- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知α∈[0,π],试讨论方程x2sinα+y2cosα=1所表示的曲线的类型.
正确答案
(1)α=0时,表示两条平行的直线,方程为y=±1; 2分
(2)α∈(0,)时,0<sinα<cosα,表示焦点在x轴上的椭圆;2分
(3)α=时,sinα=cosα=
,表示圆;2分
(4)α∈(,
)时,sinα>cosα>0,表示焦点在y轴上的椭圆;2分
(5)α=时,表示两条平行的直线,方程为x=±1;2分
(6)α∈(,π)时,sinα>0,cosα<0,表示焦点在x轴上的双曲线;2分
(7)α=π时,sinα=0,cosα=-1,不表示任何曲线.2分.
已知椭圆C1:+
=1 (a>b>0)的离心率为
,连接椭圆的四个顶点得到的四边形的面积为2
.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直l1于点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;
(3)设O为坐标原点,取C2上不同于O的点S,以OS为直径作圆与C2相交另外一点R,求该圆面积的最小值时点S的坐标.
正确答案
(1)由题意可知解得
所以椭圆C1的方程是+
=1.
(2)∵|MP|=|MF2|,∴动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它到定点F2(1,0)的距离,
∴动点M的轨迹C2是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
所以点M的轨迹C2的方程y2=4x.
(3)∵以OS为直径的圆C2相交于点R,∴以∠ORS=90°,即•
=0.
设S (x1,y1),R(x2,y2),=(x2-x1,y2-y1),
=(x2,y2).
∴•
=x2(x2-x1)+y2(y2-y1)=
+y2(y2-y1)=0,
∵y1≠y2,y2≠0,化简得y1=-(y2+),
∴=
+
+32≥2
+32=64,
当且仅当=
,即
=16,y2=±4时等号成立.
圆的直径|OS|==
=
=
,
∵≥64,∴当
=64,y1=±8,|OS|min=8
,
所以所求圆的面积的最小时,点S的坐标为(16,±8).
在直角坐标系xOy中,中心在原点O,焦点在x轴上的椭圆C上的点(2,1)到两焦点的距离之和为4
.
(1)求椭圆C 的方程;(2)过椭圆C 的右焦点F作直线l与椭圆C分别交于A、B两点,其中点A在x轴下方,且=3
.求过O、A、B三点的圆的方程.
正确答案
(1)由题意,设椭圆C:+
=1(a>b>0),则2a=4
,a=2
.
∵点(2,1)在椭圆
+
=1上,
∴+
=1,解得b=
,
∴所求椭圆的方程为+
=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2)(y1<0,y2>0),点F的坐标为F(3,0),
由=3
,得3-x1=3(x2-3),-y1=3y2,即x1=-3x2+12,y1=-3y2①.
又A、B在椭圆C上,
∴+
=1,
+
=1,
解得x2=,y2=
,
∴B(,
),代入①得A(2,-
).
设过O、A、B三点的圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则将O、A、B三点的坐标代入得
F=0,6+2D-E+F=0,
+
D+
E+F=0,
解得D=-,E=-
,F=0,
故过O、A、B三点的圆的方程为x2+y2-x-
y=0.
已知曲线C1:+
=1(a>b>0)所围成的封闭图形的面积为4
,曲线C1的内切圆半径为
.记C2为以曲线C1与坐标轴的交点为顶点的椭圆.
(Ⅰ)求椭圆C2的标准方程;
(Ⅱ)设AB是过椭圆C2中心的任意弦,l是线段AB的垂直平分线.M是l上异于椭圆中心的点.
(1)若|MO|=λ|OA|(O为坐标原点),当点A在椭圆C2上运动时,求点M的轨迹方程;
(2)若M是l与椭圆C2的交点,求△AMB的面积的最小值.
正确答案
(Ⅰ)由题意得 ,又a>b>0,解得 a2=5,b2=4.
因此所求椭圆的标准方程为 +
=1.
(Ⅱ)(1)假设AB所在的直线斜率存在且不为零,设AB所在直线方程为y=kx(k≠0),A(xA,yA).
解方程组得
=
,
=
,
所以|OA|2=+
=
+
=
.
设M(x,y),由题意知|MO|=λ|OA|(λ≠0),
所以|MO|2=λ2|OA|2,即x2+y2=λ2,
因为l是AB的垂直平分线,所以直线l的方程为y=-x,即k=-
,
因此x2+y2=λ2=λ2
,
又x2+y2≠0,所以5x2+4y2=20λ2,故+
=λ2.
又当k=0或不存在时,上式仍然成立.
综上所述,M的轨迹方程为+
=λ2(λ≠0).
(2)当k存在且k≠0时,由(1)得=
,
=
,
由
解得=
,
=
,
所以|OA|2=+
=
,|AB|2=4|OA|2=
,|OM|2=
.
由于=
|AB|2•|OM|2=
×
×
=
≥
=
=(
)2,
当且仅当4+5k2=5+4k2时等号成立,即k=±1时等号成立,
此时△AMB面积的最小值是S△AMB=.
当k=0,S△AMB=×2
×2=2
>
.
当k不存在时,S△AMB=×
×4=2
>
.
综上所述,△AMB的面积的最小值为.
设MN是双曲线-
=1的弦,且MN与x轴垂直,A1、A2是双曲线的左、右顶点.
(Ⅰ)求直线MA1和NA2的交点的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设直线y=x-1与轨迹C交于A、B两点,若轨迹C上的点P满足=λ
+μ
(O为坐标原点,λ,μ∈R)
求证:λ2+μ2-λμ为定值,并求出这个定值.
正确答案
(Ⅰ)∵A1、A2是双曲线的左、右顶点,∴A1(-2,0)A2(2,0)
∵MN是双曲线-
=1的弦,且MN与x轴垂直,∴设M(x0,y0),则N(x0,-y0)
则直线MA1和NA2的方程分别为y=(x+2),y=
(x-2)
联立两方程,解x0,y0,得 ,∵M(x0,y0)在双曲线上,代入双曲线方程,得
+
=1,即直线MA1和NA2的交点的轨迹C的方程为
+
=1
(Ⅱ)联立得7x2-8x-8=0
由韦达定理得x1+x2=,x1x2=
A,B,P三点在+
=1上,
知3x12+4y12=12,3x22+4y22=12,
∵=λ
+μ
,∴P点坐标为(λ2x12+2λμx1x2+μ2x22,λ2y12+2λμy1y2+μ2y22)
∴3(λ2x12+2λμx1x2+μ2x22)+4(λ2y12+2λμy1y2+μ2y22)=12
又3x1x2+4y1y2=7x1x2-4(x1+x2)+4=-
∴λ2+μ2-λμ=1
∴λ2+μ2-λμ为定值,且定制为1.
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