- 圆锥曲线与方程
- 共2626题
已知椭圆:
(
)过点
,其左、右焦点分别为
,且
。
(1)求椭圆的方程;
(2)若是直线
上的两个动点,且
,则以
为直径的圆
是否过定点?请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)设点的坐标分别为
,
则
故,可得
, …………………2分
所以,…………………4分
故,
所以椭圆的方程为
, ……………………………6分
(2)设的坐标分别为
,则
,
又,可得
,即
, …………………8分
又圆的圆心为
半径为
,
故圆的方程为
,
即,
也就是, ……………………11分
令,可得
或2,
故圆必过定点
和
, ……………………13分
(另法:(1)中也可以直接将点坐标代入椭圆方程来进行求解;(2)中可利用圆C直径的两端点直接写出圆
的方程)
知识点
已知椭圆:
的一个交点为
,而且过点
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的上下顶点分别为
,
是椭圆上异于
的任一点,直线
分别交
轴于点
,若直线
与过点
的圆
相切,切点为
.证明:线段
的长
为定值,并求出该定值。
正确答案
见解析。
解析
(1)解法一:由题意得,
,解得
,
所以椭圆的方程为
.
解法二:椭圆的两个交点分别为,
由椭圆的定义可得,所以
,
,
所以椭圆的方程为
.
(2)解法一:由(1)可知,设
,
直线:
,令
,得
;
直线:
,令
,得
; 设圆
的圆心为
,
则,
而,所以
,所以
,
所以,即线段
的长度为定值
.
解法二:由(1)可知,设
,
直线:
,令
,得
;
直线:
,令
,得
;
则,而
,所以
,
所以,由切割线定理得
所以,即线段
的长度为定值
.
知识点
已知对称中心为坐标原点的椭圆C1与抛物线C2:有一个相同的焦点F1,直线
:
与抛物线C2只有一个公共点。
(1)求直线的方程;
(2)若椭圆C1经过直线上的点P,当椭圆C1的离心率取得最大值时,求椭圆C1的方程及点P的坐标。
正确答案
见解析
解析
(1)解法1:由消去
得
∵直线与抛物线
只有一个公共点,
,解得
∴直线的方程为
解法2:设直线与抛物线
的公共点坐标为
由,得
∴直线的斜率
依题意得,解得
把代入抛物线
的方程,得
∵点在直线
上,
解得
∴直线的方程为
(2)解法l:∵抛物线的焦点为
依题意知椭圆的两个焦点的坐标为
设点
关于直线
的对称点为
则 …
解得
∴点
∴直线与直线
的交点为
由椭圆的定义及平面几何知识得:
椭圆的长轴长
其中当点P与点重合时,上面不等式取等号。
故当时,
此时椭圆的方程为
,点P的坐标为
解法2:∵抛物线的焦点为
依题意知椭圆的两个焦点的坐标为
…
设椭圆的方程为
由消去
得(*)
由
得
解得
当时,
此时椭圆
的方程为
把代入方程(*),解得
∴点P的坐标为
知识点
已知椭圆的左、右焦点分别是
、
,
离心率为,椭圆上的动点
到直线
的最小距离为2,
延长至
使得
,线段
上存在异于
的点
满足
.
(1) 求椭圆的方程;
(2) 求点的轨迹
的方程;
(3) 求证:过直线上任意一点必可以作两条直线
与的轨迹
相切,并且过两切点的直线经过定点。
正确答案
见解析。
解析
(1)依题意得,
解得,∴
椭圆的方程为
(2)解法1:设点的坐标为
.
当重合时,点
坐标为
和点
,
当不重合时,由
,得
.
由及椭圆的定义,
,
所以为线段
的垂直平分线,
为线段
的中点
在中,
,
所以有.
综上所述,点的轨迹
的方程是
.
解法2:设点的坐标为
.
当重合时,点
坐标为
和点
,
当不重合时,由
,得
.
由及椭圆的定义,
,
所以为线段
的垂直平分线,
为线段
的中点
设点的坐标为
,则
,
因此①
由,得
, ②
将代入,可得.
综上所述,点的轨迹
的方程式
.③
(3) 直线与
相离,
过直线上任意一点可作圆
的两条切线
所以
所以四点都在以
为直径的圆上,
其方程④
为两圆的公共弦,③-④得:
的方程为
显然无论为何值,直线
经过定点
.
知识点
已知分别为椭圆
的上下焦点,其中
也是抛物线
的焦点,点
是
与
在第二象限的交点,且
。
(1)求椭圆的方程;(5分)
(2)已知点和圆
,过点
的动直线
与圆
相交于不同的两点
,在线段
上取一点
,满足
且
。求证:点
总在某定直线上。(7分)
正确答案
见解析。
解析
(1)由知,
,设
,因
在抛物线
上,故
,又
,则
,得
,而点
在椭圆上,有
,又
,所以椭圆方程为
(5分)
(2)设,由
,得
,即
①
②
由,得
③
, ④ -------- (7分)
①
③,得
, ②
④,得
-----(9分)
两式相加得 ,又点
在圆
上,由(1)知,即在圆
上,且
,
,即
,
点
总在定直线
上,---(12分)
知识点
已知中心在原点的椭圆C:的一个焦点为
,
为椭圆C上一点,
的面积为
。
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在平行于OM的直线,使得直线
与椭圆C相交于A,B两点,且以线段AB为直径的圆恰好经过原点?若存在,求出直线
的方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
解析:(1)因为椭圆C的一个焦点为,
所以,则椭圆C的方程为
,
因为,所以
,解得
。
故点M的坐标为(1,4)。
因为M(1,4)在椭圆上,所以,得
,
解得或
(不合题意,舍去),则
。
所以椭圆C的方程为。
(2)假设存在符合题意的直线与椭圆C相交于
,
两点,其方程为
(因为直线OM的斜率
,
由消去
,化简得
。
进而得到,
。
因为直线与椭圆C相交于A,B两点,
所以,
化简,得,解得
。
因为以线段AB为直径的圆恰好经过原点,
所以,所以
。
又,
,
解得。
由于,所以符合题意的直线
存在,且所求的直线
的方程为
或
。
知识点
已知直线经过椭圆
:
(
)的一个顶点
和一个焦点
。
(1)求椭圆的离心率;
(2)设是椭圆
上动点,求
的取值范围,并求
取最小值时点
的坐标。
正确答案
见解析。
解析
(1)依题意,,
,所以
,
,
,所以椭圆的离心率
。
(2),当且仅当
时,
,当且仅当
是直线
与椭圆
的交点时,
,
,所以
的取值范围是
。
设,由
得
,
由,解得
或
,
所求点为
和
知识点
如图,椭圆的左焦点为
,右焦点为
,过
的直线交椭圆于
两点,
的周长为8,且
面积最大时,
为正三角形。
(1)求椭圆的方程;
(2)设动直线与椭圆
有且只有一个公共点
,且与直线
相交于点
。
试探究:① 以为直径的圆与
轴的位置关系?
② 在坐标平面内是否存在定点
,使得以
为直径的圆恒过点
?
若存在,求出的坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)当三角形面积最大时,为正三角形,所以
,椭圆E的方程为
(2)①由,得方程
由直线与椭圆相切得
求得,
,
中点到
轴距离
。
所以圆与轴相交。
(2)②假设平面内存在定点满足条件,由对称性知点
在
轴上,设点
坐标为
,
。
由得
所以,即
所以定点为。
知识点
已知椭圆的一个焦点为
,点
在椭圆
上,点
满足
(其中
为坐标原点),过点
作一直线交椭圆于
、
两点 。
(1)求椭圆的方程;
(2)求面积的最大值;
(3)设点为点
关于
轴的对称点,判断
与
的位置关系,并说明理由.
正确答案
(1)(2)
(3)
与
共线
解析
解析:(1)由,得…………………………………..2分
a2=2,b2=1
所以,椭圆方程为. ………………………………………..4分
(2)由 ,得(m2+2)y2+2my-1=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),由条件可知,点.
=
|FT||y1-y2|=
=
…..6分
令t=,则t
,
则=
=
,当且仅当t=
,即m=0
(此时PQ垂直于x轴)时等号成立,所以的最大值是
. …………..10分
(3)与
共线 ………………………………………………………………..11分
(x1,-y1),
=(x2-x1,y2+y1),
=(x2-2,y2) ……………………………..12分
由(x2-x1)y2-(x2-2)(y1+y2)
=-x1y2-x2y1+2(y1+y2)[来源:学科网ZXXK]
=-(my1+1)y2-(my2+1)y1+2(y1+y2)
=-2my1y2+(y1+y2)
=-2m+
=0,所以,与
共线
知识点
已知椭圆(
>
>0)的离心率
,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4。
(1)求椭圆的方程:
(2)设直线与椭圆相交于不同的两点
。已知点
的坐标为(-
,0),点
(0,
)在线段
的垂直平分线上,且
。求
的值。
正确答案
见解析。
解析
(1)解:由,得
,再由
,得
----2分
由题意可知,解方程组
得:
---5分
所以椭圆的方程为: --------6分
(2)解:由(1)可知A(-2,0)。设B点的坐标为(x1,,y1),直线l的斜率为k,则直线l的方程为, --------7分
于是A,B两点的坐标满足方程组由方程组消去y并整理,
得 --------8分
由得
--------9分
设线段AB是中点为M,则M的坐标为以下分两种情况:
①当k=0时,点B的坐标为(2,0)。线段AB的垂直平分线为y轴,于是
由得
------11分
②当k时,线段AB的垂直平分线方程为
令x=0,解得 由
整理得
---13分
综上。--------14分
知识点
已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,短轴长为2,且两个焦点和短轴的
两个端点恰为一个正方形的顶点,过右焦点F与x轴不垂直的直线l交椭圆于P、Q两点。
(1)求椭圆的方程;
(2)当直线的斜率为1时,求
的面积;
(3)在线段上是否存在点
,使得以
为邻边的平行四边形是菱
形?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
见解析。
解析
(1)由已知,椭圆方程可设为
由题意得。
∴所求椭圆方程为………………3分
(2)右焦点,直线
的方程为
。
设,
由 得
,解得
。
∴ 。 ………………7分
(3)假设存在点满足条件,使得以
为邻边的平行四边形是
菱形,因为直线与轴不垂直,
所以设直线的方程为
,
由 可得
。
由恒成立,
∴,………………9分
设线段PQ的中点为,
则…………10分
∵以MP、MQ为邻边的平行四边形是菱形,
∴MN⊥PQ ∴KMN·KPQ
即: ………………12分
………………14分
知识点
以椭圆:
的中心
为圆心,
为半径的圆称为该椭圆的“准圆”.设椭圆
的左顶点为
,左焦点为
,上顶点为
,且满足
,
.
(1)求椭圆及其“准圆”的方程;
(2)若椭圆的“准圆”的一条弦
与椭圆
交于
、
两点,试证明:当
时,弦
的长为定值;
(3)对于给定的椭圆,若点
是下列三点之一时,是否存在以
为一个顶点的“准圆”的内接矩形,使椭圆
完全落在该矩形所围成的区域内(包括边界)?若存在,请写出作图方法,并予以证明;若不存在,请说明理由。
说明:对于下列三点只需选做一种,满分分别是①2分,②5分,③7分;若选择了多于一种的情形,则按照序号较小的解答计分。
① ;
② ;
③ 射线与椭圆
的“准圆”的交点
.
正确答案
见解析
解析
(1)设椭圆的左焦点
,由
得
,又
,即
且
,所以
,
则所求的椭圆的方程为
;椭圆
的“准圆”方程为
.
(2)证明:①当弦轴时,交点
关于
轴对称,又
则
,可设
,
得
,此时原点
到弦
的距离
;
②当弦不垂直于
轴时,设直线
的方程为
,且与椭圆
的交点
,
联列方程组 代入消元得:
由可得
由得
即
, 所以
此时成立,
则原点到弦
的距离
综上得原点到弦
的距离为
,则
,因此弦
的长为定值。
(3) 选择① 即
作四条直线围成四边形为以
为顶点的“准圆”
的内接矩形,记为
,由椭圆性质可知:椭圆
完全落在矩形
所围成的区域内(包括边界)。
选择② 即
解法一:存在这样的矩形,设“准圆”与坐标轴的交点分别为,顺次连结这四点得到矩形
,下面证明椭圆
完全落在矩形
所围成的区域内(包括
边界)。
不妨设椭圆上的点,
线段上的点
,则
因为
所以 ,即点
在点
的下方。
根据对称性可知,椭圆完全落在矩形
所围成的区域内(包括边界)。
解法二:存在这样的矩形,过点作直线
,分别与椭圆有且只有一个公共点,并与“准圆”分别交于点
、
,延长
交“准圆”于点
,连接
,四边形
就是所求的矩形。
依条件过点且与椭圆C有且只有一个公共点的直线的斜率存在,设其方程为
,将
代入椭圆的方程
消去
得到
,因为直线与椭圆C有且只有一个公共点,所以
,解得.则直线
,因为点
在准圆上,所以
是准圆
的
直径,又因为
也是准圆的直径,所以四边形
为矩形。根据对称性可知,椭圆
完全落在矩形
所围成的
区域内(包括边界)。
[
选择③
射线与椭圆
的“准圆”
交于点
, 作图方法:过点
作直线
,使得
与椭圆
都只有一个公共点,并与“准圆”分别交于点
、
,延长线段
交“准圆”于点
,连接
,四边形
就是所求的矩形。
证明:易知过点且与椭圆
只有一个交点的直线不垂直于
轴,
设直线方程为,联列方程组
,代入消元整理得:
因为只有一个公共点,所以,即
. 直线
的斜率
是关于
的方程的两个根,所以
,得
,即
因为点在“准圆”上,所以
为“准圆”的直径,得到
同理,由于也是直径,故
.所以四边形
为矩形;
因为都与椭圆
只有一个公共点,根据对称性(
与
、
与
、椭圆、“准圆”都是关于原点对称),得:
也都与椭圆
只有一个
公共点。
综上所述:存在满足条件的矩形且四边形就是所求的矩形。
知识点
已知椭圆C:的长轴长为4,离心率
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆C的左顶点为A,右顶点为B,点S是椭圆C上位于轴上方的动点,直线AS,BS与直线
:
分别交于M,N两点,求线段MN的长度的最小值。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意得,故
,(1分)
因为,所以
,
,(3分)
所以所求的椭圆方程为,(4分)
(2)依题意,直线AS的斜率存在,且
,
故可设直线AS的方程为,从而
,
由得
,(6分)
设,则
,得
,从而
,
即,(8分)
又由B(2,0)可得直线SB的方程为,
化简得,
由得
,所以
,
故,(11分)
又因为,所以
,
当且仅当,即
时等号成立,
所以时,线段MN的长度取最小值
,(13分)
知识点
已知椭圆C:的离心率
,左、右焦点分别为
,抛物线
的焦点F恰好是该椭圆的一个顶点。
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知圆M:的切线
与椭圆相交于A、B两点,那么以AB为直径的圆是否经过定点?如果是,求出定点的坐标;如果不是,请说明理由,
正确答案
见解析。
解析
(1)因为椭圆C的离心率,所以
,即
,(4分)
因为抛物线的焦点
恰好是该椭圆的一个顶点,
所以,所以
,
,所以椭圆C的方程为
,(6分)
(2)(i)当直线的斜率不存在时。
因为直线与圆M相切,故其中的一条切线方程为
。
由不妨设
,
,
则以AB为直径的圆的方程为,(6分)
(ii)当直线的斜率为零时。
因为直线与圆M相切,所以其中的一条切线方程为
。
由不妨设
,
,
则以AB为直径的圆的方程为。
显然以上两圆都经过点O(0,0),(8分)
(iii)当直线的斜率存在且不为零时。
设直线的方程为
。
由消去
,得
,
所以设,
,则
,
。
所以。
所以,①(11分)
因为直线和圆M相切,所以圆心到直线
的距离
,
整理,得, ②
将②代入①,得,显然以AB为直径的圆经过定点O(0,0)
综上可知,以AB为直径的圆过定点(0,0),(13分)
知识点
如图,已知椭圆:
的离心率为
,以椭圆
的左顶点
为圆心作圆
:
,设圆
与椭圆
交于点
与点
。
(1)求椭圆的方程;
(2)求的最小值,并求此时圆
的方程;
(3)设点是椭圆
上异于
,
的任意一点,且直线
分别与
轴交于点
,
为坐标原点,求证:
为定值,
正确答案
见解析。
解析
(1)依题意,得,
,
;
故椭圆的方程为
,
(2)方法一:点与点
关于
轴对称,设
,
, 不妨设
。
由于点在椭圆
上,所以
, (*)
由已知,则
,
,
,
由于,故当
时,
取得最小值为
。
由(*)式,,故
,又点
在圆
上,代入圆的方程得到
,
故圆的方程为:
,
方法二:点与点
关于
轴对称,故设
,
不妨设,由已知
,则
,
故当时,
取得最小值为
,此时
,
又点在圆
上,代入圆的方程得到
,
故圆的方程为:
,
(3) 方法一:设,则直线
的方程为:
,
令,得
, 同理:
,
故 (**)
又点与点
在椭圆上,故
,
,
代入(**)式,得:
。
所以为定值,
方法二:设,不妨设
,
,其中
,则直线
的方程为:
,
令,得
,
同理:,
故。
所以为定值,
知识点
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