- 椭圆
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平面直角坐标系xOy中,已知⊙M经过点F1(0,-c),F2(0,c),A(c,0)三点,其中c>0.
(1)求⊙M的标准方程(用含c的式子表示);
(2)已知椭圆+
=1(a>b>0)(其中a2-b2=c2)的左、右顶点分别为D、B,⊙M与x轴的两个交点分别为A、C,且A点在B点右侧,C点在D点右侧.
①求椭圆离心率的取值范围;
②若A、B、M、O、C、D(O为坐标原点)依次均匀分布在x轴上,问直线MF1与直线DF2的交点是否在一条定直线上?若是,请求出这条定直线的方程;若不是,请说明理由.
正确答案
(1)设⊙M的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则由题设,得
解得
⊙M的方程为x2+y2-cx-c2=0,
⊙M的标准方程为(x-c)2+y2=
c2;(5分)
(2)⊙M与x轴的两个交点A(c,0),C(-
c,0),
又B(b,0),D(-b,0),
由题设即
所以解得
<
<
,
即<e<
.所以椭圆离心率的取值范围为(
,
);(10分)
(3)由(1),得M(c,0).
由题设,得c-b=b-
c=
c.
∴b=c,D(-
c,0).
∴直线MF1的方程为-
=1,
①直线DF2的方程为-+
=1.
②由①②,得直线MF1与直线DF2的交点Q(c,3c),
易知kOQ=为定值,
∴直线MF1与直线DF2的交点Q在定直线y=x上.(15分)
已知点A在圆C:x2+(y-2)2=上运动,点B在以F(
,0)为右焦点的椭圆x2+4y2=4上运动,求|AB|的最大值______.
正确答案
∵|AB|≤|BC|+|CA|=|BC|+,当且仅当B,C,A共线时取等号.
因此当|BC|最大值时,|AB|取最大值时.
设B(x,y),则 d2=|BC|2=x2+(y-2)2=4(1-y2)+(y-2)2=-3y2-4y+8=--3(y+
2
3
)2+,
∵-1≤y≤1,∴当y=-时,d2最大值为
,d最大值为
,
|AB|的最大值为+
=
故答案为:
已知椭圆c:+
=1(a>b>0),左、右两个焦点分别为F1、F2,上顶点A(0,b),△AF1F2是正三角形且周长为6.
(1)求椭圆C的标准方程及离心率;
(2)O为坐标原点,P是直线F1A上的一个动点,求|PF2|+|PO|的最小值,并求出此时点P的坐标.
正确答案
(1)由题意,得,解之得a=2,b=
,c=1
故椭圆C的方程为+
=1,离心率e=
;
(2)∵△AF1F2是正三角形,可得直线AF1的斜率为k=tan=
∴直线AF1的方程为y=(x+1)
设点O关于直线AF1的对称点为M(m,n),则,
解之得m=-,n=
,可得M坐标为(-
,
),
∵|PO|=|PM|,|PF2|+|PO|=|PF2|+|PM|>|MF2|
∴|PF2|+|PM|的最小值为|MF2|==
直线MF2的方程为y=(x-1),即y=-
(x-1)
由解得
,所以此时点P的坐标为(-
,
).
综上所述,可得求|PF2|+|PO|的最小值为,此时点P的坐标为(-
,
).
已知椭圆C的方程为+
=1(a>b>0),称圆心在坐标原点O,半径为
的圆为椭圆C的“伴随圆”,椭圆C的短轴长为2,离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆C及其“伴随圆”的方程;
(Ⅱ)若直线l与椭圆C交于A,B两点,与其“伴随圆”交于C,D两点,当|CD|= 时,求△AOB面积的最大值.
正确答案
(Ⅰ)由题意得,e2==
=1-
=
,
又∵b=1,∴a2=3,∴椭圆C的方程为+y2=1,(3分)
∵=
=2,
∴“伴随圆”的方程为x2+y2=4.(4分)
(Ⅱ)①当CD⊥x轴时,由|CD|=,得|AB|=
.
②当CD与x轴不垂直时,由|CD|=,得圆心O到CD的距离为
.
设直线CD的方程为y=kx+m,则由=
,得m2=
(k2+1),
设A(x1,y1),B(x2,y2),由,得(3k2+1)x2+6kmx+3m2-3=0.
∴x1+x2=,x1x2=
.(6分)
当k≠0时,|AB|2=(1+k2)(x1-x2)2
=(1+k2)[()2-
]
=(1+k2)[-
]
=
=3+
=3+
≤3+=4.
当且仅当9k2=,即k=±
时等号成立,此时|AB|=2.
当k=0时,|AB|=,综上所述:|AB|max=2,
此时△AOB的面积取最大值S=|AB|max×
=
.(10分)
已知F是椭圆C:+
=1(a>b>0)的右焦点,点P在椭圆C上,线段PF与圆x2+y2=b2相切于点Q,且
=
,则椭圆C的离心率为______.
正确答案
设原点为O,左焦点为F′,连接OQ
∵O为F′F的中点,Q又为PF的中点,
∴|F′P|=2|OQ|,
∵Q为切点,
∴|OQ|=b,|F′P|=2b,OQ⊥PF
∴|PF|=2a-2b,PF′⊥PF
∴4c2=4b2+(2a-2b)2∴3b=2a
∵a2-b2=c2,
∴a2-a2=c2,
∴e=
故答案为:
已知点(x,y)在椭圆C:+
=1(a>b>0)的第一象限上运动.
(Ⅰ)求点(,xy)的轨迹C1的方程;
(Ⅱ)若把轨迹C1的方程表达式记为y=f(x),且在(0,)内y=f(x)有最大值,试求椭圆C的离心率的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)设点(x0,y0)是轨迹C1上的动点,∴(2分)
∴x0y0=y2,=x2.
∵点(x,y)在椭圆C:+
=1(a>b>0)的第一象限上运动,则x0>0,y0>0.
∴+
=1.
故所求的轨迹C1方程是+
=1(x>0,y>0).(6分)
(Ⅱ)由轨迹C1方程是+
=1(x>0,y>0),得y=
(x>0).
∴f(x)==
≤
=
.
所以,当且仅当=a2x,即x=
时,f(x)有最大值.(10分)
如果在开区间(0,)内y=f(x)有最大值,只有
<
.(12分)
此时,<
⇒
<
,解得
<e<1.
∴椭圆C的离心率的取值范围是(, 1).(14分)
已知椭圆E的两个焦点分别为F1(-1,0),F2(1,0),点(1,)在椭圆E上.
(1)求椭圆E的方程
(2)若椭圆E上存在一点 P,使∠F1PF2=30°,求△PF1F2的面积.
正确答案
(1)设椭圆E的方程为 +
=1(a>b>0).
∵c=1,
∴a2-b2=1①,
∵点(1,)在椭圆E上,
∴+
=1②,
由①、②得:a2=4,b2=3,
∴椭圆E的方程为:+
=1.
(2)由题意知,a=2,b=、∴c=1
又∵点P在椭圆上,∴|PF1|+|PF2|=2a=4、①
由余弦定理知:|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos30°=|F1F2|2=(2c)2=4②
把①两边平方得|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|•|PF2|=16,③
③-②得(2+)|PF1|•|PF2|=12,
∴|PF1|•|PF2|=12(2-),
∴S△PF1F2=|PF1|•|PF2|sin30°=6-3
、
椭圆x2+my2=1的焦点在y轴上,长轴长是短轴长的两倍,则m的值为______.
正确答案
方程x2+my2=1变为x2+=1
∵焦点在y轴上,长轴长是短轴长的两倍,
∴=2,解得m=
故应填
已知F1,F2是椭圆+
=1的两个焦点,P为椭圆上一点,则△PF1F2 的周长______.
正确答案
由题意知:
a=5,b=4,c=3
△PF1F2周长=2a+2c=10+6=16.
故答案为:16.
已知椭圆+
=1(a >2)上一点P到它的左右两个焦点的距离和是6,
(1)求a及椭圆离心率的值.
(2)若PF2⊥x轴(F2为右焦点),且P在y轴上的射影为点Q,求点Q的坐标.
正确答案
(1)∵椭圆+
=1(a >2)上一点P到它的左右两个焦点的距离和是6
∴2a=6
∴a=3
∵b=2,c2=a2-b2
∴c=
∴e==
(2)∵PF2⊥x轴(F2为右焦点),
∴P的横坐标为
∵P在椭圆+
=1上
∴y=±
∵P在y轴上的射影为点Q,
∴点Q的坐标为(0,±).
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