- 圆锥曲线的综合问题
- 共478题
已知椭圆C:的离心率为,双曲线x²-y²=1的渐近线与椭圆有四个交点,以这四个交点为顶点的四边形的面积为16,则椭圆c的方程为
正确答案
解析
双曲线x²-y²=1的渐近线方程为,代入可得,则,又由可得,则,
于是。椭圆方程为,答案应选D。
知识点
如图,已知平面内一动点到两个定点、的距离之和为,线段的长为
(1)求动点的轨迹;
(2)当时,过点作直线与轨迹交于、两点,且点在线段的上方,线段的垂直平分线为
①求的面积的最大值;
②轨迹上是否存在除、以外的两点、关于直线对称,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)当即时,轨迹是以、为焦点的椭圆
当时,轨迹是线段
当时,轨迹不存在
(2)以线段的中点为坐标原点,以所在直线为轴建立平面直角坐标系,
可得轨迹的方程为
①解法1:设表示点到线段的距离
,
要使的面积有最大值,只要有最大值
当点与椭圆的上顶点重合时,
的最大值为
解法2:在椭圆中,设,记
点在椭圆上,由椭圆的定义得:
在中,由余弦定理得:
配方,得:
从而
得
根据椭圆的对称性,当最大时,最大
当点与椭圆的上顶点重合时,
最大值为
②结论:当时,显然存在除、外的两点、关于直线对称
下证当与不垂直时,不存在除、外的两点、关于直线对称
证法1:假设存在这样的两个不同的点
设线段的中点为 直线
由于在上,故 ①
又在椭圆上,所以有
两式相减,得
将该式写为,
并将直线的斜率和线段的中点,表示代入该表达式中,
得 ②
①、②得,由(1)代入
得
即的中点为点,而这是不可能的.
此时不存在满足题设条件的点和.
证法2:假设存在这样的两个不同的点
,
则,故直线经过原点。
直线的斜率为,则假设不成立,
故此时椭圆上不存在两点(除了点、点外)关于直线对称
知识点
如图,椭圆的左焦点为,过点的直线交椭圆于,两点,当直线经过椭圆的一个顶点时,其倾斜角恰为。
(1)求该椭圆的离心率;
(2)设线段的中点为,的中垂线与轴和轴分别交于两点,记△的面积为,△(为原点)的面积为,求的取值范围。
正确答案
(1)
(2)
解析
(1)解:依题意,当直线经过椭圆的顶点时,其倾斜角为。 ………………1分
设 ,
则 。 ………………2分
将 代入 ,
解得 。 ………………3分
所以椭圆的离心率为 。 ………………4分
(2)解:由(1),椭圆的方程可设为。 ………………5分
设,。
依题意,直线不能与轴垂直,故设直线的方程为,将其代入
,整理得 。 ………………7分
则 ,,。
………………8分
因为 ,
所以 ,。 ………………9分
因为 △∽△,
所以 ………………11分
。 ………………13分
所以的取值范围是。 ………………14分
知识点
已知椭圆的四个顶点恰好是一边长为2,一内角为的菱形的四个顶点。
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于,两点,且线段的垂直平分线经过点,求(为原点)面积的最大值。
正确答案
(1)
(2)
解析
(1)因为椭圆的四个顶点恰好是一边长为2,
一内角为 的菱形的四个顶点,
所以,椭圆的方程为 …………………4分
(2)设因为的垂直平分线通过点, 显然直线有斜率,
当直线的斜率为时,则的垂直平分线为轴,则
所以
因为,
所以,当且仅当时,取得最大值为 ………………6分
当直线的斜率不为时,则设的方程为
所以,代入得到
当, 即
方程有两个不同的解
又, …………………9分
所以,又,化简得到
代入,得到 …………………10分
又原点到直线的距离为
所以
化简得到 …………………12分
因为,所以当时,即时,取得最大值
综上,面积的最大值为 …………………14分
知识点
如图,已知点是椭圆=1上的动点,以为切点的切线与直线相交于点。
(1)过点且与垂直的直线为,求与轴交点纵坐标的取值范围;
(2)在轴上是否存在定点,使得以为直径的圆恒过点?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由。(注:参考定理:若点在椭圆上,则以为切点的椭圆的切线方程是:)
正确答案
见解析。
解析
解:
知识点
已知椭圆的离心率为,直线l:y=x+2与以原点为圆心、椭圆C1的短半轴长为半径的圆相切。
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直于直线l1,垂足为点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;
(3)设C2与x轴交于点Q,不同的两点R,S在C2上,且满足,求的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)由得2a2=3b2,又由直线l:y=x+2与圆x2+y2=b2相切,
得,,∴椭圆C1的方程为:,
(2)由MP=MF2得动点M的轨迹是以l1:x=﹣1为准线,
F2为焦点的抛物线,∴点M的轨迹C2的方程为y2=4x,
(3)Q(0,0),设,
∴,
由,得,∵y1≠y2
∴化简得,
∴(当且仅当y1=±4时等号成立),
∵,
又∵y22≥64,∴当y22=64,即y2=±8时,
∴的取值范围是
知识点
已知双曲线的右焦点与抛物线y2=12x的焦点重合,则该双曲线的焦点到其渐近线的距离等于( )
正确答案
解析
抛物线y2=12x的焦点坐标为(3,0)
∵双曲线的右焦点与抛物线y2=12x的焦点重合
∴4+b2=9
∴b2=5
∴双曲线的一条渐近线方程为,即
∴双曲线的焦点到其渐近线的距离等于
知识点
已知椭圆(a>b>0)的离心率为,且过点()。
(1)求椭圆E的方程;
(2)设直线l:y=kx+t 与圆(1<R<2)相切于点A,且l与椭圆E只有一个公共点B.
①求证:;
②当R为何值时,取得最大值?并求出最大值。
正确答案
见解析
解析
(1) 椭圆E的方程为.
(2) ①因为直线与圆C: 相切于A, 得,
即 ① 又因为与椭圆E只有一个公共点B,
由 ,得 ,且此方程有唯一解.
则 即.
②由①②,得 ② 设,由 得 ,由韦达定理, ,∵点在椭圆上, ∴
∴, 在直角三角形OAB中, 当且仅当,
∴
知识点
已知椭圆的右焦点为,短轴的端点分别为,且
.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且斜率为的直线交椭圆于两点,弦的垂直平分线与轴相交于点.设弦的中点为,试求的取值范围。
正确答案
(1)
(2)
解析
(1)依题意不妨设,,则,.
由,得.又因为,
解得.
所以椭圆的方程为. ……………4分
(2)依题直线的方程为.
由得.
设,,则,. …………6分
所以弦的中点为. ……………7分
所以
. ……………9分
直线的方程为,
由,得,则,
所以. …………11分
所以.……………12分
又因为,所以.
所以.
所以的取值范围是. ……………………14分
知识点
设为平面直角坐标系中的点集,从中的任意一点作轴、轴的垂线,垂足分别为,,记点的横坐标的最大值与最小值之差为,点的纵坐标的最大值与最小值之差为.
若是边长为1的正方形,给出下列三个结论:
1 的最大值为;
2 的取值范围是;
3 恒等于0.
其中所有正确结论的序号是( )
正确答案
解析
略
知识点
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