- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,右焦点到直线x+y+
=0的距离为2
,过M(0,-1)的直线l交椭圆于A,B两点.
(Ⅰ) 求椭圆的方程;
(Ⅱ) 若直线l交x轴于N,=-
,求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)设右焦点为(c,0)(c>0)
∵右焦点到直线x+y+=0的距离为2
,
∴=2
∴c=
∵椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,
∴=
∴a=2
∴b==
∴椭圆的方程为+
=1;
(Ⅱ)设A (x1,y1),B(x2,y2),N(x0,0)
∵=-
,
∴(x1-x0,y1)=-(x2-x0,y2)
∴y1=-y2①
易知直线斜率不存在时或斜率为0时①不成立
于是设直线l的方程为y=kx-1(k≠0).
与椭圆方程联立,消去x可得(4k2+1)y2+2y+1-8k2=0②
∴y1+y2=-③y1y2=
④
由①③可得y2=,y1=-
代入④整理可得:8k4+k2-9=0
∴k2=1
此时②为5y2+2y-7=0,判别式大于0
∴直线l的方程为y=±x-1
已知椭圆E:+
=1(a>b>0)过点P(3,1),其左、右焦点分别为F1,F2,且
•
=-6.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若M,N是直线x=5上的两个动点,且F1M⊥F2N,圆C是以MN为直径的圆,其面积为S,求S的最小值以及当S取最小值时圆C的方程.
正确答案
(1)设点F1,F2的坐标分别为(-c,0),(c,0)(c>0),
则=(3+c,1),
=(3-c,1),
故•
=(3+c)(3-c)+1=10-c2=-6,可得c=4,
所以2a=|PF1|+|PF2|=+
=6
,
故a=3,b2=a2-c2=18-16=2,
所以椭圆E的方程为+
=1.
(2)设M,N的坐标分别为(5,m),(5,n),
则=(9,m),
=(1,n),又
⊥
,
可得•
=9+mn=0,即mn=-9,
又|MN|=|m-n|=|m|+|n|≥2=2
=6,(当且仅当|m|=|n|时取等号)
故Smin=π()2=9π,且当S取最小值时,
有m=3,n=-3或m=-3,n=3,
此时圆C的方程为(x-5)2+y2=9.
抛物线C1:y2=4mx(m>0)的准线与x轴交于F1,焦点为F2,以F1、F2为焦点、离心率e=的椭圆C2与抛物线C1的一个交点为P.
(1)当m=1时求椭圆的方程;
(2)在(1)的条件下,直线L经过椭圆C2的右焦点F2与抛物线L1交于A1,A2两点.如果弦长|A1A2|等于△PF1F2的周长,求直线L的斜率;
(3)是否存在实数m,使△PF1F2的边长是连续的自然数.
正确答案
(1)m=1时,抛物线C1:y2=4x,焦点为F2 (1,0). 由于椭圆离心率e=,c=1,
故 a=2,b=,故所求的椭圆方程为
+
=1.
(2)由于△PF1F2周长为 2a+2c=6,故弦长|A1A2|=6,设直线L的斜率为k,则直线L的方程为 y-0=k(x-2),
代入抛物线C1:y2=4x 化简得 k2x2-(4k2+4)x+4k2=0,∴x1+x2= 4+,x1x2=4,
∴|A1A2|=•
=
=6,解得 K=±
.
(3)假设存在实数m,△PF1F2的边长是连续自然数,经分析在△PF1F2中|PF1|最长,|PF2|最短,令|F1F2|=2c=2m,
则|PF1|=2m+1,|PF2|=2m-1. 由抛物线的定义可得|PF2|=2m-1=xP-(-m),∴xP=m-1.
把P(m-1,)代入椭圆
+
=1,解得m=3.故存在实数m=3 满足条件.
椭圆E的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,离心率为.点P(1,
)、A、B在椭圆E上,且
+
=m
(m∈R);
(Ⅰ)求椭圆E的方程及直线AB的斜率;
(Ⅱ)求证:当△PAB的面积取得最大值时,原点O是△PAB的重心.
正确答案
(Ⅰ)由e2=1-=
及
+
=1,
解得a2=4,b2=3,…(1分)
椭圆方程为+
=1; …(2分)
设A(x1,y1)、B(x2,y2),
由+
=m
得
(x1+x2-2,y1+y2-3)=m(1,),
即…(3分)
又+
=1,
+
=1,
两式相减得kAB==-
×
=-
×
=-
;…(5分)
(Ⅱ)证明:设AB的方程为 y=-x+t,
代入椭圆方程得:x2-tx+t2-3=0,…(6分)
△=3(4-t2),|AB|=×
=
×
,
点P到直线AB的距离为d=,
S△PAB=|2-t|
=
(-2<t<2). …(8分)
令f(t)=3(2-t)3(2+t),
则f’(t)=-12(2-t)2(t+1),
由f’(t)=0得t=-1或2(舍),
当-2<t<-1时,f’(t)>0,
当-1<t<2时f’(t)<0,
所以当t=-1时,f(t)有最大值81,
即△PAB的面积的最大值是; …(10分)
根据韦达定理得 x1+x2=t=-1,
而x1+x2=2+m,所以2+m=-1,得m=-3,
于是x1+x2+1=3+m=0,y1+y2+=3+
+
=0,
因此△PAB的重心坐标为(0,0). …(12分)
已知A1,A2为双曲线C:-y2=1的左右两个顶点,一条动弦垂直于x轴,且与双曲线交于P,Q(P点位于x轴的上方),直线A1P与直线A2Q相交于点M,
(1)求出动点M(2)的轨迹方程
(2)设点N(-2,0),过点N的直线交于M点的轨迹上半部分A,B两点,且满足=λ
,其中λ∈[
,
],求出直线AB斜率的取值范围.
正确答案
(1)设P(x0,y0),Q(x0,-y0),A1(-,0),A2(
,0)
直线A1P的方程为:=
,(1)
直线A2Q的方程为:=
,(2)
将(1)×(2)得到:=
,又因为
-y02=1.
所以得到M的轨迹方程为:+y2=1,(y≠0)
(2)=λ
,∴A,B,N三点共线,而点N的坐标为(-2,0).
设直线AB的方程为y=k(x+2),其中k为直线AB的斜率,依条件知k≠0.
由消去x得(
y-2)2+2 y2=2,即
y2-
y+2=0
根据条件可知解得0<|k|<
(5分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则根据韦达定理,得
又由=λ
得(x1+2,y1)=λ(x2+2,y2)
从而
消去y2得
=
消去
令∅(λ)=,λ∈[
,
]则∅′(λ)=1-
=
由于≤λ≤
所以∅(λ)是区间[
,
]上的减函数,
从而∅()≤∅(λ)≤∅(
),即
≤∅(λ)≤
,
≤
≤
,∴
≤
≤
解得
≤|k|≤
而0<k<,∴
≤k≤
因此直线AB的斜率的取值范围是[,
]
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