- 圆锥曲线与方程
- 共2033题
已知椭圆和直线L:
=1, 椭圆的离心率
,直线L与坐标原点的距离为
。
(1)求椭圆的方程;
(2)已知定点,若直线
与椭圆相交于C、D两点,试判断是否存在
值,使以CD为直径的圆过定点E?若存在求出这个
值,若不存在说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)直线L:=1,∴
=
.① ,,,,,,,,,,,,,,,,,,2分
e=.② ,,,,,,,,,,,,,,,,,,4分
由①得,3
由②3得 ∴所求椭圆的方程是
+y2=1. ,,,,,,,,,,,,,,,,,,6分
(2)联立得:.
Δ ,,,,,,,,,,,,8分
设,则有
,,,,,,,,,,,,,,,,,,10分
∵,且以CD为圆心的圆点过点E,
∴EC⊥ED. ,,,,,,,,,,,,,,,,,,12分
则
∴,解得
=
>1,
∴当=
时以CD为直径的圆过定点E. ,,,,,,,,,,,,,,,,,。14分
知识点
如图,已知,
,
,
分别是椭圆
的四个顶点,△
是一个边长为2的等边三角形,其外接圆为圆
。
(1)求椭圆及圆
的方程;
(2)若点是圆
劣弧
上一动点(点
异于端点
,
),直线
分别交线段
,椭圆
于点
,
,直线
与
交于点
。
(i)求的最大值;
(ii)试问:,
两点的横坐标之和是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意知,,
,
所以,
,所以椭圆
的方程为
,
易得圆心,
,所以圆
的方程为
,
(2)证明:设直线的方程为
,
与直线的方程
联立,解得点
,
联立,消去
并整理得,
,解得点
,
(i)
,当且仅当
时,取“=”,
所以的最大值为
。
(ii)直线的方程为
,
与直线的方程
联立,解得点
,
所以、
两点的横坐标之和为
。
故、
两点的横坐标之和为定值,该定值为
。
知识点
设椭圆中心在坐标原点,是它的两个顶点,直线
与AB相交于点D,与椭圆相交于E、F两点。
(1)若,求
的值;
(2)求四边形面积的最大值。
正确答案
见解析。
解析
(1)依题设得椭圆的方程为,
直线的方程分别为
,
。 2分
如图,设,其中
,
且满足方程
,
故,①
由知
,得
;
由在
上知
,得
,所以
,
化简得,解得
或
。····· 6分
(2)根据点到直线的距离公式和①式知,点到
的距离分别为
,
。 9分
又,所以四边形
的面积为
,
当,即当
时,上式取等号,所以
的最大值为
。 12分
知识点
如图,已知椭圆的右顶点为A(2,0),点P(2e,
)在椭圆上(e为椭圆的离心率)。
(1)求椭圆的方程;
(2)若点B,C(C在第一象限)都在椭圆上,满足,且
,求实数λ的值。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵椭圆的右顶点为A(2,0),∴a=2,
∵点P(2e,)在椭圆上,
∴,
∵a2=4,,a2=b2+c2,
∴b2=1,c2=3,
∴椭圆的方程为。
(2)设直线OC的斜率为k,则直线OC方程为y=kx,
代入椭圆方程,即x2+4y2=4,
得(1+4k2)x2=4,∴,
∴C(,
),
又直线AB方程为y=k(x﹣2),代入椭圆方程x2+4y2=4,
得(1+4k2)x2﹣16k2x+16k2﹣4=0,
∵xA=2,∴xB=,
∵=0,
∴+
=0,
∴,∵C在第一象限,∴k>0,∴k=
,
∵=(
),
=(2﹣
,0﹣
)=(
,
),
由=
,得
,
∴k=,∴
。
知识点
在平面直角坐标系xOy中,设曲线C1:所围成的封闭图形的面积为
,曲线C1上的点到原点O的最短距离为
,以曲线C1与坐标轴的交点为顶点的椭圆记
为C2。
(1)求椭圆C2的标准方程;
(2)设AB是过椭圆C2中心O的任意弦,l是线段AB的垂直平分线。M是l上的点(与O不
重合)。
② 若MO=2OA,当点A在椭圆C2上运动时,求点M的轨迹方程;
②若M是l与椭圆C2的交点,求△AMB的面积的最小值。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意得 又
,解得
,
。
因此所求椭圆的标准方程为。
(2)①设,
,则由题设知:
,
。
即 解得
因为点在椭圆C2上,所以
,
即,亦即
。
所以点M的轨迹方程为。
②(方法1)设,则
,
因为点A在椭圆C2上,所以,即
(i)
又 (ii)
(i)+(ii)得,
所以.
当且仅当(即
)时,
.
(方法2)假设AB所在的直线斜率存在且不为零,设AB所在直线方程为y=kx(k≠0)。
解方程组 得
,
,
所以,
.
又 解得
,
,所以
。
(解法1)由于
,
当且仅当时等号成立,即k=±1时等号成立,
此时△AMB面积的最小值是S△AMB=。
当k=0,S△AMB;
当k不存在时,S△AMB。
综上所述,△AMB面积的最小值为。
(解法2)因为,
又,于是
,
当且仅当时等号成立,即k=±1时等号成立,(后同方法1)
知识点
已知椭圆的左、右焦点分别为
、
,过
作直线
与椭圆
交于点
、
。
(1)若椭圆的离心率为
,右准线的方程为
,
为椭圆
上顶点,直线
交右准线于点
,求
的值;
(2)当时,设
为椭圆
上第一象限内的点,直线
交
轴于点
,
,证明:点
在定直线上。
正确答案
见解析。
解析
(1)设,则
,解得
,
所以椭圆的方程为
,
则直线的方程为
,令
,可得
,
联立,得
,所以
,
,
所以。
(2)设,
,则直线
的方程为
,
令,可得
,
由可知,
,整理得
,
又,
联立,解得
,
所以点在定直线
上,
知识点
给定椭圆:
,称圆心在坐标原点
,半径为
的圆是椭圆
的“伴随圆”。 已知椭圆
的两个焦点分别是
,椭圆
上一动点
满足
。
(1)求椭圆及其“伴随圆”的方程;
(2)过点P作直线
,使得直线
与椭圆
只有一个交点,且
截椭圆
的“伴随圆”所得的弦长为
,求出
的值。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意得:得
,半焦距
,,,。2分
则椭圆
的方程为
,,,,,,,,。4分
“伴随圆”的方程为,,,,,,,,。6分
(2)设过点,且与椭圆有一个交点的直线
为
,
则 整理得
,,,,,,,,。2分
所以,解
①,,,,,,,。4分
又因为直线截椭圆
的“伴随圆”所得的弦长为
,
则有 化简得
② ,,,。6分
联立①②解得,
,所以
……8分
知识点
如图,已知椭圆分别为其左右焦点,
为左顶点,直线
的方程为
,过
的直线l′与椭圆交于异于
的
、
两点。
(1)求的取值范围;
(2)若求证:M、N两点的纵坐标之积为定值;并求出该定值。
正确答案
见解析。
解析
(1)①当直线的斜率不存在时,由
可知
方程为
代入椭圆得
又
∴,
------------------------------2分
②当直线的斜率存在时,设
方程为
代入椭圆得
--------------------------4分
----------------------------5分
∴
----------------------------------------9分
---------------------------------------10分
(2)AP的方程为
--------------------------------------11分
------------------------------------12分
----------------------------------13分
∴ -----------------------14分
知识点
已知抛物线的焦点
以及椭圆
的上、下焦点及左、右顶点均在圆
上。
(1)求抛物线和椭圆
的标准方程;
(2)过点的直线
交抛物线
于
两不同点,交
轴于点
,已知
,求
的值;
(3)直线交椭圆
于
两不同点,
在
轴的射影分别为
,
,若点
满足
,证明:点
在椭圆
上。
正确答案
见解析
解析
(1)由抛物线的焦点
在圆
上得:
,
,∴抛物线
…………………………2分
同理由椭圆的上、下焦点
及左、右顶点
均在圆
上可解得:
,得椭圆
。 …………………………4分
(2)设直线的方程为
,则
。
联立方程组,消去
得:
且
…………………………5分
由得:
整理得:
。 …………………………8分
(3)设,则
由得
;①
;②
;③ ……………………11分
由①+②+③得
∴满足椭圆
的方程,命题得证。 ……………14分
知识点
已知椭圆>b>
的离心率为
且椭圆上一点到两个焦点的距离之和为
.斜率为
的直线
过椭圆的上焦点且与椭圆相交于P,Q两点,线段PQ的垂直平分线与y轴相交于点M(0,m).
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求m的取值范围.
(3)试用m表示△MPQ的面积S,并求面积S的最大值.
正确答案
见解析。
解析
(1)依题意可得解得
从而所求椭圆方程为
…………………4分
(2)直线的方程为
由可得
该方程的判别式△=>0恒成立.
设则
………………5分
可得
设线段PQ中点为N,则点N的坐标为………………6分
线段PQ的垂直平分线方程为
令,由题意
………………………………………………7分
又,所以0<
<
…………………………………………………8分
(3)点M到直线
的距离
于是
由可得
代入上式,得
即<
<
.…………………………………………11分
设则
而>0
0<m<
<0
<m<
所以在
上单调递增,在
上单调递减.
所以当时,
有最大值
……………………13分
所以当时,△MPQ的面积S有最大值
…………………14分
知识点
坐标系中,已知椭圆
的其中一个顶点坐标为B(0,1),且点
在
上.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆
交于M,N且
,求证:
为定值.
正确答案
见解析。
解析
(1) 由题意,椭圆的右顶点坐标为
,所以
,…………………2分
点代入椭圆
,得
,即
.…………………………4分
所以椭圆的方程为
。 ………………………………………………………5分
(2)直线的斜率显然存在,设直线
的方程为
,……………………6分
,消去
并整理得
,(*)………………7分
设,
由(*)式得……………8分
.………………………………9分
代入并整理得………………………10分
可得
经验证满足,………………………………12分
∴ 。………………………………………………………………………………13分
知识点
已知椭圆的中心在坐标原点,离心率
,且其中一个焦点与抛物线
的焦点重合。
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的动直线
交椭圆
于
两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点
,使得无论
如何转动,以
为直径的圆恒过点
?若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)依题意可设椭圆的方程为,
离心率,
又抛物线的焦点为
,
所以,
椭圆
的方程是
. (5分)
(2)若直线与
轴重合,则以
为直径的圆是
,若直线
垂直于
轴,则以
为直径的圆是
.
由解得
即两圆相切于点.
因此所求的点如果存在,只能是
. (7分)
事实上,点就是所求的点.证明如下:
当直线垂直于
轴时,以
为直径的圆过点
.
当直线不垂直于
轴时,可设直线
.
由消去
得
.
设,则
(10分)
又因为,
,即以
为直径的圆恒过点
.
故在坐标平面上存在一个定点满足条件. (14分)
知识点
如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:=1(a>b>0)经过点M(3
,
),椭圆的离心率e=
,F1、F2分别是椭圆的左、右焦点。
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点M作两直线与椭圆C分别交于相异两点A、B。
①若直线MA过坐标原点O,试求△MAF2外接圆的方程;
②若∠AMB的平分线与y轴平行,试探究直线AB的斜率是否为定值?若是,请给予证明;若不是,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)由椭圆的离心率e=,可得a2=9b2,故椭圆方程为
又椭圆过点M(3,
),则
,解得b2=4,
所以椭圆的方程为
(2)①记△MAF2的外接圆的圆心为T。
因为,所以MA的中垂线方程为y=﹣3x,
又由M(3,
),F2(
,0),得MF1的中点为
,
而=﹣1,
所以MF2的中垂线方程为,
由,得T(
)
所以圆T的半径为=
,
故△MAF2的外接圆的方程为
(3)设直线MA的斜率为k,A(x1,y1),B(x2,y2),(x2>x1)
由题直线MA与MB的斜率互为相反数,
∴直线MB的斜率为﹣k。
联立直线MA与椭圆方程,可得(9k2+1)x2+x+162k2﹣108k﹣18=0
∴x1+x2=﹣,
又
∴=
=
为定值
知识点
设,
分别是椭圆
:
的左、右焦点,过
作倾斜角为
的直线交椭圆
于
,
两点,
到直线
的距离为
,连结椭圆
的四个顶点得到的菱形面积为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆的左顶点
作直线
交椭圆
于另一点
.
(ⅰ)若点是线段
垂直平分线上的一点,且满足
,求实数
的值;
(ⅱ)过作垂直于
的直线
交椭圆
于另一点
,当直线
的斜率变化时,直线
是否过
轴上的一定点,若过定点,请给出证明,并求出该定点坐标;若不过定点,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)设,
的坐标分别为
,其中
由题意得的方程为:
因到直线
的距离为
,所以有
,解得
…………………1分
所以有……………………①
由题意知: ,即
……②
联立①②解得:
所求椭圆的方程为
…………………………………………4分
(2)由(1)知:, 设
根据题意可知直线的斜率存在,可设直线斜率为
,则直线
的方程为
把它代入椭圆的方程,消去
,整理得:
由韦达定理得,则
,
,
,线段
的中点坐标为
………………6分
(ⅰ)当时, 则有
,线段
垂直平分线为
轴
于是
由,解得:
……………………………………………8分
当时, 则线段
垂直平分线的方程为
因为点是线段
垂直平分线的一点,
令,得:
,于是
由,解得:
代入,解得:
综上, 满足条件的实数的值为
或
………………………10分
(ⅱ)设,由题意知
的斜率
,直线
的斜率为
,则
由 化简得:
。
∵此方程有一根为, 得
,…………………………12分
, 则
所以的直线方程为
令,则
。
所以直线过
轴上的一定点
…………………………………………………14分
知识点
已知中心在原点,焦点在坐标轴上的椭圆的方程为
它的离心率为
,一个焦点是(-1,0),过直线
上一点引椭圆
的两条切线,切点分别是A、B.
(1)求椭圆的方程;
(2)若在椭圆上的点
处的切线方程是
.求证:直线AB恒过定点C,并求出定点C的坐标;
(3)是否存在实数使得求证:
(点C为直线AB恒过的定点)。
正确答案
见解析
解析
(1)设椭圆方程为的焦点是
,故
,又
,所以
,所以所求的椭圆
方程为
. ………………………4分
(2)设切点坐标为,
,直线
上一点M的坐标
,则切线方程分别为
,
,又两切线均过点M,即
,即点A,B的坐标都适合方程
,故直线AB的方程是
,显然直线
恒过点(1,0),故直线AB恒过定点
.…………………………………9分
(3)将直线AB的方程,代入椭圆方程,得
,即
,
所以,不妨设
,
,同理
,…………12分
所以
,
即,……………………………14分
知识点
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