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题型:简答题
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简答题

设椭圆M:(a>b>0)的离心率为,长轴长为,设过右焦点F倾斜角为θ的直线交椭圆M于A,B两点.

(Ⅰ)求椭圆M的方程;

(Ⅱ)求证|AB|=

(Ⅲ)设过右焦点F且与直线AB垂直的直线交椭圆M于C,D,求|AB|+|CD|的最小值.

正确答案

解:(Ⅰ)根据题意可得:

所求椭圆M的方程为(4分)

(Ⅱ)当θ≠,设直线AB的斜率为k=tanθ,焦点F(3,0),

则直线AB的方程为y=k(x-3)

⇒(1+2k2)x2-12k2x+18(k2-1)=0

设点A(x1,y1),B(x2,y2

有x1+x2=,x1x2=

|AB|=**(6分)

又因为k=tanθ=代入**式得

|AB|=(8分)

当θ=时,直线AB的方程为x=3,

此时|AB|=(10分)

而当θ=时,|AB|==

综上所述所以|AB|=(11分)

(Ⅲ)过右焦点F且与直线AB垂直的直线交椭圆M于C,D,

同理可得|CD|==(12分)

有|AB|+|CD|=+=

因为sin2θ∈[0,1],

所以当且仅当sin2θ=1时,

|AB|+|CD|有最小值是(16分)

解析

解:(Ⅰ)根据题意可得:

所求椭圆M的方程为(4分)

(Ⅱ)当θ≠,设直线AB的斜率为k=tanθ,焦点F(3,0),

则直线AB的方程为y=k(x-3)

⇒(1+2k2)x2-12k2x+18(k2-1)=0

设点A(x1,y1),B(x2,y2

有x1+x2=,x1x2=

|AB|=**(6分)

又因为k=tanθ=代入**式得

|AB|=(8分)

当θ=时,直线AB的方程为x=3,

此时|AB|=(10分)

而当θ=时,|AB|==

综上所述所以|AB|=(11分)

(Ⅲ)过右焦点F且与直线AB垂直的直线交椭圆M于C,D,

同理可得|CD|==(12分)

有|AB|+|CD|=+=

因为sin2θ∈[0,1],

所以当且仅当sin2θ=1时,

|AB|+|CD|有最小值是(16分)

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题型:简答题
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简答题

如图,已知M(m,m2),N(n,n2)是抛物线C:y=x2上两个不同点,且m2+n2=1,m+n≠0.直线l是线段MN的垂直平分线.设椭圆E的方程为+=1(a>0,a≠2).

(1)当M,N在抛物线C上移动时,求直线l斜率k的取值范围;

(2)已知直线l与抛物线C交于A,B两个不同点,与椭圆E交于P,Q两个不同点.设AB中点为R,PQ中点为S,若=0,求椭圆E离心率的范围.

正确答案

解:(1)∵直线MN的斜率kMN=m+n,

又∵l⊥MN,m+n≠0,∴直线l的斜率k=-

∵m2+n2=1,由m2+n2≥2mn,得2(m2+n2)≥(m+n)2

即2≥(m+n)2,∴|m+n|≤

因M、N两点不同,∴0<|m+n|<

(2))∵l方程为:y-=k(x-),

又∵m2+n2=1,m+n=-,y-=k(x+),

∴l:y=kx+1,代入抛物线和椭圆方程并整理得:x2-kx-1=0(1),

(a+2k2)x2+4kx+2-2a=0(2)

易知方程(1)的判别式△1=k2+4>0恒成立,方程(2)的判别式△2=8a(2k2+a-1)

∵k2,a>0,

∴2k2+a-1>a>0,∴△2>0恒成立

∵R(+1),S(-),

=0得:=0,

∴a=

∵k2,∴a=2-<a<2,

=e,∴a=2-2e2

∴e2,∴0<e<

∴椭圆E离心率的取值范围是(0,].

解析

解:(1)∵直线MN的斜率kMN=m+n,

又∵l⊥MN,m+n≠0,∴直线l的斜率k=-

∵m2+n2=1,由m2+n2≥2mn,得2(m2+n2)≥(m+n)2

即2≥(m+n)2,∴|m+n|≤

因M、N两点不同,∴0<|m+n|<

(2))∵l方程为:y-=k(x-),

又∵m2+n2=1,m+n=-,y-=k(x+),

∴l:y=kx+1,代入抛物线和椭圆方程并整理得:x2-kx-1=0(1),

(a+2k2)x2+4kx+2-2a=0(2)

易知方程(1)的判别式△1=k2+4>0恒成立,方程(2)的判别式△2=8a(2k2+a-1)

∵k2,a>0,

∴2k2+a-1>a>0,∴△2>0恒成立

∵R(+1),S(-),

=0得:=0,

∴a=

∵k2,∴a=2-<a<2,

=e,∴a=2-2e2

∴e2,∴0<e<

∴椭圆E离心率的取值范围是(0,].

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题型:简答题
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简答题

在平面直角坐标系xOy中,过定点C(0,p)作直线与抛物线x2=2py(p>0)相交于A、B两点.

(Ⅰ)若点N是点C关于坐标原点O的对称点,求△ANB面积的最小值;

(Ⅱ)是否存在垂直于y轴的直线l,使得l被以AC为直径的圆截得弦长恒为定值?若存在,求出l的方程;若不存在,说明理由.

正确答案

解:法1:(Ⅰ)依题意,点N的坐标为N(0,-p),

可设A(x1,y1),B(x2,y2),

直线AB的方程为y=kx+p,与x2=2py联立得

消去y得x2-2pkx-2p2=0.

由韦达定理得x1+x2=2pk,x1x2=-2p2

于是

=

=

∴当k=0时,

(Ⅱ)假设满足条件的直线l存在,其方程为y=a,

AC的中点为O‘,l与AC为直径的圆相交于点P,Q,PQ的中点为H,

则O'H⊥PQ,O'点的坐标为().

∴|PH|2=|O'P|2-|O'H|2==

∴|PQ|2=(2|PH|)2=

,得,此时|PQ|=p为定值,

故满足条件的直线l存在,其方程为

即抛物线的通径所在的直线.

解法2:(Ⅰ)前同解法1,再由弦长公式得=

又由点到直线的距离公式得

从而,∴当k=0时,

(Ⅱ)假设满足条件的直线l存在,其方程为y=a,则以AC为直径的圆的方程为(x-0)(x-x1)+(y-p)(y-y1)=0,

将直线方程y=a代入得x2-x1x+(a-p)(a-y1)=0,

则|x1-x2|2=

设直线l与以AC为直径的圆的交点为P(x3,y3),Q(x4,y4),

则有

,得,此时|PQ|=p为定值,故满足条件的直线l存在,其方程为

即抛物线的通径所在的直线.

解析

解:法1:(Ⅰ)依题意,点N的坐标为N(0,-p),

可设A(x1,y1),B(x2,y2),

直线AB的方程为y=kx+p,与x2=2py联立得

消去y得x2-2pkx-2p2=0.

由韦达定理得x1+x2=2pk,x1x2=-2p2

于是

=

=

∴当k=0时,

(Ⅱ)假设满足条件的直线l存在,其方程为y=a,

AC的中点为O‘,l与AC为直径的圆相交于点P,Q,PQ的中点为H,

则O'H⊥PQ,O'点的坐标为().

∴|PH|2=|O'P|2-|O'H|2==

∴|PQ|2=(2|PH|)2=

,得,此时|PQ|=p为定值,

故满足条件的直线l存在,其方程为

即抛物线的通径所在的直线.

解法2:(Ⅰ)前同解法1,再由弦长公式得=

又由点到直线的距离公式得

从而,∴当k=0时,

(Ⅱ)假设满足条件的直线l存在,其方程为y=a,则以AC为直径的圆的方程为(x-0)(x-x1)+(y-p)(y-y1)=0,

将直线方程y=a代入得x2-x1x+(a-p)(a-y1)=0,

则|x1-x2|2=

设直线l与以AC为直径的圆的交点为P(x3,y3),Q(x4,y4),

则有

,得,此时|PQ|=p为定值,故满足条件的直线l存在,其方程为

即抛物线的通径所在的直线.

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题型:简答题
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简答题

在平面直角坐标系xOy中,已知定点A(-1,1).动点P到点(0,)的距离比P到y=-1的距离小

(1)求点P的轨迹C的方程;

(2)若Q是轨迹C上异于点P的一个点,且(λ>0).直线OP与QA交于点M.问:是否存在点P,使得△PQA和△PAM的面积满足S△PQA=4S△PAM?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)设点P(x,y)为所求轨迹上的任意一点,则

由抛物线的定义知,得P点的轨迹为是以(0,)为焦点,以y=-为准线的抛物线…(3分)

所以轨迹C的方程为y=x2…(5分)

(2)设P(x1),Q(x2),由,可知直线PQ∥直线OA,

则kPQ=kOA

=,即x2=-x1-1…(6分)

所以直线OP方程为y=x1x…①…(7分)

直线QA的斜率为=-x1-2…(8分)

所以直线QA方程为y-1=-(-x1-2)(x+1)

即y=-(x1+2)x-x1-1…②…(9分)

联立①②,得x=-,所以点M的横坐标为定值-…(10分)

由S△PQA=4S△PAM,得到QA=4AM,因为PQ∥OA,所以OP=4OM…(11分)

=4,得x1=2…(12分)

所以P的坐标为(2,4)…(13分)

解析

解:(1)设点P(x,y)为所求轨迹上的任意一点,则

由抛物线的定义知,得P点的轨迹为是以(0,)为焦点,以y=-为准线的抛物线…(3分)

所以轨迹C的方程为y=x2…(5分)

(2)设P(x1),Q(x2),由,可知直线PQ∥直线OA,

则kPQ=kOA

=,即x2=-x1-1…(6分)

所以直线OP方程为y=x1x…①…(7分)

直线QA的斜率为=-x1-2…(8分)

所以直线QA方程为y-1=-(-x1-2)(x+1)

即y=-(x1+2)x-x1-1…②…(9分)

联立①②,得x=-,所以点M的横坐标为定值-…(10分)

由S△PQA=4S△PAM,得到QA=4AM,因为PQ∥OA,所以OP=4OM…(11分)

=4,得x1=2…(12分)

所以P的坐标为(2,4)…(13分)

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题型:简答题
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简答题

如图,椭圆的两顶点为,B(0,1),该椭圆的左右焦点分别是F1,F2

(1)在线段AB上是否存在点C,使得CF1⊥CF2?若存在,请求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.

(2)设过F1的直线交椭圆于P,Q两点,求△PQF2面积的最大值.

正确答案

解:由已知可得椭圆的方程为

且有:,F1(-1,0),

F2(1,0),

(1)假设存在点C,使得CF1⊥CF2

则:

(λ∈[0,1]),

=

故有:,解得λ=1或

所以点C的坐标为C(0,1)或

(2)若设过F1的直线l交椭圆于P(x1,y1),Q(x2,y2),则由焦半径公式可得:

当PQ⊥x轴时,x1=x2=-1,此时

当PQ与x轴不垂直时,不妨设直线PQ的方程为y=k(x+1),(k>0),

则由:得:(2k2+1)x2+4k2x+2k2-2=0,故

于是可得:

又由点到直线的距离公式可得点F2到PQ的距离

因为

所以

综上可知,当直线PQ⊥x轴时,△PQF2的面积取到最大值

解析

解:由已知可得椭圆的方程为

且有:,F1(-1,0),

F2(1,0),

(1)假设存在点C,使得CF1⊥CF2

则:

(λ∈[0,1]),

=

故有:,解得λ=1或

所以点C的坐标为C(0,1)或

(2)若设过F1的直线l交椭圆于P(x1,y1),Q(x2,y2),则由焦半径公式可得:

当PQ⊥x轴时,x1=x2=-1,此时

当PQ与x轴不垂直时,不妨设直线PQ的方程为y=k(x+1),(k>0),

则由:得:(2k2+1)x2+4k2x+2k2-2=0,故

于是可得:

又由点到直线的距离公式可得点F2到PQ的距离

因为

所以

综上可知,当直线PQ⊥x轴时,△PQF2的面积取到最大值

百度题库 > 高考 > 数学 > 直线与圆锥曲线的综合问题

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