- 椭圆
- 共5181题
如图,在直角坐标系中,中心在原点,焦点在x轴上的椭圆G的离心率为,左顶点A(-4,0),圆O′:(x-2)2+y2=r2是椭圆G的内接△ABC的内切圆。
(1)求椭圆G的方程;
(2)求圆O′的半径;
(3)过M(0,1)作圆O′的两条切线交椭圆于E,F,判断直线EF与圆的位置关系,并证明。
正确答案
解:(1),
得
椭圆方程为;
(2)设B,过圆心O′作
于D,
交长轴于H
由得
即 ①
又B在椭圆上
②
由①、②式得
解得或
(舍去);
(3)直线EF与圆O′的相切
设过点与圆
相切的直线方程为:
③
则
即
解得
将③代入得
则异于零的解为
设,
则
则直线EF的方程为
即
则圆心到直线FE的距离
故结论成立。
已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1。
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l:y=kx+m与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C的右顶点,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标。
正确答案
解:(1)由题意设椭圆的标准方程为
由已知得a+c=3,a-c=1,
∴a=2,c=1,
∴b2=a2-c2=3
∴椭圆的标准方程为。
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),联立
得
又
因为以AB为直径的圆过椭圆的右顶点D(2,0)
∴
∴
∴
解得m1=-2k,
且均满足3+4k2-m2>0
当m1=-2k时,l的方程为y=k(x-2),直线过定点(2,0),与已知矛盾;
当时,l的方程为
直线过定点
所以,直线l过定点,定点坐标为。
如图,已知椭圆的离心率为
,以该椭圆上的点和椭圆的左、右焦点F1、F2为顶点的三角形的周长为4(
+1)。一等轴双曲线的顶点是该椭圆的焦点,设P为该双曲线上异于顶点的任一点,直线PF1和PF2与椭圆的交点分别为A、B和C、D,
(Ⅰ)求椭圆和双曲线的标准方程;
(Ⅱ)设直线PF1、PF2的斜率分别为k1、k2,证明:k1·k2=1;
(Ⅲ)是否存在常数λ,使得|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|恒成立?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,由题意知:,
所以,
又a2=b2+c2,因此b=2,
故椭圆的标准方程为,
由题意设等轴双曲线的标准方程为,
因为等轴双曲线的顶点是椭圆的焦点,所以m=2,
因此双曲线的标准方程为。
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),
则,
因为点P在双曲线x2-y2=4上,所以x02-y02=4,
因此,即k1k2=1。
(Ⅲ)由于PF1的方程为y=k1(x+2),
将其代入椭圆方程得,
由韦达定理得,
所以
,
同理可得,
则,
又k1k2=1,
所以,
故|AB|+|CD|=|AB|·|CD|,
因此,存在λ=,使|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|恒成立.
为了考察冰川的融化状况,一支科考队在某冰川上相距8km的A,B两点各建一个考察基地,视冰川面为平面形,以过A,B两点的直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系(下图).考察范围为到A,B两点的距离之和不超过10km的区域.
(Ⅰ)求考察区域边界曲线的方程;
(Ⅱ)如图所示,设线段P1P2是冰川的部分边界线(不考虑其他边界),当冰川融化时,边界线沿与其垂直的方向朝考察区域平行移动,第一年移动0.2km,以后每年移动的距离为前一年的2倍,问:经过多长时间,点A恰好在冰川边界线上?
正确答案
解:(Ⅰ)设边界曲线上点P的坐标为(x,y),则由|PA|+|PB|=10知,点P在以A,B为焦点,长轴长为2a=10的椭圆上,此时短半轴长,
所以考察区域边界曲线(如图)的方程为。
(Ⅱ)易知过点P1,P2的直线方程为4x-3y+47=0,
因此点A到直线P1P2的距离为,
设经过n年,点A恰好在冰川边界线上,
则利用等比数列求和公式可得,
解得n=5,即经过5年,点A恰好在冰川边界线上.
已知椭圆C的左、右焦点坐标分别是(-,0),(
,0),离心率是
,直线y=t与椭圆C交于不同的两点M,N,以线段MN为直径作圆P,圆心为P,
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若圆P与x轴相切,求圆心P的坐标;
(Ⅲ)设Q(x,y)是圆P上的动点,当t变化时,求y的最大值.
正确答案
解:(Ⅰ)因为,且c=
,
所以,,
所以椭圆C的方程为。
(Ⅱ)由题意知P(0,t)(-1<t<1),
由得
,
所以圆P的半径为,
当圆P与x轴相切时,,
解得,
所以点P的坐标是。
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,圆P的方程为x2+(y-t)2=3(1-t2),
因为点Q(x,y)在圆P上,
所以,,
设,
则,
当,即
,且x=0时,y取最大值2。
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率e=
,点F为椭圆的右焦点,点A,B分别为椭圆长轴的左、右顶点,点M为椭圆的上顶点,且满足
-1。
(Ⅰ)求椭圆C的方程:
(Ⅱ)是否存在直线l,当直线l交椭圆于P,Q两点时,使点F恰为△POM的垂心。若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)根据题意,得,
∴,
∴,
又,∴
,
∴,
∴,
∴椭圆C的方程为。
(Ⅱ)假设存在直线l满足条件F是三角形MPQ的垂心,
∵kMF=-1,且FM⊥l,
∴k=1,
∴设直线PQ方程为y=x+m,且设P(x1,y1),Q(x2,y2),
由,消y得,
,
,
且,
∴
,
又F为△MPQ的垂心,∴,
∴,
又,
∴
,
∴,
∴3m2+m-4=0,m=,m=1,满足m2<3,但m=1时P与M点重合,舍去,
∴存在满足条件直线l,其方程为3x-3y-4=0。
已知点P为圆x2+y2=4上的动点,且P不在x轴上,PD⊥x轴,垂足为D,线段PD中点Q的轨迹为曲线C,过定点M(t,0)(0<t<2)任作一条与y轴不垂直的直线l,它与曲线C交于A、B两点。
(1)求曲线C的方程;
(2)试证明:在x轴上存在定点N,使得∠ANB总能被x轴平分。
正确答案
解:(1)设Q(x,y)为曲线C上的任意一点,则点P(x,2y)在圆上,
∴,曲线C的方程为
.
(2)设点N的坐标为(n,0),直线l的方程为x=sy+t,
代入曲线C的方程,可得
,
∵0<t<2,
∴,
∴直线l与曲线C总有两个公共点.(也可根据点M在椭圆C的内部得到此结论)
设点A,B的坐标分别,则
,
要使∠ANB被x轴平分,只要,
即,
,
也就是,
,
即,即只要(nt-4)s=0,
当时,(*)对任意的s都成立,从而∠ANB总能被x轴平分,
所以在x轴上存在定点,使得∠ANB总能被x轴平分。
如图,椭圆的中心为原点O,离心率e=,一条准线的方程是x=
,
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)设动点P满足:,其中M,N是椭圆上的点,直线OM与ON的斜率之积为
。问:是否存在定点F,使得|PF|与点P到直线l:x=
的距离之比为定值?若存在,求F的坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)∵,
,解得a=2,c=
,
∴b2=a2-c2=2,
∴椭圆的标准方程为;
(Ⅱ)设P(x,y),,
则由,得
,
∴x=,y=
,
∵M,N在椭圆上,
∴,
∴
,
设分别表示直线OM,ON的斜率,
由题设条件知,,
∴,
∴=20,
∴点P在椭圆上,
该椭圆的右焦点为F(,0),离心率e=
,右准线为l:x=2
,
∴根据椭圆的第二定义,存在定点F(,0),使得|PF|与点P到直线l的距离之比为定值。
已知椭圆的离心率
,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线l与椭圆相交于不同的两点A,B,已知点A的坐标为(-a,0),
(ⅰ)若,求直线l的倾斜角;
(ⅱ)若点Q(0,y0)在线段AB的垂直平分线上,且,求y0的值。
正确答案
解:(Ⅰ)由,得3a2=4c2,再由c2=a2-b2,解得a=2b,
由题意可知,即ab=2,
解方程组,得a=2,b=1,
所以椭圆的方程为。
(Ⅱ)(ⅰ)由(Ⅰ)可知点A的坐标是(-2,0),
设点B的坐标为(x1,y1),直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=k(x+2),
于是A,B两点的坐标满足方程组,
消去y并整理,得(1+4k2)x2+16k2x+(16k2-4)=0,
由,得
,从而
,
所以,
由,得
,
整理得32k4-9k2-23=0,
即(k2-1)(32k2+23)=0,
解得k=±1,
所以直线l的倾斜角为或
。
(ⅱ)设线段AB的中点为M,由(ⅰ)得M的坐标为,
以下分两种情况:
(1)当k=0时,点B的坐标是(2,0),线段AB的垂直平分线为y轴,
于是,
由4,得
;
(2)当k≠0时;线段AB的垂直平分线方程为,
令x=0,解得,
由,
整理得,
,
故,故
,
所以;
综上,或
。
已知A,B分别是直线y=x和y=-
x上的两个动点,线段AB的长为2
,P是AB的中点.
(Ⅰ)求动点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)过点Q(l,0)作直线l(与x轴不垂直)与轨迹C交于M,N两点,与y轴交于点R,若,证明:λ+μ为定值。
正确答案
解:(Ⅰ)设P(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2),
∵P是线段AB的中点,
∴,
∵A,B分别是直线y=x和y=-
x上的点,
∴和
,
∴,
又,
∴,
∴,
∴动点P的轨迹C的方程为。
(Ⅱ)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),
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
,②,
∵,
∴,
即,
∴,
∵l不与x轴垂直,
∴,∴
,同理
,
∴,
将①②代入上式,可得。
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