- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
如图,已知椭圆=1(a>b>0)的离心率为
,且过点A(0,1).
(1)求椭圆的方程;
(2)过点A作两条互相垂直的直线分别交椭圆于点M、N,求证:直线MN恒过定点P.
正确答案
(1)+y2=1.(2)见解析
(1)解:由题意知:e==
,b=1,a2-c2=1,解得a=2,所以椭圆的标准方程为
+y2=1.
(2)证明:设直线AM的方程为y=kx+1(k≠0),由方程组得(4k2+1)x2+8kx=0,解得x1=
,x2=0,所以xM=
,yM=
.用-
代替上面的k,可得xN=
,yN=
.因为kMP=
,kNP=
,所以kMP=kNP,因为MP、NP共点于P,所以M、N、P三点共线,故直线MN恒过定点P
.
已知F1,F2是椭圆C:+
=1(a>b>0)的左、右焦点,点P(-
,1)在椭圆上,线段PF2与y轴的交点M满足
+
=0.
(1)求椭圆C的方程;
(2)椭圆C上任一动点N(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为N1(x1,y1),求3x1-4y1的取值范围.
正确答案
(1)+
=1 (2)[-10,10]
(1)点P(-,1)在椭圆上,
∴+
=1.①
又∵+
=0,M在y轴上,
∴M为PF2的中点,
∴-+c=0,c=
.
∴a2-b2=2,②
联立①②,解得b2=2(b2=-1舍去),
∴a2=4.
故所求椭圆C的方程为+
=1.
(2)∵点N(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为N1(x1,y1),
∴
解得
∴3x1-4y1=-5x0.
∵点N(x0,y0)在椭圆C:+
=1上,
∴-2≤x0≤2,
∴-10≤-5x0≤10,
即3x1-4y1的取值范围为[-10,10].
如图,点为椭圆
右焦点,圆
与椭圆
的一个公共点为
,且直线
与圆
相切与点
。
(1)求的值及椭圆
的标准方程;
(2)设动点满足
,其中
是椭圆
上的点,
为原点,直线
与
的斜率之积为
,求证:
为定值。
正确答案
(1),
;(2)详见解析
试题分析:(1)由圆的方程可知圆心为,半径为
。因为
在圆上所以它与圆心间的距离等于半径,可求得
的值。有
的值后便可求的切线
的方程,与
轴交点即为椭圆的右焦点。从而可得椭圆的方程。(2)设
,根据
可得
与
间的关系。将
代入椭圆方程再根据直线
与
的斜率之积为
可得
间的关系,即
间的关系。
试题解析:解:(1)由题意可知,又
又
2分
在中,
,
故椭圆的标准方程为: 6分
(2)设
∵M、N在椭圆上,∴
又直线OM与ON的斜率之积为,∴
,
于是
故
为定值 13分
设抛物线:
的准线与
轴交于点
,焦点为
;椭圆
以
和
为焦点,离心率
.设
是
与
的一个交点.
(1)求椭圆的方程.
(2)直线过
的右焦点
,交
于
两点,且
等于
的周长,求
的方程.
正确答案
(1)的方程为
.(2)
的方程为
或
.
试题分析:(1)已知焦点,即可得椭圆
的故半焦距为
,又已知离心率为
,故可求得半长轴长为2,从而知椭圆
的方程为
.(2)由(1)可知
的周长
,即
等于6. 设
的方程为
代入
,然后利用弦长公式得一含
的方程,解这个方程即得
的值,从而求得直线
的方程.
试题解析:(1)由条件,是椭圆
的两焦点,故半焦距为
,再由离心率为
知半长轴长为2,从而
的方程为
,其右准线方程为
.
(2)由(1)可知的周长
.又
:
而
.
若垂直于
轴,易得
,矛盾,故
不垂直于
轴,可设其方程为
,与
方程联立可得
,从而
,
令可解出
,故
的方程为
或
.
直线y=kx+b与曲线交于A、B两点,记△AOB的面积为S(O是坐标原点).
(1)求曲线的离心率;
(2)求在k=0,0<b<1的条件下,S的最大值;
(3)当|AB|=2,S=1时,求直线AB的方程.
正确答案
(1)离心率.(2)当
时, S取到最大值1.
(3)或
或
或
.
试题分析:(1)转化成标准方程,明确曲线为椭圆,
,进一步得到椭圆的离心率.
(2)设点A的坐标为,点B的坐标为
,由
,解得
,
将面积用b表示.
(3)由,应用弦长公式,得到|AB|=
,
根据O到AB的距离得到代入上式并整理,解得k,b.
试题解析:(1)曲线的方程可化为:,
∴此曲线为椭圆,,
∴此椭圆的离心率. 4分
(2)设点A的坐标为,点B的坐标为
,
由,解得
, 6分
所以
当且仅当时, S取到最大值1. 8分
(3)由得
,
①
|AB|= ②
又因为O到AB的距离,所以
③
③代入②并整理,得
解得,,代入①式检验,△>0 ,
故直线AB的方程是
或
或
或
. 14分
设椭圆E:+
=1(a>b>0)的上焦点是F1,过点P(3,4)和F1作直线PF1交椭圆于A,B两点,已知A(
,
).
(1)求椭圆E的方程;
(2)设点C是椭圆E上到直线PF1距离最远的点,求C点的坐标.
正确答案
(1)+x2=1 (2)(
,-
)
(1)由A(,
)和P(3,4)可求直线PF1的方程为y=x+1.
令x=0,得y=1,即c=1.
椭圆E的焦点为F1(0,1),F2(0,-1),由椭圆的定义可知.
2a=|AF1|+|AF2|
=+=2
.
∴a=,b=1,
所以椭圆E的方程为+x2=1.
(2)设与直线PF1平行的直线l:y=x+m.
,消去y得3x2+2mx+m2-2=0,
Δ=(2m)2-4×3×(m2-2)=0,
即m2=3,∴m=±.
要使点C到直线PF1的距离最远,则直线l要在直线PF1的下方,所以m=-.
此时直线l与椭圆E的切点坐标为(,-
),故C(
,-
)即为所求.
巳知椭圆的离心率是
.
⑴若点P(2,1)在椭圆上,求椭圆的方程;
⑵若存在过点A(1,0)的直线,使点C(2,0)关于直线
的对称点在椭圆上,求椭圆的焦距的取值范围.
正确答案
⑴;⑵椭圆的焦距的取值范围是
.
试题分析:⑴,
,再将点
的坐标代入椭圆的方程,这样便有三个方程,三者联立,即可求出
,从而得椭圆的方程.⑵显然斜率不存在或斜率等于0时,不可能满足题意.故可设直线l的方程为:
,这样可将点C(2, 0)关于直线l的对称点的坐标用
表示出来,然后代入椭圆的方程,从而得一关于
的方程:
.设
,因此原问题转化为关于t的方程
有正根.根据二次方程根的分布可得
.进而求得椭圆的焦距的取值范围.
试题解析:⑴,
∵点P(2,1)在椭圆上,∴ 5分
⑵依题意,直线l的斜率存在且不为0,则直线l的方程为:.
设点C(2, 0)关于直线l的对称点为,则
若点在椭圆
上,则
设,因此原问题转化为关于t的方程
有正根.
①当时,方程一定有正根;
②当时,则有
∴综上得.
又椭圆的焦距为.
故椭圆的焦距的取值范围是(0,4] 13分
设椭圆C1:+
=1(a>b>0),抛物线C2:x2+by=b2.
(1)若C2经过C1的两个焦点,求C1的离心率;
(2)设A(0,b),Q(3,
b),又M,N为C1与C2不在y轴上的两个交点,若△AMN的垂心为B(0,
b),且△QMN的重心在C2上,求椭圆C1和抛物线C2的方程.
正确答案
(1) (2)
+
=1 x2+2y=4
解:(1)因为抛物线C2经过椭圆C1的两个焦点F1(-c,0),F2(c,0),
可得c2=b2,
由a2=b2+c2=2c2,
有=
,
所以椭圆C1的离心率e=.
(2)由题设可知M,N关于y轴对称,
设M(-x1,y1),N(x1,y1)(x1>0),
则由△AMN的垂心为B,有·
=0.
所以-+(y1-
b)(y1-b)=0.①
由于点N(x1,y1)在C2上,
故有+by1=b2.②
由①②得y1=-或y1=b(舍去),
所以x1=b,
故M(-b,-
),N(
b,-
),
所以△QMN的重心坐标为(,
).
由重心在C2上得3+=b2,
所以b=2,
M(-,-
),N(
,-
).
又因为M,N在C1上,
所以+
=1,
解得a2=.
所以椭圆C1的方程为+
=1.
抛物线C2的方程为x2+2y=4.
若P0(x0,y0)在椭圆=1(a>b>0)外,则过P0作椭圆的两条切线的切点为P1,P2,则切点弦P1P2所在直线方程是
=1.那么对于双曲线则有如下命题:若P0(x0,y0)在双曲线
=1(a>0,b>0)外,则过P0作双曲线的两条切线的切点为P1,P2,则切点弦P1P2所在的直线方程是______.
正确答案
=1
对于椭圆=1,切点弦P1P2所在直线方程
=1,x2→xx0,y2→yy0.类比,双曲线
=1切点弦P1P2所在的直线方程为
=1.
已知椭圆的焦距为
,过右焦点和短轴一个端点的直线的斜率为
,
为坐标原点.
(1)求椭圆的方程.
(2)设斜率为的直线
与
相交于
、
两点,记
面积的最大值为
,证明:
.
正确答案
(1);(2)详见解析.
试题分析:(1)利用题干中的已知条件分别求出、
、
,从而写出椭圆
的方程;(2)设直线
的方程为
,将直线
的方程与椭圆
的方程联立,借助韦达定理求出弦长
,并求出原点到直线
的距离
,然后以
为底边,
为高计算
的面积,利用基本不等式验证
时和
时
的最大面积
与
,从而证明题中的结论.
试题解析:(1)由题意,得椭圆的半焦距
,右焦点
,上顶点
,
所以直线的斜率为
,
解得,
由,得
,
所以椭圆W的方程为;
(2)设直线的方程为
,其中
或
,
,
.
由方程组得
,
所以,(*)
由韦达定理,得,
.
所以.
因为原点到直线
的距离
,
所以,
当时,因为
,
所以当时,
的最大值
,
验证知(*)成立;
当时,因为
,
所以当时,
的最大值
;
验证知(*)成立.
所以.
注:本题中对于任意给定的,
的面积的最大值都是
.
设定圆,动圆
过点
且与圆
相切,记动圆
圆心
的轨迹为
.
(1)求轨迹的方程;
(2)已知,过定点
的动直线
交轨迹
于
、
两点,
的外心为
.若直线
的斜率为
,直线
的斜率为
,求证:
为定值.
正确答案
(1);(2)见解析
试题分析:(1)求轨迹的方程,由题意定圆
,动圆
过点
且与圆
相切,可知点
在圆
内,由此可得圆
内切于圆
,可得
,根据椭圆定义可知轨迹
为椭圆,故可求出轨迹
的方程;(2)求证:
为定值,由题意直线
斜率不为0,可设直线
为
, 设点
,
,由
,由根与系数关系得
,写出直线
的中垂线方程,与直线
的中垂线方程,求出点
的坐标,即得直线
的斜率,从而可得
为定值.
试题解析:(1)∵点在圆
内 ∴圆
内切于圆
∴
∴点的轨迹
.的方程为
5分
(2)由存在 ∴ 直线
斜率不为0
设直线为
设点
,
直线的中垂线方程为:
即 ∵
∴即
即 即
同理可得直线的中垂线方程为:
7分
∴点的坐标满足
9分
又∵直线的斜率为
∴
(
)
13分
已知椭圆:
的左焦点为
,且过点
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设过点P(-2,0)的直线与椭圆E交于A、B两点,且满足.
①若,求
的值;
②若M、N分别为椭圆E的左、右顶点,证明:
正确答案
(1) ;(2)参考解析
试题分析:(1)因为由椭圆:
的左焦点为
,即
.由点
到两焦点的距离和可求出椭圆的长轴
.从而可以求出椭圆的方程.
(2)(1)通过假设直线的方程联立椭圆方程消去y可得一个一元二次方程,由韦达定理即可求出直线的斜率k的值,从而解出A,B两点的坐标,即可得结论.(2)分别求两直线
的斜率和,利用韦达定理得到的关系式即可证明斜率和为零.即可得到结论.
试题解析:(1)因为焦点为, C=1,又椭圆过
,
取椭圆的右焦点,
,由
得
,
所以椭圆E的方程为
(2)①设,
,
显然直线斜率存在,设直线
方程为
由得:
得,
,
,
,
,符合
,由对称性不妨设
,
解得,
②若,则直线
的方程为
,
将代入得
, 不满足题意,
同理
,
,
设椭圆(
)的左、右焦点为
,右顶点为
,上顶点为
.已知
.
(1)求椭圆的离心率;
(2)设为椭圆上异于其顶点的一点,以线段
为直径的圆经过点
,经过原点
的直线
与该圆相切,求直线
的斜率.
正确答案
(1);(2)直线
的斜率为
或
.
试题分析:(1)设椭圆的右焦点的坐标为
,由已知
,可得
,结合
,可得
,从而可求得椭圆的离心率;(2)在(1)的基础上,可先利用
及数量积的坐标运算求出
点的坐标,再求出以线段
为直径的圆的方程(圆心坐标和半径),最后设经过原点
的与该圆相切的直线
的方程为
,由圆心到切线的距离等于半径,列方程,解方程即可得求得直线
的斜率.
(1)设椭圆的右焦点的坐标为
.由
,可得
,又
,则
,∴椭圆的离心率
.
(2)由(1)知,
,故椭圆方程为
.设
.由
,
,有
,
.由已知,有
,即
.又
,故有
①
又∵点在椭圆上,故
②
由①和②可得.而点
不是椭圆的顶点,故
,代入①得
,即点
的坐标为
.设圆的圆心为
,则
,
,进而圆的半径
.设直线
的斜率为
,依题意,直线
的方程为
.由
与圆相切,可得
,即
,整理得
,解得
.∴直线
的斜率为
或
.
已知椭圆:
.
(1)求椭圆的离心率;
(2)设为原点,若点
在椭圆
上,点
在直线
上,且
,试判断直线
与圆
的位置关系,并证明你的结论.
正确答案
(1);(2)直线
与圆
相切.
试题分析:(1)把椭圆:
化为标准方程,确定
,
,利用
求得离心率;(2)设点
,
,其中
,由
,即
,用
、
表示
,当
或
分别根据点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离,与圆的半径比较,从而判断直线
与圆
的位置关系.
(1)由题意椭圆的标准方程为
,
所以,
,从而
,
所以.
(2)直线与圆
相切,证明如下:
设点,
,其中
,
因为,所以
,即
,解得
,
当时,
,代入椭圆
的方程得
,
此时直线与圆
相切.
当时,直线
的方程为
,
即,
圆心到直线的距离为
,又
,
,
故.
故此直线与圆
相切.
设分别为椭圆
的左、右两个焦点,若椭圆C上的点A(1,
)到F1,F2两点的距离之和等于4.
(1)写出椭圆C的方程和焦点坐标;
(2)过点P(1,)的直线与椭圆交于两点D、E,若DP=PE,求直线DE的方程;
(3)过点Q(1,0)的直线与椭圆交于两点M、N,若△OMN面积取得最大,求直线MN的方程.
正确答案
(1)椭圆C的方程为
(2)4x+4y=5
(3)x=1
(1)椭圆C的焦点在x轴上,
由椭圆上的点A到F1、F2两点的距离之和是4,得2a=4,即a=2.;
又点A(1,) 在椭圆上,因此
得b2=1,于是c2=3;
所以椭圆C的方程为,
(2)∵P在椭圆内,∴直线DE与椭圆相交,
∴设D(x1,y1),E(x2,y2),代入椭圆C的方程得
x12+4y12-4="0," x22+4y22-4=0,相减得2(x1-x2)+4×2×(y1-y2)=0,∴斜率为k=-1
∴DE方程为y-1= -1(x-),即4x+4y=5;
(3)直线MN不与y轴垂直,∴设MN方程为my=x-1,代入椭圆C的方程得
(m2+4)y2+2my-3="0," 设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1+y2=-, y1y2=-
,且△>0成立.
又S△OMN=|y1-y2|=
×
=
,设t=
≥
,则
S△OMN=,(t+
)′=1-t-2>0对t≥
恒成立,∴t=
时t+
取得最小,S△OMN最大,
此时m=0,∴MN方程为x=1
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