- 圆锥曲线的综合问题
- 共478题
已知椭圆:
(
)过点
,其左、右焦点分别为
,且
。
(1)求椭圆的方程;
(2)若是直线
上的两个动点,且
,则以
为直径的圆
是否过定点?请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)设点的坐标分别为
,
则
故,可得
, …………………2分
所以,…………………4分
故,
所以椭圆的方程为
, ……………………………6分
(2)设的坐标分别为
,则
,
又,可得
,即
, …………………8分
又圆的圆心为
半径为
,
故圆的方程为
,
即,
也就是, ……………………11分
令,可得
或2,
故圆必过定点
和
, ……………………13分
(另法:(1)中也可以直接将点坐标代入椭圆方程来进行求解;(2)中可利用圆C直径的两端点直接写出圆
的方程)
知识点
已知定点,直线
,点
为坐标平面上的动点,过点
作直线
的垂线,垂足为点
,且
,设动点
的轨迹为曲线
。
(1)求曲线的方程;
(2)过点的直线
与曲线
有两个不同的交点
、
,求证:
;
(3)记与
的夹角为
(
为坐标原点,
、
为(2)中的两点),求
的取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1)设点的坐标为
。 (1分)
由题意,可得,
,
,
,(3分)
由与
垂直,得
,即
(
)。 (6分)
因此,所求曲线的方程为
(
)。
(2)因为过点的直线
与曲线
有两个不同的交点
、
,所以
的斜率不为零,故设直线
的方程为
。 (7分)
于是、
的坐标
、
为方程组
的实数解。
消并整理得
, (8分)
于是进一步得
(10分)
又因为曲线(
)的准线为
,
所以,得证。 (12分)
(3)由(2)可知,,
。
于是,
(16分)可求得的取值范围为
。 (18分)
知识点
已知椭圆的左右焦点分别是
,直线
与椭圆
交于两点
且当
时,M是椭圆
的上顶点,且△
的周长为6.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设椭圆的左顶点为A,直线
与直线:
分别相交于点
,问当
变化时,以线段
为直径的圆被
轴截得的弦长是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)当时,直线的倾斜角为
,
所以:…………3分
解得:,……5分
所以椭圆方程是:;……6分
(2)当时,直线
的方程为:
,此时,M,N点的坐标分别是
,又
点坐标是(-2,0),由图可以得到P,Q两点坐标分别是(4,3),(4,-3),以PQ为直径的圆过右焦点,被
轴截得的弦长为6,猜测当
变化时,以PQ为直径的圆恒过焦点
,被
轴截得的弦长为定值6,……………………8分
证明如下:设点M,N点的坐标分别是,则直线
的方程是:
,
所以点的坐标是
,同理,点
的坐标是
,…………………9分
由方程组得到:
,
所以:,…………………11分
从而:
所以:以为直径的圆一定过右焦点
,被
轴截得的弦长为定值6。……………13分
知识点
已知:椭圆(
),过点
,
的直线倾斜角为
,原点到该直线的距离为
。
(1)求椭圆的方程;
(2)斜率大于零的直线过与椭圆交于
,
两点,若
,求直线
的方程;
(3)是否存在实数,直线
交椭圆于
,
两点,以
为直径的圆过点
?若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)由,
,得
,
,
所以椭圆方程是:-----------------4分
(2)设EF:(
)代入
,得
,
设,
,由
,得
。
由,
--------------6分
得,
,
(舍去),(没舍去扣1分)
直线的方程为:
即
--------------------9分
(3)将代入
,得
(*)
记,
,PQ为直径的圆过
,则
,即
,又
,
,得
。
解得,此时(*)方程
,
存在
,满足题设条件。-----------------14分
知识点
椭圆的中心为坐标原点
,右焦点为
,且椭圆
过点
.若
的三个顶点都在椭圆
上,设三条边的中点分别为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设的三条边所在直线的斜率分别为
,且
.若直线
的斜率之和为0,求证:
为定值.
正确答案
见解析
解析
(1)设椭圆的方程为
,由题意知:左焦点为
所以, 解得
,
。
故椭圆的方程为
。 (方法2、待定系数法)
(2)设,
,
由:,
, 两式相减,得到
所以,即
, 同理
,
所以,又因为直线
的斜率之和为0,
所以 方法2、(可参照方法1给分)
设直线:
,代入椭圆
,得到
,化简得
(以下略)
知识点
已知椭圆的左右焦点分别是
,直线
与椭圆
交于两点
且当
时,M是椭圆
的上顶点,且△
的周长为6.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设椭圆的左顶点为A,直线
与直线:
分别相交于点
,问当
变化时,以线段
为直径的圆被
轴截得的弦长是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)当时,直线的倾斜角为
,所以:
…………3分
解得:,……5分 所以椭圆方程是:
;……6分
(2)当时,直线
的方程为:
,此时,M,N点的坐标分别是
,又
点坐标是(-2,0),由图可以得到P,Q两点坐标分别是(4,3),(4,-3),以PQ为直径的圆过右焦点,被
轴截得的弦长为6,猜测当
变化时,以PQ为直径的圆恒过焦点
,被
轴截得的弦长为定值6,……………………8分
证明如下:设点M,N点的坐标分别是,则直线
的方程是:
,
所以点的坐标是
,同理,点
的坐标是
,…………………9分
由方程组得到:
,
所以:,…………………11分
从而:
所以:以为直径的圆一定过右焦点
,被
轴截得的弦长为定值6。……………13分
知识点
已知直线l:y=x+,圆O:x2+y2=5,椭圆E:
+
=1(a>b>0)的离心率e=
,直线l被圆O截得的弦长与椭圆的短轴长相等。
(1)求椭圆E的方程;
(2)过圆O上任意一点P作椭圆E的两条切线,若切线都存在斜率,求证两切线斜率之积为定值。
正确答案
见解析
解析
(1)解:设椭圆半焦距为c,圆心O到l的距离d==
,
∴直线l被圆O截得的弦长为,
由2b=,解得b=
,
∵椭圆E:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,
∴
∴,解得a2=3
∴椭圆E的方程为;
(2)证明:设P(x0,y0),过点P的椭圆E的切线l0的方程为y﹣y0=k(x﹣x0)
与椭圆方程联立,消去y可得(3+2k2)x2+4k(y0﹣kx0)x+2(kx0﹣y0)2﹣6=0
∴△=[4k(y0﹣kx0)]2﹣4(3+2k2)[2(kx0﹣y0)2﹣6]=0
∴()k2+2kx0y0﹣(
)=0
设满足题意的椭圆的两条切线的斜率分别为k1,k2,
∴k1k2=﹣
∵P在圆O上,∴,
∴k1k2=﹣=﹣1
∴两切线斜率之积为定值﹣1。
知识点
如图,设椭圆:
(
)的左、右焦点分别为
,
,点
是其与
轴的一个交点,定点
(
,
),且
,
。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作直线
与椭圆
相交于不同的两点
,
(
,
与点
不重合),设直线
的斜率为
,直线
的斜率为
,证明:
为定值。
正确答案
见解析
解析
解析:
(1)解:设椭圆的半焦距为(
),由
(
,
)及
得,即
;由
得
,即
,所以
所以椭圆的标准方程为
(2)证明:若直线与
轴垂直,则
,
的坐标分别为(
,
),(
),
于是
若直线的斜率存在,则设斜率为
,
由(
,
)及
,
与点
不重合知
且
设,
,直线
的方程为
与椭圆的方程联立消去
得
得,
于是
综上得为定值2
知识点
已知,点B是
轴上的动点,过B作AB的垂线
交
轴于点Q,若
,
.
(1)求点P的轨迹方程;
(2)是否存在定直线,以PM为直径的圆与直线
的相交弦长为定值,若存在,求出定直线方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
(1)y2=x(2)x=
解析
(1)设B(0,t),设Q(m,0),t2=|m|,
m
0, m=-4t2,
Q(-4t2,0),设P(x,y),则
=(x-
,y),
=(-4t2-
,0),
2=(-
,2 t),
+
=2
。
(x-
,y)+ (-4t2-
,0)= (-
,2 t),
x=4t2,y=2 t,
y2=x,此即点P的轨迹方程; 6分。
(2)由(1),点P的轨迹方程是y2=x;设P(y2,y),M (4,0) ,则以PM为直径的圆的圆心即PM的中点T(
,
), 以PM为直径的圆与直线x=a的相交弦长:
L=2
=2=2
10分
若a为常数,则对于任意实数y,L为定值的条件是a-=0, 即a=
时,L=
存在定直线x=
,以PM为直径的圆与直线x=
的相交弦长为定值
。
知识点
已知椭圆的方程为
,其中
.
(1)求椭圆形状最圆时的方程;
(2)若椭圆最圆时任意两条互相垂直的切线相交于点
,证明:点
在一个定圆上.
正确答案
见解析。
解析
(1)根据已知条件有,且
,故椭圆
的长轴在
轴上.
,当且仅当
时取等号.
由于椭圆的离心率
最小时其形状最圆,故最圆的椭圆方程为
.
(2)设交点,过交点
的直线
与椭圆
相切.
(i)当斜率不存在或等于零时,易得点的坐标为
.
(ii)当斜率存在且非零时,则设斜率为
,则直线
:
,
与椭圆方程联立消,得:
.
由相切,,
化简整理得. ①
因过椭圆外一点有两条直线与椭圆相切,由已知两切线垂直,故,而
为方程①的两根,
故,整理得:
.
又也满足上式,
故点的轨迹方程为
,即
点在定圆
上.
知识点
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