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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图所示,已知A、B、C是长轴长为4的椭圆E上的三点,点A是长轴的一个端点,BC过椭圆中心O,且,|BC|=2|AC|。


       (1)求椭圆E的方程;

(2)在椭圆E上是否存点Q,使得

若存在,有几个(不必求出Q点的坐标),若不存在,请说明理由。

(3)过椭圆E上异于其顶点的任一点P,作的两条切线,切点分别为M、N,若直线MN在x轴、y轴上的截距分别为m、n,证明:为定值。

正确答案

见解析。

解析

(1)依题意知:椭圆的长半轴长,则A(2,0),

设椭圆E的方程为

由椭圆的对称性知|OC|=|OB| 又∵,|BC|=2|AC

∴AC⊥BC,|OC|=|AC| ∴△AOC为等腰直角三角形,

∴点C的坐标为(1,1),点B的坐标为(-1,-1) ,

将C的坐标(1,1)代入椭圆方程得

∴所求的椭圆E的方程为

(2)解法一:设在椭圆E上存在点Q,使得,设,则

即点Q在直线上,

∴点Q即直线与椭圆E的交点,

∵直线过点,而点椭圆在椭圆E的内部,

∴满足条件的点Q存在,且有两个,

【解法二:设在椭圆E上存在点Q,使得,设,则

,--------①

又∵点Q在椭圆E上,∴,-----------------②

由①式得代入②式并整理得:,-----③

∵方程③的根判别式

∴方程③有两个不相等的实数根,即满足条件的点Q存在,且有两个,

(3)解法一:

设点,由M、N是的切点知,,

∴O、M、P、N四点在同一圆上,

且圆的直径为OP,则圆心为

其方程为

-----④

即点M、N满足方程④,又点M、N都在上,

∴M、N坐标也满足方程---------------⑤

⑤-④得直线MN的方程为

,令,-

,又点P在椭圆E上,

,即=定值

【解法二:设点

直线PM的方程为化简得--------------④

同理可得直线PN的方程为---------------⑤

把P点的坐标代入④、⑤得

∴直线MN的方程为,令,令,∴,又点P在椭圆E上,

,即=定值。

知识点

椭圆的定义及标准方程
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

已知椭圆的离心率为,直线与以原点为圆心、以椭圆的短半轴长为半径的圆O相切。

(1)求椭圆C1的方程;

(2)设椭圆的左焦点为,右焦点为,直线过点,且垂直于椭圆的长轴,动直线垂直于,垂足为点P,线段的垂直平分线交于点M,求点M的轨迹的方程;

(3)设轴交于点Q,不同的两点R、S在上,且满足,求的取值范围。

正确答案

见解析。

解析

(1)由直线与圆相切,得,即.

,得,所以

所以椭圆的方程是.

(2)由条件,知,即动点M到定点的距离等于它到直线的距离,由抛物线的定义得点M的轨迹的方程是.

(3)由(2),知,设

,得

,∴

,当且仅当,即时等号成立。

,∴当,即时,

的取值范围是.

知识点

椭圆的定义及标准方程
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

设椭圆的离心率为,其左焦点与抛物线的焦点相同.(Ⅰ)求此椭圆的方程;(Ⅱ)若过此椭圆的右焦点的直线与曲线只有一个交点,则

(1)求直线的方程;

(2)椭圆上是否存在点,使得,若存在,请说明一共有几个点;若不存在,请说明理由。

正确答案

见解析。

解析

(1)抛物线的焦点为,它是题设椭圆的左焦点.离心率为

所以,.由求得.

因此,所求椭圆的方程为  (*)

(2)椭圆的右焦点为,过点轴平行的直线显然与曲线没有交点.设直线的斜率为

①  若,则直线过点且与曲线只有一个交点,此时直线

的方程为

②  若,因直线过点,故可设其方程为,将其代入

消去,得.因为直线与曲线只有一个交点,所以判别式,于是,从而直线的方程为.因此,所求的直线的方程为.

可求出点的坐标是.

①若点的坐标是,则.于是=,从而,代入(*)式联立:

,求得,此时满足条件的点有4个:

.

②若点的坐标是,则,点M到直线的距离是

于是有,从而

与(*)式联立:解之,可求出满足条件的点有4个:.

③  若点的坐标是,则,点到直线:的距离是,于是有,从而

与(*)式联立:,解之,可求出满足条件的点有4个:  ,,.

综合①②③,以上12个点各不相同且均在该椭圆上,因此,满足条件的点共有12个.图上椭圆上的12个点即为所求。

知识点

直线的一般式方程椭圆的定义及标准方程圆锥曲线中的探索性问题直线、圆及圆锥曲线的交汇问题
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

已知是椭圆上两点,点M的坐标为.

(1)当两点关于轴对称,且为等边三角形时,求的长;

(2)当两点不关于轴对称时,证明:不可能为等边三角形。

正确答案

见解析

解析

(1) 设,,               ------------------------------1分

因为为等边三角形,所以. ------------------------------2分

又点在椭圆上,

所以   消去,           --------------------------------3分

得到 ,解得,-------------------------------4分

时,

时,.              -----------------------------------5分

{说明:若少一种情况扣2分}

(2)法1:根据题意可知,直线斜率存在。

设直线:中点为

联立 消去, ------------------6分

得到     ①                   --------------------------7分

所以,

,                --------------------------8分

所以,又

如果为等边三角形,则有,              ------------------------9分

所以, 即,          ---------------------------10分

化简,②                             ---------------------------11分

由②得,代入① 得

化简得  ,不成立,                   -------------------------------13分

{此步化简成都给分}

不能为等边三角形.                     ------------------------------14分

法2:设,则,且

所以 ,---------------8分

,同理可得,且     ----------------9分

因为上单调

所以,有,                  ----------------------------11分

因为不关于轴对称,所以.

所以,                               ----------------------------13分

所以不可能为等边三角形.                  -----------------------------14分

知识点

椭圆的定义及标准方程
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图5所示,点,(,且)在以为左、右焦点的椭圆上运动,动三角形的面积的最大值为.设直线交椭圆于点,直线交椭圆于点,线段中点为.

(1)求椭圆的方程;

(2)在点的运动过程中:

(i)设点到直线的距离为,求的最大值;

(ii)设直线的斜率依次为,问:是否存在实数,使得恒成立?若存在,求的值;否则,请说明理由.

正确答案

见解析。

解析

(1)由椭圆可知其半焦距,即焦距

动三角形的面积的最大值为,故,即动点轴的距离的最大值为.显然当动点运动到椭圆的上、下顶点时,点轴的距离的最大,即椭圆的短半轴,于是,从而可知椭圆的方程为.

(2)(i)解法一:设及直线的方程为:

因为点为直线与椭圆的交点,故由消去得如下方程:

易知是上述方程的两个相异实根,,又点为线段的中点,故点坐标为:

从而点到直线的距离为

,则

,则,(当且仅当时取等号),即.

解法二:同解法一求出点坐标:

消去参数点的轨迹方程:,易知点轨迹为一个椭圆(不含左右两个顶点),不妨记该椭圆为,显然直线过点,易知直线与椭圆相交,欲使点到直线的距离最大,则椭圆点的切线必平行于直线,此时直线的距离亦为.设切线的方程为:,联立得:,于是,求得,由于直线平行,故易知此时均有,即.

(ii)解法一: 设,直线的方程为:

故由,又

,即

同理可求, 于是可求,

从而有,即存在,满足题设.

解法二:设直线的方程为:

,由题设可知),由于上述四条直线两两相交,故互不相等,

因直线交于点,由

同理可求:

不妨设,(显然非零实数互不相等且均不为1),

于是,

三点均在椭圆上,即有:

①, ②, ③,

对于①,②,可视实数为关于的方程:的两根,

的两根,从而有

对于①,③,可视实数为关于的方程:的两根,

的两根,从而有

进而有

(亦可由①-②化简得:,①-③化简得:,于是),

易知

从而,即存在,满足题设.

知识点

椭圆的定义及标准方程
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