- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知椭圆
=1(a>b>0)的右焦点为F(1,0),离心率e=
,A,B是椭圆上的两动点,动点P满足
=
+λ
,(其中实数λ为常数).
(1)求椭圆标准方程;
(2)当λ=1,且直线AB过F点且垂直于x轴时,求过A,B,P三点的外接圆方程;
(3)若直线OA与OB的斜率乘积kOA•kOB=-,问是否存在常数λ,使得动点P满足PG+PQ=4,其中G(-
,0),Q(
,0),若存在求出λ的值,若不存在,请说明理由.
正确答案
解:( I)有题设可知:
∴又b2=a2-c2,∴b2=1,
∴椭圆标准方程为
(2)由题意可知直线AB方程为x=1,代入解得
,
设圆的方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,将A,B,P三点代入得
,
解得,
所以圆的方程是
(3)设P(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2),
则由得
(x,y)=(x1,y1)+λ(x2,y2)=(x1+λx2,y1+λy2),
即x=x1+λx2,y=y1+λy2.
∵点A、B在椭圆x2+2y2=2上,
∴x+2y
=2,x
+2y
+=2,故x2+2y2=(x
+λ2x
+2λx1x2)+2(y
+λ2y
+2λy1y2)=(x
+2y
)+λ2(x
+2yx)+2λ(x1x2+2y1y2)
=2+2λ2+2λ(x1x2+2y1y2).
设kOA,kOB分别为直线OA,OB的斜率,
由题设条件知kOA•kOB==-
,
∴x1x2+2y1y2=0,∴x2+2y2=2+2λ2.即
∴P点是椭圆上的点,
设该椭圆的左、右焦点为G,Q,则由椭圆的定义PG+PQ=4为定值.
所以4=,∴λ=±1,
此时两焦点的坐标为 G(-,0),
∴存在λ=±1使得PG+PQ=4
解析
解:( I)有题设可知:
∴又b2=a2-c2,∴b2=1,
∴椭圆标准方程为
(2)由题意可知直线AB方程为x=1,代入解得
,
设圆的方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,将A,B,P三点代入得
,
解得,
所以圆的方程是
(3)设P(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2),
则由得
(x,y)=(x1,y1)+λ(x2,y2)=(x1+λx2,y1+λy2),
即x=x1+λx2,y=y1+λy2.
∵点A、B在椭圆x2+2y2=2上,
∴x+2y
=2,x
+2y
+=2,故x2+2y2=(x
+λ2x
+2λx1x2)+2(y
+λ2y
+2λy1y2)=(x
+2y
)+λ2(x
+2yx)+2λ(x1x2+2y1y2)
=2+2λ2+2λ(x1x2+2y1y2).
设kOA,kOB分别为直线OA,OB的斜率,
由题设条件知kOA•kOB==-
,
∴x1x2+2y1y2=0,∴x2+2y2=2+2λ2.即
∴P点是椭圆上的点,
设该椭圆的左、右焦点为G,Q,则由椭圆的定义PG+PQ=4为定值.
所以4=,∴λ=±1,
此时两焦点的坐标为 G(-,0),
∴存在λ=±1使得PG+PQ=4
如图,已知圆
和抛物线
,过坐标原点O的直线与C2相交于点A、B,定点M坐标为(0,-1),直线MA,MB分别与C1相交于点D、E.
(1)求证:MA⊥MB.
(2)记△MAB,△MDE的面积分别为S1、S2,若,求λ的取值范围.
正确答案
解(1)设直线AB:y=kx,A(x1,y1),B(x2,y2)
联立,得x2-kx-1=0.
则x1+x2=k,x1x2=-1.
又,
.
所以
=x1x2+(kx1+1)(kx2+1)=(k2+1)x1x2+k(x1+x2)+1
=-k2-1+k2+1=0.
所以MA⊥MB.
(2)设直线MA:y=k1x-1;MB:y=k2x-1,k1k2=-1
由,得
或
,所以A
,
同理可得.
则.
由,得
或
,所以D
,
同理可得.
∴=
.
=
.
所以λ的取值范围是.
解析
解(1)设直线AB:y=kx,A(x1,y1),B(x2,y2)
联立,得x2-kx-1=0.
则x1+x2=k,x1x2=-1.
又,
.
所以
=x1x2+(kx1+1)(kx2+1)=(k2+1)x1x2+k(x1+x2)+1
=-k2-1+k2+1=0.
所以MA⊥MB.
(2)设直线MA:y=k1x-1;MB:y=k2x-1,k1k2=-1
由,得
或
,所以A
,
同理可得.
则.
由,得
或
,所以D
,
同理可得.
∴=
.
=
.
所以λ的取值范围是.
设椭圆的离心率
是其左右焦点,点P(xo,3)是直线
(其中c2=a2-b2)上一点,且直线PF2的倾斜角为
.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若A、B是椭圆E上两点,满足|AB|=1,求△AOB(O为坐标原点)面积的最小值.
正确答案
解:(1)由e=,得a=2c,
由点P(xo,3)是直线上一点,且直线PF2的倾斜角为
,
得,得
,所以b2=3c.
则b2=a2-c2=3c2=3c,所以c=1.
则a=2,b2=3.
所以所求椭圆E的方程为;
(2)当直线AB的斜率不存在时,不妨设A(),B(
),代入椭圆方程
得,此时
.
当直线AB的斜率存在时,设AB的方程为y=kx+m.
令A(x1,y1),B(x2,y2).
联立,得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0
△=(8km)2-4(3+4k2)(4m2-12)=192k2-48m2+144
由△>0,得4k2+3>m2.
.
由|AB|==
.
得.
点O到直线AB的距离d=.
所以.
所以=
=
=.
∵,∴当k=0时,
,
此时,符合4k2+3>m2.
所以S△AOB的最小值为.
则△AOB面积的最小值为.
解析
解:(1)由e=,得a=2c,
由点P(xo,3)是直线上一点,且直线PF2的倾斜角为
,
得,得
,所以b2=3c.
则b2=a2-c2=3c2=3c,所以c=1.
则a=2,b2=3.
所以所求椭圆E的方程为;
(2)当直线AB的斜率不存在时,不妨设A(),B(
),代入椭圆方程
得,此时
.
当直线AB的斜率存在时,设AB的方程为y=kx+m.
令A(x1,y1),B(x2,y2).
联立,得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0
△=(8km)2-4(3+4k2)(4m2-12)=192k2-48m2+144
由△>0,得4k2+3>m2.
.
由|AB|==
.
得.
点O到直线AB的距离d=.
所以.
所以=
=
=.
∵,∴当k=0时,
,
此时,符合4k2+3>m2.
所以S△AOB的最小值为.
则△AOB面积的最小值为.
已知在平面直角坐标系xOy中的一个椭圆,它的中心在原点,左焦点为F(-
,0),且右顶点为D(2,0).设点A的坐标是(1,
).
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)过原点O的直线交椭圆于点B、C,求△ABC面积的最大值.
正确答案
解:(Ⅰ)由已知得椭圆的半长轴a=2,半焦距c=,则半短轴b=1.
又椭圆的焦点在x轴上,
∴椭圆的标准方程为
(II)当BC垂直于x轴时,BC=2,S△ABC=1
当BC不垂直于x轴时,设该直线方程为y=kx,代入
解得B( ),C(
),
则 ,又点A到直线BC的距离d=
,
∴△ABC的面积S△ABC=
于是S△ABC=
要使△ABC面积的最大值,则k<0
由 ≥-1,得S△ABC≤
,其中,当k=
时,等号成立.
∴S△ABC的最大值是
解析
解:(Ⅰ)由已知得椭圆的半长轴a=2,半焦距c=,则半短轴b=1.
又椭圆的焦点在x轴上,
∴椭圆的标准方程为
(II)当BC垂直于x轴时,BC=2,S△ABC=1
当BC不垂直于x轴时,设该直线方程为y=kx,代入
解得B( ),C(
),
则 ,又点A到直线BC的距离d=
,
∴△ABC的面积S△ABC=
于是S△ABC=
要使△ABC面积的最大值,则k<0
由 ≥-1,得S△ABC≤
,其中,当k=
时,等号成立.
∴S△ABC的最大值是
已知F1(-2,0)、F2(2,0)是椭圆+
=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆上的点,且
•
的最大值为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)过左焦点的直线l交椭圆于M、N两点,且•
sinθ=
cosθ,求l的方程(其中∠MON=θ,O为坐标原点)
正确答案
解:(1)由题意可得c=2,设P(m,n),则=(-2-m,-n),
=(2-m,-n),
则•
=m2+n2-4,当P为长轴的端点时,P到原点的距离最大,且为a,
即有a2-4=2,即a=,
即有b==
,
则椭圆方程为+
=1;
(2)椭圆的左焦点为F1(-2,0),则直线l的方程为y=k(x+2),
代入椭圆方程得:(3k2+1)x2+12k2x+12k2-6=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-,x1•x2=
,
∵•
=
=|
|•|
|cosθ≠0,
∴||•|
|sinθ=
,即S△OMN=
,
∵|MN|=•|x1-x2|=
,
原点O到m的距离d=,
则S△OMN=|MN|•d=
•
•
=
,
解得k=±,
∴l的方程为y=±(x+2).
解析
解:(1)由题意可得c=2,设P(m,n),则=(-2-m,-n),
=(2-m,-n),
则•
=m2+n2-4,当P为长轴的端点时,P到原点的距离最大,且为a,
即有a2-4=2,即a=,
即有b==
,
则椭圆方程为+
=1;
(2)椭圆的左焦点为F1(-2,0),则直线l的方程为y=k(x+2),
代入椭圆方程得:(3k2+1)x2+12k2x+12k2-6=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-,x1•x2=
,
∵•
=
=|
|•|
|cosθ≠0,
∴||•|
|sinθ=
,即S△OMN=
,
∵|MN|=•|x1-x2|=
,
原点O到m的距离d=,
则S△OMN=|MN|•d=
•
•
=
,
解得k=±,
∴l的方程为y=±(x+2).
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