- 圆锥曲线中的探索性问题
- 共76题
已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,离心率为,右焦点到到右顶点的距离为。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)是否存在与椭圆交于,两点的直线:,使得成立?若存在,求出实数的取值范围,若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)设椭圆的方程为,半焦距为.
依题意,由右焦点到右顶点的距离为,得。
解得,。
所以。
所以椭圆的标准方程是。 ……………4分
(2)解:存在直线,使得成立.理由如下:
由得。
,化简得。
设,则
,。
若成立,
即,等价于,所以。
,
,
,
化简得,。
将代入中,,
解得,。
又由,,
从而,或。
所以实数的取值范围是。 ……………14分
知识点
如图7,直线,抛物线,已知点在抛
物线上,且抛物线上的点到直线的距离的最小值为。
(1)求直线及抛物线的方程;
(2)过点的任一直线(不经过点)与抛物线交于、两点,直线与直线相交于点,记直线,,的斜率分别为,, ,问:是否存在实数,使得?若存在,试求出的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)(法一)点在抛物线上, 。
设与直线平行且与抛物线相切的直线方程为,
由 得,
,
由,得,则直线方程为。
两直线、间的距离即为抛物线上的点到直线的最短距离,
有,解得或(舍去)。
直线的方程为,抛物线的方程为。
(法二)点在抛物线上, ,抛物线的方程为。……2分
设为抛物线上的任意一点,点到直线的距离为,根据图象,有,,
,的最小值为,由,解得。
因此,直线的方程为,抛物线的方程为。
(2)直线的斜率存在,设直线的方程为,即,
由 得,
设点、的坐标分别为、,则,,
,,
.
由 得,,
,
。
因此,存在实数,使得成立,且。
知识点
已知点是平面直角坐标系上的一个动点,点到直线的距离等于点到点的距离的2倍,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)斜率为的直线与曲线交于两个不同点,若直线不过点,设直线的斜率分别为,求的数值;
(3)试问:是否存在一个定圆,与以动点为圆心,以为半径的圆相内切?若存在,求出这个定圆的方程;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)由题知,有.
化简,得曲线的方程:,
(2)∵直线的斜率为,且不过点,
∴可设直线:。
联立方程组得。
又交点为,
∴,
∴
(3)答:一定存在满足题意的定圆.
理由:∵动圆与定圆相内切,
∴两圆的圆心之间距离与其中一个圆的半径之和或差必为定值.
又恰好是曲线(椭圆)的右焦点,且是曲线上的动点,
记曲线的左焦点为,联想椭圆轨迹定义,有,
∴若定圆的圆心与点重合,定圆的半径为4时,则定圆满足题意.
∴定圆的方程为:.
知识点
已知抛物线的方程为,直线的方程为,点A关于直线的对称点在抛物线上。
(1)求抛物线的方程;
(2)已知,点是抛物线的焦点,M是抛物线上的动点,求的最小值及此时点M的坐标;
(3)设点B、C是抛物线上的动点,点D是抛物线与轴正半轴交点,△BCD是以D为直角顶点的直角三角形,试探究直线BC是否经过定点?若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由,
正确答案
见解析。
解析
(1)
设点A(3,-1)关于直线的对称点为坐标为(x,y),
则解得-
把点(1,3)代入,解得a = 4,
所以抛物线的方程为
(2)∵是抛物线的焦点,抛物线的顶点为(0,-1),
∴抛物线的准线为,
过点M作准线的垂线,垂足为A,由抛物线的定义知,
∴=,当且仅当P、M、A三点共线时“=”成立,
即当点M为过点P所作的抛物线准线的垂线与抛物线的交点时,取最小值,
∴,这时点M的坐标为。
(3)BC所在的直线经过定点,该定点坐标为,
令,可得D点的坐标为
设,显然,
则-
--
∵,∴,即
直线BC的方程为
即-
所以直线BC经过定点.--
知识点
设椭圆的离心率为,其左焦点与抛物线的焦点相同.(Ⅰ)求此椭圆的方程;(Ⅱ)若过此椭圆的右焦点的直线与曲线只有一个交点,则
(1)求直线的方程;
(2)椭圆上是否存在点,使得,若存在,请说明一共有几个点;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)抛物线的焦点为,它是题设椭圆的左焦点.离心率为,
所以,.由求得.
因此,所求椭圆的方程为 (*)
(2)椭圆的右焦点为,过点与轴平行的直线显然与曲线没有交点.设直线的斜率为,
① 若,则直线过点且与曲线只有一个交点,此时直线
的方程为;
② 若,因直线过点,故可设其方程为,将其代入
消去,得.因为直线与曲线只有一个交点,所以判别式,于是,从而直线的方程为或.因此,所求的直线的方程为或或.
可求出点的坐标是或或.
①若点的坐标是,则.于是=,从而,代入(*)式联立:
或,求得,此时满足条件的点有4个:
.
②若点的坐标是,则,点M到直线:的距离是,
于是有,从而,
与(*)式联立:或解之,可求出满足条件的点有4个:,,,.
③ 若点的坐标是,则,点到直线:的距离是,于是有,从而,
与(*)式联立:或,解之,可求出满足条件的点有4个: ,,,.
综合①②③,以上12个点各不相同且均在该椭圆上,因此,满足条件的点共有12个.图上椭圆上的12个点即为所求。
知识点
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