- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
(2015秋•大庆校级期中)如图所示,曲线C由部分椭圆C1:
+
=1(a>b>0,y≥0)和部分抛物线C2:y=-x2+1(y≤0)连接而成,C1与C2的公共点为A,B,其中C1所在椭圆的离心率为
,
(1)求a,b的值;
(2)过点B的直线l与C1,C2分别交于点P,Q(P,Q,A,B中任意两点均不重合),若AP⊥AQ,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)在C2的方程中令y=0可得b=1,
由=
及a2-c2=b2=1,得a=
,
∴a=,b=1.
(2)由(1)知,上半椭圆C1的方程为y2+2x2=2(y≥0).
易知,直线l与x轴不重合也不垂直,
设其方程为x=my+1 (m≠0),并将其代入C1的方程,
整理得(2m2+1)y2+4my=0,
故可解得点P的坐标为(,
),显然m<0,
同理,将x=my+1 (m≠0)代入C2的方程,
整理得m2y2+y+2my=0,
得点Q的坐标为(,-
),
∵AP⊥AQ,
∴•
=(
+1)(
+1)-
•
=0,
即8m2+2m=0,解得m=-,符合m<0,
故直线l的方程为4x+y-4=0.
解析
解:(1)在C2的方程中令y=0可得b=1,
由=
及a2-c2=b2=1,得a=
,
∴a=,b=1.
(2)由(1)知,上半椭圆C1的方程为y2+2x2=2(y≥0).
易知,直线l与x轴不重合也不垂直,
设其方程为x=my+1 (m≠0),并将其代入C1的方程,
整理得(2m2+1)y2+4my=0,
故可解得点P的坐标为(,
),显然m<0,
同理,将x=my+1 (m≠0)代入C2的方程,
整理得m2y2+y+2my=0,
得点Q的坐标为(,-
),
∵AP⊥AQ,
∴•
=(
+1)(
+1)-
•
=0,
即8m2+2m=0,解得m=-,符合m<0,
故直线l的方程为4x+y-4=0.
如果两个椭圆的离心率相等,那么就称这两个椭圆相似.已知椭圆C与椭圆相似,且椭圆C的一个短轴端点是抛物线
的焦点.
(Ⅰ)试求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设椭圆E的中心在原点,对称轴在坐标轴上,直线l:y=kx+t(k≠0,t≠0)与椭圆C交于A,B两点,且与椭圆E交于H,K两点.若线段AB与线段HK的中点重合,试判断椭圆C与椭圆E是否为相似椭圆?并证明你的判断.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意,椭圆的离心率为
,抛物线
的焦点为(0,1).…(2分)
设椭圆C的方程为,
由题意,得:,解得
,
∴椭圆C的标准方程为 .…(5分)
(Ⅱ)解法一:椭圆C与椭圆E是相似椭圆.…(6分)
联立椭圆C和直线l的方程,,消去y,得(1+2k2)x2+4ktx+2t2-8=0,…(7分)
设A,B的横坐标分别为x1,x2,则.…(8分)
设椭圆E的方程为,…(9分)
联立方程组,消去y,得(n2+m2k2)x2+2ktm2x+m2(t2-n2)=0,
设H,K的横坐标分别为x3,x4,则.…(10分)
∵弦AB的中点与弦HK的中点重合,…(11分)
∴x1+x2=x3+x4,∴=
,
∵k≠0,t≠0,∴化简得m2=2n2,…(12分)
求得椭圆E的离心率,…(13分)
∴椭圆C与椭圆E是相似椭圆.
解法二:设椭圆E的方程为,并设A(x1,y1),B(x2,y2),H(x3,y3),K(x4,y4).
∵A,B在椭圆C上,
∴且
,两式相减并恒等变形得
.…(8分)
由H,K在椭圆E上,仿前述方法可得.…(11分)
∵弦AB的中点与弦HK的中点重合,∴m2=2n2,…(12分)
求得椭圆E的离心率,…(13分)
∴椭圆C与椭圆E是相似椭圆.
解析
解:(Ⅰ)由题意,椭圆的离心率为
,抛物线
的焦点为(0,1).…(2分)
设椭圆C的方程为,
由题意,得:,解得
,
∴椭圆C的标准方程为 .…(5分)
(Ⅱ)解法一:椭圆C与椭圆E是相似椭圆.…(6分)
联立椭圆C和直线l的方程,,消去y,得(1+2k2)x2+4ktx+2t2-8=0,…(7分)
设A,B的横坐标分别为x1,x2,则.…(8分)
设椭圆E的方程为,…(9分)
联立方程组,消去y,得(n2+m2k2)x2+2ktm2x+m2(t2-n2)=0,
设H,K的横坐标分别为x3,x4,则.…(10分)
∵弦AB的中点与弦HK的中点重合,…(11分)
∴x1+x2=x3+x4,∴=
,
∵k≠0,t≠0,∴化简得m2=2n2,…(12分)
求得椭圆E的离心率,…(13分)
∴椭圆C与椭圆E是相似椭圆.
解法二:设椭圆E的方程为,并设A(x1,y1),B(x2,y2),H(x3,y3),K(x4,y4).
∵A,B在椭圆C上,
∴且
,两式相减并恒等变形得
.…(8分)
由H,K在椭圆E上,仿前述方法可得.…(11分)
∵弦AB的中点与弦HK的中点重合,∴m2=2n2,…(12分)
求得椭圆E的离心率,…(13分)
∴椭圆C与椭圆E是相似椭圆.
已知椭圆+
=1,平面内一点P(2,1),M是椭圆上任意一点,F是椭圆右焦点.
(1)求|MP|+|MF|的最小值;
(2)F1为左焦点,M是椭圆上任意一点,求||+|
|的最大值和最小值.
正确答案
解:(1)椭圆
+
=1的a=5,b=3,则c=4,右准线l:x=
,
离心率为e=,由题意的第二定义,可知e=
,
则有|MP|+|MF|=|MP|+|MK|,
显然当M,P,K共线时,|MP|+|MK|最小,
过M作MD垂直于直线l,垂足为D,则最小值为:-2=
,
即有|MP|+|MF|的最小值为
;
(2)∵|MF1|+|MF|=2a=10,
∴|MF1|=10-|MF|,
则||+|
|=10-|MF|+|MP|=6+(|MP|-|MF|),
当点M位于M1时,|MP|-|MF|的差最小,其值为-|PF|=-
此时,||+|
|也得到最小值,其值为10-
;
当点M位于M2时,|MP|-|MF|的差最大,其值为|PF|=
此时||+|
|也得到最大值,其值为10+
.
解析
解:(1)椭圆
+
=1的a=5,b=3,则c=4,右准线l:x=
,
离心率为e=,由题意的第二定义,可知e=
,
则有|MP|+|MF|=|MP|+|MK|,
显然当M,P,K共线时,|MP|+|MK|最小,
过M作MD垂直于直线l,垂足为D,则最小值为:-2=
,
即有|MP|+|MF|的最小值为
;
(2)∵|MF1|+|MF|=2a=10,
∴|MF1|=10-|MF|,
则||+|
|=10-|MF|+|MP|=6+(|MP|-|MF|),
当点M位于M1时,|MP|-|MF|的差最小,其值为-|PF|=-
此时,||+|
|也得到最小值,其值为10-
;
当点M位于M2时,|MP|-|MF|的差最大,其值为|PF|=
此时||+|
|也得到最大值,其值为10+
.
已知焦点在x轴上的椭圆+
=1的长轴为4,焦距为2,过右焦点的直线l与椭圆交于A、B两点,|AB|=
,则直线l的倾斜角为______.
正确答案
或
解析
解:由题意可得a=2,c=1,b==
,
则椭圆方程为+
=1,
右焦点F(1,0),直线l方程设为y=k(x-1),
代入椭圆方程,可得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
x1+x2=,x1x2=
,
即有|x1-x2|==
,
则|AB|=•|x1-x2|=
=
,
解得k=±1,
即有tanα=±1(α为倾斜角),
即有α=或
.
故答案为:或
.
已知焦点在x轴上的双曲线的渐近线过椭圆和椭圆
(a≤1)的交点,则双曲线的离心率的取值范围是______.
正确答案
解析
解:两方程联立,可得
设双曲线的实轴长为2a′,虚轴长为2b′,则=
=
∴=1+
=
∵0<a≤1
∴
∴
故答案为:
设椭圆E:(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,已知椭圆E上的任意一点P,满足
•
的最小值为
a2,过F1作垂直于椭圆长轴的弦长为3.(参考公式:
•
=|
|•|
|cosθ=x1x2+y1y2)
(1)求椭圆E的方程;
(2)若过F1的直线交椭圆于A,B两点,求•
的取值范围.
正确答案
解:(1)设点P(x0,y0),则,
∴,
∵,
∴,∴a=2c,
又,∴
,∴
,a2=4,b2=3,
∴椭圆的方程为:;
(2)当过F1的直线AB的斜率不存在时,点A(-1,)B(-1,-
),则
•
=
;
当过F1的直线AB存在斜率时,设斜率为k,则直线AB的方程为y=k(x+1),设A(x1,y1),B(x2,y2),
由得:(4k2+3)x2+8k2x+4k2-12=0,
,
,
所以•
=(x1-1)(x2-1)+y1y2=
=+(k2+1)=
=
-
,
∵k2≥0,∴-3≤•
<
,
综上所述,∴-3≤•
≤
;
解析
解:(1)设点P(x0,y0),则,
∴,
∵,
∴,∴a=2c,
又,∴
,∴
,a2=4,b2=3,
∴椭圆的方程为:;
(2)当过F1的直线AB的斜率不存在时,点A(-1,)B(-1,-
),则
•
=
;
当过F1的直线AB存在斜率时,设斜率为k,则直线AB的方程为y=k(x+1),设A(x1,y1),B(x2,y2),
由得:(4k2+3)x2+8k2x+4k2-12=0,
,
,
所以•
=(x1-1)(x2-1)+y1y2=
=+(k2+1)=
=
-
,
∵k2≥0,∴-3≤•
<
,
综上所述,∴-3≤•
≤
;
已知双曲线(a>0)的右焦点与抛物线y2=8x焦点重合,则此双曲线的渐近线方程是( )
正确答案
解析
解:∵抛物线y2=8x的焦点是(2,0),∴c=2,a2=4-1=3,∴,∴
,
故选D.
与抛物线有共同焦点,且一条渐近线方程是x+
y=0的双曲线的方程是______.
正确答案
-
=1
解析
解:抛物线的焦点坐标(-2
,0),所以c=2
,双曲线的一条渐近线方程是x+
y=0,所以3b=
a.
a2+b2=12,解得a2=9,b2=3,所以双曲线方程为:-
=1.
故答案为:-
=1.
已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),若点P在抛物线C上运动,点Q在直线x+y+5=0上运动,则|PQ|的最小值为( )
正确答案
解析
解:因为y2=2px的焦点坐标为F(1,0),
所以p>0,且=1,解得p=2,
所以抛物线方程为y2=4x,
设与直线x+y+5=0平行的抛物线的切线方程为x+y+m=0,
由,得y2+4y+4m=0,
令△=0,即42-4×4m=0,解得m=1,
则切线方程为x+y+1=0,
两平行线间的距离d==2
,
即为|PQ|的最小值.
故选C.
若双曲线-
=1的渐近线与抛物线y2=2px(p>0)的准线相交于A,B两点,且△OAB(O为原点)为等边三角形,则p的值为______.
正确答案
4
解析
解:∵双曲线-
=1
∴综的渐近线方程是y=±
又抛物线y2=2px(p>0)的准线方程是x=-
故A,B两点的纵坐标分别是y=±
又△OAB(O为原点)为等边三角形,x轴是角AOB的角平分线
∴×
=
,得p=4
故答案为4
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