- 椭圆及其性质
- 共751题
已知椭圆C的左、右焦点分别为,椭圆的离心率为
,且椭圆经过点
。
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)线段是椭圆过点
的弦,且
,求
内切圆面积最大时实数
的值。
正确答案
见解析
解析
(1),又
…………4分
(2)显然直线不与
轴重合
当直线与
轴垂直时,|
|=3,
,
;………………5分
当直线不与
轴垂直时,设直线
:
代入椭圆C的标准方程,
整理,得
………………7分
令
所以
由上,得
所以当直线与
轴垂直时
最大,且最大面积为3 ……………10分
设内切圆半径
,则
即,此时直线
与
轴垂直,
内切圆面积最大
所以, ………………12分
知识点
已知椭圆的左右焦点分别是
,直线
与椭圆
交于两点
且当
时,M是椭圆
的上顶点,且△
的周长为6.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设椭圆的左顶点为A,直线
与直线:
分别相交于点
,问当
变化时,以线段
为直径的圆被
轴截得的弦长是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)当时,直线的倾斜角为
,
所以:…………3分
解得:,……5分
所以椭圆方程是:;……6分
(2)当时,直线
的方程为:
,此时,M,N点的坐标分别是
,又
点坐标是(-2,0),由图可以得到P,Q两点坐标分别是(4,3),(4,-3),以PQ为直径的圆过右焦点,被
轴截得的弦长为6,猜测当
变化时,以PQ为直径的圆恒过焦点
,被
轴截得的弦长为定值6,……………………8分
证明如下:设点M,N点的坐标分别是,则直线
的方程是:
,
所以点的坐标是
,同理,点
的坐标是
,…………………9分
由方程组得到:
,
所以:,…………………11分
从而:
所以:以为直径的圆一定过右焦点
,被
轴截得的弦长为定值6。……………13分
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
已知椭圆的左右焦点分别是
,直线
与椭圆
交于两点
且当
时,M是椭圆
的上顶点,且△
的周长为6.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设椭圆的左顶点为A,直线
与直线:
分别相交于点
,问当
变化时,以线段
为直径的圆被
轴截得的弦长是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)当时,直线的倾斜角为
,所以:
…………3分
解得:,……5分 所以椭圆方程是:
;……6分
(2)当时,直线
的方程为:
,此时,M,N点的坐标分别是
,又
点坐标是(-2,0),由图可以得到P,Q两点坐标分别是(4,3),(4,-3),以PQ为直径的圆过右焦点,被
轴截得的弦长为6,猜测当
变化时,以PQ为直径的圆恒过焦点
,被
轴截得的弦长为定值6,……………………8分
证明如下:设点M,N点的坐标分别是,则直线
的方程是:
,
所以点的坐标是
,同理,点
的坐标是
,…………………9分
由方程组得到:
,
所以:,…………………11分
从而:
所以:以为直径的圆一定过右焦点
,被
轴截得的弦长为定值6。……………13分
知识点
已知某圆锥曲线的参数方程为
(
为参数)。
(1)试将圆锥曲线的参数方程化为普通方程;
(2)以圆锥曲线的焦点为极点,以它的对称轴为极轴建立极坐标系,试求它的极坐标方程。
正确答案
见解析。
解析
(1)由方程的(2)式平方减去(1)式得:
(2)曲线的焦点到准线的距离为
,离心率为
,
所以曲线的极坐标方程为
知识点
以为焦点的椭圆
过点
(
,1)。
(1)求椭圆的方程;
(2)过点(
,0)的动直线
交椭圆
于
、
两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点
,使得无论
如何转动,以
为直径的圆恒过点
? 若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解析: 解法一: (1)设椭圆方程为,由已知
。
又。
所以,椭圆C的方程是
+
=1,…………4分
(2)若直线l与x轴重合,则以AB为直径的圆是x2+y2=1, …………5分
若直线l垂直于x轴,则以AB为直径的圆是(x+)2+y2=
。…………6分
由解得
即两圆相切于点(1,0)。…………7分
因此所求的点T如果存在,只能是(1,0),
事实上,点T(1,0)就是所求的点,证明如下:
当直线l垂直于x轴时,以AB为直径的圆过点T(1,0)。
若直线l不垂直于x轴,可设直线l:y=k(x+)。
由即(k2+2)x2+
k2x+
k2-2=0。………………9分
记点A(x1,y1),B(x2,y2),则………………10分
又因为=(x1-1, y1),
=(x2-1, y2),
=(x1-1)(x2-1)+y1y2=(x1-1)(x2-1)+k2(x1+
)(x2+
)
=(k2+1)x1x2+(k2-1)(x1+x2)+
k2+1
=(k2+1) +(
k2-1)
+
+1=0,
所以TA⊥TB,即以AB为直径的圆恒过点T(1,0)。
所以在坐标平面上存在一个定点T(1,0)满足条件。…………13分
解法二:(1)由已知,设椭圆C的方程是
,
因为点P在椭圆C上,所以,解得
,
所以椭圆C的方程是:。………………4分
(2)假设存在定点T(u,v)满足条件。
同解法一得(k2+2)x2+k2x+
k2-2=0。………………6分
记点A(x1,y1),B(x2,y2),则…………7分
又因为=(x1-u, y1-v),
=(x2-u, y2-v),及y1=k(x1+
),y2=k(x2+
)。
所以=(x1-u)(x2-u)+(y1-v)(y2-v)
=(k2+1)x1x2+(k2-u-kv)(x1+x2)+
k2-
v+u2+v2
=(k2+1) +(
k2-u-kv)
+
-
v + u2+v2,
=。…………10分
当且仅当=0恒成立时,以AB为直径的圆恒过点T。
·
=0恒成立等价于
解得u=1,v=0,此时,以AB为直径的圆恒过定点T(1,0),……………………13分
当直线l垂直于x轴时,以AB为直径的圆亦过点T(1,0)。
所以在坐标平面上存在一个定点T(1,0)满足条件,…………13分
解法三:(1)同解法一或解法二。………………4分
(2)设坐标平面上存在一个定点T满足条件,根据直线过x轴上的定点S及椭圆的对称性,所求的点T如果存在,只能在x轴上,设T(t,0),……5分
同解法一得………………7分
又因为=(x1-t, y1),
=(x2-t, y2),所以
=(x1-t)(x2-t)+y1y2=(x1-t)(x2-t)+k2(x1+
)(x2+
)
=(k2+1)x1x2+(k2-t)(x1+x2)+
k2+t 2
=(k2+1) +(
k2-t)
+
+t2
= 。…………………………10分
当且仅当=0恒成立时,以AB为直径的圆恒过点T。
=0恒成立等价于
解得t=1。
所以当t=1时,以AB为直径的圆恒过点T。……………………12分
当直线l垂直于x轴时,以AB为直径的圆亦过点T(1,0)。
所以在坐标平面上存在一个定点T(1,0)满足条件。………………13分
知识点
如图,F1、F2分别为椭圆的焦点,椭圆的右准线l与x轴交于A点,若
,且
.
(1)求椭圆的方程;
(2)过F1、F2作互相垂直的两直线分别与椭圆交于P、Q、M、N四点,求四边形PMQN面积的取值范围。
正确答案
(1)(2)
解析
解析:(1)由F1(-1,0)得,∴A点坐标为
;……2分
∵ ∴
是
的中点 ∴
∴ 椭圆方程为 ……5分
(2)当直线MN与PQ之一与轴垂直时,四边形PMQN面积
…………6分
当直线PQ,MN均与轴不垂直时,不妨设PQ:
,
联立代入消去
得
设 则
………8分
∴ ,同理
∴四边形PMQN面积 ………10分
令,则
,易知S是以
为变量的增函数
所以当时,
,∴
综上可知,,∴四边形PMQN面积的取值范围为
………13分
知识点
已知A、B、C是椭圆上的三点,其中点A的坐标为
,BC过椭圆m的中心,且
。
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线l(斜率存在时)与椭圆m交于两点P,Q,设D为椭圆m与y轴负半轴的交点,且
.求实数t的取值范围。
正确答案
(1)(2)
解析
解析:(1)∵过(0,0)
则
∴∠OCA=90°, 即 …………2分
又∵
将C点坐标代入得
解得 c2=8,b2=4
∴椭圆m: …………5分
(2)由条件D(0,-2) ∵M(0,t)
①当k=0时,显然-2<t<2 …………6分
②当k≠0时,设
消y得
…………8分
由△>0 可得 ①
设
则
∴
…11分
由
∴ ②
∴t>1 将①代入②得 1<t<4
∴t的范围是(1,4)………………12分
综上t∈(-2,4) ………………13分
知识点
如图,设是椭圆
的左焦点,直线
为对应的准线,直线
与
轴交于
点,
为椭圆的长轴,已知
,且
。
(1) 求椭圆的标准方程;
(2) 求证:对于任意的割线,恒有
;
(3) 求三角形△ABF面积的最大值。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)∵,∴
,又∵
,∴
,∴
,∴椭圆的标准方程为
,(2)证:当
的斜率为0时,显然
,满足题意,当
的斜率不为0时,设
方程为
,代入椭圆方程整理得:
,
,
,
,则
,而
∴,从而
, 综合可知:对于任意的割线
,恒有
,
(3),即:
,当且仅当
,即
(此时适合于
的条件)取到等号,∴△ABF面积的最大值是
。
知识点
椭圆的左、右焦点分别为F1、F2,过F1的直线l与椭圆交于A、B两点.
(1)如果点A在圆(c为椭圆的半焦距)上,且|F1A|=c,求椭圆的离心率;
(2)若函数的图象,无论m为何值时恒过定点(b,a),求
的取值范围.
正确答案
(1)(2)
解析
解析:(1)∵点A在圆,
由椭圆的定义知:|AF1|+|AF2|=2a,
(2)∵函数
∴
点F1(-1,0),F2(1,0),
①若,
∴
②若AB与x轴不垂直,设直线AB的斜率为k,则AB的方程为y=k(x+1)
由…………(*)
方程(*)有两个不同的实根.
设点A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是方程(*)的两个根
由①②知
知识点
扫码查看完整答案与解析