- 椭圆
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已知椭圆(a>b>0)经过点
,其离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l与椭圆C相交于A、B两点,以线段OA,OB为邻边作平行四边形OAPB,其中顶点P在椭圆C上,O为坐标原点.求O到直线距离的l最小值.
正确答案
解:(Ⅰ)由已知,,所以3a2=4b2,①
又点在椭圆C上,所以
,②
由①②解之,得a2=4,b2=3.故椭圆C的方程为.
(Ⅱ)当直线l有斜率时,设y=kx+m时,则由
消去y得,(3+4k2)x2+8kmx+4m2﹣12=0,
△=64k2m2﹣4(3+4k2)(4m2﹣12)=48(3+4k2﹣m2)>0,
③设A、B、P点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x0,y0),则:,
由于点P在椭圆C上,所以.从而
,
化简得4m2=3+4k2,经检验满足③式.
又点O到直线l的距离为:.
当且仅当k=0时等号成立,当直线l无斜率时,由对称性知,点P一定在x轴上,
从而P点为(﹣2,0),(2,0),直线l为x=±1,
所以点O到直线l的距离为1,O到直线l的距离最小值为.
如图所示,已知圆C:(x+1)2+y2=8,定点A(1,0),M为圆上一动点,点P在AM上,点N在CM上,且满足,
=0,点N的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)过点S(0,)且斜率为k的动直线l交曲线E于A、B两点,在y轴上是否存在定点G,满足
使四边形NAPB为矩形?若存在,求出G的坐标和四边形NAPB面积的最大值;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)∵,
=0,
∴NP为AM的垂直平分线,
∴|NA|=|NM|.
又∵|CN|+|NM|=2
∴|CN|+|AN|=2>2
∴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2a=2,焦距2c=2
∴a=,c=1,
∴b2=1
∴曲线E的方程为;
(2)动直线l的方程为:y=kx﹣与椭圆方程联立,
消元可得(2k2+1)x2﹣kx﹣
=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
假设在y上存在定点G(0,m),满足题设,
则=(x1,y1﹣m),
=(x2,y2﹣m),
∴=x1x2+(y1﹣m)(y2﹣m)=
由假设得对于任意的k∈R,=0恒成立,
∴m2﹣1=0且9m2+m﹣15﹣0,解得m=1.
因此,在y轴上存在定点G,使得以AB为直径的圆恒过这个点,点G的坐标为(0,1)
这时,点G到AB的距离d==
SGAPB=|AB|d==
设2k2+1=t,则,
得t∈[1,+∞),
所以SGAPB=≤
,
当且仅当时,上式等号成立.
因此,四边形NAPB面积的最大值是.
已知椭圆C :(a>b>0),直线y=x+
与以原点为圆心,以椭圆C的短半轴长为半径的圆相切,F1、F2为其左、右焦点,P为椭圆C上任一点,△F1PF2的重心为G,内心为I,且IG∥F1F2。
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线L:y=kx+m(k≠0)与椭圆C交于不同两点A,B且线段AB的垂直平分线过定点C(,0),求实数k的取值范围。
正确答案
解:(1)设P(x0,y0),x0±a,则G(
,
),
∵IG∥F1F2,
∴Iy=,|F1F2|=2c,
∴=
·|F1F2|·|y0|=
(|PF1|+|PF2|+|F1F2|)·|
|,
∴2c·3=2a+2c,
∴e==
,
又∵b=,
∴b=,
∴a=2,
∴椭圆C的方程为+
=1。
(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),
,消去y得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
∴△=(8km)2-4(3+4k2)(4m2-12)>0,
即m2<4k2+3,
又∵x1+x2=-,则y1+y2=
,
∴线段AB的中点P的坐标为(-,
),
又线段AB的垂直平分线l′的方程为y=(x-
),
点P在直线l′上,=
(
),
∴4k2+6km+3=0,
∴m=(4k2+3),
∴<4k2+3,
∴k2>,
∴k>或k>
,
∴k的取值范围是(-∞,)∪(
,+∞)。
已知焦点在x轴上的椭圆C过点(0,1),且离心率为,Q为椭圆C的左顶点。
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)已知过点(,0)的直线l与椭圆C交于A,B两点。
(ⅰ)若直线了l垂直于x轴,求∠AQB的大小;
(ⅱ)若直线l与x轴不垂直,是否存在直线l使得△QAB为等腰三角形?如果存在,求出直线l的方程;如果不存在,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆C的标准方程为,
且,
由题意可知:,
所以,
所以,椭圆C的标准方程为;
(Ⅱ)由(Ⅰ)得Q(-2,0),
设,
(ⅰ)当直线l垂直于x轴时,直线l的方程为,
由
解得:或
即(不妨设点A在x轴上方),
则直线AQ的斜率,直线BQ的斜率
,
因为,
所以,
所以;
(ⅱ)当直线l与x轴不垂直时,由题意可设直线AB的方程为,
由消去y得:
,
因为点在椭圆C的内部,显然
,
因为,
所以
所以,
所以为直角三角形,
假设存在直线l使得△QAB为等腰三角形,则,
取AB的中点M,连接QM,则,
记点为N,
另一方面,点M的横坐标,
所以点M的纵坐标,
所以
所以与
不垂直,矛盾,
所以当直线l与x轴不垂直时,不存在直线l使得△QAB为等腰三角形。
已知椭圆C:的长轴长为
,离心率
.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点B(2,0)的直线l(斜率不等于零)与椭圆C交于不同的两点E、F(E在B、F之间),且△OBE与△OBF的面积之比为,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)椭圆C的方程为,
由已知得,解得
,
∴所求椭圆的方程为,
(2)由题意知l的斜率存在且不为零,
设l方程为x=my+2(m≠0)=1 ①,
代入,整理得(m2+2)y2+4my+2=0,
由△>0得m2>2.
设E(x1,y1),F(x2,y2),
则=2 ②
由已知,,则
,
由此可知,,即y2=2y1.
代入 ②得,,
消去y1得,
解得,,满足m2>2.
即.
所以,所求直线l的方程.
设椭圆(a>b>0)的两个焦点是F1(﹣c,0),F2(c,0)(c>0),且椭圆上存在点P使得直线PF1与直线PF2垂直.
①求椭圆离心率e的取值范围;
②若直线PF1与椭圆另一个交点为Q,当,且△PQF2的面积为12时,求椭圆方程。
正确答案
解:①由△F1PF2是直角三角形知,|OP|=c≥b,
即c2≥a2﹣c2,故
②设椭圆方程为,
由得:a2=2c2,b2=c2,
于是椭圆方程可化为:x2+2y2﹣2c2=0①
直线PQ的斜率k=1,
设直线PQ的方程为:y=x+c②,
把①代入②,得:x2+2(x+c)2﹣2c2=0,
整理得:3x2+4cx=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1、x2是上述方程的两根,
且,
.
点F2到PQ直线的距离为,
所以:=
=12
得:c2=9=b2,a2=18.
所以所求椭圆方程为:.
已知椭圆的一个顶点为A(0,-1),焦点在x轴上,中心在原点。若右焦点到直线x-y+2=0的距离为3,
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线y=kx+m(k≠0)与椭圆相交于不同的两点M,N,当|AM|=|AN|时,求m的取值范围。
正确答案
解:(1)依题意可设椭圆方程为,
则右焦点,
由题设,解得
,
故所求椭圆的方程为。
(2)设,
P为弦MN的中点,
由得
,
∵直线与椭圆相交,
∴,①
∴,从而
,
∴ ,
又|AM|=|AN|,
∴AP⊥MN,则:,即
, ②
把②代入①得,解得
,
由②得,
解得;
综上求得的取值范围是
。
已知椭圆的离心率为
,以右焦点为圆心,椭圆长半轴为半径的圆与直线
相切.
(1)求椭圆的方程;
(2)E、F是椭圆C上的两个动点,为定点,如果直线AE的斜率与AF的斜率互为相反数,证明直线EF的斜率为定值,并求出这个定值.
正确答案
(1)解:设椭圆的右焦点为(c,0)
∵以右焦点为圆心,椭圆长半轴为半径的圆与直线相切
∴
∵e=,
∴a=2c
∴,
∴c=1
∴a=2
∴b2=a2﹣c2=3
∴
(2)证明:设直线AE方程:得,
代入椭圆方程,消元可得(3+4k2)x2+4k(3﹣2k)x+4﹣12=0
设E(x1,y1),F(x2,y2).
因为点在椭圆上,所以x1=
,y1=kx1+
﹣k.
又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,
在上式中以﹣k代k,可得
x2=,y2=﹣kx2+
+k.
所以直线EF的斜率kEF==
.
即直线EF的斜率为定值,其值为.
已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率e=
,左、右焦点分别为F1、F2,点P(2,
),点F2在线段PF1的中垂线上,
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=kx+m与椭圆C交于M、N两点,直线F2M与F2N的倾斜角分别为α,β,且α+β=π,试问直线l是否过定点?若过,求该定点的坐标。
正确答案
解:(1)由椭圆C的离心率e=,
椭圆C的左、右焦点分别为F1(-c,0)、F2(c,0),
又点F2在线段PF1的中垂线上,
∴|F1F2|=|PF2|,
∴(2c)2=()2+(2-c)2,解得c=1,
∴a2=2,b2=1,
∴椭圆的方程为+y2=1;
2)由题意,直线MN的方程为y=kx+m,
由消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
则,
且,
,
由已知α+β=π得,
即,
化简,得2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0,
∴2k·,解得m=-2k,
∴直线MN的方程为y=k(x-2),
因此直线MN过定点,该定点的坐标为(2,0)。
已知椭圆G:的两个焦点为F1、F2,点P在椭圆G上,且PF1⊥F1F2,且
,斜率为1的直线l与椭圆G交与A、B两点,以AB为底边作等腰三角形,顶点为P(-3,2),
(1)求椭圆G的方程;
(2)求△PAB的面积。
正确答案
解:(1)由已知得,
,
又,
所以椭圆G的方程为。
(2)设直线l的方程为y=x+m,
由,
设A、B的坐标分别为,AB中点为E
,
则,
因为AB是等腰△PAB的底边,
所以PE⊥AB,
所以PE的斜率,解得m=2,
此时方程①为,
所以,
此时,点P(-3,2)到直线AB:x-y+2=0的距离,
所以△PAB的面积S=。
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