- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知椭圆C的中心在原点,离心率等于,右焦点F是圆(x-1)2+y2=1的圆心,过椭圆上位于y轴左侧的一动点P作该圆的两条切线分别交y轴于M、N两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求线段MN的长的最大值,并求出此时点P的坐标.
正确答案
(I)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0)
∵椭圆C的右焦点F是圆(x-1)2+y2=1的圆心F(1,0),
∴c=1,结合离心率e==
,得a=
因此,b2=a2-c2=,得椭圆C的方程为
+
=1;
(II)设P(x0,y0),M(0,m),N(0,n),
可得直线PM的方程:y-m=x,
化简得(y0-m)x-x0y+x0m=0.
又圆心(1,0)到直线PM的距离为1,
∴=1,
平方化简得(y0-m)2+x02=(y0-m)2+2x0m(y0-m)+x02m2,
整理可得(x0-2)m2+2y0m-x0=0,同理可得(x0-2)n2+2y0n-x0=0.
因此,m、n是方程(x0-2)t2+2y0t-x0=0的两个不相等的实数根
∴m+n=,mn=
,
∴|MN|=|m-n|==
.
∵P(x0,y0)是椭圆+
=1上的点,
∴+
=1,可得y02=
(1-
)=
-
x02
因此,|MN|==
,
记F(x0)=,得F'(x)=
∵椭圆上动点P位于y轴左侧,可得x0∈[-,0),而-
≤x0<0时F'(x)=
<0
∴F(x0)是上的减函数,可得F(x0)的最大值为F(-)=
,此时|MN|=
因此线段MN的长的最大值为,出此时点P的坐标为(-
,0).
已知椭圆与双曲线x2-y2=1有相同的焦点,且离心率为.
(I)求椭圆的标准方程;
(II)过点P(0,1)的直线与该椭圆交于A、B两点,O为坐标原点,若=2
,求△AOB的面积.
正确答案
(I)设椭圆方程为+
=1(a>b>0),
因为椭圆与双曲线有相同焦点,
所以c=,再由e=
=
可得a=2,∴b2=a2-c2=2,
故所求方程为+
=1;
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),
由=2
,得
,
设直线方程为y=kx+1,代入椭圆方程整理,得(2k2+1)x2+4kx-2=0,
解得x=,
若x1=,x2=
,
则-=2•
,
解得k2=,
又△AOB的面积S=S△OAP+S△OBP=|OP|•|x1-x2|=
×
=
•
=
,
故所求△AOB的面积是.
设F1,F2分别是椭圆C:+
=1(a>b>0)的左右焦点,
(1)设椭圆C上的点(,
)到F1,F2两点距离之和等于4,写出椭圆C的方程和焦点坐标
(2)设K是(1)中所得椭圆上的动点,求线段KF1的中点B的轨迹方程
(3)设点P是椭圆C上的任意一点,过原点的直线L与椭圆相交于M,N两点,当直线PM,PN的斜率都存在,并记为kPM,KPN试探究kPM•KPN的值是否与点P及直线L有关,并证明你的结论.
正确答案
(1)由于点(,
)在椭圆上,
+
=1
2a=4,
椭圆C的方程为+
=1
焦点坐标分别为(-1,0),(1,0)
(2)设KF1的中点为B(x,y)则点K(2x+1,2y)
把K的坐标代入椭圆+
=1中得
+
=1
线段KF1的中点B的轨迹方程为(x+)2+
=1
(3)过原点的直线L与椭圆相交的两点M,N关于坐标原点对称
设M(x0,y0)N(-x0,-y0),p(x,y)
M,N,P在椭圆上,应满足椭圆方程,
得+
=1,
+
=1
kPM=,KPN=
kPM•KPN=•
=
=-
kPM•KPN的值与点P及直线L无关
设椭圆的对称中心为坐标原点,其中一个顶点为A(0,2),右焦点F与点B( ,
)的距离为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在经过点(0,-3)的直线l,使直线l与椭圆相交于不同的两点M,N满足||=|
|?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)依题意,设椭圆方程为+
=1 ( a>b>0 ),
则其右焦点坐标为F(c , 0 ) ,c=,由|FB|=2,
得=2,即(c-
)2+2=4,故c=2
.
又∵b=2,∴a2=12,
从而可得椭圆方程为+
=1.--(6分)
(2)由题意可设直线l的方程为y=kx-3(k≠0),由|AM|=|AN|知点A在线段MN的垂直平分线上,
由消去y得x2+3(kx-3)2=12,即可得方程(1+3k2)x2-18kx+15=0…(*)
当方程(*)的△=(-18k)2-4(1+3k2)×15=144k2-60>0
即k2>时方程(*)有两个不相等的实数根.
设M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点P(x0,y0),
则x1,x2是方程(*)的两个不等的实根,故有x1+x2=.
从而有 x0==
,y0=kx0-3=
=
.
于是,可得线段MN的中点P的坐标为P ( ,
)
又由于k≠0,因此直线AP的斜率为k1==
,
由AP⊥MN,得×k=-1,即5+6k2=9,解得k2=
>
,
∴k=±,
∴综上可知存在直线l:y=±x-3满足题意.--------(13分)
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率e=
,l0为过点A(-2,0)和上顶点B2的直线,下顶点B1与l0的距离为
.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设椭圆的动弦CD交l0于M,若M为线段CD的中点,线段CD的中垂线和x轴交点为N(n,0),试求n的范围.
正确答案
(I)直线l0的方程为+
=1,
即bx-2y=-2b,又B1(0,-b),
∴=
,解得b=1,
又=
=
,得a2=1. ①
所以,椭圆方程为+y2=1.(4分)
(Ⅱ)设C(x1,y1),D(x2,y2),M(x0,y0),
由题意直线CD的斜率存在,设为k,
则
②-①得+(y2+y1)•
=0
∴k=-(7分)
∴线段CD的中垂线方程为:y-y0=(x-x0)
令y=0,则n=x0.(9分)
又联立l0与椭圆方程,有7x2+12x=0,
得x=0、-,
即有-<x0<0,(11分)
∴-<n<0(12分)
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