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题型:简答题
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简答题

已知椭圆C:=1(a>b>0)的右焦点为F,离心率为,过点F且与实轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为,O为坐标原点.

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设经过点M(0,2)作直线AB交椭圆C于A、B两点,求△AOB面积的最大值;

(Ⅲ)设椭圆的上顶点为N,是否存在直线l交椭圆于P,Q两点,使点F为△PQN的垂心?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)设F(c,0),则,∴

过点F且与x轴垂直的直线方程为x=c,代入椭圆方程,有,解得

于是,解得b=1.

又a2-c2=b2,从而

所以椭圆C的方程为. 

(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).由题意可设直线AB的方程为y=kx+2.

消去y并整理,得(2k2+1)x2+8kx+6=0.

由△=(8k)2-24(2k2+1)>0,得

由韦达定理,得

∵点O到直线AB的距离为,∴

设t=2k2-3,由,知t>0.

于是

,得.当且仅当时等号成立.

∴△AOB面积的最大值为

(Ⅲ)假设存在直线l交椭圆于P,Q两点,且F为△PQN的垂心.

设P(x1,y1),Q(x2,y2),

∵N(0,1),F(1,0),∴kNF=-1.

由NF⊥PQ,知kPQ=1.

设直线l的方程为y=x+m,

得3x2+4mx+2m2-2=0.

由△>0,得m2<3,且

由题意,有

∴x1(x2-1)+y2(y1-1)=0,即x1(x2-1)+(x2+m)(x1+m-1)=0,

于是

解得或m=1.

经检验,当m=1时,△PQN不存在,故舍去m=1.

时,所求直线l存在,且直线l的方程为

解析

解:(Ⅰ)设F(c,0),则,∴

过点F且与x轴垂直的直线方程为x=c,代入椭圆方程,有,解得

于是,解得b=1.

又a2-c2=b2,从而

所以椭圆C的方程为. 

(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).由题意可设直线AB的方程为y=kx+2.

消去y并整理,得(2k2+1)x2+8kx+6=0.

由△=(8k)2-24(2k2+1)>0,得

由韦达定理,得

∵点O到直线AB的距离为,∴

设t=2k2-3,由,知t>0.

于是

,得.当且仅当时等号成立.

∴△AOB面积的最大值为

(Ⅲ)假设存在直线l交椭圆于P,Q两点,且F为△PQN的垂心.

设P(x1,y1),Q(x2,y2),

∵N(0,1),F(1,0),∴kNF=-1.

由NF⊥PQ,知kPQ=1.

设直线l的方程为y=x+m,

得3x2+4mx+2m2-2=0.

由△>0,得m2<3,且

由题意,有

∴x1(x2-1)+y2(y1-1)=0,即x1(x2-1)+(x2+m)(x1+m-1)=0,

于是

解得或m=1.

经检验,当m=1时,△PQN不存在,故舍去m=1.

时,所求直线l存在,且直线l的方程为

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简答题

如图,已知过点D(-2,0)的直线l与椭圆+y2=1交于不同的两点A、B,点M是弦AB的中点

(Ⅰ)若=+,求点P的轨迹方程;

(Ⅱ)求||的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)①若直线l∥x轴,则点P为(0,0);

②设直线l:x=my-2,

并设点A,B,M,P的坐标分别是A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),P(x,y),

消去x,得(m2+2)y2-4my+2=0,①

由直线l与椭圆有两个不同的交点,可得△=(-4m)2-8(m2+2)>0,即8(m2-2)>0,所以m2>2

=+及方程①,得y=y1+y2=

x=x1+x2=(my1-2)+(my2-2)=-

由于m≠0(否则,直线l与椭圆无公共点),

将上方程组两式相除得,m=-,代入到方程x=-

得x=-,整理,得x2+2y2+4x=0(-2<x<0)

综上所述,点P的轨迹方程为x2+2y2+4x=0(-2<x<0)

(Ⅱ)①当l∥x轴时,A,B分别是椭圆长轴的两个端点,则点M在原点O处,

所以,|MD|=2,|MA|=,所以,=

②由方程①,得y0==

|MD|=|y0-yD|=

|MA|=|=|y0-y1|==|=

==

m2>2,-∈(1,0),∈(0,1),∈[,+∞)

解析

解:(Ⅰ)①若直线l∥x轴,则点P为(0,0);

②设直线l:x=my-2,

并设点A,B,M,P的坐标分别是A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),P(x,y),

消去x,得(m2+2)y2-4my+2=0,①

由直线l与椭圆有两个不同的交点,可得△=(-4m)2-8(m2+2)>0,即8(m2-2)>0,所以m2>2

=+及方程①,得y=y1+y2=

x=x1+x2=(my1-2)+(my2-2)=-

由于m≠0(否则,直线l与椭圆无公共点),

将上方程组两式相除得,m=-,代入到方程x=-

得x=-,整理,得x2+2y2+4x=0(-2<x<0)

综上所述,点P的轨迹方程为x2+2y2+4x=0(-2<x<0)

(Ⅱ)①当l∥x轴时,A,B分别是椭圆长轴的两个端点,则点M在原点O处,

所以,|MD|=2,|MA|=,所以,=

②由方程①,得y0==

|MD|=|y0-yD|=

|MA|=|=|y0-y1|==|=

==

m2>2,-∈(1,0),∈(0,1),∈[,+∞)

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简答题

如图,在平面直角坐标系xoy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)经过点M(3),椭圆的离心率e=

(1)求椭圆C的方程;

(2)过点M作两直线与椭圆C分别交于相异两点A、B.若∠AMB的平分线与y轴平行,试探究直线AB的斜率是否为定值?若是,请给予证明;若不是,请说明理由.

正确答案

解:(1)∵椭圆C:+=1(a>b>0)经过点M(3),椭圆的离心率e=

,解得

因此椭圆方程为

(2)设直线MA的斜率为k,A(x1,y1),B(x2,y2),

∵∠AMB的平分线与y轴平行,∴直线MA与MB的斜率互为相反数,

设直线MB的斜率为k,联立直线MA与椭圆方程:

整理得

解得

可得

为定值.

解析

解:(1)∵椭圆C:+=1(a>b>0)经过点M(3),椭圆的离心率e=

,解得

因此椭圆方程为

(2)设直线MA的斜率为k,A(x1,y1),B(x2,y2),

∵∠AMB的平分线与y轴平行,∴直线MA与MB的斜率互为相反数,

设直线MB的斜率为k,联立直线MA与椭圆方程:

整理得

解得

可得

为定值.

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简答题

已知椭圆C的中心在原点O,它的短轴长为2,相应的焦点F1(c,0)(c>0)的准线l与x轴相交于A,|OF1|=2|F1A|.

(1)求椭圆的方程;

(2)过椭圆C的左焦点作一条与两坐标轴都不垂直的直线l,交椭圆于P、Q两点,在x轴上是否存在点M,对任意的直线l,MF2为△MPQ的一条角平分线,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)由题意,设椭圆的方程为+=1,

则2b=2

则b=

又∵|OF1|=2|F1A|.

∴c=2(-c),

解得,a=,c=2;

故椭圆的方程为+=1;

(2)设M(m,0),左焦点为F2(-2,0);

可设直线PQ的方程为x=

与椭圆方程+=1联立消去x得,

)y2--2=0,

设P(x1,y1),Q(x2,y2),

则y1+y2=

y1y2=

∵MF2为△MPQ的一条角平分线,

+=0,

化简可得,

y1y2-2(y1+y2)-m(y1+y2)=0,

-(m+2)=0,

∴(m+3)=0,

∴m=-3.

故M(-3,0).

解析

解:(1)由题意,设椭圆的方程为+=1,

则2b=2

则b=

又∵|OF1|=2|F1A|.

∴c=2(-c),

解得,a=,c=2;

故椭圆的方程为+=1;

(2)设M(m,0),左焦点为F2(-2,0);

可设直线PQ的方程为x=

与椭圆方程+=1联立消去x得,

)y2--2=0,

设P(x1,y1),Q(x2,y2),

则y1+y2=

y1y2=

∵MF2为△MPQ的一条角平分线,

+=0,

化简可得,

y1y2-2(y1+y2)-m(y1+y2)=0,

-(m+2)=0,

∴(m+3)=0,

∴m=-3.

故M(-3,0).

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简答题

如图,已知直线y=2x-2与抛物线x2=2py(p>0)交于M1,M2两点,直线y=与y轴交于点F.且直线y=恰好平分∠M1FM2

(I)求P的值;

(Ⅱ)设A是直线y=上一点,直线AM2交抛物线于另点M3,直线M1M3交直线y=于点B,求的值.

正确答案

解:(Ⅰ) 由,整理得x2-4px+4p=0,

设M1(x1,y1),M2(x2,y2),

∵直线平分∠M1FM2,∴

,即

整理得:

,解得p=4,满足△>0,

∴p=4.

(Ⅱ) 由(1)知抛物线方程为x2=8y,

,A(t,2),B(a,2),

由A、M2、M3三点共线得

=,即:

整理得:x2x3-t(x2+x3)=-16  ①

由B、M3、M1三点共线得

,即

x1x3-a(x1+x3)=-16  ②

②式两边同乘x2得:x1x2x3-a(x1x2+x2x3)=-16x2

即:16x3-a(16+x2x3)=-16x2

由①得:x2x3=t(x2+x3)-16,代入③得:16x3-16a-ta(x2+x3)+16a=-16x2

即:16(x2+x3)=at(x2+x3),∴at=16.

解析

解:(Ⅰ) 由,整理得x2-4px+4p=0,

设M1(x1,y1),M2(x2,y2),

∵直线平分∠M1FM2,∴

,即

整理得:

,解得p=4,满足△>0,

∴p=4.

(Ⅱ) 由(1)知抛物线方程为x2=8y,

,A(t,2),B(a,2),

由A、M2、M3三点共线得

=,即:

整理得:x2x3-t(x2+x3)=-16  ①

由B、M3、M1三点共线得

,即

x1x3-a(x1+x3)=-16  ②

②式两边同乘x2得:x1x2x3-a(x1x2+x2x3)=-16x2

即:16x3-a(16+x2x3)=-16x2

由①得:x2x3=t(x2+x3)-16,代入③得:16x3-16a-ta(x2+x3)+16a=-16x2

即:16(x2+x3)=at(x2+x3),∴at=16.

百度题库 > 高考 > 数学 > 直线与圆锥曲线的综合问题

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