- 椭圆及其性质
- 共751题
在直角坐标系中,椭圆
(
)的左、右顶点分别为
、
,左、右焦点分别为
、
,
也是抛物线
的焦点,点
为
与
在第一象限的交点,且
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点为椭圆
上不同于
、
的一个动点,直线
、
与椭圆右准线分别相交于
、
. 证明:以
为直径的圆必过椭圆外的一个定点。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)由知:
,设
.
∵在
上,
,∴
.
得:,
……2分
在
上,且椭圆
的半焦距
,∴
,且
.
消去并化简得:
,解得
,∴
.
故椭圆方程为.……5分
(2)设,
,
.
则,
,由
、
、
三点共线,得
,……7分
由、
、
三点共线,得
.……8分
以为直径的圆的方程为:
.
整理得:……9分
解,得:
(
舍去)
∴ 以为直径的圆必过椭圆外的一个定点
,命题成立。 ……13分
知识点
已知直线l:y=x+,圆O:x2+y2=5,椭圆E:
+
=1(a>b>0)的离心率e=
,直线l被圆O截得的弦长与椭圆的短轴长相等。
(1)求椭圆E的方程;
(2)过圆O上任意一点P作椭圆E的两条切线,若切线都存在斜率,求证两切线斜率之积为定值。
正确答案
见解析
解析
(1)解:设椭圆半焦距为c,圆心O到l的距离d==
,
∴直线l被圆O截得的弦长为,
由2b=,解得b=
,
∵椭圆E:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,
∴
∴,解得a2=3
∴椭圆E的方程为;
(2)证明:设P(x0,y0),过点P的椭圆E的切线l0的方程为y﹣y0=k(x﹣x0)
与椭圆方程联立,消去y可得(3+2k2)x2+4k(y0﹣kx0)x+2(kx0﹣y0)2﹣6=0
∴△=[4k(y0﹣kx0)]2﹣4(3+2k2)[2(kx0﹣y0)2﹣6]=0
∴()k2+2kx0y0﹣(
)=0
设满足题意的椭圆的两条切线的斜率分别为k1,k2,
∴k1k2=﹣
∵P在圆O上,∴,
∴k1k2=﹣=﹣1
∴两切线斜率之积为定值﹣1。
知识点
在平面直角坐标系中,已知椭圆
:
的离心率
,且椭圆C上一点
到点Q
的距离最大值为4,过点
的直线交椭圆
于点
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P为椭圆上一点,且满足(O为坐标原点),当
时,求实数
的取值范围。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)∵ ∴
则椭圆方程为即
设则
当时,
有最大值为
解得∴
,椭圆方程是
(2)设方程为
由 整理得
.
由,得
.
∴ 则
,
由点P在椭圆上,得化简得
①
又由即
将
,
代入得
化简,得
则, ∴
②
由①,得
联立②,解得∴
或
知识点
如图,设椭圆:
(
)的左、右焦点分别为
,
,点
是其与
轴的一个交点,定点
(
,
),且
,
。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作直线
与椭圆
相交于不同的两点
,
(
,
与点
不重合),设直线
的斜率为
,直线
的斜率为
,证明:
为定值。
正确答案
见解析
解析
解析:
(1)解:设椭圆的半焦距为(
),由
(
,
)及
得,即
;由
得
,即
,所以
所以椭圆的标准方程为
(2)证明:若直线与
轴垂直,则
,
的坐标分别为(
,
),(
),
于是
若直线的斜率存在,则设斜率为
,
由(
,
)及
,
与点
不重合知
且
设,
,直线
的方程为
与椭圆的方程联立消去
得
得,
于是
综上得为定值2
知识点
已知椭圆左顶点为A,点B、C在椭圆上,且AB⊥AC。
(1)求证:BC恒过轴上一定点;
(2)求△ABC面积的最大值;
正确答案
见解析。
解析
(1)显然斜率不为0,所以可设
方程为
,
与椭圆联立得:,
设,所以
.①
因为,
所以,②
①带入②化简可得,即
或
(舍).所以
恒过定点(-1,0)
(2)面积
,
设,所以
,当
时,
最大
即时
最大为
.
知识点
已知随机变量服从正态分布
,
,则
正确答案
解析
知识点
已知椭圆过点
,离心率
,若点
在椭圆C上,则点
称为点M的一个“椭点”,直线l交椭圆C于A、B两点,若点A、B的“椭点”分别是P、Q,且以PQ为直径的圆经过坐标原点O。
(1)求椭圆C的方程;
(2)若椭圆C的右顶点为D,上顶点为E,试探究ΔOAB的面积与ΔODE的面积的大小关系,并证明。
正确答案
见解析
解析
(1)由已知 解得
,
,方程为
(2)设,则
(i)当直线的斜率存在时,设方程为
联立得:
有 ①
由以为直径的圆经过坐标原点O可得:
·
整理得: ②
将①式代入②式得:,
又点到直线
的距离
所以
(ii)当直线的斜率不存在时,设方程为
(
)
联立椭圆方程得:
代入得到
即
,
综上:的面积是定值
又的面积
,所以二者相等.
知识点
如图,已知椭圆内有一点M,过M作两条动直线AC、BD分别交椭圆于A、C和B、D两点,若
。
(1)证明:AC⊥BD;
(2)若M点恰好为椭圆中心O
(i)四边形ABCD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。
(ii)求弦AB长的最小值。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4)
由知
展开整理得:x1x2+y1y2+x3x4+y3y4=x2x3+y2y3+x1x4+y1y4
即x1(x2﹣x4)+x3(x4﹣x2)+y1(y2﹣y4)+y3(y4﹣y2)=0
∴(x1﹣x3)(x2﹣x4)+(y1﹣y3)(y2﹣y4)=0
即,
∴ AC⊥BD…,(4分)
(2)解:(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,即
①
联立 得(1+2k2)x2+4kmx+2m2﹣2=0
∴
由(1)知OA⊥OB,
∴ x1x2+y1y2=0,即x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=0
∴
∴
∴ 2m2﹣2+2m2k2﹣2k2﹣4k2m2+m2+2m2k2=0
∴ ②
②代入①有:
∴ 存在内切圆,其方程为:…,(9分)
容易验证,当k不存在时,上述结论仍成立。
(ii)
∵
∴ =
令3m2﹣1=t,则
∴
∵ ,∴
,故t≥1,
当时,
,此时
容易验证,当k不存在时,…(13分)
知识点
设分别是椭圆
的左、右焦点,过
斜率为1的直线
与
相交于
两点,且
成等差数列。
(1)求的离心率;
(2) 设点满足
,求
的方程
正确答案
见解析
解析
解析:(1)由椭圆定义知,又
,
得
的方程为
,其中
。
设,
,则A、B两点坐标满足方程组
化简的
则
因为直线AB斜率为1,所以
得故
所以E的离心率
(2)设AB的中点为,由(1)知
,
。
由,得
,
即
得,从而
故椭圆E的方程为。
知识点
已知圆,若椭圆
的右顶点为圆
的圆心,离心率为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)若存在直线,使得直线
与椭圆
分别交于
两点,与圆
分别交于
两点,点
在线段
上,且
,求圆
的半径
的取值范围。
正确答案
见解析
解析
解:(1)设椭圆的焦距为2c,因为
所以椭圆的方程为。
(2)设,
联立方程得
所以
则
又点到直线
的距离
, 则
显然,若点也在线段
上,则由对称性可知,直线
就是y轴,与已知矛盾,所以要使
,只要
,所以
当时,
.
当时,
3,
又显然,所以
。
综上,圆的半径
的取值范围是
。
知识点
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