- 椭圆的标准方程及图象
- 共1400题
一束光线从点F1(-1,0)出发,经直线l:2x-y+3=0上一点D反射后,恰好穿过点F2(1,0),
(1)求以F1、F2为焦点且过点D的椭圆C的方程;
(2)从椭圆C上一点M向以短轴为直径的圆引两条切线,切点分别为A、B,直线AB与x轴、y轴分别交于点P、Q.求|PQ|的最小值.
正确答案
(1)设点F1关于直线l:2x-y+3=0的对称点A(m,n),
则,
解得,
则A(-,
)
∵|PF1|=|PA|,根据椭圆的定义,得2a=|PF1|+|PF2|=|AF2|==2
,
∴a=,c=1,b=
=1.
∴椭圆C的方程为+y2=1.
(2)设M(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),
则+
=1,切线AM、BM方程分别为x1x+y1y=1,x2x+y2y=1,
∵切线AM、BM都经过点M(x0,y0),
∴x1x0+y1y0=1,x2x0+y2y0=1.
∴直线AB方程为x0x+y0y=1,
∴P(0,)、Q(
,0),
|PQ|2=+
=(
+
)(
+
)=
+1+
+
≥
+
=(
)2,
当且仅当=
时,上式等号成立.
∴|PQ|的最小值为.
如图:已知椭圆A,B,C是长轴长为4的椭圆上三点,点A是长轴的一个端点,BC过椭圆的中心O,且•
=0,|
|=2|
|.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)如果椭圆上两点P,Q使得直线CP,CQ与x轴围成底边在x轴上的等腰三角形,是否总存在实数λ使=λ
?请给出证明.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆方程为+
=1(a>b>0),
∵椭圆的长轴长为4,
∴a=2,
∵点A是长轴的一个顶点,
∴A(2,0),
∵•
=0,|
|=2|
|.
∴△AOC是等腰直角三角形,从而C(1,1),
代入椭圆方程得+
=1⇒b2=
,
∴椭圆方程为+
=1.
(Ⅱ)设直线lPC:y=kx+1-k(k≠0)
与椭圆方程+
=1联立得到(3k2+1)x2+6k(1-k)x+3(1-k)2-4=0
则△=[6k(1-k)]2-4(3k2+1)[3(k-1)2-4]=4(3k+1)2>0从而k≠-且k≠0
设点P(x1,y1),而C(1,1),由韦达定理知1+x1=⇒x1=
代回lPC:y=kx+1-k得到y1=
∵直线CP、CQ与x轴围成底边在x轴上的等腰三角形
∴直线CP、CQ的斜率互为相反数,即k≠-,k≠
且k≠0
故设点Q(x2,y2),同理可知x2=,y2=
所以=(
,
)
∵椭圆是中心对称图形
∴B(-1,-1),=(-3,-1)
故=-
,即总存在实数λ使
=λ
若椭圆+
=1(a>b>0)过点(-3,2)离心率为
,⊙O的圆心为原点,直径为椭圆的短轴,⊙M的方程为(x-8)2+(y-6)2=4,过⊙M上任一点P作⊙的切线PA、PB切点为A、B.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线PA与⊙M的另一交点为Q当弦PQ最大时,求直线PA的直线方程;
(3)求•
的最大值与最小值.
正确答案
(1)由题意得:解得a=
,b=
所以椭圆的方程为+
=1
(2)由题可知当直线PA过圆M的圆心(8,6),弦PQ最大.
因为直线PA的斜率一定存在,所以可设直线PA的方程为:y-6=k(x-8)
又因为PA与圆O相切,所圆心(0,0)到直线PA的距离为
即=
,
可得k=或k=
所以直线PA的方程为:x-3y+10=0或13x-9y-50=0
(3)设∠AOP=α,
则∠AOP=∠BOP,∠AOB=2α,
则cos∠AOB=2cos2α-1=-1,
∴•
=
•
cos∠AOB=
-10
∴(•
)max=-
,(
•
)min=-
已知椭圆的中心在坐标原点,离心率为,一个焦点是F(0,1).
(Ⅰ)求椭圆方程;
(Ⅱ)直线l过点F交椭圆于A、B两点,且=2
,求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆方程为+
=1(a>b>0).
依题意,e==
,c=1,∴a=2,b2=a2-c2=3,
∴所求椭圆方程为+
=1;
(Ⅱ)若直线l的斜率k不存在,则不满足=2
.
当直线l的斜率k存在时,设直线l的方程为y=kx+1.
因为直线l过椭圆的焦点F(0,1),所以k取任何实数,直线l与椭圆均有两个交点A、B.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立方程消去y,得(3k2+4)x2+6kx-9=0.
∴x1+x2=,①x1•x2=
,②
由F(0,1),A(x1,y1),B(x2,y2),
则=(-x1,1-y1),
=(x2,y2-1),
∵=2
,∴(-x1,1-y1)=2(x2,y2-1),得x1=-2x2.
将x1=-2x2代入①、②,得x2=,③x22=
,④
由③、④得,()2=
,化简得
=
,
解得k2=,∴k=±
∴直线l的方程为:y=±x+1.
如图,F1,F2是离心率为的椭圆C:
+
=1(a>b>0)的左、右焦点,直线l:x=-
将线段F1F2分成两段,其长度之比为1:3.设A,B是C上的两个动点,线段AB的中垂线与C交于P,Q两点,线段AB的中点M在直线l上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求•
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)设F2(c,0),则=
,所以c=1.
因为离心率e=,所以a=
,所以b=1
所以椭圆C的方程为+y2=1.…(6分)
(Ⅱ)当直线AB垂直于x轴时,直线AB方程为x=-,此时P(-
,0)、Q(
,0),
•
=-1.
当直线AB不垂直于x轴时,设直线AB的斜率为k,M(-,m)(m≠0),A(x1,y1),B(x2,y2).
由得(x1+x2)+2(y1+y2)•
=0,
则-1+4mk=0,∴k=.
此时,直线PQ斜率为k1=-4m,PQ的直线方程为y-m=-4m(x+),即y=-4mx-m.
联立消去y,整理得(32m2+1)x2+16m2x+2m2-2=0.
所以x1+x2=-,x1x2=
.
于是•
=(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+1+(4mx1+m)(4mx2+m)
=(1+16m2)x1x2+(4m2-1)(x1+x2)+1+m2
=+
+1+m2=
.
令t=1+32m2,1<t<29,则•
=
-
.
又1<t<29,所以-1<•
<
.
综上,•
的取值范围为[-1,
).…(15分)
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