- 椭圆
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若F1、F2分别是椭圆的左右焦点,P是该椭圆上的一个动点,且
.
(1)求出这个椭圆的方程;
(2)是否存在过定点N(0,2)的直线l与椭圆交于不同两点A、B,使∠AOB=90°(其中O为坐标原点)?若存在,求出直线l的斜率k,若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)∵F1、F2分别是椭圆的左右焦点,P是该椭圆上的一个动点,
且|PF1|+|PF2|=4,|F1F2|=2,
∴,即a=2,c=
,
∴,
∴椭圆方程为.
(2)当l的斜率不存在时,即x=0不满足题设条件
设l为y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2),
则,∴
,
∴,
∵∠AOB=90°,
∴,
∴k2=4,k=±2.
一束光线从点F1(﹣1,0)出发,经直线l:2x﹣y+3=0上一点P反射后,恰好穿过点F2(1,0).
(Ⅰ)求点F1关于直线l的对称点F1'的坐标;
(Ⅱ)求以F1、F2为焦点且过点P的椭圆C的方程;
(Ⅲ)设直线l与椭圆C的两条准线分别交于A、B两点,点Q为线段AB上的动点,求点Q 到F2的距离与到椭圆C右准线的距离之比的最小值,并求取得最小值时点Q的坐标.
正确答案
解:(Ⅰ)设F1的坐标为(m,n),则且
.
解得,因此,点F1'的坐标为(﹣
).
(Ⅱ)∵|PF1'|=|PF1|,根据椭圆定义,
得2a=|PF1'|+|PF2|=|F1F2|=,
∴.
∴所求椭圆方程为.
(Ⅲ)∵,∴椭圆的准线方程为x=±2.
设点Q的坐标为(t,2t+3)(﹣2<t<2),d1表示点Q到F2的距离,d2表示点Q到椭圆的右准线的距离.
则,
d2=|t﹣2|.=
,
令,则
=
,
∵当,
,t=﹣
,f'(t)>0.
∴f(t)在t=﹣时取得最小值.
因此,最小值=
,此时点Q的坐标为(﹣
)
已知点F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,点P为椭圆上任意一点,P到焦点F2的距离的最大值为
,且△PF1F2的最大面积为1.
(1)求椭圆C的方程.
(2)点M的坐标为,过点F2且斜率为k的直线L与椭圆C相交于A,B两点.对于任意的
是否为定值?若是求出这个定值;若不是说明理.
正确答案
解:(1)由题意可知:a+c=+1,
×2c×b=1,
∵a2=b2+c2∴a2=2,b2=1,c2=1
∴所求椭圆的方程为:
(2)设直线l的方程为:y=k(x﹣1)
A(x1,y1),B(x2,y2),M(,0)
联立直线与椭圆方程,消去y可得(2k2+1)x2﹣4k2x+2(k2﹣1)=0
则
∴对于任意的=
为定值.
已知椭圆右顶点与右焦点的距离为
,短轴长为
.
(I)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过左焦点F的直线与椭圆分别交于A、B两点,若三角形OAB的面积为,求直线AB的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意,,解得
.
即椭圆方程为
(Ⅱ)当直线AB与x轴垂直时,,此时
不符合题意,故舍掉;
当直线AB与x轴不垂直时,
设直线 AB的方程为:y=k(x+1),
代入消去y得:(2+3k2)x2+6k2x+(3k2﹣6)=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
所以 .
原点到直线的AB距离,
所以三角形的面积.
由可得k2=2,∴
,
所以直线或
.
已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率等于,它的一个顶点恰好是抛物线
的焦点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)P(2,3),Q(2,﹣3)是椭圆上两点,A、B是椭圆位于直线PQ两侧的两动点,
(i)若直线AB的斜率为,求四边形APBQ面积的最大值;
(ii)当A、B运动时,满足∠APQ=∠BPQ,试问直线AB的斜率是否为定值,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设C方程为,则
.
由,得a=4
∴椭圆C的方程为.
(Ⅱ)(i)解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
直线AB的方程为,
代入,得x2+tx+t2﹣12=0
由△>0,解得﹣4<t<4
由韦达定理得x1+x2=﹣t,x1x2=t2﹣12.
四边形APBQ的面积
∴当t=0,.
(ii)解:当∠APQ=∠BPQ,则PA、PB的斜率之和为0,
设直线PA的斜率为k则PB的斜率为﹣k,
PA的直线方程为y﹣3=k(x﹣2)
由
(1)代入(2)整理得
(3+4k2)x2+8(3﹣2k)kx+4(3﹣2k)2﹣48=0
同理PB的直线方程为y﹣3=﹣k(x﹣2),
可得
∴
所以AB的斜率为定值.
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
则,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:
由,
∴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=0
故直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形.
已知直线经过椭圆C: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
:
分别交于M,N两点,如图所示。
(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的长度的最小时,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,请说明理由。
正确答案
解:(1)由题意,得椭圆方程为。
(2)设直线AS的方程为,
从而可知M点的坐标为,
由,得
,
所以可得BS的方程为,
从而可知N点的坐标为,
∴,当且仅当
时,等号成立,
故当时,线段MN的长度取最小值
。
(3)由(2)知,当|MN|取最小值时,,
此时直线BS的方程为,
,
∴|BS|=,
要使椭圆C上存在点T,使得△TSB的面积等于,只需T到直线BS的距离等于
,
所以点T在平行于直线BS且与直线BS的距离等于的直线
上。
则直线:
或
,
联立,,△<0,无解;
,△=44>0,有两个解;
所以T有两个。
已知焦点在x轴上,中心在坐标原点的椭圆C的离心率为,且过点(
,1).
(I)求椭圆C的方程;
(II)直线l分别切椭圆C与圆M:x2+y2=R2(其中3<R<5)于A、B两点,求|AB|的最大值.
正确答案
解:(I)设椭圆的方程为,则
,
a,
∴,
∵椭圆过点,
∴,解得 a2=25,b2=9,
故椭圆C的方程为
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2)分别为直线l与椭圆和圆的切点,
直线AB的方程为y=kx+m,
因为A既在椭圆上,又在直线AB上,从而有,
消去y得:(25k2+9)x2+50kmx+25(m2﹣9)=0,
由于直线与椭圆相切,
故△=(50kmx)2﹣4(25k2+9)x25(m2﹣9)=0,
从而可得:m2=9+25k2,①,x1=,②
由.消去y得:(k2+1)x2+2kmx+m2﹣R2=0,
由于直线与圆相切,得m2=R2(1+k2),③,x2=,④
由②④得:x2﹣x1=,
由①③得:k2=,
∴|AB|2=(x2﹣x1)2+(y2﹣y1)2=(1+k2)(x2﹣x1)2=
=
即|AB|≤2,当且仅当R=时取等号,所以|AB|的最大值为2
已知椭圆C:的离心率为
,F1、F2分别为椭圆C的左、右焦点,若椭圆C的焦距为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设M为椭圆上任意一点,以M为圆心,MF1为半径作圆M,当圆M与椭圆的右准线l有公共点时,求△MF1F2面积的最大值.
正确答案
解:(1)因为2c=2,且,
所以c=1,a=2.
所以b2=3.
所以椭圆C的方程为.
(2)设点M的坐标为(x0,y0),则
.
因为F1(﹣1,0),,
所以直线l的方程为x=4.
由于圆M与l有公共点,所以M到l的距离4﹣x0小于或等于圆的半径R.
因为R2=MF12=(x0+1)2+y02,
所以(4﹣x0)2≤(x0+1)2+y02,
即y02+10x0﹣15≥0.
又因为,
所以.
解得.
又,
∴
当时,
,
所以.
已知椭圆的右顶点为A,右焦点为F,直线
与x轴交于点B且与直线
交于点C,点O为坐标原点,
,
,过点F的直线l与椭圆交于不同的两点M、N,点P为点M直线
的对称点
(1)求椭圆的方程;
(2)求证:N、B、P三点共线;
(3)求△BMN的面积.的最大值.
正确答案
(1)解:因为,
,
所以且
,
所以a=2,c=1
所以,
所以椭圆方程为:
(2)证明:设直线l:y=k(x﹣1),M(x1,y1),N(x2,y2)
则由,消去y
得(3+4k2)x﹣8k2x+4k2﹣12=0,
所以
由于P(8﹣x1,y1),,
因为(4﹣x1)y2﹣(x2﹣4)y1=4(y1+y2)﹣x1y2﹣y1x2=4k(x1+x2﹣2)﹣2kx1x2+k(x1+x2)
=
当l⊥x轴时,也满足故共线,所以N、B、P三点共线
(3)解:记d为B到l的距离,则,
,
所以=
当l⊥x轴时,,
所以△BMN的面积的最大值为
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