- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
已知离心率为的椭圆E:
+
=1(a>b>0)的焦距为4.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若某圆的圆心为坐标原点O,该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A,B,且⊥
,求该圆的方程,并求|AB|的最大值.
正确答案
(1)由题意,2c=4,=
,∴c=2,a=2
∴b2=a2-c2=4,∴椭圆E的方程为+
=1;
(2)假设存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A,B,且⊥
,
设该圆的切线方程为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2).
由,可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0,则△=8(8k2-m2+4)>0,∴8k2-m2+4>0
x1+x2=-,x1x2=
,
∴y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=
要使⊥
,只需x1x2+y1y2=0,即
+
=0,所以3m2-8k2-8=0,
所以k2=≥0
又8k2-m2+4>0,所以,所以m2≥
,即m≥
或m≤-
,
因为直线y=kx+m为圆心在原点的圆的一条切线,所以圆的半径为r2==
,
所以所求的圆为x2+y2=,此时圆的切线y=kx+m都满足m≥
或m≤-
;
当切线的斜率不存在时切线为x=±与椭圆
+
=1的两个交点为(
,±
)或(-
,±
)满足
⊥
,
综上,存在圆心在原点的圆x2+y2=,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A,B,且
⊥
.
因为x1+x2=-,x1x2=
,
所以|AB|=|x1-x2|=
,
当k≠0时,|AB|=
因为4k2++4≥8,所以0<
≤
,所以|AB|≤2
当k=0时,或斜率不存在时,计算得|AB|=.
综上可得|AB|max=2
已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,一个顶点为B(0,-1),且其右焦点到直线x-y+2=0的距离为3.
(1)求椭圆方程;
(2)设直线l过定点Q(0,),与椭圆交于两个不同的点M、N,且满足|BM|=|BN|.求直线l的方程.
正确答案
解 (1)设椭圆方程为+
=1(a>b>0),则b=1.
设右焦点F(c,0)(c>0),则由条件得3=,得c=
.
则a2=b2+c2=3,
∴椭圆方程为+y2=1.
(2)若直线l斜率不存在时,直线l即为y轴,此时M,N为椭圆的上下顶点,|BN|=0,|BM|=2,不满足条件;
故可设直线l:y=kx+(k≠0),与椭圆
+y2=1联立,消去y得:(1+3k2)x2+9kx+
=0.
由△=(9k)2-4(1+3k2)•>0,得k2>
.
设M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点P(x0,y0),
由韦达定理得x1+x2=-,而y1+y2=k(x1+x2)+3=-
+3.
则x0=,y0=
由|BN|=|BM|,则有BP⊥MN,kBP==
=
=-
,
可求得k2=,检验k2=
∈(
,+∞),所以k=±
,
所以直线l的方程为y=x+
或y=-
x+
.
已知椭圆E的长轴的一个端点是抛物线y2=4x的焦点,离心率是
(I)求椭圆E的方程;
(II)过点C(-1,0),斜率为k的动直线与椭圆E相交于A、B两点,请问x轴上是否存在点M,使•
恒为常数?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
(I)由题意,椭圆的焦点在x轴上,且a=,c=e•a=
×
=
,故b=
=
=
,
所以,椭圆E的方程为+
=1,即x2+3y2=5.
(II)假设存在点M符合题意,设AB:y=k(x+1),
代入方程E:x2+3y2=5,得(3k2+1)x2+6k2x+3k2-5=0;
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0),则
x1+x2=-,x1x2=
;
∴•
=(k2+1)x1x2+(k2-m)(x1+x2)+k2+m2=m2+2m-
-
,
要使上式与k无关,则有6m+14=0,解得m=-;
所以,存在点M(-,0)满足题意.
已知椭圆C的中心在原点,焦点在坐标轴上,短轴的一个端点为B(0,4),离心率e=.
(Ⅰ) 求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若O(0,0)、P(2,2),在椭圆上求一点Q使△OPQ的面积最大.
正确答案
(Ⅰ)由题意可知:椭圆C的焦点在x轴上,b=4,可设椭圆的方程为+
=1,
又离心率e==
,及a2=42+c2,解得
,
∴椭圆的方程为+
=1.
(Ⅱ)∵kOP==1,∴可设与直线OP平行且与椭圆相切的直线方程为y=x+t.
联立,消去y得到关于x的方程41x2+50tx+25t2-400=0,(*)
∴△=0,即2500t2-4×41×(25t2-400)=0,化为 t2=41,解得t=±.
∴切线方程为y=x±.
把t=±代入(*)解得x=±
,代入y=x+t求得Q(
,-
),或(-
,
).
上面这两个点的坐标都满足是得△OPQ的面积最大.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的一条准线为x=-4,且与抛物线y2=8x有相同的焦点.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设点P是该椭圆的左准线与x轴的交点,过点P的直线l与椭圆相交于M、N两点,且线段MN的中点恰好落在由该椭圆的两个焦点、两个短轴顶点所围成的四边形区域内(包括边界),求此时直线l斜率的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)依题意,得=4,且c=2,
可求得a=2,b=2,
易知椭圆的方程为+
=1;
(Ⅱ)椭圆的左准线方程为x=-4,点P的坐标(-4,0),
显然直线l的斜率k存在,所以直线l的方程为y=k(x+4).
设点M、N的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)线段MN的中点为E(x0,y0),
将y=k(x+4)代入椭圆,得(1+2k2)x2+16k2x+32k2-8=0.①
由△=(16k2)2-4(1+2k2)(32k2-8)>0解得k2<.②
x1+x2=-,
于是x0==-
,y0=k(x0+4)=
,
因为x0=-≤0,所以点E不可能在y轴的右边,
又直线F1B2、F1B1,方程分别为y=x+2,y=-(x+2),
则必有,
即,
亦即.
解得-≤k≤
,此时②也成立.
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