- 椭圆
- 共5181题
已知曲线C:(5-m)x2+(m-2)y2=8(m∈R).
(1)若曲线C是焦点在x轴上的椭圆,求m的取值范围;
(2)设m=4,曲线C与y轴的交点为A,B(点A位于点B的上方),直线y=kx+4与曲线C交于不同的两点M,N,直线y=1与直线BM交于点G.求证:A,G,N三点共线.
正确答案
(1)(2)见解析
学生错解:解:(1)曲线C是焦点在x轴上的椭圆,当且仅当解得2<m<5,所以m的取值范围是(2,5).
(2)当m=4时,曲线C的方程为x2+2y2=8,点A,B的坐标分别为(0,2),(0,-2).
由得(1+2k2)x2+16kx+24=0.
设点M,N的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则y1=kx1+4,y2=kx2+4,x1+x2=,x1x2=
.直线BM的方程为y+2=
x,点G的坐标为
.
因为直线AN和直线AG的斜率分别为kAN=,kAG=-
,所以kAN-kAG=
=
=
=
=0.
即kAN=kAG.故A,G,N三点共线.
审题引导:(1)方程的曲线是焦点在x轴上的椭圆;
(2)证明三点共线的常用方法.
规范解答:解:(1)曲线C是焦点在x轴上的椭圆,当且仅当 (3分)
解得<m<5,所以m的取值范围是
.(4分)
(2)当m=4时,曲线C的方程为x2+2y2=8,点A,B的坐标分别为(0,2),(0,-2).(5分)
由得(1+2k2)x2+16kx+24=0.(6分)
因为直线与曲线C交于不同的两点,所以Δ=(16k)2-4(1+2k2)×24>0,即k2>.(7分)
设点M,N的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则y1=kx1+4,y2=kx2+4,
x1+x2=,x1x2=
.(8分)
直线BM的方程为y+2=x,点G的坐标为
.(9分)
因为直线AN和直线AG的斜率分别为kAN=,kAG=-
,(11分)
所以kAN-kAG==0.
即kAN=kAG.(13分)故A,G,N三点共线.(14分)
错因分析:易忽视焦点在x轴上,漏掉这一条件,从而失误.联立消元后易忽视Δ>0这一前提条件.
已知抛物线的焦点为椭圆
的右焦点,且椭圆的长轴长为4,M、N是椭圆上的的动点.
(1)求椭圆标准方程;
(2)设动点满足:
,直线
与
的斜率之积为
,证明:存在定点
使
得为定值,并求出
的坐标;
(3)若在第一象限,且点
关于原点对称,
垂直于
轴于点
,连接
并延长交椭圆于点
,记直线
的斜率分别为
,证明:
.
正确答案
(1);(2)存在
使得
;(3)证明过程详见试题解析.
试题分析:(1)由双曲线的焦点与椭圆
的焦点重合求出椭圆中的
,再由
,求出所求椭圆方程为
;(2)先设
,由
,结合椭圆的标准方程可以得到
使得
为定值;(3)要证明
就是要考虑
,详见解析.
试题解析:(1)由题设可知:因为抛物线的焦点为
,
所以椭圆中的又由椭圆的长轴为4得
故
故椭圆的标准方程为:
(2)设,
由可得:
由直线OM与ON的斜率之积为可得:
,即
由①②可得:
M、N是椭圆上的点,故
故,即
由椭圆定义可知存在两个定点,
使得动点P到两定点距离和为定值;
(3)设,由题设可知
,
由题设可知斜率存在且满足
.
将③代入④可得:⑤
点在椭圆
,
故
(本小题满分12分)已知椭圆过点A(a,0),B(0,b)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)斜率小于零的直线过点D(1,0)与椭圆交于M,N两点,若求直线MN的方程;
(3)是否存在实数k,使直线交椭圆于P、Q两点,以PQ为直径的圆过点D(1,0)?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)由,
,得
,
,
所以椭圆方程是:……………………3分
(Ⅱ)设MN:代入
,得
,
设,由
,得
.
由,
……………………6分
得,
,
(舍去)
直线的方程为:
即
……………………8分
(Ⅲ)将代入
,得
(*)
记,
,
为直径的圆过
,则
,即
,又
,
,得
………①
又,代入①解得
……………11分
此时(*)方程,
存在
,满足题设条件.…………12分
略
已知椭圆,椭圆
以
的长轴为短轴,且与
有相同的离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为坐标原点,点
、
分别在椭圆
和
上,
,求直线
的方程.
正确答案
(1);(2)
或
.
试题分析:(1)先根据题意设椭圆的方程为
,再利用离心率相等求出
的值,进而确定椭圆
的方程;(2)根据条件
得到
、
、
三点共线,进而可以设直线
的方程为
,并将此直线方程与两椭圆的方程联立,求出点
和
的坐标,并结合
这个条件得出两点坐标之间的等量关系,从而求出
的值,最终求出直线
的方程.
试题解析:(1)由已知可设椭圆的方程为
,
其离心率为,故
,解得
,因此椭圆
的方程为
;
(2)设、
两点的坐标分别为
、
,
由及(1)知,
、
、
三点共线,且
、
不在
轴上,因此可设直线
的方程为
,
将代入
中,得
,所以
,
将代入
,得
,所以
,
又由,得
,即
,
解得,故直线
的方程为
或
.
如图,设椭圆:
的离心率
,顶点
的距离为
,
为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作两条互相垂直的射线,与椭圆
分别交于
两点.
(ⅰ)试判断点到直线
的距离是否为定值.若是请求出这个定值,若不是请说明理由;
(ⅱ)求的最小值.
正确答案
(1);(2)(ⅰ)
;(ⅱ)
.
试题分析:(1)利用离心率可得,
关系.由两个顶点距离可得
,
距离,由此结合
可求得
,
的值,从而求得椭圆的标准方程;(2)分直线
的斜率不存在与存在两种情况求解.当直线
的斜率不存在时,情况特殊,易求解;当直线
的斜率存在时,设直线
的方程为
与椭圆方程联立消去
得到关于
的一元二次方程,然后结合韦达定理与
,以及点到直线的距离公式求解;(3)在
中,利用
=
与
,结合基本不等式求解.
试题解析:(1)由,得
,
由顶点的距离为
,得
,
又由,解得
,所以椭圆C的方程为
.
(2)解:(ⅰ)点到直线
的距离为定值.
设,
① 当直线AB的斜率不存在时,则为等腰直角三角形,不妨设直线
:
,
将代入
,解得
,
所以点到直线
的距离为
;
② 当直线的斜率存在时,设直线
的方程为
与椭圆
:
,
联立消去得
,
,
.
因为,所以
,
,
即,
所以,整理得
,
所以点到直线
的距离
=
.
综上可知点到直线
的距离为定值
.
(ⅱ)在中,因为
=
又因为≤
,所以
≥
,
所以≥
,当
时取等号,即
的最小值是
.
如图,已知焦点在轴上的椭圆
经过点
,直线
交椭圆于不同的两点.
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)求实数的取值范围;
(3)是否存在实数,使△
是以
为直角的直角三角形,若存在,求出
的值,若不存,请说明理由.
正确答案
(1)(2)
(3)见解析
试题分析:(1)设出椭圆方程的标准形式,由离心率的值及椭圆过点(4,1)求出待定系数,得到椭圆的标准方程.
(2)把直线方程代入椭圆的方程,由判别式大于0,求出m的范围即可;
(3)对于存在性问题,可先假设存在,即假设存在实数m满足题意,再利用△ABM为直角三角形,结合向量垂直的条件求出m,若出现矛盾,则说明假设不成立,即不存在;否则存在.
试题解析:解:(1)依题意,解得
, 2分
所以椭圆的标准方程是. 3分
(2)由得
, 4分
直线
与椭圆有两个不同的交点,
6分
解得 7分
(3)假设存在实数满足题意,则由
为直角得
, 8分
设,
,由(2)得
,
9分
,
10分
,
11分
12分
得
13分
因为,
综上所述,存在实数使△
为直角三角形. 14分
如图中心在原点,焦点在轴上的椭圆,离心率
,且经过抛物线
的焦点.
(I)求椭圆的标准方程;
(II)若过点B(2,0)的直线L(斜率不等于零)与椭圆交于不同的两点E、F(E在B、F之间),试求OBE与
OBF面积1:2,求直线L的方程。
正确答案
(1)(2)
(I)设椭圆的方程为,则
①,
∵抛物线的焦点为(0, 1), ……………………………………….2分
∴ ②
由①②解得. …………………………………………………………5分
∴椭圆的标准方程为. …………………………………………………6分
(II)如图,由题意知的斜率存在且不为零,
设方程为
①,
将①代入,整理,得
,
由得
…………………………………9分
设、
, 则
②
令, 则
,由此可得
,
,且
.
由②知 ,
.
∴ , 即
…………………………………12分
所求直线L的方程为:……………………………………………………………14分
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,椭圆短轴的一个端点与两个焦点构成的三角形的面积为
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知动直线y=k(x+1)与椭圆C相交于A,B两点.
①若线段AB中点的横坐标为-,求斜率k的值;
②已知点M(-,0),求证:
·
为定值.
正确答案
(1)+
=1
(2)①± ②见解析
(1)+
=1(a>b>0)满足a2=b2+c2,又
=
,
×b×2c=
,
解得a2=5,b2=,则椭圆方程为
+
=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).
①将y=k(x+1)代入+
=1,
得(1+3k2)x2+6k2x+3k2-5=0,
∴Δ=48k2+20>0,x1+x2=-,
∵AB中点的横坐标为-,
∴-=-1,解得k=±
.
②由(1)知x1+x2=-,x1x2=
,
∴·
=(x1+
,y1)·(x2+
,y2)
=(x1+)(x2+
)+y1y2
=(x1+)(x2+
)+k2(x1+1)(x2+1)
=(1+k2)x1x2+(+k2)(x1+x2)+
+k2
=(1+k2)+(
+k2)(-
)+
+k2
=+
+k2=
(定值).
已知椭圆,过点
且离心率为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知是椭圆
的左右顶点,动点M满足
,连接AM交椭圆于点P,在x轴上是否存在异于A、B的定点Q,使得直线BP和直线MQ垂直.
正确答案
(1);(2)存在,
试题分析:(1)由离心率,所以①
,再把点
代入椭圆
中得:②
,最后③
,由①②③三式求出
、
,即可写出椭圆方程;
假设存在,设,则直线
的方程
, 可得
, 并设定点
,由
,直线
与直线
斜率之积为-1,即
,化简得
,又因为
,得
,可求出
,继而得到定点
点坐标.
(1)由题意得:
得
,
所以,椭圆方程为
(2)设,则直线
的方程
,
可得,
设定点,
,
,即
,
又因为,所以
进而求得,故定点为
.
如图,两条相交线段、
的四个端点都在椭圆
上,其中,直线
的方程为
,直线
的方程为
.
(1)若,
,求
的值;
(2)探究:是否存在常数,当
变化时,恒有
?
正确答案
(1) (2)
试题分析:
(1)联立直线与椭圆方程可以求出
的坐标,设出A点的坐标,且满足A点在椭圆上和
,即根据AB为角平分线且与x轴垂直可得AP与AQ所在直线的倾斜角互为补角(斜率互为相反数),故两条件联立即可求出m的值.
(2) 联立直线与椭圆方程得到关于
的坐标的韦达定理,由(1)这种特殊情况可得满足题意的只可能是
,故一一带入验证是否能使得
即可.
试题解析:
(1)由,
解得,
. 2分
因为,所以
.
设,则
,
化简得, 5分
又,联立方程组,解得
,或
.
因为平分
,所以
不合,故
. 7分
(2)设,
,由
,得
.
,
,
. 9分
若存常数,当
变化时,恒有
,则由(Ⅰ)知只可能
.
①当时,取
,
等价于
,
即,
即,
即,此式恒成立.
所以,存常数,当
变化时,恒有
. 13分
②当时,取
,由对称性同理可知结论成立.
故,存常数,当
变化时,恒有
. 15分
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