- 椭圆
- 共5181题
已知椭圆的中心在原点,一个焦点是F(2,0),且两条准线间的距离为λ(λ>4).
(I)求椭圆的方程;
(II)若存在过点A(1,0)的直线l,使点F关于直线l的对称点在椭圆上,求λ的取值范围.
正确答案
(I)设椭圆的方程为+
=1(a>b>0).
由条件知c=2,且=λ,所以a2=λ,b2=a2-c2=λ-4.
故椭圆的方程是+
=1(λ>4).
(II)依题意,直线l的斜率存在且不为0,记为k,则直线l的方程是y=k(x-1).
设点F(2,0)关于直线l的对称点为F'(x0,y0),
则
解得
因为点F'(x0,y0)在椭圆上,所以+
=1.
即λ(λ-4)k4+2λ(λ-6)k2+(λ-4)2=0.
设k2=t,则λ(λ-4)t2+2λ(λ-6)t+(λ-4)2=0.
因为λ>4,所以>0.
当且仅当(*)
上述方程存在正实根,即直线l存在.
解(*)得所以4<λ≤
.
即λ的取值范围是4<λ≤.
设椭圆的中心在坐标原点,对称轴是坐标轴,一个顶点为A(0,2),右焦点F到点B(,
)的距离为2.
(I)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设经过点(0,-3)的直线l与椭圆相交于不同两点M,N满足||=|
|,试求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ) 依题意,设椭圆方程为+
=1 ( a>b>0 ),
则其右焦点坐标为F(c , 0 ) ,c=,
由|FB|=2,得=2,
即(c-)2+2=4,故c=2
.
又∵b=2,∴a2=b2+c2=22+(2)2=12,
∴所求椭圆方程为+
=1.
(Ⅱ)由题意可设直线l的方程为y=kx-3(k≠0),
由|| = |
|,知点A在线段MN的垂直平分线上,
由得x2+3(kx-3)2=12
即(1+3k2)x2-18kx+15=0①
△=(-18k)2-4(1+3k2)×15=144k2-60>0
即k2>时方程①有两个不相等的实数根
设M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点P(x0,y0)
则x1,x2是方程①的两个不等的实根,故有x1+x2=
从而有x0==
,y0=kx0-3=
=
于是,可得线段MN的中点P的坐标为P(,
)
又由于k≠0,因此直线AP的斜率为k1==
由AP⊥MN,得×k=-1
即5+6k2=9,解得k2=>
,∴k=±
,
∴所求直线l的方程为:y=±x-3.
设向量=(x+1,y),
=(y,x-1),(x,y∈R)满足|
|+|
|=2
,已知定点A(1,0),动点P(x,y)
(1)求动点P(x,y)的轨迹C的方程;
(2)过原点O作直线l交轨迹C于两点M,N,若,试求△MAN的面积.
(3)过原点O作直线l与直线x=2交于D点,过点A作OD的垂线与以OD为直径的圆交于点G,H(不妨设点G在直线OD上方),试判断线段OG的长度是否为定值?并说明理由.
正确答案
(1)∵=(x+1,y),
=(y,x-1),(x,y∈R)满足|
|+|
|=2
,
∴+
=2
,
∴动点P(x,y)的轨迹C的方程是以(±1,0)为焦点,以长轴长为2,短轴长为2的椭圆,
∴动点P(x,y)的轨迹C的方程为+y2=1.
(2)∵点A(1,0)和B(-1,0)为C的两个焦点,连接BM,BN,
由椭圆的对称性可知四边形AMBN是平行四边形,
∴∠AMB=π-∠MAN=,
设MA=r1,MB=r2,
由椭圆定义知r1+r2=2,即r12+r22+2r1r2=8,
在△AMB中,由余弦定理知r12+r2 2-2r1r2cos=4,
两式作差,得r1r2=,
∴S△MAN=r1r2sin
=
.
(3)设动点D(2,y0),
则以OD为直径的圆的方程为x(x-2)+y(y-y0)=0,①
直线GA:2x+y0y-2=0,②
由①②联立消去y0得G的轨迹方程是x2+y2=2,
∴OG=(定值)
已知椭圆中心在原点,焦点在x轴上,右焦点到短轴端点的距离为2,到右顶点的距离为1,求椭圆的方程.
正确答案
设椭圆的方程为+
=1(a>b>0),由题意可得
,解得a=2,c=1,
∴b2=a2-c2=3.
因此椭圆的方程为+
=1.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)过点(1,
),且长轴长等于4.
(I)求椭圆C的方程;
(II)F1,F2是椭圆C的两个焦点,⊙O是以F1,F2为直径的圆,直线l:y=kx+m与⊙O相切,并与椭圆C交于不同的两点A,B,若•
=-
,求k的值.
正确答案
(I)有题义长轴长为4,即2a=4,解得:a=2,
∵点(1,)在椭圆上,∴
+
=1 解得:b2=3
椭圆的方程为:+
=1;
(II)由直线l与圆O相切,得:=1,即:m2=1+k2
设A(x1,y1)B(x2,y2) 由 消去y,
整理得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
∴x1+x2=-,x1x2=
,
∴y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=k2+km(-
)+m2=
∴x1x2+y1y2=
+
=
∵m2=1+k2∴x1x2+y1y2==-
,
解得:k2=,
∴k的值为:±.
已知中心在原点,对称轴为坐标轴的椭圆T经过P(1,),Q(
,
).
(I)求椭圆T的标准方程;
(II)若M,N是椭圆T上两点,满足•
=0,求|MN|的最大值.
正确答案
(I)设椭圆T的方程为mx2+ny2=1,将P、Q的坐标代入得,∴
∴椭圆T的标准方程为+y2=1;
(II)设M(x1,y1),N(x2,y2),则|MN|=
∵•
=0,∴x1x2+y1y2=0,∴|MN|=
=
∵(x1x2)2=(y1y2)2=1-(x12+x22)+
∴=1-
(x12+x22)≤
(
)2
∴x12+x22≥3
∴|MN|≤2,∴|MN|的最大值为2.
求下列双曲线的标准方程.
(1)与椭圆+
=1共焦点,且过点(1,
)的双曲线;
(2)与双曲线-
=1有相同渐近线,且过点(2
,1)的双曲线.
正确答案
(1)椭圆+
=1焦点坐标为(0,3),在y轴上
∴所求双曲线的焦点坐标为(0,3),c=3
故设双曲线方程为-
=1
∵点(1,)在双曲线上
∴-
=1解得a2=5,
∴所求双曲线方程为-
=1
(2)与双曲线-
=1有相同渐近线的双曲线方程可设为
-
=λ
而点(2,1)在双曲线上则
-
=λ解得λ=
∴所求双曲线方程为-y2=1
已知椭圆C:+
=1(a>b>0),两个焦点分别为F1和F2,斜率为k的直线l过右焦点F2且与椭圆交于A、B两点,设l与y轴交点为P,线段PF2的中点恰为B.若|k|≤
,求椭圆C的离心率的取值范围.
正确答案
设椭圆离心率为e,设F2的坐标为(c,0),其中c2=a2-b2,
设l的方程为y=kx+m,则l与y轴的交点为(0,m),m=-kc,
所以B点的坐标为(,-
),将B点坐标代入椭圆方程得
+
•k2=4,即e2+
=4,
所以k2=(4-e2)•(-1)≤
,即5e4-29e2+20≤0,解之可得,
≤e2≤5,
又有椭圆的性质,所以≤e<1,
因此椭圆C的离心率取值范围为[,1).
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
.
(I)若原点到直线x+y-b=0的距离为,求椭圆的方程;
(II)设过椭圆的右焦点且倾斜角为45°的直线l和椭圆交于A,B两点.
(i)当|AB|=,求b的值;
(ii)对于椭圆上任一点M,若=λ
+μ
,求实数λ,μ满足的关系式.
正确答案
(I)∵d==
,∴b=2∵e=
=
,∴
=
∵a2-b2=c2,∴a2-4=
a2解得a2=12,b2=4.
椭圆的方程为+
=1.(4分)
(II)(i)∵=
,∴a2=3b2,c2=
a2=2b2.椭圆的方程可化为:x2+3y2=3b2①
易知右焦点F(b,0),据题意有AB:y=x-
b②
由①,②有:4x2-6bx+3b2=0③
设A(x1,y1),B(x2,y2),|AB|==
=
=
b=
∴b=1(8分)
(II)(ii)显然与
可作为平面向量的一组基底,由平面向量基本定理,对于这一平面内的向量
,有且只有一对实数λ,μ,使得等
=λ
+μ
成立.
设M(x,y),∵(x,y)=λ(x1,y1)+μ(x2,y2),∴x=λx1+μx2,y=λy1+μy2,
又点M在椭圆上,∴(λx1+μx2)2+3(λy1+μy2)2=3b2④
由③有:x1+x2=,x1x2=
则x1x2+3y1y2=x1x2+3(x1-b)(x2-
b)=4x1x2-3
b(x1+x2)+6b2
3b2-9b2+6b2=0⑤
又A,B在椭圆上,故有x12+3y12=3b2,x22+3y22=3b2⑥
将⑥,⑤代入④可得:λ2+μ2=1.(14分)
在直角坐标系xoy上取两个定点A1(-2,0),A2(2,0),再取两个动点N1(0,m),N2(0,n),且mn=3.
(1)求直线A1N1与A2N2交点的轨迹M的方程;
(2)已知点A(1,t)(t>0)是轨迹M上的定点,E,F是轨迹M上的两个动点,如果直线AE的斜率kAE与直线AF的斜率kAF满足kAE+kAF=0,试探究直线EF的斜率是否是定值?若是定值,求出这个定值,若不是,说明理由.
正确答案
(1)依题意知直线A1N1的方程为:y=(x+2)①---(1分)
直线A2N2的方程为:y=-(x-2)②----------(2分)
设Q(x,y)是直线A1N1与A2N2交点,①×②得y2=-(x2-4)
由mn=3整理得+
=1-----------------(5分)
∵N1,N2不与原点重合∴点A1(-2,0),A2(2,0)不在轨迹M上-----------------(6分)
∴轨迹M的方程为+
=1(x≠±2)-----------------------------------(7分)
(2)∵点A(1,t)(t>0)在轨迹M上∴+
=1解得t=
,即点A的坐标为(1,
)--(8分)
设kAE=k,则直线AE方程为:y=k(x-1)+,代入
+
=1并整理得(3+4k2)x2+4k(3-2k)x+4(
-k)2-12=0----------------------------------(10分)
设E(xE,yE),F(xF,yF),∵点A(1,)在轨迹M上,
∴xE=------③,yE=kxE+
-k④--------------(11分)
又kAE+kAF=0得kAF=-k,将③、④式中的k代换成-k,
可得xF=,yF=-kxF+
+k------------(12分)
∴直线EF的斜率KEF==
∵xE+xF=
,xF-xE=
∴KEF==
=
即直线EF的斜率为定值,其值为---(14分)
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