的关系得到
两点纵坐标之间的和与积,进而得到
点的纵坐标带入AB直线即可得到
的横坐标,进而求出直线
的方程,即为直线
的方程,联立直线
的方程
得到
的取值范围和求出点
的坐标得到
的长度,利用点到直线的距离得到
到直线
的距离表达式,进而用
表示四边形的面积,利用不等式的性质和
的取值范围即可得到面积的最小值.
(1)由题可得,且
,因为
,且
,所以
且
且
,所以椭圆
方程为
,双曲线
的方程为
.
(2)由(1)可得,因为直线
不垂直于
轴,所以设直线
的方程为
,联立直线与椭圆方程可得
,则
,
,则
,因为
在直线
上,所以
,则直线
的方程为
,联立直线
与双曲线可得
,
则
,则
,设点
到直线
的距离为
,则
到直线
的距离也为
,则
,因为
在直线
的两端,所以
,
则
,又因为
在直线
上,所以
,
则四边形面积
,因为
,所以当
时,四边形
面积的最小值为
.
如图,已知圆E ,点
,P是圆E上任意一点.线段PF的垂直平分线和半径PE相交于Q.
(1)求动点Q的轨迹的方程;
(2)点,
,点G是轨迹
上的一个动点,直线AG与直线
相交于点D,试判断以线段BD为直径的圆与直线GF的位置关系,并证明你的结论.
正确答案
(1)点Q的轨迹的方程为为
.(2)以线段BD为直径的圆与直线GF相切.
试题分析:(1)连结QF,由于线段的垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等,所以|QE|+|QF|=|QE|+|QP|=4,根据椭圆的定义知,动点Q的轨迹
是以E,F为焦点,长轴长为4的椭圆.由此便可得其方程;(2)直线与圆的位置关系一般通过比较圆心到直线的距离与圆的半径的大小关系来确定. 由题意,设直线AG的方程为
,则点D坐标为
,由此可得圆心和半径.下面用k表示点G的坐标,求出直线GF方程为
,进而求到圆心到直线GF的距离便可知道以BD为直径的圆与直线GF的位置关系.
(1)连结QF,根据题意,|QP|=|QF|,
则|QE|+|QF|=|QE|+|QP|=4,
故Q的轨迹是以E,F为焦点,长轴长为4的椭圆. .2分
设其方程为,可知
,
,则
, ..3分
所以点Q的轨迹的方程为为
. 4分
(2)以线段BD为直径的圆与直线GF相切. 5分
由题意,设直线AG的方程为,则点D坐标为
,BD的中点H的坐标为
.
联立方程组消去y得
,
设,则
,
所以,
, 7分
当时,点G的坐标为
,点D的坐标为
.
直线GF⊥x轴,此时以BD为直径的圆与直线GF相切. 9分
当时,则直线GF的斜率为
,则直线GF方程为
,
点H到直线GF的距离,又
,
所以圆心H到直线GF的距离,此时,以BD为直径的圆与直线GF相切.
综上所述,以线段BD为直径的圆与直线GF相切. 13分
在平面直角坐标系xOy中,设曲线C1:所围成的封闭图形的面积为
,曲线C1上的点到原点O的最短距离为
.以曲线C1与坐标轴的交点为顶点的椭圆记为C2.
(1)求椭圆C2的标准方程;
(2)设AB是过椭圆C2中心O的任意弦,l是线段AB的垂直平分线.M是l上的点(与O不重合).
①若MO=2OA,当点A在椭圆C2上运动时,求点M的轨迹方程;
②若M是l与椭圆C2的交点,求△AMB的面积的最小值.
正确答案
(1);(2)①
;②
.
试题分析:(1)对于曲线C1:的处理,关键问题是两个绝对值的处理,根据x,y的特点,不难发现与坐标系中的四个象限有关,进而即可得到
,即可得出椭圆方程; (2)①由l是线段AB的垂直平分线,可转化为:
,又由MO=2OA,可转化得到:
,这样的好处是两条件均转化为向量了,设出点M和点A的坐标即可得到关系:
解出
再利用点M在所求椭圆上即可求出:
;②中要求△AMB的面积的最小值,根据此地三角形的特点,不难想到直线AB的设出,根据斜率是否存在,可先考虑两种特殊情况:一种不存在;另一种为0,再考虑一般情形,运用方程组思想即可得:
和
,进而表示出面积:
,最后结合不等式知识即可求出最小值.
试题解析:(1)由题意得 又
,解得
,
.
因此所求椭圆的标准方程为. 4分
(2)①设,
,则由题设知:
,
.
即 解得
8分
因为点在椭圆C2上,所以
,
即,亦即
.
所以点M的轨迹方程为. 10分
②假设AB所在的直线斜率存在且不为零,设AB所在直线方程为y=kx(k≠0).
解方程组 得
,
,
所以,
.
又 解得
,
,所以
. 12分
由于
,
当且仅当时等号成立,即k=±1时等号成立,
此时△AMB面积的最小值是S△AMB=. 15分
当k=0,S△AMB;
当k不存在时,S△AMB.
综上所述,△AMB面积的最小值为. 16分
已知点是椭圆
上任一点,点
到直线
的距离为
,到点
的距离为
,且
.直线
与椭圆
交于不同两点
、
(
,
都在
轴上方),且
.
(1)求椭圆的方程;
(2)当为椭圆与
轴正半轴的交点时,求直线
方程;
(3)对于动直线,是否存在一个定点,无论
如何变化,直线
总经过此定点?若存在,求出该定点的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1),(2)
,(3)
.
试题分析:(1)本题椭圆方程的求法是轨迹法.这是由于题目没有明确直线是左准线,点
是左焦点.不可利用待定系数法求解. 设
,则
,
,化简得:
椭圆C的方程为:
,(2)条件中角的关系一般化为斜率,利用坐标进行求解. 因为
,所以
,由题意得
,
,可求与椭圆交点
,从而可得直线
方程
(3)直线过定点问题,一般先表示出直线,
,利用等量关系将两元消为一元.
,代入
得:
,
.化简得
,直线
方程:
直线
总经过定点
解:(1)设,则
, (2分)
化简得:
椭圆C的方程为:
(4分)
(2),
,
(3分)
代入得:
,
,代入
得
,
(5分)
, (6分)
(3)解法一:由于,
。 (1分)
设
设直线方程:
,代入
得:
(3分)
, (5分)
直线方程:
直线
总经过定点
(6分)
解法二:由于,所以
关于x轴的对称点
在直线
上。
设
设直线方程:
,代入
得:
,
,令
,得:
,
直线
总经过定点
已知椭圆过点
,且离心率
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知过点的直线
与该椭圆相交于A、B两点,试问:在直线
上是否存在点P,使得
是正三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)椭圆的方程为
.(2)存在符合题意的点
.
试题分析:(1)由题意得 2分
解得
(2)讨论当直线的斜率为0时,不存在符合题意的点
;
当直线的斜率不为0时,设直线
的方程为
,
代入,整理得
,
设,
,应用韦达定理得到
,
,
设存在符合题意的点,
从而弦长
,
设线段的中点
,则
,
所以,
根据是正三角形,得到
,且
,
由得
,
得到,
由得关于
的方程,
解得.
.
(1)由题意得 2分
解得 4分
所以椭圆的方程为
. 5分
(2)当直线的斜率为0时,不存在符合题意的点
; 6分
当直线的斜率不为0时,设直线
的方程为
,
代入,整理得
,
设,
,则
,
,
设存在符合题意的点,
则
, 8分
设线段的中点
,则
,
所以,
因为是正三角形,所以
,且
, 9分
由得
即
,所以
,
所以, 10分
由得
,
解得,所以
. 12分
由得
,
所以,
所以存在符合题意的点. 14分
如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:的离心率为
,短轴长是2.
(1)求a,b的值;
(2)设椭圆C的下顶点为D,过点D作两条互相垂直的直线l1,l2,这两条直线与椭圆C的另一个交点分别为M,N.设l1的斜率为k(k≠0),△DMN的面积为S,当时,求k的取值范围.
正确答案
(1)a=2,b=1(2).
试题分析:(1)两个未知数,两个独立条件.由 a2=b2+c2,解得a=2,b=1.正确解答本题需注意短轴长为
而不是
(2)本题关键是用l1的斜率为k表示出△DMN的面积,因为为直线l1与椭圆C的交点,所以由直线l1方程与椭圆C的方程联立方程组得M坐标为
,从而有
.由于N与M相似性,可用
代k直接得
,所以△DMN的面积S=
,到此只需将S代入
,并化简可得k的取值范围为
.
试题解析:
(1)设椭圆C的半焦距为c,则由题意得,又a2=b2+c2,
解得a=2,b=1. 4分
(2)由(1)知,椭圆C的方程为
所以椭圆C与y轴负半轴交点为D(0,-1).
因为l1的斜率存在,所以设l1的方程为y=kx-1.
代入,得
,
从而. 6分
用代k得
所以△DMN的面积S= 8分
则=
因为,即
整理得4k4-k2-14<0,解得<k2<2
所以0<k2<2,即<k<0或0<k<
.
从而k的取值范围为.
设,
分别是椭圆
的左右焦点,M是C上一点且
与x轴垂直,直线
与C的另一个交点为N.
(1)若直线MN的斜率为,求C的离心率;
(2)若直线MN在y轴上的截距为2,且,求a,b.
正确答案
(1);(2)
,
.
试题分析:本题第(1)问,可结合与x轴垂直,由勾股定理及椭圆定义求出椭圆的离心率;对第(2)问,观察到
是三角形的中位线,然后结合向量的坐标运算及椭圆方程,可求出a,b.
试题解析:(1)由题意知,,所以
,由勾股定理可得:
,由椭圆定义可得:
=
,解得C的离心率为
。
(2)由题意,原点O为的中点,
∥y轴,所以直线
与y轴的交点D(0,2)是线段
的中点,故
,即
,由
得
,设
,由题意知
,则
,即
,代入C的方程得
,将
及
代入
得:
,解得
,
.
【易错点】对第(1)问,较容易,大部分同学都能计算出;对第(2)问,一部分同学考虑不到中位线,
容易联立方程组求解而走弯路,并且容易出现计算失误.
已知椭圆的离心率为
,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线
相切.
(1)求椭圆的方程;
(2)若过点(2,0)的直线与椭圆
相交于两点
,设
为椭圆上一点,且满足
(
为坐标原点),当
<
时,求实数
取值范围.
正确答案
(1) ;( Ⅱ)
.
试题分析:(1)由题意知,所以
.由此能求出椭圆C的方程.(2)由题意知直线AB的斜率存在.设AB:y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2),P(x,y),由
得(1+2k2)x2-8k2x+8k2-2=0再由根的判别式和嘏达定理进行求解.
解:(1)由题意知, 所以
.
即. 2分
又因为,所以
,
.
故椭圆的方程为
. 4分
(2)由题意知直线的斜率存在.
设:
,
,
,
,
由得
.
,
. 6分
,
.
∵,∴
,
,
.
∵点在椭圆上,∴
,
∴. 8分
∵<
,∴
,∴
∴,
∴,∴
. 10分
∴,∵
,∴
,
∴或
,∴实数t取值范围为
.(12分)
如图,椭圆的右焦点与抛物线
的焦点重合,过
且于x轴垂直的直线与椭圆交于S,T,与抛物线交于C,D两点,且
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设P为椭圆上一点,若过点M(2,0)的直线与椭圆相交于不同两点A和B,且满足
(O为坐标原点),求实数t的取值范围.
正确答案
(1)(2)
试题分析:
(1)抛物线的方程已知,则可以求出右焦点的坐标为
,则可以知道
和直线CD的方程我饿哦x=1,联立直线
与抛物线方程可以求出C,D两点的坐标,进而得到CD的长度,再联立直线
与椭圆方程即可求出ST两点的坐标,进而得到ST的距离,利用条件
建立关于
的等式,与
联立即可求出
的值,进而得到椭圆的方程.
(2)因为直线l与椭圆有交点,所以直线l的斜率一定存在,则设出直线l的斜率得到直线l的方程,联立直线l与椭圆方程得到AB两点横纵坐标之间的韦达定理,即的值,再利用
发解即可得到P点的坐标,因为P在椭圆上,代入椭圆得到直线斜率k与t的方程,
,利用k的范围求解出函数
的范围即可得到t的范围.
试题解析:
(1)设椭圆标准方程,由题意,抛物线
的焦点为
,
.
因为,所以
2分
又,
,
,又
所以椭圆的标准方程. 5分
(2)由题意,直线的斜率存在,设直线
的方程为
由消去
,得
,(*)
设,则
是方程(*)的两根,所以
即
① 7分
且,由
,得
若,则
点与原点重合,与题意不符,故
,
所以, 9分
因为点在椭圆上,所以
,即
,
再由①,得又
,
. 13分
已知椭圆的中心在原点
,焦点在
轴上,离心率为
,右焦点到右顶点的距离为
.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)是否存在与椭圆交于
两点的直线
:
,使得
成立?若存在,求出实数
的取值范围,若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ),(Ⅱ)
.
试题分析:(Ⅰ)求椭圆标准方程,关键利用待定系数法求出a,b. 由及
,解得
,
.所以
.所以椭圆
的标准方程是
.(Ⅱ)存在性问题,一般从假设存在出发,建立等量关系,有解就存在,否则不存在. 条件
的实质是垂直关系,即
.所以
.
,
,由
得
.
,
.代入化简得,
.由
化简得
.解得,
.
由,
,所以实数
的取值范围是
.
(Ⅰ)设椭圆的方程为
,半焦距为
.
依题意,由右焦点到右顶点的距离为
,得
.
解得,
.
所以.
所以椭圆的标准方程是
. 4分
(Ⅱ)解:存在直线,使得
成立.理由如下:
由得
.
,化简得
.
设,则
,
.
若成立,
即,等价于
.所以
.
,
,
,
化简得,.
将代入
中,
,
解得,.
又由,
,
从而,
或
.
所以实数的取值范围是
. 14分
如图,椭圆的离心率为
,
轴被曲线
截得的线段长等于
的长半轴长。
(1)求,
的方程;
(2)设与
轴的交点为M,过坐标原点O的直线
与
相交于点A,B,直线MA,MB分别与
相交与D,E.
①证明:;
②记△MAB,△MDE的面积分别是.问:是否存在直线
,使得
=
?请说明理由。
正确答案
(1)
(2)①见解析 ②满足条件的直线存在,且有两条,其方程分别为
和
(1)由题意知,从而
,又
,解得
。
故,
的方程分别为
。
(2)①由题意知,直线的斜率存在,设为
,则直线
的方程为
.
由得
,
设,则
是上述方程的两个实根,于是
。
又点的坐标为
,所以
故,即
。
②设直线的斜率为,则直线的方程为
,由
解得
或
,则点的坐标为
又直线的斜率为
,同理可得点B的坐标为
.
于是
由得
,
解得或
,则点
的坐标为
;
又直线的斜率为,同理可得点
的坐标
于是
因此
由题意知,解得
或
。
又由点的坐标可知,
,所以
故满足条件的直线存在,且有两条,其方程分别为
和
。
已知线段,
的中点为
,动点
满足
(
为正常数).
(1)建立适当的直角坐标系,求动点所在的曲线方程;
(2)若,动点
满足
,且
,试求
面积的最大值和最小值.
正确答案
(1);(2)
的最小值为
,最大值为1.
试题分析:(1)先以为圆心,
所在直线为轴建立平面直角坐标系,以
与
的大小关系进行分类讨论,从而即可得到动点
所在的曲线;
(2)当时,其曲线方程为椭圆
,设
,
,
的斜率为
,则
的方程为
,将直线的方程代入椭圆的方程,消去y得到关于x的一元二次方程,再结合涉及弦长问题,常用“韦达定理法”设而不求计算弦长(即应用弦长公式),求得△AOB面积,最后求出面积的最大值即可,从而解决问题.
(1)以为圆心,
所在直线为轴建立平面直角坐标系.若
,即
,动点
所在的曲线不存在;若
,即
,动点
所在的曲线方程为
;若
,即
,动点
所在的曲线方程为
.……4分
(2)当时,其曲线方程为椭圆
.由条件知
两点均在椭圆
上,且
设,
,
的斜率为
,则
的方程为
,
的方程为
解方程组
,得
,
同理可求得,
面积
=
令则
令所以
,即
当时,可求得
,故
,
故的最小值为
,最大值为1.
已知椭圆C:(
)的离心率为
,点(1,
)在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若椭圆C的两条切线交于点M(4,),其中
,切点分别是A、B,试利用结论:在椭圆
上的点(
)处的椭圆切线方程是
,证明直线AB恒过椭圆的右焦点
;
(3)试探究的值是否恒为常数,若是,求出此常数;若不是,请说明理由.
正确答案
(1) ;(2)参考解析;(3)
试题分析:(1)由离心率为,点(1,
)在椭圆C,根据椭圆方程的等量关系即可求出
的值,即得到椭圆方程.
(2)由椭圆切线方程是,又因为切点分别为A,B.所以带入A,B两点的坐标,即可得到两条切线方程,又因为这两条切线过点M,代入点M的坐标,即可得经过A,B的直线方程,根据右焦点
的坐标即可得到结论.
(3)由(2)可得直线AB的方程,联立椭圆方程,利用韦达定理,两点的距离公式表达出,通过运算即可得到结论.
(1)设椭圆C的方程为(
)
①
点(1,
)在椭圆C上,
②,
由①②得:
椭圆C的方程为
, 4分
(2)设切点坐标,
,则切线方程分别为
,
.
又两条切线交于点M(4,),即
,
即点A、B的坐标都适合方程,显然对任意实数
,点(1,0)都适合这个方程,
故直线AB恒过椭圆的右焦点. 7分
(3)将直线的方程
,代入椭圆方程,得
,即
所以,
10分
不妨设,
,
同理
所以=
=
所以的值恒为常数
. 13分
已知椭圆:
(
)的右焦点为
,且椭圆
过点
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设斜率为的直线
与椭圆
交于不同两点
、
,以线段
为底边作等腰三角形
,其中顶点
的坐标为
,求△
的面积.
正确答案
(1) ;(2)
.
试题分析:(1)要确定椭圆方程,要确定两个参数的值,因此需要两个条件,题中有焦点为
,
即,又椭圆过点
,代入方程又得到一个关于
的等式,联立可解得
;(2) 直线和圆锥曲线相交问题,一般都是设出直线方程,本题直线
的方程可设为
,代入椭圆方程得到关于
的一元二次方程,再设交点为
,则可得
,
,而条件等腰三角形
的应用方法是底边
边上的中线就是此边上的高,即取
中点为
,则
.由此可求得
从而得到
坐标,最终求得
的面积.
试题解析:(1)由已知得,因为椭圆
过点
,所以
(2分)
解得 (5分)
所以,椭圆的方程为
. (6分)
(2)设直线的方程为
, (1分)
由得
① (2分)
因为直线与椭圆
交于不同两点
、
,所以△
,
所以. (3分)
设,
,则
,
是方程①的两根,所以
,
设的中点为
,则
,
, (4分)
因为是等腰三角形
的底边,所以
,向量
是直线
的一个法向量,
所以∥向量
,即
∥向量
,
所以,解得
. (5分)
此时方程①变为,解得
,
,所以
.
又到直线
:
的距离
, (7分)
所以△的面积
. (8分)
已知椭圆中心在坐标原点,焦点在x轴上,离心率为,它的一个顶点为抛物线x2=4y的焦点.
(1)求椭圆方程;
(2)若直线y=x-1与抛物线相切于点A,求以A为圆心且与抛物线的准线相切的圆的方程;
(3)若斜率为1的直线交椭圆于M、N两点,求△OMN面积的最大值(O为坐标原点).
正确答案
(1)+y2=1(2)(x-2)2+(y-1)2=4(3)
(1)由题意设椭圆方程为:=1(a>b>0),
因为抛物线x2=4y的焦点为(0,1),
所以b=1.由离心率e==
,a2=b2+c2解得a=
,b=1,c=1,椭圆方程为
+y2=1.
(2)由解得
,所以A=(2,1).
因为抛物线的准线方程为y=-1,
所以圆的半径r=1-(-1)=2,
所以圆的方程为(x-2)2+(y-1)2=4.
(3)设直线MN方程为y=x+m,由得3x2+4mx+2m2-2=0.
由判别式Δ=16m2-12(2m2-2)>0,解得-<m<
.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-m,x1x2=
,
所以|MN|=
原点O到直线MN的距离d=
S=|MN|d=
=
≤
(m2+3-m2)=
.
当且仅当m2=3-m2即m=±时等号成立,所以三角形OMN面积的最大值为
.
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