- 椭圆
- 共5181题
(12分) 已知椭圆C:,其相应于焦点
的准线方程为
。
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知过点
倾斜角为
的直线分别交椭圆C于A、B两点,求证:
;
(Ⅲ)过点
作两条互相垂直的直线分别交椭圆C于A、B和D、E,求
的最小值。
正确答案
(Ⅰ) (Ⅱ)见解析 (Ⅲ)
(Ⅰ)由题意得:,∴
,∴椭圆C的方程为
。
(Ⅱ)方法一:由(Ⅰ)知,是椭圆C的左焦点,离心率
,设
是椭圆的左准线,则
:
作
于
,
于
,
于
轴交于点H(如图),
∵点A在椭圆上,∴
==
∴,同理
∴。
方法二:当时,记
。则AB:
将其代入方程得
设,则
是此二次方程的两个根。∴
,
①∵
,代入①式得
。②
当时,
仍满足②式。∴
。
(Ⅲ)设直线AB倾斜角为,由于DE⊥AB,由(Ⅱ)可得
,
,
当或
时,
取得最小值
。
已知圆C:(x-4)2+(y-m)2=16(m∈N*),直线4x-3y-16=0过椭圆E:+
=1(a>b>0)的右焦点,且被圆C所截得的弦长为
,点A(3,1)在椭圆E上.
(1)求m的值及椭圆E的方程;
(2)设Q为椭圆E上的一个动点,求·
的取值范围.
正确答案
(1)m=4 +
=1
(2)[-12,0]
(1)因为直线4x-3y-16=0被圆C所截得的弦长为,所以圆心C(4,m)到直线4x-3y-16=0的距离为
=
,
即=
,解得m=4或m=-4(舍去).
又直线4x-3y-16=0过椭圆E的右焦点,所以椭圆E的右焦点F2的坐标为(4,0),则其左焦点F1的坐标为(-4,0).
因为椭圆E过A点,所以|AF1|+|AF2|=2a,
所以2a=5+
=6
,所以a=3
,a2=18,b2=2,
故椭圆E的方程为+
=1.
(2)由(1)知C(4,4),又A(3,1),所以=(1,3),设Q(x,y),则
=(x-3,y-1),则
·
=x+3y-6.令x+3y=n,
则由,消去x得18y2-6ny+n2-18=0.
因为直线x+3y=n与椭圆E有公共点,
所以Δ=(-6n)2-4×18×(n2-18)≥0,
解得-6≤n≤6,故·
=x+3y-6的取值范围为[-12,0].
已知椭圆:
经过点
,其离心率
.
(1)求椭圆的方程;
(2)过坐标原点作不与坐标轴重合的直线
交椭圆
于
两点,过
作
轴的垂线,垂足为
,连接
并延长交椭圆
于点
,试判断随着
的转动,直线
与
的斜率的乘积是否为定值?说明理由.
正确答案
(1);(2)直线
与
的斜率的乘积是定值
.
试题分析:(1)由椭圆的离心率可得,又点
满足方程可得
,可解得
,
,所以知椭圆的方程;(2)设直线
方程是
,
,
,可得
,
,可得直线
方程是
,与椭圆方程联立,由韦达定理代入
最终可化为
.
解:(1)∵,∴
,
,
∵点在椭圆
上,∴
,
解得,
,∴椭圆
的方程是
;
(2)设直线方程是
,
,
,
则,
,直线
的斜率是
,
直线方程是
,
由,得
,
则,
∴,
直线与
的斜率的乘积是定值
.
椭圆中有如下结论:椭圆上斜率为1的弦的中点在直线
上,类比上述结论:双曲线
上斜率为1的弦的中点在直线 上
正确答案
试题分析:将椭圆方程中的
变为
,
变为
,右边变为0,于此得到椭圆
上斜率为1的弦的中点在直线
上.
类比上述结论,将双曲线的方程作为上述变换可知:双曲线上斜率为1的弦的中点在直线
.
不妨设弦的两个端点为,
,则
,中点设为
,则
,
,将上述两端点代入双曲线方程得
,
两式相减得,而
,
∴,化简得
,
而,
,于是
在直线
上.
曲线C上任一点到点F1(-4,0),F2(4,0)的距离之和为12.曲线C的左顶点为A,点P在曲线C上,且PA⊥PF2.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)求点P的坐标;
(Ⅲ)在y轴上求一点M,使M到曲线C上点的距离最大值为3.
正确答案
(1)设G是曲线C上任意一点,依题意,|GE|+|GF|=12.
所以曲线C是以E、F为焦点的椭圆,且椭圆的长半袖a=6,半焦距c=4,
所以短半轴 b==
,
所以所求的椭圆方程为 +
=1;
(2)由已知A(-6,0),F2(4,0),设点P的坐标为(x,y)
则 =(x+6,y),
=(x-4,y)
由已知得
则 2x2+9x-18=0,解之得x=,或x=-6,
由于A,P两点不重合,所以只能取 x=,于是y=
,
所以点P的坐标为 (,
);
(3)设圆M的圆心为(0,n),半径为3,其方程为x2+(y-n)2=63,当此圆与椭圆相切时,使M到曲线C上点的距离最大值为3
.
由消去x得:
+
=1
则56y2+40ny+20n2-93=0.
△=0⇒n=6或8.
所求的M的坐标为(0,6)或(0,8).
已知△ABC的周长为12,顶点A,B的坐标分别为(-2,0),(2,0),C为动点.
(1)求动点C的轨迹E的方程;
(2)过原点作两条关于y轴对称的直线(不与坐标轴重合),使它们分别与曲线E交于两点,求四点所对应的四边形的面积的最大值.
正确答案
(1)+
=1(x≠±4)
(2)16
(1)由题意知|CA|+|CB|=12-4=8>|AB|,所以C的轨迹E为椭圆的一部分.
由a=4,c=2,可得b2=12.
故曲线E的方程为+
=1(x≠±4).
(2)设两直线的方程为y=kx与y=-kx(k>0).记y=kx与曲线E在第一象限内的交点为(x0,y0),由,可得x02=
.
结合图形的对称性可知:四交点对应的四边形为矩形,且其面积S=2x0·2y0=4kx02=.
因为k>0,所以S=≤
=16
(当且仅当k=
时取等号).故四边形面积的最大值为16
.
在平面直角坐标系中,已知椭圆
∶
的左、右焦点分别
、
焦距为
,且与双曲线
共顶点.
为椭圆
上一点,直线
交椭圆
于另一点
.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点的坐标为
,求过
、
、
三点的圆的方程;
(3)若,且
,求
的最大值.
正确答案
(1)(2)
;(3)
试题分析:(1)由题易得椭圆中,可得椭圆方程
;
(2)因为点的坐标为
,故
,可得
的方程为
,联立
直线方程和椭圆方程得,
,可得圆心坐标和半径,则圆的方程可求;
(3)由题,设
,
,
可得,将其代入椭圆方程解得
,
,
由,
,即得
的最大值
1)解:由题意得,故椭圆的方程为
.
(2)因为所以
的方程为
由 解得点
的坐标为
. 因为
所以
为直角三角形
因为的中点为
,
,
所以圆的方程为.
(3)设,则
,
因为 ,所以
即
所以解得
所以
因为 ,所以
,当且仅当
,即
时,取等号.
最大值为.
已知椭圆的焦点为
,点
是椭圆
上的一点,
与
轴的交点
恰为
的中点,
.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点为椭圆的右顶点,过焦点
的直线与椭圆
交于不同的两点
,求
面积的取值范围.
正确答案
(1)(2)
试题分析:(1)根据已知分析可得点横坐标为1,纵坐标为
,,即点
。法一:将
代入椭圆方程,结合
且
,解方程组可得
的值。法二:根据椭圆的定义求点
到两焦点的距离的和即为
,再根据关系式
求得
。(2)设过点
的直线
的斜率为
,显然
(注意讨论直线斜率存在与否)。当直线的斜率不存在时,直线方程为
,将
代入椭圆方程可得
的纵坐标,从而可得
,根据椭圆图像的对称性可知
,因此可得
。当直线斜率存在时设直线
的方程为
,将直线与椭圆方程联立,消去
(或
)得关于
的一元二次方程,从而可得根与系数的关系。根据弦长公式求
,再用点到线的距离公式求点
到直线
的距离
,所以
。最后根据基本不等式求其范围即可。
解:(1)因为为
的中点,
为
的中点,
,
所以,且
. 1分
所以.
因为,
所以. 2分
因为, 3分
所以.
所以椭圆的方程为
. 4分
(2)设过点的直线
的斜率为
,显然
.
(1)当不存在时,直线
的方程为
,
所以.
因为,
所以. 5分
(2)当存在时,设直线
的方程为
.
由,消
并整理得:
. 6分
设,则
,
. 7分
因为
, 8分
又因为点到直线
的距离
, 9分
所以
10分
设,则
. 11分
因为,
所以.
因为函数在
上单调递增, 12分
所以.
所以.
所以.
所以.
所以
所以. 13分
综合(1)(2)可知 . 14分
已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F和椭圆的右焦点重合,直线
过点F交抛物线于A、B两点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线交y轴于点M,且
,m、n是实数,对于直线
,m+n是否为定值?
若是,求出m+n的值;否则,说明理由.
正确答案
(1);(2)-1
试题分析:(1)因为椭圆的右焦点为
,又因为抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F为
.即可求出
的值,从而得到抛物线的方程.
(2)假设直线方程以及.联立椭圆方程,消元得到一个关于x的一元二次方程,由韦达定理可得两个等式.根据
由向量的相等关系,可得到关于m,n的等式,结合韦达定理的等式,再运算m+n即可得到结论.
试题解析:(1)∵椭圆的右焦点,
∴,得
,
∴抛物线C的方程为.
(2)由已知得直线的斜率一定存在,所以设
:
,
与y轴交于
,
设直线交抛物线于
,
由
∴,
又由
即m=,同理
,∴
所以,对任意的直线,m+ n为定值-1
如图,正方形CDEF内接于椭圆,且它的四条边与坐标轴平行,正方形GHPQ的顶点G,H在椭圆上,顶点P,Q在正方形的边EF上.且CD=2PQ=
.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知点M(2,1),平行于OM的直线l在y轴上的截距为m(m:≠0),l交椭圆于A,B两个不同点,求证:直线MA,MB与x轴始终围成一个等腰三角形.
正确答案
(1);(2)证明过程详见解析.
试题分析:本题主要考查椭圆的标准方程、直线与椭圆相交问题等数学知识,考查学生分析问题解决问题的能力和计算能力.第一问,由图形分析,利用CD和PQ的边长得出点E和点G的坐标,由于这2点都在椭圆上,联立方程得出和
,从而得到椭圆的标准方程;第二问,通过对题意的分析,只需证明直线MA,MB的斜率之和为0即可,设出A,B点坐标,列出2条直线的斜率
的表达式,直线
与椭圆方程联立消参,得到关于x的方程,列出两根之和与两根之积,而
通过转化可以将得到的两根之和与两根之积代入,只要最后化简结果为0即可.
试题解析:(1)∵,∴点
,
又∵,∴点
,
则,解得
,
∴椭圆方程.(4分)
(2)设直线MA、MB的斜率分别为k1,k2,只需证明k1+k2=0即可,设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
,直线l方程为
,代入椭圆方程
消去y,
得x2+2mx+2m2-4=0可得x1+x2=-2m,x1x2=2m2-4.(9分)
而
,(12分)
∴k1+k2=0,故直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形.(13分)
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