- 圆锥曲线与方程
- 共2626题
已知椭圆:
的左、右焦点分别为
,正
的中心恰为椭圆的上顶点
,且
。
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线
与椭圆
交于
两点,点
在
轴上,
是以角
为顶角的等腰直角三角形,求直线
的方程。
正确答案
见解析
解析
(1)正的边长为
(
为椭圆
的半焦距),且点
在
轴上
依题意 ∴
∵
∴
∵ ∴
∴ ∴
∴ 椭圆
的方程为
(2)由(1)知,正的边长为
,∴ 点
的纵坐标为
∴ 点的坐标为
若直线的斜率不存在,
即椭圆
的上下顶点,显然当点
为
或
时,
是以角
为顶角的等腰直角三角形,此时直线
的方程为
若直线的斜率存在,设为
,则直线
的方程为
,与
联立得
,
∴
设,线段
的中点为
∴
∵ ∴
∴
∴
∵ ∴
∴ ∴
且满足
∴ 直线的斜率存在时,直线方程为
综上,所求直线的方程为
和
知识点
已知A(-2,0),B(2,0)为椭圆C的左、右顶点,F为其右焦点,P是椭圆C上异于A,B的动点,且APB面积的最大值为2
。
(1)求椭圆C的方程及离心率;
(2)直线AP与椭圆在点B处的切线交于点D,当直线AP绕点A转动时,试判断以BD为直径的圆与直线PF的位置关系,并加以证明。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意可设椭圆的方程为
,
。
由题意知
解得,
。
故椭圆的方程为
,离心率为
。
(2)
以为直径的圆与直线
相切。
证明如下:由题意可设直线的方程为
。
则点坐标为
,
中点
的坐标为
。
由得
。
设点的坐标为
,则
。
所以,
。
因为点坐标为
,
当时,点
的坐标为
,点
的坐标为
。
直线轴,此时以
为直径的圆
与直线
相切。
当时,则直线
的斜率
。
所以直线的方程为
。
点到直线
的距离
。
又因为 ,所以
。
故以为直径的圆与直线
相切。
综上得,当直线绕点
转动时,以
为直径的圆与直线
相切。
知识点
过椭圆Γ:+
=1(a>b>0)右焦点F2的直线交椭圆于A,B两点,F1为其左焦点,已知△AF1B的周长为8,椭圆的离心率为
。
(1)求椭圆Γ的方程;
(2)是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆Γ恒有两个交点P,Q,且⊥
?若存在,求出该圆的方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解:(1)由已知,得,解得:
,
∴b2=a2﹣c2=4﹣3=1。
故椭圆Γ的方程为;
(2)假设满足条件的圆存在,其方程为x2+y2=r2(0<r<1)。
当直线PQ的斜率存在时,设其方程为y=kx+t,
由,得(1+4k2)x2+8ktx+4t2﹣4=0。
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则
,①
∵,
∴x1x2+y1y2=0,
又y1=kx1+t,y2=kx2+t,
∴x1x2+(kx1+t)(kx2+t)=0,
即(1+k2)x1x2+kt(x1+x2)+t2=0. ②
将①代入②,得
,
即t2=(1+k2)。
∵直线PQ与圆x2+y2=r2相切,
∴r==
∈(0,1),
∴存在圆x2+y2=满足条件。
当直线PQ的斜率不存在时,易得=
,
代入椭圆Γ的方程,得=
,满足
。
综上所述,存在圆心在原点的圆x2+y2=满足条件。
知识点
如图,已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,它的一个顶点为
,且离心率等于
,过点
的直线
与椭圆相交于不同两点
,点
在线段
上。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设,若直线
与
轴不重合,试求
的取值范围。
正确答案
答案:见解析。
解析
(1)设椭圆的标准方程是。
由于椭圆的一个顶点是,故
,根据离心率是
得,
,解得
。所以椭圆的标准方程是
。 (4分)
(2)设。
设直线的方程为
,与椭圆方程联立消去
得
,根据韦达定理得
,
。 8分
由,得
,整理得
,把上面的等式代入得
,又点
在直线
上,所以
,于是有
(10分)
,由
,得
,所以
,综上所述
。
(12分)
知识点
椭圆的中心在坐标原点,焦点在
轴上,椭圆
上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1,(1)求椭圆
的标准方程;
(2)若直线与椭圆
相交于
两点(
不是左右顶点),且以
为直径的圆过椭圆
的右顶点,求证:直线
过定点,并求出该定点的坐标。
正确答案
见解析
解析
(1)由题意设椭圆的标准方程为,由已知得:
,
椭圆的标准方程为
。
(2)设,联立
得,则
又。
因为以为直径的圆过椭圆的右顶点
,
。
即·
。
。
,解得:
,且均满足
。
当时,
的方程
,直线过点
,与已知矛盾;
当时,
的方程为
,直线过定点
。
所以,直线过定点,定点坐标为
。
知识点
已知椭圆的焦点坐标为(-1,0),
(1,0),过
垂直于长轴的直线交椭圆于P、Q两点,且|PQ|=3,
(1) 求椭圆的方程;
(2) 过的直线l与椭圆交于不同的两点M、N,则△
MN的内切圆的面积是否存在最大值?若存在求出这个最大值及此时的直线方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1) 设椭圆方程为=1(a>b>0),由焦点坐标可得c=1………1分
由PQ|=3,可得=3,……………………………………………2分
解得a=2,b=,…………………………………………………3分
故椭圆方程为=1……………………………………………4分
(2) 设M,N
,不妨
>0,
<0,设△
MN的内切圆的径R,
则△MN的周长=4a=8,
(MN+
M+
N)R=4R
因此最大,R就最大,………………………………………6分
,
由题知,直线l的斜率不为零,可设直线l的方程为x=my+1,
由得
+6my-9=0,………………………8分
得,
,
则AB(
)=
=
,……………9分
令t=,则t≥1,
则,………………………10分
令f(t)=3t+,则f′(t) =3-
,
当t≥1时,f′(t)≥0,f(t)在[1,+∞)上单调递增,有f(t)≥f(1)=4, ≤
=3,
即当t=1,m=0时,≤
=3,
=4R,∴
=
,
这时所求内切圆面积的最大值为π。
故直线l:x=1,△AMN内切圆面积的最大值为π………………12分
知识点
已知F1.F2是椭圆的左.右焦点,O为坐标原点,点
在椭圆上,线段PF2与y轴的交点M满足
;
(1)求椭圆的标准方程;
(2)⊙O是以F1F2为直径的圆,一直线l: y=kx+m与⊙O相切,并与椭圆交于不同的两点A.B,当,且满足
时,求△AOB面积S的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1) ∴点M是线段PF2的中点
∴OM是△PF1F2的中位线 , 又OM⊥F1F2 ∴PF1⊥F1F2
∴椭圆的标准方程为=1
(2)∵圆O与直线l相切
由
∵直线l与椭圆交于两个不同点,, 设
,则
,
解得:
知识点
已知椭圆的离心率为
。
(1)若原点到直线x+y﹣b=0的距离为,求椭圆的方程;
(2)设过椭圆的右焦点且倾斜角为45°的直线l和椭圆交于A,B两点。
(i)当,求b的值;
(ii)对于椭圆上任一点M,若,求实数λ,μ满足的关系式。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵,∴
∵
,∴
∵
,∴
解得a2=12,b2=4。
椭圆的方程为,
(2)(i)∵,∴
,椭圆的方程可化为:x2+3y2=3b2①
易知右焦点,据题意有AB:
②
由①,②有:③
设A(x1,y1),B(x2,y2),∴b=(18分)
(ii)显然与
可作为平面向量的一组基底,由平面向量基本定理,对于这一平面内的向量
,有且只有一对实数λ,μ,使得等
成立。
设M(x,y),∵(x,y)=λ(x1,y1)+μ(x2,y2),∴x=λx1+μx2,y=λy1+μy2,
又点M在椭圆上,∴(λx1+μx2)2+3(λy1+μy2)2=3b2④
由③有:
则3b2﹣9b2+6b2=0⑤
又A,B在椭圆上,故有x12+3y12=3b2,x22+3y22=3b2⑥
将⑥,⑤代入④可得:λ2+μ2=1.
知识点
已知椭圆方程为,其下焦点
与抛物线
的焦点重合,过
的直线
与椭圆交于A、B两点,与抛物线交于C、D两点,当直线
与
轴垂直时,
。
(1)求椭圆的方程;
(2)求过点O、(其中O为坐标原点),且与直线
(其中
为椭圆半焦距)相切的圆的方程;
(3)求=
时直线
的方程,并求当斜率大于
时的直线
被(2)中的圆(圆心在第四象限)所截得的弦长.
正确答案
见解析
解析
解析:(1)由抛物线方程得
设椭圆方程为,解方程组
得
由于抛物线,椭圆都关于轴对称,所以
,所以
带入椭圆方程得
,又因为
解得,所以椭圆方程为
(2)∵,∴
∵圆过点O(0,0),,∴ 圆心M在直线
上,设
依题意圆M半径=
,
故,即
,∴
解得
∴圆的方程为
(3),
由题意可知直线斜率一定存在,令直线AB方程为
得
令
=
解得,
此时直线
当时,直线
圆心在第四象限圆M
圆心到直线
的距离
截得的弦长为
知识点
已知椭圆的离心率为
,两焦点之间的距离为4。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的右顶点作直线交抛物线于A、B两点,
①求证:OA⊥OB;
②设OA、OB分别与椭圆相交于点D、E,过原点O作直线DE的垂线OM,垂足为M,证明|OM|为定值。
正确答案
见解析
解析
(1)由得
,故
。
所以,所求椭圆的标准方程为。 ……………………(4分)
(2)①设过椭圆的右顶点的直线
的方程为
。
代入抛物线方程,得
。
设、
,则
∴=
=0。
∴。 ……………………(8分)
②设、
,直线
的方程为
,代入
,得
。
于是。
从而
,
。
代入,整理得。
∴原点到直线的距离
为定值。 ……………………(13分)
知识点
已知直线,
,直线
被圆截得的弦长与椭圆
的短轴长相等,椭圆的离心率
(1) 求椭圆的方程;
(2) 过点(
,
)的动直线
交椭圆
于
、
两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点
,使得无论
如何转动,以
为直径的圆恒过定点
?若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由。
正确答案
(1)(2)在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件
解析
解析: (1)则由题设可知, 2分
又
3分
所以椭圆C的方程是. ……4分
(2)解法一:假设存在点T(u, v). 若直线l的斜率存在,设其方程为,
将它代入椭圆方程,并整理,得, ……5分
设点A、B的坐标分别为,则
因为及
所以
……8 分
当且仅当恒成立时,以AB为直径的圆恒过定点T, ……9分
所以解得
此时以AB为直径的圆恒过定点T(0,1). ……10分
当直线l的斜率不存在,l与y轴重合,以AB为直径的圆为也过点T(0,1)。
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1),满足条件. ……12分
解法二:若直线l与y轴重合,则以AB为直径的圆是
若直线l垂直于y轴,则以AB为直径的圆是 ……6分
由解得
.
由此可知所求点T如果存在,只能是(0,1). ……7分
事实上点T(0,1)就是所求的点. 证明如下:
当直线l的斜率不存在,即直线l与y轴重合时,以AB为直径的圆为,过点T(0,1);
当直线l的斜率存在,设直线方程为,代入椭圆方程,并整理,得
8分
设点A、B的坐标为,则
因为,
所以,即以AB为直径的圆恒过定点T(0,1). ……11分
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件. ……12分
知识点
已知椭圆过点
,且离心率
.
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在菱形,同时满足下列三个条件:
①点在直线
上;
②点,
,
在椭圆
上;
③直线的斜率等于
.
如果存在,求出点坐标;如果不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)由题意得: ………………3分
解得:
所以 椭圆的方程为
. ………………4分
(2)不存在满足题意的菱形,理由如下: ………………5分
假设存在满足题意的菱形.
设直线的方程为
,
,
,线段
的中点
,点
. ………………6分
由得
. ………………8分
由 ,解得
. ………………9分
因为 ,
所以 . ………………11分
因为 四边形为菱形,
所以 是
的中点。
所以 点的纵坐标
. ………………12分
因为 点在椭圆
上,
所以 .这与
矛盾.
………………13分
所以 不存在满足题意的菱形.
知识点
已知F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,P为双曲线上的一点,若
,且
的三边长成等差数列,则双曲线的离心率是 .
正确答案
5
解析
设
,
,则
,又
为等差数列,所以
,整理得
,代入
整理得,
,解得
,所以双曲线的离心率为
。
知识点
设椭圆的左、右焦点分别为
,上顶点为
,在
轴负半轴上有一点
,满足
,且
.
(1)求椭圆的离心率;
(2)D是过三点的圆上的点,D到直线
的最大距离等于椭圆长轴的长,求椭圆
的方程;
(3)在(2)的条件下,过右焦点作斜率为
的直线
与椭圆
交于
两点,在
轴上是否存在点
使得以
为邻边的平行四边形是菱形,如果存在,求出
的取值范围,如果不存在,说明理由.
正确答案
(1)(2)
(3)存在满足题意的点P且
的取值范围是
解析
解析:(1)设B(x0,0),由(c,0),A(0,b),
知
,
由于 即
为
中点。
故
,
故椭圆的离心率 ------------------4分
(2)由(1)知得
于是
(
,0), B
,
△ABF的外接圆圆心为(,0),半径r=
|FB|=
,
D到直线的最大距离等于
,所以圆心到直线的距离为
,
所以,解得
=2,∴c =1,b=
,
所求椭圆方程为. ------------------8分
(3)由(2)知,
:
代入得
设,
则,
------------------9分
由于菱形对角线垂直,则
故
则
------------------10分
由已知条件知且
故存在满足题意的点P且的取值范围是
。 ------------------12分
知识点
设抛物线的准线与
轴交于点
,焦点为
;以
为焦点,离心率为
的椭圆记作
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线经过椭圆
的右焦点
,与抛物线
交于
两点,
与椭圆交于
两点。当以
为直径的圆经过
时,求
长。
正确答案
见解析
解析
解:(1)椭圆方程
(2)当直线L与x轴垂直时,B1(1,),B2(1,-
),又F1(-1,0),
此时,所以以B1B2为直径的圆不经过F1。不满足条件
当直线L不与x轴垂直时,设L:y=k(x-1)
由
因为焦点在椭圆内部,所以恒有两个交点。
设B1(x1,y1),B2(x2,y2),则
因为以B1B2为直径的圆经过F1,所以,又F1(-1,0)
所以(-1-x1)(-1-x2)+y1y2=0,即(1+k2)x1x2+(1-k2)(x1+x2)+1+k2=0
所以解得
由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0
因为直线L与抛物线有两个交点,所以
设A1(x3,y3) ,A2(x4,y4),则
所以
知识点
扫码查看完整答案与解析