- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知椭圆的两个焦点,
,过F1且与坐标轴不平行的直线l1与椭圆相交于M,N两点,△MNF2的周长等于8.若过点(1,0)的直线l与椭圆交于不同两点P、Q,x轴上存在定点E(m,0),使
恒为定值,则E的坐标为( )
正确答案
解析
解:由题意,设椭圆的方程为(a>b>0),则c=
,4a=8
∴a=2,=1
∴椭圆的方程为
取直线l⊥x轴,则可得P(1,),Q(1,-
),所以
=(m-1,-
)(m-1,
)=(m-1)2-
取直线l为x轴,则可得P(-2,0),Q(2,0),所以=(m+2,0)•(m-2,0)=m2-4
由题意可得,(m-1)2-=m2-4,∴m=
∴E的坐标为
故选C.
若直线y=x+1与椭圆相交于A,B两个不同的点,则
等于( )
正确答案
解析
解:由题意解得A,B两个不同的点的坐标分别为(0,1),(-
,-
)
故=
=
故选B
如图,已知椭圆C:
=1(a>b>0)的离心率为
,以椭圆C的左顶点T为圆心作圆T:(x+2)2+y2=r2(r>0),设圆T与椭圆C交于点M与点N.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求的最小值,并求此时圆T的方程;
(3)设点P是椭圆C上异于M,N的任意一点,且直线MP,NP分别与x轴交于点R,S,O为坐标原点,求证:|OR|•|OS|为定值.
正确答案
解:(1)依题意,得a=2,,
∴c=,b=
=1,
故椭圆C的方程为.…(3分)
(2)方法一:点M与点N关于x轴对称,
设M(x1,y1),N(x1,-y1),不妨设y1>0.
由于点M在椭圆C上,所以. (*) …(4分)
由已知T(-2,0),则,
,
∴
=(x1+2)2-
=
=.…(6分)
由于-2<x1<2,
故当时,
取得最小值为
.
由(*)式,,故
,
又点M在圆T上,代入圆的方程得到.
故圆T的方程为:.…(8分)
方法二:点M与点N关于x轴对称,
故设M(2cosθ,sinθ),N(2cosθ,-sinθ),
不妨设sinθ>0,由已知T(-2,0),
则
=(2cosθ+2)2-sin2θ
=5cos2θ+8cosθ+3
=.…(6分)
故当时,
取得最小值为
,
此时,
又点M在圆T上,代入圆的方程得到.
故圆T的方程为:. …(8分)
(3)方法一:设P(x0,y0),
则直线MP的方程为:,
令y=0,得,
同理:,…(10分)
故 (**) …(11分)
又点M与点P在椭圆上,
故,
,…(12分)
代入(**)式,
得:.
所以|OR|•|OS|=|xR|•|xS|=|xR•xS|=4为定值. …(14分)
方法二:设M(2cosθ,sinθ),N(2cosθ,-sinθ),
不妨设sinθ>0,P(2cosα,sinα),其中sinα≠±sinθ.
则直线MP的方程为:,
令y=0,得,
同理:,…(12分)
故.
所以|OR|•|OS|=|xR|•|xS|=|xR•xS|=4为定值.…(14分)
解析
解:(1)依题意,得a=2,,
∴c=,b=
=1,
故椭圆C的方程为.…(3分)
(2)方法一:点M与点N关于x轴对称,
设M(x1,y1),N(x1,-y1),不妨设y1>0.
由于点M在椭圆C上,所以. (*) …(4分)
由已知T(-2,0),则,
,
∴
=(x1+2)2-
=
=.…(6分)
由于-2<x1<2,
故当时,
取得最小值为
.
由(*)式,,故
,
又点M在圆T上,代入圆的方程得到.
故圆T的方程为:.…(8分)
方法二:点M与点N关于x轴对称,
故设M(2cosθ,sinθ),N(2cosθ,-sinθ),
不妨设sinθ>0,由已知T(-2,0),
则
=(2cosθ+2)2-sin2θ
=5cos2θ+8cosθ+3
=.…(6分)
故当时,
取得最小值为
,
此时,
又点M在圆T上,代入圆的方程得到.
故圆T的方程为:. …(8分)
(3)方法一:设P(x0,y0),
则直线MP的方程为:,
令y=0,得,
同理:,…(10分)
故 (**) …(11分)
又点M与点P在椭圆上,
故,
,…(12分)
代入(**)式,
得:.
所以|OR|•|OS|=|xR|•|xS|=|xR•xS|=4为定值. …(14分)
方法二:设M(2cosθ,sinθ),N(2cosθ,-sinθ),
不妨设sinθ>0,P(2cosα,sinα),其中sinα≠±sinθ.
则直线MP的方程为:,
令y=0,得,
同理:,…(12分)
故.
所以|OR|•|OS|=|xR|•|xS|=|xR•xS|=4为定值.…(14分)
在平面直角坐标系xOy中,动点P到两点,
的距离之和等于4,设点P的轨迹为曲线C,直线l过点E(-1,0)且与曲线C交于A,B两点.
(1)求曲线C的轨迹方程;
(2)是否存在△AOB面积的最大值,若存在,求出△AOB的面积;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)由椭圆定义可知,
点P的轨迹C是以,
为焦点,长半轴长为2的椭圆.…(3分)
故曲线C的方程为. …(5分)
(2)存在△AOB面积的最大值.…(6分)
因为直线l过点E(-1,0),设直线l的方程为 x=my-1或y=0(舍).
则
整理得 (m2+4)y2-2my-3=0.…(7分)
由△=(2m)2+12(m2+4)>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2).
解得,
.
则 .
因为
=. …(10分)
设,
,
.
则g(t)在区间上为增函数.
所以.
所以,
当且仅当m=0时取等号,即.
所以S△AOB的最大值为.…(13分)
解析
解:(1)由椭圆定义可知,
点P的轨迹C是以,
为焦点,长半轴长为2的椭圆.…(3分)
故曲线C的方程为. …(5分)
(2)存在△AOB面积的最大值.…(6分)
因为直线l过点E(-1,0),设直线l的方程为 x=my-1或y=0(舍).
则
整理得 (m2+4)y2-2my-3=0.…(7分)
由△=(2m)2+12(m2+4)>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2).
解得,
.
则 .
因为
=. …(10分)
设,
,
.
则g(t)在区间上为增函数.
所以.
所以,
当且仅当m=0时取等号,即.
所以S△AOB的最大值为.…(13分)
椭圆2x2+y2=1上的点到直线y=x-4的距离的最小值是______.
正确答案
2-
解析
解:设椭圆上点的坐标为(,sinα),则
由点到直线的距离公式,可得d==
,(tanθ=
)
∴cos(α+θ)=-1时,椭圆2x2+y2=1上的点到直线y=x-4的距离的最小值是2-
故答案为:2-.
设抛物线y2=4x被直线y=2x+b所截得的弦长为3,则b=______.
正确答案
-4
解析
解:直线y=2x+b代入y2=4x,消去y,得4x2+(4b-4)x+b2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2)
则x1+x2=-b+1,x1x2=.
所以|AB|=|x1-x2|=
•
=3
,
所以b=-4.
故答案为:-4.
已知函数f(x)=ax2+ax和g(x)=x-a,其中a∈R,且a≠0.
(Ⅰ)若函数f(x)与g(x)图象相交于不同的两点A、B,O为坐标原点,试求△OAB的面积S的最大值;
(Ⅱ)若p和q是方程f(x)-g(x)=0的两正根,且,证明:当x∈(0,P)时,f(x)<p-a.
正确答案
解:(I)依题意,f(x)=g(x),即ax2+ax=x-a,
整理,得ax2+(a-1)x+a=0,①
∵a≠0,函数f(x)与g(x)图象相交于不同的两点A、B,
∴△>0,即△=(a-1)2-4a2=-3a2-2a+1=(3a-1)(-a-1)>0.
∴-1<a<且a≠0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1<x2,由①得,x1•x2=1>0,x1+x2=-.
设点O到直线g(x)=x-a的距离为d,则d=,
∴S△OAB==
.
∵∴-1<a<且a≠0,∴当a=-
时,S△OAB有最大值
;
(II)证明:由题意可知f(x)-g(x)=a(x-p)(x-q)
∴f(x)-(p-a)=a(x-p)(x-q)+x-a-(p-a)=(x-p)(ax-aq+1),
当x∈(0,p)时,x-p<0,且ax-aq+1>1-aq>0,
∴f(x)-(p-a)<0,
∴f(x)<p-a.
解析
解:(I)依题意,f(x)=g(x),即ax2+ax=x-a,
整理,得ax2+(a-1)x+a=0,①
∵a≠0,函数f(x)与g(x)图象相交于不同的两点A、B,
∴△>0,即△=(a-1)2-4a2=-3a2-2a+1=(3a-1)(-a-1)>0.
∴-1<a<且a≠0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1<x2,由①得,x1•x2=1>0,x1+x2=-.
设点O到直线g(x)=x-a的距离为d,则d=,
∴S△OAB==
.
∵∴-1<a<且a≠0,∴当a=-
时,S△OAB有最大值
;
(II)证明:由题意可知f(x)-g(x)=a(x-p)(x-q)
∴f(x)-(p-a)=a(x-p)(x-q)+x-a-(p-a)=(x-p)(ax-aq+1),
当x∈(0,p)时,x-p<0,且ax-aq+1>1-aq>0,
∴f(x)-(p-a)<0,
∴f(x)<p-a.
直线MN与双曲线C:-
=1的左右支分别交于M、N点,与双曲线C的右准线相交于P点,F为右焦点,若|
|=2|
|,又
=λ
(λ∈R),则实数λ的值为( )
正确答案
解析
解:记M、N在右准线的射影分别为M1、N1,
由|FM|=2|FN|及第二定义知:|MM1|=2|NN1|,
又△MM1P∽△NN1P,
所以|MP|=2|NP|,
从而=
.
所以λ=.
故选:A
若直线y=kx+1(k∈R)与椭圆恒有公共点,求实数m的取值范围.
正确答案
解法一:由可得(5k2+m)x2+10kx+5-5m=0,
∴△=m-5k2-1≥0即m≥5k2+1≥1∴m≥1且m≠5;
解法二:直线恒过一定点(0,1),
当m<5时,椭圆焦点在x轴上,短半轴长,
要使直线与椭圆恒有交点则,即1≤m<5;
当m>5时,椭圆焦点在y轴上,长半轴长,
可保证直线与椭圆恒有交点即m>5.
综述:m≥1且m≠5;
解法三:直线恒过一定点(0,1),
要使直线与椭圆恒有交点,
即要保证定点(0,1)在椭圆内部,
即m≥1且m≠5.
解析
解法一:由可得(5k2+m)x2+10kx+5-5m=0,
∴△=m-5k2-1≥0即m≥5k2+1≥1∴m≥1且m≠5;
解法二:直线恒过一定点(0,1),
当m<5时,椭圆焦点在x轴上,短半轴长,
要使直线与椭圆恒有交点则,即1≤m<5;
当m>5时,椭圆焦点在y轴上,长半轴长,
可保证直线与椭圆恒有交点即m>5.
综述:m≥1且m≠5;
解法三:直线恒过一定点(0,1),
要使直线与椭圆恒有交点,
即要保证定点(0,1)在椭圆内部,
即m≥1且m≠5.
实数x,y满足x2+2xy+y2+x2y2=1,则x-y的最大值为( )
正确答案
解析
解:由x2+2xy+y2+x2y2=1,
变形为(x+y)2+(xy)2=1.
可设x+y=cosθ,xy=sinθ,θ∈[0,2π).
∴(x-y)2=(x+y)2-4xy=cos2θ-4sinθ
=1-sin2θ-4sinθ=-(sinθ+2)2+5≤4,
∴x-y≤2,
即当sinθ=-1时,x-y的最大值为2.
故选:C.
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