- 直线、圆及圆锥曲线的交汇问题
- 共263题
如图,设椭圆C:动直线
与椭圆C只有一个公共点P,且点P在第一象限.
(1) 已知直线的斜率为
,用
表示点P的坐标;
(2) 若过原点的直线
与
垂直,证明:点
到直线
的距离的最大值为
.
正确答案
见解析
解析
(1)方法1:设直线l的方程为 ,由
,消去y得
由于直线l与椭圆C只有一个公共点P,故△=0,即,解得点P的坐标为
又点P在第一象限,故点P的坐标为
方法2:作变换 ,则椭圆C:
变为圆
:
切点 变为点
,切线
(
变为
。
在圆 中设直线
的方程为
(
) ,
由 解得
即 ,由于
,
所以 ,得
,
即 代入得
即
,
利用逆变换代入即得:
(2)由于直线l1过原点O且与直线l垂直,故直线l1的方程为x+ky=0,所以点P到直线l1的距离
整理得:
因为,所以
当且仅当 时等号成立。
所以,点P到直线 的距离的最大值为
知识点
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)求面积取最大值时直线
的方程.
正确答案
(1)(2)
解析
(1)由已知得到,且
,所以椭圆的方程是
;
(2)因为直线,且都过点
,所以设直线
,直线
,所以圆心
到直线
的距离为
,所以直线
被圆
所截的弦
;
由,所以
,所以
,
当时等号成立,此时直线
知识点
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)求面积取最大值时直线
的方程.
正确答案
见解析。
解析
(1)由已知得到,且
,所以椭圆的方程是
;
(2)因为直线,且都过点
,所以设直线
,直线
,所以圆心
到直线
的距离为
,所以直线
被圆
所截的弦
;
由,所以
,所以
,
当时等号成立,此时直线
知识点
已知圆,圆
,动圆
与
外切并且与圆
内切,圆心
的轨迹为曲线 C.
(1)求C的方程;
(2)是与圆
,圆
都相切的一条直线,
与曲线C交于A,B两点,当圆P的半径最长时,求|AB|.
正确答案
见解析
解析
由已知得圆的圆心为
(-1,0),半径
=1,圆
的圆心为
(1,0),半径
=3.
设动圆的圆心为
(
,
),半径为R.
(1)∵圆与圆
外切且与圆
内切,∴|PM|+|PN|=
=
=4,
由椭圆的定义可知,曲线C是以M,N为左右焦点,场半轴长为2,短半轴长为的椭圆(左顶点除外),其方程为
.
(2)对于曲线C上任意一点(
,
),由于|PM|-|PN|=
≤2,∴R≤2,
当且仅当圆P的圆心为(2,0)时,R=2.
∴当圆P的半径最长时,其方程为,
当的倾斜角为
时,则
与
轴重合,可得|AB|=
.
当的倾斜角不为
时,由
≠R知
不平行
轴,设
与
轴的交点为Q,则
=
,可求得Q(-4,0),∴设
,由
于圆M相切得
,解得
.
当=
时,将
代入
并整理得
,解得
=
,∴|AB|=
=
.
当=-
时,由图形的对称性可知|AB|=
,
综上,|AB|=或|AB|=
.
知识点
如图,F1,F2分别是双曲线C:(a,b>0)的左右焦点,B是虚轴的端点,直线F1B与C的两条渐近线分别交于P,Q两点,线段PQ的垂直平分线与x轴交于点M,若|MF2|=|F1F2|,则C的离心率是
正确答案
解析
如图:|OB|=b,|O F1|=c,∴kPQ=,kMN=﹣
。
直线PQ为:y=(x+c),两条渐近线为:y=
x,由
,得:Q(
,
);由
,得:P(
,
),∴直线MN为:y-
=﹣
(x-
),
令y=0得:xM=,又∵|MF2|=|F1F2|=2c,∴3c=xM=
,解之得:
,即e=
。
知识点
如果函数y的图像与曲线
恰好有两个不同的公共点,则实数
的 取值范围是 ( )
正确答案
解析
数形结合,分类讨论。
①当时,曲线
表示两条平行直线
,与曲线y
有两个公共点;
②当时,曲线
表示圆
,与曲线y
有三个公共点
③当时,曲线
表示焦点在
轴上的椭圆
,与曲线y
有两个公共点;
④当时,曲线
表示焦点在
轴上的椭圆
,与曲线y
有四个公共点;
⑤当时,曲线
表示焦点在
轴上的双曲线
,考虑双曲线的渐近线,当
时与曲线y
有两个个公共点;所以
答案选A
知识点
已知中心在原点,左焦点为
的椭圆
的左顶点为
,上顶点为
,
到直线
的距离为
.
(1) 求椭圆的方程;
(2) 过点作直线
,使其交椭圆
于
、
两点,交直线
于
点. 问:是否存在这样的直线
,使
是
、
的等比中项?若存在,求出直线
的方程;若不存在,说明理由。
(3) 若椭圆方程为:
(
),椭圆
方程为:
(
,且
),则称椭圆
是椭圆
的
倍相似椭圆.已知
是椭圆
的
倍相似椭圆,若直线
与两椭圆
、
交于四点(依次为
、
、
、
),且
,试研究动点
的轨迹方程。
正确答案
(1)(2)存在(3)
解析
(1)设椭圆方程为:
(
),
所以直线方程为:
∴到直线
距离为
又,解得:
,
故:椭圆方程为:
.
(2) 当直线与
轴重合时,
,而
,所以
若存在直线,使
是
、
的等比中项,
则可设直线方程为:
代人椭圆的方程,得:
即:
∴
记,
,
∴
,
∵,即
,∴
∴,解得:
,符合
,所以
故存在直线,使
是
、
的等比中项,其方程为
,即:
(3) 椭圆的
倍相似椭圆
的方程为:
设、
、
、
各点坐标依次为
、
、
、
将代人椭圆
方程,得:
∴ (*)
此时:,
将代人椭圆
方程,得:
∴,
∴,可得线段
、
中点相同,所以
由,所以
,可得:
∴(满足(*)式)。
故:动点的轨迹方程为
.
知识点
如图,是椭圆
与双曲线
的公共焦点,
分别是
,
在第二、四象限的公共点。若四边形
为矩形,则
的离心率是
正确答案
解析
由已知得,设双曲线实半轴为
,由椭圆及双曲线的定义和已知得到:
,所以双曲线的离心率为
,所以选D
知识点
如图,椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,其左焦点到点P(2,1)的距离为
,不过原点O的直线l与C相交于A,B两点,且线段AB被直线OP平分。
(1)求椭圆C的方程;
(2) 求ABP的面积取最大时直线l的方程。
正确答案
(1) ;(2) y=﹣
。
解析
(1)由题:; (1)
左焦点(﹣c,0)到点P(2,1)的距离为:。 (2)
由(1) (2)可解得:。
∴所求椭圆C的方程为:。
(2)易得直线OP的方程:y=x,设A(xA,yA),B(xB,yB),R(x0,y0),其中y0=
x0。
∵A,B在椭圆上,
∴。
设直线AB的方程为l:y=﹣(m≠0),
代入椭圆:。
显然。
∴﹣<m<
且m≠0。
由上又有:=m,
=
。
∴|AB|=|
|=
=
。
∵点P(2,1)到直线l的距离为:。
∴SABP=
d|AB|=
|m+2|
,
当|m+2|=,即m=﹣3 or m=0(舍去)时,(S
ABP)max=
。
此时直线l的方程y=﹣。
知识点
已知椭圆的长轴长是焦距的两倍,其左、右焦点依次为
、
,抛物线
的准线与
轴交于
,椭圆
与抛物线
的一个交点为
.
(1)当时, ①求椭圆
的方程;②直线
过焦点
,与抛物线
交于
两点,若弦长
等于
的周长,求直线
的方程;
(2)是否存在实数,使得
的边长为连续的自然数.
正确答案
(1)(2)
解析
(1)①设椭圆的实半轴长为a,短半轴长为b,半焦距为c,
当=1时,由题意得,a=2c=2,
,
所以椭圆的方程为.
②依题意知直线的斜率存在,设
,由
得,
,由直线
与抛物线
有两个交点,可知
.
设,由韦达定理得
,
则=
因为的周长为
,所以
,
解得,从而可得直线
的方程为
(2)假设存在满足条件的实数,由题意得
,又设
,设
,对于抛物线M,有
对于椭圆C,由
得
由解得:
,所以
,从而
,因此,
的边长分别为
、
、
,
当时,使得
的边长为连续的自然数.
知识点
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