- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆的左焦点为F1(-1,0),且椭圆C的离心率
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆C的上下顶点分别为A1,A2,Q是椭圆C上异于A1,A2的任一点,直线QA1,QA2分别交x轴于点S,T,证明:|OS|•|OT|为定值,并求出该定值;
(3)在椭圆C上,是否存在点M(m,n),使得直线l:mx+ny=2与圆相交于不同的两点A、B,且△OAB的面积最大?若存在,求出点M的坐标及对应的△OAB的面积;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)由题意:,解得:
所以椭圆C:;
(2)由(1)可知,设Q(x0,y0),
直线QA1:,令y=0,得
;
直线QA2:,令y=0,得
;
则,
而,所以
,
所以;
(3)假设存在点M(m,n)满足题意,则,即
.
设圆心到直线l的距离为d,则,且
.
所以.
所以.
因为,所以
,所以
.
所以.
当且仅当,即
时,S△OAB取得最大值
.
由,解得
.
所以或
或
或
.
所以存在点M满足题意,点M的坐标为
或
.
此时△OAB的面积为.
解析
解:(1)由题意:,解得:
所以椭圆C:;
(2)由(1)可知,设Q(x0,y0),
直线QA1:,令y=0,得
;
直线QA2:,令y=0,得
;
则,
而,所以
,
所以;
(3)假设存在点M(m,n)满足题意,则,即
.
设圆心到直线l的距离为d,则,且
.
所以.
所以.
因为,所以
,所以
.
所以.
当且仅当,即
时,S△OAB取得最大值
.
由,解得
.
所以或
或
或
.
所以存在点M满足题意,点M的坐标为
或
.
此时△OAB的面积为.
某同学的作业不小心被墨水玷污,经仔细辨认,整理出以下两条有效信息:①题目:“在平面直角坐标系xoy中,已知椭圆x2+2y2=1的左顶点为A,过点A作两条斜率之积为2的射线与椭圆交于B,C,…”
②解:设AB的斜率为k,…点B(,
),D(-
,0),…据此,请你写出直线CD的斜率为______.(用k表示)
正确答案
解析
解:椭圆x2+2y2=1的左顶点为A(-1,0),过点A作两条斜率之积为2的射线,
设直线AB的斜率为k,则直线AC的斜率为,
由题意可得点B(,
),D(-
,0),
则将k换成,可得点C(
,
),
则直线CD的斜率为
=
.
故答案为:.
曲线C1的极坐标方程为ρcos2θ=sinθ,曲线C2的参数方程为(t为参数),以极点为原点,极轴为x轴正半轴建立平面直角坐标系,则曲线C1上的点与曲线C2上的点最近的距离为( )
正确答案
解析
解:曲线C1的极坐标方程为ρcos2θ=sinθ,普通方程为:y=x2,
曲线C2的参数方程为(t为参数),的普通方程为:x-y-2=0.
与直线平行的直线与抛物线相切时,切点到直线的距离最小,就是曲线C1上的点与曲线C2上的点最近的距离.
y′=2x,设切点为(a,b),∴2a=1,切点为(,
).
曲线C1上的点与曲线C2上的点最近的距离为:=
.
故选:D.
以双曲线的顶点为焦点,焦点为长轴的顶点的椭圆的准线方程为( )
正确答案
解析
解:双曲线 的顶点为(0,-4)和(0,4),焦点为(0,-5)和(0,5).
∴椭圆的焦点坐标是(0,-4)和(0,4),顶点为(0,-5)和(0,5).
∴椭圆方程为 .
∴椭圆的准线方程为
故选D.
已知椭圆、抛物线、双曲线的离心率构成一个等比数列且它们有一个公共的焦点(4,0),其中双曲线的一条渐近线方程为y=x,求三条曲线的标准方程.
正确答案
解:因为双曲线的焦点在x轴上,故其方程可设为-
=1(a>0.b>0)
又因为它的一条渐近线方程为y=x,所以
=
,
所以e==2,
因为c=4,所以a=2,b=a=2
,(4分)
所以双曲线方程为.(6分)
因为椭圆、抛物线、双曲线的离心率构成一个等比数列,所以这个等比数列的中间项一定是抛物线的离心率1,由等比数列性质可得椭圆和双曲线的离心率互为倒数,因此,椭圆的离心率为,(10分)
设椭圆方程为(a1>b1>0),则c=4,a1=8,b12=82-42=48.
所以椭圆的方程为,易知抛物线的方程为y2=16x.(12分)
解析
解:因为双曲线的焦点在x轴上,故其方程可设为-
=1(a>0.b>0)
又因为它的一条渐近线方程为y=x,所以
=
,
所以e==2,
因为c=4,所以a=2,b=a=2
,(4分)
所以双曲线方程为.(6分)
因为椭圆、抛物线、双曲线的离心率构成一个等比数列,所以这个等比数列的中间项一定是抛物线的离心率1,由等比数列性质可得椭圆和双曲线的离心率互为倒数,因此,椭圆的离心率为,(10分)
设椭圆方程为(a1>b1>0),则c=4,a1=8,b12=82-42=48.
所以椭圆的方程为,易知抛物线的方程为y2=16x.(12分)
直线与椭圆
相切,则t=______.
正确答案
解析
解:直线与椭圆C:
相切
只有一组解
即2x2-10tx+25t2-25=0只有一个根
△=100t2-200(t2-1)=0
解可得 t=
故答案为:
(2015秋•哈尔滨校级月考)已知焦点为(0,1),(0,-1)的椭圆C与直线l:y=-x+1交于 A,B两点,M为 A B的中点,直线 O M的斜率为2.焦点在y轴上的椭圆 E过定点(1,4),且与椭圆C有相同的离心率.过椭圆C上一点作直线y=kx+m(m≠0)交椭圆 E于 M,N两点.
(I)求椭圆C和椭圆 E的标准方程;
(II)求△OMN面积的最大值.
正确答案
解:(I)设椭圆C:+
=1(a1>b1>0),
由题意可得c1=1,
将直线y=1-x代入椭圆C的方程,可得,(a12+b12)x2-2b12x+b12-a12b12=0,
即有x1+x2=,则中点M的坐标为(
,
),
由题意可得kOM==2,又a12-b12=1,解方程可得a12=2,b12=1,即有椭圆
;
设椭圆E:+
=1,由题意可得
+
=1,又e=
=
,c22=a22-b22,
解方程可得a2=3,b2=3,即有椭圆
;
(II)设(x0,y0)为椭圆C上一点,
可设x0=cosα,y0=sinα,0≤α<2π,
由直线y=kx+m过(x0,y0),可得m=kx0-y0=kcosα-sinα,可得|m|≤
,
由y=kx+m代入椭圆E的方程,可得(2+k2)x2+2kmx+m2-18=0,
可得x1+x2=-,x1x2=
,
∴|MN|=•
,
O到直线y=kx+m的距离d=,即有△OMN的面积为S=
d•|MN|=|m|•
,
由S2=-
=-2(
-
)2+
,
由m2≤2+k2,可得≤1,
即有S2的最大值为-2(1-)2+
=16,
则△OMN的面积的最大值为4.
解析
解:(I)设椭圆C:+
=1(a1>b1>0),
由题意可得c1=1,
将直线y=1-x代入椭圆C的方程,可得,(a12+b12)x2-2b12x+b12-a12b12=0,
即有x1+x2=,则中点M的坐标为(
,
),
由题意可得kOM==2,又a12-b12=1,解方程可得a12=2,b12=1,即有椭圆
;
设椭圆E:+
=1,由题意可得
+
=1,又e=
=
,c22=a22-b22,
解方程可得a2=3,b2=3,即有椭圆
;
(II)设(x0,y0)为椭圆C上一点,
可设x0=cosα,y0=sinα,0≤α<2π,
由直线y=kx+m过(x0,y0),可得m=kx0-y0=kcosα-sinα,可得|m|≤
,
由y=kx+m代入椭圆E的方程,可得(2+k2)x2+2kmx+m2-18=0,
可得x1+x2=-,x1x2=
,
∴|MN|=•
,
O到直线y=kx+m的距离d=,即有△OMN的面积为S=
d•|MN|=|m|•
,
由S2=-
=-2(
-
)2+
,
由m2≤2+k2,可得≤1,
即有S2的最大值为-2(1-)2+
=16,
则△OMN的面积的最大值为4.
已知椭圆以坐标原点为中心,坐标轴为对称轴,以抛物线y2=16x的焦点为其中一个焦点,以双曲线=1的焦点为顶点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若E,F是椭圆上关于原点对称的两点,P是椭圆上任意一点,则当直线PE,PF的斜率都存在,并记为kPE、kPF时,kPE•kPF是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
正确答案
解:(1)由抛物线y2=16x的焦点为(4,0),可得c=4,
∴可设椭圆的标准方程为+
=1,
双曲线=1的焦点(±5,0)为顶点,
即有a=5,
∴b2=25-16=9,
故椭圆的标准方程为+
=1.
(2)设E、F是椭圆上关于原点对称点,设E(m,n),则F(-m,-n),
设P点坐标为(x,y),则+
=1,
+
=1.
两式相减可得,+
=0,
即为=-
,
又kPE=,kPF=
,
则kPE•kPF==-
,
∴kPE•kPF为定值,且为-.
解析
解:(1)由抛物线y2=16x的焦点为(4,0),可得c=4,
∴可设椭圆的标准方程为+
=1,
双曲线=1的焦点(±5,0)为顶点,
即有a=5,
∴b2=25-16=9,
故椭圆的标准方程为+
=1.
(2)设E、F是椭圆上关于原点对称点,设E(m,n),则F(-m,-n),
设P点坐标为(x,y),则+
=1,
+
=1.
两式相减可得,+
=0,
即为=-
,
又kPE=,kPF=
,
则kPE•kPF==-
,
∴kPE•kPF为定值,且为-.
以抛物线的焦点F为右焦点,且两条渐近线是
的双曲线方程为______.
正确答案
解析
解:设双曲线方程为:,
由双曲线渐近线方程可知 ①
因为抛物线的焦点为(2
,0),所以c=2
②
又c2=a2+b2③
联立①②③,解得a2=9,b2=3,
所以双曲线的方程为 .
故答案为:.
已知焦点在x轴上的土元D:+
=1,的离心率为
,F1,F2分别为左、右焦点,过点P(3,0)作直线交椭圆D于A,B(B在P,A两点之间)两点,且F1A∥F2B,A关于原点O的对称点C.
(1)求椭圆D的方程;
(2)求直线PA的方程;
(3)过F2任作一直线交过A,F1,C三点的圆于E,F两点,求△OEF面积的取值范围.
正确答案
解:(1)∵椭圆D:+
=1的离心率为
,∴
,解得:m=2.
∴椭圆的方程为:;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B的坐标满足方程组,
把②代入①得:(2+3k2)x2-18k2x+27k2-6=0.
∴.
∵F1A∥F2B,∴,
,
∴(x1-3,y1)=2(x2-3,y2),即x1-2x2=-3.
解,得
,
代入,得
,即
.
∴直线PA的方程为:;
(3)由(2)知x1=0,即A(0,)(或A(0,-
)),
∵A与C关于原点对称,∴C(0,-)(或C(0,
)),
设过A,F1,C三点的圆为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则,解得
.
∴圆的方程为x2+y2-x-2=0.
设过F2的直线EF为x=ny+1,则.
原点O到直线EF的距离为d=.
∴.
令1+n2=t,则t≥1,0.
∴S△OEF=.
∴.
解析
解:(1)∵椭圆D:+
=1的离心率为
,∴
,解得:m=2.
∴椭圆的方程为:;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B的坐标满足方程组,
把②代入①得:(2+3k2)x2-18k2x+27k2-6=0.
∴.
∵F1A∥F2B,∴,
,
∴(x1-3,y1)=2(x2-3,y2),即x1-2x2=-3.
解,得
,
代入,得
,即
.
∴直线PA的方程为:;
(3)由(2)知x1=0,即A(0,)(或A(0,-
)),
∵A与C关于原点对称,∴C(0,-)(或C(0,
)),
设过A,F1,C三点的圆为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则,解得
.
∴圆的方程为x2+y2-x-2=0.
设过F2的直线EF为x=ny+1,则.
原点O到直线EF的距离为d=.
∴.
令1+n2=t,则t≥1,0.
∴S△OEF=.
∴.
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