- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过A(-2,0)、B(2,0)、C(1,)三点.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)若直线l:y=k(x-1)(k≠0)与椭圆E交于M、N两点,证明直线AM与直线BN的交点在直线x=4上.
正确答案
解(Ⅰ)解法一:当椭圆E的焦点在x轴上时,设其方程为+
=1(a>b>0),
则a=2,又点C(1,)在椭圆E上,得
+
=1.解得b2=3.
∴椭圆E的方程为+
=1.
当椭圆E的焦点在y轴上时,设其方程为+
=1(a>b>0),
则b=2,又点C(1,)在椭圆E上,得
+
=1.解得a2=3,这与a>b矛盾.C(1,
)
综上可知,椭圆E的方程为+
=1. …(4分)
解法二:设椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0),
将A(-2,0)、B(2,0)、代入椭圆E的方程,得解得m=
,n=
.
∴椭圆E的方程为+
=1. …(4分)
(Ⅱ)证法一:将直线l:y=k(x-1)代入椭圆E的方程+
=1并整理,得(3+4k2)x2-8k2x+4(k2-3)=0,…(6分)
设直线l与椭圆E的交点M(x1,y1),N(x2,y2),
由根与系数的关系,得x1+x2=,x1x2=
. …(8分)
直线AM的方程为:y=(x+2),它与直线x=4的交点坐标为P(4,
),同理可求得直线BN与直线x=4的交点坐标为Q(4,
). …(10分)
下面证明P、Q两点重合,即证明P、Q两点的纵坐标相等:P
∵y1=k(x1-1),y2=k(x2-1),
∴-
=
=
=
=0.
因此结论成立.
综上可知,直线AM与直线BN的交点在直线x=4上. …(14分)
证法二:将直线l:y=k(x-1),代入椭圆E的方程+
=1并整理,得(3+4k2)x2-8k2x+4(k2-3)=0,…(6分)
设直线l与椭圆E的交点M(x1,y1),N(x2,y2),
由根与系数的关系,得x1+x2=,x1x2=
. …(8分)
直线AM的方程为:y=(x+2),即y=
(x+2).
直线BN的方程为:y=(x-2),即y=
(x-2). …(10分)
由直线AM与直线BN的方程消去y,得x==
=
=
=4.
∴直线AM与直线BN的交点在直线x=4上. …(14分)
证法三:将直线l:y=k(x-1),代入椭圆方程+
=1并整理,得(3+4k2)x2-8k2x+4(k2-3)=0,…(6分)
设直线l与椭圆E的交点M(x1,y1),N(x2,y2),
由根与系数的关系,得x1+x2=,x1x2=
. …(8分)
消去k2得,2x1x2=5(x1+x2)-8. …(10分)
直线AM的方程为:y=(x+2),即y=
(x+2).
直线BN的方程为:y=(x-2),即y=
(x-2). …(12分)
由直线AM与直线BN的方程消去y得,x==
=4.
∴直线AM与直线BN的交点在直线x=4上. …(14分)
已知椭圆+
=1(a>b>0)过点M(0,2),离心率e=
.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设过定点N(2,0)的直线l与椭圆相交于A,B两点,且∠AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l倾斜角的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由题意得b=2,=
结合a2=b2+c2,解得a2=12
所以,椭圆的方程为+
=1.…(4分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),则=(x1,y1),
=(x2,y2).
①当x1=x2=2时,斜率不存在时,不妨令=(2,
),
=(2,-
)
∴•
=4-
=
>0,∠AOB为锐角成立 …(6分)
②当x1≠x2时,设直线l的方程为:y=k(x-2)
由得x2+3k2(x-2)2=12
即(1+3k2)x2-12k2x+12k2-12=0.
所以x1+x2=,x1x2=
,…(8分)
∴y1y2=k2(x1-2)(x2-2)=-
∴•
=x1x2+y1y2=
>0 …(10分)
解得k>或k<-
.…(12分)
综上,直线l倾斜角的取值范围是(,
).…(13分)
已知椭圆C:+
=1 (a>b>0)的离心率为
,定点M(2,0),椭圆短轴的端点是B1,B2,且MB1⊥MB2.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设过点M且斜率不为0的直线交椭圆C于A,B两点.试问x轴上是否存在定点P,使PM平分∠APB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)由 =e2=
=1-
,得
=
.…(2分)
依题意△MB1B2是等腰直角三角形,从而b=2,故a=3.…(4分)
所以椭圆C的方程是+
=1.…(5分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为x=my+2.
将直线AB的方程与椭圆C的方程联立,消去x得 (4m2+9)y2+16my-20=0.…(7分)
所以 y1+y2=,y1y2=
.…(8分)
若PF平分∠APB,则直线PA,PB的倾斜角互补,所以kPA+kPB=0.…(9分)
设P(a,0),则有 +
=0.
将 x1=my1+2,x2=my2+2代入上式,整理得 =0,
所以 2my1y2+(2-a)(y1+y2)=0.…(12分)
将 y1+y2=,y1y2=
代入上式,整理得 (-2a+9)•m=0.…(13分)
由于上式对任意实数m都成立,所以 a=.
综上,存在定点P(,0),使PM平分∠APB.…(14分)
已知椭圆E的方程是+
=1(a>b>0),其左顶点为(-2,0),离心率e=
.
(1)求椭圆E的方程;
(2)已知倾斜角为45°且过右焦点的直线l交椭圆E于A、B两点,若椭圆上存在一点P,使=λ(
+
),试求λ的值.
正确答案
(1)由已知得a=2,e==
,∴c=1,b=
=
,
∴椭圆E的方程为+
=1.
(2)由(1)得右焦点F(1,0),因此直线l的方程为y=x-1.
代入椭圆方程并整理得7x2-8x-8=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,
∴y1+y2=(x1-1)+(x2-1)=(x1+x2)-2=-.
∴=λ(
+
)=λ(x1+x2,y1+y2)=λ(
,-
),
∴P点坐标为(,-
),
代入椭圆方程,可得+
=1,
∴λ2=,解得λ=±
.
.已知椭圆+
=1(a>i>0)离心率e=
,焦点到椭圆上的点的最短距离为2-
.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)设直线l:小=kx+1与椭圆交与M,N两点,当|MN|=时,求直线l的方程.
正确答案
(1)由已知得e==
,
∵a-c=2-,
∴a=2,c=
∴椭圆的标准方程为+y2=1…(五分)
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2)
由得(4k2+1)x2+8kx=b…(8分)
△=五4k2,
∵直线l:y=kx+1与椭圆交与M,N两点,
∴△>b,x1+x2=,x1•x2=b
∴|MN|=|x1-x2|
=•
=,
∴k=±1,或k=±,(1b分)
∴直线方程为y=x+1,或y=-x+1,或y=x+1,或y=-
x+1.(14分)
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