- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
焦点分别为F1,F2的椭圆C2+
=1过点M(2,1),抛物线y2=4
的准线过椭圆C的左焦点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)不过M的动直线l交椭圆C于A、B两点,若•
=0,求证:直线l恒过定点,并求出该定点的坐标.
正确答案
(Ⅰ)由2p=4,∴p=2
,∴抛物线y2=4
的准线方程为x=-
.
故F1(-,0),F2(
,0),
∴椭圆方程可化为+
=1,又椭圆过点M(2,1),
∴+
=1,则a4-8a2+12=0,
∵a2>3,解得:a2=6.
∴所求椭圆的方程为+
=1.
(Ⅱ)证明:①若直线l⊥x轴,直线l可设为x=m(m≠2),则直线l与椭圆交于
A(m,),B(m,-
),
由•
=0,得(m-2)2+(1-
)(1+
)=0,
即3m2-8m+4=0.
解得:m=2(舍)或m=,
故直线l的方程为x=.
②若直线l与x轴不垂直,可设直线l的方程为y=kx+n.
直线l与椭圆+
=1交于A(x1,y1),B(x2,y2).
由⇒(1+2k2)x2+4knx+2n2-6=0.
由△>0,得:(4kn)2-4(1+2k2)(2n2-6)>0,即6k2-n2+3>0.
由根与系数关系得:x1+x2=-,x1•x2=
.
由•
=0得:(x1-2)(x2-2)+(y1-1)(y2-1)=0,
即x1x2-2(x1+x2)+y1y2-(y1+y2)+5=0,
又y1=kx1+n,y2=kx2+n,
故(1+k2)x1x2+(kn-k-2)(x1+x2)+n2-2n+5=0,
即(1+k2)•-(kn-k-2)•
+n2-2n+5=0.
∴4k2+8kn+(3n+1)(n-1)=0,即(2k+3n+1)(2k+n-1)=0.
∴n=-k-
或n=-2k+1.
而n=-k-
或n=-2k+1满足△>0.
∴直线l为y=kx-k-
=k(x-
)-
或y=kx-2k+1=k(x-2)+1.
由于直线l不过M,∴直线y=kx-2k+1=k(x-2)+1不合题意.
∴直线l为y=k(x-)-
.
综合①②,直线l为为y=k(x-)-
或x=
.
故直线l恒过定点(,-
).
设椭圆+
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2.点P(a,b)满足|PF2|=|F1F2|.
(Ⅰ)求椭圆的离心率e;
(Ⅱ)设直线PF2与椭圆相交于A,B两点,若直线PF2与圆(x+1)2+(y-
3
)2=16相交于M,N两点,且|MN|=|AB|,求椭圆的方程.
正确答案
(Ⅰ)设F1(-c,0),F2(c,0) (c>0).
由题得|PF2|=|F1F2|,即=2c,整理得2(
c
a
)2+-1=0,得
=-1(舍),或
=
,
所以e=.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知a=2c,b=c,可得椭圆方程为3x2+4y2=12c2,直线方程PF2为y=
(x-c).
A,B的坐标满足方程组,
消y并整理得5x2-8xc=0,
解得x=0,x=c,得方程组的解为
c,
,
不妨设A(c,
c),B(0,-
c).
所以|AB|==
c,于是|MN|=
|AB|=2c.
圆心(-1,)到直线PF2的距离d=
,
因为d2+(
|MN|
2
)2=42,所以(2+c)2+c2=16,整理得c=-
(舍)或c=2.
所以椭圆方程为+
=1.
过点(2,
),且2c=8的椭圆的标准方程为______.
正确答案
(1)当椭圆的焦点在x轴上时,∵2c=8,∴c=4,
∴b2=a2-16.
∴椭圆方程为 +
=1,
由+
=1,解得a2=25,
∴椭圆的标准方程为 +
=1.
(2)当椭圆的焦点在y轴上时,同理得椭圆的标准方程为+
=1.
综上知,所求椭圆的方程为:+
=1和
+
=1.
故答案:+
=1和
+
=1.
如图,F是中心在原点、焦点在x轴上的椭圆C的右焦点,\直线l:x=4是椭圆C的右准线,F到直线l的距离等于3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点P是椭圆C上动点,PM⊥l,垂足为M.是否存在点P,使得△FPM为等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0),
由已知,得∴
∴b=
.
所以椭圆C的方程为+
=1.
(2)由=e=
,得PF=
PM.∴PF≠PM.
①若PF=FM,则PF+FM=PM,与“三角形两边之和大于第三边”矛盾,∴PF不可能与PM相等.
②若FM=PM,设P(x,y)(x≠±2),则M(4,y).
∴=4-x,∴9+y2=16-8x+x2,又由
+
=1,得y2=3-
x2.
∴9+3-x2=16-8x+x2,∴
x2-8x+4=0.∴7x2-32x+16=0.
∴x=或x=4.∵x∈(-2,2),∴x=
.∴P(
,±
).
综上,存在点P(,±
),使得△PFM为等腰三角形.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1和F2,由4个点M(-a,b)、N(a,b)、F2和F1组成了一个高为
,面积为3
的等腰梯形.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点F1的直线和椭圆交于两点A、B,求△F2AB面积的最大值.
正确答案
(1)由题意知b=,
(2a+2c)b=3
,所以a+c=3①,
又a2=b2+c2,即a2=3+c2②,
联立①②解得a=2,c=1,
所以椭圆方程为:+
=1;
(2)由(1)知F1(-1,0),
设A(x1,y1),B(x2,y2),过点F1的直线方程为x=ky-1,
由得(3k2+4)y2-6ky-9=0,△>0成立,
且y1+y2=,y1y2=
,
△F2AB的面积S=×|F1F2|(|y1|+|y2|)=|y1-y2|=
==12
=
,
又k2≥0,所以9(k2+1)++6递增,
所以9(k2+1)++6≥9+1+6=16,
所以≤
=3,当且仅当k=0时取得等号,
所以△F2AB面积的最大值为3.
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