- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C的中心在原点O,焦点在x轴上,短轴长为2,离心率为
(Ⅰ)求椭圆C的方程
(Ⅱ)A,B为椭圆C上满足△AOB的面积为的任意两点,E为线段AB的中点,射线OE交椭圆C与点P,设
,求实数t的值.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意设椭圆的标准方程为,焦距为2c.
则,解得
,∴椭圆的方程为
.
(Ⅱ)由题意设直线AB的方程为x=my+n,代入椭圆方程x2+2y2=2,化为(m2+2)y2+2mny+n2-2=0,
则△=4m2n2-4(m2+2)(n2-2)=4(2m2+4-2n2)>0,(*)
,
,
∴|AB|=
==
.
原点O到直线AB的距离d=,
∵,
∴=
,化为
.(**)
另一方面,=
,
∴xE=myE+n==
,即E
.
∵,∴
.
代入椭圆方程得,
化为n2t2=m2+2,代入(**)得,化为3t4-16t2+16=0,解得
.
∵t>0,∴.经验证满足(*).
当AB∥x轴时,设A(u,v),B(-u,v),E(0,v),P(0,±1).(u>0).
则,
,解得
,或
.
又,∴
,
∴.
综上可得:.
解析
解:(Ⅰ)由题意设椭圆的标准方程为,焦距为2c.
则,解得
,∴椭圆的方程为
.
(Ⅱ)由题意设直线AB的方程为x=my+n,代入椭圆方程x2+2y2=2,化为(m2+2)y2+2mny+n2-2=0,
则△=4m2n2-4(m2+2)(n2-2)=4(2m2+4-2n2)>0,(*)
,
,
∴|AB|=
==
.
原点O到直线AB的距离d=,
∵,
∴=
,化为
.(**)
另一方面,=
,
∴xE=myE+n==
,即E
.
∵,∴
.
代入椭圆方程得,
化为n2t2=m2+2,代入(**)得,化为3t4-16t2+16=0,解得
.
∵t>0,∴.经验证满足(*).
当AB∥x轴时,设A(u,v),B(-u,v),E(0,v),P(0,±1).(u>0).
则,
,解得
,或
.
又,∴
,
∴.
综上可得:.
若直线y=kx+2与曲线恰有两个不同的交点,则k∈______.
正确答案
解析
解:曲线
对应的函数图象如图所示.
当直线y=kx+2与半圆相切时,k=满足题意;
当直线y=kx+2过(±1,0)时,k=±2满足题意;
|x|>1时,y=为双曲线在x轴上方的部分,其渐近线为y=±x.
故当直线y=kx+2与渐近线平行时,k=±1,
∴-1<k<1时,直线与双曲线有两个不同的交点,
∴k∈.
故答案为:.
已知椭圆E:上的顶点为A(0,5),离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)若直线y=-4交椭圆E于点B,C两点(点B在点C的左侧),点D在椭圆上,且满足(m,n为实数),求m+n的最大值以及对应点D的坐标.
正确答案
解:(I)由题意得:在椭圆E中,b=5,且,a2=b2+c2,
∴a2=100,
∴椭圆E的方程为:…(4分)
(II)将y=-4代入椭圆方程中得x2=36,∴x=±6,
∵B点在C点左侧,∴B(-6,-4),C(6,-4).
∵A(0,5),∴,
=(12,0),
设D点(x,y),则
∵,即x+6=6m+12n,y+4=9m,
整理可得m=,n=
…(7分)
∴m+n=;
令t=3x+2y,与椭圆方程,消去y整理方程得:满足△≥0,则;…(10分)
∴m+n的最大值为,即
时满足…(11分)
而,
∴…(13分)
解析
解:(I)由题意得:在椭圆E中,b=5,且,a2=b2+c2,
∴a2=100,
∴椭圆E的方程为:…(4分)
(II)将y=-4代入椭圆方程中得x2=36,∴x=±6,
∵B点在C点左侧,∴B(-6,-4),C(6,-4).
∵A(0,5),∴,
=(12,0),
设D点(x,y),则
∵,即x+6=6m+12n,y+4=9m,
整理可得m=,n=
…(7分)
∴m+n=;
令t=3x+2y,与椭圆方程,消去y整理方程得:满足△≥0,则;…(10分)
∴m+n的最大值为,即
时满足…(11分)
而,
∴…(13分)
已知抛物线y=x2,过点P(0,2)作直功l,交抛物线于A、B两点,O为坐标原点.
(Ⅰ)求证:•
为定值;
(Ⅱ)求三角形AOB面积的最小值.
正确答案
解:如图所示,
(1)证明:抛物线方程可化为x2=4y,焦点为F(0,1),
设A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l的方程为:y=kx+2;
∴,
化为x2-4kx-8=0,
∴x1+x2=4k,x1x2=-8;
∴y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4=-8k2+8k2+4=4,
∴•
=x1x2+y1y2=-8+4=-4;
(2)由(1)知,x1+x2=4k,x1x2=-8;
∴S△OAB=S△OAP+S△OBP
=|OP|•|x1|+
|OP|•|x2|
=|OP|•|x2-x1|
=×2
,
∴当k=0时,△OAB面积最小,最小值为4.
解析
解:如图所示,
(1)证明:抛物线方程可化为x2=4y,焦点为F(0,1),
设A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l的方程为:y=kx+2;
∴,
化为x2-4kx-8=0,
∴x1+x2=4k,x1x2=-8;
∴y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4=-8k2+8k2+4=4,
∴•
=x1x2+y1y2=-8+4=-4;
(2)由(1)知,x1+x2=4k,x1x2=-8;
∴S△OAB=S△OAP+S△OBP
=|OP|•|x1|+
|OP|•|x2|
=|OP|•|x2-x1|
=×2
,
∴当k=0时,△OAB面积最小,最小值为4.
已知直线x-y-1=0与抛物线x2=2py相切,则常数p=______.
正确答案
2
解析
解:由得x2-2px+2p=0,
因为直线与抛物线相切,
所以△=4p2-8p=0,解得p=2,
故答案为:2.
已知椭圆C:+
=1,试确定m的取值范围,使得对于直线l:y=4x+m,椭圆C上有两个不同的点关于直线l对称.
正确答案
解:设椭圆上关于直线l对称的两点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),
AB的中点为M(x0,y0),
则由,两式相减得
,
即,
又由直线AB的斜率,以及中点公式
,
得,即
,又由l⊥AB,得
,
∴,即y=3x.…①
∵点M在直线l上,∴y0=4x0+m.…②
联立①、②,得,即M(-m,-3m),
根据点M在椭圆的内部,得,
解得.
解析
解:设椭圆上关于直线l对称的两点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),
AB的中点为M(x0,y0),
则由,两式相减得
,
即,
又由直线AB的斜率,以及中点公式
,
得,即
,又由l⊥AB,得
,
∴,即y=3x.…①
∵点M在直线l上,∴y0=4x0+m.…②
联立①、②,得,即M(-m,-3m),
根据点M在椭圆的内部,得,
解得.
已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,点P是抛物线上的一点,且其纵坐标为4,|PF|=4.
(Ⅰ)求抛物线的方程;
(Ⅱ) 设点A(x1,y1),B(x2,y2)(yi≤0,i=1,2)是抛物线上的两点,∠APB的角平分线与x轴垂直,求△PAB的面积最大时直线AB的方程.
正确答案
解:(I)∵|PF|=4,∴xP+=4,
∴P点的坐标是(4-,4),
∴有16=2P(4-)⇒P=4,
∴抛物线方程是y2=8x.
(II)由(I)知点P的坐标为(2,4),
∵∠APB的角平分线与x轴垂直,∴PA、PB的倾斜角互补,即PA、PB的斜率互为相反数,
设PA的斜率为k,则PA:y-4=k(x-2),k≠0
⇒
,方程的解为4、y1,
由韦达定理得:y1+4=,即y1=
-4,同理y2=-
-4,
又=8x1,
=8x2,
∴kAB==
=-1,
设AB:y=-x+b,⇒y2+8y-8b=0,
由韦达定理得:y1+y2=-8,y1y2=-8b,
|AB|=|y1-y2|=8
,点P到直线AB的距离d=
,
S△ABP=2×
,设b+2=t
则(b+2)(b2-12b+36)=t3-32t-64-(3t-8)(t-8),
∵△=64+32b>0⇒b>-2,y1•y2=-8b≥0⇒b≤0,∴-2<b≤0,
设t=b+2∈(0,2],
则(b+2)(b2-12b+36)=t3-16t2+64t=f(t),
f′(t)=3t2-32t-64=(3t-8)(t-8),
由t∈(0,2]知f′(t)>0,∴f(t)在(0,2]上为增函数,
∴f(t)最大=f(2)=72,
∴△PAB的面积的最大值为2×
=24,
此时b=0,直线AB的方程为x+y=0.
解析
解:(I)∵|PF|=4,∴xP+=4,
∴P点的坐标是(4-,4),
∴有16=2P(4-)⇒P=4,
∴抛物线方程是y2=8x.
(II)由(I)知点P的坐标为(2,4),
∵∠APB的角平分线与x轴垂直,∴PA、PB的倾斜角互补,即PA、PB的斜率互为相反数,
设PA的斜率为k,则PA:y-4=k(x-2),k≠0
⇒
,方程的解为4、y1,
由韦达定理得:y1+4=,即y1=
-4,同理y2=-
-4,
又=8x1,
=8x2,
∴kAB==
=-1,
设AB:y=-x+b,⇒y2+8y-8b=0,
由韦达定理得:y1+y2=-8,y1y2=-8b,
|AB|=|y1-y2|=8
,点P到直线AB的距离d=
,
S△ABP=2×
,设b+2=t
则(b+2)(b2-12b+36)=t3-32t-64-(3t-8)(t-8),
∵△=64+32b>0⇒b>-2,y1•y2=-8b≥0⇒b≤0,∴-2<b≤0,
设t=b+2∈(0,2],
则(b+2)(b2-12b+36)=t3-16t2+64t=f(t),
f′(t)=3t2-32t-64=(3t-8)(t-8),
由t∈(0,2]知f′(t)>0,∴f(t)在(0,2]上为增函数,
∴f(t)最大=f(2)=72,
∴△PAB的面积的最大值为2×
=24,
此时b=0,直线AB的方程为x+y=0.
设椭圆=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1和F2,离心率e=
,点F2到右准线l的距离为
.
(Ⅰ)求a、b的值;
(Ⅱ)设M、N是右准线l上两动点,满足=0.当|MN|取最小值时,求证:M,N两点关于x轴对称.
正确答案
解:(1)因为,F2到l的距离
,
所以由题设得,
解得,.
由.
(Ⅱ)证明:由,a=2得
.
则l的方程为.
故可设.
=(2
+
,y1),
=(2
-
,y2),
由=0知,3
×
+y1y2=0,
得y1y2=-6,所以y1y2≠0,
,|
|=|y1-y2|=|y1+
|=|y1|+
,
当且仅当时,上式取等号,此时y1=-y2.
即M,N两点关于x轴对称.
解析
解:(1)因为,F2到l的距离
,
所以由题设得,
解得,.
由.
(Ⅱ)证明:由,a=2得
.
则l的方程为.
故可设.
=(2
+
,y1),
=(2
-
,y2),
由=0知,3
×
+y1y2=0,
得y1y2=-6,所以y1y2≠0,
,|
|=|y1-y2|=|y1+
|=|y1|+
,
当且仅当时,上式取等号,此时y1=-y2.
即M,N两点关于x轴对称.
已知直线y=-x+1与椭圆+
=1(a>b>0)相交于A、B两点,若椭圆的离心率为
,焦距为2,则线段AB的长是( )
正确答案
解析
解:∵e=,2c=2,c=1
∴a=,c=1,
则b==1,
∴椭圆的方程为+y2=1,
联立
化简得:3x-4x=0,x=0,或x=
,
代入直线得出y=1,或y=
则A(0,1),B(,
)
∴|AB|=,
故选:B
已知直线y=kx+1与椭圆恒有公共点,则实数m的取值范围为( )
正确答案
解析
解:由于直线y=kx+1恒过点M(0,1)
要使直线y=kx+1与椭圆恒有公共点,则只要M(0,1)在椭圆的内部或在椭圆上
从而有,解可得m≥1且m≠5
故选D.
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