- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知离心率为的椭圆
(
)过点
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作斜率为
直线
与椭圆相交于
两点,求
的长.
正确答案
(1) ;(2)
试题分析:(1)将点代入椭圆方程,结合离心率公式
和
解方程组可得
。(2)将直线和椭圆方程联立,消去
整理为关于
的一元二次方程,根据韦达定理得根与系数的关系。根据弦长公式可求其弦长。也可将上式一元二次方程求根,用两点间距离求弦长。
试题解析:解:(1)由,可得
, 2分
所以椭圆方程为
又椭圆过点,所以
, 4分
5分
所以椭圆方程为 6分
(2)由已知,直线联立
整理为
8分
10分
12分
或,经计算
10分
12分
已知椭圆+y2=1的左顶点为A,过A作两条互相垂直的弦AM、AN交椭圆于M、N两点.
(1)当直线AM的斜率为1时,求点M的坐标;
(2)当直线AM的斜率变化时,直线MN是否过x轴上的一定点?若过定点,请给出证明,并求出该定点;若不过定点,请说明理由.
正确答案
(1)(2)
(1)直线AM的斜率为1时,直线AM为y=x+2,代入椭圆方程并化简得5x2+16x+12=0,解之得x1=-2,x2=-,∴点M的坐标为
.
(2)设直线AM的斜率为k,则AM为y=k(x+2),
则化简得(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0.
∵此方程有一根为-2,∴xM=,同理可得xN=
由(1)知若存在定点,则此点必为P.
∵kMP=,
同理可计算得kPN=.∴直线MN过x轴上的一定点P
如果点M(x,y)在运动过程中,总满足关系式+
=10,则点M的轨迹方程为______.
正确答案
设F(0,-3),F′(0,3),由题中条件:“||+|
=10”
易知M的轨迹是椭圆,c=3,a=5,b=4,方程为 +
=1.
故答案为:+
=1.
已知椭圆C的中心在原点,一个焦点F(-2,0),且长轴长与短轴长的比为,
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点M(m,0)在椭圆C的长轴上,设点P是椭圆上的任意一点,若当最小时,点P恰好落在椭圆的右顶点,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)(2)
试题分析:
(1)根据椭圆的中心在原点可以设出椭圆的标准方程,已知焦点坐标,故可求的c值,所以利用长轴长与短轴长之比和a,b,c的关系可以建立关于a,b的两个方程式联立消元即可求的a,b的值,得到椭圆的标准方差.(2)根据题意设点P的坐标,表示,利用点P在椭圆上,得到
关于m和P点横坐标的表达式,利用二次函数最值问题,可以得到
取得最小值时,m和P点横坐标之间的关系,再利用P横坐标的范围得到m的取值范围即可.
试题解析:
(1)设椭圆的方程为
. 1分
由题意有:, 3分
解得. 5分
故椭圆的方程为
. 6分
(2)设为椭圆上的动点,由于椭圆方程为
,故
. 7分
因为,所以
10分
因为当最小时,点
恰好落在椭圆的右顶点,即当
时,
取得最小值.而
,
故有,解得
. 12分
又点在椭圆的长轴上,即
. 13分
故实数的取值范围是
. 14分
已知分别是椭圆
的左,右顶点,点
在椭圆
上,且直线
与直线
的斜率之积为
.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)点为椭圆
上除长轴端点外的任一点,直线
,
与椭圆的右准线分别交于点
,
.
①在轴上是否存在一个定点
,使得
?若存在,求点
的坐标;若不存在,说明理由;
②已知常数,求
的取值范围.
正确答案
(1);(2)①存在点
的坐标为
,②
.
试题分析:(1)利用题目条件建立关于a,b,c的方程组,解方程组即可;
(2)①对于存在性问题,可以先假设点存在,然后根据
以及点P在椭圆上直线
,
与椭圆的右准线分别交于点
,
等相关条件建立方程,看看点E的横坐标是不是定值,如果是即为所求,如果不是也就说明了不存在;②利用向量的坐标运算,计算
,
,进而求出
的表达式,在利用函数知识求取值范围.
试题解析:(1)由题意得,,
, ∴
,
由点在椭圆C上,则有:
, 2分
由以上两式可解得.
∴椭圆方程为. 4分
(2)①椭圆右准线的方程为. 5分
假设存在一个定点,使得
.设点
(
).
直线的方程为
,令
,
,∴点
坐标为
.
直线的方程为
,令
,
,
∴点坐标为
. 7分
若,则
,∵
,
,
∴. 9分
∵点在椭圆
上,∴
,∴
,代入上式,得
,
∴,∴点
的坐标为
. 11分
②∵,
,
∴.
∵,
,∴
.
∴ . 13分
设函数,定义域为
,
当时,即
时,
在
上单调递减,
的取值范围为
,
当时,即
时,
在
上单调递减,在
上单调递增,
的取值范围为
.
综上,当时,
的取值范围为
,
当时,
的取值范围为
. 16分
已知是椭圆E:
的两个焦点,抛物线
的焦点为椭圆E的一个焦点,直线y=
上到焦点F1,F2距离之和最小的点P恰好在椭圆E上,
(1)求椭圆E的方程;
(2)如图,过点的动直线
交椭圆于A、B两点,是否存在定点M,使以AB为直径的圆恒过这个点?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)(2)AB为直径的圆恒过这个定点(0,1).
试题分析:(1)求出抛物线的焦点得到椭圆的两个焦点(即C值),求其中一个焦点关于直线的对称点,再利用点点之间直线距离最短求出直线y=上到焦点F1,F2距离之和最小的点P的坐标(即为对称点与另一个焦点连线与直线y=
的交点),即得椭圆上一点的坐标,便可求出a,b,c得到椭圆的标准方程.
(2)直线的斜率为k,通过联立方程式,韦达定理等用斜率k来建立圆的方程,进而判断关于参数k的圆是否经过定点(即是否有相应点的坐标使得参数k的系数为0即可)
试题解析:
(1)由抛物线的焦点可得:,点
关于直线
的对称点为
故,因此
,椭圆方程为
(2)假设存在定点M,使以AB为直径的圆恒过这个点。
当AB轴时,以AB为直径的圆的方程为:
①
当AB轴时,以AB为直径的圆的方程为:
②
由①②知定点M。下证:以AB为直径的圆恒过定点M
。设直线
,代入
,有
。设
,则
。
则,
在y轴上存在定点M
,使以AB为直径的圆恒过这个定点.
如图,椭圆=1(a>b>0)的上,下两个顶点为A,B,直线l:y=-2,点P是椭圆上异于点A,B的任意一点,连接AP并延长交直线l于点N,连接PB并延长交直线l于点M,设AP所在的直线的斜率为k1,BP所在的直线的斜率为k2.若椭圆的离心率为
,且过点A(0,1).
(1)求k1·k2的值;
(2)求MN的最小值;
(3)随着点P的变化,以MN为直径的圆是否恒过定点?若过定点,求出该定点;如不过定点,请说明理由.
正确答案
(1)(2)4
(3)恒过定点(0,-2±2
)
(1)因为e==
,b=1,解得a=2,所以椭圆C的标准方程为
+y2=1.(2分)
设椭圆上点P(x0,y0),有+
=1,
所以k1·k2=.(4分)
(2)因为M,N在直线l:y=-2上,设M(x1,-2),N(x2,-2),
由方程知+y2=1知,A(0,1),B(0,-1),
所以KBM·kAN=,(6分)
又由(1)知kAN·kBM=k1·k2=-,所以x1x2=-12,(8分)
不妨设x1<0,则x2>0,则
MN=|x1-x2|=x2-x1=x2+≥2
=4
,
所以当且仅当x2=-x1=2时,MN取得最小值4
.(10分)
(3)设M(x1,-2),N(x2,-2),
则以MN为直径的圆的方程为
(x-x1)(x-x2)+(y+2)2=0,(12分)
即x2+(y+2)2-12-(x1+x2)x=0,若圆过定点,
则有x=0,x2+(y+2)2-12=0,解得x=0,y=-2±2,
所以,无论点P如何变化,以MN为直径的圆恒过定点(0,-2±2).(16分)
已知椭圆的由顶点为A,右焦点为F,直线
与x轴交于点B且与直线
交于点C,点O为坐标原点,
,过点F的直线
与椭圆交于不同的两点M,N.
(1)求椭圆的方程;
(2)求的面积的最大值.
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)由直线与x轴交于点B且与直线
交于点C,
.即可得到关于
的两个方程.从而得到结论.
(2)首先考虑直线MN垂直于x轴的情况,求出的面积.由(1)得到的方程联立直线方程,消去y得到一个关于x的方程,由韦达定理写出两个等式.由弦长公式即点到直线的距离公式,即可求出
的面积的.再利用最值的求法,即可的结论.
试题解析:(1) 因为 ,
,则
且
,得
则
椭圆方程为:
(2) ①当直线与x轴不垂直时,设直线
,
则消去
得
,
所以
记为
到
的距离,则
,
所以
=
② 当轴时,
,所以
的面积的最大值为
如图,椭圆C0:=1(a>b>0,a、b为常数),动圆C1:x2+y2=
,b
(1)求直线AA1与直线A2B交点M的轨迹方程;
(2)设动圆C2:x2+y2=与C0相交于A′,B′,C′,D′四点,其中b
为定值.
正确答案
(1)=1(x<-a,y<0).(2)见解析
(1)解:设A(x1,y1),B(x1,-y1),又知A1(-a,0),A2(a,0),
则直线A1A的方程为y=(x+a),①直线A2B的方程为y=
(x-a).②
由①②得y2=(x2-a2).③由点A(x1,y1)在椭圆C0上,故
=1.
从而=b2
,代入③得
=1(x<-a,y<0).
(2)证明:设A′(x2,y2),由矩形ABCD与矩形A′B′C′D′的面积相等,得4|x1||y1|=4|x2||y2|,故.因为点A,A′均在椭圆上,所以b2
=b2
.由t1≠t2,知x1≠x2,所以
=a2,从而
=b2,因此
=a2+b2为定值
设椭圆C1:的右焦点为F,P为椭圆上的一个动点.
(1)求线段PF的中点M的轨迹C2的方程;
(2)过点F的直线l与椭圆C1相交于点A、D,与曲线C2顺次相交于点B、C,当时,求直线l的方程.
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)设点,而
,根据
为
中点,可得
将其代入椭圆方程整理可得点
的轨迹方程。(2)为了省去对直线
斜率的讨论,可设直线
方程为
,分别与两曲线方程联立消去
得关于
的一元二次方程,有求根公式可得方程的根,即
各点的纵坐标。由已知
,可得
,即
。从而可得
的值。
试题解析:(1)设点,而
,故
点的坐标为
,代入椭圆方程得:
,即线段PF的中点M的轨迹C2的方程为:
(2)设直线l的方程为:,解方程组
,
,当
时,则
,解方程组
,
,由题设
,可得
,有
,所以
=
,即
(
),由此解得:
,故符合题设条件的其中一条直线的斜率
;当
时,同理可求得另一条直线方程的斜率
,故所求直线l的方程是
.
椭圆:
的左顶点为
,直线
交椭圆
于
两点(
上
下),动点
和定点
都在椭圆
上.
(1)求椭圆方程及四边形的面积.
(2)若四边形为梯形,求点
的坐标.
(3)若为实数,
,求
的取值范围.
正确答案
(1);
.(2)
. (3)
.
试题分析:(1)将D的坐标代入即得
,从而得椭圆的方程为
.
将代入
得
.由此可得
和
的面积,二者相加即得四边形
的面积.(2)在椭圆中AP不可能平行BC,四边形ABCP又为梯形,所以必有
,由此可得直线PC的方程,从而求得点P的坐标.(3)设
,由
得则
与
间的关系,即
,又因为点P在椭圆上,所以
,由此可得
,这样利用三角函数的范围便可求得
的范围.
(1)因为点D在椭圆上,所以,
所以椭圆的方程为.
易得:,
的面积为
.
直线BD的方程为,即
.所以点A到BD的距离为
,
,
.
所以.
(2)四边形ABCP为梯形,所以,直线PC的方程为:
即
.代入椭圆方程得
(舍),
将代入
得
.所以点P的坐标为
.
(3)设,则
,即
因为点P在椭圆上,所以,
由此可得,
所以.
如图,椭圆C:的左顶点为A,M是椭圆C上异于点A的任意一点,点P与点A关于点M对称.
(1)若点P的坐标,求m的值;
(2)若椭圆C上存在点M,使得,求m的取值范围.
正确答案
(1)(2)
试题分析:
(1)根据m的取值范围可以判断椭圆C的焦点,得到点A的坐标,则根据点与点的中点坐标公式可以用点P,A的坐标计算得到点M的坐标,把M点的坐标带入椭圆即可求的m的值.
(2)从题得A,P关于M对称,则可以设出M点的坐标,得到P点的坐标(中点的坐标公式),因为OM与OP垂直,则根据向量的内积为0可以得到关于M点坐标的方程,则把该方程与M点满足的椭圆方程联立消纵坐标即可求出m关于M点横坐标的方程,再利用基本不等式就可以求出m的取值范围(注意取得等号条件的验证与m值本身具有正数的范围)
试题解析:
(1)依题意,是线段
的中点,因为
,
所以点的坐标为
. 2分
由点在椭圆
上,所以
,解得
. 4分
(2)设,则
,且
.① 5分
因为是线段
的中点,所以
. 7分
因为,所以
.② 9分
由①,②消去,整理得
. 11分
所以, 13分
当且仅当时,上式等号成立.
所以的取值范围是
. 14分
如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆的中心在原点O,右焦点F在x轴上,椭圆与y轴交于A、B两点,其右准线l与x轴交于T点,直线BF交椭圆于C点,P为椭圆上弧AC上的一点.
(1)求证:A、C、T三点共线;
(2)如果=3
,四边形APCB的面积最大值为
,求此时椭圆的方程和P点坐标.
正确答案
(1)见解析(2)椭圆方程为+y2=1.P点坐标为
(1)证明:设椭圆方程为=1(a>b>0)①,则A(0,b),B(0,-b),T
.
AT:=1②,BF:
=1③,解得交点C
,代入①得
=
=1,满足①式,则C点在椭圆上,即A、C、T
三点共线.
(2)解:过C作CE⊥x轴,垂足为E,则△OBF∽△ECF.
∵=3
,CE=
b,EF=
c,则C
,代入①得
=1,∴a2=2c2,b2=c2.设P(x0,y0),则x0+2
=2c2.此时C
,AC=
c,S△ABC=
·2c·
=
c2,
直线AC的方程为x+2y-2c=0,P到直线AC的距离为d=,
S△APC=d·AC=
·
·
c=
·c.只须求x0+2y0的最大值,
(解法1)∵(x0+2y0)2=+4
+2·2x0y0≤
+4
+2(
+
)=3(
+2
)=6c2,∴x0+2y0≤
c.当且仅当x0=y0=
c时,(x0+2y0)max=
c.
(解法2)令x0+2y0=t,代入+2
=2c2得(t-2y0)2+2
-2c2=0,即6
-4ty0+t2-2c2=0.Δ=(-4t)2-24(t2-2c2)≥0,得t≤
c.当t=
c,代入原方程解得x0=y0=
c.
∴四边形的面积最大值为c2+
c2=
c2=
,∴c2=1,a2=2,b2=1,此时椭圆方程为
+y2=1.P点坐标为
.
如图,已知椭圆的左、右焦点分别为
,其上顶点为
已知
是边长为
的正三角形.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点任作一动直线
交椭圆
于
两点,记
.若在线段
上取一点
,使得
,当直线
运动时,点
在某一定直线上运动,求出该定直线的方程.
正确答案
(1)椭圆的方程为
;(2)定直线的方程为
.
试题分析:(1)因为是边长为2的正三角形,所以
,椭圆
的方程为
;(2)设直线方程为
,与椭圆方程联立,结合韦达定理,表示出
;
设点的坐标为
则由
,解得
,故点
在定直线
上.
试题解析:(1)因为是边长为2的正三角形,所以
,所以,椭圆
的方程为
(2)由题意知,直线的斜率必存在,设其方程为
.并设
由消去
得
则
由得
故
设点的坐标为
则由
得
解得: 故点
在定直线
上.
已知椭圆=1(a>b>0)的离心率为
,且过点P
,A为上顶点,F为右焦点.点Q(0,t)是线段OA(除端点外)上的一个动点,
过Q作平行于x轴的直线交直线AP于点M,以QM为直径的圆的圆心为N.
(1)求椭圆方程;
(2)若圆N与x轴相切,求圆N的方程;
(3)设点R为圆N上的动点,点R到直线PF的最大距离为d,求d的取值范围.
正确答案
(1)=1(2)
(3)
(1)∵e=不妨设c=3k,a=5k,则b=4k,其中k>0,故椭圆方程为
=1(a>b>0),∵P
在椭圆上,∴
=1解得k=1,∴椭圆方程为
=1.
(2)kAP=,则直线AP的方程为y=-
x+4,
令y=t,则x=
∴M
.∵Q(0,t)∴N
,
∵圆N与x轴相切,∴=t,由题意M为第一象限的点,则
=t,解得t=
.∴N
,圆N的方程为
.
(3)F(3,0),kPF=,∴直线PF的方程为y=
(x-3)即12x-5y-36=0,
∴点N到直线PF的距离为,
∴d=+
(4-t),∵0
∴当0时,d=
(6-5t)+
(4-t)=
,此时
≤d<
,
当(5t-6)+
(4-t)=
,此时
,
∴综上,d的取值范围为.
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