- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
椭圆的长轴端点A、B与y轴平行的直线交椭圆于P、Q,PA、QB延长线相交于S,求S轨迹.
正确答案
解:设S(x,y),P(m,n),Q(m,-n),
,
,
由kPA=kAS,得 ①.
,
,
由kBQ=kQS,得 ②.
由①×②得, ③.
又P,Q两点在椭圆上,满足,
即,则
,
代入③式得:.
即,
故.
即.
∴S的轨迹为.
解析
解:设S(x,y),P(m,n),Q(m,-n),
,
,
由kPA=kAS,得 ①.
,
,
由kBQ=kQS,得 ②.
由①×②得, ③.
又P,Q两点在椭圆上,满足,
即,则
,
代入③式得:.
即,
故.
即.
∴S的轨迹为.
已知A是双曲线C:(a>0,b>0)上的一个动点,弦AB.AC所在的直线分别过焦点F1、F2,且当AB⊥AC时,恰好有
或
.
(1)求双曲线C的离心率
(2)设,
,试判断λ1+λ2是否为定值?若是,求出该定值,若不是,则求出λ1+λ2的取值范围.
正确答案
解:(1)不妨设A在双曲线右支上,即,
∵AB⊥AC,∴△AF1F2为直角三角形,AF1,AF2为两直角边,∴|AF1|2+|AF2|2=|F1F2|2
又|AF1|-|AF2|=2a,|F1F2|=2c
∴=
=
=sin∠AF1F2=
∴双曲线C的离心率e=
(2)y由(1)可得双曲线的方程位为:即4x2-y2=4a2
设A(x0,y0)B(x1,y1)C(x2,y2)
由,可得
整理可得,
代入到双曲线整理可得,
∵4x02-y02=4a2两式相减整理可得
同理可得,
λ1+λ2=-3
解析
解:(1)不妨设A在双曲线右支上,即,
∵AB⊥AC,∴△AF1F2为直角三角形,AF1,AF2为两直角边,∴|AF1|2+|AF2|2=|F1F2|2
又|AF1|-|AF2|=2a,|F1F2|=2c
∴=
=
=sin∠AF1F2=
∴双曲线C的离心率e=
(2)y由(1)可得双曲线的方程位为:即4x2-y2=4a2
设A(x0,y0)B(x1,y1)C(x2,y2)
由,可得
整理可得,
代入到双曲线整理可得,
∵4x02-y02=4a2两式相减整理可得
同理可得,
λ1+λ2=-3
已知双曲线过点(3,-2),且与椭圆4x2+9y2=36有相同的焦点.
(Ⅰ)求双曲线的标准方程;
(Ⅱ)求以双曲线的右准线为准线的抛物线的标准方程.
正确答案
解:(I)由椭圆方程得焦点,…(2分)
由条件可知,双曲线过点(3,-2)
根据双曲线定义,2a==2
…(5分)
即得,所以
…(7分)
双曲线方程为:,…(9分)
(II)由(1)得双曲线的右准线方程为:…(11分)
∴…(13分)
从而可得抛物线的标准方程为:…(15分)
解析
解:(I)由椭圆方程得焦点,…(2分)
由条件可知,双曲线过点(3,-2)
根据双曲线定义,2a==2
…(5分)
即得,所以
…(7分)
双曲线方程为:,…(9分)
(II)由(1)得双曲线的右准线方程为:…(11分)
∴…(13分)
从而可得抛物线的标准方程为:…(15分)
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率e=
,原点到过点A(a,0),B(0,b)的直线的距离是
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若椭圆C上一动点P(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为P1(x1,y1),求x12+y12的取值范围.
(3)如果直线y=kx+1(k≠0)交椭圆C于不同的两点E,F,且E,F都在以B为圆心的圆上,求k的值.
正确答案
解:(1)∵,a2=b2+c2,
∴a=2b.
∵原点到直线AB:的距离
,
解得a=4,b=2.
故所求椭圆C的方程为.
(2)∵点P(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为点P1(x1,y1),
∴
解得 ,
.
∴.
∵点P(x0,y0)在椭圆C:上,
∴.
∵-4≤x0≤4,∴.
∴的取值范围为[4,16].
(3)由题意消去y,整理得(1+4k2)x2+8kx-12=0.
可知△>0.
设E(x2,y2),F(x3,y3),EF的中点是M(xM,yM),
则,
则,yM=kxM+1=
.
∴kBM==-
.
∴xM+kyM-2k=0.
即=0.
又∵k≠0,
∴.
解析
解:(1)∵,a2=b2+c2,
∴a=2b.
∵原点到直线AB:的距离
,
解得a=4,b=2.
故所求椭圆C的方程为.
(2)∵点P(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为点P1(x1,y1),
∴
解得 ,
.
∴.
∵点P(x0,y0)在椭圆C:上,
∴.
∵-4≤x0≤4,∴.
∴的取值范围为[4,16].
(3)由题意消去y,整理得(1+4k2)x2+8kx-12=0.
可知△>0.
设E(x2,y2),F(x3,y3),EF的中点是M(xM,yM),
则,
则,yM=kxM+1=
.
∴kBM==-
.
∴xM+kyM-2k=0.
即=0.
又∵k≠0,
∴.
已知双曲线的两焦点为F、F′,若该双曲线与抛物线y2=8x有一个公共的焦点F,且两曲线的一个交点为P,|PF|=5,则∠FPF′的大小为______(结果用反三角函数表示).
正确答案
解析
解:由题意知抛物线的焦点是(2,0),故双曲线的焦点是(2,0)与(-2,0)
又两曲线的一个交点为P,|PF|=5,由抛物线的性质可求得P的横坐标为3,代入抛物线方程可求得P点的纵坐标是±2
不妨令P(3,2),由两点间距离公式求得,P到另一个焦点的距离是7
在△FPF‘中,由余弦定理得cos∠FPF'==
∴∠FPF'的大小为
故答案为:.
如图,椭圆C:
(a>b>0)的一个焦点为F(1,0),且过点(2,0).
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若AB为垂直于x轴的动弦,直线l:x=4与x轴交于点N,直线AF与BN交于点M.
(ⅰ)求证:点M恒在椭圆C上;
(ⅱ)求△AMN面积的最大值.
正确答案
解:
(Ⅰ)由题设a=2,c=1,从而b2=a2-c2=3,
所以椭圆C前方程为.
(Ⅱ)(i)由题意得F(1,0),N(4,0).
设A(m,n),则B(m,-n)(n≠0),=1.①
AF与BN的方程分别为:n(x-1)-(m-1)y=0,
n(x-4)-(m-4)y=0.
设M(x0,y0),则有n(x0-1)-(m-1)y0=0,②
n(x0-4)+(m-4)y0=0,③
由②,③得
x0=
=
=
=
=1
所以点M恒在椭圆G上.
(ⅱ)设AM的方程为x=ty+1,
代入=1,得(3t2+4)y2+6ty-9=0.
设A(x1,y1),M(x2,y2),则有.
=
,
令3t2+4=λ(λ≥4),则|y1-y2|==
,
∵λ≥4,,∴当
,即λ=4,t=0时,|y1-y2|有最大值3,此时AM过点F,△AMN的面积
有最大值
.
解析
解:
(Ⅰ)由题设a=2,c=1,从而b2=a2-c2=3,
所以椭圆C前方程为.
(Ⅱ)(i)由题意得F(1,0),N(4,0).
设A(m,n),则B(m,-n)(n≠0),=1.①
AF与BN的方程分别为:n(x-1)-(m-1)y=0,
n(x-4)-(m-4)y=0.
设M(x0,y0),则有n(x0-1)-(m-1)y0=0,②
n(x0-4)+(m-4)y0=0,③
由②,③得
x0=
=
=
=
=1
所以点M恒在椭圆G上.
(ⅱ)设AM的方程为x=ty+1,
代入=1,得(3t2+4)y2+6ty-9=0.
设A(x1,y1),M(x2,y2),则有.
=
,
令3t2+4=λ(λ≥4),则|y1-y2|==
,
∵λ≥4,,∴当
,即λ=4,t=0时,|y1-y2|有最大值3,此时AM过点F,△AMN的面积
有最大值
.
过抛物线x2=4y上不同两点A、B分别作抛物线的切线相交于点P(x0,y0),.
(1)求y0;
(2)求证:直线AB恒过定点;
(3)设(2)中直线AB恒过定点F,是否存在实数λ,使恒成立?若存在,求出λ的值,若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)解:设,
,(x1≠x2).
由x2=4y,得:,∴
,
∵,∴PA⊥PB,∴x1x2=-4.
直线PA的方程是:,即
.①
同理,直线PB的方程是:.②
由①②得:,(x1,x2∈R).…(4分)
(2)证明:由(1)可得直线AB的方程为
令x=0,可得,
∵,∴y=1
∴直线AB恒过点(0,1)…(8分)
(3)解:由(1)得:,
,x1x2=-4,
∴
∵,∴
,
∴,
∴.
故存在λ=1使得.…(12分)
解析
(1)解:设,
,(x1≠x2).
由x2=4y,得:,∴
,
∵,∴PA⊥PB,∴x1x2=-4.
直线PA的方程是:,即
.①
同理,直线PB的方程是:.②
由①②得:,(x1,x2∈R).…(4分)
(2)证明:由(1)可得直线AB的方程为
令x=0,可得,
∵,∴y=1
∴直线AB恒过点(0,1)…(8分)
(3)解:由(1)得:,
,x1x2=-4,
∴
∵,∴
,
∴,
∴.
故存在λ=1使得.…(12分)
如图,椭圆
=1(a>b>0)与过点A(2,0)B(0,1)的直线有且只有一个公共点T,且椭圆的离心率e=
.
(Ⅰ)求椭圆方程;
(Ⅱ)设F1、F2分别为椭圆的左、右焦点,M为线段AF1的中点,求证:∠ATM=∠AF1T.
正确答案
解:(I)过点A、B的直线方程为.
,
因为由题意得有惟一解,
即有惟一解,
所以△=a2b2(a2+4b2-4)=0(ab≠0),
故a2+4b2-4=0.
又因为,即
,
所以a2=4b2.
从而得,
故所求的椭圆方程为.
(II)由(I)得,
故,
从而.
,
由
解得x1=x2=1,
所以.
因为,
又,
,
得=
,
因此∠ATM=∠AF1T.
解析
解:(I)过点A、B的直线方程为.
,
因为由题意得有惟一解,
即有惟一解,
所以△=a2b2(a2+4b2-4)=0(ab≠0),
故a2+4b2-4=0.
又因为,即
,
所以a2=4b2.
从而得,
故所求的椭圆方程为.
(II)由(I)得,
故,
从而.
,
由
解得x1=x2=1,
所以.
因为,
又,
,
得=
,
因此∠ATM=∠AF1T.
过点C(0,
)的椭圆
+
=1(a>b>0)的离心率为
,椭圆与x轴交于A(a,0)和B(-a,0)两点,过点C的直线l与椭圆交于另一点D,并与x轴交于点P,直线AC与直线BD交于点Q.
(Ⅰ)当直线l过椭圆的右焦点时,求线段CD的长;
(Ⅱ)当点P异于点B时,求证:•
为定值.
正确答案
(Ⅰ)解:由已知得
,
,得a=2,
所以,椭圆.…(3分)
椭圆的右焦点为F(1,0),
此时直线l的方程为.
由
解得.
所以.…(6分)
(Ⅱ)证明:当直线l与x轴垂直时与题意不符,所以直线l与x轴不垂直,即直线的斜率存在.
设直线l的方程为y=kx+(k≠0且k≠
)…(7分)
代入椭圆的方程,化简得(3+4k2)x2+8kx=0,解得x1=0或x2=
代入直线l的方程,得或y2=
.
所以,D的坐标为,
.…(9分)
又直线AC的方程为,
因为B(-2,0),,
所以直线BD的方程为.
联立解得,即
.…(10分)
而P的坐标为,
所以.
所以为定值4.…(12分)
解析
(Ⅰ)解:由已知得
,
,得a=2,
所以,椭圆.…(3分)
椭圆的右焦点为F(1,0),
此时直线l的方程为.
由
解得.
所以.…(6分)
(Ⅱ)证明:当直线l与x轴垂直时与题意不符,所以直线l与x轴不垂直,即直线的斜率存在.
设直线l的方程为y=kx+(k≠0且k≠
)…(7分)
代入椭圆的方程,化简得(3+4k2)x2+8kx=0,解得x1=0或x2=
代入直线l的方程,得或y2=
.
所以,D的坐标为,
.…(9分)
又直线AC的方程为,
因为B(-2,0),,
所以直线BD的方程为.
联立解得,即
.…(10分)
而P的坐标为,
所以.
所以为定值4.…(12分)
在平面直角坐标系xOy中,已知F1(-4,0),直线l:x=-2,动点M到F1的距离是它到定直线l距离的倍.设动点M的轨迹曲线为E.
(1)求曲线E的轨迹方程.
(2)设点F2(4,0),若直线m为曲线E的任意一条切线,且点F1、F2到m的距离分别为d1,d2,试判断d1d2是否为常数,请说明理由.
正确答案
解:(1)由题意,设点M(x,y),则有,点M(x,y)到直线的距离d=|x-(-2)|=|x+2|,故
,化简后得:x2-y2=8.
故动点M的轨迹方程为x2-y2=8
(2)d1d2是常数,证明如下:
若切线m斜率不存在,则切线方程为,此时
当切线m斜率存在时,设切线m:y=kx+b,代入x2-y2=8,整理得:x2-(kx+b)2=8,
∴(1-k2)x2-2bkx-(b2+8)=0
由△=(-2bk)2+4(1-k2)(b2+8)=0,化简得:b2=8k2-8
又由m:kx-y+b=0,∴,
∴=常数.
综上,故对任意切线m,d1d2是常数
解析
解:(1)由题意,设点M(x,y),则有,点M(x,y)到直线的距离d=|x-(-2)|=|x+2|,故
,化简后得:x2-y2=8.
故动点M的轨迹方程为x2-y2=8
(2)d1d2是常数,证明如下:
若切线m斜率不存在,则切线方程为,此时
当切线m斜率存在时,设切线m:y=kx+b,代入x2-y2=8,整理得:x2-(kx+b)2=8,
∴(1-k2)x2-2bkx-(b2+8)=0
由△=(-2bk)2+4(1-k2)(b2+8)=0,化简得:b2=8k2-8
又由m:kx-y+b=0,∴,
∴=常数.
综上,故对任意切线m,d1d2是常数
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