- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知椭圆C1:+
=1 (a>b>0)过点A(0,
)且它的离心率为
.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直l1于点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;
(3)已知动直线l过点Q(4,0),交轨迹C2于R、S两点.是否存在垂直于x轴的直线m被以RQ为直径的圆O1所截得的弦长恒为定值?如果存在,求出m的方程;如果不存在,说明理由.
正确答案
(1)因为椭圆C1:+
=1(a>b>0)过点A(0,
),所以b=
,b2=2,
又因为椭圆C1的离心率e=,所以e2=
=
=
,解得a2=3.
所以椭圆C1的方程是+
=1;
(2)因为线段PF2的垂直平分线交l2于点M,
所以|MP|=|MF2|,即动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它到定点F2(1,0)的距离,
所以动点M的轨迹C2是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
所以点M的轨迹C2的方程为y2=4x;
(3)设R(x1,y1),假设存在直线m:x=t满足题意,则圆心O1(,
),
过O1作直线x=t的垂线,垂足为E,设直线m与圆O1的一个交点为G.
可得:|EG|2=|O1G|2-|O1E|2=|O1Q|2-|O1E|2,
即|EG|2=|O1Q|2-|O1E|2=-(
-t)2
=+
+t(x1+4)-t2
=x1-4x1+t(x1+4)-t2=(t-3)x1+4t-t2,
当t=3时,|EG|2=3,此时直线m被以RQ为直径的圆O1所截得的弦长恒为定值2.
因此存在直线m:x=3满足题意.
设椭圆+
=1(a>b>0)的焦点分别为F1(-1,0)、F2(1,0),右准线l交x轴于点A,且
=2
.
(Ⅰ)试求椭圆的方程;
(Ⅱ)过F1、F2分别作互相垂直的两直线与椭圆分别交于D、E、M、N四点(如图所示),试求四边形DMEN面积的最大值.
正确答案
(Ⅰ)由题意,||=2c=2,∴A(a2,0),
∵=2
∴F2为AF1的中点
∴a2=3,b2=2
即椭圆方程为+
=1.
(Ⅱ)当直线DE与x轴垂直时,|DE|=2=
,
此时|MN|=2a=2,四边形DMEN的面积为
=4.
同理当MN与x轴垂直时,也有四边形DMEN的面积为=4.
当直线DE,MN均与x轴不垂直时,设DE:y=k(x+1),代入椭圆方程,消去y得:(2+3k2)x2+6k2x+(3k2-6)=0.
设D(x1,y1),E(x2,y2),则
所以,|x1-x2|==
,
所以,|DE|=|x1-x2|=
,
同理,|MN|==
.
所以,四边形的面积S==
•
•
=
,
令u=k2+,得S=
=4-
因为u=k2+≥2,
当k=±1时,u=2,S=,且S是以u为自变量的增函数,
所以≤S<4.
综上可知,≤S≤4.即四边形DMEN面积的最大值为4,最小值为
.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
且过点(0,1).
(I)求此椭圆的方程;
(II)已知定点E(-1,0),直线y=kx+2与此椭圆交于C、D两点.是否存在实数k,使得以线段CD为直径的圆过E点.如果存在,求出k的值;如果不存在,请说明理由.
正确答案
(I)根据题意,,解得
.
∴椭圆方程为+y2=1.
(II)将y=kx+2代入椭圆方程,得(1+3k2)x2+12kx+9=0,
由直线与椭圆有两个交点,∴△=(12k)2-36(1+3k2)>0,解得k2>1.(*)
设C(x1,y1),D(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
,(**)
若以CD为直径的圆过E点,则•
=0,即(x1+1)(x2+1)+y1y2=0,
而y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4,代入上式得
(x1+1)(x2+1)+k2x1x2+2k(x1+x2)+4=0,
化为(k2+1)x1x2+(2k+1)(x1+x2)+5=0.
把(**)代入上式得-
+5=0
解得k=,满足k2>1.
所以存在k=使得以线段CD为直径的圆过E点.
已知椭圆过点P(-3,),Q(2,
).
(1)求椭圆的方程;
(2)若A(0,4),B是椭圆上的任一点,求|AB|的最大值及此时B的坐标.
正确答案
(1)设椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0).
因为椭圆过点P(-3,),Q(2,
),
所以,解得
.
所以椭圆方程为+
=1;
(2)由椭圆方程为+
=1,
可知A(0,4)在椭圆外部,
椭圆的参数方程,
因为B为椭圆上的任一点,设B(4cosθ,2sinθ),
所以|AB|=
=
=
=
=.
所以当sinθ=-时,|AB|的最大值为
.
此时cosθ=-.
则B(-,-
).
已知椭圆的右顶点为A,离心率e=,过左焦点F(-1,0)作直线l与椭圆交于点P,Q,直线AP,AQ分别与直线x=-4交于点M,N.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)证明以线段MN为直径的圆经过焦点F.
正确答案
(Ⅰ)由已知 c=1,=
,
∴a=2,b=,
∴椭圆方程为+
=1.--------------(5分)
证明:(Ⅱ) 设直线l方程为 y=k(x+1),
由 得(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=
.-----(7分)
设M(-4,yM),N(-4,yN),则由A,P,M共线,得=
,有 yM=-
.同理 yN=-
.
∴yMyN==
.------(9分)
∴⊥
,即FM⊥FN,以线段MN为直径的圆经过点F;----(12分)
当直线l的斜率不存在时,不妨设M(-4,3),N(-4,-3).则有•
=(-3,3)•(-3,-3)=9-9=0,
∴⊥
,即FM⊥FN,以线段MN为直径的圆经过点F.
综上所述,以线段MN为直径的圆经过定点F.-----------(14分)
扫码查看完整答案与解析