- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知椭圆+
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点A在椭圆C上,
•
=0,cos∠F1AF2=
,|
|=2,过点F2且与坐标轴不垂直的直线交椭圆于P,Q两点.
(I)求椭圆C的方程;
(II)线段OF2上是否存在点M(m,0),使得•
=
•
,若存在,求出实数m的取值范围;若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)由题意∠AF1F2=90°,cos∠F1AF2=,
又||=2,
所以||=
,|
|=
,2a=|
|+|
|=4,
所以a=2,c=1,b2=a2-c2=3,即所求椭圆方程为+
=1.
(Ⅱ)存在这样的点M符合题意.
设线段PQ的中点为N,P(x1,y1),Q(x2,y2),N(x0,y0),直线PQ的斜率为k(k≠0),
又F2(1,0),则直线PQ的方程为y=k(x-1),
由消y得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0,
由韦达定理得x1+x2=,故x0=
=
,
又点N在直线PQ上,所以N(,
).
由•
=
•
,可得
•(
+
)=2
•
=0,即PQ⊥MN,
所以kMN==-
,整理得m=
=
∈(0,
),
所以在线段OF2上存在点M(m,0)符合题意,其中m∈(0,).
已知椭圆C的方程为+
= 1(a>0),其焦点在x轴上,点Q(
,
)为椭圆上一点.
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)设动点P(x0,y0)满足=
+2
,其中M、N是椭圆C上的点,直线OM与ON的斜率之积为-
,求证:
+2
为定值;
(3)在(2)的条件下探究:是否存在两个定点A,B,使得|PA|+|PB|为定值?若存在,给出证明;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)因为点Q(,
)为椭圆上一点,
所以+
=1,解得a2=4,
所以椭圆方程为+
=1;
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),
又kOM•kON=•
=-
,化简得x1x2+2y1y2=0,
又M、N是椭圆C上的点,所以+
=1,
+
=1,即x12+2y12=4,x22+2y22=4,
由=
+2
,⇒
,
所以x02+2y02=(x1+2x2)2+2(y1+2y2)2
=(x12+2y12)+4(x22+2y22)+4x1x2+8y1y2
=4+4×4+4(x1x2+2y1y2)
=20(定值);
(3)由(2)知,动点P(x0,y0)满足x02+2y02=20,即+
=1,
所以点P的轨迹是以(±,0)为焦点的椭圆.
故存在点A(,0)、B(-
,0),使得|PA|+|PB|=4
(定值).
已知椭圆E:+
=1(a>b>0)的右焦点为F(c,0),离心率为
,A(-a,0),B(0,b),且△ABF的面积为
,设斜率为k的直线过点F,且与椭圆E相交于M、N两点.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)若 ≤
•
≤
,求k的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)∵离心率为,∴a=2c,b=
c.
∵△ABF的面积为,
∴(2c+c)×
c=
,∴c=1
∴a=2,∴b=
∴椭圆E的方程为+
=1;
(Ⅱ)斜率为k的直线过点F,设方程为y=k(x-1)与+
=1联立,消元可得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
∴y1y2=k2(x1-1)(x2-1)=
∴•
=(x1+2,y1)•( x2+2,y2)=x1x2+2(x1+x2)+4+y1y2=
∵≤
•
≤
,∴
≤
≤
∴≤k2≤1
∴≤k≤1或-1≤k≤-
∴k的取值范围是[,1]∪[-1,-
].
已知平面上一定点C(2,O)和直线l:x=8,P为该平面上一动点,作PQ⊥l,垂足为Q,且(+
)•(
-
)=0.
(1)问点P在什么曲线上?并求出该曲线的方程;
(2)若EF为圆N:x2+(y-1)2=1的任一条直径,求•
的最大值.
正确答案
(1)设P的坐标为P(x,y),则Q(8,y)
∵(+
)•(
-
)=0,得:4
2=
2
∴4[(x-2)2+y2]=[(x-8)2+(y-y)2],化简得3x2+4y2=48,
∴点P的轨迹方程为+
=1,此曲线是以(±2,0)为焦点的椭圆;
(2)∵EF为圆N的直径,∴|NE|=|NF|=1,且=-
∴•
=(
+
)•(
+
)=(
+
)•(
-
)=
PN
2-1
∵点P为椭圆+
=1上的点,满足x2=16-
∵N(1,0),∴
PN
2=x2+(y-1)2=-(y+3)2+20
∵椭圆+
=1上点P纵坐标满足 y∈[-2
,2
]
∴当y=-3时,
PN
2的最大值为20,故•
=
PN
2-1的最大值等于19.
点A、B分别是以双曲线-
=1的焦点为顶点,顶点为焦点的椭圆C长轴的左、右端点,点F是椭圆的右焦点,点P在椭圆C上,且位于x轴上方,
•
=0
(I)求椭圆C的方程;
(II)求点P的坐标;
(III)设M是椭圆长轴AB上的一点,点M到直线AP的距离等于|MB|,求椭圆上的点到M的距离d的最小值.
正确答案
解(I)已知双曲线实半轴a1=4,虚半轴b1=2,半焦距c1=
=6,
∴椭圆的长半轴a2=c1=6,椭圆的半焦距c2=a1=4,椭圆的短半轴b2==
,
∴所求的椭圆方程为+
=1
(II)由已知A(-6,0),F(4,0),
设点P的坐标为(x,y),则=(x+6,y),
=(x-4,y),由已知得
则2x2+9x-18=0,解之得x=或x=-6,
由于y>0,所以只能取x=,于是y=
,所以点P的坐标为(
,
)(9分)
(Ⅲ)直线AP:x-y+6=0,设点M是(m,0),则点M到直线AP的距离是
,于是
=|m-6|,
又∵点M在椭圆的长轴上,即-6≤m≤6∴m=2
∴当m=2时,椭圆上的点到M(2,0)的距离d2=(x-2)2+y2=x2-4x+4+20-=
(x-
)2+15
又-6≤x≤6∴当x=时,d取最小值
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