- 椭圆及其性质
- 共751题
F1、F2为双曲线C:(
>0,b>0)的焦点,A、B分别为双曲线的左、右顶点,以F1F2为直径的圆与双曲线的渐近线在第一象限的交点为M,且满足
MAB=30°,则该双曲线的离心率为 .
正确答案
解析
由,解得
,即交点M的坐标
,连结MB,则
,即
为直角三角形,由
MAB=30°得
,即
,所以
,所以
,所以双曲线的离心率
.
知识点
如图,⊙O的直径AB的延长线与弦CD的延长线相交于点P,E为⊙O上一点,AE=AC,求证:∠PDE=∠POC。
正确答案
见解析。
解析
因AE=AC,AB为直径,
故∠OAC=∠OAE。
所以∠POC=∠OAC+∠OCA=∠OAC+∠OAC=∠EAC。
又∠EAC=∠PDE,
所以,∠PDE=∠POC,
知识点
如图,已知椭圆内有一点
,过
作两条动直线
分别交椭圆于
和
两点,若
.
(1)证明:;
(2)若点恰好为椭圆中心
①四边形是否存在内切圆?若存在,求其内切圆方程;若不存在,请说明理由.
②求弦长的最小值.
正确答案
见解析
解析
解析:(1)设知
展开整理得:
即
∴
即
(2)(i)∵AC⊥BD,由椭圆对称性知AC与BD互相平分,∴四边形ABCD是菱形,它存在内切圆,圆心为O,设半径为r,直线AB方程为:y=kx+m
则 ①
联立 得
∴
由(1)知OA⊥OB, ∴
∴
② ②代入①有:
∴存在内切圆,其方程为:
容易验证,当k不存在时,上述结论仍成立.
(ii)
∵
∴
令
∵
当
容易验证,当k不存在时,
知识点
已知椭圆C的中心为原点O,点F(1,0)是它的一个焦点,直线l过点F与椭圆C交于A,B两点,当直线l垂直于x轴时,
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知点P为椭圆的上顶点,且存在实数成立,求实数t的值和直线l的方程。
正确答案
见解析。
解析
(1)设椭圆C的方程为:(a>b>0),则a2-b2=1,①
∵当l垂直于x轴时,A,B两点坐标分别是(1,)和(1,-
),
∴ =(1,
)•(1,-
)=1-
,则1-
=
,即a2=2b4,②
由①,②消去a,得2b4-b2-1=0,∴b2=1或b2=-。
当b2=1时,a2=2 ,因此,椭圆C的方程为。
(2)当直线斜率不存在时,易求A(1,),B(1,-
),P(0,1),所以
=(1,
-1),
=(1,-
-1),
=(1,-1),
由,得t=2,直线l的方程为x=1
当直线斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x-1),A=(x1,y1),B=(x2,y2),
所以,=(x1,y1-1),
=(x2,y2-1),
=(1,-1),
由,得
即
因为y1=k(x1-1),y2=k(x2-1),所以,y1+y2=k(x1+x2-2),解得:k=-1
此时,直线l的方程为y=-x+1,
联立,得3x2-4x=0,t=x1+x2=
,
所以,当直线斜率存在时,t=,直线l的方程为y=-x+1,
综上所述,存在实数t且t=2时,直线方程为x=1,
当t=时,直线l的方程为y=-x+1,
知识点
已知椭圆的焦点坐标为(-1,0),
(1,0),过
垂直于长轴的直线交椭圆于P、Q两点,且|PQ|=3,
(1) 求椭圆的方程;
(2) 过的直线l与椭圆交于不同的两点M、N,则△
MN的内切圆的面积是否存在最大值?若存在求出这个最大值及此时的直线方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1) 设椭圆方程为=1(a>b>0),由焦点坐标可得c=1………1分
由PQ|=3,可得=3,……………………………………………2分
解得a=2,b=,…………………………………………………3分
故椭圆方程为=1……………………………………………4分
(2) 设M,N
,不妨
>0,
<0,设△
MN的内切圆的径R,
则△MN的周长=4a=8,
(MN+
M+
N)R=4R
因此最大,R就最大,………………………………………6分
,
由题知,直线l的斜率不为零,可设直线l的方程为x=my+1,
由得
+6my-9=0,………………………8分
得,
,
则AB(
)=
=
,……………9分
令t=,则t≥1,
则,………………………10分
令f(t)=3t+,则f′(t) =3-
,
当t≥1时,f′(t)≥0,f(t)在[1,+∞)上单调递增,
有f(t)≥f(1)=4, ≤
=3,
即当t=1,m=0时,≤
=3,
=4R,∴
=
,
这时所求内切圆面积的最大值为π。
故直线l:x=1,△AMN内切圆面积的最大值为π………………12分
知识点
已知F1,F2是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,点P在椭圆上,且
记线段PF1与y轴的交点为Q,O为坐标原点,若△F1OQ与四边形OF2PQ的面积之比为1:2,则该椭圆的离心率等于
正确答案
解析
依题知,F1P⊥F2P,所以,△F1QO∽△F1F2P,
因为△F1OQ与四边形OF2PQ的面积之比为1:2,所以,,所以,
=
,设椭圆的焦距为2c,
则F1P=c,F2P=
=c,由椭圆的定义可得:
c+c=2a,所以,
e==
。
知识点
设椭圆C:的一个顶点与抛物线:
的焦点重合,F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,离心率
,过椭圆右焦点F2的直线
与椭圆C交于M、N两点。
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在直线,使得
,若存在,求出直线
的方程;若不存在,说明理由;
(3)若AB是椭圆C经过原点O的弦,MN∥AB,求的值。
正确答案
见解析。
解析
(1)椭圆的顶点为(0,),即b=
,
e===
,所以a=
,
∴椭圆的标准方程为+=1.
(2)由题可知,直线l与椭圆必相交.
①当直线斜率不存在时,经检验不合题意.
②设存在直线l为y=k(x-1)(k≠0),且M(x1,y1),N(x2,y2)。
由得(2+3k2)x2-6k2x+3k2-6=0,
x1+x2=,x1·x2=,
·=x1x2+y1y2=x1x2+k2[x1x2-(x1+x2)+1]
=+k2(-+1)==-1
所以k=±,故直线l的方程为y=(x-1)或y=-(x-1)。
(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),A(x3,y3),B(x4,y4)
由(2)可得:|MN|=|x1-x2|=
==.
由消去y,并整理得x2=,
|AB|=|x3-x4|=2,
∴=
=6
知识点
椭圆的离心率为
,若直线
与其一个交点的横坐标为
,则
的值为
正确答案
解析
因为椭圆的离心率为,所以有
,即
,
,所以
。当
时,交点的纵坐标为
,即交点为
,代入椭圆方程
,即
,所以
,选C.
知识点
已知椭圆的焦点坐标为(-1,0),
(1,0),过
垂直于长轴的直线交椭圆于P、Q两点,且|PQ|=3,
(1) 求椭圆的方程;
(2) 过的直线l与椭圆交于不同的两点M、N,则△
MN的内切圆的面积是否存在最大值?若存在求出这个最大值及此时的直线方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
见解析。
解析
(1) 设椭圆方程为=1(a>b>0),由焦点坐标可得c=1………1分
由PQ|=3,可得=3,……………………………………………2分
解得a=2,b=,…………………………………………………3分
故椭圆方程为=1……………………………………………4分
(2) 设M,N
,不妨
>0,
<0,设△
MN的内切圆的径R,
则△MN的周长=4a=8,
(MN+
M+
N)R=4R
因此最大,R就最大,………………………………………6分
,
由题知,直线l的斜率不为零,可设直线l的方程为x=my+1,
由得
+6my-9=0,………………………8分
得,
,
则AB(
)=
=
,……………9分
令t=,则t≥1,
则,………………………10分
令f(t)=3t+,则f′(t) =3-
,
当t≥1时,f′(t)≥0,f(t)在[1,+∞)上单调递增,
有f(t)≥f(1)=4, ≤
=3,
即当t=1,m=0时,≤
=3,
=4R,∴
=
,
这时所求内切圆面积的最大值为π.
故直线l:x=1,△AMN内切圆面积的最大值为π………………12分
知识点
已知直线,
,直线
被圆截得的弦长与椭圆
的短轴长相等,椭圆的离心率
(1) 求椭圆的方程;
(2) 过点(
,
)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
为直径的圆恒过定点
?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
(1)则由题设可知,
又
所以椭圆C的方程是.
(2)解法一:假设存在点T(u, v). 若直线l的斜率存在,设其方程为,
将它代入椭圆方程,并整理,得,
设点A、B的坐标分别为,则
因为及
所以
当且仅当恒成立时,以AB为直径的圆恒过定点T,
所以解得
此时以AB为直径的圆恒过定点T(0,1).
当直线l的斜率不存在,l与y轴重合,以AB为直径的圆为也过点T(0,1)。
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1),满足条件.
解法二:若直线l与y轴重合,则以AB为直径的圆是
若直线l垂直于y轴,则以AB为直径的圆是
由解得
.
由此可知所求点T如果存在,只能是(0,1).
事实上点T(0,1)就是所求的点. 证明如下:
当直线l的斜率不存在,即直线l与y轴重合时,以AB为直径的圆为,过点T(0,1);
当直线l的斜率存在,设直线方程为,代入椭圆方程,并整理,得
8分
设点A、B的坐标为,则
因为,
所以,即以AB为直径的圆恒过定点T(0,1).
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件.
知识点
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