- 椭圆及其性质
- 共751题
已知椭圆Γ:的离心率为
,其右焦点
与椭圆Γ的左顶点的距离是3,两条直线
交于点
,其斜率
满足
,设
交椭圆Γ于A、C两点,
交椭圆Γ于B、D两点。
(1)求椭圆Γ的方程;
(2)写出线段的长
关于
的函数表达式,并求四边形
面积
的最大值。
正确答案
见解析
解析
(1)设右焦点(其中
),依题意
,
,所以
。
所以,故椭圆Γ的方程是
。
(2)由(1)知,F(1,0),将通过焦点F的直线方程代入椭圆Γ的方程
,可得
,
其判别式。
特别地,对于直线,若设
,则
,
.
又设,由于B、D位于直线
的异侧,
所以与
异号,因此B、D到直线
的距离之和
。
综合可得,四边形ABCD的面积。
因为,所以
,于是
当时,
单调递减,所以当
,即
时,
四边形ABCD的面积取得最大值。
知识点
在平面直角坐标系中,方向向量为
的直线
经过椭圆
的右焦点
,与椭圆相交于
、
两点
(1)若点在
轴的上方,且
,求直线
的方程;
(2)若,
且△
的面积为
,求
的值;
(3)当(
)变化时,是否存在一点
,使得直线
和
的斜率之和为
,若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
(1)(2)
(3)存在一点
,使得直线
和
的斜率之和为0
解析
解析:(1)由题意,
得
,所以
……………………1分
且点
在
轴的上方,得
………………………………2分
,
……………………………………3分
直线:
,即直线
的方程为
…………………………4分
(2)设、
,直线
:
…………5分
将直线与椭圆方程联立,…6分消去
得,
……7分
恒成立,
……………8分[来源:学科网]
……………9分
所以
化简得,由于
,解得
……10分
(3)假设存在这样的点,使得直线
和
的斜率之和为0,由题意得,直线
:
(
)
消去
得
……12分
恒成立,
……13分
,
,……14分
所以,……15分
解得,所以存在一点
,使得直线
和
的斜率之和为0.……16分
知识点
已知抛物线的焦点为F2,点F1与F2关于坐标原点对称,直线m垂直于x轴(垂足为T),与抛物线交于不同的两点P,Q且
.
(1)求点T的横坐标;
(2)若以F1,F2为焦点的椭圆C过点.
①求椭圆C的标准方程;
②过点F2作直线l与椭圆C交于A,B两点,设,若
的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意得,
,设
,
,
则,
.
由,得
即
,①…………………2分
又在抛物线上,则
,②
联立①、②易得 ……………………4分
(2)(ⅰ)设椭圆的半焦距为,由题意得
,
设椭圆的标准方程为
,
则 ③
④ …………………5分
将④代入③,解得或
(舍去)
所以 ……………………6分
故椭圆的标准方程为
……………………7分
(ⅱ)方法一:
容易验证直线的斜率不为0,设直线
的方程为
将直线的方程代入
中得:
.…………………8分
设,则由根与系数的关系,
可得: ⑤
⑥ …………………9分
因为,所以
,且
.
将⑤式平方除以⑥式,得:
由
所以 ……………………………………………………………11分
因为,所以
,
又,所以
,
故
,
令,所以
所以
,即
,
所以.
而,所以
.
所以. ………………………………………………13分
方法二:
1)当直线的斜率不存在时,即
时,
,
,
又,所以
…………8分
2)当直线的斜率存在时,即
时,设直线
的方程为
由得
设,显然
,则由根与系数的关系,
可得:,
……………………9分
⑤
⑥
因为,所以
,且
.
将⑤式平方除以⑥式得:
由得
即
故,解得
………………………………………10分
因为,
所以,
又,
故
…………………11分
令,因为
所以
,即
,
所以.
所以 ……………………12分
综上所述:. ……………………13分
知识点
已知椭圆的两个焦点为
、
,
是
与
的等差中项,其中
、
、
都是正数,过点
和
的直线与原点的距离为
。
(1)求椭圆的方程;
(2)点是椭圆上一动点,定点
,求△
面积的最大值;
(3)已知定点,直线
与椭圆交于
、
相异两点,证明:对任意的
,都存在实数
,使得以线段
为直径的圆过
点。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)在椭圆中,由已知得······ 1分
过点和
的直线方程为
,即
,该直线与原点的距离为
,由点到直线的距离公式得:
3分
解得:;所以椭圆方程为
·········· 4分
(2),直线
的方程为
,
,当椭圆上的点
到直线
距离最大时,△
面积取得最大值·························· 6分
设与直线平行的直线方程为
,将其代入椭圆方程
得:
,
,即
,解得
,当
时,椭圆上的点
到直线
距离最大为
,此时△
面积为
··············· 9分
(3)将代入椭圆方程,得
,由直线与椭圆有两个交点,所以
,解得
······························································································ 11分
设、
,则
,
,因为以
为直径的圆过
点,所以
,即
,············································· 13分
而=
,所以
,解得
······························································································ 14分
如果对任意的
都成立,则存在
,使得以线段
为直径的圆过
点。
,即
,所以,对任意的
,都存在
,使得以线段
为直径的圆过
点。················ 16分
知识点
在平面直角坐标系xOy中,求过椭圆(
为参数)的左焦点,且与直线
(t为参数)平行的直线的普通方程。
正确答案
见解析。
解析
椭圆的普通方程:,左焦点
直线的普通方程:.
设过焦点且与直线
平行的直线为
将代入
,
所求直线的普通方程为。
知识点
已知椭圆的中心在坐标原点
,焦点在坐标轴上,且经过
两点,
是
上的动点。
(1)求的最大值;
(2)若平行于的直线
在
轴上的截距为
,直线
交椭圆
于两个不同点
,求证:直线
与直线
的倾斜角互补。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)设椭圆的方程为
将代入椭圆
的方程,得
………理2分,文3分
解得,所以椭圆
的方程为
…………理2分,文3分
设点的坐标为
,则
。
又是
上的动点,所以
,得
,代入上式得
,
故时,
。
的最大值为
。 ………………理2分
(2)因为直线平行于
,且在
轴上的截距为
,又
,所以直线
的方程为
,由
得
………………文理2分
设、
,则
。
又
故,………文理2分
又,
所以上式分子 …………文理2分
故,………………………………………………………………文2分
所以直线与直线
的倾斜角互补。
知识点
如图,在平面直角坐标系中,已知点
为椭圆
的右顶点, 点
,点
在椭圆上,
.
(1)求直线的方程;
(2)求直线被过
三点的圆
截得的弦长;
(3)是否存在分别以为弦的两个相外切的等圆?若存在,求出这两个圆的方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解: (1)因为,且A(3,0),所以
=2,而B,P关于y轴对称,所以点P的横坐标为1,从而得
所以直线BD的方程为
(2)线段BP的垂直平分线方程为x=0,线段AP的垂直平分线方程为,
所以圆C的圆心为(0,-1),且圆C的半径为
又圆心(0,-1)到直线BD的距离为,所以直线
被圆
截得的弦长
为 (3)假设存在这样的两个圆M与圆N,其中PB是圆M的弦,PA是圆N的弦,则点M一定在y轴上,点N一定在线段PC的垂直平分线
上,当圆
和圆
是两个相外切的等圆时,一定有P,M,N在一条直线上,且PM=PN
设,则
,根据
在直线
上,
解得
所以,故存在这样的两个圆,且方程分别为
,
…
知识点
已知椭圆:
的焦点为
,P是椭圆上任意一点,若以坐标原点为圆心,椭圆短轴长为直径的圆经过椭圆的焦点,且
的周长为
。
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线的是圆O:
上动点
处的切线,
与椭圆
交于不同的两点
,
,证明:
的大小为定值。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)因为以坐标原点为圆心,椭圆短轴长为直径的圆经过椭圆的焦点,所以,可得
,又因为
的周长为
,可得
,
所以
,
可得,所求椭圆
的方程为
。 ………5分
(2)直线的方程为
,且
,记
,
,
联立方程,消去
得
,
, ……… 8分
,
从而,
为定值。 ………13分
知识点
如图,椭圆(a>b>0)的上、下两个顶点为A、B,直线l:
,点P是椭圆上异于点A、B的任意一点,连接AP并延长交直线l于点N,连接PB并延长交直线l于点M,设AP所在的直线的斜率为
,BP所在的直线的斜率为
,若椭圆的离心率为
,且过点
。
(1)求的值;
(2)求MN的最小值;
(3)随着点P的变化,以MN为直径的圆是否恒过定点,
若过定点,求出该定点,如不过定点,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)因为,
,解得
,
所以椭圆的标准方程为
,
设椭圆上点,有
,
所以
(2)因为在直线l:
上,所以设
,
,由方程
知,
,
所以,
又由(1)知,所以
,
不妨设,则
,则
,
所以当且仅当时,
取得最小值
,
(3)设,
,
则以为直径的圆的方程为
即,圆过定点,必与
无关,
所以有,解得定点坐标为
,
所以,无论点P如何变化,以MN为直径的圆恒过定点
知识点
已知椭圆经过点
,且离心率
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在过点的直线
,使得
与椭圆C交于M、N两点,且以MN为直径的圆经过坐标原点O?若存在,求出直线
的方程;若不存在,说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1)由题意知,
即,
所以,椭圆的方程为 (2分)
又因为为椭圆上的点,
所以
解得,可知
,
所以,椭圆C的方程为 (5分)
(2)因为直线经过椭圆内的点
,
所以直线与椭圆恒有两个不同的交点M,N,当直线
的斜率不存在时,
其方程是,
代入得
,
可知,
所以,以MN为直径的圆不经过坐标原点O (7分)
当直线的斜率存在时,
可设的方程为
,
由得
,
, (9分)
若以MN为直径的圆经过坐标原点O,
则 (10分)
可得
即,
解得.
综上所述,存在过点的直线
,使得以
被椭圆C截得的弦为直径的圆经过原点O,
的方程为
(13分)
知识点
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