- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
设椭圆+
=1,a>b>0的左焦点为F1,上顶点为A,过点A与AF1垂直的直线分别交椭圆和x轴正半轴于P、Q两点,且P分向量
所成的比为λ.
(1)当λ∈(1,2)时,探求椭圆离心率(-e)2的取值范围;
(2)当λ=时,过A、Q、F1三点的圆恰好与直线L:x+
y+3=0相切,求椭圆的方程.
正确答案
解:(1)设Q(x0,0),F1(-c,0),A(0,b),
∵P分向量所成的比为λ,
∴P(,
),∴(
)2
+(
)2
=1. ①
而=(c,b),
=(x0,-b),
•
=0,
∴cx0-b2=0. ②
由①、②消去x0,得()2
+(
)2=1,
即λ2=(1+λ)2-1,即(
-e)2=1+
∈(2,3).
(2)当λ=时,e-
=-
,
∴e=,a=2c.
又∵△AF1Q是直角三角形,其外接圆圆心是斜边中点,
∴圆心为(,0)=(
,0)=(c,0),
半径为r==
=a.
由圆恰好与直线L:x+y+3=0相切,得
=a,
∴a=2,b=.
∴椭圆方程为+
=1.
解析
解:(1)设Q(x0,0),F1(-c,0),A(0,b),
∵P分向量所成的比为λ,
∴P(,
),∴(
)2
+(
)2
=1. ①
而=(c,b),
=(x0,-b),
•
=0,
∴cx0-b2=0. ②
由①、②消去x0,得()2
+(
)2=1,
即λ2=(1+λ)2-1,即(
-e)2=1+
∈(2,3).
(2)当λ=时,e-
=-
,
∴e=,a=2c.
又∵△AF1Q是直角三角形,其外接圆圆心是斜边中点,
∴圆心为(,0)=(
,0)=(c,0),
半径为r==
=a.
由圆恰好与直线L:x+y+3=0相切,得
=a,
∴a=2,b=.
∴椭圆方程为+
=1.
已知点P为椭圆上一动点,椭圆C左,右顶点分别为A,B,左焦点为F,若|PF|最大值与最小值分别为4和2.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知直线l过点A且倾斜角为30°,点M为椭圆C长轴上一动点,且点M到直线l的距离等于|MB|,若连接PM并延长与椭圆C交于点Q,求S△APQ的最大值.
正确答案
解:(1)设c是此椭圆的半焦距,∵|PF|最大值与最小值分别为4和2,
∴,解得a=3,c=1,
∴b2=a2-c2=8.
∴椭圆C的标准方程是.
(2)如图所示,
由(1)可知A(-3,0),B(3,0).
又.
∴直线l的方程为,化为
.
设M(m,0),(-3≤m≤3),则点M到直线l的距离d==
,
又|BM|=3-m,d=|MB|,∴,解得m=1.∴M(1,0).
设直线PQ的方程为:my=x-1,P(x1,y1),Q(x2,y2).
联立,化为(8m2+9)y2+16my-64=0,
显然△>0.
∴,
.
∴|PQ|==
=
.
点A到直线l的距离d=.
∴S△APQ==
=
.
令,g(t)=S(m)=
.
,因此g(t)在[1,+∞)上单调递减,
∴S(m)=g(t)≤g(1)==
.当且仅当m=0即PQ⊥x轴时取等号.
∴当PQ⊥x轴时,S△APQ的最大值为.
解析
解:(1)设c是此椭圆的半焦距,∵|PF|最大值与最小值分别为4和2,
∴,解得a=3,c=1,
∴b2=a2-c2=8.
∴椭圆C的标准方程是.
(2)如图所示,
由(1)可知A(-3,0),B(3,0).
又.
∴直线l的方程为,化为
.
设M(m,0),(-3≤m≤3),则点M到直线l的距离d==
,
又|BM|=3-m,d=|MB|,∴,解得m=1.∴M(1,0).
设直线PQ的方程为:my=x-1,P(x1,y1),Q(x2,y2).
联立,化为(8m2+9)y2+16my-64=0,
显然△>0.
∴,
.
∴|PQ|==
=
.
点A到直线l的距离d=.
∴S△APQ==
=
.
令,g(t)=S(m)=
.
,因此g(t)在[1,+∞)上单调递减,
∴S(m)=g(t)≤g(1)==
.当且仅当m=0即PQ⊥x轴时取等号.
∴当PQ⊥x轴时,S△APQ的最大值为.
已知椭圆C:M:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,且椭圆上一点与椭圆的两个焦点构成的三角形周长为16
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)若O(0,0)、P(2,2),试探究在椭圆C内部是否存在整点Q(平面内横、纵坐标均为整数的点称为整点),使得△OPQ的面积S△OPQ=4?若存在,请指出共有几个这样的点?并说明理由(不必具体求出这些点的坐标).
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆C的半焦距为c,由题意可知道:
,解得
…(3分)
又因为a2=b2+c2,所以
所以椭圆的方程为…(6分)
(Ⅱ)依题意,直线OP的方程为y=x,…(7分)
因为S△OPQ=4,所以Q到直线OP的距离为2,…(8分)
所以点Q在与直线OP平行且距离为2的直线l上,
设l:y=x+m,则,解得m=±4 …(10分)
当m=4时,由,
消元得41x2+200x<0,即 …(12分)
又x∈Z,所以x=-4,-3,-2,-1,相应的y也是整数,此时满足条件的点Q有4个.
当m=-4时,由对称性,同理也得满足条件的点Q有4个.…(13分)
综上,存在满足条件的点Q,这样的点有8个.…(14分)
解析
解:(Ⅰ)设椭圆C的半焦距为c,由题意可知道:
,解得
…(3分)
又因为a2=b2+c2,所以
所以椭圆的方程为…(6分)
(Ⅱ)依题意,直线OP的方程为y=x,…(7分)
因为S△OPQ=4,所以Q到直线OP的距离为2,…(8分)
所以点Q在与直线OP平行且距离为2的直线l上,
设l:y=x+m,则,解得m=±4 …(10分)
当m=4时,由,
消元得41x2+200x<0,即 …(12分)
又x∈Z,所以x=-4,-3,-2,-1,相应的y也是整数,此时满足条件的点Q有4个.
当m=-4时,由对称性,同理也得满足条件的点Q有4个.…(13分)
综上,存在满足条件的点Q,这样的点有8个.…(14分)
已知抛物线C:y2=4x的准线与x轴交于M点,过M点斜率为k的直线l,与抛物线C交于A、B两点(A在M、B之间).
(1)F为抛物线C的焦点,若,求k的值;
(2)若,求△FMB的面积.
正确答案
解:(1)根据题意,可得
∵抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),准线为x=-1,
∴准线与x轴交于M(-1,0),可得直线l的方程为y=k(x+1),
设点A(x1,y1),可得y1=k(x1+1),
∴,
,
又∵,可得4|AM|=5|AF|,
∴,解之得
;
(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),
由消去x可得:
,
由根与系数的关系,可得y1+y2=,y1y2=4.…①
∵=(x2+1,y2),
=(x1+1,y1),且
,
∴y2=4y1,代入①可得y1y2=4y12=4,解之得y1=±1,
因此y1=1且y2=4或y1=-1且y2=-4,得B的坐标为(4,±4).
∴△FMB的面积为.
解析
解:(1)根据题意,可得
∵抛物线C:y2=4x的焦点为F(1,0),准线为x=-1,
∴准线与x轴交于M(-1,0),可得直线l的方程为y=k(x+1),
设点A(x1,y1),可得y1=k(x1+1),
∴,
,
又∵,可得4|AM|=5|AF|,
∴,解之得
;
(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),
由消去x可得:
,
由根与系数的关系,可得y1+y2=,y1y2=4.…①
∵=(x2+1,y2),
=(x1+1,y1),且
,
∴y2=4y1,代入①可得y1y2=4y12=4,解之得y1=±1,
因此y1=1且y2=4或y1=-1且y2=-4,得B的坐标为(4,±4).
∴△FMB的面积为.
已知椭圆C:
=1(a>b>0)经过点B(0,
),且离心率为
,右顶点为A,左右焦点分别为F1,F2;椭圆C2以坐标原点为中心,且以F1F2为短轴端,上顶点为D.
(Ⅰ)求椭圆C1的方程;
(Ⅱ)若C1与C2交于M、N、P、Q四点,当AD∥F2B时,求四边形MNPQ的面积.
正确答案
解:(Ⅰ)∵椭圆经过点,且离心率为
,∴e=
,b=
∴a=2,∴椭圆C1的方程为;
(Ⅱ)C2的短轴长为2,设方程为(m>1)
∴D(0,m),A)2,0),F2(1,0)
∵AD∥F2B,∴m=
∴C2的方程为
设N(x1,y1),则,解得
,∴|x1y1|=
∴根据对称性,可得四边形MNPQ的面积为.
解析
解:(Ⅰ)∵椭圆经过点,且离心率为
,∴e=
,b=
∴a=2,∴椭圆C1的方程为;
(Ⅱ)C2的短轴长为2,设方程为(m>1)
∴D(0,m),A)2,0),F2(1,0)
∵AD∥F2B,∴m=
∴C2的方程为
设N(x1,y1),则,解得
,∴|x1y1|=
∴根据对称性,可得四边形MNPQ的面积为.
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