- 椭圆的定义
- 共1868题
已知椭圆左、右焦点分别为F1、F2,点P(2,
),点F2在线段PF1的中垂线上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线与椭圆C交于M、N两点,直线F2M与F2N的斜率互为相反数,求证:直线l过定点,并求该定点的坐标.
正确答案
(1);(2)详见解析.
试题分析:(1)根据椭圆的离心率求得a和c的关系,进而根据椭圆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,推断|F1F2|=|PF2|,进而求得c,则a和b可得,进而求得椭圆的标准方程.(2)设直线MN方程为y=kx+m,与椭圆方程联立消去y,设M(x1,y1),N(x2,y2),根据韦达定理可表示出x1+x2和x1x2,表示出直线F2M和F2N的斜率,由直线F2M与F2N的斜率互为相反数,可推断两直线斜率之和为0,把x1+x2和x1x2代入即可求得k和m的关系,代入直线方程进而可求得直线过定点.
解:(1)由椭圆C的离心率得
,其中
,椭圆C的左、右焦点分别为
又点F2在线段PF1的中垂线上
解得
(2)由题意,知直线MN存在斜率,设其方程为
由
消去设
则且
(8分)
由已知,得
化简,得
(10分)
整理得
直线MN的方程为
,
因此直线MN过定点,该定点的坐标为(2,0) (12分).
给定椭圆C:=1(a>b>0),称圆心在原点O、半径是
的圆为椭圆C的“准圆”.已知椭圆C的一个焦点为F(
,0),其短轴的一个端点到点F的距离为
.
(1)求椭圆C和其“准圆”的方程;
(2)若点A是椭圆C的“准圆”与x轴正半轴的交点,B、D是椭圆C上的两相异点,且BD⊥x轴,求·
的取值范围;
(3)在椭圆C的“准圆”上任取一点P,过点P作直线l1,l2,使得l1,l2与椭圆C都只有一个交点,试判断l1,l2是否垂直?并说明理由.
正确答案
(1)x2+y2=4(2)[0,7+4)(3)对于椭圆C上的任意点P,都有l1⊥l2.
(1)由题意知c=,且a=
=
,可得b=1,故椭圆C的方程为
+y2=1,其“准圆”方程为x2+y2=4.
(2)由题意,可设B(m,n),D(m,-n)(-),则有
+n2=1,又A点坐标为(2,0),故
=(m-2,n),
=(m-2,-n),故
·
=(m-2)2-n2=m2-4m+4-
=
m2-4m+3=
,又-
,故
∈[0,7+4
],所以
·
的取值范围是[0,7+4
).
(3)设P(s,t),则s2+t2=4.当s=±时,t=±1,则l1,l2其中之一斜率不存在,另一斜率为0,显然有l1⊥l2.当s≠±
时,设过P(s,t)且与椭圆有一个公共点的直线l的斜率为k,则l的方程为y-t=k(x-s),代入椭圆C方程可得x2+3[kx+(t-ks)]2=3,即(3k2+1)x2+6k(t-ks)x+3(t-ks)2-3=0,由Δ=36k2(t-ks)2-4(3k2+1)[3(t-ks)2-3]=0,可得(3-s2)k2+2stk+1-t2=0,其中3-s2=0,设l1,l2的斜率分别为k1,k2,则k1,k2是上述方程的两个根,故k1k2=
=-1,即l1⊥l2.综上可知,对于椭圆C上的任意点P,都有l1⊥l2.
如图,点是椭圆
的一个顶点,
的长轴是圆
的直径,
、
是过点
且互相垂直的两条直线,其中
交圆
于
、
两点,
交椭圆
于另一点
.
(1)求椭圆的方程;
(2)求面积的最大值及取得最大值时直线
的方程.
正确答案
(1);当直线
的方程为
时,
的面积取最大值
.
试题分析:(1)首先根据题中条件求出和
的值,进而求出椭圆
的方程;(2)先设直线
的方程为
,先利用弦心距、半径长以及弦长之间满足的关系(勾股定理)求出直线
截圆
所得的弦长
,然后根据直线
与
两者所满足的垂直关系设直线
,将直线
的方程与椭圆的方程联立,求出直线
截椭圆
的弦长
,然后求出
的面积的表达式,并利用基本不等式求出
的面积的最大值,并求出此时直线
的方程.
试题解析:(1)由题意得,
椭圆
的方程为
;
(2)设、
、
,
由题意知直线的斜率存在,不妨设其为
,则直线
的方程为
,
故点到直线
的距离为
,又圆
,
,
又,
直线
的方程为
,
由,消去
,整理得
,
故,代入
的方程得
,
设的面积为
,则
,
,
当且仅当,即
时上式取等号,
当
时,
的面积取得最大值
,
此时直线的方程为
已知椭圆的右焦点为F,A为短轴的一个端点,且
,
的面积为1(其中
为坐标原点).
(1)求椭圆的方程;
(2)若C、D分别是椭圆长轴的左、右端点,动点M满足,连结CM,交椭圆于点
,证明:
为定值;
(3)在(2)的条件下,试问轴上是否存在异于点C的定点Q,使得以MP为直径的圆恒过直线DP、MQ的交点,若存在,求出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1).(2)见解析;(3)存在
,使得以
为直径的圆恒过直线
、
的交点.
试题分析:(1)由已知:,可得
,
,可得椭圆方程为
.
(2)由(1)知,设.根据
知
.
由消去
,整理得:
,
应用韦达定理得
利用平面向量的坐标运算即得(定值).
(3)以为直径的圆恒过
的交点,
由,建立Q坐标的方程.
试题解析:(1)由已知:,
,
,
所以椭圆方程为. 4分
(2)由(1)知,.
由题意可设.
由消去
,整理得:
,
.
,
(定值). 9分
(3)设.
若以为直径的圆恒过
的交点,
则.
由(2)可知:,
,
即恒成立,
∴存在,使得以
为直径的圆恒过直线
、
的交点. 13分
在平面直角坐标系中,已知点和
,圆
是以
为圆心,半径为
的圆,点
是圆
上任意一点,线段
的垂直平分线
和半径
所在的直线交于点
.
(1)当点在圆上运动时,求点
的轨迹方程
;
(2)已知,
是曲线
上的两点,若曲线
上存在点
,满足
(
为坐标原点),求实数
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)由题意知知|QF|=|QP|,所以|QE|+|QF|=|QE|+|QP|=|EP|=>|EF|=2,由椭圆定义法知,Q点的轨迹是以E,F为焦点实轴长
的椭圆,求出
,写出点Q的轨迹方程;(2)设出M、N点坐标和直线MN方程,代入曲线T的方程,整理成关于x的二次方程,利用根与系数关系将
,
用参数表示出来,利用判别式大于0列出关于参数的不等式,再利用题中的向量条件用参数把P点坐标表示出来,代入曲线T的方程,得出关于参数的等式,代入判别式得到关于
的不等式,求出
的范围.
试题解析:(1)点在线段
的垂直平分线上,则
,又
,
则,故可得点
的轨迹方程
为
.
(2)令经过点的直线为
,则
的斜率存在,设直线
的方程为
,
将其代入椭圆方程整理可得
设,则
,故
(1)当时,点
关于原点对称,则
(2)当时,点
不关于原点对称,则
由,得
,故
则,因为
在椭圆上,故
化简,得,又
,故得
①
又,得
②
联立①②两式及,得
,故
且
综上(1)(2)两种情况,得实数的取值范围是
.
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