- 椭圆
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△ABC的三边a>b>c且成等差数列,A、C两点的坐标分别是(﹣1,0),(1,0),求顶点的轨迹.
正确答案
解:由条件△ABC的三边a>b>c成等差数列,
A、C两点的坐标分别是(﹣1,0),(1,0),
得a+c=2b,即BC+BA=4>2,
所以B满足椭圆的定义,
所以长轴长为4,焦距为2,短轴长为,
所以顶点B的轨迹方程为,
又因为a>b>0,
所以BC>AB,所以x<0.
又因为B、A、C不能在一直线上,
所以x≠﹣2
所以顶点B的轨迹方程为(﹣2<x<0),.
已知一个动圆与圆C:(x+4)2+y2=100相内切,且过点A(4,0),求这个动圆圆心的轨迹方程.
正确答案
解:设动圆圆为M(x,y),半径为r
那么
∴|MC|+|MA|=10>|AC|=8
因此点M的轨迹是以A、C为焦点,长轴长为10的椭圆.
其中a=5,c=4,b=3
其方程是:.
设F1,F2分别是椭圆C:+
=1 (a>b>0)的左右焦点,
(1)设椭圆C上的点(,
)到F1,F2两点距离之和等于4,写出椭圆C的方程和焦点坐标
(2)设K是(1)中所得椭圆上的动点,求线段KF1的中点B的轨迹方程
(3)设点P是椭圆C上的任意一点,过原点的直线L与椭圆相交于M,N两点,当直线PM,PN的斜率都存在,并记为kPM,KPN试探究kPM•KPN的值是否与点P及直线L有关,并证明你的结论.
正确答案
(1)由于点(,
)在椭圆上,
+
=1
2a=4,
椭圆C的方程为+
=1
焦点坐标分别为(-1,0),(1,0)
(2)设KF1的中点为B(x,y)则点K(2x+1,2y)
把K的坐标代入椭圆+
=1中得
+
=1
线段KF1的中点B的轨迹方程为(x+)2+
=1
(3)过原点的直线L与椭圆相交的两点M,N关于坐标原点对称
设M(x0,y0)N(-x0,-y0),p(x,y)
M,N,P在椭圆上,应满足椭圆方程,
得+
=1,
+
=1
kPM=,KPN=
kPM•KPN=•
=
=-
kPM•KPN的值与点P及直线L无关
已知动点P(x,y)与两定点M(-1,0),N(1,0)连线的斜率之积等于常数λ(λ≠0)。
(Ⅰ)求动点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)试根据λ的取值情况讨论轨迹C的形状:
(Ⅲ)当λ=-2时,过定点F(0,1)的直线l与轨迹C交于A、B两点,求△AOB的面积的最大值。
正确答案
解:(Ⅰ)由题设知直线PM与PN的斜率存在且均不为零,
所以,
整理得(λ≠0,x≠±1)。
(Ⅱ)①当λ>0时,轨迹C为中心在原点,焦点在x轴上的双曲线(除去顶点);
②当-1<λ<0时,轨迹C为中心在原点,焦点在x轴上的椭圆(除去长轴两个端点);
③当λ=-1时,轨迹C为以原点为圆心,1的半径的圆除去点(-1,0),(1,0);
④当λ<-1时,轨迹C为中心在原点,焦点在y轴上的椭圆(除去短轴的两个端点)。
(Ⅲ)当λ=-2时,轨迹C为椭圆(x≠±1) ,
由题意知,l的斜率存在,设l的方程为y=kx+1,
代入椭圆方程中整理,得, (*)
设,
,则x1,x2的方程(*)的两个实根,
∴,
,
∴
,
当k=0时,取“=”,
∴k=0时,△OAB的面积取最大值为。
设过点P(x,y)的直线分别与x轴的正半轴和y轴的正半轴交于A、B两点,点Q与点P关于y轴对称,O为坐标原点,若=2
,且
•
=1,求P点的轨迹方程.
正确答案
由=2
及A,B分别在x轴的正半轴和y轴的正半轴上知,A(
x,0),B(0,3y),
=(-
x,3y),由点Q与点P关于y轴对称知,Q(-x,y),
=(-x,y),则
•
=(-
x,3y)•(-x,y)=
x2+3y2=1(x>0,y>0).
所以P点的轨迹方程为:x2+3y2=1(x>0,y>0).
已知椭圆与双曲线2x2-2y2=1共焦点,且过(,0)
(1)求椭圆的标准方程.
(2)求斜率为2的一组平行弦的中点轨迹方程.
正确答案
(1)依题意得,将双曲线方程标准化为-
=1,则c=1.
∵椭圆与双曲线共焦点,∴设椭圆方程为+
=1,∵椭圆过(
,0),
∴+
=1,即a2=2,∴椭圆方程为
+y2=1.
(2)依题意,设斜率为2的弦所在直线的方程为y=2x+b,弦的中点坐标为(x,y),则
y=2x+b 且 +y2=1得,9x2+8xb+2b2-2=0,∴x1+x2=-
,y1+y2=
.
即x=-,y=
两式消掉b得 y=-
x.
令△=0,64b2-36(2b2-2)=0,即b=±3,所以斜率为2且与椭圆相切的直线方程为y=2x±3
即当x=±时斜率为2的直线与椭圆相切.
所以平行弦得中点轨迹方程为:y=-x(-
≤x≤
).
已知椭圆+
=1(a>b>0)上有一个顶点到两个焦点之间的距离分别为3+2
,3-2
.
(1)求椭圆的方程;
(2)如果直线x=t(t∈R)与椭圆相交于A,B,若C(-3,0),D(3,0),证明直线CA与直线BD的交点K必在一条确定的双曲线上;
(3)过点Q(1,0)作直线l(与x轴不垂直)与椭圆交于M、N两点,与y轴交于点R,若=λ
,
=μ
,证明:λ+μ为定值.
正确答案
(1)由已知得,解得
∴b2=a2-c2=1…(3分)
∴椭圆方程为+y2=1.…(5分)
(2)依题意可设A(t,y0),B(t,-y0),K(x,y),且有+y02=1
又CA:y=(x+3),DB:y=
(x-3),
∴y2=(x2-9),
将+y02=1代入即得y2=
(x2-9),
-y2=1
所以直线CA与直线BD的交点K必在双曲线-y2=1上.…(10分)
(3)依题意,直线l的斜率存在,故可设直线l的方程为y=k(x-1),…(11分)
设M(x3,y3)、N(x4,y4)、R(0,y5),则M、N两点坐标满足方程组
消去y并整理,得(1+9k2)x2-18k2x+9k2-9=0,
所以x3+x4=,①x3x4=
,②…(13分)
因为=λ
,所以(x3,y3)-(0,y5)=λ[(1,0)-(x3,y3)],
即,所以x3=λ(1-x3),
又l与x轴不垂直,所以x3≠1,
所以λ=,同理μ=
. …(14分)
所以λ+μ=+
=
.
将①②代入上式可得λ+μ=-. …(16分)
已知点M(k,l)、P(m,n),(klmn≠0)是曲线C上的两点,点M、N关于x轴对称,直线MP、NP分别交x轴于点E(xE,0)和点F(xF,0),
(Ⅰ)用k、l、m、n分别表示xE和xF;
(Ⅱ)某同学发现,当曲线C的方程为:x2+y2=R2(R>0)时,xE·xF=R2是一个定值与点M、N、P的位置无关;请你试探究当曲线C的方程为:时,xE·xF的值是否也与点M、N、P的位置无关;
(Ⅲ)类比(Ⅱ)的探究过程,当曲线C的方程为y2=2px(p>0)时,探究xE与xF经加、减、乘、除的某一种运算后为定值的一个正确结论。(只要求写出你的探究结论,无须证明)
正确答案
解:(Ⅰ)依题意N(k,-l),
且∵klmn≠0及MP、NP与轴有交点知:M、P、N为不同点,
直线PM的方程为,
则,
同理可得;
(Ⅱ)∵M,P在椭圆C:上,
∴,
∴xE·xF的值是与点M、N、P位置无关;
(Ⅲ)一个探究结论是:;
提示:依题意,,
∵M,P在抛物线C:y2=2px(p>0)上,
∴n2=2pm,l2=2pk,,
∴为定值。
我们把由半椭圆(x≥0)与半椭圆
(x≤0)合成的曲线称作“果圆”,其中a2=
b2+c2,a>0,b>c>0。
如图,设点F0,F1,F2是相应椭圆的焦点,A1,A2和B1,B2是“果圆”与x,y轴的交点,M是线段A1A2的中点,
(1)若△F0F1F2是边长为1的等边三角形,求该 “果圆”的方程;
(2)设P是“果圆”的半椭圆(x≤0)上任意一点,求证:当|PM|取得最小值时,P在点
B1,B2或A1处;
(3)若P是“果圆”上任意一点,求|PM|取得最小值时点P的横坐标。
正确答案
解:(1)∵,
∴,
于是,
所求“果圆”方程为。
(2)设P(x,y),则
,
,
∴的最小值只能在x=0或x=-c处取到,
即当|PM|取得最小值时,P在点B1,B2或A1处;
(3),且B1和B2同时位于“果圆”的半椭圆
和半椭圆
上,
所以,由(2)知,只需研究P位于“果圆”的半椭圆上的情形即可,
,
当,即a≤2c时,
的最小值在
时取到,
此时P的横坐标是;
当,即a>2c时,由于
在x<a时是递减的,
的最小值在x=a时取到,
此时P的横坐标是a;
综上所述,若a≤2c,当|PM|取得最小值时,点P的横坐标是;
若a>2c,当|PM|取得最小值时,点P的横坐标是a或-c。
设椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,过点A与AF2垂直的直线交x轴负半轴于点Q,且
,若过A,Q,F2三点的圆恰好与直线l:
相切。过定点M(0,2)的直线l1与椭圆C交于G,H两点(点G在点M,H之间),
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l1的斜率k>0,在x轴上是否存在点 P(m,0),使得以PG,PH为邻边的平行四边形是菱形,如果存在,求出m的取值范围,如果不存在,请说明理由;
(Ⅲ)若实数λ满足,求λ的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)因为,
所以的中点,
设Q的坐标为(-3c,0),
因为,
所以,且过
三点的圆的圆心为
,半径为2c,
因为该圆与直线l相切,所以,解得c=1,
所以,
故所求椭圆方程为;
(Ⅱ)设l1的方程为y=kx+2(k>0),
由得
,
设,则
,
所以
,
,
由于菱形对角线互相垂直,则,
所以,
故,
因为k>0,所以,
所以,
即,
所以,
解得,即
,
因为k>0,所以,
故存在满足题意的点P且m的取值范围是。
(Ⅲ)①当直线l1斜率存在时,设直线l1方程为y=kx+2,
代入椭圆方程得
,
由△>0,得,
设,
则,
又,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,整理得
,
因为,
所以,即
,
所以,
解得,
又0<λ<1,所以;
②又当直线l1斜率不存在时,直线l1的方程为x=0,
此时,
,
所以,
所以,
即所求λ的取值范围是。
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