- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知椭圆>b>0)的离心率为
,且过点
.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)已知点C(m,0)是线段OF上一个动点(O为原点,F为椭圆的右焦点),是否存在过点F且与x轴不垂直的直线l与椭圆交于A,B两点,使|AC|=|BC|,并说明理由.
正确答案
解:(I)由题意,,∴
,∴椭圆的方程为
;
(II)设过点F且与x轴不垂直的直线l的方程为:y=k(x-1)代入椭圆方程,消去y可得
(1+2k2)x2-8k2x+8k2-2=0,则△=16k4-4(1+2k2)(8k2-2)=-16k2+8>0,∴k2<
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,y1+y2=-
∴AB的中点的坐标为()
∴AB的垂直平分线的方程为y+=-
(x-
)
将点C(m,0)代入可得0+=-
(m-
)
∴m=
∵0<m<2
∴恒成立
∴存在过点F且与x轴不垂直的直线l与椭圆交于A,B两点,使|AC|=|BC|.
解析
解:(I)由题意,,∴
,∴椭圆的方程为
;
(II)设过点F且与x轴不垂直的直线l的方程为:y=k(x-1)代入椭圆方程,消去y可得
(1+2k2)x2-8k2x+8k2-2=0,则△=16k4-4(1+2k2)(8k2-2)=-16k2+8>0,∴k2<
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,y1+y2=-
∴AB的中点的坐标为()
∴AB的垂直平分线的方程为y+=-
(x-
)
将点C(m,0)代入可得0+=-
(m-
)
∴m=
∵0<m<2
∴恒成立
∴存在过点F且与x轴不垂直的直线l与椭圆交于A,B两点,使|AC|=|BC|.
如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆的中心在原点O,右焦点F在x轴上,椭圆与y轴交于A、B两点,其右准线l与x轴交于T点,直线BF交于椭圆于C点,P为椭圆上弧AC上的一点.
(1)求证:A,C,T三点共线;
(2)如果=3
,四边形APCB的面积最大值为
,求此时椭圆的方程和P点坐标.
正确答案
(1)证明:设椭圆方程为①
∴
∴②;
③
解得交点C,
,代入①得
满足①式,∴C在椭圆上,A,C,T三点共线;
(2)解:过C作CE⊥x轴,垂足为E,△OBF∽△ECF
∵=3
,
∴CE=
∴
代入①得
∴a2=2c2,b2=c2
设P(x0,y0),∴
∵
∴,
直线AC的方程为:x+2y-2c=0
P到直线AC的距离为=
=
要求四边形APCB的面积最大值,只要求x0+2y0的最大值
∵
∴
当且仅当时,x0+2y0的最大值为
∴四边形APCB的面积最大值为
∴c2=1,a2=2,b2=1
∴椭圆方程为,P的坐标为
.
解析
(1)证明:设椭圆方程为①
∴
∴②;
③
解得交点C,
,代入①得
满足①式,∴C在椭圆上,A,C,T三点共线;
(2)解:过C作CE⊥x轴,垂足为E,△OBF∽△ECF
∵=3
,
∴CE=
∴
代入①得
∴a2=2c2,b2=c2
设P(x0,y0),∴
∵
∴,
直线AC的方程为:x+2y-2c=0
P到直线AC的距离为=
=
要求四边形APCB的面积最大值,只要求x0+2y0的最大值
∵
∴
当且仅当时,x0+2y0的最大值为
∴四边形APCB的面积最大值为
∴c2=1,a2=2,b2=1
∴椭圆方程为,P的坐标为
.
(本题文科学生做)如图,在平面直角坐标系xoy中,已知F1(-4,0),F2(4,0),A(0,8),直线y=t(0<t<8)与线段AF1、AF2分别交于点P、Q.
(Ⅰ)当t=3时,求以F1,F2为焦点,且过PQ中点的椭圆的标准方程;
(Ⅱ)过点Q作直线QR∥AF1交F1F2于点R,记△PRF1的外接圆为圆C.
①求证:圆心C在定直线7x+4y+8=0上;
②圆C是否恒过异于点F1的一个定点?若过,求出该点的坐标;若不过,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆的方程为,当t=3时,PQ中点为(0,3),所以b=3
∵a2-b2=16,∴a2=25
∴椭圆的标准方程为;
(Ⅱ)①证明:直线AF1:y=2x+8;AF2:y=-2x+8;
所以可得P(,t),Q(
,t)
∵直线QR∥AF1交F1F2于点R,∴R(4-t,0)
设△PRF1的外接圆C的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,则
∴
∴圆心坐标为
∴圆心C在定直线7x+4y+8=0上;
②由①可得圆C的方程为:x2+y2+tx+(4-)y+4t-16=0
整理可得(x2+y2+4y-16)+t(x-y+4)=0
∴x2+y2+4y-16=0,且x-y+4=0
联立此两方程解得x=,y=
或x=-4,y=0
∴圆C恒过异于点F1的一个定点,该点的坐标为(,
).
解析
解:(Ⅰ)设椭圆的方程为,当t=3时,PQ中点为(0,3),所以b=3
∵a2-b2=16,∴a2=25
∴椭圆的标准方程为;
(Ⅱ)①证明:直线AF1:y=2x+8;AF2:y=-2x+8;
所以可得P(,t),Q(
,t)
∵直线QR∥AF1交F1F2于点R,∴R(4-t,0)
设△PRF1的外接圆C的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,则
∴
∴圆心坐标为
∴圆心C在定直线7x+4y+8=0上;
②由①可得圆C的方程为:x2+y2+tx+(4-)y+4t-16=0
整理可得(x2+y2+4y-16)+t(x-y+4)=0
∴x2+y2+4y-16=0,且x-y+4=0
联立此两方程解得x=,y=
或x=-4,y=0
∴圆C恒过异于点F1的一个定点,该点的坐标为(,
).
求过定点P(0,1)且与抛物线y2=2x只有一个公共点的直线方程.
正确答案
解:①设直线l的斜率等于k,则当 k=0时,直线l的方程为 y=1,满足直线与抛物线y2=2x仅有一个公共点,
当k≠0时,直线l是抛物线的切线,设直线l的方程为 y=kx+1,
代入抛物线的方程可得:
k2x2+(2k-2)x+1=0,根据判别式等于0,求得 k=,故切线方程为 y=
x+1.
②当斜率不存在时,直线方程为x=0,经过检验可得此时直线也与抛物线y2=2x相切.
故所求的直线方程为:y=1,或 x=0,或 x-2y+2=0.
解析
解:①设直线l的斜率等于k,则当 k=0时,直线l的方程为 y=1,满足直线与抛物线y2=2x仅有一个公共点,
当k≠0时,直线l是抛物线的切线,设直线l的方程为 y=kx+1,
代入抛物线的方程可得:
k2x2+(2k-2)x+1=0,根据判别式等于0,求得 k=,故切线方程为 y=
x+1.
②当斜率不存在时,直线方程为x=0,经过检验可得此时直线也与抛物线y2=2x相切.
故所求的直线方程为:y=1,或 x=0,或 x-2y+2=0.
(文科)设A、B分别是直线和
上的两个动点,并且
,满足
.(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)若点D的坐标为(0,16),M、N是曲线C上的两个动点,且(λ≠1),求实数λ的取值范围.
正确答案
解:(1)设P(x,y),
由题可令,
,
∵,
∴即
又∵,
∴,即有
.
∴轨迹C的方程为
(2)设N(s,t),M(x,y),
则由可得,(x,y-16)=λ(s,t-16),故x=λs,y=16+λ(t-16),
∵N、M在曲线C上,
∴
消去s得,.
∵λ≠0且λ≠1,
∴
又∵|t|≤4,
∴,解得
(λ≠1)
故实数λ的取值范围为(λ≠1).
解析
解:(1)设P(x,y),
由题可令,
,
∵,
∴即
又∵,
∴,即有
.
∴轨迹C的方程为
(2)设N(s,t),M(x,y),
则由可得,(x,y-16)=λ(s,t-16),故x=λs,y=16+λ(t-16),
∵N、M在曲线C上,
∴
消去s得,.
∵λ≠0且λ≠1,
∴
又∵|t|≤4,
∴,解得
(λ≠1)
故实数λ的取值范围为(λ≠1).
已知F是双曲线C:(a>0,b>0)右焦点,若F到双曲线C的渐近线的距离是1,且双曲线C的离心率
.
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点A(0,1)的直线l与双曲线C的右支交于不同两点P、Q,且P在A、Q之间,若,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)由对称性,不妨设一渐近线为,右焦点为F(c,0),
则,即b=1又
∴解得a2=2,所以双曲线C的方程是;
(2)设直线l的斜率为k,则l的方程为y=kx+1,设点P(x1,y1),Q(x2,y2),
由得:(1-2k2)x2-4kx-4=0,
∵l与双曲线C的右支交于不同的两点P、Q,
∴
∴且k<0①
又∵,∴
x2=2x1
∴,
∴,
满足①式.
∴直线l的方程为
解析
解:(1)由对称性,不妨设一渐近线为,右焦点为F(c,0),
则,即b=1又
∴解得a2=2,所以双曲线C的方程是;
(2)设直线l的斜率为k,则l的方程为y=kx+1,设点P(x1,y1),Q(x2,y2),
由得:(1-2k2)x2-4kx-4=0,
∵l与双曲线C的右支交于不同的两点P、Q,
∴
∴且k<0①
又∵,∴
x2=2x1
∴,
∴,
满足①式.
∴直线l的方程为
双曲线C1:(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,抛物线C2:x2=-2py(p>0)的焦点为F,C1与C2的一个交点为A,知A在x轴上的射影为F1,且A、F、F2三点共线,则双曲线C1的离心率为______.
正确答案
解析
解:由题可设:F1(-c,0),F2(c,0),F(0,-).
∵A在x轴上的射影为F1,
∴A的横坐标为-c,代入抛物线方程得A(-c,-).
∵A、F、F2三点共线,
∴⇒
⇒c=
p ①.
因为A在双曲线上,所以: ②
又∵a2+b2=c2 ③
联立 ①②③解得:c=a.
∴e==
.
故答案为:.
已知双曲线C的中心在原点,抛物线y2=8x的焦点是双曲线C的一个焦点,且双曲线过点C().
(1)求双曲线C的方程;
(2)设双曲线C的左顶点为A,右焦点为F,在第一象限内任取双曲线上一点P,试问是否存在常数λ(λ>0),使得∠PFA=λ∠PAF恒成立?并证明你的结论.
正确答案
解:(1)抛物线焦点为F(2,0),设双曲线方程为,将点(
)代入得b2=3,
所以双曲线方程为.
(2)当PF⊥x轴时,P(2,3),|AF|=1+2=3,∴∠PFA=90°,∠PAF=45°,此时λ=2.
以下证明当PF与x轴不垂直时∠PFA=2∠PAF成立.
设P(x0,y0),则kPA=tan∠PAF=,
.
tan2∠PAF==
.由
得y02=3(x02-1)代入上式,
得tan2∠PAF==
=tan∠PFA恒成立.∵
,
,∴∠PFA=2∠PAF恒成立.
解析
解:(1)抛物线焦点为F(2,0),设双曲线方程为,将点(
)代入得b2=3,
所以双曲线方程为.
(2)当PF⊥x轴时,P(2,3),|AF|=1+2=3,∴∠PFA=90°,∠PAF=45°,此时λ=2.
以下证明当PF与x轴不垂直时∠PFA=2∠PAF成立.
设P(x0,y0),则kPA=tan∠PAF=,
.
tan2∠PAF==
.由
得y02=3(x02-1)代入上式,
得tan2∠PAF==
=tan∠PFA恒成立.∵
,
,∴∠PFA=2∠PAF恒成立.
已知三点P(5,2)、F1(-6,0)、F2(6,0).
(Ⅰ)求以F1、F2为焦点且过点P的椭圆标准方程;
(Ⅱ)设点P、F1、F2关于直线y=x的对称点分别为P′、F1′、F2′,求以F1′、F2′为焦点且过点P′的双曲线的标准方程.
正确答案
解:(1)由题意可设所求椭圆的标准方程为
(a>b>0),
其半焦距c=6
∴,b2=a2-c2=9.
所以所求椭圆的标准方程为
(2)点P(5,2)、F1(-6,0)、F2(6,0)
关于直线y=x的对称点分别为点P′(2,5)、F1′(0,-6)、F2′(0,6).
设所求双曲线的标准方程为
由题意知,半焦距
c1=6,
,
b12=c12-a12=36-20=16.
所以所求双曲线的标准方程为.
解析
解:(1)由题意可设所求椭圆的标准方程为
(a>b>0),
其半焦距c=6
∴,b2=a2-c2=9.
所以所求椭圆的标准方程为
(2)点P(5,2)、F1(-6,0)、F2(6,0)
关于直线y=x的对称点分别为点P′(2,5)、F1′(0,-6)、F2′(0,6).
设所求双曲线的标准方程为
由题意知,半焦距
c1=6,
,
b12=c12-a12=36-20=16.
所以所求双曲线的标准方程为.
若直线l被圆x2+y2=4所截得的弦长为,l与曲线
的公共点个数为( )
正确答案
解析
解:∵直线l被圆x2+y2=4所截得的弦长为,
∴圆心到直线l的距离为1
∴直线l是圆x2+y2=1的切线
∵圆x2+y2=1内切于
∴直线l与相切或相交
故选C.
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