- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知椭圆C:(a>b>0),C的右焦点F(1,0),长轴的左、右端点分别为A1,A2,且
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过焦点F斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆C于A,B两点,弦AB的垂直平分线与x轴相交于点D.试问椭圆C上是否存在点E使得四边形ADBE为菱形?若存在,试求点E到y轴的距离;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)依题设A1(-a,0),A2(a,0),则,
.
由,得:(-a-1)(a-1)=-1,解得a2=2,又c=1,所以b2=1.
所以椭圆C的方程为.
(Ⅱ)椭圆C上是否存在点E使得四边形ADBE为菱形.
事实上,依题直线l的方程为y=k(x-1).
联立,得:(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),弦AB的中点为M(x0,y0),
则,
,
所以,
,
所以.
则直线MD的方程为,
令y=0,得,则
.
若四边形ADBE为菱形,则xE+xD=2x0,所以.
yE+yD=2y0,所以.
所以.
若点E在椭圆C上,则.
即9k4+8k2=2(2k2+1)2
整理得k4=2,解得.
所以椭圆C上存在点E使得四边形ADBE为菱形.
此时点E到y轴的距离为=
.
解析
解:(Ⅰ)依题设A1(-a,0),A2(a,0),则,
.
由,得:(-a-1)(a-1)=-1,解得a2=2,又c=1,所以b2=1.
所以椭圆C的方程为.
(Ⅱ)椭圆C上是否存在点E使得四边形ADBE为菱形.
事实上,依题直线l的方程为y=k(x-1).
联立,得:(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),弦AB的中点为M(x0,y0),
则,
,
所以,
,
所以.
则直线MD的方程为,
令y=0,得,则
.
若四边形ADBE为菱形,则xE+xD=2x0,所以.
yE+yD=2y0,所以.
所以.
若点E在椭圆C上,则.
即9k4+8k2=2(2k2+1)2
整理得k4=2,解得.
所以椭圆C上存在点E使得四边形ADBE为菱形.
此时点E到y轴的距离为=
.
已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A是抛物线上横坐标为4且位于x轴上方的点,A到抛物线准线的距离等于5,过A作AB垂直于y轴,垂足为B,OB的中点为M.
(1)求抛物线方程;
(2)过M作MN⊥FA,垂足为N,求点N的坐标.
正确答案
解:(1)抛物线y2=2px的准线x=-,
于是,4+=5,
∴p=2.
∴抛物线方程为y2=4x.
(2)∵点A的坐标是(4,4),由题意得B(0,4),M(0,2).
又∵F(1,0),
∴kFA=.
又MN⊥FA,
∴kMN=-,
则FA的方程为y=(x-1),
MN的方程为y-2=-x,
解方程组得
∴N.
解析
解:(1)抛物线y2=2px的准线x=-,
于是,4+=5,
∴p=2.
∴抛物线方程为y2=4x.
(2)∵点A的坐标是(4,4),由题意得B(0,4),M(0,2).
又∵F(1,0),
∴kFA=.
又MN⊥FA,
∴kMN=-,
则FA的方程为y=(x-1),
MN的方程为y-2=-x,
解方程组得
∴N.
已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,离心率,且点P(-2,0)在椭圆C上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知A、B为椭圆C上的动点,当PA⊥PB时,求证:直线AB恒过一个定点.并求出该定点的坐标.
正确答案
解:(1)设椭圆的方程为:,
由题意得,a=2,所以c=
,
又b2=a2-c2=1,
所以椭圆的方程为:;
(2)①当直线l不垂直于x轴时,设AB:y=kx+m,A(x1,y1)B(x2,y2),
由,得(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,
,
,
=
,
∴12k2+5m2-16km=0,即(6k-5m)(2k-m)=0,解得,
当时,
恒过定点
;
当m=2k时,AB:y=kx+2k恒过定点(-2,0),不符合题意舍去;
②当直线l垂直于x轴时,直线AB:,则AB与椭圆C相交于
,
,
∴,∵PA⊥PB,满足题意,
综上可知,直线AB恒过定点,且定点坐标为.
解析
解:(1)设椭圆的方程为:,
由题意得,a=2,所以c=
,
又b2=a2-c2=1,
所以椭圆的方程为:;
(2)①当直线l不垂直于x轴时,设AB:y=kx+m,A(x1,y1)B(x2,y2),
由,得(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,
,
,
=
,
∴12k2+5m2-16km=0,即(6k-5m)(2k-m)=0,解得,
当时,
恒过定点
;
当m=2k时,AB:y=kx+2k恒过定点(-2,0),不符合题意舍去;
②当直线l垂直于x轴时,直线AB:,则AB与椭圆C相交于
,
,
∴,∵PA⊥PB,满足题意,
综上可知,直线AB恒过定点,且定点坐标为.
过定点P(0,2)作直线l,使l与曲线y2=4x有且仅有1个公共点,这样的直线l共有( )
正确答案
解析
解:由题意可知过点p与x轴平行时直线与抛物线有一个交点;
当过点p与x轴不平行时设直线方程为y=kx+2,
与抛物线方程联立消去y得k2x2+(4k-4)x+4=0
要使直线与曲线有且仅有1个公共点需△=(4k-4)2-16k2=0,
解得k=,
同时抛物线与y轴也只有一个交点,故y轴也符合;
故选:C.
椭圆mx2+ny2=1与直线y=1-x交于M、N两点,过原点与线段MN中点的直线的斜率为,则
的值为( )
正确答案
解析
解:设M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN中点P(x0,y0).
由,
,两式相减得
.
又x1+x2=2x0,y1+y2=2y0,,
∴mx0-ny0=0,
∵.
∴.
故选A.
已知椭圆,F2是其右焦点,F1为左焦点也是抛物线y2=-4x的焦点,过F1的直线L与椭圆交于A、B两点,与抛物线交于C、D两点,当直线L与x轴垂直时
=2
.
(1)求椭圆的方程;
(2)求•
的最大值和最小值.
正确答案
解:(1)由抛物线y2=-4x的焦点是(-1,0),得椭圆的左焦点F1为(-1,0),即c=1,
因为过F1的直线l与x轴垂直,所以AB为椭圆通径,CD为抛物线通径,
则|AB|=,|CD|=2p=4,所以
=
,即
,
因为a2=b2+c2,得a=,b=1,所以椭圆方程为
,
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2)
①当直线l斜率存在时,设方程为y=k(x+1),
由得,(2k2+1)x2+4k2x+2(k2-1)=0,
则△=(4k2)2-4(2k2+1)×2(k2-1)=8k2+8>0,
x1+x2=,x1x2=
,
由(1)知,F1(-1,0),F2(1,0),
所以=(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+1+k2(x1+1)(x2+1)
=(1+k2)x1x2+(k2-1)(x1+x2)+1+k2
=(1+k2)×+(k2-1)×(
)+1+k2
==
=
-
,
因为k2≥0,所以-1≤-
<
,
所以∈[-1,
),
②当直线l斜率不存在时,可得A(-1,)B(-1,-
),此时
=
,
综上得,∈[-1,
],
所以的最大值和最小值分别为
、-1.
解析
解:(1)由抛物线y2=-4x的焦点是(-1,0),得椭圆的左焦点F1为(-1,0),即c=1,
因为过F1的直线l与x轴垂直,所以AB为椭圆通径,CD为抛物线通径,
则|AB|=,|CD|=2p=4,所以
=
,即
,
因为a2=b2+c2,得a=,b=1,所以椭圆方程为
,
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2)
①当直线l斜率存在时,设方程为y=k(x+1),
由得,(2k2+1)x2+4k2x+2(k2-1)=0,
则△=(4k2)2-4(2k2+1)×2(k2-1)=8k2+8>0,
x1+x2=,x1x2=
,
由(1)知,F1(-1,0),F2(1,0),
所以=(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+1+k2(x1+1)(x2+1)
=(1+k2)x1x2+(k2-1)(x1+x2)+1+k2
=(1+k2)×+(k2-1)×(
)+1+k2
==
=
-
,
因为k2≥0,所以-1≤-
<
,
所以∈[-1,
),
②当直线l斜率不存在时,可得A(-1,)B(-1,-
),此时
=
,
综上得,∈[-1,
],
所以的最大值和最小值分别为
、-1.
已知F1,F2是椭圆的焦点,过F1的直线l交C于A,B两点,且△ABF2的周长为8,C上的动点到焦点距离的最小值为1,
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点P是椭圆C上不与椭圆顶点重合的任意一点,点M是椭圆C上不与椭圆顶点重合且异于点P的任意一点,点M关于x轴的对称点是点N,直线MP,NP分别交x轴于点E(x1,0),点F(x2,0),探究x1•x2是否为定值,若为定值,求出该定值,若不为定值,请说明理由.
正确答案
解:(1)∵△ABF2的周长为8,C上的动点到焦点距离的最小值为1,
∴,解得
,
∴椭圆C的方程为.
(2)设P(s,t),M(m,n),N(m,-n).
则,
,
∴,
.
直线MP的方程为,令y=0,解得x1=
,
同理得到x2=.
∴x1x2==
=
=4.
故为定值.
解析
解:(1)∵△ABF2的周长为8,C上的动点到焦点距离的最小值为1,
∴,解得
,
∴椭圆C的方程为.
(2)设P(s,t),M(m,n),N(m,-n).
则,
,
∴,
.
直线MP的方程为,令y=0,解得x1=
,
同理得到x2=.
∴x1x2==
=
=4.
故为定值.
设直线y=2x-4与抛物线y2=4x交于A,B两点(点A在第一象限).
(Ⅰ)求A,B两点的坐标;
(Ⅱ)若抛物线y2=4x的焦点为F,求cos∠AFB的值.
正确答案
解:(Ⅰ)由,消y得:x2-5x+4=0…(3分)
解出x1=1,x2=4,于是,y1=-2,y2=4
因点A在第一象限,所以A,B两点坐标分别为A(4,4),B(1,-2)…(6分)
(Ⅱ)解一:抛物线y2=4x的焦点为F(1,0)…(8分)
由(Ⅰ)知,A(4,4),B(1,-2),,
=(0,-2)…(10分)
于是,…(14分)
解二:抛物线y2=4x的焦点为F(1,0)…(8分)
由两点间的距离公式可得,|FA|=5,|FB|=2…(11分)
由余弦定理可得…(14分)
解析
解:(Ⅰ)由,消y得:x2-5x+4=0…(3分)
解出x1=1,x2=4,于是,y1=-2,y2=4
因点A在第一象限,所以A,B两点坐标分别为A(4,4),B(1,-2)…(6分)
(Ⅱ)解一:抛物线y2=4x的焦点为F(1,0)…(8分)
由(Ⅰ)知,A(4,4),B(1,-2),,
=(0,-2)…(10分)
于是,…(14分)
解二:抛物线y2=4x的焦点为F(1,0)…(8分)
由两点间的距离公式可得,|FA|=5,|FB|=2…(11分)
由余弦定理可得…(14分)
已知点P(4,4),圆C:(x-m)2+y2=5(m<3)与椭圆E:
有一个公共点A(3,1),F1,F2分别是椭圆的左右焦点,直线PF1与圆C相切.
(1)求m的值;
(2)求椭圆E的方程.
正确答案
解:(1)点A(3,1)代入圆C方程,得(3-m)2+1=5,
∵m<3,∴m=1,;
(2)设直线PF1的斜率为k,则PF1:y=k(x-4)+4,即kx-y-4k+4=0,
因为直线PF1与圆C相切,所以=
,解得k=
,或k=
.
当k=时,直线PF1与x轴交点横坐标为
,不合题意,舍去.
当k=时,直线PF1与x轴交点横坐标为-4,所以c=4,F1(-4,0),F2(4,0),
所以2a=+
=6
,a=3
,a2=18,b2=2,
所以椭圆E的方程为.
解析
解:(1)点A(3,1)代入圆C方程,得(3-m)2+1=5,
∵m<3,∴m=1,;
(2)设直线PF1的斜率为k,则PF1:y=k(x-4)+4,即kx-y-4k+4=0,
因为直线PF1与圆C相切,所以=
,解得k=
,或k=
.
当k=时,直线PF1与x轴交点横坐标为
,不合题意,舍去.
当k=时,直线PF1与x轴交点横坐标为-4,所以c=4,F1(-4,0),F2(4,0),
所以2a=+
=6
,a=3
,a2=18,b2=2,
所以椭圆E的方程为.
过点(0,2)的直线l与双曲线c:x2-y2=6的左支交于不同的两点,则直线l的斜率的取值范围是( )
正确答案
解析
解:如图所示.
取过点P(0,2)的直线y=x+2时与渐近线y=x平行,只有一个交点;
令直线y=kx+2(k>0)与双曲线相切,联立,化为(1-k2)x2-4kx-10=0,
由△=16k2+40(1-k2)=0,解得.
由过点(0,2)的直线l与双曲线c:x2-y2=6的左支交于不同的两点,
∴直线l的斜率的取值范围是.
故选D.
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