- 椭圆
- 共5181题
在平面直角坐标系xOy中,已知圆x2+y2=1与x轴正半轴的交点为F,AB为该圆的一条弦,直线AB的方程为x=m.记以AB为直径的圆为⊙C,记以点F为右焦点、短半轴长为b(b>0,b为常数)的椭圆为D.
(1)求⊙C和椭圆D的标准方程;
(2)当b=1时,求证:椭圆D上任意一点都不在⊙C的内部;
(3)已知点M是椭圆D的长轴上异于顶点的任意一点,过点M且与x轴不垂直的直线交椭圆D于P、Q两点(点P在x轴上方),点P关于x轴的对称点为N,设直线QN交x轴于点L,试判断是否为定值?并证明你的结论.
正确答案
解:(1)圆心C(m,0),(﹣1<m<1),
则⊙C的半径为:r=,
从而⊙C的方程为(x﹣m)2+y2=1﹣m2,
椭圆D的标准方程为:.
(2)当b=1时,椭圆D的方程为,
设椭圆D上任意一点S(x1,y1),
则,
,
∵=
=
≥1﹣m2=r2,
所以SC≥r.从而椭圆D上的任意一点都不存在⊙C的内部.
(3)=b2+1为定值.
证明:设点P(x1,y1),Q(x2,y2),
则由题意,得N(x1,﹣y1),x1≠x2,y1≠±y2,
从而直线PQ的方程为(y2﹣y1)x﹣(x2﹣x1)y+x2y1﹣x1y2=0,
令y=0,得,
∵直线QN的方程为(y2+y1)x﹣(x2﹣x1)y﹣x1y2﹣x2y1=0,
令y=0,得.
∵点P,Q在椭圆D上,
∴,
,
∴,
,
∴xM·xL==
=b2+1.
∴=xM·xL=b2+1为定值.
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,且经过点D(1,
).A,B分别是椭圆C的左右顶点,M为椭圆上一点,直线AM,BM分别交椭圆右准线L于P,Q.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求的值
(3)求|PQ|的最小值.
正确答案
解:(1)椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,
∴=
=
,
∴b2= a2 ①
再由椭圆经过点D(1,),可得
,即
②.
由①②解得 a2=4,b2=3,
故椭圆C的方程.
(2)由题意可得 A(﹣2,0),B(2,0),
∵M为椭圆上一点,可设M(2cosθ,sinθ).
∵直线AM,BM分别交椭圆右准线L于P,Q,椭圆右准线L方程为 x=4,
故可设p(4,y1),Q(4,y2).
由题意可得 A、M、P三点共线,可得 KAM=KAP,
∴=
,∴y1=3
.
再由M、B、P 三点共线,可得 KBM=KBQ,
∴=
,∴y2=
.
∴=(6,3
),
=(2,
).
∴=(6,3
)(2,
)
=12+3=12+9
=12﹣9=3,
即 =3.
(3)由(2)|yp||yq|=9,
∴|PQ|=|yp﹣yq |=|yp|+|yq|≥2=6,
当且仅当|yp|=|yq|时等号成立,
故|PQ|的最小值为6.
设椭圆C:(a>b>0) 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
,
(Ⅰ)求椭圆C的离心率;
(Ⅱ)若过A,Q,F2三点的圆恰好与直线l:相切,求椭圆C的方程:
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,过右焦点F2作斜率为k的直线l与椭圆C交于M,N两点,在x轴上是否存在点P(m,0)使得以PM,PN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,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设,由
知
,
∵,
∴,
由,得F1为
的中点,
故,
∴,
故椭圆的离心率。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,即
,
于是,
的外接圆圆心为
,半径
,
所以,由已知,得,解得:a=2,
∴,
所求椭圆方程为。
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,
由得
,
设,
则,
,
由于菱形对角线垂直,则,
故,
则,
,
由已知条件知k≠0且k∈R,
∴,∴
,
故存在满足题意的P且m的取值范围是。
设椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,点P(a,b)满足|PF2|=|F1F2|,
(Ⅰ)求椭圆的离心率e;
(Ⅱ)设直线PF2与椭圆相交于A,B两点,若直线PF2与圆(x+1)2+(y-)2=16相交于M,N两点,且|MN|=
|AB|,求椭圆的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)设,
因为,所以
,
整理得,
得(舍)或
,所以
。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,可得椭圆方程为
,
直线PF2的方程为,
A,B两点的坐标满足方程组,
消去y并整理,得,解得
,
得方程组的解,
不妨设,
所以,
于是,
圆心到直线PF2的距离
,
因为,所以
,
整理得,得
(舍)或c=2,
所以椭圆方程为。
设F1,F2分别是椭圆E:(a>b>0)的左、右焦点,过F1斜率为1的直线l与E相交于A、B两点,且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列。
(1)求E的离心率;
(2)设点P(0,-1)满足|PA|=|PB|,求E的方程。
正确答案
解:(1)由椭圆定义知|AF2|+|BF2|+|AB|=4a,又2|AB|=|AF2|+|BF2|,得|AB|=
l的方程为y=x+c,其中
设A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点坐标满足方程组
化简得(a2+b2)x2+2a2cx+a2(c2-b2)=0
则
因为直线AB的斜率为1
所以
得
故a2=2b2所以E的离心率;
(2)设AB的中点为N(x0,y0),由(1)知
由|PA|=|PB|得kPN=-1
即得c=3,从而
故椭圆E的方程为。
椭圆的中心是原点O,它的短轴长为,相应于焦点F(c,0)(c>0)的准线l与x轴相交于点A,|OF|=2|FA|,过点A的直线与椭圆相交于P、Q两点。
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)若,求直线PQ的方程;
(3)设(λ>1),过点P且平行于准线l的直线与椭圆相交于另一点M,证明
。
正确答案
解:(1)由题意,可设椭圆的方程为。
由已知得
解得
所以椭圆的方程为,离心率
。
(2)由(1)可得A(3,0)。
设直线PQ的方程为。
由方程组得
依题意,得
。
设,则
, ①
②
由直线PQ的方程得。
于是。③
∵,∴
。④
由①②③④得,从而
。
所以直线PQ的方程为或
。
(3)证明:
由已知得方程组
注意,解得
因,
故。
而,
所以。
如图,F1,F2分别是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,M为椭圆上一点,MF2垂直于x轴,椭圆下顶点和右顶点分别为A、B,且OM∥AB,
(1)求椭圆的离心率;
(2)过F2作于OM垂直的直线交椭圆于点P、Q,若,求椭圆的方程。
正确答案
解:(1)设F1(-c,0),F2(c,0),则M(c,y),
∴A(0,-b),B(a,0),且OM∥AB, ∴kOM=kAB,
∴,
又点M在椭圆上,
∴,∴e=
;
(2)由(1)得a=c,b=c,
∴椭圆的方程为,
∵kAB=,
∴直线PQ的方程为y=-(x-c),
∴点F1到直线PQ的距离d=c,
又由,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
∴x1+x2=c, x1x2=
,
∴|PQ|=|x1-x2|=
c,
=
+
c·
c=20,
∴c2=,
∴a2=,b2=
,
∴椭圆的方程为。
设b>0,椭圆方程为,抛物线方程为x2=8(y-b).如图所示,过点F(0,b+2)作x轴的平行线,与抛物线在第一象限的交点为G,已知抛物线在点G的切线经过椭圆的右焦点F1,
(1)求满足条件的椭圆方程和抛物线方程;
(2)设A,B分别是椭圆长轴的左、右端点,试探究在抛物线上是否存在点P,使得△ABP为直角三角形?若存在,请指出共有几个这样的点?并说明理由(不必具体求出这些点的坐标).
正确答案
解:(1)由得
,
当y=b+2得x=±4,∴G点的坐标为(4,b+2),
,
过点G的切线方程为y-(b+2)=x-4即y=x+b-2,
令y=0得x=2-b,
∴F1点的坐标为(2-b,0),
由椭圆方程得F1点的坐标为(b,0),
∴2-b=b即b=1,
即椭圆和抛物线的方程分别为和
;
(2)∵过A作x轴的垂线与抛物线只有一个交点P,
∴以∠PAB为直角的Rt△ABP只有一个,
同理以∠PAB为直角的Rt△ABP只有一个。
若以∠PAB为直角,设P点坐标为,A、B两点的坐标分别为
,
由得
,
关于x2的一元二次方程有一解,
∴x有二解,即以∠APB为直角的Rt△ABP有二个;
因此抛物线上共存在4个点使△ABP为直角三角形.
如图,已知抛物线C1:x2+by=b2经过椭圆C2:的两个焦点。
(Ⅰ)求椭圆C2的离心率;
(Ⅱ)设点Q(3,6),又M,N为C1与C2不在y轴上的两个交点,若△QMN的重心在抛物线C1上,求C1和C2的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)因为抛物线C1经过椭圆C2的两个焦点F(-c,0),F2(c,0)
所以c2+b×0=b2,即c2=b2由a2=b2+c2=2c2所以椭圆C2的离心率;
(Ⅱ)由(I)可知a2=2b2,椭圆C2的方程为
联立抛物线C1的方程x2+by=b2得2y2-by-b2=0
解得或
(舍去)
所以
即
所以△QMN的重心坐标为(1,0)
因为重心在C1上
所以12+b×0=b2,得b=1
所以a2=2
所以抛物线C1的方程为x2+y=1,椭圆C2的方程为。
2003 年10 月15 日9 时,“神舟五号”载人飞船发射升空,于9 时9 分50 秒准确进入预定轨道,开始巡天飞行.该轨道是以地球的中心F2 为一个焦点的椭圆.选取坐标系如图所示,椭圆中心在原点,近地点A 距地面200 km ,远地点B 距地面350 km .已知地球半径R= 6 371 km.
(1)求飞船飞行的椭圆轨道的方程;
(2)飞船绕地球飞行了十四圈后,于16日5时59分返回舱与推进舱分离,结束巡天飞行,飞船共巡天飞行了约6×105km,问飞船巡天飞行平均速度是多少?(结果精确到1 km/s )
正确答案
解:(1)设椭圆的方程为
由题设条件得a-c=|OA|-|OF2|=|F2A|=6371+200=6571,
a+c=|OB|+|OF2|=|F2B|=6371+350=6721,
解得a=6646,c=75.
所以a2=44169316,b2=a2-c2=(a+c)(a-c)=44163 691.
所以椭圆的方程为
(2)从15日9时到16日6时共21个小时,合21×3600秒,减去开始的9分50秒,即9×60+50=590(s),再减去最后多计的1分钟,共计590+60=650(s),飞船巡天飞行时间是21×3 600-650=74950(s),平均速度是(km/s).
所以飞船巡天飞行的平均速度是8 km/s.
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