- 直线与椭圆的位置关系
- 共677题
点P为椭圆+
=1上的动点,F1,F2为椭圆的左、右焦点,则
•
的最小值为______,此时点P的坐标为______.
正确答案
易知,F1(-3,0),F2(3,0).可设点P(5cost,4sint).
则•
=(-3-5cost,-4sint)•(3-5cost,-4sint)=25cos2t-9+16sin2t=9cos2t+7≥7.
∴当t=kπ时,•
的最小值为7,则点P的坐标为(0,±4)
故答案为7,(0,±4)
已知椭圆C以F1(-1,0),F2(1,0)为焦点,且离心率e=
(Ⅰ)求椭圆C的方程
(Ⅱ)过M(0 , )点斜率为k的直线l1与椭圆C有两个不同交点P、Q,求k的范围
(Ⅲ)设椭圆C与x轴正半轴、y轴正半轴的交点分别为A、B,是否存在直线l1,满足(Ⅱ)中的条件且使得向量+
与
垂直?如果存在,写出l1的方程;如果不存在,请说明理由
正确答案
(Ⅰ)设椭圆C的半长轴长、半短轴长、半焦距长分别为a、b、c
由题设知:c=1
由e==
=
,得a=
,
则b=1
∴椭圆C的方程为+y2=1
(Ⅱ)过M(0 , )点斜率为k的直线l1:y-
=kx
即l1:y=kx+
与椭圆C方程联立消y得(2k2+1)x2+4x+2=0(*)
由l1与椭圆C有两个不同交点知
其△=32k2-8(2k2+1)>0得k<-或k>
∴k的范围是(-∞,-)∪(
,+∞).
(Ⅲ)设P(x1,y1)、Q(x2,y2),则x1、x2是(*)的二根
则x1+x2=-,则y1+y2=k(x1+x2)+2
=
则+
=(x1+x2,y1+y2)=(-
,
)
由题设知A( , 0) 、B(0 , 1),∴
=(-
, 1)
若(+
)⊥
,须(
+
)•
=
+
=0
得k=-∉(-∞,-
)∪(
,+∞)
∴不存在满足题设条件的l1.
如图,椭圆+
=1(a>b>0)的一个焦点是F(1,0),O为坐标原点.
(Ⅰ)已知椭圆短轴的两个三等分点与一个焦点构成正三角形,求椭圆的方程;
(Ⅱ)设过点F的直线l交椭圆于A、B两点.若直线l绕点F任意转动,值有|OA|2+|OB|2<|AB|2,求a的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)设M,N为短轴的两个三等分点,
因为△MNF为正三角形,所以|OF|=|MN|,
即1=•
,解得b=
.a2=b2+1=4,因此,椭圆方程为
+
=1.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).
(ⅰ)当直线AB与x轴重合时,
|OA|2+|OB|2=2a2,|AB|2=4a2(a2>1),
因此,恒有|OA|2+|OB|2<|AB|2.
(ⅱ)当直线AB不与x轴重合时,
设直线AB的方程为:x=my+1,代入+
=1,
整理得(a2+b2m2)y2+2b2my+b2-a2b2=0,
所以y1+y2=,y1y2=
因为恒有|OA|2+|OB|2<|AB|2,所以∠AOB恒为钝角.
即•
=(x1,y1)•(x2,y2)=x1x2+y1y2<0恒成立.
x1x2+y1y2=(my1+1)(my2+1)+y1y2=(m2+1)y1y2+m(y1+y2)+1
=-
+1
=<0.
又a2+b2m2>0,所以-m2a2b2+b2-a2b2+a2<0对m∈R恒成立,
即a2b2m2>a2-a2b2+b2对m∈R恒成立.
当m∈R时,a2b2m2最小值为0,所以a2-a2b2+b2<0.
a2<a2b2-b2,a2<(a2-1)b2=b4,
因为a>0,b>0,所以a<b2,即a2-a-1>0,
解得a>或a<
(舍去),即a>
,
综合(i)(ii),a的取值范围为(,+∞).
直线l过点M(1,1),与椭圆+
=1相交于A、B两点,若AB的中点为M,试求直线l的方程.
正确答案
设A(x1,y1)、B(x2,y2),
则+
=1,①
+
=1.②
①-②,得+
=0.
∴=-
•
.
又∵M为AB中点,
∴x1+x2=2,y1+y2=2.
∴直线l的斜率为-.
∴直线l的方程为y-1=-(x-1),
即3x+4y-7=0.
设A(-2,0),B(2,0),M为平面上任一点,若|MA|+|MB|为定值,且cosAMB的最小值为-.
(1)求M点轨迹C的方程;
(2)过点N(3,0)的直线l与轨迹C及单位圆x2+y2=1自右向左依次交于点P、Q、R、S,若|PQ|=|RS|,则这样的直线l共有几条?请证明你的结论.
正确答案
(1)设M(x,y),
∵在△AMB中,AB=4,|MA|+|MB|是定值;
可设|MA|+|MB|=2a(a>0).
∴cosAMB═
=-1.(3分)
而|MA|+|MB|≥2,
∴|MA|•|MB|≤a2.
∴-1≥
-1
.∵cosAMB最小值为-,
∴-1=-.∴a=
.(6分)
∴|MA|+|MB|=2>|AB|.
∴M点的轨迹是以A、B为焦点的椭圆,且a=,c=2.
∴b2=a2-c2=2.∴曲线C的方程是+
=1.(8分)
(2)设直线l的方程是y=k(x-3).
1°当k=0时,显然有|PQ|=|RS|;此时l的方程是y=0.
2°当k≠0时,∵|PQ|=|RS|,∴PS与RQ的中点重合,设中点为G,则OG⊥PS.
由,
得(1+3k2)x2-18k2x+27k2-6=0.(11分)
设P(x1,y1),S(x2,y2),
则x1+x2=,y1+y2=k(x1-3)+k(x2-3)=
.
∴G(,
).
∴×k=-1无解,此时l不存在,
综上,存在一条直线l:y=0满足条件.(16分)
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