- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的两个焦点分别为F1,F2,离心率为
,且过点(2,
).
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)M,N,P,Q是椭圆C上的四个不同的点,两条都不和x轴垂直的直线MN和PQ分别过点F1,F2,且这两条直线互相垂直,求证:+
为定值.
正确答案
(Ⅰ)由已知e==
,得
=
=1-e2=
.
所以a2=2b2.
所以C:+
=1,即x2+2y2=2b2.
因为椭圆C过点(2,),所以22+2(
)2=2b2,
得b2=4,a2=8.
所以椭圆C的方程为+
=1.
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知椭圆C的焦点坐标为F1(-2,0),F2(2,0).
根据题意,可设直线MN的方程为y=k(x+2),
由于直线MN与直线PQ互相垂直,则直线PQ的方程为y=-(x-2).
设M(x1,y1),N(x2,y2).
由方程组消y得(2k2+1)x2+8k2x+8k2-8=0.
则 x1+x2=,x1x2=
.
所以|MN|=|x1-x2|=
•
=
.
同理可得|PQ|=.
所以+
=
+
=
=
.
椭圆C的中心为坐标原点O,焦点在y轴上,离心率e=,椭圆上的点到焦点的最短距离为1-e,直线l与y轴交于点P(0,m),与椭圆C交于相异两点A、B,且
=λ
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若+λ
=4
,求m的取值范围.
正确答案
如图所示,
(1)设椭圆C的方程为:+
=1(a>b>0),且c>0,c2=a2-b2;
由题意a-c=1-,
=
,∴a=1,b=c=
;∴C的方程为y2+2x2=1;
(2)由=λ
,得
-
=λ(
-
),∴(1+λ)
=
+λ
,∴1+λ=4,即λ=3;
设l与椭圆的交点为A(x1,y1)、B(x2,y2),由,得(k2+2)x2+2kmx+(m2-1)=0,
∴△=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)=4(k2-2m2+2)>0,∴x1+x2=,x1x2=
;
由=3
,得-x1=3x2,∴
,整理得3(x1+x2)2+4x1x2=0,
即3(
-2km
k2+2
)2+4=0,整理得4k2m2+2m2-k2-2=0①,
当m2=时,①式不成立;m2≠
时,有k2=
,由λ=3,知k≠0,
∴k2=>0,∴-1<m<-
或
<m<1,符合△>0,
∴m∈(-1,-)∪(
,1).
已知:中心在原点,长轴在x轴上的椭圆的一个顶点是(0,-),离心率为
(1)求:椭圆方程;(2)若直线y=x+m与椭圆相交于A、B两点,椭圆的左右焦点分别是F1和F2,求:以F1F2和AB为对角线的四边形F1AF2B面积的最大值.
正确答案
(1)设中心在原点,长轴在x轴上的椭圆方程:+
=1(a>b>0)
∵椭圆的一个顶点是(0,-)∴b=
∵离心率为e==
c=
a
∵a2=b2+c2,∴a2=20,b2=5
∴椭圆方程:+
=1
(2)椭圆方程:+
=1
∴左右焦点为F1(-,0),F2(
,0),F1F2=2
联立方程整理可得,2y2-2my+m2-5=0
∵直线与椭圆相交于A、B两点,∴△=4m2-8(m2-5)>0,即:-<m<
,且y1+y2=m,y1y2=
由题知:以F1F2和AB为对角线的四边形F1AF2B面积S=|F1F2||y1-y2|=2
×
=
≤5
已知椭圆E:+
=1(a>b>0)过点P(3,1),其左、右焦点分别为F1,F2,且
•
=-6.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若M,N是直线x=5上的两个动点,且F1M⊥F2N,则以MN为直径的圆C是否过定点?请说明理由.
正确答案
(1)设点F1,F2的坐标分别为(-c,0),(c,0)(c>0),
则=(3+c,1),
=(3-c,1),
故•
=(3+c)(3-c)+1=10-c2=-6,
解得c=4,
所以2a=|PF1|+|PF2|=+
=6
,
所以a=3,b2=a2-c2=18-16=2,
所以椭圆E的方程为+
=1.
(2)设M,N的坐标分别为(5,m),(5,n),则=(9,m),
=(1,n),
因为⊥
,
所以•
=9+mn=0,即mn=-9,
又因为圆C的圆心为(5,),半径为
,
所以圆C的方程为(x-5)2+(y-)2=(
)2,
即(x-5)2+y2-(m+n)y+mn=0,即(x-5)2+y2-(m+n)y-9=0,
令y=0,可得x=8或2,
所以圆C必过定点(8,0)和(2,0).
已知椭圆G的中心是原点O,对称轴是坐标轴,抛物线y2=4x的焦点是G的一个焦点,且离心率e=
.
(I)求椭圆G的方程;
(II)已知圆M的方程是x2+y2=R2(1<R<2),设直线l与圆M和椭圆G都相切,且切点分别为A,B.求当R为何值时,|AB|取得最大值?并求出最大值.
正确答案
(I)依题意可设椭圆G的方程为+
=1(a>b>0),则
因为抛物线y2=4x的焦点坐标为(
,0),所以c=
,
又因为e=,所以
=
,所以a=2,b=
=1,
故椭圆G的方程为+y2=1.…(5分)
(II)由题意知直线l的斜率存在,所以可设直线l:y=kx+m,即kx-y+m=0
∵直线l和圆M相切,∴=R,即m2=R2(k2+1)①
联立方程组消去y整理可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,
∵直线l和椭圆G相切,∴△=64k2m2-4(1+4k2)(4m2-4)=0,即m2=4k2+1②
由①②可得k2=,m2=
设点B的坐标为(x0,y0),则有x02==
,y02=1-
=
,
所以|OB|2=x02+y02==5-
,
所以|AB|2=|OB|2-|OA|2=5--R2=5-(R2+
)≤5-2
=1
等号仅当R2=,即R=
取得
故当R=时,|AB|取得最大值,最大值为1.…(14分)
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