- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,且椭圆上的点到两个焦点的距离和为2
.斜率为k(k≠0)的直线l过椭圆的上焦点且与椭圆相交于P,Q两点,线段PQ的垂直平分线与y轴相交于点M(0,m).
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)求m的取值范围;
(Ⅲ)试用m表示△MPQ的面积,并求面积的最大值.
正确答案
(Ⅰ)椭圆上的点到两个焦点的距离和为2,即2a=2
,∴a=
椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,即e=
∵e=,∴
=
,
∴c=1
又∵a2=b2+c2,∴b=1.
又斜率为k(k≠0)的直线l过椭圆的上焦点,即椭圆的焦点在Y轴上
∴椭圆方程为+x2=1.
(Ⅱ)设直线l的方程为y=kx+1,由可得(k2+2)x2+2kx-1=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则△=8k2+8>0
x1+x2=,x1x2=-
.
y1+y2=k(x1+x2)+2=.
设线段PQ中点为N,则点N的坐标为(,
),
∵M(0,m),∴直线MN的斜率kMN=
∵直线MN为PQ的垂直平分线,∴kMN•k=-1,
可得•k=-1.即m=
,
又k≠0,∴k2+2>2,
∴0<<
,即0<m<
.
(Ⅲ)设椭圆上焦点为F,
∵y轴把△PQM分成了△PMF和△QMF,
∴S△MPQ=S△PMF +S△QMF =|FM||x1|+
|FM||x2|=
|FM|(|x1|+|x2|)
∵P,Q在y轴两侧,∴|x1|+|x2|=||(x1-x2)
∴S△MPQ=•|FM|•|x1-x2|,
∵|x1-x2|==
,
由m=,可得k2+2=
.
∴|x1-x2|==
.
又∵|FM|=1-m,∴S△MPQ=(1-m)
=
.
∴△MPQ的面积为(0<m<
).
设f(m)=m(1-m)3,则f'(m)=(1-m)2(1-4m).
可知f(m)在区间(0,]单调递增,在区间(
,
)单调递减.
∴f(m)=m(1-m)3有最大值f()=
.此时∴△MPQ的面积为
×
=
∴△MPQ的面积有最大值.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,短轴一个端点到右焦点的距离为3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线y=x与椭圆C在第一象限相交于点A,试探究在椭圆C上存在多少个点B,使△OAB为等腰三角形.(简要说明理由,不必求出这些点的坐标)
正确答案
(1)由于短轴一个端点到右焦点的距离为3,则a=3…(1分),
因为e==
…(2分),所以c=
…(3分),
所以b2=a2-c2=9-6=3…(4分),
所以椭圆C的方程为:+
=1…(5分)
(2)直线方程与椭圆方程联立(x>0),解得x=y=
,即A(
,
)…(6分)
以O为顶点的等腰三角形△OAB有两个,此时B为A关于x轴或y轴的对称点…(8分),
以A为顶点的等腰三角形△OAB有两个(9分),此时B为以A为圆心、AO为半径的圆弧与椭圆C的交点…(10分),
以AO为底边的等腰三角形△OAB有两个(11分),此时B为AO的垂直平分线与椭圆C的交点…(12分).
因为直线y=x倾斜角为,所以以上等腰△OAB不可能是等边三角形…(13分),
即以上6个三角形互不相同,存在6个点B,使△OAB为等腰三角形…(14分).
椭圆的中心是原点O,它的短轴长为2,相应于焦点F(c,0)(c>0)的准线l与x轴相交于点A,|OF|=2|FA|,过点A的直线与椭圆相交于P、Q两点.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)若?
=0,求直线PQ的方程.
正确答案
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的圆与直线x-y+
=0相切,过点P(4,0)的直线L与椭圆C相交于A、B两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求•
的取值范围.
正确答案
(1)由题意知 e==
,∴e2=
=
=
,即a2=
b2又∵椭圆的短半轴为半径的圆与直线x-y+
=0相切
∴b==
,∴a2=4,b2=3,
故椭圆的方程为+
=1
(2)由题意知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为y=k(x-4).
疳直线方程y=k(x-4)代入椭圆方程可得:(3+4k2)x2-32k2x+64k2-12=0
由△>0得:1024k4-4(3+4k2)(64k2-12)>0,解得k2<
设A(x1,y1),B (x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
∴•
=x1x2+y1y2=(1+k2)•
-4k2•
+16k2=25-
∵0≤k2<,
∴•
∈[-4,
)
∴•
的取值范围是[-4,
)
已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,左焦点为F,左准线与x轴的交点为M,=4
.
(1)求椭圆的离心率e;
(2)过左焦点F且斜率为的直线与椭圆交于A、B两点,若
•
=-2,求椭圆的方程.
正确答案
(1)设椭圆方程为+
=1,F(-c,0),M(-
,0).
由=4
,有(-
,0)=4(-c,0).(3分)
则有=4c,即
=
,∴e=
=
.(6分)
(2)设直线AB的方程为y=(x+c),直线AB与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2).
由(I)可得a2=4c2,b2=3c2.
由 消去y,得11x2+16cx-4c2=0.(9分)
故 x1+x2=-,x1x2=-
c2.
∵•
=(x1,y1)•(x2,y2)=x1x2+y1y2,
且y1•y2=2(x1+c)(x2+c)=2x1x2+2c(x1+x2)+2c2.
∴3x1x2+2c(x1+x2)+2c2=-2.(11分)
即-c2-
c2+2c2=-2,∴c2=1.则a2=4,b2=2.
椭圆的方程为+
=1.(13分)
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