- 椭圆
- 共5181题
已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,椭圆的短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形,两准线间的距离为1.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)直线l过点P(0,2)且与椭圆相交于A、B两点,当△AOB面积取得最大值时,求直线l的方程.
正确答案
设椭圆方程为+
=1(a>b>c)
(Ⅰ)由已知得⇒
∴所求椭圆方程为+y2=1.
(Ⅱ)由题意知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2)
由,消去y得关于x的方程:
(1+2k2)x2+8kx+6=0
由直线l与椭圆相交于A、B两点,
∴△>0⇒64k2-24(1+2k2)>0
解得k2>
又由韦达定理得
∴|AB|=|x1-x2|=
=
原点O到直线l的距离d=
∵S△AOB=|AB|•d=
=
.
对S=两边平方整理得:4S2k4+4(S2-4)k2+S2+24=0(*)
∵S≠0,
整理得:S2≤
又S>0,∴0<S≤
从而S△AOB的最大值为S=,
此时代入方程(*)得4k4-28k2+49=0∴k=±
所以,所求直线方程为:±x-2y+4=0.
设椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,A是椭圆上的一点,AF2⊥F1F2,原点O到直线AF1的距离为
|OF1|,
(Ⅰ)证明:a=b;
(Ⅱ)设Q1,Q2为椭圆上的两个动点,OQ1⊥OQ2,过原点O作直线Q1Q2的垂线OD,垂足为D,求点D的轨迹方程。
正确答案
(Ⅰ)证明:由题设及
,
不妨设点A(c,y),其中y>0,
由于点A在椭圆上,有,即
,
解得从而得到
,
直线的方程为
,整理得
,
由题设,原点O到直线的距离为
,即
,
将代入上式并化简得
,即a=
b。
(Ⅱ)解:设点D的坐标为,
当时,由
知,直线
的斜率为
,
所以直线的方程为
,或y=kx+m,其中
,
点的坐标满足方程组
,
将①式代入②式,得,
整理得,,
于是, ③
由①式得
, ④
由知
,
将③式和④式代入得,
,
将代入上式,整理得
,
当时,直线
的方程为
,
点的坐标满足方程组
,
所以,
由知
,即
,
解得,
这时,点D的坐标仍满足;
综上,点D的轨迹方程为。
已知椭圆C:的离心率为
,过右焦点F的直线l与C相交于A、B两点,当l的斜率为1时,坐标原点D到l的距离为
,
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)C上是否存在点P,使得当l绕F转到某一位置时,有成立?若存在,求出所有的P的坐标与l的方程;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设F(c,0),当l的斜率为1时,其方程为x-y-c=0,
O到l的距离为,故
,
由,得
。
(Ⅱ)C上存在点P,使得当l绕F转到某一位置时,有成立,
由(Ⅰ)知C的方程为2x2+3y2=6,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
(ⅰ)当l不垂直于x轴时,设l的方程为y=k(x-1),
C上的点P使成立的充要条件是P点的坐标为(x1+x2,y1+y2),
且2(x1+x2)2+3(y1+y2)2=6,
整理得,
又A、B在C上,即,
故,
将y=k(x-1)代入,
并化简得,
于是,
,
代入①解得,k2=2,此时,
于是,即
,
因此,当,l的方程为
;
当时,
,l的方程为
;
(ⅱ)当l垂直于x轴时,由=(2,0)知,C上不存在点P使
成立;
综上,C上存在点使
成立,此时l的方程为
。
已知椭圆经过点M(2,1),O为坐标原点,平行于OM的直线l在y轴上的截距为m(m≠0),
(1)当m=3时,判断直线l与椭圆的位置关系(写出结论,不需证明);
(2)当m=3时,P为椭圆上的动点,求点P到直线l距离的最小值;
(3)如图,当l交椭圆于A、B两个不同点时,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)当m=3时,直线l与椭圆相离;
(2)可知直线l的斜率为,
设直线a与直线l平行,且直线a与椭圆相切,
设直线a的方程为,
联立,
∴,
∴直线a的方程为,
所求P到直线l的最小距离等于直线l到直线的距离
;
(3)由,
∴,
设直线MA、MB的斜率分别为k1,k2,只需证明k1+k2=0即可,
设,
而
,
∴,
故直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形。
已知两点A、B分别在直线y=x和y=-x上运动,且|AB|=,动点P满足
(O为坐标原点),点P的轨迹记为曲线C。
(1)求曲线C的方程;
(2)过曲线C上任意一点作它的切线l,与椭圆交于M、N两点,求证:
为定值。
正确答案
解:(1)∵
∴P为线段AB的中点
∵A,B分别在直线y=x和y=-x上
∴
又
∴
∴点P在以原点为圆心,为半径的圆上
∴点P的轨迹C的方程为;
(2)证明:当直线l的斜率存在时,设l:y=kx+m
∵l与C相切
∴
∴
联立
∴
设M(x1,y1),N(x2,y2),则,
又
∴·
=0
当直线l的斜率不存在时,l的方程为
带入椭圆方程得或
此时,
综上所述为定值0。
已知椭圆的左焦点为F,O为坐标原点。
(1)求过点O、F,并且与椭圆的左准线相切的圆的方程;
(2)设过点F的直线交椭圆于A、B两点,并且线段AB的中点在直线x+y=0上,求直线AB的方程。
正确答案
解:(1)∵
∴,F(-1,0),l:x=-2
∵圆过点O、F
∴圆心M在直线上
设,则圆半径
由,得
解得
∴所求圆的方程为。
(2)设直线AB的方程为
代入整理得
∵直线AB过椭圆的左焦点F
∴方程有两个不等实根
记,
中点
则
∵线段AB的中点N在直线上
∴
∴或
当直线AB与x轴垂直时,线段AB的中点F不在直线上
∴直线AB的方程是或
。
已知中心在原点O,焦点F1、F2在x轴上的椭圆E经过点C(2,2),且抛物线y2=x的焦点为F1,
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)垂直于OC的直线l与椭圆E交于A、B两点,当以AB为直径的圆P与y轴相切时,求直线l的方程和圆P的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆E的方程为,
则,①
∵抛物线的焦点为F1,
∴, ②
又a2=b2+c2, ③
由①、②、③得a2=12,b2=6,
所以椭圆E的方程为。
(Ⅱ)依题意,直线OC斜率为1,由此设直线l的方程为y=-x+m,
代入椭圆E方程,得3x2-4mx+2m2-12=0,
由△=16m2-12(2m2-12)=8(18-m2),得m2<18,
记A(x1,y1)、B(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=
,
圆P的圆心为,
半径,
当圆P与y轴相切时,,
即,m2=9<18,m=±3,
当m=3时,直线l方程为y=-x+3,
此时,x1+x2=4,圆心为(2,1),半径为2,
圆P的方程为(x-2)2+(y-1)2=4;
同理,当m=-3时,直线l方程为y=-x-3,
圆P的方程为(x+2)2+(y+1)2=4。
已知椭圆C:的离心率为
,且曲线过点(1,
),
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知直线x-y+m=0与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点不在圆x2+y2=内,求m的取值范围。
正确答案
解:(1),
∴,
∴……①
曲线过……②
由①②解得,
则椭圆方程为;
(2)联立方程,消去y整理得:
,
则,
解得,……③
,
即AB的中点为,
又∵AB的中点不在内,
∴,
解得,……④
由③④得:。
已知椭圆的左、右焦点分别为F1、F2,若以F2为圆心,b-c为半径作圆F2,过椭圆上一点P作此圆的切线,切点为T,且|PT|的最小值不小于
(a-c),
(1)证明:椭圆上的点到F2的最短距离为a-c;
(2)求椭圆的离心率e的取值范围;
(3)设椭圆的短半轴长为1,圆F2与x轴的右交点为Q,过点Q作斜率为k(k>0)的直线l与椭圆相交于A、B两点,若OA⊥OB,求直线l被圆F2截得的弦长S的最大值.
正确答案
解:(1)假设椭圆上的任一点,则
,
由椭圆方程易得,
显然当x0=a时,|PF2|取最小值a-c;
(2)依题意知,
当且仅当|PF2|取得最小值时,|PT|取最小值,
∴,
又因为b-c>0.得;
(3)依题意Q点的坐标为(1,0),则直线l的方程为y=k(x-1),
代入椭圆方程得,
设,
则,
又OA⊥OB,∴,即
,
∴,即k=a,直线l的方程为ax-y-a=0,
圆心F2(c,0)到直线l的距离,
由图象可知,
由得
,
∴。
已知动直线l与椭圆C:交于P(x1,y1),Q(x2,y2)两不同点,且△OPQ的面积
,其中O为坐标原点.
(Ⅰ)证明:x12+x22和y12+y22均为定值;
(Ⅱ)设线段PQ的中点为M,求|OM|·|PQ|的最大值;
(Ⅲ)椭圆C上是否存在三点D,E,G,使得?若存在,判断△DEG的形状;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)当直线l的斜率不存在时,P,Q两点关于x轴对称,则,
由在椭圆上,则
,
而,则
,
于是,
;
当直线l的斜率存在,设直线l为y=kx+m,
代入可得
,
即,△>0,
即,
,
,
,
,
则,满足△>0,
,
;
综上可知,
。
(Ⅱ)当直线l的斜率不存在时,由(Ⅰ)知;
当直线l的斜率存在时,由(Ⅰ)知,
,
,
,
,
当且仅当,即
时等号成立;
综上可知的最大值为
。
(Ⅲ)假设椭圆上存在三点D,E,G,使得,
由(Ⅰ)知,
,
解得,
,
因此只能从
中选取,
只能从±1中选取,
因此D,E,G只能从中选取三个不同点,
而这三点的两两连线必有一个过原点,这与相矛盾,
故椭圆上不存在三点D,E,G,使得。
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