- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
设椭圆C:+
=1(a>0)的左右焦点分别为F1、F2,A是椭圆C上的一点,
•
=0,坐标原点O到直线AF1的距离为
|OF1|.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设Q是椭圆C上的一点,过点Q的直线l交x轴于点F(-1,0),交y轴于点M,若||=2|
|,求直线l的斜率.
正确答案
(Ⅰ)由题设知F1(-,0),F2(
,0),
由于•
=0,则有
⊥
=0,所以点A的坐标为(
,±
) …(2分)
故AF1所在直线方程为y=±(+
) …(4分)
所以坐标原点O到直线AF1的距离为
又|OF1|=,所以
=
,解得:a=2 …(6分)
∴所求椭圆的方程为+
=1 …(7分)
(Ⅱ)设直线l的方程为y=k(x+1),则有M(0,k) …(8分)
设Q(x1,y1),由于Q、F、M三点共线,且||=2|
|,
∴(x1,y1-k)=±2(x1+1,y1),解得或
…(11分)
又Q在椭圆C上,故+
=1或
+
=1…(12分)
解得k=0或k=±4,所以所求直线l的斜率为0或±4 …(14分)
两个焦点的坐标分别是(-4,0),(4,0),椭圆上一点P到两焦点的距离的和等于10的椭圆标准方程为______.
正确答案
∵两个焦点的坐标分别是(-4,0),(4,0),
∴椭圆的焦点在横轴上,并且c=4,
∴由椭圆的定义可得:2a=10,即a=5,
∴由a,b,c的关系解得b=3,
∴椭圆方程是 +
=1.
故答案为:+
=1.
已知椭圆E:+
=1(a>b>0)的左焦点F1(-
,0),若椭圆上存在一点D,满足以椭圆短轴为直径的圆与线段DF1相切于线段DF1的中点F.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)已知两点Q(-2,0),M(0,1)及椭圆G:+
=1,过点Q作斜率为k的直线l交椭圆G于H,K两点,设线段HK的中点为N,连接MN,试问当k为何值时,直线MN过椭圆G的顶点?
(Ⅲ) 过坐标原点O的直线交椭圆W:+
=1于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC并延长交椭圆W于B,求证:PA⊥PB.
正确答案
(本小题满分14分)
(Ⅰ)连接DF2,FO(O为坐标原点,F2为右焦点),
由题意知:椭圆的右焦点为F2(,0)
因为FO是△DF1F2的中位线,且DF1⊥FO,
所以|DF2|=2|FO|=2b,
所以|DF1|=2a-|DF2|=2a-2b,
故|FF1|=|DF1|=a-b.…(2分)
在Rt△FOF1中,|FO|2+|FF1|2=|F1O|2
即b2+(a-b)2=c2=5,又b2+5=a2,解得a2=9,b2=4,
所求椭圆E的方程为+
=1.…(4分)
(Ⅱ) 由(Ⅰ)得椭圆G:x2+=1
设直线l的方程为y=k(x+2)并代入x2+=1
整理得:(k2+4)x2+4k2x+4k2-4=0
由△>0得:-<k<
,…(5分)
设H(x1,y1),K(x2,y2),N(x0,y0)
则由中点坐标公式得:…(6分)
①当k=0时,有N(0,0),直线MN显然过椭圆G的两个顶点(0,-2),(0,2).…(7分)
②当k≠0时,则x0≠0,直线MN的方程为y=x+1
此时直线MN显然不能过椭圆G的两个顶点(0,-2),(0,2);
若直线MN过椭圆G的顶点(1,0),则0=+1,即x0+y0=1,
所以+
=1,解得:k=
,k=2(舍去),…(8分)
若直线MN过椭圆G的顶点(-1,0),则0=-+1,即x0-y0=-1,
所以-
=-1,
解得:k=-4+2,k=-4-2
(舍去).…(9分)
综上,当k=0或k=或k=-4+2
时,直线MN过椭圆G的顶点.…(10分)
(Ⅲ)法一:由(Ⅰ)得椭圆W的方程为+y2=1,…(11分)
根据题意可设P(m,n),则A(-m,-n),C(m,0)
则直线AC的方程为y+n=(x+m),…①
过点P且与AP垂直的直线方程为y-n=-(x-m),…②
①×②并整理得:+y2=
+n2,
又P在椭圆W上,所以+n2=1,
所以+y2=1,
即①、②两直线的交点B在椭圆W上,所以PA⊥PB.…(14分)
法二:由(Ⅰ)得椭圆W的方程为+y2=1
根据题意可设P(m,n),则A(-m,-n),C(m,0),
∴kPA=,kAC=
,
所以直线AC:y=(x-m)
,
化简得(1+)x2-
x+
-2=0,
所以xA+xB=,
因为xA=-m,所以xB=,则yB=
xB-
=
.…(12分)
所以kPB==-
,则kPA•kPB=-1,故PA⊥PB.…(14分)
已知直线l:6x-5y-28=0交椭圆+
=1(a>b>0)于M,N两点,B(0,b)是椭圆的一个顶点,且b为整数,
而△MBN的重心恰为椭圆的右焦点F2.
(1)求此椭圆的方程;
(2)设此椭圆的左焦点为F1,问在椭圆上是否存在一点P,使得∠F2PF1=60°?并证明你的结论.
正确答案
解(1)设M(x1,y1),N(x2,y2),
则b2x12+a2y12=a2b2,b2x22+a2y22=a2b2,
两式相减得=-
=-
①,
由=c,
=0,得x1+x2=3c,y1+y2=-b,代入①
得2b2-5bc+2c2=0⇒2b=c或b=2c②;
∵M、N在直线L上,得6(x1+x2)-5(y1+y2)=56⇒18c+5b=56③;
由②③解得(b为整数):b=4,c=2,a2=20,
因此椭圆方程为:+
=1.
(2)证明:cos∠F1PF2=
=≥
-1=
>
,
∴∠F1PF2<60°,
∴使∠F1PF2=60°的点P不存在.
已知离心率为的椭圆C1的顶点A1,A2恰好是双曲线
-y2=1的左右焦点,点P是椭圆上不同于A1,A2的任意一点,设直线PA1,PA2的斜率分别为k1,k2.
(Ⅰ)求椭圆C1的标准方程;
(Ⅱ)试判断k1•k2的值是否与点P的位置有关,并证明你的结论;
(Ⅲ)当k1=时,圆C2:x2+y2-2mx=0被直线PA2截得弦长为
,求实数m的值.
设计意图:考察直线上两点的斜率公式、直线与圆相交、垂径定理、双曲线与椭圆的几何性质等知识,考察学生用待定系数法求椭圆方程等解析几何的基本思想与运算能力、探究能力和推理能力.第(Ⅱ)改编自人教社选修2-1教材P39例3.
正确答案
(Ⅰ)双曲线-y2=1的左右焦点为(±2,0)
即A1,A2的坐标分别为(-2,0),(2,0).(1分)
所以设椭圆C1的标准方程为+
=1(a>b>0),则a=2,(2分)
且e==
,所以c=
,从而b2=a2-c2=1,(4分)
所以椭圆C1的标准方程为+
=1.(5分)
(Ⅱ)设P(x0,y0)则+
=1,即y02=1-
=
(6分)
k1•k2=•
=
=-
.(8分)
所以k1•k2的值与点P的位置无关,恒为-. (9分)
(Ⅲ)由圆C2:x2+y2-2mx=0得(x-m)2+y2=m2,
其圆心为C2(m,0),半径为|m|,(10分)
由(Ⅱ)知当k1=时,k2=-
,
故直线PA2的方程为y=-(x-2)即x+2y-2=0,(11分)
所以圆心为C2(m,0)到直线PA2的距离为d==
,
又由已知圆C2:x2+y2-2mx=0被直线PA2截得弦长为及垂径定理得
圆心C2(m,0)到直线PA2的距离d=,
所以=
,即m2+m-2=0,解得m=-2或m=1.(13分)
所以实数m的值为1或-2.(14分).
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