- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知直线l:y=x+,圆O:x2+y2=5,椭圆E:
+
=1(a>b>0)的离心率e=
,直线l被圆O截得的弦长与椭圆的短轴长相等.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)过圆O上任意一点P作椭圆E的两条切线,若切线都存在斜率,求证两切线斜率之积为定值.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆半焦距为c,圆心O到l的距离d==
,
∴直线l被圆O截得的弦长为2=2
=2
,
由2b=2,解得b=
,
∵椭圆E:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,
∴=
∴=
,解得a2=3
∴椭圆E的方程为+
=1;
(Ⅱ)证明:设P(x0,y0),过点P的椭圆E的切线l0的方程为y-y0=k(x-x0)
与椭圆方程联立,消去y可得(3+2k2)x2+4k(y0-kx0)x+2(kx0-y0)2-6=0
∴△=[4k(y0-kx0)]2-4(3+2k2)[2(kx0-y0)2-6]=0
∴(2-x02)k2+2kx0y0-(y02-3)=0
设满足题意的椭圆的两条切线的斜率分别为k1,k2,
∴k1k2=-
∵P在圆O上,∴x02+y02=5,
∴k1k2=-=-1
∴两切线斜率之积为定值-1.
中心在原点的椭圆E:+
=1(a>b>0)的一个焦点为圆C:x2+y2-4x+2=0的圆心,离心率为
.
(1)求椭圆E的方程;
(2)椭圆E上是否存在一点P,使得过P点的两条斜率之积为的两条直线l1、l2,与圆C相切?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)由x2+y2-4x+2=0得(x-2)2+y2=2,∴圆心C(2,0)
∵椭圆的一个焦点为圆C:x2+y2-4x+2=0的圆心,离心率为.
∴c=2,=
,∴a=4,
∴b2=a2-c2=12
∴椭圆E的方程为+
=1;
(2)设P(x0,y0),l1,l2的斜率分别为k1,k2,则l1:y-y0=k1(x-x0),l2:y-y0=k2(x-x0),且k1k2=
由l1与圆C:x2+y2-4x+2=0相切得=
∴[(2-x0)2-2]k12+2(2-x0)y0k1+y02-2=0
同理可得[(2-x0)2-2]k22+2(2-x0)y0k2+y02-2=0
从而k1,k2是方程[(2-x0)2-2]k2+2(2-x0)y0k+y02-2=0的两个实根
所以①,且k1k2=
=
∵+
=1,
∴5x02-8x0-36=0,
∴x0=-2或x0=
由x0=-2得y0=±3;由x0=得y0=±
满足①
故点P的坐标为(-2,3)或(-2,-3),或(,
)或(
,-
)
已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,短轴长为4
.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)P(2,3),Q(2.-3)是椭圆C上两个定点,A、B是椭圆C上位于直线PQ两侧的动点.当A、B运动时,满足∠APQ=∠BPQ的斜率是否为定值,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0).
由已知b=2,离心率e=
=
,a2=b2+c2,得a=4,
所以,椭圆C的方程为+
=1;
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),∠APQ=∠BPQ时,PA,PB的斜率之和为0
设直线PA的斜率为k,则PB的斜率为-k,
则PA的直线方程为y-3=k(x-2)代入椭圆方程,可得(3+4k2)x2+8(3-2k)kx+4(3-2k)2-48=0
∴x1+2=
同理x2+2=
∴x1+x2=,x1-x2=
∴kAB==
=
∴直线AB的斜率为定值.
求适合下列条件的曲线的标准方程:
(1)a=3b,经过点M(3,0)的椭圆;
(2)a=2,经过点N(2,-5),焦点在y轴上的双曲线.
正确答案
(1)∵椭圆经过点M(3,0),
∴当椭圆焦点在x轴上时,a=3b=3,得b=1,此时椭圆的标准方程为+y2=1;
当椭圆焦点在y轴上时,b=3,a=3b=9,此时椭圆的标准方程为+
=1.
综上所述,所求椭圆的方程为+y2=1或
+
=1.
(2)∵双曲线的焦点在y轴上,a=2,
∴设双曲线的方程为-
=1(b>0),即
-
x
b2
2=1(b>0),
∵点N(2,-5)在双曲线上,
∴-
2
b2
2=1,解之得b2=16,
因此,所求双曲线的方程为-
x
16
2=1.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的左顶点A(-2,0),过右焦点F且垂直于长轴的弦长为3.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若过点A的直线l与椭圆交于点Q,与y轴交于点R,过原点与l平行的直线与椭圆交于点P,求证:为定值.
正确答案
(1)a=2,设过右焦点F且垂直于长轴的弦为MN,将M(c,yM)代入椭圆方程+
=1,解得yM=±
,…(2分)
故=3,可得b2=3. …(4分)
所以,椭圆方程为+
=1. …(6分)
(2)由题意知,直线AQ,OP斜率存在,故设为k,则直线AQ的方程为y=k(x+2),直线OP的方程为y=kx.可得R(0,2k),
则|AR|=2,…(8分)
设A(x1,y1),Q(x2,y2),联立方程组,
消去y得:(4k2+3)x2+16k2x+16k2-12=0,
x1+x2=-,x1x2=
,
则|AQ|=|x1-x2|=
=
. …(11分)
设y=kx与椭圆交另一点为M(x3,y3),P(x4,y4),联立方程组,
消去y得(4k2+3)x2-12=0,|x4|=,
所以|OP|=|x4|=
•
. …(13分)
故=
=2.
所以等于定值2…(15分)
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