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题型:简答题
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简答题

如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆(a>b>0)的两焦点分别为F1,0),F2,0),且经过点().

(1)求椭圆的方程及离心率;

(2)设点B,C,D是椭圆上不同于椭圆顶点的三点,点B与点D关于原点O对称.设直线CD,CB,OB,OC的斜率分别为k1,k2,k3,k4,且k1k2=k3k4

①求k1k2的值;

②求OB2+OC2的值.

正确答案

解:(1)依题意,c=,a2=b2+3,…2分

,解得b2=1(b2=,不合,舍去),从而a2=4.

故所求椭圆方程为:,离心率e=.…5分

(2)①设B(x1,y1),C(x2,y2),则D(-x1,-y1),

于是k1k2===.…8分

②由①知,k3k4=k1k2=,故x1x2=-4y1y2

所以(x1x22=(-4y1y22,即(x1x22==

所以,=4.…11分

又2==,故

所以,OB2+OC2==5.…14分

解析

解:(1)依题意,c=,a2=b2+3,…2分

,解得b2=1(b2=,不合,舍去),从而a2=4.

故所求椭圆方程为:,离心率e=.…5分

(2)①设B(x1,y1),C(x2,y2),则D(-x1,-y1),

于是k1k2===.…8分

②由①知,k3k4=k1k2=,故x1x2=-4y1y2

所以(x1x22=(-4y1y22,即(x1x22==

所以,=4.…11分

又2==,故

所以,OB2+OC2==5.…14分

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题型:简答题
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简答题

在直角坐标系xOy中,点P到两点的距离之和等于4,设点P的轨迹为C.

(1)求曲线C的方程;

(2)过点作两条互相垂直的直线l1、l2分别与曲线C交于A、B和C、D,以线段AB为直径的圆过能否过坐标原点,若能,求直线AB的斜率,若不能说明理由.

正确答案

解:(1)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C是以为焦点,长半轴为2的椭圆.它的短半轴,故曲线C的方程为

(2)设直线,分别交曲线C于A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足消去y并整理得

以线段AB为直径的圆过能否过坐标原点,则,即x1x2+y1y2=0.

于是,化简得-4k2+11=0,所以

解析

解:(1)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C是以为焦点,长半轴为2的椭圆.它的短半轴,故曲线C的方程为

(2)设直线,分别交曲线C于A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足消去y并整理得

以线段AB为直径的圆过能否过坐标原点,则,即x1x2+y1y2=0.

于是,化简得-4k2+11=0,所以

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题型: 单选题
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单选题

直线与椭圆相交于A、B两点,椭圆上的点P使△PAB的面积等于12,这样的点P共有(  )个.

A1

B2

C3

D4

正确答案

B

解析

解:由已知可得A(4,0),B(0,3),AB=5,由12=AB•h,可得P到AB的距离 h=

作与AB平行的直线l,使l与椭圆相切,设直线l的方程为

把l的方程代入椭圆方程化简可得 x2-4kx+8k2-8=0,由判别式等于0 解得 k=,或 k=-

故直线l的方程为 ,或 

因为 与AB的距离为  =

与AB的距离为  =.故这样的点P共有 2个,

故选 B.

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题型:简答题
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简答题

已知直线l:y=k(x-1),双曲线:x2-y2=4,试讨论下列情况下实数k的取值范围:

(1)直线l与双曲线有两个公共点;

(2)直线l与双曲线有且只有一个公共点;

(3)直线l与双曲线没有公共点.

正确答案

解:联立直线y=k(x-1)和双曲线:x2-y2=4,消去y得,(1-k2)x2+2k2x-k2-4=0,

判别式△=4k4+4(1-k2)(k2+4)=4(4-3k2).

(1)1-k2≠0,且△>0,解得-<k<且k≠±1,

则k的取值范围是:(-,-1)∪(-1,1)∪(1,);

(2)1-k2=0或1-k2≠0,且△=0,解得k=±1,或k=±,则k的取值范围是k=±1,或k=±

(3)1-k2≠0,且△<0,解得k>或k<-,则k的取值范围是(-∞,-)∪(,+∞).

解析

解:联立直线y=k(x-1)和双曲线:x2-y2=4,消去y得,(1-k2)x2+2k2x-k2-4=0,

判别式△=4k4+4(1-k2)(k2+4)=4(4-3k2).

(1)1-k2≠0,且△>0,解得-<k<且k≠±1,

则k的取值范围是:(-,-1)∪(-1,1)∪(1,);

(2)1-k2=0或1-k2≠0,且△=0,解得k=±1,或k=±,则k的取值范围是k=±1,或k=±

(3)1-k2≠0,且△<0,解得k>或k<-,则k的取值范围是(-∞,-)∪(,+∞).

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题型:填空题
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填空题

设直线y=kx与椭圆相交于A、B两点,分别过A、B向x轴作垂线,若垂足恰为椭圆的两个焦点,则k等于______

正确答案

解析

解:由题意,椭圆的焦点坐标为(±1,0)

x=1时,y=,代入y=kx,可得k=

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

已知是平面上的两个定点,动点P满足

(1)求动点P的轨迹方程;

(2)已知圆方程为x2+y2=2,过圆上任意一点作圆的切线,切线与(1)中的轨迹交于A,B两点,O为坐标原点,设Q为AB的中点,求|OQ|长度的取值范围.

正确答案

解:(1)∵是平面上的两个定点,动点P满足

依椭圆的定义知,点P的轨迹为焦点在x轴上的椭圆,

所以动点P的轨迹方程为

(2)如果圆的切线斜率不存在,则AB方程为,此时,

如果圆的切线斜率存在,设圆的切线方程为y=kx+m,

代入椭圆方程得:(1+2k2)x2+4mkx+2m2-6=0①

设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2为方程①的解,

所以

因为x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=

把②式代入得:

又因为直线AB与圆x2+y2=2相切,

所以,即m2=2(1+k2),

代入③式得x1x2+y1y2=0,

因此OA⊥OB,

所以

由m2=2(1+k2)得

因为,所以(当且仅当k=0时取等号).

k≠0时,

因此|AB|≤3(当且仅当时取等号).

综上,,所以

解析

解:(1)∵是平面上的两个定点,动点P满足

依椭圆的定义知,点P的轨迹为焦点在x轴上的椭圆,

所以动点P的轨迹方程为

(2)如果圆的切线斜率不存在,则AB方程为,此时,

如果圆的切线斜率存在,设圆的切线方程为y=kx+m,

代入椭圆方程得:(1+2k2)x2+4mkx+2m2-6=0①

设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2为方程①的解,

所以

因为x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=

把②式代入得:

又因为直线AB与圆x2+y2=2相切,

所以,即m2=2(1+k2),

代入③式得x1x2+y1y2=0,

因此OA⊥OB,

所以

由m2=2(1+k2)得

因为,所以(当且仅当k=0时取等号).

k≠0时,

因此|AB|≤3(当且仅当时取等号).

综上,,所以

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题型:简答题
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简答题

(1)过点P(-3,0)且倾斜角为30°的直线l和曲线C:(s为参数)相交于A,B两点,求线段AB的长.

(2)若不等式|a-1|≥x+2y+2z,对满足x2+y2+z2=1的一切实数x,y,z恒成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(1)解:直线的参数方程为     (s 为参数),曲线 可以化为  x2-y2=4.

将直线的参数方程代入上式,得 

设A、B对应的参数分别为 s1,s2,∴,s1•s2=10.

∴AB=|s1-s2|==2

(2)解:由柯西不等式9=(12+22+22)•(x2+y2+z2)≥(1•x+2•y+2•z)2

即x+2y+2z≤3,当且仅当

时,x+2y+2z取得最大值3.

∵不等式|a-1|≥x+2y+2z,对满足x2+y2+z2=1的一切实数x,y,z恒成立,

只需|a-1|≥3,解得a-1≥3或a-1≤-3,∴a≥4或∴a≤-2.

即实数的取值范围是(-∞,-2]∪[4,+∞).

故答案为:a≥4或a≤-2.

解析

解:(1)解:直线的参数方程为     (s 为参数),曲线 可以化为  x2-y2=4.

将直线的参数方程代入上式,得 

设A、B对应的参数分别为 s1,s2,∴,s1•s2=10.

∴AB=|s1-s2|==2

(2)解:由柯西不等式9=(12+22+22)•(x2+y2+z2)≥(1•x+2•y+2•z)2

即x+2y+2z≤3,当且仅当

时,x+2y+2z取得最大值3.

∵不等式|a-1|≥x+2y+2z,对满足x2+y2+z2=1的一切实数x,y,z恒成立,

只需|a-1|≥3,解得a-1≥3或a-1≤-3,∴a≥4或∴a≤-2.

即实数的取值范围是(-∞,-2]∪[4,+∞).

故答案为:a≥4或a≤-2.

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题型:简答题
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简答题

已知椭圆的焦点在x轴上,短轴长为4,离心率为

(1)求椭圆的标准方程; 

(2)若直线L方程为y=x+1,L交椭圆于M、N两点,求|MN|的长.

正确答案

解:(1)设椭圆方程为(a>b>0),

由椭圆短轴长为4得2b=4,解得b=2,

由离心率为,得,即a2=5c2=5(a2-4),解得a2=5,

所以椭圆的标准方程为

(2)由得9x2+10x-15=0,

设M(x1,y1),N(x2,y2),则

所以|MN|=|x1-x2|===

解析

解:(1)设椭圆方程为(a>b>0),

由椭圆短轴长为4得2b=4,解得b=2,

由离心率为,得,即a2=5c2=5(a2-4),解得a2=5,

所以椭圆的标准方程为

(2)由得9x2+10x-15=0,

设M(x1,y1),N(x2,y2),则

所以|MN|=|x1-x2|===

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题型:简答题
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简答题

已知椭圆C:+=1(a>b>0)的长轴长是2,且过点(1,).

(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

(Ⅱ)设直线l:y=kx+m(k≠0)与椭圆C交于M,N两点,F为椭圆的右焦点,直线MF与NF关于x轴对称.求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.

正确答案

(Ⅰ)解:由题意可得,解得a=,b=1. 

故椭圆C的方程为+y2=1. …5分

(Ⅱ)证明:椭圆的右焦点F(1,0),

  消y,并整理得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0,

设M(x1,y1),N(x2,y2

则有△=(4km)2-4(2k2+1)(2m2-2)=8(2k2-m2+1)>0,

且x1+x2=-,x1x2=

因为直线MA与NA 关于 x轴对称,所以这两条直线的斜率互为相反数,

则有kMA+kNA=0,即+=0,

则有2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0,…11分

所以2k•-(m-k)•-2m=0,

整理得m=-2k,…13分

此时k满足<k< 且k≠0,直线l的方程是y=k(x-2),

故直线l过定点,且该定点为(2,0). …14分

解析

(Ⅰ)解:由题意可得,解得a=,b=1. 

故椭圆C的方程为+y2=1. …5分

(Ⅱ)证明:椭圆的右焦点F(1,0),

  消y,并整理得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0,

设M(x1,y1),N(x2,y2

则有△=(4km)2-4(2k2+1)(2m2-2)=8(2k2-m2+1)>0,

且x1+x2=-,x1x2=

因为直线MA与NA 关于 x轴对称,所以这两条直线的斜率互为相反数,

则有kMA+kNA=0,即+=0,

则有2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0,…11分

所以2k•-(m-k)•-2m=0,

整理得m=-2k,…13分

此时k满足<k< 且k≠0,直线l的方程是y=k(x-2),

故直线l过定点,且该定点为(2,0). …14分

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题型:简答题
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简答题

如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线与抛物线相交于M、N两点,自M、N向准线l作垂线,垂足分别为M1、N1

(1)求证:FM1⊥FN1

(2)记△FMM1、△FM1N1,△FNN1的面积分别为S1、S2、S3,试判断S22=4S1S3是否成立,并证明你的结论.

正确答案

(1)证明:由抛物线的定义得

|MF|=|MM1|,|NF|=|NN1|,

∴∠MFM1=∠MM1F,∠NFN1=∠NN1F

如图,设准线l与x的交点为F1

∴MM1∥NN1∥FF1

∴∠F1FM1=∠MM1F,∠F1FN1=∠NN1F

而∠F1FM1+∠MFM1+∠F1FN1+∠N1FN=180°

即2∠F1FM1+2∠F1FN1=180°

∴∠F1FM1+∠F1FN1=90°

故FM1⊥FN1

(2)S22=4S1S3成立,证明如下:

证:设M(x1,y1),N(x2,y2

则由抛物线的定义得

|MM1|=|MF|=,|NN1|=|NF|=

于是

S1=|MM1||F1M1|=

S2=|M1N2||FF1|=

S3=|NN1||F1N1|=

∵S22=4S1S3

=

代入上式,

得:=[(my1+)(my2+)+)+]•|-p2|

化简可得

p2(m2p2+p2)=p2(m2p2+p2),此式恒成立.

故S22=4S1S3成立.

解析

(1)证明:由抛物线的定义得

|MF|=|MM1|,|NF|=|NN1|,

∴∠MFM1=∠MM1F,∠NFN1=∠NN1F

如图,设准线l与x的交点为F1

∴MM1∥NN1∥FF1

∴∠F1FM1=∠MM1F,∠F1FN1=∠NN1F

而∠F1FM1+∠MFM1+∠F1FN1+∠N1FN=180°

即2∠F1FM1+2∠F1FN1=180°

∴∠F1FM1+∠F1FN1=90°

故FM1⊥FN1

(2)S22=4S1S3成立,证明如下:

证:设M(x1,y1),N(x2,y2

则由抛物线的定义得

|MM1|=|MF|=,|NN1|=|NF|=

于是

S1=|MM1||F1M1|=

S2=|M1N2||FF1|=

S3=|NN1||F1N1|=

∵S22=4S1S3

=

代入上式,

得:=[(my1+)(my2+)+)+]•|-p2|

化简可得

p2(m2p2+p2)=p2(m2p2+p2),此式恒成立.

故S22=4S1S3成立.

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