- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,其左准线与x轴相交于点N,并且满足,
.
(1)求此椭圆的方程;
(2)设A、B是这个椭圆上的两点,并且满足,当
时,求直线AB的斜率的取值范围.
正确答案
解:(1)由于,∴
(3分)
解得,从而所求椭圆的方程为
.(5分)
(2)∵三点共线,而点N的坐标为(-2,0).
设直线AB的方程为y=k(x+2),
其中k为直线AB的斜率,依条件知k≠0.
由消去x得
,
即.(6分)
根据条件可知
解得.(7分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则根据韦达定理,得
又由,得(x1+2,y1)=λ(x2+2,y2)
∴从而
消去y2得.(10分)
令,任取
,则
=
.∴φ(λ)是区间
上的减函数,(12分)
从而,
即,∴
,
解得或
,适合0<|k|<
.
因此直线AB的斜率的取值范围是.(14分)
解析
解:(1)由于,∴
(3分)
解得,从而所求椭圆的方程为
.(5分)
(2)∵三点共线,而点N的坐标为(-2,0).
设直线AB的方程为y=k(x+2),
其中k为直线AB的斜率,依条件知k≠0.
由消去x得
,
即.(6分)
根据条件可知
解得.(7分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则根据韦达定理,得
又由,得(x1+2,y1)=λ(x2+2,y2)
∴从而
消去y2得.(10分)
令,任取
,则
=
.∴φ(λ)是区间
上的减函数,(12分)
从而,
即,∴
,
解得或
,适合0<|k|<
.
因此直线AB的斜率的取值范围是.(14分)
下列四个命题:
①等轴双曲线的离心率为;
②双曲线的渐近线方程为
;
③抛物线2y2=x的准线方程为;
④方程2x2-5x+2=0的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率.
其中真命题的序号是______.(写出所有真命题的序号)
正确答案
①③④
解析
解:对于①,等轴双曲线中a=b,c=,离心率为
,①对
对于②的渐近线方程为
即
,②不对
对于③抛物线2y2=x即,其准线方程为
,③对
对于④,方程2x2-5x+2=0的两根为,可分别作为椭圆和双曲线的离心率,④对
故答案为:①③④
设椭圆M:的离心率为
,点A(a,0),B(0,-b),原点O到直线AB的距离为
.
(I)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)设点C为(-a,0),点P在椭圆M上(与A、C均不重合),点E在直线PC上,若直线PA的方程为y=kx-4,且,试求直线BE的方程.
正确答案
解:(I)由=
=1-
=
,
得a=b,
由点A(a,0),B(0,-b),
知直线AB的方程为,
于是可得直线AB的方程为x-y-
b=0,
因此=
=
,
解得b=,b2=2,a2=4,
∴椭圆M的方程为.
(Ⅱ)由(I)知A、B的坐标依次为(2,0)、(0,-),
∵直线PA经过点A(2,0),
∴0=2k-4,得k=2,
即得直线PA的方程为y=2x-4,
因为,
所以kCP•kBE=-1,即,
设P的坐标为(x0,y0),
由
,得P(
),
则,∴kBE=4,
又点B的坐标为(0,-),
因此直线BE的方程为y=4x-.
解析
解:(I)由=
=1-
=
,
得a=b,
由点A(a,0),B(0,-b),
知直线AB的方程为,
于是可得直线AB的方程为x-y-
b=0,
因此=
=
,
解得b=,b2=2,a2=4,
∴椭圆M的方程为.
(Ⅱ)由(I)知A、B的坐标依次为(2,0)、(0,-),
∵直线PA经过点A(2,0),
∴0=2k-4,得k=2,
即得直线PA的方程为y=2x-4,
因为,
所以kCP•kBE=-1,即,
设P的坐标为(x0,y0),
由
,得P(
),
则,∴kBE=4,
又点B的坐标为(0,-),
因此直线BE的方程为y=4x-.
已知椭圆的右焦点为F,上顶点为A,P为C1上任一点,MN是圆C2:x2+(y-3)2=1的一条直径,若与AF平行且在y轴上的截距为
的直线l恰好与圆C2相切.
(Ⅰ)已知椭圆C1的离心率;
(Ⅱ)若的最大值为49,求椭圆C1的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意可知直线l的方程为,
因为直线与圆c2:x2+(y-3)2=1相切,所以,即a2=2c2,
从而;(6分)
(Ⅱ)设P(x,y)、圆C2的圆心记为C2,则(c>0),又
=x2+(3-y)2-1=-(y+3)2+2c2+17(-c≤y≤c).(8分)
当,解得c=4,此时椭圆方程为
;
当0<c<3时,
解得c=5但
,故舍去.
综上所述,椭圆的方程为.(14分)
解析
解:(Ⅰ)由题意可知直线l的方程为,
因为直线与圆c2:x2+(y-3)2=1相切,所以,即a2=2c2,
从而;(6分)
(Ⅱ)设P(x,y)、圆C2的圆心记为C2,则(c>0),又
=x2+(3-y)2-1=-(y+3)2+2c2+17(-c≤y≤c).(8分)
当,解得c=4,此时椭圆方程为
;
当0<c<3时,
解得c=5但
,故舍去.
综上所述,椭圆的方程为.(14分)
已知F1(-1,0),F2(1,0)为椭圆C的左、右焦点,且点P(1,)在椭圆C上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点F1的直线l交椭圆C于A,B两点,问△F2AB的内切圆的面积是否存在最大值?若存在求其最大值及此时的直线方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由已知,可设椭圆C的方程为,(a>b>0),
∵|PF1|+|PF2|=+
=2
=2a,
∴a2=3,b2=2,
∴椭圆C的方程为.…(4分)
(2)当直线l斜率存在时,设直线l:y=k(x+1),
由,得(2+3k2)x2+6k2x+3k2-6=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
.…(6分)
所以|x1-x2|==
,
设内切圆半径为r,∵△ABF2的周长为4a=4(定值),
,
∴当△ABF2的面积最大时,内切圆面积最大,
又=
=|y1-y2|
=|k||x1-x2|=,…(8分)
令t=2+3k2≥2,则k2=,
∴=
=4
=<
.…(10分)
又当k不存在时,|y1-y2|=,
此时r==
,S圆=
,
∴当k不存在时圆面积最大,S圆=,
此时直线方程为x=-1.…(12分)
解析
解:(Ⅰ)由已知,可设椭圆C的方程为,(a>b>0),
∵|PF1|+|PF2|=+
=2
=2a,
∴a2=3,b2=2,
∴椭圆C的方程为.…(4分)
(2)当直线l斜率存在时,设直线l:y=k(x+1),
由,得(2+3k2)x2+6k2x+3k2-6=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
.…(6分)
所以|x1-x2|==
,
设内切圆半径为r,∵△ABF2的周长为4a=4(定值),
,
∴当△ABF2的面积最大时,内切圆面积最大,
又=
=|y1-y2|
=|k||x1-x2|=,…(8分)
令t=2+3k2≥2,则k2=,
∴=
=4
=<
.…(10分)
又当k不存在时,|y1-y2|=,
此时r==
,S圆=
,
∴当k不存在时圆面积最大,S圆=,
此时直线方程为x=-1.…(12分)
设F1,F2是椭圆C:
的左、右焦点,A、B分别为其左顶点和上顶点,△BF1F2是面积为
的正三角形.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过右焦点F2的直线l交椭圆C于M,N两点,直线AM、AN分别与已知直线x=4交于点P和Q,试探究以线段PQ为直径的圆与直线l的位置关系.
正确答案
解:(Ⅰ)∵△BF1F2是面积为的正三角形,
∴=
,c=1,
b=,b=
,
∴a2=4,
∴椭圆C的方程为.
(Ⅱ)根据题意可知,直线l斜率不为0,
设直线l方程为:x=my+1,
M(x1,y1),N(x2,y2),
由,得
(3m2+4)y2+6my-9=0,
∴,
设点P(4,yP),Q(4,yQ),
∵A,M,P三点共线,由,
得,
同理,…..(10分)
线段PQ的中点D即(4,-3m),
则D到直线l的距离为….(12分)
以PQ为直径的圆的半径 …..(14分)
因为d=r,所以,以PQ为直径的圆与直线l相切.….(15分)
解析
解:(Ⅰ)∵△BF1F2是面积为的正三角形,
∴=
,c=1,
b=,b=
,
∴a2=4,
∴椭圆C的方程为.
(Ⅱ)根据题意可知,直线l斜率不为0,
设直线l方程为:x=my+1,
M(x1,y1),N(x2,y2),
由,得
(3m2+4)y2+6my-9=0,
∴,
设点P(4,yP),Q(4,yQ),
∵A,M,P三点共线,由,
得,
同理,…..(10分)
线段PQ的中点D即(4,-3m),
则D到直线l的距离为….(12分)
以PQ为直径的圆的半径 …..(14分)
因为d=r,所以,以PQ为直径的圆与直线l相切.….(15分)
(A题)如图,在椭圆
+
=1(a>0)中,F1,F2分别是椭圆的左右焦点,B,D分别为椭圆的左右顶点,A为椭圆在第一象限内弧上的任意一点,直线AF1交y轴于点E,且点F1,F2三等分线段BD.
(1)若四边形EBCF2为平行四边形,求点C的坐标;
(2)设m=,n=
,求m+n的取值范围.
正确答案
解:(1)因为F1,F2三等分线段BD,所以|F1F2|=|BD|,即2c=
,所以a=3c①,
又a2=b2+c2②,b2=8③,联立①②③解得a=3,c=1,
所以B(-3,0),F1(-1,0),F1为BF2的中点,
因为四边形EBCF2为平行四边形,所以C,E关于F1(-1,0)对称,
设C(x0,y0),则E(-2-x0,-y0),
因为E在y轴上,所以-2-x0=0,解得x0=-2,
又因为点C(x0,y0)在椭圆上,所以,
又x0=-2,所以,解得y0=±
,依题意
,
因此点C的坐标为(-2,-);
(2)依题意直线AC的斜率存在,所以可设直线AC:y=k(x+1),A(x1,y1),C(x2,y2),
由,得(8+9k2)x2+18k2x+9(k2-8)=0,
,
,
所以m==
=
=
=
=
,其中h为点O到AE的距离,
n==
=
=
=
=
=
,
m+n=+
=
=
,
=2+=2+
=2+
=2-
=-
.
因为点A在第一象限,所以0<k<2,即0<k2<8,
令t=-,则
,所以0<8-
<8,即0<
<
,解得t>2,
故m+n的取值范围是t>2.
解析
解:(1)因为F1,F2三等分线段BD,所以|F1F2|=|BD|,即2c=
,所以a=3c①,
又a2=b2+c2②,b2=8③,联立①②③解得a=3,c=1,
所以B(-3,0),F1(-1,0),F1为BF2的中点,
因为四边形EBCF2为平行四边形,所以C,E关于F1(-1,0)对称,
设C(x0,y0),则E(-2-x0,-y0),
因为E在y轴上,所以-2-x0=0,解得x0=-2,
又因为点C(x0,y0)在椭圆上,所以,
又x0=-2,所以,解得y0=±
,依题意
,
因此点C的坐标为(-2,-);
(2)依题意直线AC的斜率存在,所以可设直线AC:y=k(x+1),A(x1,y1),C(x2,y2),
由,得(8+9k2)x2+18k2x+9(k2-8)=0,
,
,
所以m==
=
=
=
=
,其中h为点O到AE的距离,
n==
=
=
=
=
=
,
m+n=+
=
=
,
=2+=2+
=2+
=2-
=-
.
因为点A在第一象限,所以0<k<2,即0<k2<8,
令t=-,则
,所以0<8-
<8,即0<
<
,解得t>2,
故m+n的取值范围是t>2.
双曲线与椭圆有共同的焦点F1(0,-5),F2(0,5),点P(3,4)是双曲线的渐近线与椭圆的一个交点,求双曲线与椭圆的方程.
正确答案
解:由共同的焦点F1(0,-5),F2(0,5),
可设椭圆方程为,双曲线方程为
,
点P(3,4)在椭圆上,,
双曲线的过点P(3,4)的渐近线为y=x,分析有
=
,计算可得b2=16
所以椭圆方程为:;双曲线方程为:
.
解析
解:由共同的焦点F1(0,-5),F2(0,5),
可设椭圆方程为,双曲线方程为
,
点P(3,4)在椭圆上,,
双曲线的过点P(3,4)的渐近线为y=x,分析有
=
,计算可得b2=16
所以椭圆方程为:;双曲线方程为:
.
设椭圆+y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,M为椭圆上异于长轴端点的一点,∠F1MF2=2θ,△MF1F2的内心为I,则|MI|COSθ=( )
正确答案
解析
解:由题意,|MF1|+|MF2|=4,而|F1F2|=2,
设圆与MF1、MF2,分别切于点A,B,根据切线长定理就有|F1F2|=|F1A|+|F2B|=2,
所以|MI|cosθ=|MA|=|MB|==2-
,
故选A.
已知双曲线的右焦点为F,右准线为l,离心率为
,过y轴上一点A(0,b)作AM⊥l,垂足为M,则直线FM的斜率为______.
正确答案
解析
解:由题意,F(c,0),M(),则直线FM的斜率为k=
=-
∵,
∴
∴
∴直线FM的斜率为
故答案为:
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