- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,椭圆C的短轴的一个端点P到焦点的距离为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知直线l:y=kx+与椭圆C交于A,B两点,是否存在实数k使得以线段AB为直径的圆恰好经过坐标原点O?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)∵椭圆的离心率为,椭圆C的短轴的一个端点P到焦点的距离为2,
∴
∴a=2,b=1
∴椭圆C的方程为;
(2)将y=kx+代入椭圆方程,可得
(4+k2)x2+x-1=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个根,
∴x1+x2=-,x1x2=-
由题意知:OA⊥OB,则x1x2+y1y2=0
又y1=kx1+,y2=kx2+
,
则x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2+k(x1+x2)+3=0,
∴(1+k2)•(-)+
k(-
)+3=0
∴k=±满足条件.
解析
解:(1)∵椭圆的离心率为,椭圆C的短轴的一个端点P到焦点的距离为2,
∴
∴a=2,b=1
∴椭圆C的方程为;
(2)将y=kx+代入椭圆方程,可得
(4+k2)x2+x-1=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个根,
∴x1+x2=-,x1x2=-
由题意知:OA⊥OB,则x1x2+y1y2=0
又y1=kx1+,y2=kx2+
,
则x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2+k(x1+x2)+3=0,
∴(1+k2)•(-)+
k(-
)+3=0
∴k=±满足条件.
已知椭圆的中心在原点,一个焦点F1(0,-2),且离心率e满足:
,e,
成等比数列.
(1)求椭圆方程;
(2)是否存在直线l,使l与椭圆交于不同的两点M、N,且线段MN恰被直线x=-平分.若存在,求出l的倾斜角的范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)依题意,∵,e,
成等比数列,∴e=
.
又F1(0,-2),c=2
,∴a=3,
∴b==1,
∴所求方程为x2+y2=1
(2)假设存在直线l,依题意l交椭圆所得弦MN被x=-平分,
∴直线l的斜率存在.
设直线l:y=kx+m,则
由消去y,整理得(k2+9)x2+2kmx+m2-9=0
∵l与椭圆交于不同的两点M,N,
∴△=4k2m2-4(k2+9)(m2-9)>0,即m2-k2-9<0①
设M(x1,y1),N(x2,y2),则
∴,∴m=
②
把②代入①式中得-(k2+9)<0
∴k>或k<-
∴直线l倾斜角α∈(,
)∪(
,
)
解析
解:(1)依题意,∵,e,
成等比数列,∴e=
.
又F1(0,-2),c=2
,∴a=3,
∴b==1,
∴所求方程为x2+y2=1
(2)假设存在直线l,依题意l交椭圆所得弦MN被x=-平分,
∴直线l的斜率存在.
设直线l:y=kx+m,则
由消去y,整理得(k2+9)x2+2kmx+m2-9=0
∵l与椭圆交于不同的两点M,N,
∴△=4k2m2-4(k2+9)(m2-9)>0,即m2-k2-9<0①
设M(x1,y1),N(x2,y2),则
∴,∴m=
②
把②代入①式中得-(k2+9)<0
∴k>或k<-
∴直线l倾斜角α∈(,
)∪(
,
)
在坐标平面上,圆C的圆心在原点且半径为2,已知直线l与圆C相交,则直线l与下列方程的图形一定相交的是( )
正确答案
解析
解:圆心在原点且半径为2的圆C的方程是x2+y2=4,
当直线l过二、三、四象限时,它不与y=x2相交,故A不正确;
∵包含x2+y2=4,∴与圆C相交的直线l一定和椭圆
相交,故B正确;
当直线l到原点的距离大于 3 小于2时,它不与x2+y2=3相交,故C不正确;
当直线l在三四象限平行于x轴时,它不与相交,故D不正确.
故选B.
(2015秋•宜春校级月考)设椭圆M:(a>b>0)的离心率与双曲线x2-y2=1的离心率互为倒数,且椭圆的长轴长为4.
(1)求椭圆M的方程;
(2)若直线y=x+m交椭圆M于A,B两点,P(1,
)为椭圆M上一点,求△PAB面积的最大值.
正确答案
解:(1)双曲线的离心率为,
由题意可得椭圆的离心率,
由2a=4,b2=a2-c2,得a=2,,
,
故椭圆M的方程为;
(2)联立方程,得
,
由,
得.且
,
所以,
=.
又P到直线AB的距离为,
所以
=.
当且仅当时取等号,
所以.
解析
解:(1)双曲线的离心率为,
由题意可得椭圆的离心率,
由2a=4,b2=a2-c2,得a=2,,
,
故椭圆M的方程为;
(2)联立方程,得
,
由,
得.且
,
所以,
=.
又P到直线AB的距离为,
所以
=.
当且仅当时取等号,
所以.
已知椭圆E:(a>b>0)与双曲线G:x
共焦点,F1,F2是双曲线的左、右焦点,P是椭圆E与双曲线G的一个交点,O为坐标原点,△PF1F2的周长为4
.
(1)求椭圆E的方程;
(2)已知动直线l与椭圆E恒有两个不同交点A,B,且,求△OAB面积的取值范围.
正确答案
解:(I)由双曲线G:知F1(-2,0),F2(2,0),
∴在椭圆E:中有c=2,
又△PF1F2的周长为4+4,
∵|PF1|+|PF2|=4=2a,
a=2,b2=a2-c2=4,
∴椭圆E的方程为,
(II)当直线l的斜率存在时,其方程可设为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),
解方程组,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0,
则△=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-8)=8(8k2-m2+4)>0,
即(8k2-m2+4)>0,
∴x1+x2=-,
,
要使,需使x1x2+y1y2=0,
即+
=0,
∴3m2-8k2-8=0,8k2-m2+4>0对于k∈R恒成立,
而原点到直线l的距离d=,
d2==
=
,d=
,
同时有=
=
=
=
,
∴|AB|==
=
,
①当k≠0时,|AB|=,
∵,∴
,
∴≤12,
∴<|AB|≤2
,当且仅当k=
时取”=”.
②当k=0时,|AB|=.
当直线l的斜率不存在时,直线为x=与椭圆
=1的两个交点为
或
满足
,
此时|AB|=,
综上,|AB|的取值范围为,
∴S△OAB==
|AB|∈
.
因此S△OAE∈.
解析
解:(I)由双曲线G:知F1(-2,0),F2(2,0),
∴在椭圆E:中有c=2,
又△PF1F2的周长为4+4,
∵|PF1|+|PF2|=4=2a,
a=2,b2=a2-c2=4,
∴椭圆E的方程为,
(II)当直线l的斜率存在时,其方程可设为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),
解方程组,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0,
则△=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-8)=8(8k2-m2+4)>0,
即(8k2-m2+4)>0,
∴x1+x2=-,
,
要使,需使x1x2+y1y2=0,
即+
=0,
∴3m2-8k2-8=0,8k2-m2+4>0对于k∈R恒成立,
而原点到直线l的距离d=,
d2==
=
,d=
,
同时有=
=
=
=
,
∴|AB|==
=
,
①当k≠0时,|AB|=,
∵,∴
,
∴≤12,
∴<|AB|≤2
,当且仅当k=
时取”=”.
②当k=0时,|AB|=.
当直线l的斜率不存在时,直线为x=与椭圆
=1的两个交点为
或
满足
,
此时|AB|=,
综上,|AB|的取值范围为,
∴S△OAB==
|AB|∈
.
因此S△OAE∈.
若抛物线y2=ax上恒有关于直线x+y-1=0对称的两点A,B,则a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
因为点A和B在抛物线上,所以有①
②
①-②得,.
整理得,
因为A,B关于直线x+y-1=0对称,所以kAB=1,即.
所以y1+y2=a.
设AB的中点为M(x0,y0),则.
又M在直线x+y-1=0上,所以.
则M().
因为M在抛物线内部,所以.
即,解得
.
所以a的取值范围是().
故选C.
抛物线y2=4x,直线l经过该抛物线的焦点F与抛物线交于A、B两点(A点在第一象限),且=4
,则三角形AOB(O为坐标原点)的面积为( )
正确答案
解析
解:抛物线y2=4x的焦点为(1,0),
设直线l为x=my+1,代入抛物线方程可得,
y2-4my-4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=4m,y1y2=-4,
由=4
,可得y1=-3y2,
由代入法,可得m2=,
又△AOB的面积为S=|OF|•|y1-y2|=
==
.
故选C.
已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l过点F且与抛物线交于A、B两点,若点A的横坐标为x0,则点F分有向线段所成的比为( )
正确答案
解析
解:设直线l的方程为:x=my+,(m≠0),
代入抛物线y2=2px(p>0),
得y2-2pmy-p2=0,
点F分有向线段所成的比为:
=
=
.
故选D.
已知抛物线C:y2=2px(p>0)上有一点Q(2,y0)到焦点F的距离为
.
(Ⅰ)求p及y0的值;
(Ⅱ)如图,设直线y=kx+b与抛物线交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),且|y1-y2|=2,过弦AB的中点M作垂直于y轴的直线与抛物线交于点D,连接AD,BD.试判断△ABD的面积是否为定值?若是,求出定值;否则,请说明理由.
正确答案
解:(I)由抛物线C:y2=2px(p>0),可得焦点,
∵抛物线上的点Q(2,y0)到焦点F的距离为.
∴,p=1.
∴y2=2x,
把Q(2,y0)代入抛物线方程,解得y0=±2.
(II)联立,得:k2x2+2(kb-1)x+b2=0(k≠0),△>0,即1-2kb>0,
,
.
=
,
∴1-2kb=k2,
,
,
∴△ABC的面积.
解析
解:(I)由抛物线C:y2=2px(p>0),可得焦点,
∵抛物线上的点Q(2,y0)到焦点F的距离为.
∴,p=1.
∴y2=2x,
把Q(2,y0)代入抛物线方程,解得y0=±2.
(II)联立,得:k2x2+2(kb-1)x+b2=0(k≠0),△>0,即1-2kb>0,
,
.
=
,
∴1-2kb=k2,
,
,
∴△ABC的面积.
如图,F是抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点,A是抛物线E上任意一点.现给出下列四个结论:
①以线段AF为直径的圆必与y轴相切;
②当点A为坐标原点时,|AF|为最短;
③若点B是抛物线E上异于点A的一点,则当直线AB过焦点F时,|AF|+|BF|取得最小值;
④点B、C是抛物线E上异于点A的不同两点,若|AF|、|BF|、|CF|成等差数列,则点A、B、C的横坐标亦成等差数列.
其中正确结论的个数是( )
正确答案
解析
解:①由已知抛物线y2=-2px(p>0)的焦点F(-,0),设A(x1,y1),则圆心坐标为(
,
),∴圆心到y轴的距离为
,圆的半径为
=
(
-x1),∴以线段FA为直径的圆与y轴相切.故①正确;
②设A(x,y),则|AF|=|x+|,∴x=0时,即当点A为坐标原点时,|AF|为最短,②正确;
③设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AF|+|BF|=x1+x2+p,A、B关于x轴对称时,|AF|+|BF|取得最小值,故③不正确;
④设点A、B、C的横坐标分别为a,b,c,则∵|AF|、|BF|、|CF|成等差数列,∴2|BF|=|AF|+|CF|,∴2(b+p)=(a+p)+(c+p),∴2b=a+c,∴点A、B、C的横坐标亦成等差数列,故④正确.
综上知,正确结论的个数是3个
故选C.
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