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简答题

若椭圆的对称轴在坐标轴上,两焦点与两短轴的端点恰好是正方形的四个顶点,且焦点到同侧长轴端点距离为-1.

(1)求椭圆的方程;

(2)求椭圆离心率.

正确答案

解:(1)设椭圆的方程为(a>b>0),

由椭圆的对称性和正方形的对称性可知:正方形被椭圆的对称轴分割成了4个全等直角三角形,因此b=c(2c为焦距).

由题意得

解得

∴椭圆的方程为

(2)椭圆离心率.

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简答题

如图,已知椭圆过点,离心率为,左、右焦点分别为F1、F2。点P为直线l:x+y=2上且不在x轴上的任意一点,直线PF1和PF2与椭圆的交点分别为A、B和C、D,O为坐标原点。

(I)求椭圆的标准方程;

(Ⅱ)设直线PF1、PF2的斜率分别为k1、k2

(i)证明:

(ii)问直线l上是否存在点P,使得直线OA、OB、OC、OD的斜率kOA、kOB、kOC、kOD满足kOA+kOB+kOC+kOD=0?若存在,求出所有满足条件的点P的坐标;若不存在,说明理由。

正确答案

解:(Ⅰ)因为椭圆过点

所以

又a2=b2+c2所以

故所求椭圆方程为

(Ⅱ)(i)由于F1(-1,0)、F2(1,0),PF1、PF2的斜率分别为k1、k2,且点P不在x轴上

所以k1≠k2,k1≠0,k2≠0

又直线PF1,PF2的方程分别为y=k1(x+1),y=k2(x-1)

联立方程得

所以

由于点P在直线x+y=2上

所以

因此2k1k2+3k1-k2=0

结论成立;

(ii)设A(xA,yA),B(xB,yB),C(xC,yC) ,D(xD,yD

联立直线PF1与椭圆的方程得

化简得(2k12+1)x2+4k21x+2k21-2=0

因此

由于OA,OB的斜率存在

所以xA≠0,xB≠0

因此k12≠0,1

因此

                    

                    

                   

相似地可以得到

                                

若kOA+kOB+kOC+kOD=0,须有k1+k2=0或k1k2=1

①当k1+k2=0时,结合(i)的结论,可得k2=-2,所以解得点P的坐标为(0,2);

②当k1k2=1时,结合(i)的结论,解得k2=3或k2=-1(此时k1=-1,不满足k1≠k2,舍去),此时直线CD的方程为y=3(x-1),联立方程x+y=2得

因此

综上所述,满足条件的点P的坐标分别为(0,2),

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简答题

已知抛物线C1:y2=2px(p>0)的焦点F以及椭圆C2的上、下焦点及左、右顶点均在圆O:x2+y2=1上.

(1)求抛物线C1和椭圆C2的标准方程;

(2)过点F的直线交抛物线C1于A、B两不同点,交y轴于点N,已知,求证:λ12为定值.

(3)直线l交椭圆C2于P、Q两不同点,P、Q在x轴的射影分别为P'、Q',,若点S满足:,证明:点S在椭圆C2上.

正确答案

(1)解:由C1:y2=2px(p>0)焦点F(,0)在圆O:x2+y2=1上得:

∴p=2

∴抛物线C1:y2=4x

同理由椭圆C2的上、下焦点(0,c),(0,﹣c)及左、右顶点(﹣b,0),(b,0)均在圆O:x2+y2=1上可解得:b=c=1,a=

∴椭圆C2

(2)证明:设直线AB的方程为y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),则N(0,﹣k)直线与抛物线联立,消元可得

k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0

∴x1+x2=,x1x2=1

∴λ1(1﹣x1)=x1,λ2(1﹣x2)=x2

∴λ12=为定值;

(3)证明:设P(x3,y3),Q(x4,y4),则P'(x3,0),Q'(x4,0),

∴S(x3+x4,y3+y4

∴2x3x4+y3y4=﹣1①

∵P,Q在椭圆上,

②,

由①+②+③得(x3+x42+=1

∴点S在椭圆C2

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简答题

已知椭圆C1的离心率为,直线l:y=x+2与以原点为圆心、椭圆C1的短半轴长为半径的圆O相切。    

(Ⅰ)求椭圆C1的方程;  

(Ⅱ)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1,且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直于l1,垂足为点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;   

 (Ⅲ)过椭圆C1的左顶点A做直线m,与圆O相交于两点R、S,若△ORS是钝角三角形,求直线m的斜率k的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)由,得,  

由直线l:x-y+2=0与圆相切得

所以

所以椭圆的方程是。   

(Ⅱ)由条件,知|MF2|=|MP|,

即动点M到定点F2的距离等于它到直线l1:x=-1的距离,

由抛物线的定义得点M的轨迹C2的方程是。   

(Ⅲ)由(Ⅰ),得圆O的方程是

直线m的方程是

,    

,  

,     ①

因为△ORS是钝角三角形,

所以

所以,                 ②

由A、R、S三点不共线,知k≠0,                 ③

由①、②、③,得直线m的斜率k的取值范围是

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简答题

如图,已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍且经过点M(2,1),平行于OM的直线l在y轴上的截距为m(m≠0),l交椭圆于A、B两个不同点.

(1)求椭圆的方程;

(2)求m的取值范围;

(3)求证直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形.

正确答案

解:(1)设椭圆方程为

,解得

∴椭圆方程

(2)∵直线l平行于OM,且在y轴上的截距为m又

∴l的方程为:

∴x2+2mx+2m2﹣4=0

∵直线l与椭圆交于A、B两个不同点,

∴△=(2m)2﹣4(2m2﹣4)>0,

∴m的取值范围是{m|﹣2<m<2且m≠0}

(3)设直线MA、MB的斜率分别为k1,k2,只需证明k1+k2=0

即可设

由x2+2mx+2m2﹣4=0可得x1+x2=﹣2m,x1x2=2m2﹣4

而k1+k2==

=

=

=

=

∴k1+k2=0

故直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形.

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简答题

已知椭圆方程为,长轴两端点为A、B,短轴上端点为C.

(1)若椭圆焦点坐标为,点M在椭圆上运动,当△ABM的最大面积为3时,求其椭圆方程;

(2)对于(1)中的椭圆方程,作以C为直角顶点的内接于椭圆的等腰直角三角形CDE,设直线CE的斜率为k(k<0),试求k满足的关系等式;

(3)过C任作垂直于,点P、Q在椭圆上,试问在y轴上是否存在一点T使得直线TP的斜率与TQ的斜率之积为定值,如果存在,找出点T的坐标和定值,如果不存在,说明理由.

正确答案

解:(1)由已知:

联立方程组求得:a=3,b=1,

所求方程为:

(2)依题意设CE所在的直线方程为y=kx+1(k<0),

代入椭圆方程并整理得:(1+9k2)x2+18kx=0,则

同理

由|CE|=|CD|得k3+9k2+9k+1=0,即(k+1)(k2+8k+1)=0

(3)由题意得:T(0,﹣b),又知

设P(x1,y1),Q(x2,y2

x1x2=﹣(y1﹣b)(y2﹣b)

又由

同理

所以

从而得

所以

(为定值).

对比上式可知:选取T(0,﹣b),则得直线TP的斜率与TQ的斜率之积为

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简答题

如图,椭圆C:的顶点为A1,A2,B1,B2,焦点为F1,F2

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设n为过原点的直线,l是与n垂直相交于P点、与椭圆相交于A,B两点的直线,,是否存在上述直线l使成立?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)由,①

知a=2c,②

又b2=a2-c2

由①,②,③解得a2=4,b2=3,

故椭圆C的方程为

(Ⅱ)设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),

假设使成立的直线l存在,

(ⅰ)当l不垂直于x轴时,设l的方程为y=kx+m,

由l与n垂直相交于P点且,得

将y=kx+m代入椭圆方程,得(3+4k2)x2+8kmx+(4m2-12)=0,

由求根公式可得

0=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=x1x2+k2x1x2+km(x1+x2)+m2=(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2

将④,⑤代入上式并化简得(1+k2)(4m2-12)-8k2m2+m2(3+4k2)=0,

将m2=1+k2代入⑥并化简得-5(k2+1)=0,矛盾,即此时直线l不存在;

(ⅱ)当l垂直于x轴时,满足的直线l的方程为x=1或x=-1,

则A,B两点的坐标为

当x=1时,

当x=-1时,

∴此时直线l也不存在;

综上可知,使成立的直线l不存在。

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简答题

已知椭圆E:的左焦点F1,0),若椭圆上存在一点D,满足以椭圆短轴为直径的圆与线段DF1相切于线段DF1的中点F。

(Ⅰ)求椭圆E的方程;

(Ⅱ)已知两点Q(-2,0),M(0,1)及椭圆G:,过点Q作斜率为k的直线l交椭圆G于H,K两点,设线段HK的中点为N,连结MN,试问当k为何值时,直线MN过椭圆G的顶点?

(Ⅲ)过坐标原点O的直线交椭圆W:于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连结AC并延长交椭圆W于B,求证:PA⊥PB。

正确答案

解:(Ⅰ)连接(O为坐标原点,为右焦点),

由题意知:椭圆的右焦点为

因为FO是的中位线,且

所以

所以

中,

解得

所求椭圆的方程为

(Ⅱ)由(Ⅰ)得椭圆G:

设直线l的方程为y=k(x+2)并代入

整理得:

得:

则由中点坐标公式得:

①当k=0时,有N(0,0),直线MN显然过椭圆的两个顶点

②当时,则,直线的方程为

此时直线显然不能过椭圆的两个顶点

若直线过椭圆的顶点

,即

所以,解得:(舍去);

若直线过椭圆的顶点

,即

所以,解得:(舍去);

综上,当时, 直线过椭圆的顶点。

(Ⅲ)由(Ⅰ)得椭圆的方程为

根据题意可设,则

则直线的方程为,…①

过点P且与AP垂直的直线方程为,…②

①×②并整理得:

又P在椭圆W上,

所以,所以

即①、②两直线的交点B在椭圆W上,

所以PA⊥PB。

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简答题

已知直线x-2y+2=0经过椭圆C:(a>b>0)的左顶点A和上顶点D,椭圆C的右顶点为B,点S是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AS,BS与直线l:分别交于M,N两点。

(1)求椭圆C的方程;

(2)求线段MN的长度的最小值;

(3)当线段MN的长度最小时,在椭圆C上是否存在这样的点T,使得△TSB的面积为?若存在,确定点T的个数,若不存在,说明理由。

正确答案

解:(1)由已知得,椭圆C的左顶点为上顶点为

故椭圆C的方程为

(2)直线AS的斜率k显然存在,且,故可设直线AS的方程为

从而

0

则(-2)×

从而

当且仅当,即时等号成立

时,线段MN的长度取最小值

(3)由(2)可知,当MN取最小值时,

此时的方程为,S

要使椭圆C上存在点T,使得的面积等于,只须T到直线BS的距离等于

所以T在平行于且与距离等于的直线l′上。

设直线l′:

则由解得

由于

故直线与椭圆C有两个不同的交点

由于,故直线l′与椭圆C没有交点

综上所述,当线段MN的长度最小时,椭圆上仅存在两个不同的点T,使得的面积等于

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简答题

已知中心在原点,焦点在x轴上的椭圆,离心率,且经过抛物线x2=4y的焦点.

(1)求椭圆的标准方程;

(2)若过点B(0,﹣2)的直线l(斜率不等于零)与椭圆交于不同的两点E,F(E在B,F之间),△OBE与△OBF面积之比为λ,求λ的取值范围.

正确答案

解:(1)由已知得F(0,1),设椭圆方程为(a>b>0),则b=1

∵椭圆的离心率为

∵a2=b2+c2

∴a2=2,c=1

∴椭圆方程为+y2=1;

(2)由题意知l的斜率存在且不为零,

设l方程为y=mx﹣2(m≠0)①,

代入+y2=1,

整理得(2m2+1)x2﹣8mx+6=0,

由△>0得m2

设E(x1,y1),F(x2,y2),则

x1+x2=,x1x2=

∵△OBE与△OBF面积之比为λ

∴x2=λx1

代入②得,消去x1

∵m2

且λ≠1

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