- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知椭圆以坐标原点为中心,坐标轴为对称轴,且椭圆以抛物线y2=16x的焦点为其一个焦点,以双曲线的焦点为顶点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点A(-1,0),B(1,0),且C,D分别为椭圆的上顶点和右顶点,点P是线段CD上的动点,求的取值范围.
(3)试问在圆x2+y2=a2上,是否存在一点M,使△F1MF2的面积S=b2(其中a为椭圆的半长轴长,b为椭圆的半短轴长,F1,F2为椭圆的两个焦点),若存在,求tan∠F1MF2的值,若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)因为抛物线y2=16x的焦点和双曲线的焦点分别为(4,0)和(5,0).
所以a=5,c=4
所以椭圆的标准方程:;
(2)设P(x0,y0),则;
CD:3x+5y-15=0(0≤x≤5)
则当OP⊥CD时,取到最小值,即:;
当P在D点时,取到最大值:OD=5
所以:.
(3)如图所示:
由第一问可知,圆的方程为x2+y2=25.△F1MF2的面积S=b2=9.
设M(x,y).又△F1MF2的面积S=b2=9=×2×4×y⇒4y=9,
又F1(-4,0)F2(4,0).设直线MF2的倾斜角为α,直线MF1的倾斜角为β,
则tan∠F1MF2=tan(α-β)==
=
=
=2.
即tan∠F1MF2的值2.
解析
解:(1)因为抛物线y2=16x的焦点和双曲线的焦点分别为(4,0)和(5,0).
所以a=5,c=4
所以椭圆的标准方程:;
(2)设P(x0,y0),则;
CD:3x+5y-15=0(0≤x≤5)
则当OP⊥CD时,取到最小值,即:;
当P在D点时,取到最大值:OD=5
所以:.
(3)如图所示:
由第一问可知,圆的方程为x2+y2=25.△F1MF2的面积S=b2=9.
设M(x,y).又△F1MF2的面积S=b2=9=×2×4×y⇒4y=9,
又F1(-4,0)F2(4,0).设直线MF2的倾斜角为α,直线MF1的倾斜角为β,
则tan∠F1MF2=tan(α-β)==
=
=
=2.
即tan∠F1MF2的值2.
中心在原点,焦点在x轴上的一个椭圆与一个双曲线有共同的焦点F1,F2,,椭圆的长半轴与双曲线实半轴之差为4,离心率之比为3:7,
(1)求这两曲线方程;
(2)若P为两曲线的交点(P在第一象限),求的值.
正确答案
解:(1)由题意知,半焦距c=,设椭圆长半轴为a,则双曲线实半轴 a-4,
离心率之比为=
,
∴a=7,
∴椭圆的短半轴等于=6,双曲线虚半轴的长为
=2,
∴椭圆和双曲线的方程分别为:
和
.
(2)由椭圆的定义得:PF1 +PF2=2a=14,
由双曲线的定义得:PF1-PF2=6,
∴PF1=10,PF2=4,
又F1F2=2,三角形F1PF2中,利用余弦定理得:
=100+16-80cos∠F1PF2,
∴cos∠F1PF2=.
则=
cos∠F1PF2=10×4×
=32.
解析
解:(1)由题意知,半焦距c=,设椭圆长半轴为a,则双曲线实半轴 a-4,
离心率之比为=
,
∴a=7,
∴椭圆的短半轴等于=6,双曲线虚半轴的长为
=2,
∴椭圆和双曲线的方程分别为:
和
.
(2)由椭圆的定义得:PF1 +PF2=2a=14,
由双曲线的定义得:PF1-PF2=6,
∴PF1=10,PF2=4,
又F1F2=2,三角形F1PF2中,利用余弦定理得:
=100+16-80cos∠F1PF2,
∴cos∠F1PF2=.
则=
cos∠F1PF2=10×4×
=32.
在直角坐标系xoy中,点P到两点(0,-),(0,
)的距离之和等于4,设点P的轨迹为曲线C,直线y=kx+1与曲线C交于A、B两点.
(I)写出曲线C的方程.
(II)当∠AOB是锐角时,求k的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由椭圆的定义可知,点P的轨迹是以为焦点,长半轴为2的椭圆.
它的短半轴,故曲线C的方程为:
;
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足.
消去y得,(k2+4)x2+2kx-3=0.
△=4k2-4(k2+4)(-3)=16k2+48>0,
.
若∠AOB是锐角,则,即x1x2+y1y2>0,
而=
.
于是.
所以.
解析
解:(Ⅰ)由椭圆的定义可知,点P的轨迹是以为焦点,长半轴为2的椭圆.
它的短半轴,故曲线C的方程为:
;
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足.
消去y得,(k2+4)x2+2kx-3=0.
△=4k2-4(k2+4)(-3)=16k2+48>0,
.
若∠AOB是锐角,则,即x1x2+y1y2>0,
而=
.
于是.
所以.
已知定点A(1,0)和定直线l:x=-1,在l上有两动点E,F且满足,另有动点P,满足
(O为坐标原点),且动点P的轨迹方程为( )
正确答案
解析
解:设P(x,y),E(-1,y1),F(-1,y2)(y1,y2均不为零)
由∥
⇒y1=y,即E(-1,y).
由∥
⇒
.
由y2=4x(x≠0).
故选B.
y轴上两定点B1(0,b)、B2(0,-b),x轴上两动点M,N.P为B1M与B2N的交点,点M,N的横坐标分别为XM、XN,且始终满足XMXN=a2(a>b>0且为常数),试求动点P的轨迹方程.
正确答案
解:设P(x,y),M(xm,0),N(xn,0)(2分)
由M,P,B1三点共线,知(4分)
所以(6分)
同理得(9分)xm•xn=
(10分)
故点P轨迹方程为(12分)
解析
解:设P(x,y),M(xm,0),N(xn,0)(2分)
由M,P,B1三点共线,知(4分)
所以(6分)
同理得(9分)xm•xn=
(10分)
故点P轨迹方程为(12分)
在△ABC中,顶点A,B,C所对三边分别是a,b,c已知B(-1,0),C(1,0),且b,a,c成等差数列.
(I)求顶点A的轨迹方程;
(II) 设顶点A的轨迹与直线y=kx+m相交于不同的两点M、N,如果存在过点P(0,-)的直线l,使得点M、N关于l对称,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(I)由题知得b+c=4,即|AC|+|AB|=4(定值).
由椭圆定义知,顶点A的轨迹是以B、C为焦点的椭圆(除去左右顶点),且其长半轴长为2,半焦距为1,于是短半轴长为.
∴顶点A的轨迹方程为.…(4分)
(II)由消去y整理得(3+4k2)x2+8kmx+4(m2-3)=0.
∴△=(8km)2-4(3+4k2)×4(m2-3)>0,
整理得:4k2>m2-3.①
令M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-,
设MN的中点P(x0,y0),则,
,…(7分)
i)当k=0时,由题知,m∈(-,0)
.…(8分)
ii)当k≠0时,直线l方程为,
由P(x0,y0)在直线l上,得,∴2m=3+4k2.②
把②式代入①中可得2m-3>m2-3,解得0<m<2.
又由②得2m-3=4k2>0,解得m>.
∴.
验证:当(-2,0)在y=kx+m上时,得m=2k代入②得4k2-4k+3=0,k无解,即y=kx+m不会过椭圆左顶点.
同理可验证y=kx+m不过右顶点.
∴m的取值范围为(,2).…(11分)
综上,当k=0时,m的取值范围为(-,0)
;当k≠0时,m的取值范围为(
,2).…(12分)
解析
解:(I)由题知得b+c=4,即|AC|+|AB|=4(定值).
由椭圆定义知,顶点A的轨迹是以B、C为焦点的椭圆(除去左右顶点),且其长半轴长为2,半焦距为1,于是短半轴长为.
∴顶点A的轨迹方程为.…(4分)
(II)由消去y整理得(3+4k2)x2+8kmx+4(m2-3)=0.
∴△=(8km)2-4(3+4k2)×4(m2-3)>0,
整理得:4k2>m2-3.①
令M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-,
设MN的中点P(x0,y0),则,
,…(7分)
i)当k=0时,由题知,m∈(-,0)
.…(8分)
ii)当k≠0时,直线l方程为,
由P(x0,y0)在直线l上,得,∴2m=3+4k2.②
把②式代入①中可得2m-3>m2-3,解得0<m<2.
又由②得2m-3=4k2>0,解得m>.
∴.
验证:当(-2,0)在y=kx+m上时,得m=2k代入②得4k2-4k+3=0,k无解,即y=kx+m不会过椭圆左顶点.
同理可验证y=kx+m不过右顶点.
∴m的取值范围为(,2).…(11分)
综上,当k=0时,m的取值范围为(-,0)
;当k≠0时,m的取值范围为(
,2).…(12分)
已知椭圆和双曲线
有公共的焦点,那么
的值为( )
正确答案
解析
解:∵双曲线方程为
∴焦点在x轴上
∴3m2-n2=2m2+3n2
∴m2=4n2
∴
故选D
若平面内一条直线l与曲线C有且仅有一个公共点,下列命题正确的是______(填序号)
①若C是圆,则l与一定相切;
②若C是抛物线,则l与C一定相切;
③若C是椭圆,则l与C一定相切;
④若C是双曲线,则l与C一定相切.
正确答案
①③
解析
解:①若C是圆,则l与一定相切,正确;
②若C是抛物线,则l与C相切或与对称轴平行,不正确;
③若C是椭圆,则l与C一定相切,正确;
④若C是双曲线,则l与C相切或与渐近线平行,不正确.
故答案为:①③.
平面内与两定点A1(-a,0),A2(a,o)(a>0)连线的斜率之积等于非零常数m的点的轨迹,加上A1,A2两点所成的曲线C可以是圆、椭圆或双曲线.那么当m满足条件______时,曲线C是圆;当m满足条件______ 时,曲线C是双曲线.
正确答案
m=-1
m>0
解析
解:设动点为M,其坐标(x,y).
当x≠±a时,由条件可得k1•k2=•
=
=m,
即mx2-y2=ma2(x≠±a).又A1(-a,0),A2(a,0)的坐标满足mx2-y2=ma2.
故依题意,曲线C的方程为mx2-y2=ma2.
当m<-1时,曲线C的方程为 =1,C是焦点在y轴上的椭圆;
当m=-1时,曲线C的方程为x2+y2=a2,C是圆心在原点的圆;
当-1<m<0时,曲线C 的方程为 =1,C是焦点在x轴上的椭圆;
当m>0时,曲线C的方程为 =1,C是焦点在x轴上的双曲线.
故答案为:m=-1,m>0.
设椭圆和双曲线
的公共焦点分别为F1、F2,P为这两条曲线的一个交点,则|PF1|•|PF2|的值为
( )
正确答案
解析
解:∵椭圆和双曲线
的公共焦点分别为F1、F2,
∴m-2=3+1
∴m=6
∴|PF1|+|PF2|=2,||PF1|-|PF2||=2
两式平方相减可得,4|PF1|•|PF2|=12
∴|PF1|•|PF2|=3
故选A.
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