- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知中心在原点O,左焦点为F1(-1,0)的椭圆C的左顶点为A,上顶点为B,F1到直线AB的距离为
|OB|.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若椭圆C1方程为:+
=1(m>n>0),椭圆C2方程为:
+
=λ(λ>0,且λ≠1),则称椭圆C2是椭圆C1的λ倍相似椭圆.已知C2是椭圆C的3倍相似椭圆,若椭圆C的任意一条切线l交椭圆C2于两点M、N,试求弦长|MN|的取值范围.
正确答案
解:(1)设椭圆C1方程为:(a>b>0),
∴直线AB方程为:,
∴F1(-1,0)到直线AB距离为d==
,化为a2+b2=7(a-1)2,
又b2=a2-1,
解得:a=2,b=.
∴椭圆C1方程为:.
(2)椭圆C1的3倍相似椭圆C2的方程为:.
①若切线m垂直于x轴,则其方程为:x=±2,易求得|MN|=2.
②若切线m不垂直于x轴,可设其方程为:y=kx+m.
将y=kx+m代人椭圆C1方程,得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
∴△=48(4k2+3-m2)=0,即m2=4k2+3,(*)
记M、N两点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2).
将y=kx+m代人椭圆C2方程,得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2-36=0,
∴x1+x2=-,x1x2=
,
∴|x1-x2|==
=
,
∴|MN|==
=
∵3+4k2≥3,∴,即
,
综合①②,得:弦长|MN|的取值范围为.
解析
解:(1)设椭圆C1方程为:(a>b>0),
∴直线AB方程为:,
∴F1(-1,0)到直线AB距离为d==
,化为a2+b2=7(a-1)2,
又b2=a2-1,
解得:a=2,b=.
∴椭圆C1方程为:.
(2)椭圆C1的3倍相似椭圆C2的方程为:.
①若切线m垂直于x轴,则其方程为:x=±2,易求得|MN|=2.
②若切线m不垂直于x轴,可设其方程为:y=kx+m.
将y=kx+m代人椭圆C1方程,得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
∴△=48(4k2+3-m2)=0,即m2=4k2+3,(*)
记M、N两点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2).
将y=kx+m代人椭圆C2方程,得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2-36=0,
∴x1+x2=-,x1x2=
,
∴|x1-x2|==
=
,
∴|MN|==
=
∵3+4k2≥3,∴,即
,
综合①②,得:弦长|MN|的取值范围为.
已知抛物线C1:x2+by=b2经过椭圆C2:
+
=1(a>b>0)的两个焦点.
(1)求椭圆C2的离心率;
(2)设Q(3,b),又M,N为C1与C2不在y轴上的两个交点,若△QMN的重心在抛物线C1上,求C1和C2的方程.
正确答案
解:(1)因为抛物线C1经过椭圆C2的两个焦点F1(-c,0),F2(c,0),
所以c2+b×0=b2,即c2=b2,由a2=b2+c2=2c2
得椭圆C2的离心率.
(2)由(1)可知a2=2b2,椭圆C2的方程为:
联立抛物线C1的方程x2+by=b2得:2y2-by-b2=0,
解得:或y=b(舍去),所以
,
即,所以△QMN的重心坐标为(1,0).
因为重心在C1上,所以12+b×0=b2,得b=1.
所以a2=2.
所以抛物线C1的方程为:x2+y=1,
椭圆C2的方程为:.
解析
解:(1)因为抛物线C1经过椭圆C2的两个焦点F1(-c,0),F2(c,0),
所以c2+b×0=b2,即c2=b2,由a2=b2+c2=2c2
得椭圆C2的离心率.
(2)由(1)可知a2=2b2,椭圆C2的方程为:
联立抛物线C1的方程x2+by=b2得:2y2-by-b2=0,
解得:或y=b(舍去),所以
,
即,所以△QMN的重心坐标为(1,0).
因为重心在C1上,所以12+b×0=b2,得b=1.
所以a2=2.
所以抛物线C1的方程为:x2+y=1,
椭圆C2的方程为:.
在直角坐标系xOy中,椭圆C1:=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2.F2也是抛物线C2:y2=4x的焦点,点M为C1与C2在第一象限的交点,且|MF2|=
.
(Ⅰ)求C1的方程;
(Ⅱ)平面上的点N满足,直线l∥MN,且与C1交于A,B两点,若
,求直线l的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)由C2:y2=4x知F2(1,0).
设M(x1,y1),M在C2上,因为,
所以,得
,
.M在C1上,且椭圆C1的半焦距c=1,
于是
消去b2并整理得9a4-37a2+4=0,解得a=2(不合题意,舍去).
故椭圆C1的方程为.
(Ⅱ)由知四边形MF1NF2是平行四边形,其中心为坐标原点O,
因为l∥MN,所以l与OM的斜率相同,
故l的斜率.设l的方程为
.
由
消去y并化简得9x2-16mx+8m2-4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),,
.
因为,所以x1x2+y1y2=0.
x1x2+y1y2
=x1x2+6(x1-m)(x2-m)
=7x1x2-6m(x1+x2)+6m2
==
.
所以.此时△=(16m)2-4×9(8m2-4)>0,
故所求直线l的方程为,或
.
解析
解:(Ⅰ)由C2:y2=4x知F2(1,0).
设M(x1,y1),M在C2上,因为,
所以,得
,
.M在C1上,且椭圆C1的半焦距c=1,
于是
消去b2并整理得9a4-37a2+4=0,解得a=2(不合题意,舍去).
故椭圆C1的方程为.
(Ⅱ)由知四边形MF1NF2是平行四边形,其中心为坐标原点O,
因为l∥MN,所以l与OM的斜率相同,
故l的斜率.设l的方程为
.
由
消去y并化简得9x2-16mx+8m2-4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),,
.
因为,所以x1x2+y1y2=0.
x1x2+y1y2
=x1x2+6(x1-m)(x2-m)
=7x1x2-6m(x1+x2)+6m2
==
.
所以.此时△=(16m)2-4×9(8m2-4)>0,
故所求直线l的方程为,或
.
在平面直角坐标,直线l:y=x-3经过椭圆E:
(a>b>0)的一个焦点,且点(0,b)到直线l的距离为2.
(1)求椭圆E的方程;
(2)A、B、C是椭圆上的三个动点A与B关于原点对称,且|AC|=|CB|.问△ABC的面积是否存在最小值?若存在,求此时点C的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)对于直线l:y=x-3,令y=0,可得x=
,
∴焦点为(,0),
∴c=,
∵点(0,b)到直线l的距离为2,
∴=2,
∵b>0,
∴b=1,
∴a=2,
∴椭圆E的方程;
(2)①当AB为长轴(或短轴)时,由题意,C是椭圆的上下顶点(或左右顶点),;
②当直线AB的斜率存在且不为0时,设AB:y=kx,代入椭圆方程,可得,
∵|AC|=|CB|,O为AB的中点,
∴OC⊥AB,
∴直线OC的方程为y=-,
同理可得,
∴,
,
∴S△ABC=2S△OAC=|OA||OC|=≥
=
,
当且仅当1+4k2=4+k2,即k=±1时取等号,
∴k=±1时,△ABC的面积最小值,
此时,C(,±
)或C(-
,±
).
解析
解:(1)对于直线l:y=x-3,令y=0,可得x=
,
∴焦点为(,0),
∴c=,
∵点(0,b)到直线l的距离为2,
∴=2,
∵b>0,
∴b=1,
∴a=2,
∴椭圆E的方程;
(2)①当AB为长轴(或短轴)时,由题意,C是椭圆的上下顶点(或左右顶点),;
②当直线AB的斜率存在且不为0时,设AB:y=kx,代入椭圆方程,可得,
∵|AC|=|CB|,O为AB的中点,
∴OC⊥AB,
∴直线OC的方程为y=-,
同理可得,
∴,
,
∴S△ABC=2S△OAC=|OA||OC|=≥
=
,
当且仅当1+4k2=4+k2,即k=±1时取等号,
∴k=±1时,△ABC的面积最小值,
此时,C(,±
)或C(-
,±
).
P(x,y)是椭圆+
=1上的动点,过P作椭圆长轴的垂线PD,D是垂足,M是PD的中点,则M的轨迹方程是( )
正确答案
解析
解:设点P坐标(x0,y0),PD中点坐标(x,y),
因为P是椭圆+
=1上的动点,∴
+
=1 ①
则由中点公式知,,即
,
代入①化简得:+
=1.
故选C.
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