- 椭圆
- 共5181题
已知椭圆的离心率为
,
为椭圆在
轴正半轴上的焦点,
、
两点在椭圆
上,且
,定点
.
(1)求证:当时
;
(2)若当时有
,求椭圆
的方程;
(3)在(2)的椭圆中,当、
两点在椭圆
上运动时,试判断
是否有最大值,若存在,求出最大值,并求出这时
、
两点所在直线方程,若不存在,给出理由.
正确答案
(1)详见解析;(2)(3)存在,最大值为
,直线
方程为
,或
试题分析:(1)设,从而可得各向量的坐标。当
时
,可得
与
,
与
间的关系。将点
代入椭圆方程,结合
与
,
与
间的关系可得
,即
(2)当
时由(1)知
且
故可设
。根据
和
及
解方程组可求得
的值。(3)根据向量数量积公式及三角形面积公式分析可知
。设直线
的方程为
,与椭圆方程联立消去
整理为关于
的一元二次方程,可得根与系数的关系。从而可用
表示
。用配方法求最值。注意讨论直线
斜率不存在和斜率为0两种特殊情况。
(1)设,则
,
当时,
,
由M,N两点在椭圆上,
若,则
舍,
(2)当时,不妨设
又,
,椭圆C的方程为
(3),
设直线的方程为
联立,得
,
记 ,
则
,当
,即
时取等号 .
并且,当k=0时,
当k不存在时
综上有最大值,最大值为
此时,直线的方程为
,或
已知椭圆,圆
,过椭圆上任一与顶点不重合的点P引圆O的两条切线,切点分别为A,B,直线AB与x轴,y轴分别交于点M,N,则
_____________
正确答案
设,
.所以
,
.所以
两点在直线
上.所以
.所以
.
【考点】1.圆的切线方程.2.直线与椭圆的关系.3.归纳化归的思想.4.较强的运算能力.
已知椭圆C:=1,过点M(2,0)且斜率不为0的直线交椭圆C于A,B两点.在x轴上若存在定点P,使PM平分∠APB,则P的坐标为________.
正确答案
设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为x=my+2.将直线AB的方程与椭圆C的方程联立,消去x得(4m2+9)y2+16my-20=0,所以y1+y2=,y1y2=
.
若PM平分∠APB,则直线PA,PB的倾斜角互补,所以kPA+kPB=0.设P(a,0),则有+
=0,将x1=my1+2,x2=my2+2代入上式,整理得
=0,
所以2my1y2+(2-a)(y1+y2)=0.将y1+y2=,y1y2=
代入上式,整理得(-2a+9)·m=0.由于上式对任意实数m都成立,所以a=
.
综上,x轴上存在定点P,使PM平分∠APB.
已知圆的方程为,过点
作圆的两条切线,切点分别为
、
,直线
恰好经过椭圆
的右顶点和上顶点.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设是椭圆
(
垂直于
轴的一条弦,
所在直线的方程为
且
是椭圆上异于
、
的任意一点,直线
、
分别交定直线
于两点
、
,求证
.
正确答案
(Ⅰ) (Ⅱ)联立方程组表示出向量
,再证.
试题分析:(Ⅰ) 观察知,是圆的一条切线,切点为
,
设为圆心,根据圆的切线性质,
,
所以, 所以直线
的方程为
.
线与
轴相交于
,依题意
,所求椭圆的方程为
(Ⅱ) 椭圆方程为,设
则有,
在直线的方程
中,令
,整理得
①
同理, ②
①②,并将
代入得
==
=
.
而=
∵且
,∴
∴
点评:本题考查直线与圆锥曲线的位置关系,考查椭圆的标准方程,考查数形结合思想,考查学生的运算能力、分析问题解决问题的能力,难度较大.
(本题14分)如图,直线与椭圆
交于
两点,记
的面积为
.
(I)求在,
的条件下,
的最大值;
(II)当,
时,求直线
的方程.
正确答案
(I)当且仅当时,
取到最大值
.
(II)直线的方程是
或
或
,或
。
(Ⅰ)解:设点的坐标为
,点
的坐标为
,
由,解得
,
所以
.
当且仅当时,
取到最大值
.
(Ⅱ)解:由
得,
,
. ②
设到
的距离为
,则
,
又因为,
所以,代入②式并整理,得
,
解得,
,代入①式检验,
,
故直线的方程是
或
或
,或
.
已知三角形ABC的三个顶点均在椭圆上,且点A是椭圆短轴的一个端点(点A在y轴正半轴上).
(1)若三角形ABC的重心是椭圆的右焦点,试求直线BC的方程;若角A为,AD垂直BC于D,试求点D的轨迹方程.
正确答案
所求点D的轨迹方程是
1)设B(,
),C(
,
),BC中点为(
),F(2,0)
则有
两式作差有
(1)
F(2,0)为三角形重心,所以由,得
由得
,
代入(1)得
直线BC的方程为
2)由AB⊥AC得 (2)
设直线BC方程为,得
,
代入(2)式得
,解得
或
直线过定点(0,,设D(x,y)
则
即
所以所求点D的轨迹方程是。
如图所示,离心率为的椭圆
上的点到其左焦点的距离的最大值为3,过椭圆
内一点
的两条直线分别与椭圆交于点
、
和
、
,且满足
,其中
为常数,过点
作
的平行线交椭圆于
、
两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点,求直线
的方程,并证明点
平分线段
.
正确答案
(1);(2)详见解析.
试题分析:(1)由题得,
,联立
解这个方程组即得.(2)首先求出直线MN的方程.由于MN过点P(1,1),故只要求出MN的斜率即可.又由于MN平行AB,故先求出直线AB的斜率.设
,则
.由
可得点C的坐标,由
可得点D的坐标,将A、B、C、D的坐标代入椭圆方程得四个等式,利用这四个等式可整体求出
,然后求出直线MN的方程,与椭圆方程联立可求得MN的中点坐标即为点P的坐标,从而问题得证 .
(1)由题得,
,联立
解得
,
,
,
∴椭圆方程为 4分
(2)方法一:设,由
可得
.
∵点在椭圆上,故
整理得: 6分
又点在椭圆上可知
,
故有 ①
由,同理可得:
②
②-①得:,即
9分
又∥
,故
∴直线的方程为:
,即
.
由可得:
∴是
的中点,即点
平分线段
12分
(2)方法二:∵,
,∴
,即
在梯形中,设
中点为
,
中点为
,
过作
的平行线交
于点
∵与
面积相等,∴
∴,
,
三点共线 6分
设,
∴,
,
两式相减得 ,
显然,(否则
垂直于
轴,因
不在
轴上,此时
不可能垂直于
轴保持与
平行)且
(否则
平行于
轴或经过原点,此时
,
,
三点不可能共线)
∴
设直线斜率为
,直线
斜率为
∴,即
①
设直线斜率为
,直线
斜率为
同理,,又
,∴
即
三点共线 8分
∴四点共线,∴
,代入①得
9分
∴直线的方程为
即
联立得
∴点平分线段
12分
已知椭圆的长轴长为
,离心率为
,
分别为其左右焦点.一动圆过点
,且与直线
相切.
(1)(ⅰ)求椭圆的方程;(ⅱ)求动圆圆心轨迹
的方程;
(2)在曲线上有四个不同的点
,满足
与
共线,
与
共线,且
,求四边形
面积的最小值.
正确答案
(1)(ⅰ);(ⅱ)
;(2). 四边形
面积的最小值为
.
试题分析:(1)(ⅰ)由题意,,再结合
解出
的值从而得到椭圆的标准方程;(ⅱ)由条件“动圆过点
,且与直线
相切”知动圆圆心到定点
的距离等于到定直线
的距离,且定点
不在定直线
上,所以动圆圆心的轨迹是以为焦点,以为准线的抛物线;
(2)由题设知直线和直线
互相垂直相交于点
,且分别与物抛线有两个交点,因此两直线的斜率均存在且不为零,所以解决问题的基本思路是以其中一条直线的斜率
为自变量,利用直线与抛物线相交的位置关系,将四边形的面积表示成直线斜率
的函数,转化为函数的最值问题.
试题解析:(1)(ⅰ)由已知可得
则所求椭圆方程 3分
(ⅱ)由已知可得动圆圆心的轨迹为抛物线,且抛物线 的焦点为
,准线方程为
,则动圆圆心轨迹方程为
6分
(2)由题设知直线 的斜率均存在且不为零
设直线的斜率为
,
则直线
的方程为:
联立
消去 可得
8分
由抛物线这义可知:
10分
同理可得 11分
又(当且仅当
时取到等号)
所以四边形面积的最小值为
. 14分
设椭圆+
=1(a>b>0)的左焦点为F,离心率为
,过点F且与x轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设A,B分别为椭圆的左、右顶点,过点F且斜率为k的直线与椭圆交于C,D两点.若·
+
·
=8,求k的值.
正确答案
(1) +
=1 (2) k=±
解:(1)设F(-c,0),由=
,知a=
c.
过点F且与x轴垂直的直线为x=-c,
代入椭圆方程有+
=1,
解得y=±,
于是=
,解得b=
,
又a2-c2=b2,从而a=,c=1,
所以椭圆的方程为+
=1.
(2)设点C(x1,y1),D(x2,y2),
由F(-1,0)得直线CD的方程为y=k(x+1).
由方程组消去y,整理得(2+3k2)x2+6k2x+3k2-6=0,
则x1+x2=-,x1x2=
.
因为A(-,0),B(
,0),
所以·
+
·
=(x1+
,y1)·(
-x2,-y2)+(x2+
,y2)·(
-x1,-y1)=6-2x1x2-2y1y2=6-2x1x2-2k2(x1+1)(x2+1)
=6-(2+2k2)x1x2-2k2(x1+x2)-2k2=6+.
由已知得6+=8,解得k=±
.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的焦距为4,且过点P(
,
).
(1)求椭圆C的方程;
(2)设Q(x0,y0)(x0y0≠0)为椭圆C上一点.过点Q作x轴的垂线,垂足为E.取点A(0,2),连接AE,过点A作AE的垂线交x轴于点D.点G是点D关于y轴的对称点,作直线QG,问这样作出的直线QG是否与椭圆C一定有唯一的公共点?并说明理由.
正确答案
(1) +
=1 (2) 直线QG与椭圆C一定有唯一的公共点,理由见解析
解:(1)因为焦距为4,
所以a2-b2=4.
又因为椭圆C过点P(,
),
所以+
=1,
故a2=8,b2=4,
从而椭圆C的方程为+
=1.
(2)一定有唯一的公共点.
由题意,E点坐标为(x0,0).
设D(xD,0),则=(x0,-2
),
=(xD,-2
).
再由AD⊥AE知, ·
=0,
即xDx0+8=0.
由于x0y0≠0,故xD=-.
因为点G是点D关于y轴的对称点,所以点G(,0).
故直线QG的斜率kQG==
.
又因Q(x0,y0)在椭圆C上,
所以+2
=8.①
从而kQG=-.
故直线QG的方程为
y=-(x-
).②
将②代入椭圆C方程,得
(+2
)x2-16x0x+64-16
=0.③
再将①代入③,化简得
x2-2x0x+=0.
解得x=x0,y=y0,
即直线QG与椭圆C一定有唯一的公共点.
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