- 直线与椭圆的位置关系
- 共677题
在直角坐标系xOy中,点P到两点(0,-),(0,
)的距离之和等于4,设点P的轨迹为C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点(0,)作两条互相垂直的直线l1,l2分别与曲线C交于A,B和CD.
①以线段AB为直径的圆过能否过坐标原点,若能求出此时的k值,若不能说明理由;
②求四边形ABCD面积的取值范围.
正确答案
(1)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C是以(0,-),(0,
)为焦点,长半轴为2的椭圆.它的短半轴b=
=1,故曲线C的方程为x2+
=1.
(2)①设直线l1:y=kx+,A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足
消去y并整理得(k2+4)x2+2kx-1=0,
故x1+x2=-,x1x2=-
.
以线段AB为直径的圆过坐标原点,则⊥
,即x1x2+y1y2=0.
而y1y2=k2x1x2+k(x1+x2)+3,
于是x1x2+y1y2=--
-
+3=0,
化简得-4k2+11=0,所以k2=.
②由①,|AB|=|x1-x2|=
=
=
,
将上式中的k换为-得|CD|=
,
由于AB⊥CD,故四边形ABCD的面积为S=|AB||CD|=
,
令k2+1=t,则S==
=
=
,
而∈(0,1),故4<-9(
-
)2+
≤
,故
≤S<2,
当直线l1或l2的斜率有一个不存在时,另一个斜率为0,不难验证此时四边形ABCD的面积为2,
故四边形ABCD面积的取值范围是[,2].
已知动点P到直线l:x=--的距离d1,是到定点F(-
,0)的距离d2的
倍.
(1) 求动点P的轨迹方程;
(2) 若直线m:y=k(x+1)(k≠o)与点P的轨迹有两个交点A、B,求弦AB的中垂线n在y轴上的截距y0的取值范围.
正确答案
(1)设P(x,y),则d1=|x+| ,d2=
,
由题设知|x+| =
,
平方整理可得+y2=1.
(2)将y=k(x+1)(k≠0)代入+y2=1,
消去y,得(1+4k2)x2+8k2x+4k2-4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=
,
y1+y2=k(x1+x2+2)=,
弦AB的中点为(-,
),中垂线n的方程为y-
=-
(x+
),
令x=0,可得y0=-,
∵k≠0,=-
,
+4k≥4或
+4k≤-4,
∴-≤-
≤
,且-
≠0,
即y0的取值范围是[-,0)∪(0,
].
(12分) 已知椭圆C:,其相应于焦点
的准线方程为
。
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知过点
倾斜角为
的直线分别交椭圆C于A、B两点,求证:
;
(Ⅲ)过点
作两条互相垂直的直线分别交椭圆C于A、B和D、E,求
的最小值。
正确答案
(Ⅰ) (Ⅱ)见解析 (Ⅲ)
(Ⅰ)由题意得:,∴
,∴椭圆C的方程为
。
(Ⅱ)方法一:由(Ⅰ)知,是椭圆C的左焦点,离心率
,设
是椭圆的左准线,则
:
作
于
,
于
,
于
轴交于点H(如图),
∵点A在椭圆上,∴
==
∴,同理
∴。
方法二:当时,记
。则AB:
将其代入方程得
设,则
是此二次方程的两个根。∴
,
①∵
,代入①式得
。②
当时,
仍满足②式。∴
。
(Ⅲ)设直线AB倾斜角为,由于DE⊥AB,由(Ⅱ)可得
,
,
当或
时,
取得最小值
。
已知与向量=(1,
)平行的直线l1过点A(0,-2
),椭圆C:
+
=1(a>b>0)的中心关于直线l1的对称点在直线x=
(c2=a2-b2)上,且直线l1过椭圆C的焦点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点B(-2,0)的直线l2交椭圆C于M,N两点,若∠MON≠,且(
•
)•sin∠MON=
,(O为坐标原点),求直线l12的方程.
正确答案
解(Ⅰ)由题意得直线l1的方程为y=x-2
,①
过原点垂直于l1的直线方程为y=-x②
解①②得:x=
因为椭圆中心O(0,0)关于直线l1的对称点在直线x=上,
∴=3
又∵直线l1过椭圆焦点,∴该焦点坐标为(2,0),
∴c=2,a2=6,b2=2
故椭圆C的方程为+
=1③
(II)当直线l1的斜率存在时,
设直线l1的方程为y=k(x+2),代入③并整理得:
(3k2+1)x2+12k2x+12k2-6=0
设M(x1,y1),N(x2,y2)
则x1+x2=-,x1x2=
∴|MN|=|x1-x2|=
=
坐标原点O到直线l2的距离d=.
∵(•
)•sin∠MON=
,即S△MON=
而S△MON=||MN|d
∴|NM|d=,即
=
解得k=±,此时直线l2的方程为y=±
(x+2)
当直线l2的斜率不存在时,直线l2的方程为x=-2
此时点M(-2,),N(-2,-
),满足S△MON=
,
综上得,直线l2的方程为x=-2或±y+2=0.
设椭圆C:+
=1(a>b>0)过点M(
,1),且左焦点为F1(-
,0)
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)当过点P(4,1)的动直线l与椭圆C相交与两不同点A,B时,在线段AB上取点Q,满足||•|
|=|
|•|
|,证明:点Q总在某定直线上.
正确答案
(Ⅰ)由题意得,
解得a2=4,b2=2,
所以椭圆C的方程为+
=1.
(Ⅱ)设点Q、A、B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2).
由题设知||,|
|,|
|,|
|均不为零,记λ=
=
,则λ>0且λ≠1
又A,P,B,Q四点共线,从而=-λ
,
=λ
于是4=,1=
,x=
,y=
从而=4x①,
=y②,
又点A、B在椭圆C上,即x12+2y12=4 ③,x22+2y22=4 ④,
①+②×2并结合③、④得4x+2y=4,
即点Q(x,y)总在定直线2x+y-2=0上.
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