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题型:简答题
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简答题

已知焦点在轴上的椭圆过点,且离心率为,为椭圆的左顶点.

(1)求椭圆的标准方程;

(2)已知过点的直线与椭圆交于两点.

(ⅰ)若直线垂直于轴,求的大小;

(ⅱ)若直线轴不垂直,是否存在直线使得为等腰三角形?如果存在,求出直线的方程;如果不存在,请说明理由.

正确答案

(1)椭圆的标准方程为.

(2)不存在,详见解析

解:(1)设椭圆的标准方程为,且.

由题意可知:.            

所以.            

所以,椭圆的标准方程为.     

(2)由(1)得.设.

(ⅰ)当直线垂直于轴时,直线的方程为.

 解得:

(不妨设点轴上方).

则直线的斜率,直线的斜率.

因为

所以.

所以 .

(ⅱ)当直线轴不垂直时,由题意可设直线的方程为.

消去得:.

因为 点在椭圆的内部,显然.

               

因为

所以

.

所以 .

所以 为直角三角形.

假设存在直线使得为等腰三角形,则.

的中点,连接,则.

记点.

另一方面,点的横坐标

所以 点的纵坐标.

所以

.

所以 不垂直,矛盾.

所以 当直线轴不垂直时,不存在直线使得为等腰三角形

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题型:简答题
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简答题

已知椭圆的离心率与双曲线的离心率互为倒数,直线与以原点为圆心,以椭圆的短半轴长为半径的圆相切.

(1)求椭圆的方程;

(2)设椭圆的左焦点为,右焦点为,直线过点且垂直于椭圆的长轴,动直线垂直于点,线段垂直平分线交于点,求点的轨迹的方程;

(3)设第(2)问中的轴交于点,不同的两点上,且满足,求的取值范围.

正确答案

(1);(2)(3)

试题分析:(1)双曲线的离心率为,所以椭圆的离心率为。根据题意原点到直线的距离为,又因为可解得。(2)由题意知即点到直线,和到点的距离相等,根据椭圆的定义可知点的轨迹是以为焦点以直线为准线的抛物线。(3)由的方程为,根据得出的关系,用两点间距离求,再用配方法求最值。

试题解析:解(1)易知:双曲线的离心率为

 ,                             1分

又由题意知:,                          2分

椭圆的方程为.                                   3分

(2) 

动点到定直线的距离等于它到定点的距离       5分

动点的轨迹是以为准线,为焦点的抛物线,              6分

的轨迹的方程为.                                7分

(3)由(2)知:,设

,                      8分

,                  9分

,左式可化简为:,               10分

当且仅当,即时取等号,                       11分

,即时,,                  13分

的取值范围是.                                14分

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简答题

,分别是椭圆的左、右焦点,过作倾斜角为的直线交椭圆,两点, 到直线的距离为,连结椭圆的四个顶点得到的菱形面积为.

(1)求椭圆的方程;

(2)过椭圆的左顶点作直线交椭圆于另一点, 若点是线段垂直平分线上的一点,且满足,求实数的值.

正确答案

(1)椭圆的方程为;(2)满足条件的实数的值为.

试题分析:(1)利用椭圆的几何性质及到直线的距离为,建立的方程组即得;

(2)由(1)知:, 设

根据题意可知直线的斜率存在,可设直线斜率为,则直线的方程为

把它代入椭圆的方程,消去,整理得:

应用韦达定理以便于确定线段的中点坐标为.

讨论当的情况,确定的值.

试题解析:(1)设,的坐标分别为,其中

由题意得的方程为:

到直线的距离为,所以有,解得    1分

所以有   ①

由题意知: ,即 ②

联立①②解得:

所求椭圆的方程为                  5分

(2)由(1)知:, 设

根据题意可知直线的斜率存在,可设直线斜率为,则直线的方程为

把它代入椭圆的方程,消去,整理得:

由韦达定理得,则,

,线段的中点坐标为   7分

(ⅰ)当时, 则有,线段垂直平分线为

于是

,解得:           9分

(ii)因为点是线段垂直平分线的一点,

,得:,于是

,解得:

代入,解得:

综上, 满足条件的实数的值为           13分

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简答题

已知椭圆的一个焦点为,且离心率为

(1)求椭圆方程;

(2)过点且斜率为的直线与椭圆交于两点,点关于轴的对称点为,求△面积的最大值.

正确答案

(1);(2).

试题分析:本题主要考查椭圆的标准方程及其几何性质、直线与椭圆的相交问题、韦达定理、均值定理等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,利用椭圆的焦点、离心率的定义列出方程,解出基本量a和b,得到椭圆的标准方程;第二问,利用点斜式先设出直线的方程,令直线与椭圆方程联立,消参得到关于x的方程,利用韦达定理得到,列出的面积,从而得到的面积表达式,将代入,最后利用均值定理得到最大值,注意要讨论最大值成立的条件.

(1)依题意有

可得

故椭圆方程为.                  5分

(2)直线的方程为

联立方程组

消去并整理得. (*)

不妨设,显然均小于

 

等号成立时,可得,此时方程(*)为 ,满足

所以面积的最大值为.                       13分

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简答题

设A1、A2与B分别是椭圆E:=1(a>b>0)的左、右顶点与上顶点,直线A2B与圆C:x2+y2=1相切.

(1)求证:=1;

(2)P是椭圆E上异于A1、A2的一点,若直线PA1、PA2的斜率之积为-,求椭圆E的方程;

(3)直线l与椭圆E交于M、N两点,且·=0,试判断直线l与圆C的位置关系,并说明理由.

正确答案

(1)见解析(2)=1.(3)直线l与圆C相切

(1)证明:已知椭圆E:=1(a>b>0),A1、A2与B分别为椭圆E的左、右顶点与上顶点,

所以A1(-a,0),A2(a,0),B(0,b),直线A2B的方程是=1.

因为A2B与圆C:x2+y2=1相切,所以=1,即=1.

(2)解:设P(x0,y0),则直线PA1、PA2的斜率之积为kPA1·kPA2=1,而=1,所以b2a2.结合=1,得a2=4,b2.所以椭圆E的方程为=1.

(3)解:设点M(x1,y1),N(x2,y2).

①若直线l的斜率存在,设直线l为y=kx+m,由y=kx+m代入=1,得=1.化简得(b2+a2k2)x2+2a2kmx+a2m2-a2b2=0(Δ>0).∴x1x2,y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2

.因为·=0,所以x1x2+y1y2=0.代入得(a2+b2)m2-a2b2(1+k2)=0.结合(1)的=1,得m2=1+k2.圆心到直线l的距离为d==1,所以直线l与圆C相切.

②若直线l的斜率不存在,设直线l为x=n.代入=1,得y=±b.∴|n|=b·,∴a2n2=b2(a2-n2).解得n=±1,所以直线l与圆C相切.

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简答题

如图,椭圆E:=1(a>b>0)的左焦点为F1,右焦点为F2,离心率e=.过F1的直线交椭圆于A、B两点,且△ABF2的周长为8.

(1)求椭圆E的方程;

(2)设动直线l:y=kx+m与椭圆E有且只有一个公共点P,且与直线x=4相交于点Q.试探究:在坐标平面内是否存在定点M,使得以PQ为直径的圆恒过点M?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由.

正确答案

(1)=1(2)存在定点M(1,0),

学生错解:解:(1)略

(2)由消去y得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.

因为动直线l与椭圆E有且只有一个公共点P(x0,y0),所以m≠0且Δ=0,

即64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,化简得4k2-m2+3=0.(*)

此时x0=-=-,y0=kx0+m=,所以P.

得Q(4,4k+m).

假设平面内存在定点M满足条件,由图形对称性知,点M必在x轴上.

设M(x10),则·=0对满足(*)式的m,k恒成立.

因为=(4-x14k+m),

·=0,得--4x1+3=0,

整理,得(4x1-4)-4x1+3=0.(**),方程无解.

故不存在定点M,使得以PQ为直径的圆恒过点M.

审题引导:(1)建立方程组求解参数a,b,c;(2)恒成立问题的求解;(3)探索性问题的一般解题思路.

规范解答:解:(1)因为AB+AF2+BF2=8,

即AF1+F1B+AF2+BF2=8,(1分)

又AF1+AF2=BF1+BF2=2a,(2分)

所以4a=8,a=2.又因为e=,即,所以c=1,(3分)

所以b=.故椭圆E的方程是=1.(4分)

(2)由消去y得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.(5分)

因为动直线l与椭圆E有且只有一个公共点P(x0,y0),所以m≠0且Δ=0,(6分)

即64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,化简得4k2-m2+3=0.(*)(7分)

此时x0=-=-,y0=kx0+m=,所以P.(8分)

得Q(4,4k+m).(9分)

假设平面内存在定点M满足条件,由图形对称性知,点M必在x轴上.(10分)

设M(x10),则·=0对满足(*)式的m,k恒成立.

因为=(4-x14k+m),

·=0,得--4x1+3=0,

整理,得(4x1-4)-4x1+3=0.(**)(12分)

由于(**)式对满足(*)式的m,k恒成立,所以解得x1=1.(13分)

故存在定点M(1,0),使得以PQ为直径的圆恒过点M.(14分)

错因分析:本题易错之处是忽视定义的应用;在处理第(2)问时,不清楚圆的对称性,从而不能判断出点M必在x轴上.同时不会利用恒成立求解.

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简答题

如图,已知椭圆C的方程为+y2=1,A、B是四条直线x=±2,y=±1所围成的矩形的两个顶点.

(1)设P是椭圆C上任意一点,若=m+n,求证:动点Q(m,n)在定圆上运动,并求出定圆的方程;

(2)若M、N是椭圆C上两个动点,且直线OM、ON的斜率之积等于直线OA、OB的斜率之积,试探求△OMN的面积是否为定值,并说明理由.

正确答案

(1)见解析(2)△OMN的面积为定值1

(1)证明:易知A(2,1),B(-2,1).设P(x0,y0),则=1.由=m+n,得所以+(m+n)2=1,即m2+n2,故点Q(m,n)在定圆x2+y2上.

(2)解:(解法1)设M(x1,y1),N(x2,y2),则,平方得=16=(4-)(4-),即=4.因为直线MN的方程为(y1-y2)x-(x1-x2)y+x1y2-x2y1=0,所以O到直线MN的距离为d=,所以△OMN的面积S=MN·d=|x1y2-x2y1|==1,故△OMN的面积为定值1.

(解法2)设OM的方程为y=kx(k>0),则ON的方程为y=-x(k>0).联立方程组解得M.同理可得N

因为点N到直线OM的距离为d=,OM==2,所以△OMN的面积S=d·OM==1,故△OMN的面积为定值.

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简答题

已知椭圆)过点,且椭圆的离心率为

(1)求椭圆的方程;

(2)若动点在直线上,过作直线交椭圆两点,且为线段中点,再过作直线.求直线是否恒过定点,如果是则求出该定点的坐标,不是请说明理由。

正确答案

(1);(2)直线恒过定点

试题分析:本题主要考查椭圆的标准方程以及几何性质、直线的标准方程、直线与椭圆的位置关系、韦达定理等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,利用点在椭圆上和离心率得到方程组,解出a和b的值,从而得到椭圆的标准方程;第二问,需要对直线MN的斜率是否存在进行讨论,(ⅰ)若存在点P在MN上,设出直线MN的方程,由于直线MN与椭圆相交,所以两方程联立,得到两根之和,结合中点坐标公式,得到直线MN的斜率,由于直线MN与直线垂直,从而得到直线的斜率,因为直线也过点P,写出直线的方程,经过整理,即可求出定点,(ⅱ)若直线MN的斜率不存在,则直线MN即为,而直线为x轴,经验证直线,也过上述定点,所以综上所述,有定点.

(1)因为点在椭圆上,所以, 所以,        1分

因为椭圆的离心率为,所以,即,      2分

解得,  所以椭圆的方程为.        4分

(2)设

①当直线的斜率存在时,设直线的方程为

所以, 因为中点,所以,即

所以,                  8分

因为直线,所以,所以直线的方程为

 ,显然直线恒过定点.    10分

②当直线的斜率不存在时,直线的方程为,此时直线轴,也过点.                 

综上所述直线恒过定点.    12分

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简答题

如图,已知点是离心率为的椭圆上的一点,斜率为的直线交椭圆两点,且三点互不重合.

(1)求椭圆的方程;(2)求证:直线的斜率之和为定值.

正确答案

(1);(2)详见解析

试题分析:(1)根据题意及列方程组可得的值。即可得此椭圆方程。(2)设出的坐标及直线的方程与椭圆方程联立消掉可得关于的方程,根据题意可知判别式应大于0,根据韦达定理可得此方程的两根之和与两根之积。即点横坐标间的关系,代入直线方程,可得点纵坐标之间的关系。然后根据斜率公式可得斜率之和,将其化简问题即可得证。

试题解析:由题意,可得,代入

,又,      2分

解得

所以椭圆的方程.        5分

(2)证明:设直线的方程为,又三点不重合,∴,设

所以 

 ①   ②       8分

设直线的斜率分别为

 (*)       10分

将①、②式代入(*),

整理得

所以,即直线的斜率之和为定值.          12分

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简答题

(本小题满分12分)如图,椭圆上的点M与椭圆右焦点的连线与x轴垂直,且OM(O是坐标原点)与椭圆长轴和短轴端点的连线AB平行.

(1)求椭圆的离心率;

(2)过且与AB垂直的直线交椭圆于P、Q,若的面积是 ,求此时椭圆的方程.

正确答案

(1);(2).

试题分析:(1)点M与椭圆右焦点的连线与x轴垂直,可得,又,椭圆中,可得;(2)设直线PQ的方程为 ,代入椭圆方程整理得,可得从而解得,可得椭圆的标准方程.

解:(1)易得

(2)令,设直线PQ的方程为 .代入椭圆方程消去x得:

整理得:

因此a2=50,b2=25,所以椭圆方程为 

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简答题

在平面直角坐标系xOy中,已知定点A(-4,0)、B(4,0),动点P与A、B连线的斜率之积为-.

(1)求点P的轨迹方程;

(2)设点P的轨迹与y轴负半轴交于点C.半径为r的圆M的圆心M在线段AC的垂直平分线上,且在y轴右侧,圆M被y轴截得的弦长为r.

(ⅰ)求圆M的方程;

(ⅱ)当r变化时,是否存在定直线l与动圆M均相切?如果存在,求出定直线l的方程;如果不存在,说明理由.

正确答案

(1)=1(x≠±4)(2)(ⅰ)+(y-r-3)2=r2.(ⅱ)y=3和4x+3y-9=0与动圆M均相切

(1)设P(x,y),则直线PA、PB的斜率分别为k1、k2.

由题意知·=-,即=1(x≠±4).

所以动点P的轨迹方程是=1(x≠±4).

(2)(ⅰ)由题意C(0,-2),A(-4,0),

所以线段AC的垂直平分线方程为y=2x+3.

设M(a,2a+3)(a>0),则圆M的方程为(x-a)2+(y-2a-3)2=r2.

圆心M到y轴的距离d=a,由r2=d2,得a=.

所以圆M的方程为+(y-r-3)2=r2.

(ⅱ)假设存在定直线l与动圆M均相切.当定直线的斜率不存在时,不合题意.

设直线l:y=kx+b,则=r对任意r>0恒成立.

,得r2+(k-2)(b-3)r+(b-3)2=(1+k2)r2.

所以解得

所以存在两条直线y=3和4x+3y-9=0与动圆M均相切

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简答题

已知椭圆()的短轴长为2,离心率为.过点M(2,0)的直线与椭圆相交于两点,为坐标原点.

(1)求椭圆的方程;

(2)求的取值范围;

(3)若点关于轴的对称点是,证明:直线恒过一定点.

正确答案

(1).(2).(3)直线过定点.

试题分析:(1)由已知得,得.

(2)设,与椭圆的方程联立,消去

.由△>0得.

,则.

表示成为

,求得范围是.

(3)由对称性可知N,定点在轴上.

在直线方程AN:中,令得:

,得证.

试题解析:(1)易知,故.

故方程为.(3分)

(2)设,与椭圆的方程联立,消去

.由△>0得.

,则.

=

,∴

故所求范围是.(8分)

(3)由对称性可知N,定点在轴上.

直线AN:,令得:

,

∴直线过定点.(13分)

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简答题

已知椭圆、抛物线的焦点均在轴上,的中心和的顶点均为原点,从每条曲线上取两个点,将其坐标记录如下:

(1)经判断点在抛物线上,试求出的标准方程;

(2)求抛物线的焦点的坐标并求出椭圆的离心率;

(3)过的焦点直线与椭圆交不同两点且满足,试求出直线的方程.

正确答案

(1);(2);(3).

试题分析:(1)先设抛物线,然后将代入可得,从而确定了的方程,也进一步确定不在上,只能在上;设,把点代入得,求解即可确定的方程;(2)由(1)中所求得的方程不难得到的焦点及椭圆的离心率;(3)先假设所求直线的方程(或,不过此时要先验证直线斜率不存在的情况),然后联立直线与椭圆的方程,消去消去,得,得到,再得到,要使,只须,从中求解即可得到,从而可确定直线的方程.

试题解析:(1)设抛物线,则有,而在抛物线上      2分

坐标代入曲线方程,得      3分

,把点代入得

解得

方程为                 6分

(2)显然,,所以抛物线焦点坐标为

由(1)知,

所以椭圆的离心率为               8分

(3)法一:直线过抛物线焦点,设直线的方程为,两交点坐标为

消去,得            10分

②         12分

,即,得

将①②代入(*)式,得,解得    14分

所求的方程为:       15分

法二:容易验证直线的斜率不存在时,不满足题意           9分

当直线斜率存在时,直线过抛物线焦点,设其方程为,与的交点坐标为

消掉,得,    10分

于是

②         12分

,即,得

将①、②代入(*)式,得

解得    14分

故所求的方程为   15分.

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题型:简答题
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简答题

如图,椭圆的焦点在x轴上,左右顶点分别为,上顶点为B,抛物线分别以A,B为焦点,其顶点均为坐标原点O,相交于直线上一点P.

(1)求椭圆C及抛物线的方程;

(2)若动直线与直线OP垂直,且与椭圆C交于不同的两点M,N,已知点,求的最小值.

正确答案

(1)椭圆C:,抛物线C1抛物线C2;(2).

试题分析:(1)由题意可得A(a,0),B(0,),而抛物线C1,C2分别是以A、B为焦点,∴可求得C2的解析式:,设C1的解析式为,再由C1与C2的交点在直线y=x上,;(2)直线OP的斜率为,所以直线的斜率为,设直线方程为

设M()、N(),将直线方程与椭圆方程联立,利用解析几何中处理直线与圆锥曲线中常用的“设而不求”思想,可以得到,结合韦达定理,即可得到的最值.

(1)由题意可得A(a,0),B(0,),故抛物线C1的方程可设为,C2的方程为    1分

  得    3分

∴椭圆C:,抛物线C1抛物线C2 5分;                              (2)由(1)知,直线OP的斜率为,所以直线的斜率为,设直线方程为

,整理得

设M()、N(),则    7分

因为动直线与椭圆C交于不同两点,所以

解得    8分

  11分

,所以当时,取得最小值,

其最小值等于    13分

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简答题

已知椭圆的焦距为2,且过点.

(1)求椭圆C的方程;

(2)设椭圆C的左右焦点分别为,过点的直线与椭圆C交于两点.

①当直线的倾斜角为时,求的长;

②求的内切圆的面积的最大值,并求出当的内切圆的面积取最大值时直线的方程.

正确答案

(1)椭圆C的方程为;(2)(1)的长为;(2)当的内切圆的面积取最大值时直线的方程为.

试题分析:(1)由已知得,且,联立可求得椭圆方程;

(2)(1)联立椭圆与直线方程,由弦长公式可直接求出的长;(2)设直线的方程为,与椭圆方程联立消去,得,而

利用均值不等式和函数单调性的性质可得当时,有最大值3,这时的内切圆面积的最大值为,直线的方程为.

试题解析:(1)由已知,得,且,解得

故椭圆C的方程为;                                4分

(2)①由,消去,             6分

;                                9分

②设直线的方程为,由,得,显然

,则有

的内切圆半径为,由可知,

最大时,也最大,的内切圆面积也最大.

      12分

,则,且,则

,则,从而在区间上单调递增,故有

所以,即当时,有最大值3,即

这时的内切圆面积的最大值为,直线的方程为.          14分

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