- 椭圆
- 共5181题
已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,以两个焦点和短轴的两个端点为顶点的圆边形是一个面积为8的正方形(记为Q)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点P是椭圆C的左准线与x轴的交点,过点P的直线l与椭圆C相交于M,N两点,当线段MN的中点落在正方形Q内(包括边界)时,求直线l的斜率的取值范围。
正确答案
解:(1)依题意,设椭圆C的方程为
焦距为2c,由题设条件知,
所以
故椭圆C的方程式为。
(2)椭圆C的左准线方程为,
所以点P的坐标,
显然直线l的斜率k存在,
所以直线l的方程为,
如图,设点M,N的坐标分别为,
线段MN的中点G
由得
①
由
解得, ②
因为是方程①的两根,
所以
于是=
因为≤0
所以点G不可能在y轴的右边
直线,
方程分别为
所以点G在正方形Q内(包括边界)的充要条件为
即,
亦即
解得,此时②也成立;
故直线l斜率的取值范围是[,
)。
已知椭圆C:的离心率为
,过右顶点A的直线l与椭圆C相交于A,B两点,且B(-1,-3),
(Ⅰ)求椭圆C和直线l的方程;
(Ⅱ)记曲线C在直线l下方的部分与线段AB所围成的平面区域(含边界)为D,若曲线x2-2mx+y2+4y+m2-4=0与区域D有公共点,试求实数m的最小值。
正确答案
解:(Ⅰ)由离心率e=,得
,
即,①
又点B(-1,-3)在椭圆C:上,即
,②
解①②得,
故所求椭圆方程为,
由A(2,0),B(-1,-3)得直线l的方程为y=x-2。
(Ⅱ)曲线x2-2mx+y2+4y+m2-4=0,
即圆(x-m)2+(y+2)2=8,其圆心坐标为G(m,-2),半径r=2,表示圆心在直线y=-2上,半径为2
的动圆,
要求实数m的最小值,由下图可知,只须考虑m<0的情形.
设圆G与直线l相切于点T,则由,得m=±4,
当m=-4时,过点G(-4,-2)与直线l垂直的直线l′的方程为x+y+6=0,
解方程组,得T(-2,-4),
因为区域D内的点的横坐标的最小值与最大值分别为-1,2,
所以切点TD,
由图可知当圆G过点B时,m取得最小值,
即(-1-m)2+(-3+2)2=8,解得mmin=--1。
已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,椭圆的短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形,两准线间的距离为1.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)直线l过点P(0,2)且与椭圆相交于A、B两点,当△AOB面积取得最大值时,求直线l的方程.
正确答案
设椭圆方程为+
=1(a>b>c)
(Ⅰ)由已知得⇒
∴所求椭圆方程为+y2=1.
(Ⅱ)由题意知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2)
由,消去y得关于x的方程:
(1+2k2)x2+8kx+6=0
由直线l与椭圆相交于A、B两点,
∴△>0⇒64k2-24(1+2k2)>0
解得k2>
又由韦达定理得
∴|AB|=|x1-x2|=
=
原点O到直线l的距离d=
∵S△AOB=|AB|•d=
=
.
对S=两边平方整理得:4S2k4+4(S2-4)k2+S2+24=0(*)
∵S≠0,
整理得:S2≤
又S>0,∴0<S≤
从而S△AOB的最大值为S=,
此时代入方程(*)得4k4-28k2+49=0∴k=±
所以,所求直线方程为:±x-2y+4=0.
如图,已知点D(0,-2),过点D作抛物线C1:x2=2py (p ∈[1 ,4] )的切线l ,切点A在第二象限。
(1)求切点A的纵坐标;
(2)若离心率为的椭圆
恰好经过A点,设切线l交椭圆的另一点为B,若设切线l,直线OA,OB的斜率为k,k1,k2,
①试用斜率k表示k1+k2;
②当k1+k2取得最大值时求此时椭圆的方程。
正确答案
解:(1 )设切点A,
依题意则有解得
,
即A点的纵坐标为2;
(2)①依题意可设椭圆的方程为,
直线AB方程为:;
由得
,(*)
由(1)可得A,
将A代入(*)可得,
故椭圆的方程可简化为;
联立直线AB与椭圆的方程:,
消去y得:,
则
,
又∵,
∴k∈[-2,-1];
即;
②由可知
上为单调递增函数,
故当k=-1时,取到最大值,此时p=4,
故椭圆的方程为。
已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,以两个焦点和短轴的两个端点为顶点的圆边形是一个面积为8的正方形(记为Q)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点P是椭圆C的左准线与x轴的交点,过点P的直线l与椭圆C相交于M,N两点,当线段MN的中点落在正方形Q内(包括边界)时,求直线l的斜率的取值范围。
正确答案
解:(1)依题意,设椭圆C的方程为
焦距为2c,由题设条件知,
所以
故椭圆C的方程式为。
(2)椭圆C的左准线方程为,
所以点P的坐标,
显然直线l的斜率k存在,
所以直线l的方程为,
如图,设点M,N的坐标分别为,
线段MN的中点G
由得
①
由
解得, ②
因为是方程①的两根,
所以
于是=
因为≤0
所以点G不可能在y轴的右边
直线,
方程分别为
所以点G在正方形Q内(包括边界)的充要条件为
,
即,
亦即
解得,此时②也成立;
故直线l斜率的取值范围是[,
)。
已知椭圆(a>b>0)上两点A,B,直线OA,OB的斜率之积为
(其中O为坐标原点),
(Ⅰ)试求线段AB的中点轨迹方程;
(Ⅱ)若已知点M(x0,y0)为线段AB的中点,求直线AB的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆(a>b>0)上两点A(x1,y1),B(x2,y2),
线段AB的中点为M(x,y),则,
且,
于是
由kOA·kOB=,即
由①②得,
则点M的轨迹方程为;
(Ⅱ)由已知
(1)当AB⊥x轴,即x1=x2时,由③④得y1=-y2,再由⑤得,
∴,
此时,即
,
直线AB的方程为;
(2)当AB不垂直于x轴,即x1≠x2时,由③④得,,
即
由⑥得直线AB的斜率,
∴直线AB的方程为
由⑦变形得,
并结合①⑤得
而x1+x2=2x0,y1+y2=2y0, ⑨
由⑧⑨得,
又情形(1)也符合,
故所求直线AB的方程为。
已知点P为圆周x2+y2=4的动点,过P点作PH⊥x轴,垂足为H,设线段PH的中点为E,记点E的轨迹方程为C,点A(0,1),
(1)求动点E的轨迹方程C;
(2)若斜率为k的直线l经过点A(0,1)且与曲线C的另一个交点为B,求△OAB面积的最大值及此时直线l的方程;
(3)是否存在方向向量的直线l,使得l与曲线C交与两个不同的点M,N,且有
?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)设E(x,y),则P(x,2y),
而P点在圆上,
所以;
(2),
而,
故当时,△OAB面积的最大值为1,
此时,直线l的方程为:。
(3)假设存在符合题设条件的直线l,设其方程为:y=kx+m,
,MN的中点
,
于是,
,
,………………………………………①
而,
故,
,
而,
故,
可得:,…………………………………②
由①②得:,
故。
已知B(-1,1)是椭圆上一点,且点B到椭圆的两个焦点距离之和为4,
(Ⅰ)求椭圆方程;
(Ⅱ)设A为椭圆的左顶点,直线AB交y轴于点C,过C作直线l交椭圆于D、E两点,问:是否存在直线l,使得△CBD与△CAE的面积之比为1:7。若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)由已知得:,
即椭圆方程为;
(Ⅱ)由,
∴C(0,2),
设,
因为不合题意,故可设l:y=kx+2,
代入,
,
又,
∴,
从而,
联立(1)(2)(3),解得k=±3,
均满足(*)式的△>0,
即l:y=±3x+2。
已知圆C:。
(1)直线过点P(1,2),且与圆C交于A、B两点,若
,求直线
的方程;
(2)过圆C上一动点M作平行于x轴的直线m,设m与y轴的交点为N,若向量,求动点Q的轨迹方程。
正确答案
解:(1)①当直线垂直于x轴时,则此时直线
的方程为x=1,
与圆的两个交点坐标为
和
,其距离为
,满足题意;
②若直线不垂直于x轴,设其方程为
,即
,
设圆心到此直线的距离为d,
则,解得:d=1,
∴,
,
故所求直线方程为;
综上所述,所求直线为或x=1。
(2)设点M的坐标为,Q点坐标为
,则N点坐标是
,
∵,
∴,
即,
,
又∵,
∴,
由已知,直线m∥Ox轴,所以,
∴Q点的轨迹方程是。
已知椭圆的中心在坐标原点O,长轴长为2,离心率e=
,过右焦点F的直线l交椭圆于P,Q两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)当直线l的斜率为1时,求△POQ的面积;
(3)若以OP,OQ为邻边的平行四边形是矩形,求满足该条件的直线l的方程.
正确答案
(1)由已知,椭圆方程可设为+
=1(a>b>0).
∵长轴长为2,离心率e=
,
∴b=c=1 , a=.
所求椭圆方程为+y2=1.
(2)因为直线l过椭圆右焦点F(1,0),且斜率为1,所以直线l的方程为y=x-1.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
由得3y2+2y-1=0,解得y1=-1,y2=
.
∴S△POQ=|OF|•|y1-y2|=
|y1-y2|=
.
(3)当直线l与x轴垂直时,直线l的方程为x=1,此时∠POQ小于90°,OP,OQ为邻边的平行四边形不可能是矩形.
当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为y=k(x-1).
由可得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0.
∴x1+x2=,x1x2=
.
∵y1=k(x1-1),y2=k(x2-1)
∴y1y2=
因为以OP,OQ为邻边的平行四边形是矩形⇔•
=0.
由•
=x1x2+y1y2=
+
=0得k2=2,
∴k=±.
∴所求直线的方程为y=±(x-1).
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