- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知椭圆C:+
=1 (a>b>0)的离心率为
,一个焦点为F(2
,0).
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=kx-交椭圆C于A,B两点,若点A,B都在以点M(0,3)为圆心的圆上,求k的值.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,则c=2. …(1分)
由e==
,得 a=2
,从而b2=a2-c2=4. …(4分)
所以,椭圆C的方程为+
=1. …(5分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).
将直线l的方程代入椭圆C的方程,消去y得:4(1+3k2)x2-60kx+27=0. …(7分)
由△=3600k2-16(1+3k2)×27>0,得k2>,且x1+x2=
. …(9分)
设线段AB的中点为D,则xD=,yD=kxD-
=
.…(10分)
由点A,B都在以点(0,3)为圆心的圆上,得kMD•k=-1,…(11分)
即 •k=-1,解得 k2=
,符合题意. …(13分)
所以 k=±. …(14分)
设椭圆C:+
=1(a>b>0)的上顶点为A,椭圆C上两点P,Q在x轴上的射影分别为左焦点F1和右焦点F2,直线PQ的斜率为
,过点A且与AF1垂直的直线与x轴交于点B,△AF1B的外接圆为圆M.
(1)求椭圆的离心率;
(2)直线l:3x+4y+a2=0与圆M相交于E,F两点,且
•
=-
a2,求椭圆方程;
(3)设点N(0,3)在椭圆C内部,若椭圆C上的点到点N的最远距离不大于6,求椭圆C的短轴长的取值范围.
正确答案
(1)由条件可知P(-c,-),Q(c,
)
因为kPQ=,所以e=
(4分)
(2)由(1)可知,a=2c,b=c
所以A(0,c),F1(-c,0),B(3c,0)
从而M(c,0).半径为a,
因为•
=-
a2,
所以∠EMF=120°,可得:M到直线l的距离为.
所以c=2,所以椭圆方程为+
=1.(8分)
(3)因为点N在椭圆内部,
所以b>3.(9分)
设椭圆上任意一点为K(x,y),
则KN2=x2+(y-3)2≤(6)2.
由条件可以整理得:y2+18y-4b2+189≥0
对任意y∈[-b,b](b>3)恒成立,
所以有:
或者
解之得:2b∈(6,12-6](13分)
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)上的一动点P到右焦点的最短距离为
-1,且右焦点到右准线的距离等于短半轴的长.
(Ⅰ) 求椭圆C的方程;
(Ⅱ) 过点M(0,-)的动直线l交椭圆C于A、B两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点T,使得无论l如何转动,以AB为直径的圆恒过定点T?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆的焦距为2c,
则由题设可知,
解此方程组得a=,b=1.
所以椭圆C的方程是+y2=1.…(5分)
(Ⅱ)假设存在点T(u,v).若直线l的斜率存在,设其方程为y=kx-,
将它代入椭圆方程,并整理,得(18k2+9)x2-12kx-16=0
设点A、B的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则…(7分)
因为=(x1-u,y1-v),
=(x2-u,y2-v)及y1=kx1-
,y2=kx2-
,
所以•
=(x1-u)(x2-u)+(y1-v)(y2-v)=(k2+1)x1x2-(u+
k+kv)(x1+x2)+u2+v2+
+
=
…(10分)
当且仅当•
=0恒成立时,以AB为直径的圆恒过定点T,
所以解得u=0,v=1.
此时以AB为直径的圆恒过定点T(0,1).…(12分)
当直线l的斜率不存在,l与y轴重合,以AB为直径的圆为x2+y2=1也过点T(0,1).
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1),满足条件.…(14分)
已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上且过点P(,
),离心率是
.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)直线l过点E(-1,0)且与椭圆C交于A,B两点,若|EA|=2|EB|,求直线l的方程.
正确答案
(1)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0).
由已知可得,解得a2=4,b2=1.
故椭圆C的标准方程为+y2=1.
(2)由已知,①若直线l的斜率不存在,则过点E(-1,0)的直线l的方程为x=-1,
此时A(-1,),B(-1,-
),显然|EA|=2|EB|不成立.
②若直线l的斜率存在,则设直线l的方程为y=k(x+1).
则,整理得(4k2+1)x2+8k2x+4k2-4=0.
由△=(8k2)2-4(4k2+1)(4k2-4)=48k2+16>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2).
故x1+x2=-,①x1x2=
. ②
因为|EA|=2|EB|,所以=-2
,则x1+2x2=-3.③
①②③联立解得k=±.
所以直线l的方程为x+6y+
=0和
x-6y+
=0.
已知可行域的外接圆C与x轴交于点A1、A2,椭圆C1以线段A1A2为长轴,离心率e=
.
(1)求圆C及椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的右焦点为F,点P为圆C上异于A1、A2的动点,过原点O作直线PF的垂线交直线x=2于点Q,判断直线PQ与圆C的位置关系,并给出证明.
正确答案
(1):解方程组,得:y=0,x=-2,
,得:y=0,x=2,
,得:y=
,x=1,
∴可行域y的三个顶点分别为:(-2,0),(2,0),(1,),
设圆的方程为:x2+y2+Dx+Ey+F=0,
得到方程组:,
解得:D=0,E=0,F=-4,
∴圆C的方程为:x2+y2=4,
圆与X轴的交点A1(-2,0),A2(2,0),
设椭圆C1的方程的方程为:
+
=1,(a>b>0)
则有a=2,e==
,c=
,b=
,
∴椭圆方程为:+
=1
(2)设p(x0,y0),(x0≠±2),
∴当x0=时,P(2,±
),
Q(2,0),kOp•kPQ=-1,
当x0≠时,kPF=
,kPQ=
,
∴lOQ:y=-x,
∴Q(2,-
),
∴KOP•KPQ=-1,故相切.
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