- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
点M在椭圆+
=1(a>b>0)上,以M为圆心的圆与x轴相切于椭圆的右焦点F.
(I)若圆M与y轴相交于A、B两点,且△ABM是边长为2的正三角形,求椭圆的方程;
(Ⅱ)已知点F(1,0),设过点F的直线l交椭圆于C、D两点,若直线l绕点F任意转动时,恒有|OC|2+|OD|2<|CD|2成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(I)∵△ABM是边长为2的正三角形,∴圆的半径r=2,
∴M到y轴的距离d=
又圆M与x轴相切,∴当x=c时,得y2=,∴r=
.
∴=2,c=
∵a2-b2=c2,
∴a2-3=2a,解得a=3或a=-1(舍去),则b2=2a=6.
故所求椭圆方程为+
=1.
(II)①当直线l垂直于x轴时,把x=1代入,得=
.
∵恒有|OC|2+|OD|2<|CD|2,∴2(1+)<4
,
>1,即
>1.
解得a>或a<
(舍去),即a>
.
②当l不垂直x轴时,设C(x1,y1),D(x2,y2),
直线AB的方程为y=k(x-1),代入+
=1
得(b2+a2k2)x2-2a2k2x+a2k2-a2b2=0,
则x1+x2=,x1x2=
∵恒有|OC|2+|OD|2<|CD|2,∴x12+y12+x22+y22<(x2-x1)2+(y2-y1)2,|OC|2+|OD|2<|CD|2恒成立,得x1x2+y1y2=x1x2+k2(x1-1)=(1+k2)x1x2-k2(x1+x2)+k2=,
由题意得,(a2-a2b2+b2)k2-a2b2<0对k∈R恒成立.
当a2-a2b2+b2>0对k∈R不是恒成立的.
当a2-a2b2+b2=0时,a=,恒成立.
当a2-a2b2+b2<0时恒成立,∴a2<a2b-b2,即a2<(a2-1)b2=b4,
∵a>0,b>0,
∴a<b2,即a<a2-1,
∴a2-a-1>0,解得a>或a<
,即a>
.
综上,a的取值范围是[,+∞)
已知椭圆的焦点在x轴上,短轴长为4,离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线L方程为y=x+1,L交椭圆于M、N两点,求|MN|的长.
正确答案
(1)设椭圆方程为+
=1(a>b>0),
由椭圆短轴长为4得2b=4,解得b=2,
由离心率为,得
=
,即a2=5c2=5(a2-4),解得a2=5,
所以椭圆的标准方程为+
=1;
(2)由得9x2+10x-15=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=-
,
所以|MN|=•|x1-x2|=
•
=
•
=
;
如图,已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,F1、F2分别为椭圆C的左、右焦点,A(0,b),且
•
=-2过左焦点F1作直线l交椭圆于P1、P2两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l的倾斜角a∈[,
],直线OP1,OP2与直线x=-
分别交于点S、T,求|ST|的取值范围.
正确答案
(1)设F1(-c,0),F2(c,0),则
由•
=-2得b2-c2=-2
∵e==
∴a2=4,b2=1,c2=3
∴椭圆方程为+y2=1;
(2)设直线l的方程为x=my-
∵倾斜角α∈[,
],
∴m∈[-,
]
则P1(x1,y1),P2(x2,y2)的坐标轴满足方程组
∴(m2+4)y2-2my-1=0
∴y1+y2=,y1y2=-
∴x1x2=4×
由P1(x1,y1),P2(x2,y2),得直线OP1、OP2的方程为y=x、y=
x
∴点S、T的坐标为S(-,-
),T(-
,-
)
∴|ST|=|
-
|=
令=t
∵m∈[-,
]
∴t∈[1,]
∴|ST|=∈[
,
].
已知椭圆+
=1(a>b>0),离心率为
的椭圆经过点(
,1).
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的一个焦点且互相垂直的直线l1,l2分别与椭圆交于A,B和C,D,是否存在常数λ,使得|AB|+|CD|=λ|AB|•|CD|?若存在,求出实数λ的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)∵椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,经过点(
,1),
∴e==
⇔
=
=
①,
+
=1②,
由①②解得a2=8,b2=4,
∴该椭圆的标准方程为:+
=1;
(2)∵椭圆+
=1的左焦点F1(-2,0);
设过其左焦点F1的直线AB的方程为:y=k1(x+2),k1≠0
由方程组得(2k12+1)x2+8k12x+8k12-8=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1•x2=
由弦长公式得|AB|=•
=
,
同理设C(x3,y3),D(x4,y4),|CD|=•
=
,,
由(1)k1•k2=-1得k2=-,代入得|CD|=
,
∵|AB|+|CD|=λ|AB|•|CD|,
∴λ==
+
=
=
,则存在λ=
,使得|AB|+|CD|=λ|AB|•|CD|恒成立.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的一个焦点是F(-
,0),且离心率e=
(1)求椭圆C方程;
(2)(8分)过点A(0,-2)且不与y轴垂直的直线l与椭圆C相交于不同的两点P,Q,若=
+
所对应的M点恰好落在椭圆上,求直线l的方程.
正确答案
(1)由题图得c=,将c=
代入
=
得a=2,
所以b2=a2-c2=22-()2=1;所以椭圆C的方程为
+y2=1
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),直线l的方程为y=kx-2,联立得,
得(1+4k2)x2-16kx+12=0,因为x1+x2=,x1x2=
所以=
+
=(x1,y1)+(x2,y2)=(x1+x2,y1+y2)=(
,-
)
从而有()2+(
)2=4,所以16k4-56k2-15=0,所以k=±
所以直线l的方程为y=±x-2
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