- 椭圆
- 共5181题
(本小题满分12分)
在平面直角坐标系xOy中,经过点且斜率为k的直线l与椭圆
有两个不同的交点P和Q.
(Ⅰ)求k的取值范围;
(Ⅱ)设椭圆与x轴正半轴、y轴正半轴的交点分别为A、B,是否存在常数k,使得向量与
共线?如果存在,求k值;如果不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)或
. 即k的取值范围为
(Ⅱ)解得. 由(Ⅰ)知
或
,故没有符合题意的常数k.
)解:
(Ⅰ)由已知条件,直线l的方程为
,
代入椭圆方程得
,
整理得 . ① ……3分
直线l与椭圆有两个不同的交点P和Q等价于
,
解得或
. 即k的取值范围为
. ……6分
(Ⅱ)设,则
,
由方程①,
. ②
又 . ③ ……8分
而.
所以与
共线等价于
,
将②③代入上式,解得. ……11分
由(Ⅰ)知或
,故没有符合题意的常数k. ……12分
已知焦点在轴上,中心在坐标原点的椭圆C的离心率为
,且过点
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线分别切椭圆C与圆
(其中
)于A.B两点,求|AB|的最大值。
正确答案
(1)
(2)2
(1)设椭圆的方程为,则
,
椭圆过点
,
解处 故椭圆C的方程为
6分
(2)设分别为直线
与椭圆和圆的切点,
直线AB的方程为:因为A既在椭圆上,又在直线AB上,
从而有,
消去得:
由于直线与椭圆相切,
故
从而可得: ①
②……8分
由 消去
得:
由于直线与圆相切,得 ③
④
由②④得: 由①③得:
……10分
即,当且仅当
时取等号,所以|AB|的最大值为2。……12分
学习了圆锥曲线及其方程后,对于一个一般的二元二次方程:Ax2+Cy2+Dx+Ey+F=0(A,C,D,E,F为常数),请你写出一个它分别表示
①直线; ②圆; ③椭圆; ④双曲线; ⑤抛物线的必要条件.
正确答案
①方程表示直线,其二次项系数必为0或可分解成两个一次因式的积的形式,故其必要条件:A=C=0,D,E不全为零; 或A•C<0,D,E,F全为零;
②方程表示圆,其二次项系数必须相等且不为0,故其必要条件:A=C,D2+E2-4AF>0;
③方程表示椭圆其二次项系数必须同号,故必要条件:A•C>0, A≠C, +
-F>0;
④方程表示双曲线其二次项系数必须异号,故必要条件:A•C<0,+
-F≠0;
⑤方程表示抛物线其二次项系数必须有一个为0,另一个不为0,故必要条件:A=0且CD≠0; 或C=0且AE≠0.
椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,两焦点F1,F2之间的距离为2,椭圆上第一象限内的点P满足PF1⊥PF2,且△PF1F2的面积为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若椭圆C的右顶点为A,直线l:y=kx+m(k≠0)与椭圆C交于不同的两点M,N,且满足AM⊥AN.求证:直线l过定点,并求出定点的坐标.
正确答案
(1)+y2=1 (2)见解析
(1)设椭圆的标准方程为+
=1(a>b>0),因为|F1F2|=2
,所以c=
,由S△PF1F2=1,得|PF1||PF2|=2,又由PF1⊥PF2,得|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=12,即(|PF1|+|PF2|)2-2|PF1||PF2|=12,即4a2-4=12,a2=4,b2=a2-3=1,所以椭圆C的标准方程为
+y2=1.
(2)由方程组,得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,
Δ=(8km)2-4(1+4k2)(4m2-4)>0,整理得4k2-m2+1>0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=
.
由AM⊥AN且椭圆的右顶点为A(2,0),得(x1-2)(x2-2)+y1y2=0,
因为y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2,
所以(1+k2)x1x2+(km-2)(x1+x2)+m2+4=0,
即(1+k2)·+(km-2)·
+m2+4=0,
整理得:5m2+16mk+12k2=0,
解得m=-2k或m=-,均满足4k2-m2+1>0.
当m=-2k时,直线的l方程为y=kx-2k,过定点(2,0),与题意矛盾,舍去;
当m=-时,直线l的方程为y=k(x-
),过定点(
,0),符合题意.
故直线l过定点,且定点的坐标为(,0).
(本小题13分)已知离心率为的椭圆
经过点
.
(1)求椭圆的方程;
(2)过左焦点且不与
轴垂直的直线
交椭圆
于
、
两点,若
(
为坐标原点),求直线
的方程.
正确答案
(1) (2)
的方程是
(1)由题意可得两个关于a,b的方程,且
.
(2)椭圆的左焦点为,则直线
的方程可设为
代入椭圆方程得:,
然后根据,可求出
.
再根据建立关于k的方程,解出k的值。
解:(1)依题意得:,且
解得:
故椭圆方程为 ……………………………………………………4分
(2)椭圆的左焦点为,则直线
的方程可设为
代入椭圆方程得:
设
…………6分
由 得:
,
即 ……………………………………………………………………9分
又,原点
到
的距离
,
则
解得
的方程是
………………………………13分
(用其他方法解答参照给分)
已知椭圆过点
,且离心率为
.斜率为
的直线
与椭圆
交于A、B两点,以
为底边作等腰三角形,顶点为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)求△的面积.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)要求椭圆标准方程,就是要求得,因此我们要寻找关于
的两个等式,本题中有离心率
,是一个等式,另一个是椭圆过点
,即
,再结合
可解得
,得到标准方程;(2)要求△
的面积,应该先确定
位置,也即确定直线
,我们可以设
的方程为
,条件
是以
为底边的等腰三角形怎么应用?这个条件用得较多的是其性质,三线合一,即取
的中点
,则有
,我们就用这个来求出参数
的值,方法是设
,
的中点为
,把直线方程代入椭圆方程,可得
,从而求出
用
表示,再由
可很快求得
,以后就可得到点
的坐标,求出面积.
试题解析:(1)由已知得. 1分
解得.又
,所以椭圆G的方程为
. 4分
(2)设直线l的方程为.
由得
. ① 6分
设A、B的坐标分别为AB中点为E
,
则. 8分
因为AB是等腰△的底边,
所以PE⊥AB.所以PE的斜率,解得m=2. 10分
此时方程①为,解得
,
所以,所以|AB|=
.
此时,点P(-3,2)到直线AB:的距离
,
所以△的面积S=
. 12分
已知椭圆经过点
,离心率为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆
交于
两点,点
是椭圆
的右顶点.直线
与直线
分别与
轴交于点
,试问以线段
为直径的圆是否过
轴上的定点?若是,求出定点坐标;若不是,说明理由.
正确答案
(1)椭圆的方程是
;(2)线段
为直径的圆过
轴上的定点
.
试题分析:(1)求椭圆的方程,已知椭圆
经过点
,离心率为
,故可用待定系数法,利用离心率可得
,利用过点
,可得
,再由
,即可解出
,从而得椭圆
的方程;(2)这是探索性命题,可假设以线段
为直径的圆过
轴上的定点
,则
,故需表示出
的坐标,因为点
是椭圆
的右顶点,所以点
,设
,分别写出直线
与的
方程,得
的坐标,由
,得
,因此由
得
,则
式方程的根,利用根与系数关系得,
,
,代入
即可.
试题解析:(1)由题意得,解得
,
.
所以椭圆的方程是
. 4分
(2)以线段为直径的圆过
轴上的定点.
由得
.
设,则有
,
.
又因为点是椭圆
的右顶点,所以点
.
由题意可知直线的方程为
,故点
.
直线的方程为
,故点
.
若以线段为直径的圆过
轴上的定点
,则等价于
恒成立.
又因为,
,
所以恒成立.
又因为,
,
所以.解得
.
故以线段为直径的圆过
轴上的定点
. 14分
椭圆=1(a>b>0)的右焦点F,其右准线与x轴的交点为A,在椭圆上存在点P满足线段AP的垂直平分线过点F,则椭圆离心率的取值范围是________.
正确答案
≤e<1.
解法1)由题意,椭圆上存在点P,使得线段AP的垂直平分线过点F,所以|PF|=|FA|,而|FA|=-c,|PF|≤a+c,所以
-c≤a+c,即a2≤ac+2c2.又e=
,所以2e2+e≥1,所以2e2+e-1≥0,即(2e-1)(e+1)≥0.又0
≤e<1.
(解法2)设点P(x,y).由题意,椭圆上存在点P,使得线段AP的垂直平分线过点F,所以|PF|=|FA|,由椭圆第二定义,=e,所以|PF|=
e-ex=a-ex,而|FA|=
-c,所以a-ex=
-c,解得x=
(a+c-
).由于-a≤x≤a,
所以-a≤(a+c-
)≤a.又e=
,所以2e2+e-1≥0,即(2e-1)(e+1)≥0.
又0≤e<1.
在平面直角坐标系中,已知
分别是椭圆
的左、右焦点,椭圆
与抛物线
有一个公共的焦点,且过点
.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线与椭圆
相交于
、
两点,若
(
为坐标原点),试判断直线
与圆
的位置关系,并证明你的结论.
正确答案
(Ⅰ) (Ⅱ) 直线
与圆
相切
试题分析:(Ⅰ) 由题意得 ,又
,结合
,可解得
的值,从而得椭圆的标准方程.(Ⅱ)设
,则
,当直线与
轴垂直时,由椭圆的对称性易求
两点的坐标,并判断直线
与圆
是否相切.当直线
的不与
轴垂直时,可设其方程为
,与椭圆方程联立方程组
消法
得:
,
,结合
,可得
与
的关系,由此可以判断与该直线与圆
的位置关系.
试题解析:解(Ⅰ)由已知得,由题意得 ,又
, 2分
消去可得,
,解得
或
(舍去),则
,
所以椭圆的方程为
. 4分
(Ⅱ)结论:直线与圆
相切.
证明:由题意可知,直线不过坐标原点,设
的坐标分别为
(ⅰ)当直线轴时,直线
的方程为
且
则
解得,故直线
的方程为
,
因此,点到直线
的距离为
,又圆
的圆心为
,
半径 所以直线
与圆
相切 7分
(ⅱ)当直线不垂直于
轴时,
设直线的方程为
,联立直线和椭圆方程消去
得;
得 ,
,故
,
即① 10分
又圆的圆心为
,半径
,
圆心到直线
的距离为
,
② 将①式带入②式得:
,
所以 因此,直线
与圆
相切 13分
已知椭圆的两个焦点
和上下两个顶点
是一个边长为2且∠F1B1F2为
的菱形的四个顶点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过右焦点F2 ,斜率为(
)的直线
与椭圆
相交于
两点,A为椭圆的右顶点,直线
、
分别交直线
于点
、
,线段
的中点为
,记直线
的斜率为
.求证:
为定值.
正确答案
(1);(2)
为定值
.
试题分析:(1)由椭圆两个焦点和上下两个顶点
是一个边长为2且∠F1B1F2为
的菱形的四个顶点可得
,从而得到椭圆方程.(2)通过题目条件,将直线
方程设出来,再将它与椭圆交点坐标设出来,即点
,点
,再分别表示出直线
、
的方程,令
,得到点
,
,的坐标,再利用中点坐标公式得到线段
的中点为
的坐标,利用斜率公式即得到
,通过联立直线
与椭圆方程,用韦达定理替换
,
,化简之后即可证明
为定值.本题利用“设而不求”达到证明的目的,充分利用韦达定理消去繁杂的未知数.这是解决带有直线与圆锥曲线交点问题的常用的手段.
试题解析:(1)由条件知, 2分
故所求椭圆方程为. 4分
(2)设过点的直线
方程为:
,设点
,点
,
将直线方程
代入椭圆
:
,
整理得:, 6分
因为点在椭圆内,所以直线
和椭圆都相交,
恒成立,且
8分
直线的方程为:
,直线
的方程为:
,令
,
得点,
,所以点
的坐标
. 9分
直线的斜率为
.
. 11分
将代入上式得:
.
所以为定值
. 14分
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