- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,直线x+y+1=0与以椭圆C的右焦点为圆心,以
b为半径的圆相切.
(1)求椭圆的方程.
(2)若过椭圆C的右焦点F作直线L交椭圆C于A,B两点,交y轴于M点,且,求证:λ1+λ2为定值.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意:以椭圆C的右焦点为圆心,以b为半径的圆的方程为(x-c)2+y2=2b2,
∴圆心到直线x+y+1=0的距离d=…*
∵椭圆C:,a>b>0的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,
b=c,代入*式得b=1
∴a==
,
故所求椭圆方程为.…(4分)
(Ⅱ)由题意:直线L的斜率存在,
∴设直线L方程为y=k(x-1),
则M(0,-k),F(1,0)
将直线方程代入椭圆方程得:(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0…(6分)
设A(x1,y1),B(x2,y2)
则…①…(8分)
由,∴
,
,
即:,…(10分)
=
=-4
∴λ1+λ2=-4(定值)…(12分)
解析
解:(Ⅰ)由题意:以椭圆C的右焦点为圆心,以b为半径的圆的方程为(x-c)2+y2=2b2,
∴圆心到直线x+y+1=0的距离d=…*
∵椭圆C:,a>b>0的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,
b=c,代入*式得b=1
∴a==
,
故所求椭圆方程为.…(4分)
(Ⅱ)由题意:直线L的斜率存在,
∴设直线L方程为y=k(x-1),
则M(0,-k),F(1,0)
将直线方程代入椭圆方程得:(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0…(6分)
设A(x1,y1),B(x2,y2)
则…①…(8分)
由,∴
,
,
即:,…(10分)
=
=-4
∴λ1+λ2=-4(定值)…(12分)
在平面直角坐标系xOy中,过点P(-4,0)作直线交椭圆C:
+
=1(a>0)于A,B两点,设点B关于x轴的对称点为B′,点F(-1,0)为椭圆C的左焦点,且
=λ
(λ>1).
(1)求实数a的值;
(2)若λ=2,求线段BB′的长;
(3)证明:=λ
.
正确答案
解:(1)依题意,c=1,
又c2=a2-b2,其中b2=3,
∴a=2.
(2)当λ=2时,,即A为PB的中点,
设A(x0,y0),则B(2x0+4,2y0),
此时,且
,
解得,
,
∴线段BB′的长为;
(3)设A(x1,y1),B(x2,y2),则B′(x2,-y2),
由=λ
得(x2+4,y2)=λ(x1+4,y1),则x2+4=λ(x1+4),y2=λy1,①
又,
③-②×λ2得
+
=1-λ2,④
将①代入④得-1-x2-λ(x1+1)=0,
则=(-1-x2-λ(x1+1),y2-λy1)=(0,0),即证明
=λ
.
解析
解:(1)依题意,c=1,
又c2=a2-b2,其中b2=3,
∴a=2.
(2)当λ=2时,,即A为PB的中点,
设A(x0,y0),则B(2x0+4,2y0),
此时,且
,
解得,
,
∴线段BB′的长为;
(3)设A(x1,y1),B(x2,y2),则B′(x2,-y2),
由=λ
得(x2+4,y2)=λ(x1+4,y1),则x2+4=λ(x1+4),y2=λy1,①
又,
③-②×λ2得
+
=1-λ2,④
将①代入④得-1-x2-λ(x1+1)=0,
则=(-1-x2-λ(x1+1),y2-λy1)=(0,0),即证明
=λ
.
若圆C过点M(0,1)且与直线l:y=-1相切,设圆心C的轨迹为曲线E,A、B为曲线E上的两点,点.
(Ⅰ)求曲线E的方程;
(Ⅱ)若t=6,直线AB的斜率为,过A、B两点的圆N与抛物线在点A处共同的切线,求圆N的方程;
(Ⅲ)分别过A、B作曲线E的切线,两条切线交于点Q,若点Q恰好在直线l上,求证:t与均为定值.
正确答案
【解】(Ⅰ)依题意,点C到定点M的距离等于到定直线l的距离,所以点C的轨迹为抛物线,曲线E的方程为x2=4y.
(Ⅱ)直线AB的方程是,即x-2y+12=0.
由及
知
,得A(6,9)和B(-4,4)
由x2=4y得,
.
所以抛物线x2=4y在点A处切线的斜率为y‘|x=6=3.
直线NA的方程为,即
.①
线段AB的中点坐标为,线段AB中垂线方程为
,即
.②
由①、②解得.
于是,圆C的方程为,
即.
(Ⅲ)设,
,Q(a,1).过点A的切线方程为
,
即x12-2ax1-4=0.同理可得x22-2ax2-4=0,所以x1+x2=2a,x1x2=-4.
又=
,所以直线AB的方程为
,
即,亦即
,所以t=1.
而,
,
所以
=
=.
解析
【解】(Ⅰ)依题意,点C到定点M的距离等于到定直线l的距离,所以点C的轨迹为抛物线,曲线E的方程为x2=4y.
(Ⅱ)直线AB的方程是,即x-2y+12=0.
由及
知
,得A(6,9)和B(-4,4)
由x2=4y得,
.
所以抛物线x2=4y在点A处切线的斜率为y‘|x=6=3.
直线NA的方程为,即
.①
线段AB的中点坐标为,线段AB中垂线方程为
,即
.②
由①、②解得.
于是,圆C的方程为,
即.
(Ⅲ)设,
,Q(a,1).过点A的切线方程为
,
即x12-2ax1-4=0.同理可得x22-2ax2-4=0,所以x1+x2=2a,x1x2=-4.
又=
,所以直线AB的方程为
,
即,亦即
,所以t=1.
而,
,
所以
=
=.
已知椭圆中心在原点,焦点在x轴上,离心率,过椭圆的右焦点且垂直于长轴的弦长为
.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)已知直线l与椭圆相交于P,Q两点,O为原点,且.试探究点O到直线l的距离是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,说明理由.
正确答案
解析
解 (Ⅰ)设椭圆方程为(a>b>0),
∵e=,∴
=
,
∵过椭圆的右焦点且垂直于长轴的弦长为,
∴=
,
联立,解得
,b=c=1.
故椭圆的方程为+y2=1.
(Ⅱ)当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=kx+m,点P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立化为(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0,
∴x1+x2=-,x1x2=
,
于是y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=k2•+km•
+m2=
.
∵,
∴x1x2+y1y2=+
=0,
即3m2-2k2-2=0,
∴m2=.
设原点O到直线l的距离为d,
则d=═
=
.
当直线l的斜率不存在时,原点O到直线l的距离仍为.
综上所述,点O到直线l的距离为定值.
在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,直线y=x被椭圆C截得的线段长为
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过原点的直线与椭圆C交于A,B两点(A,B不是椭圆C的顶点).点D在椭圆C上,且AD⊥AB,直线BD与x轴、y轴分别交于M,N两点.
(i)设直线BD,AM的斜率分别为k1,k2,证明存在常数λ使得k1=λk2,并求出λ的值;
(ii)求△OMN面积的最大值.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意知,,则a2=4b2.
∴椭圆C的方程可化为x2+4y2=a2.
将y=x代入可得,
因此,解得a=2.
则b=1.
∴椭圆C的方程为;
(Ⅱ)(i)设A(x1,y1)(x1y1≠0),D(x2,y2),
则B(-x1,-y1).
∵直线AB的斜率,
又AB⊥AD,
∴直线AD的斜率.
设AD方程为y=kx+m,
由题意知k≠0,m≠0.
联立,得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0.
∴.
因此.
由题意可得.
∴直线BD的方程为.
令y=0,得x=3x1,即M(3x1,0).
可得.
∴,即
.
因此存在常数使得结论成立.
(ii)直线BD方程为,
令x=0,得,即N(
).
由(i)知M(3x1,0),
可得△OMN的面积为S==
.
当且仅当时等号成立.
∴△OMN面积的最大值为.
解析
解:(Ⅰ)由题意知,,则a2=4b2.
∴椭圆C的方程可化为x2+4y2=a2.
将y=x代入可得,
因此,解得a=2.
则b=1.
∴椭圆C的方程为;
(Ⅱ)(i)设A(x1,y1)(x1y1≠0),D(x2,y2),
则B(-x1,-y1).
∵直线AB的斜率,
又AB⊥AD,
∴直线AD的斜率.
设AD方程为y=kx+m,
由题意知k≠0,m≠0.
联立,得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0.
∴.
因此.
由题意可得.
∴直线BD的方程为.
令y=0,得x=3x1,即M(3x1,0).
可得.
∴,即
.
因此存在常数使得结论成立.
(ii)直线BD方程为,
令x=0,得,即N(
).
由(i)知M(3x1,0),
可得△OMN的面积为S==
.
当且仅当时等号成立.
∴△OMN面积的最大值为.
已知椭圆C的对称轴为坐标轴,一个焦点为,点
在椭圆C上
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程
(Ⅱ)已知直线l:2x-y-2=0与椭圆C交于A,B两点,求△MAB的面积
(Ⅲ)设P为椭圆C上一点,若∠PMF=90°,求P点的坐标.
正确答案
解:(Ⅰ)∵椭圆C的对称轴为坐标轴,一个焦点为,
可设椭圆C的方程为
将点代入方程得
解得a2=4或a2=1(舍去)
∴椭圆C的标准方程为
(Ⅱ)联立直线l与椭圆C的方程
解得,
即A(0,-2),B(
,
)
∴|AB|=
点到直线l的距离d=
∴=
(Ⅲ)设直线FM的斜率为k,则k==
∵直线PM垂直于直线FM
∵直线PM的斜率为-=-
故直线PM的方程为y=-(x-5)
代入椭圆方程得17x2-10x-7=0,解得x=1或x=-
∴点P的坐标为(-,
)
解析
解:(Ⅰ)∵椭圆C的对称轴为坐标轴,一个焦点为,
可设椭圆C的方程为
将点代入方程得
解得a2=4或a2=1(舍去)
∴椭圆C的标准方程为
(Ⅱ)联立直线l与椭圆C的方程
解得,
即A(0,-2),B(
,
)
∴|AB|=
点到直线l的距离d=
∴=
(Ⅲ)设直线FM的斜率为k,则k==
∵直线PM垂直于直线FM
∵直线PM的斜率为-=-
故直线PM的方程为y=-(x-5)
代入椭圆方程得17x2-10x-7=0,解得x=1或x=-
∴点P的坐标为(-,
)
在直角坐标平面中,△ABC的两个顶点为A(0,-1),B(0,1)平面内两点G、M同时满足①,②
=
=
,③
∥
(1)求顶点C的轨迹E的方程
(2)设P、Q、R、N都在曲线E上,定点F的坐标为(,0),已知
∥
,
∥
且
•
=0.求四边形PRQN面积S的最大值和最小值.
正确答案
解:(1)设C(x,y),
∵,
由①知,
∴G为△ABC的重心,
∴G(,
)
由②知M是△ABC的外心,
∴M在x轴上.
由③知M(,0),
由得
化简整理得:(x≠0)
(2)F(,0)恰为
的右焦点
设PQ的斜率为k≠0且k≠±,
则直线PQ的方程为y=k(x-)
由
设P(x1,y1),Q(x2,y2)
则x1+x2=,x1•x2=
;
则|PQ|=•
=•
=
∵RN⊥PQ,把k换成
得|RN|=
∴S=|PQ|•|RN|
==
)
∴∵
≥2,
∴≥16,
∴≤S<2,(当k=±1时取等号)
又当k不存在或k=0时S=2
综上可得≤S≤2,
∴Smax=2,Smin=
解析
解:(1)设C(x,y),
∵,
由①知,
∴G为△ABC的重心,
∴G(,
)
由②知M是△ABC的外心,
∴M在x轴上.
由③知M(,0),
由得
化简整理得:(x≠0)
(2)F(,0)恰为
的右焦点
设PQ的斜率为k≠0且k≠±,
则直线PQ的方程为y=k(x-)
由
设P(x1,y1),Q(x2,y2)
则x1+x2=,x1•x2=
;
则|PQ|=•
=•
=
∵RN⊥PQ,把k换成
得|RN|=
∴S=|PQ|•|RN|
==
)
∴∵
≥2,
∴≥16,
∴≤S<2,(当k=±1时取等号)
又当k不存在或k=0时S=2
综上可得≤S≤2,
∴Smax=2,Smin=
如图,已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的右准线l的方程为x=
,焦距为2
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过定点B(1,0)作直线l与椭圆C交于P,Q(异与椭圆C的左、右顶点A1,A2两点),设直线PA1与直线QA2相交于点M.
①若M(4,2),试求点P,Q的坐标;
②求证:点M始终在一条定直线上.
正确答案
解:(1)由,得
,所以椭圆C的方程为
+y2=1.
(2)①因为A1(-2,0),A2(2,0),M(4,2),
所以MA1的方程为y=(x+2),代入x2+4y2=4,
x2-4+4[(x+2)]2=0,即(x+2)[(x-2)+
(x+2)]=0
因为A1的横坐标为-2,所以xP=,则yP=
,
所以点P的坐标为(,
).
同理可得点Q的坐标为(,-
).
②证明:设点M(x0,y0),由题意xM≠±2.因为A1(-2,0),A2(2,0),
所以直线MA1的方程为y=(x+2),代入x2+4y2=4,
得x2-4+4[(x+2)]2=0,即(x+2)[(x-2)+
(x+2)]=0
因为A1的横坐标为-2,
所以xP==
-2,则yP=
,
故点P的坐标为(-2,
),
同理可得点Q的坐标为(+2,
)
因为P,Q,B三点共线,所以kPB=kQB,=
.
所以=
,即
=
,
由题意,y0≠0,所以=
,
即3(x0+2)(x0-2)2-4(x0+2)y02=(x0-2)(x0+2)2-12(x0-2)y02,
所以(x0-4)(+y02-1)=0,则x0-4=0或
+y02=1.
若+y02=1,则点M在椭圆上,P,Q,M为同一点,不合题意.
所以xM=4,即点M始终在定直线x=4上.
解析
解:(1)由,得
,所以椭圆C的方程为
+y2=1.
(2)①因为A1(-2,0),A2(2,0),M(4,2),
所以MA1的方程为y=(x+2),代入x2+4y2=4,
x2-4+4[(x+2)]2=0,即(x+2)[(x-2)+
(x+2)]=0
因为A1的横坐标为-2,所以xP=,则yP=
,
所以点P的坐标为(,
).
同理可得点Q的坐标为(,-
).
②证明:设点M(x0,y0),由题意xM≠±2.因为A1(-2,0),A2(2,0),
所以直线MA1的方程为y=(x+2),代入x2+4y2=4,
得x2-4+4[(x+2)]2=0,即(x+2)[(x-2)+
(x+2)]=0
因为A1的横坐标为-2,
所以xP==
-2,则yP=
,
故点P的坐标为(-2,
),
同理可得点Q的坐标为(+2,
)
因为P,Q,B三点共线,所以kPB=kQB,=
.
所以=
,即
=
,
由题意,y0≠0,所以=
,
即3(x0+2)(x0-2)2-4(x0+2)y02=(x0-2)(x0+2)2-12(x0-2)y02,
所以(x0-4)(+y02-1)=0,则x0-4=0或
+y02=1.
若+y02=1,则点M在椭圆上,P,Q,M为同一点,不合题意.
所以xM=4,即点M始终在定直线x=4上.
已知椭圆,离心率
,且过点
,
(1)求椭圆方程;
(2)Rt△ABC以A(0,b)为直角顶点,边AB,BC与椭圆交于B,C两点,求△ABC面积的最大值.
正确答案
解:(1)由,即
=
,又a2-b2=c2,得a=3b,
把点带入椭圆方程可得:
,
所以椭圆方程为:;
(2)不妨设AB的方程y=kx+1,
则AC的方程为.
由得:(1+9k2)x2+18kx=0
,
k用代入,可得
,
从而有,
于是 .
令,有
,
当且仅当,
.
解析
解:(1)由,即
=
,又a2-b2=c2,得a=3b,
把点带入椭圆方程可得:
,
所以椭圆方程为:;
(2)不妨设AB的方程y=kx+1,
则AC的方程为.
由得:(1+9k2)x2+18kx=0
,
k用代入,可得
,
从而有,
于是 .
令,有
,
当且仅当,
.
椭圆C:=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,离心率为
,过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为l
(1)求椭圆C的方程;
(2)点P是椭圆C上除长轴端点外的任一点,过点P作斜率为k的直线l,使得l与椭圆C有且只有一个公共点,设直线PF1,PF2的斜率分别为k1,k2,若k≠0,试证明:为定值,并求出这个定值.
正确答案
(1)解:∵c2=a2-b2,∴将x=-c代入椭圆方程=1,得y=±
.
∵过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为l,
∴=1,即a=2b2.…(2分)
∵离心率e==
,…(4分)
∴a=2,b=1.…(5分)
∴椭圆C的方程为+y2=1.…(6分)
(2)证明:设P(x0,y0)(y0≠0),则直线l的方程为y-y0=k(x-x0).
联立,…(8分)
整理得(1+4k2)x2+8(ky0-k2x0)x+4(y02-2kx0y0+k2x02-1)=0.
由题意知△=0,即(4-x02)k2+2x0y0k+1-y02=0.…(10分)
又+y02=1,
∴16y02k2+8x0y0k+x02=0,
∴k=-.…(12分)
由(2)知=
+
=
,…(15分)
∴=(
)•
=-8,
∴为定值,这个定值为-8.…(16分)
解析
(1)解:∵c2=a2-b2,∴将x=-c代入椭圆方程=1,得y=±
.
∵过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为l,
∴=1,即a=2b2.…(2分)
∵离心率e==
,…(4分)
∴a=2,b=1.…(5分)
∴椭圆C的方程为+y2=1.…(6分)
(2)证明:设P(x0,y0)(y0≠0),则直线l的方程为y-y0=k(x-x0).
联立,…(8分)
整理得(1+4k2)x2+8(ky0-k2x0)x+4(y02-2kx0y0+k2x02-1)=0.
由题意知△=0,即(4-x02)k2+2x0y0k+1-y02=0.…(10分)
又+y02=1,
∴16y02k2+8x0y0k+x02=0,
∴k=-.…(12分)
由(2)知=
+
=
,…(15分)
∴=(
)•
=-8,
∴为定值,这个定值为-8.…(16分)
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