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题型:简答题
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简答题

如图,椭圆Q:(a>b>0)的右焦点F(c,0),过点F的一动直线m绕点F转动,并且交椭圆于A、B两点,P是线段AB的中点。

(1)求点P的轨迹H的方程;

(2)在Q的方程中,令a2=1+cosθ+sinθ,b2=sinθ(0<θ≤),确定θ的值,使原点距椭圆的右准线l最远,此时,设l与x轴交点为D,当直线m绕点F转动到什么位置时,三角形ABD的面积最大?

正确答案

解:如图,(1)设椭圆Q:(a>b>0)上的点A(x1,y1)、B(x2,y2),又设P点坐标为P(x,y),

1°当AB不垂直x轴时,x1≠x2

由(1)-(2)得b2(x1-x2)2x+a2(y1-y2)2y=0

∴b2x2+a2y2-b2cx=0(3);

2°当AB垂直于x轴时,点P即为点F,满足方程(3)

故所求点P的轨迹方程为:b2x2+a2y2-b2cx=0。

(2)因为,椭圆Q右准线l方程是x=,原点距l的距离为

由于c2=a2-b2,a2=1+cosθ+sinθ,b2=sinθ(0<θ≤

==2sin(+

当θ=时,上式达到最大值。

此时a2=2,b2=1,c=1,D(2,0),|DF|=1

设椭圆Q:上的点 A(x1,y1)、B(x2,y2),

三角形ABD的面积S=|y1|+|y2|=|y1-y2|

设直线m的方程为x=ky+1,代入中,得

(2+k2)y2+2ky-1=0

由韦达定理得y1+y2=,y1y2=

令t=k2+1≥1,得

当t=1,k=0时取等号

因此,当直线m绕点F转到垂直x轴位置时,三角形ABD的面积最大。

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简答题

已知点P是⊙O:x2+y2=9上的任意一点,过P作PD垂直x轴于D,动点Q满足

(1)求动点Q的轨迹方程;

(2)已知点E(1,1),在动点Q的轨迹上是否存在两个不重合的两点M、N,使(O是坐标原点),若存在,求出直线MN的方程,若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)设P(x0,y0),Q(x,y),依题意,则点D的坐标为D(x0,0)

∵P在⊙O上,故x02+y02=9

∴点Q的轨迹方程为

(2)假设椭圆上存在两个不重合的两点M(x1,y1),N(x2,y2)满足,则

E(1,1)是线段MN的中点,且有

又M(x1,y1),N(x2,y2)在椭圆

两式相减,得

∴直线MN的方程为4x+9y﹣13=0

将直线MN的方程代入椭圆方程检验得:

52x2﹣104x﹣155=0则△>0有实根

∴椭圆上存在点M、N满足

此时直线MN的方程为4x+9y﹣13=0。

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简答题

在直角坐标坐标系中,已知一个圆心在坐标原点,半径为2的圆,从这个圆上任意一点P向y轴作垂线段PP′,P′为垂足,

(1)求线段PP′中点M的轨迹C的方程;

(2)过点Q(-2,0)作直线l与曲线C交于A、B两点,设N是过点(,0),且以为方向向量的直线上一动点,满足(O为坐标原点),问是否存在这样的直线l,使得四边形OANB为矩形?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由。

正确答案

解:(1)设M(x,y)是所求曲线上的任意一点,

P()是方程的圆上的任意一点,则

则有:,即

代入得,轨迹C 的方程为

(2)当直线l的斜率不存在时,与椭圆无交点,

所以设直线l的方程为y=k(x+2),与椭圆交于两点,

N点所在直线方程为

得(4+

,    

,即

∴四边形OANB为平行四边形,

假设存在矩形OANB,

,即

于是有,得

设N(),由

即点N在直线x=-上;

∴存在直线l使四边形OANB为矩形,直线l的方程为

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简答题

在平面直角坐标系xOy中,已知△ABC的顶点A,B的坐标分别为A(-3,0),B(3,0),△ABC的周长为16,

(Ⅰ)求顶点C的轨迹方程;

(Ⅱ)过点A作直线,与(Ⅰ)中的曲线交于M,N两点,试判断是否存在最小值,若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由。

正确答案

解:(Ⅰ)∵|CA|+|CB|=10为定值,

所以C点的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,焦距2c=6,

设椭圆为方程,且2a=10,

易得a=5,c=3,b=4,

所以C点的轨迹方程为

(Ⅱ)设M(x1,y1),N(x2,y2),

当直线MN的倾斜角不为90°时,设其方程为y=k(x+3)(k≠0),

代入椭圆方程化简,得

显然有

同理

所以

只要考虑的最小值,即考虑取最小值,

而k≠0,所以上式无最小值,

显然k=0时,取最小值16;

当直线MN的倾斜角为90°时,x1=x2=-3,

的最小值不存在。

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简答题

如图所示,已知圆O:x2+y2=1,直线l:y=kx+b(k>0,b>0)是圆的一条切线,且l与椭圆交于不同的两点A,B。

(1)若弦AB的长为,求直线l的方程;

(2)当直线l满足条件(1)时,求的值。

正确答案

解:(1)由题意可知:

得(1+2k2)x2+4kbx+2b2-2=0

得k=1或k=-1(舍)

所以直线l的方程为

(2)设A(x1,y1),B(x2,y2

根据韦达定理得:

代入上式得:

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简答题

在平面直角坐标系xOy中,点P到点F(3,0)的距离的4倍与它到直线x=2的距离的3倍之和记为d,当P点运动时,d恒等于点P的横坐标与18之和,

(Ⅰ)求点P的轨迹C;

(Ⅱ)设过点F的直线l与轨迹C相交于M,N两点,求线段MN长度的最大值。

正确答案

解:(Ⅰ)设点P的坐标为(x,y),

由题设当x>2时,

由①得

化简得

当x≤2时,由①得

化简得

故点P的轨迹C是椭圆在直线x=2的右侧部分

与抛物线在直线x=2的左侧部分

(包括它与直线x=2的交点)所组成的曲线,参见图1;

(Ⅱ)如图2所示,易知直线x=2与

交点都是

直线AF,BF的斜率分别为

当点P在C1上时,由②知,④

当点P在C2上时,由③知|PF|=3+x,⑤

若直线l的斜率k存在,则直线l的方程为y=k(x-3),

(1)当k≤时,

直线l与轨迹C的两个交点都在C1上,

此时由④知

从而∣MN∣=∣MF∣+∣NF∣

=

是这个方程的两根,

所以*

∣MN∣=

因为当

当且仅当时,等号成立。

(2)当时,

直线l与轨迹C的两个交点分别在上,

不妨设点M在C1上,点C2上,

则④⑤知,

设直线AF与椭圆C1的另一交点为E

所以

而点A,E都在C1上,且

有(1)知

若直线l的斜率不存在,则=3,

此时,

综上所述,线段MN长度的最大值为

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简答题

已知动点P(x,y)与两定点M(-1,0),N(1,0)连线的斜率之积等于常数λ(λ≠0)。

(Ⅰ)求动点P的轨迹C的方程;

(Ⅱ)试根据λ的取值情况讨论轨迹C的形状:

(Ⅲ)当λ=-2时,过定点F(0,1)的直线l与轨迹C交于A、B两点,求△AOB的面积的最大值。

正确答案

解:(Ⅰ)由题设知直线PM与PN的斜率存在且均不为零,

所以

整理得(λ≠0,x≠±1)。

(Ⅱ)①当λ>0时,轨迹C为中心在原点,焦点在x轴上的双曲线(除去顶点);

②当-1<λ<0时,轨迹C为中心在原点,焦点在x轴上的椭圆(除去长轴两个端点);

③当λ=-1时,轨迹C为以原点为圆心,1的半径的圆除去点(-1,0),(1,0);

④当λ<-1时,轨迹C为中心在原点,焦点在y轴上的椭圆(除去短轴的两个端点)。

(Ⅲ)当λ=-2时,轨迹C为椭圆(x≠±1) ,

由题意知,l的斜率存在,设l的方程为y=kx+1,

代入椭圆方程中整理,得, (*)

,则x1,x2的方程(*)的两个实根,

当k=0时,取“=”,

∴k=0时,△OAB的面积取最大值为

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简答题

在平面直角坐标系中,已知,若实数使得为坐标原点)  

(1)求点的轨迹方程,并讨论点的轨迹类型;  

(2)当时,若过点的直线与(1)中点的轨迹交于不同的两点之间),试求面积之比的取值范围。

正确答案

解:(1)

化简得:

时方程为 轨迹为一条直线    

时方程为轨迹为圆

时方程为轨迹为椭圆  

时方程为轨迹为双曲线。      

(2)点轨迹方程为

    

直线方程为,联立方程可得:

  

由题意可知:,所以        

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简答题

设椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,过点A与AF2垂直的直线交x轴负半轴于点Q,且,若过A,Q,F2三点的圆恰好与直线l:相切。过定点M(0,2)的直线l1与椭圆C交于G,H两点(点G在点M,H之间),

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设直线l1的斜率k>0,在x轴上是否存在点 P(m,0),使得以PG,PH为邻边的平行四边形是菱形,如果存在,求出m的取值范围,如果不存在,请说明理由;

(Ⅲ)若实数λ满足,求λ的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)因为

所以的中点,

设Q的坐标为(-3c,0),

因为

所以,且过三点的圆的圆心为,半径为2c,

因为该圆与直线l相切,所以,解得c=1,

所以

故所求椭圆方程为

(Ⅱ)设l1的方程为y=kx+2(k>0),

,则

所以

由于菱形对角线互相垂直,则

所以

因为k>0,所以

所以

所以

解得,即

因为k>0,所以

故存在满足题意的点P且m的取值范围是

(Ⅲ)①当直线l1斜率存在时,设直线l1方程为y=kx+2,

代入椭圆方程

由△>0,得

所以

所以

所以

所以

所以,整理得

因为

所以,即

所以

解得

又0<λ<1,所以

②又当直线l1斜率不存在时,直线l1的方程为x=0,

此时

所以

所以

即所求λ的取值范围是

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简答题

已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为,其左、右焦点分别为F1,F2,点P是坐标平面内一点,且|OP|=(O为坐标原点)。

(1)求椭圆C的方程;

(2)过点S(0,-)且斜率为k的动直线l交椭圆于A、B两点,在y轴上是否存在定点M,使以AB为直径的圆恒过这个点?若存在,求出M的坐标;若不存在,说明理由。

正确答案

解:(1)设

则由

所以

又因为

所以

因此所求椭圆的方程为:

(2)动直线l的方程为:

假设在y上存在定点M(0,m),满足题设,则

由假设得对于任意的恒成立

解得m=1。

因此,在y轴上存在定点M,使得以AB为直径的圆恒过这个点,点M的坐标为(0,1)。

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