- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,且短轴长为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)若与两坐标轴都不垂直的直线l与椭圆交于A,B两点,O为坐标原点,且•
=
,S△AOB=
,求直线l的方程.
正确答案
(1)短轴长2b=2,b=1,e==
又a2=b2+c2,所以a=,c=1,所以椭圆的方程为
+y2=1
(2)设直线l的方程为y=kx+m(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
消去y得,(1+2k2)x2+4mkx+2m2-2=0,
•
=x1x 2+y1y 2=
即=
即9m2=10k2+8S△AOB=
|m||x1-x2|=
=
=
即9m2(1+2k2-m2)=(1+2k2)2
,
解得k2=1,m2=2,所以y=±x±
已知F1(-2,0),F2(2,0)两点,曲线C上的动点P满足|PF1|+|PF2| =|F1F2|.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)若直线l经过点M(0,3),交曲线C于A,B两点,且=
,求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)由已知可得|PF1|+|PF2| =|F1F2| =6>|F1F2|=4,
故曲线C是以F1,F2为焦点,长轴长为6的椭圆,其方程为+
=1.
(Ⅱ)方法一:设A(x1,y1),B(x2,y2),由条件可知A为MB的中点,
则有
将(3)、(4)代入(2)得+
=1,整理为
+
-
y1+
=0.
将(1)代入上式得y1=2,再代入椭圆方程解得x1=±,
故所求的直线方程为y=±x+3.
方法二:依题意,直线l的斜率存在,设其方程为y=kx+3.
由得(5+9k2)x2+54kx+36=0.令△>0,解得k2>
.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,①x1x2=
.②
因为=
,所以A为MB的中点,从而x2=2x1.
将x2=2x1代入①、②,得x1=,x12=
,
消去x1得()2=
,
解得k2=,k=±
.
所以直线l的方程为y=±x+3.
已知椭圆+
=1(a>0,b>0)的左焦点F为圆x2+y2+2x=0的圆心,且椭圆上的点到点F的距离最小值为
-1.
(I)求椭圆方程;
(II)已知经过点F的动直线l与椭圆交于不同的两点A、B,点M(-,0),证明:
•
为定值.
正确答案
(I)∵圆x2+y2+2x=0的圆心为(-1,0),依据题意c=1,a-c=-1,∴a=
.
∴椭圆的标准方程是:+y2=1;
(II)①当直线L与x轴垂直时,L的方程是:x=-1,
得A(-1,),B(-1,-
),
•
=(
,
)•(
,-
)=-
.
②当直线L与x轴不垂直时,设直线L的方程为 y=k(x+1)
⇒(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=,x1+x2=-
,
•
=(x1+
,y1)•(x2+
,y2)=x1x2+
(x1+x2)+
+k2(x1x2+x1+x2+1)
=(1+k2)x1x2+(k2+)(x1+x2)+k2+
=(1+k2)(
)+(k2+
)(-
)+k2+
=+
=-2+
=-
综上•
为定值-
.
已知两定点E(-,0),F(
,0),动点P满足
•
=0,由点P向x轴作垂线PQ,垂足为Q,点M满足
=
,点M的轨迹为C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)若直线l交曲线C于A、B两点,且坐标原点O到直线l的距离为,求|AB|的最大值.
正确答案
(Ⅰ)设P(m,n),则
∵两定点E(-,0),F(
,0),动点P满足
•
=0,
∴(--m,-n)•(
-m,-n)=0,
∴m2+n2=2
设M(x,y),则
∵由点P向x轴作垂线PQ,垂足为Q,点M满足=
,
∴P(x,y)
∴x2+2y2=2
∴曲线C的方程为+y2=1;
(Ⅱ)①若直线l垂直于x轴,此时|AB|=. …(5分)
②若直线l不垂直于x轴,设直线l的方程为y=kx+m,
则原点O到直线l的距离为=
,整理可得2m2=1+k2.…(6分)
由消去y可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意可得△>0,
则x1+x2=-,x1x2=
.
∴|AB|=•
=2
•
…(8分)
∵2m2=1+k2,
∴2 (1+k2)(1+2k2-m2)=(1+k2)(2+4k2-2m2)=(1+k2)(1+3k2)≤(1+2k2)2,
等号当且仅当1+k2=1+3k2,即k=0时成立.
即2•
≤2.
所以k=0时,|AB|取得最大值2.…(12分)
已知中心在原点,焦点在x轴上的椭圆C过点(1,),离心率为
,点A为其右顶点.过点B(1,0)作直线l与椭圆C相交于E,F两点,直线AE,AF与直线x=3分别交于点M,N.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求•
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由题意,设椭圆的方程为+
=1(a>b>0),
依题意得解之可得a2=4,b2=1.
所以椭圆C的方程为+y2=1.…(4分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知点A的坐标为(2,0).
(1)当直线l的斜率不存在时,不妨设点E在x轴上方,
易得E(1,),F(1,-
),M(3,-
),N(3,
),所以
•
=1.…(6分)
(2)当直线l的斜率存在时,由题意可设直线l的方程为y=k(x-1),显然k=0时,不符合题意.
由消y并整理得(4k2+1)x2-8k2x+4k2-4=0.
设E(x1,y1),F(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
.
直线AE,AF的方程分别为:y=(x-2),y=
(x-2),
令x=3,则M(3,),N(3,
).
所以=(3-x1,
),
=(3-x2,
).…(10分)
所以•
=(3-x1)(3-x2)+
•
=(3-x1)(3-x2)(1+)=(3-x1)(3-x2)(1+k2•
)
=[x1x2-3(x1+x2)+9]×[1+k2•]
=(-3•
+9)•(1+k2•
)
=()•(1+
)=
=1+
.…(12分)
因为k2>0,所以16k2+4>4,所以1<<
,即
•
∈(1,
).
综上所述,•
的取值范围是[1,
).…(14分)
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