- 圆锥曲线与方程
- 共2626题
已知椭圆的离心率为
,且过点
.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)四边形ABCD的顶点在椭圆上,且对角线AC、BD过原点O,若,
(i) 求的最值.
(ii) 求证:四边形ABCD的面积为定值;
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意,
,又
,……………………………………………2分
解得,椭圆的标准方程为
.……………………………………………………………4分
(2)设直线AB的方程为,设
联立,得
----------①
……………………………………………………………6分
……………………………………………………………7分
= …………………………………………………8分
…………………………………………………………9分
(i)
当k=0(此时满足①式),即直线AB平行于x轴时,
的最小值为-2.
又直线AB的斜率不存在时,所以
的最大值为2. …………………………………11分
(ii)设原点到直线AB的距离为d,则
.
即,四边形ABCD的面积为定值…………………………………………………………13分
知识点
如图,椭圆,
轴被曲线
截得的线段长等于
的长半轴长。
(1)求实数的值;
(2)设与
轴的交点为
,过坐标原点
的直线
与
相交于点
,直线
分别与
相交与
.
①证明:
②记△,△
的面积分别是
.若
=
,求
的取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1)由题意知:半长轴为2,则有
(2)①由题意知,直线的斜率存在,设为
,则直线
的方程为
.
由得
,
设,则
是上述方程的两个实根,于是
。
又点的坐标为
,所以
故,即
,故
②设直线的斜率为,则直线的方程为
,由
解得
或
,则点的坐标为
又直线的斜率为
,同理可得点B的坐标为
.
于是
由得
,
解得或
,则点
的坐标为
;
又直线的斜率为,同理可得点
的坐标
于是
因此,
又由点的坐标可知,
,平方后代入上式,
所以
故的取值范围为
知识点
已知椭圆的左、右焦点依次为
,
, 点
是椭圆的一个顶点,
。
(1)求椭圆的方程;
(2)设是点
关于点
的对称点,在椭圆
上是否存在两点
,使
,若存在,求出这两点,若不存在,请说明理由;
(3)设经过点的直线交椭圆
于
两点,线段
的垂直平分线与
轴相交于一点
,求
的取值范围.
正确答案
见解析
解析
(1)由已知可得 ,所求椭圆方程为
, (4分)
(2)解法一:可求得、
、
的坐标分别为
设在椭圆上存在两点
、
,使
,
则: (6分)
解
(8分)
得:,所以在椭圆
上存在两点
,
使. (10分)
解法二:可求得、
、
的坐标分别为
设在椭圆上存在两点
,使
,则四边形
是平行四边形,且点
关于点
对称; (6分)
由椭圆的对称性可知,轴,且
过点
;解
(8分)
得:,所以在椭圆
上存在两点
,
使. (10分)
(3)当轴时,显然
.
当与
轴不垂直时,可设直线
的方程为
.
由 消去
整理得
.
设,线段
的中点为
,则
.
所以 ,
.(12分)
线段的垂直平分线方程为
.
在上述方程中令,得
.
当时,
,所以
; (14分)
当时,
,
. (16分)
综上,的取值范围是
. (17分)
知识点
已知椭圆C:的离心率为
,以原点为圆心,以椭圆的短半轴长为半径的圆与直线
相切。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P(4,0),A,B是椭圆C上关于轴对称的任意两个不同的点,连接PB交椭圆C于另一点E,证明:直线AE与
轴相交于定点Q;
(3)在(2)的条件下,设过点Q的直线与椭圆C交于M,N两点,求的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意知,所以
,即
。
又因为以原点为圆心,以椭圆的短半轴长为半径的圆,与直线
相切,所以
,
所以,
,故椭圆C的方程为
。
(2)由题意知直线PB的斜率存在且不为0,则直线PB的方程为。
由得
。 ①
设点,
,则
,由题意知直线AE的斜率存在,则直线AE的方程为
。
令,得
,将
,
4)代入整理得
。 ②
由①式利用根与系数的关系得,
,
代入②式整理得。
所以直线AE与轴相交于定点Q(1,0)。
(3)当过点Q的直线MN的斜率存在时,
设直线MN的方程为,
,
。
由得
,
易知,
由根与系数的关系知,
,
则,
则,
因为,所以
,所以
,
所以。
当过点Q的直线MN的斜率不存在时,其方程为,代入椭圆方程得
,不妨设
,
,此时
。
综上所述,的取值范围是
。
知识点
已知点为椭圆
的右焦点,过点
、
的直线与圆
相切。
(1)求椭圆的方程;
(2) 过点的直线交椭圆
于
、
两点,求证:
为定值。
正确答案
见解析。
解析
(1)因为为椭圆的右焦点,所以
……① ……………………1分
的直线方程为
,即
所以,化简得
……② …………………………3分
由①②得:,
所以椭圆的方程为
…………………………………………………………4分
(2) 设、
当直线的斜率不存在时,
,则
,解得
所以,则
………………………………………………6分
当直线的斜率存在时,设
,联立
化简得
…………………………………………………………8分
同理
不妨设,则
所以为定值
………………………………………………………………13分
知识点
已知椭圆的两焦点分别为
,
是椭圆在第一象限内的一点,并满足
,过
作倾斜角互补的两条直线
分别交椭圆于
两点。 (1)求
点坐标
;
(2)当直线经过点
时,求直线
的方程;
(3)求证直线的斜率为定值。
正确答案
见解析
解析
(1)由题可得,
,
设
则,
,
∴, (1分)
∵点在曲线上,则
, (2分)
解得点的坐标为
, (4分)
(2)当直线经过点
时,则
的斜率为
,
因两条直线的倾斜角互补,故
的斜率为
,
由得,
即,故
, (2分)
同理得,
(4分)
∴直线的方程为
(6分)
(3)依题意,直线的斜率必存在,不妨设
的方程为:
。
由 得
, (2分)
设,则
,
,
同理,则
,
同理, (4分)
所以:的斜率
为定值。 (6分)
知识点
设椭圆(常数
)的左右焦点分别为
,
是直线
上的两个动点,
。
(1)若,求
的值;
(2)求的最小值。
正确答案
见解析
解析
设,
……………………………………………………1分
则
由
得
①………………………………………………2分
(1)由,得
② ……………………………………………………1分
③ ……………………………………………………1分
由①、②、③三式,消去,并求得
。 ……………………………………3分
(2)易求椭圆的标准方程为:
。 …………………………………2分
解法一:,4分
所以,当且仅当或
时,
取最小值
。 …2分
解法二:, ……………………………4分
所以,当且仅当或
时,
取最小值
。…2分
知识点
设,
分别是椭圆
:
的左、右焦点,过
作倾斜角为
的直线交椭圆
于
,
两点,
到直线
的距离为
,连接椭圆
的四个顶点得到的菱形面积为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)作直线与椭圆
交于不同的两点
,
,其中
点的坐标为
,若点
是线段
垂直平分线的一点,且满足
,求实数
的值。
正确答案
见解析。
解析
(1)设,
的坐标分别为
,其中
由题意得的方程为:
因到直线
的距离为
,所以有
,解得
……………………2分
所以有……①
由题意知: ,即
……②
联立①②解得:
所求椭圆的方程为
…………………………………………………………5分
(2)由(1)知:, 设
根据题意可知直线的斜率存在,可设直线斜率为
,则直线
的方程为
把它代入椭圆的方程,消去
,整理得:
由韦达定理得,则
,
所以线段的中点坐标为
……………………………………………8分
(1)当时, 则有
,线段
垂直平分线为
轴
于是
由,解得:
………………………………………………10分
(2) 当时, 则线段
垂直平分线的方程为
因为点是线段
垂直平分线上的一点
令,得:
于是
由,解得:
代入,解得:
综上, 满足条件的实数的值为
或
.………………………………13分
知识点
已知椭圆:
的焦距为
,离心率为
,其右焦点为
,过点
作直线交椭圆于另一点
.
(1)若,求
外接圆的方程;
(2)若过点的直线与椭圆
相交于两点
、
,设
为
上一点,且满足
(
为坐标原点),当
时,求实数
的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意知:,
,又
,
解得:椭圆
的方程为:
…………………………2分
可得:,
,设
,则
,
,
,
,即
由,或
即,或
…………………………………………………………4分
①当的坐标为
时,
,
外接圆是以
为圆心,
为半径的圆,即
……………………………………………………………5分
②当的坐标为
时,
,
,所以
为直角三角形,其外接圆是以线段
为直径的圆,圆心坐标为
,半径为
,
外接圆的方程为
综上可知:外接圆方程是
,或
……7分
(2)由题意可知直线的斜率存在。
设,
,
,
由得:
由得:
(
) ………………………9分
,
即
,结合(
)得:
………………………………………………11分
,
从而,
点
在椭圆上,
,整理得:
即,
,或
………………………………13分
知识点
已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在X轴上,F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,M是椭圆短轴的一个端点,△MF1F2的面积为4,过F1的直线
与椭圆交于A,B两点,△ABF2的周长为
.
(1)求此椭圆的方程;
(2)若N是左标平面内一动点,G是△MF1F2的重心,且,求动点N的轨迹方程;
(3)点p审此椭圆上一点,但非短轴端点,并且过P可作(2)中所求得轨迹的两条不同的切线,、R是两个切点,求
的最小值.
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意设椭圆的方程为,因为
是椭圆短轴的一个端点,过
的直线
与椭圆交于
两点,
的面积为
,
的周长为
所以
所以,所求的椭圆方程为 ……………………4分
(2)设,则由(1)得
所以
,
从而
,因为
,
所以有,
由于是
的重心,即
应当是一个三角形的三个顶点,
因此所求动点的轨迹方程为
. ………………7分
(3)由(2)知动点的轨迹方程为
,即
。
显然此轨迹是以点)为圆心,半径
的圆除去两点
剩余部分的部分曲线。
设,则根据平面几何知识得
.
, …………………………10分
从而根据平面向量数量积的定义及均值不等式得
当且仅当时,取“
” (※) …………………………12分
由点在椭圆
上(非短轴端点),并且在圆
外,可知
由于,所以条件(※)的要求满足。
因此的最小值为
…………………………13分
知识点
在平面直角坐标系中,方向向量为
的直线
经过椭圆
的右焦点
,与椭圆相交于
、
两点
(1)若点在
轴的上方,且
,求直线
的方程;
(2)若,
且△
的面积为
,求
的值;
(3)当(
)变化时,是否存在一点
,使得直线
和
的斜率之和为
,若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
(1)(2)
(3)存在一点
,使得直线
和
的斜率之和为0
解析
解析:(1)由题意,
得
,所以
……………………1分
且点
在
轴的上方,得
………………………………2分
,
……………………………………3分
直线:
,即直线
的方程为
…………………………4分
(2)设、
,直线
:
…………5分
将直线与椭圆方程联立,…6分消去
得,
……7分
恒成立,
……………8分[来源:学科网]
……………9分
所以
化简得,由于
,解得
……10分
(3)假设存在这样的点,使得直线
和
的斜率之和为0,由题意得,直线
:
(
)
消去
得
……12分
恒成立,
……13分
,
,……14分
所以,……15分
解得,所以存在一点
,使得直线
和
的斜率之和为0.……16分
知识点
已知抛物线的焦点为F2,点F1与F2关于坐标原点对称,直线m垂直于x轴(垂足为T),与抛物线交于不同的两点P,Q且
.
(1)求点T的横坐标;
(2)若以F1,F2为焦点的椭圆C过点.
①求椭圆C的标准方程;
②过点F2作直线l与椭圆C交于A,B两点,设,若
的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意得,
,设
,
,
则,
.
由,得
即
,①…………………2分
又在抛物线上,则
,②
联立①、②易得 ……………………4分
(2)(ⅰ)设椭圆的半焦距为,由题意得
,
设椭圆的标准方程为
,
则 ③
④ …………………5分
将④代入③,解得或
(舍去)
所以 ……………………6分
故椭圆的标准方程为
……………………7分
(ⅱ)方法一:
容易验证直线的斜率不为0,设直线
的方程为
将直线的方程代入
中得:
.…………………8分
设,则由根与系数的关系,
可得: ⑤
⑥ …………………9分
因为,所以
,且
.
将⑤式平方除以⑥式,得:
由
所以 ……………………………………………………………11分
因为,所以
,
又,所以
,
故
,
令,所以
所以
,即
,
所以.
而,所以
.
所以. ………………………………………………13分
方法二:
1)当直线的斜率不存在时,即
时,
,
,
又,所以
…………8分
2)当直线的斜率存在时,即
时,设直线
的方程为
由得
设,显然
,则由根与系数的关系,
可得:,
……………………9分
⑤
⑥
因为,所以
,且
.
将⑤式平方除以⑥式得:
由得
即
故,解得
………………………………………10分
因为,
所以,
又,
故
…………………11分
令,因为
所以
,即
,
所以.
所以 ……………………12分
综上所述:. ……………………13分
知识点
已知椭圆的两个焦点为
、
,
是
与
的等差中项,其中
、
、
都是正数,过点
和
的直线与原点的距离为
。
(1)求椭圆的方程;
(2)点是椭圆上一动点,定点
,求△
面积的最大值;
(3)已知定点,直线
与椭圆交于
、
相异两点,证明:对任意的
,都存在实数
,使得以线段
为直径的圆过
点。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)在椭圆中,由已知得······ 1分
过点和
的直线方程为
,即
,该直线与原点的距离为
,由点到直线的距离公式得:
3分
解得:;所以椭圆方程为
·········· 4分
(2),直线
的方程为
,
,当椭圆上的点
到直线
距离最大时,△
面积取得最大值·························· 6分
设与直线平行的直线方程为
,将其代入椭圆方程
得:
,
,即
,解得
,当
时,椭圆上的点
到直线
距离最大为
,此时△
面积为
··············· 9分
(3)将代入椭圆方程,得
,由直线与椭圆有两个交点,所以
,解得
······························································································ 11分
设、
,则
,
,因为以
为直径的圆过
点,所以
,即
,············································· 13分
而=
,所以
,解得
······························································································ 14分
如果对任意的
都成立,则存在
,使得以线段
为直径的圆过
点。
,即
,所以,对任意的
,都存在
,使得以线段
为直径的圆过
点。················ 16分
知识点
已知椭圆的中心在坐标原点
,焦点在坐标轴上,且经过
两点,
是
上的动点。
(1)求的最大值;
(2)若平行于的直线
在
轴上的截距为
,直线
交椭圆
于两个不同点
,求证:直线
与直线
的倾斜角互补。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)设椭圆的方程为
将代入椭圆
的方程,得
………理2分,文3分
解得,所以椭圆
的方程为
…………理2分,文3分
设点的坐标为
,则
。
又是
上的动点,所以
,得
,代入上式得
,
故时,
。
的最大值为
。 ………………理2分
(2)因为直线平行于
,且在
轴上的截距为
,又
,所以直线
的方程为
,由
得
………………文理2分
设、
,则
。
又
故,………文理2分
又,
所以上式分子 …………文理2分
故,………………………………………………………………文2分
所以直线与直线
的倾斜角互补。
知识点
如图,在平面直角坐标系中,已知点
为椭圆
的右顶点, 点
,点
在椭圆上,
.
(1)求直线的方程;
(2)求直线被过
三点的圆
截得的弦长;
(3)是否存在分别以为弦的两个相外切的等圆?若存在,求出这两个圆的方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解: (1)因为,且A(3,0),所以
=2,而B,P关于y轴对称,所以点P的横坐标为1,从而得
所以直线BD的方程为
(2)线段BP的垂直平分线方程为x=0,线段AP的垂直平分线方程为,
所以圆C的圆心为(0,-1),且圆C的半径为
又圆心(0,-1)到直线BD的距离为,所以直线
被圆
截得的弦长
为 (3)假设存在这样的两个圆M与圆N,其中PB是圆M的弦,PA是圆N的弦,则点M一定在y轴上,点N一定在线段PC的垂直平分线
上,当圆
和圆
是两个相外切的等圆时,一定有P,M,N在一条直线上,且PM=PN
设,则
,根据
在直线
上,
解得
所以,故存在这样的两个圆,且方程分别为
,
…
知识点
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