- 直线与椭圆的位置关系
- 共677题
为了加快经济的发展,某省选择A、B两城市作为龙头带动周边城市的发展,决定在A、B两城市的周边修建城际轻轨,假设10km为一个单位距离,A、B两城市相距8个单位距离,设城际轻轨所在的曲线为E,使轻轨E上的点到A、B两市的距离之和为10个单位距离.
(1)建立直角坐标系,求城际轻轨所在曲线E的方程;
(2)若要在曲线E上建一个加油站M与一个收费站N,使M、N、B三点在一条直线上,并且AM+AN=12个单位距离,求M、N之间的距离有多少个单位距离?
(3)在A、B两城市之间有一条与AB所在直线成45°的笔直公路l,直线l与曲线E交于P,Q两点,求四边形PAQB的面积的最大值.
正确答案
(1)以AB为x轴,以AB中点为原点O建立直角坐标系.
设曲线E上点P(x,y),
∵|PA|+|PB|=10>|AB|=8
∴动点轨迹为椭圆,
且a=5,c=4,从而b=3.
∴曲线E的方程为+
=1.(4分)
(2)∵|AM|+|AN|+|BM|+|BN|=20,
|AM|+|AN|=12,
所以|MN|=8.(8分)
(3)将y=x+t代入+
=1,
得34y2-18ty+9t2-25×9=0.
设P(x1,y1)、Q(x2,y2),
则y1+y2=,y1y2=
.
|y1-y2|==
,
S=S△ABP+S△ABQ=AB•|y1-y2|=
,
所以当t=0时,面积最大是,
此时直线为l:y=x.(13分)
椭圆C:+
=1(a>b>0)的两个焦点为F1,F2,点P在椭圆C上,且PF1⊥F1F2,|PF1|=
,|PF2|=
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若直线l过圆x2+y2+4x-2y=0的圆心,交椭圆C于A,B两点,且A、B关于点M对称,求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)因为点P在椭圆C上,所以2a=|PF1|+|PF2|=6,a=3.
在Rt△PF1F2中,|F1F2|==2
,
故椭圆的半焦距c=,
从而b2=a2-c2=4,
所以椭圆C的方程为+
=1.
(Ⅱ)解法一:
设A,B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2).
已知圆的方程为(x+2)2+(y-1)2=5,
所以圆心M的坐标为(-2,1).
从而可设直线l的方程为
y=k(x+2)+1,
代入椭圆C的方程得
(4+9k2)x2+(36k2+18k)x+36k2+36k-27=0.
因为A,B关于点M对称.
所以=-
=-2.
解得k=,
所以直线l的方程为y=(x+2)+1,
即8x-9y+25=0.
(经检验,所求直线方程符合题意)
(Ⅱ)解法二:
已知圆的方程为(x+2)2+(y-1)2=5,
所以圆心M的坐标为(-2,1).
设A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2).
由题意x1≠x2且+
=1,①
+
=1,②
由①-②得+
=0.③
因为A、B关于点M对称,
所以x1+x2=-4,y1+y2=2,
代入③得=
,
即直线l的斜率为,
所以直线l的方程为y-1=(x+2),
即8x-9y+25=0.
(经检验,所求直线方程符合题意.)
已知椭圆的中心在原点,其中一个焦点为F1(,0),且该焦点于长轴上较近的端点距离为2-
.
(1)示此椭圆的标准方程及离心率;
(2)设F2是椭圆另一个焦点,若P是该椭圆上一个动点,求•
的取值范围.
正确答案
(1)设所求的椭圆方程为+
=1(a>b>0),
则解得a=2,b=1,c=
故所求椭圆的方程为+y2=1,离心率e=
=
(2)由(1)知F1(-,0),设P(x,y),
则•
=(-
-x,-y)•(
-x,-y)=x2+y2-3=
(3x2-8)
∵x∈[-2,2],∴0≤x2≤4,
故•
∈[-2,1]
已知直线x-2y+2=0经过椭圆C:+
=1(a>b>0)的左顶点A和上顶点D,椭圆C的右顶点为B,点S是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AB,BS与直线l:x=
分别交于M,N两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求线段MN的长度的最小值.
正确答案
(1)由已知得,椭圆C的左顶点为A(-2,0),上顶点为D(0,1),
∴a=2,b=1,
故椭圆C的方程为+y2=1.
(2)直线AS的斜率k显然存在,且k>0,故可设直线AS的方程为y=k(x+2),从而M(,
k).
由得(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0.
设S(x1,y1),则(-2)•x1=得x1=
,从而y1=
.
即S(,
),又B(2,0)
由得
,∴N(
,-
),
故|MN|=|+
|,
又k>0,∴|MN|=k+
≥2
=
.当且仅当
=
,即k=
时等号成立
∴k=时,线段MN的长度取最小值
.
已知点(m,n)在椭圆4x2+9y2=36上,则+
的取值范围是______.
正确答案
∵4x2+9y2=36,即+
=1,
∴设m=3cosθ,n=2sinθ
∴+
=cosθ+sinθ=
sin(θ+
)
∵-1≤sin(θ+∅)≤1,
∴-2 ≤
+
≤2
.
则+
的取值范围是[-
,
]
故答案为:[-,
].
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