- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知对称中心为坐标原点的椭圆C1与抛物线C2:x2=4y有一个相同的焦点F1,直线l:y=2x+m与抛物线C2只有一个公共点.
(Ⅰ)求直线l的方程;
(Ⅱ)若椭圆C1经过直线l上的点P,当椭圆C1的长轴长取最小值时,求椭圆C1的方程及点P的坐标.
正确答案
解:(Ⅰ)由消去y,得x2-8x-4m=0.
∵直线l与抛物线C2只有一个公共点,
∴△=82+4×4m=0,解得m=-4.
∴直线l的方程为y=2x-4;
(Ⅱ)∵抛物线C2的焦点为:F1(0,1),
依题意知椭圆C1 的两个焦点坐标为F1(0,1),F2(0,-1),
如图,
设点F1关于直线l的对称点为,
则,解得
.
∴点.
∴直线 的方程为y=-1.
直线l与直线 的交点坐标为
.
由椭圆的定义及平面几何知识得:
椭圆C1的长轴长2a=.
其中当P与P0重合时上式取等号.
∴当a=2时,椭圆的长轴长取得最小值为4,
此时椭圆的方程为,点P的坐标为
.
解析
解:(Ⅰ)由消去y,得x2-8x-4m=0.
∵直线l与抛物线C2只有一个公共点,
∴△=82+4×4m=0,解得m=-4.
∴直线l的方程为y=2x-4;
(Ⅱ)∵抛物线C2的焦点为:F1(0,1),
依题意知椭圆C1 的两个焦点坐标为F1(0,1),F2(0,-1),
如图,
设点F1关于直线l的对称点为,
则,解得
.
∴点.
∴直线 的方程为y=-1.
直线l与直线 的交点坐标为
.
由椭圆的定义及平面几何知识得:
椭圆C1的长轴长2a=.
其中当P与P0重合时上式取等号.
∴当a=2时,椭圆的长轴长取得最小值为4,
此时椭圆的方程为,点P的坐标为
.
若AB为抛物线y2=2px (p>0)的动弦,且|AB|=a (a>2p),则AB的中点M到y轴的最近距离是( )
正确答案
解析
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
抛物线准线为x=-,
如图所示:
则所求距离为MN=-
=
-
≥
-
=
,
所以AB的中点M到y轴的最近距离是,此时弦AB过焦点F.
故选D.
已知椭圆C:=1(a>b>0)的左右焦点分别是F1,F2,过点F1的直线l交椭圆C于A,B两点,若△AF2B的周长为16,过焦点F1且垂直于长轴的直线被椭圆截得的线段长为2,则椭圆C的离心率为______.
正确答案
解析
解:∵△AF2B的周长为16,
∴|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|
=4a=16,
解得,a=4;
∵过焦点F1且垂直于长轴的直线被椭圆截得的线段长为2,
∴2=2;
解得,b2=a=4;
故b=2;
则c==2
;
故椭圆C的离心率为e==
;
故答案为:.
椭圆的左右焦点分别为F1,F2,离心率为
,过点F1且垂直于x轴的直线被椭圆截得的弦长为
,直线l:y=kx+m与椭圆交于不同的A,B两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若在椭圆C上存在点Q满足:(O为坐标原点).求实数λ的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由已知得,
,又a2=b2+c2,联立解得
.
故所求椭圆C的方程为.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),Q(x0,y0)
当λ=0时由知,
,A与B关于原点对称,存在Q满足题意,∴λ=0成立.
当λ≠0时,设直线AB的方程为y=kx+m.
联立得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0,
由△=(4km)2-4(1+2k2)(2m2-2)>0解得m2<1+2k2…(*)
∴,
.
由,得(x1+x2,y1+y2)=(λx0,λy0),可得x1+x2=λx0,y1+y2=λy0,
∴,
代入到得到
,
代入(*)式,
由1+2k2>0得λ2<4,解得-2<λ<2且λ≠0.
∴综上λ∈(-2,2).
解析
解:(Ⅰ)由已知得,
,又a2=b2+c2,联立解得
.
故所求椭圆C的方程为.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),Q(x0,y0)
当λ=0时由知,
,A与B关于原点对称,存在Q满足题意,∴λ=0成立.
当λ≠0时,设直线AB的方程为y=kx+m.
联立得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0,
由△=(4km)2-4(1+2k2)(2m2-2)>0解得m2<1+2k2…(*)
∴,
.
由,得(x1+x2,y1+y2)=(λx0,λy0),可得x1+x2=λx0,y1+y2=λy0,
∴,
代入到得到
,
代入(*)式,
由1+2k2>0得λ2<4,解得-2<λ<2且λ≠0.
∴综上λ∈(-2,2).
已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的离心率e=
,椭圆C的上、下顶点分别为A1,A2,左、右顶点分别为B1,B2,左、右焦点分别为F1,F2.原点到直线A2B2的距离为
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过原点且斜率为的直线l,与椭圆交于E,F点,试判断∠EF2F是锐角、直角还是钝角,并写出理由;
(3)P是椭圆上异于A1,A2的任一点,直线PA1,PA2,分别交x轴于点N,M,若直线OT与过点M,N的圆G相切,切点为T.证明:线段OT的长为定值,并求出该定值.
正确答案
解:(1)因为椭圆C的离心率e=,
故设a=2m,c=m,则b=m.
直线A2B2方程为 bx-ay-ab=0,
即mx-2my-2m2=0.
所以 =
,解得m=1.
所以 a=2,b=1,椭圆方程为+y2=1.
(2)由+y2=1及y=
得:
x=,则E(
,
),F(-
,-
),
又∵椭圆+y2=1的右焦点F2的坐标为(
,0)
∴=(
,
),
=(-
,-
),
∴•
=(
)×(-
)+
×(-
)=
>0,
∴∠EF2F是锐角
(3)由(1)可知A1(0,1)A2(0,-1),设P(x0,y0),
直线PA1:y-1=x,令y=0,得xN=
;
直线PA2:y+1=x,令y=0,得xM=
;
解法一:设圆G的圆心为((
-
),h),
则r2=[(
-
)-
]2+h2=
(
+
)2+h2.
OG2=(
-
)2+h2.
OT2=OG2-r2=(
-
)2+h2-
(
+
)2-h2=
.
而+y02=1,所以x02=4(1-y02),所以OT2=4,
所以OT=2,即线段OT的长度为定值2.…(16分)
解法二:OM•ON=|(-)•
|=
,
而+y02=1,所以x02=4(1-y02),所以OM•ON=4.
由切割线定理得OT2=OM•ON=4.
所以OT=2,即线段OT的长度为定值2.…(16分)
解析
解:(1)因为椭圆C的离心率e=,
故设a=2m,c=m,则b=m.
直线A2B2方程为 bx-ay-ab=0,
即mx-2my-2m2=0.
所以 =
,解得m=1.
所以 a=2,b=1,椭圆方程为+y2=1.
(2)由+y2=1及y=
得:
x=,则E(
,
),F(-
,-
),
又∵椭圆+y2=1的右焦点F2的坐标为(
,0)
∴=(
,
),
=(-
,-
),
∴•
=(
)×(-
)+
×(-
)=
>0,
∴∠EF2F是锐角
(3)由(1)可知A1(0,1)A2(0,-1),设P(x0,y0),
直线PA1:y-1=x,令y=0,得xN=
;
直线PA2:y+1=x,令y=0,得xM=
;
解法一:设圆G的圆心为((
-
),h),
则r2=[(
-
)-
]2+h2=
(
+
)2+h2.
OG2=(
-
)2+h2.
OT2=OG2-r2=(
-
)2+h2-
(
+
)2-h2=
.
而+y02=1,所以x02=4(1-y02),所以OT2=4,
所以OT=2,即线段OT的长度为定值2.…(16分)
解法二:OM•ON=|(-)•
|=
,
而+y02=1,所以x02=4(1-y02),所以OM•ON=4.
由切割线定理得OT2=OM•ON=4.
所以OT=2,即线段OT的长度为定值2.…(16分)
点P是椭圆+
=1外的任意一点,过点P的直线PA、PB分别与椭圆相切于A、B两点.
(1)若点P的坐标为(1,2),求直线AB的方程.
(2)设椭圆的左焦点为F,请问:当点P运动时,∠PFA与∠PFB是否总是相等?若是,请给出证明.
正确答案
解:(1)设点A的坐标为(x1,y1),
当y≥0时,由+
=1得,y=
,
则过点A的切线斜率k=y′=
,过点A的切线方程为:y-y1=
,
又,则切线方程可整理为:
,
当y<0时,同理可得切线方程为:,
综上,过点A的切线方程为:,
∵点P(1,2)在切线上,∴①,
设点B的坐标为(x2,y2),同理可得,②,
故由①②可得直线AB的方程为;
(2)当点P运动时,∠PFA与∠PFB总是相等的,
F(-1,0),设点P的坐标为(m,n),
则由(1)知,,∴
,
∵|AF|=2+,
=(x1+1,y1)•(m+1,n)
=(m+1)(x1+1)+ny1=(m+1)(x1+1)+3(1-)
=,
∴cos∠PFA==
,
同理,cos,
∴cos∠PFA=cos∠PFB,
∴∠PFA=∠PFB.
解析
解:(1)设点A的坐标为(x1,y1),
当y≥0时,由+
=1得,y=
,
则过点A的切线斜率k=y′=
,过点A的切线方程为:y-y1=
,
又,则切线方程可整理为:
,
当y<0时,同理可得切线方程为:,
综上,过点A的切线方程为:,
∵点P(1,2)在切线上,∴①,
设点B的坐标为(x2,y2),同理可得,②,
故由①②可得直线AB的方程为;
(2)当点P运动时,∠PFA与∠PFB总是相等的,
F(-1,0),设点P的坐标为(m,n),
则由(1)知,,∴
,
∵|AF|=2+,
=(x1+1,y1)•(m+1,n)
=(m+1)(x1+1)+ny1=(m+1)(x1+1)+3(1-)
=,
∴cos∠PFA==
,
同理,cos,
∴cos∠PFA=cos∠PFB,
∴∠PFA=∠PFB.
如图,A,B是椭圆
+
=1(a>b>0))的两个顶点.|AB|=
,直线AB的斜率为-
.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线l平行于AB,与x,y轴分别交于点M,N,与椭圆相交于C,D.证明:△OCM的面积等于△0DN的面积.
正确答案
(Ⅰ)解:依题意,得 …(2分)
解得a=2,b=1. …(3分)
所以椭圆的方程为. …(4分)
(Ⅱ)证明:由于l∥AB,设直线l的方程为y=-,将其代入
,消去y,
整理得2x2-4mx+4m2-4=0. …(6分)
设C(x1,y1),D(x2,y2).
所以x1+x2=2m,x1x2=2m2-2 …(8分)
记△OCM的面积是S1,△ODN的面积是S2.
由题意M(2m,0),N(0,m),
因为x1+x2=2m,
所以=|-x1+2m|=|x2|,…(13分)
∵.
∴S1=S2 …(14分)
解析
(Ⅰ)解:依题意,得 …(2分)
解得a=2,b=1. …(3分)
所以椭圆的方程为. …(4分)
(Ⅱ)证明:由于l∥AB,设直线l的方程为y=-,将其代入
,消去y,
整理得2x2-4mx+4m2-4=0. …(6分)
设C(x1,y1),D(x2,y2).
所以x1+x2=2m,x1x2=2m2-2 …(8分)
记△OCM的面积是S1,△ODN的面积是S2.
由题意M(2m,0),N(0,m),
因为x1+x2=2m,
所以=|-x1+2m|=|x2|,…(13分)
∵.
∴S1=S2 …(14分)
椭圆C:+
=1(a>b>0),点A是椭圆C的右顶点,点O为坐标原点,在一象限椭圆C上存在一点P,使AP⊥OP,则椭圆的离心率范围是______.
正确答案
(,1)
解析
解:如图所示,
∵AP⊥0P,∴点P在以AO为直径的圆上,
∵O(0,0),A(a,0),
∴以AO为直径的圆方程为+y2=
,即x2+y2-ax=0,
由消去y,得(b2-a2)x2+a3x-a2b2=0.
设P(m,n),
∵P、A是椭圆+
=1与x2+y2-ax=0两个不同的公共点,
∴m+a=,ma=
,
∴m=.
∵由图形得0<m<a,∴0<<a,
即b2<a2-b2,可得a2-c2<c2,得a2<2c2
∴a<c,
∴椭圆离心率e=>
,
又∵e∈(0,1),
∴椭圆的离心率e的取值范围为(,1).
故答案为:(,1).
直线l:y=kx-1与双曲线c:2x2-y2=1的左支交于不同的两点,那么k的取值范围是( )
正确答案
解析
解:由,得(2-k2)x2+2kx-2=0.
要使y=kx-1与双曲线c:2x2-y2=1的左支交于不同的两点,
则,即
,
解①得,-2<k<2.
解②得,或0<k<
.
解③得,或k>
.
所以-2<k<-.
故选D.
斜率为2的直线l过双曲线的右焦点且与双曲线的左右两支分别相交,则双曲线的离心率e的取值范围______.
正确答案
解析
解:依题意,斜率为2的直线l过双曲线
的右焦点且与双曲线的左右两支分别相交
结合图形分析可知,双曲线的一条渐近线的斜率必大于2,即
>2,
因此该双曲线的离心率e==
>
故答案为:
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