- 椭圆
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点P(4,3),圆C:(x-m)2+y2=3(m<3)与椭圆E:
有一个公共点A(2,
),F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,直线PF1与圆C相切,M,N为椭圆上异于A的两点,
(Ⅰ)求m的值与椭圆E的方程;
(Ⅱ)若直线AM的斜率与AN的斜率互为相反数,求证:直线MN的斜率为;
(Ⅲ)在(Ⅱ)条件下△AMN面积是否存在最大值;若存在,请求出其最大值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)点A代入圆C方程,得(2-m)2+2=3,
∵m<3,
∴m=1,圆C:,
设直线PF1的斜率为k,则PF1:,
即,
∵直线PF1圆C相切,
∴,解得
或
,
当时,直线PF1与x轴的交点横坐标为
,不合题意,舍去;
当时,直线PF1与x轴的交点横坐标为-2,
∴c=2,,
,
∴椭圆E的方程为。
(Ⅱ)记A(s,t),令直线AM的斜率为k,
那么直线AM的方程为y-t=k(x-s),
记M,N两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
由得,
,①
s,x1是方程①的两根,所以有,
∴,
同理可得:,
∴,
∴。
(Ⅲ)不妨设直线MN的方程为,
由得
,②
x1,x2是方程②的两根,所以有,
∴△AMN面积,
∴
,
所以,当m2=4即m=2或m=-2时,S△AMN取得最大值2。
已知中心在原点O,焦点在x轴上,离心率为的椭圆过点(
,
).
(1)求椭圆的方程;
(2)设不过原点O的直线l与该椭圆交于P,Q两点,满足直线OP,PQ,OQ的斜率依次成等比数列,求△OPQ面积的取值范围.
正确答案
解:(1)由题意可设椭圆方程为(a>b>0),
则,故
所以,椭圆方程为.
(2)由题意可知,直线l的斜率存在且不为0,
故可设直线l的方程为 y=kx+m (m≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),
由消去y得,
,
则,
且,
,
故,
因为直线OP,PQ,OQ的斜率依次成等比数列,
所以,=
=k2,
即+m2=0,
又m≠0,所以,k2=,即k=
,
由于直线OP,OQ的斜率存在,且△>0,
得0<m2<2且m2≠1,
设d为点O到直线l的距离,
则S△OPQ=d|PQ|=|x1-x2||m|=
,
所以,S△OPQ的取值范围为 (0,1).
已知圆锥曲线C上任意一点到两定点F1(-1,0)、F2(1,0)的距离之和为常数,曲线C的离心率e=. (1)求圆锥曲线C的方程;
(2)设经过点F2的任意一条直线与圆锥曲线C相交于A、B,试证明在x轴上存在一个定点P,使的值是常数.
正确答案
解:(1)依题意,设曲线C的方程为(
),c=1,
,a=2,
,所求方程为
。
(2)当直线AB不与x轴垂直时,设其方程为y=k(x-1),
由,得
,
从而,,
,
设P(t,0),
则
,
当,
时,对
,
;
当AB⊥x轴时,直线AB的方程为x=1,,
对,
,
即存在x轴上的点,使
的值为常数
。
如图所示,已知圆C:,顶点A(1,0),M为圆上一动点,点P在AM上,点N在CM上,且满足
,点N轨迹为曲线E。
(1)求曲线E的方程;
(2)若过定点F(0,2)的直线交曲线E于不同的两点G、H(点G在点F、H之间),且满足,求λ的取值范围。
正确答案
解:(1)∵,
∴P为AM的中点,
又,
∴NP为AM的垂直平分线,∴|NA|=|NM|,
又,
∴,
∴动点N的轨迹是以点C(-1,0),A(1,0)为焦点的椭圆,且椭圆长轴长为,焦距2c=2,∴
,
∴曲线E的方程为。
(2)当直线GH斜率存在时,设直线GH方程为y=kx+2,
代入椭圆方程得
,
由△>0,得,
设,则
,
又,
,
∴,∴
,
∴,
即,整理,得
,
,
∴,∴
,解得:
,
,∴
,
又当直线GH斜率不存在,方程为,
∴,
即所求λ的取值范围是。
设椭圆(a>b>0)的左焦点为F1(-2,0),左准线
与x轴交于点N(-3,0),过点N倾斜角为30°的直线
交椭圆于A,B两点。
(1)求直线和椭圆的方程;
(2)求证:点F1(-2,0)在以线段AB为直径的圆上。
正确答案
解:(1)由题意,知椭圆的焦点在x轴上,
且,∴a2=6,b2=2,
∴椭圆的方程为,
直线的方程为
。
(2)设A,B
,
由题意,直线的方程为
,
将直线代入椭圆
,
有,
∵,
,
,
又∵,
,
∴
,
∴,
∴点在以线段为直径的圆上。
已知椭圆长轴上有一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 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 (与x轴不垂直)与椭圆交于M,N两点,与y轴交于点R,若,求证:
为定值.
正确答案
(1)由已知,得
,
,
所以椭圆方程为
(2)依题意可设,且有
,
又,
,
,
将代入即得
所以直线CA与直线BD的交点K必在双曲线上.
(3)依题意,直线l的斜率存在,则设直线l的方程为
,
设,则
两点坐标满足方程组
,
消去y整理得,
所以,
① 因为,所以
,即
,
因为与x轴不垂直,所以,则
,
又,同理可得
,
所以
由①式代人上式得
已知直线x-2y+4=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P是椭圆C上位于轴上方的动点,直线AP,BP与直线l:x=5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,Q点在椭圆上运动,记△BPQ的面积为S,当S在(0,+∞)上变化时,讨论S的大小与Q点的个数之间的关系。
正确答案
解:(1)由已知得椭圆C的左顶点为A(-4,0),上顶点为D(0,2),
∴a=4,b=2,
故椭圆C的方程为:;
(2)直线AP的斜率k显然存在,且k>0,故可设直线AP的方程为y=k(x+4),从而
设
则
∴直线的方程为:
得
∴
当且仅当即
时等号成立
∴时,线段MN的长度取最小值3;
(3)由(2)知,当线段MN的长度取最小值时
此时直线BP的方程为
,
设与BP平行的直线
联立得
由得
当时,BP与l′的距离为
,此时S△BPQ=
当时,BP与l′的距离为
,此时S△BPQ=
∴当时,这样的Q点有4个
当时,这样的Q点有3个
当时,这样的Q点有2个
当时,这样的Q点有1个
当时,这样的Q点不存在。
已知动点A,B分别在x轴、y轴上,且满足|AB|=2,点P在线段AB上,且(t是不为零的常数)。设点P的轨迹为曲线C。
(1)求点P的轨迹方程;
(2)若t=2,点M,N是C上关于原点对称的两个动点(M,N不在坐标轴上),点Q(,3),求△QMN的面积S的最大值。
正确答案
解:(1)设A(a,0),B(0,b),P(x,y),由得
,
由|AB|=2,
得点P轨迹方程为。
(2)当t=2时,C的方程为,
设直线方程为y=kx与C方程联立得,
易得△>0,,
点Q到直线的距离为,
得,
所以,当且仅当k=-2时,S有最大值。
已知A、B、C是椭圆M:上的三点,其中点A的坐标为(2
,0),BC过椭圆M的中心,且
。
(1)求椭圆M的方程;
(2)过点(0,t)的直线(斜率存在时)与椭圆M交于两点P、Q,设D为椭圆M与y轴负半轴的交点,且,求实数t的取值范围。
正确答案
解:(1)∵点A的坐标为(,0),
∴,椭圆方程为
, ①
又∵,且BC过椭圆M的中心 O(0,0),
∴,
又∵,
∴△AOC是以∠C为直角的等腰三角形,
易得C点坐标为(,
),
将(,
)代入①式得
,
∴椭圆M的方程为。
(2)当直线的斜率k=0,直线
的方程为y=t,则满足题意的t的取值范围为-2
当直线的斜率k≠0时,设直线的方程为y=kx+t,
由,得
,
∵直线与椭圆M交于两点P、Q,
∴△=,
即, ②
设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ的中点,
则H的横坐标, 纵坐标
,
D点的坐标为(0,-2),
由,得DH⊥PQ,
,
即,即
, ③
∴,∴t>1, ④
由②③得0
综上所述,t的取值范围是(-2,4)。
已知椭圆C的中心在原点,对称轴为坐标轴,且过(0,1),(1,).
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l:3x﹣3y﹣1=0交椭圆C与A、B两点,若T(0,1)求证:.
正确答案
(1)解:设椭圆C的方程为mx2+ny2=1(m>0.n>0)
由椭圆C过点过(0,1),(1,)
得:,解得
∴椭圆C的方程为
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),
由
消去y整理得27x2﹣12x﹣16=0,
由韦达定理得
由两边平方整理可得
,
故只需证明=x1x2+(y1﹣1)(y2﹣1)=x1x2+y1y2+(y1+y2)+1
而
∴=
故恒成立
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