- 椭圆
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已知椭圆C的左右焦点坐标分别是(-2,0),(2,0),离心率,直线y=x-1与椭圆C交于不同的两点A,B.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求弦AB的长度.
正确答案
(本小题满分13分)
(1)依题意可设椭圆C的方程为+
=1(a>b>0)…(1分)
则,解得
…(3分)
∴b2=a2-c2=8-4=4…(5分)
∴椭圆C的方程为+
=1…(6分)
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2)…(7分)
联立方程,消去y,并整理得:3x2-4x-6=0…(9分)
∴…(10分)
…(12分)
∴|AB|=…(13分)
已知中心在原点O,焦点F1、F2在x轴上的椭圆E经过点C(2,2),且抛物线y2=x的焦点为F1,
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)垂直于OC的直线l与椭圆E交于A、B两点,当以AB为直径的圆P与y轴相切时,求直线l的方程和圆P的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆E的方程为,
则,①
∵抛物线的焦点为F1,
∴, ②
又a2=b2+c2, ③
由①、②、③得a2=12,b2=6,
所以椭圆E的方程为。
(Ⅱ)依题意,直线OC斜率为1,由此设直线l的方程为y=-x+m,
代入椭圆E方程,得3x2-4mx+2m2-12=0,
由△=16m2-12(2m2-12)=8(18-m2),得m2<18,
记A(x1,y1)、B(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=
,
圆P的圆心为,
半径,
当圆P与y轴相切时,,
即,m2=9<18,m=±3,
当m=3时,直线l方程为y=-x+3,
此时,x1+x2=4,圆心为(2,1),半径为2,
圆P的方程为(x-2)2+(y-1)2=4;
同理,当m=-3时,直线l方程为y=-x-3,
圆P的方程为(x+2)2+(y+1)2=4。
已知椭圆C:的离心率为
,且曲线过点(1,
),
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知直线x-y+m=0与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点不在圆x2+y2=内,求m的取值范围。
正确答案
解:(1),
∴,
∴……①
曲线过……②
由①②解得,
则椭圆方程为;
(2)联立方程,消去y整理得:
,
则,
解得,……③
,
即AB的中点为,
又∵AB的中点不在内,
∴,
解得,……④
由③④得:。
椭圆C的方程(a>b>0),点A、B分别是椭圆长轴的左右端点,左焦点为(-4,0),且过点P
,
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知F是椭圆C的右焦点,以AF为直径的圆记为圆M,试问过点P能否引圆M的切线,若能,求出这条切线与x轴及圆M的弦PF所对的劣弧围成图形的面积,若不能,说明理由。
正确答案
解:(1)设椭圆的左右焦点为,
∴,
∴,
∴,c=4,
∴b2=20,
∴;
(2)A(-6,0),F2(4,0),
∴圆M:,
又(-1,0)到的距离为5,
∴是圆M上的点,
∴过圆M的切线方程为
,
设切线与x轴的交点为C,所求的面积为S,
则S=。
已知可行域的外接圆C1与x轴交于点A1、A2,椭圆C2以线段A1A2为长轴,离心率e=
(1)求圆C1及椭圆C2的方程
(2)设椭圆C2的右焦点为F,点P为圆C1上异于A1、A2的动点,过原点O作直线PF的垂线交直线x=2于点Q,判断直线PQ与圆C1的位置关系,并给出证明.
正确答案
(1)由题意可知,可行域是以A1(-,0),A2(
,0)及点M(0,
)为顶点的三角形(1分)
因为kA1M•kA2M=-1,所以A1M⊥A2M
∴△A1A2M为直角三角形
∴外接圆C1是以原点O为圆心,线段|A1A2|=2为直径的圆
故其方程为x2+y2=2(3分)
设椭圆的方程为+
=1∵2a=2
∴a=
又e=∴c=1,可得b=1
故椭圆C2的方程为+y2=1(5分)
(2)直线PQ始终与圆C1相切(6分)
设P(x0,y0)(x0≠±),则y02=2-x02
当x0=1时,P(1,1)或P(1,-1),此时Q(2,0)
若P(1,1)时,kOP=1,kPQ==-1kOP•kPQ=-1∴OP⊥PQ
若P(1,-1)时,kOP=-1,kPQ==1kOP•kPQ=-1∴OP⊥PQ
即当x0=1时,OP⊥PQ,直线PQ与圆C1相切(8分)
当x0≠1时,kPF=∴,kOQ=-
所以直线OQ的方程为,y=-x,因此点Q的坐标为(2,,-
)(9分)
∵kPQ==
=
=-
(10分)
∴当x0=0时,kPQ=0,OP⊥PQ
∴当x0≠0时,kOP=,
∴kOP•kPQ=-1OP⊥PQ
综上,当x0≠±时,OP⊥PQ,故直线PQ始终与圆C1相切(12分)
已知可行域的外接圆C1与x轴交于点A1、A2,椭圆C2以线段A1A2为长轴,离心率
(1)求圆C1及椭圆C2的方程
(2)设椭圆C2的右焦点为F,点P为圆C1上异于A1、A2的动点,过原点O作直线PF的垂线交直线x=2于点Q,判断直线PQ与圆C1的位置关系,并给出证明.
正确答案
解:(1)由题意可知,可行域是以为顶点的三角形
因为
∴△A1A2M为直角三角形
∴外接圆C1是以原点O为圆心,线段|A1A2|=为直径的圆故其方程为x2+y2=2
设椭圆的方程为
∵
∴∴c=1,可得b=1
故椭圆C2的方程为
(2)直线PQ始终与圆C1相切。设
当x0=1时,P(1,1)或P(1,﹣1),此时Q(2,0)
若
kOPkPQ=﹣1
∴OP⊥PQ
若
kOPkPQ=﹣1
∴OP⊥PQ
即 当x0=1时,OP⊥PQ,直线PQ与圆C1相切
当
所以直线OQ的方程为,因此点Q的坐标为(2,
∵
∴当x0=0时,kPQ=0,OP⊥PQ
∴当,
∴kOPkPQ=﹣1 , OP⊥PQ
综上,当时,OP⊥PQ,故直线PQ始终与圆C1相切
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,且经过点P(1,
)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设F是椭圆C的右焦点,M为椭圆上一点,以M为圆心,MF为半径作圆M。问点M满足什么条件时,圆M与y轴有两个交点?
(3)设圆M与y轴交于D、E两点,求点D、E距离的最大值。
正确答案
解:(1)∵椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,
且经过点P(1,),
∴,
∴椭圆C的方程为。
(2)易求得F(1,0),
设M(x0,y0),则,
圆M的方程为,
令x=0,化简得……①
将代入①,得
。
(3)设D(0,y1),E(0,y2),其中y1<y2,
由(2),得,
当时,DE的最大值为
。
已知椭圆C:+
=1(a>b>0),则称以原点为圆心,r=
的圆为椭圆C的“知己圆”.
(Ⅰ)若椭圆过点(0,1),离心率e=;求椭圆C方程及其“知己圆”的方程;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的前提下,若过点(0,m)且斜率为1的直线截其“知己圆”的弦长为2,求m的值;
(Ⅲ)讨论椭圆C及其“知己圆”的位置关系.
正确答案
(Ⅰ)∵椭圆C过点(0,1),∴+
=1,可得b=1,
又∵椭圆C的离心率e=,即
=
,且a2-c2=b2=1 …(2分)
解之得a2=3,c2=2
∴所求椭圆C的方程为:+y2=1 …(4分)
由此可得“知己圆”的半径r==
∴椭圆C的“知己圆”的方程为:x2+y2=2 …(6分)
(Ⅱ)设过点(0,m)、且斜率为1的直线方程为y=x+m,即为x-y+m=0
∵直线截其“知己圆”的弦长l=2,
∴圆心到直线的距离为d==
=1 …(8分)
由点到直线的距离公式,得d==1,解之得m=±
…(10分)
(Ⅲ)∵椭圆C的“知己圆”是以原点为圆心,r=的圆
∴椭圆C的“知己圆”方程为x2+y2=c2
因此,①当c<b时,即椭圆C的离心率e∈(0,)时,椭圆C的“知己圆”与椭圆C没有公共点,由此可得“知己圆”在椭圆C内;…(12分)
当c=b时,即椭圆的离心率e=时,椭圆C的“知己圆”与椭圆C有两个
公共点,由此可得“知己圆”与椭圆C相切于点(0,1)和(0,-1);
当c>b时,即椭圆C的离心率e∈(0,)时,椭圆C的“知己圆”与椭圆C有四个公共点,由此可得“知己圆”与椭圆C是相交的位置关系. …(14分)
已知点M在椭圆上, 以M为圆心的圆与x轴相切于椭圆的右焦点F。
(1)若圆M与y轴相切,求椭圆的离心率;
(2)若圆M与轴相交于A,B两点,且△ABM是边长为2的正三角形,求椭圆的方程。
正确答案
解:(1)设,圆M的半径为r,依题意得
将代入椭圆方程为
所以
又
从而得
两边除以a2得:
解得:
因为
所以。
(2)因为是边长为2的正三角形,所以圆M的半径r=2,
圆M到y轴的距离
又由(1)知:,
所以,
又因为
解得,
所求椭圆方程是:。
设F1、F2分别为椭圆C:(a>b>0)的左、右两个焦点。
(1)若椭圆C上的点A(1,)到F1、F2两点的距离之和等于4,写出椭圆C的方程和焦点坐标;
(2)设点K是(1)中所得椭圆上的动点,求线段F1K的中点的轨迹方程;
(3)已知椭圆具有性质:若M、N是椭圆C上关于原点对称的两个点,点P是椭圆上任意一点,当直线PM、PN的斜率都存在,并记为kPM、kPN时,那么kPM与kPN之积是与点P位置无关的定值,试对双曲线写出具有类似特性的性质,并加以证明。
正确答案
解:(1)椭圆C的焦点在x轴上,由椭圆上的点A到F1、F2两点的距离之和是4,得2a=4,即a=2,
又点A(1,)在椭圆上,
因此,得b2=3,于是c2=1,
所以椭圆C的方程为,焦点F1(-1,0),F2(1,0)。
(2)设椭圆C上的动点为K(x1,y1),线段F1K的中点Q(x,y)满足:,
即x1=2x+1,y1=2y,
因此,
即为所求的轨迹方程。
(3)类似的性质为:若M、N是双曲线:上关于原点对称的两个点,点P是双曲线上任意一点,当直线PM、PN的斜率都存在,并记为kPM、kPN时,那么kPM与kPN之积是与点P位置无关的定值,
设点M的坐标为(m,n),则点N的坐标为(-m,-n),其中,
又设点P的坐标为(x,y),
由,得
kPMkPN=,
将代入,得kPM
kPN=
。
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