- 直线与椭圆的位置关系
- 共677题
已知抛物线D的顶点是椭圆+
=1的中心,焦点与该椭圆的右焦点重合.
(Ⅰ)求抛物线D的方程;
(Ⅱ)已知动直线l过点P(4,0),交抛物线D于A、B两点.(i)若直线l的斜率为1,求AB的长;(ii)是否存在垂直于x轴的直线m被以AP为直径的圆M所截得的弦长恒为定值?如果存在,求出m的方程;如果不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)由题意,可设抛物线方程为y2=2px(p>0).…(1分)
椭圆+
=1中a2-b2=4-3=1,得c=1,∴抛物线的焦点为(1,0),
∴=1,∴p=2,∴抛物线D的方程为y2=4x.…(3分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).
(i)直线l的方程为:y=x-4,…(4分)
联立,整理得:x2-12x+16=0…(5分)
∴x1+x2=12,x1x2=16
∴|AB|==4
.…(7分)
(ⅱ) 设存在直线m:x=a满足题意,则圆心M(,
),过M作直线x=a的垂线,垂足为E,设直线m与圆M的一个交点为G,可得:|EG|2=|MG|2-|ME|2,…(9分)
即|EG|2=|MA|2-|ME|2=-(
-a)2
=y12+
+a(x1+4)-a2
=x1-4x1+a(x1+4)-a2=(a-3)x1+4a-a2…(11分)
当a=3时,|EG|2=3,此时直线m被以AP为直径的圆M所截得的弦长恒为定值2.…(12分)
因此存在直线m:x=3满足题意 …(13分)
已知点A(-2,0),B(2,0),若点P(x,y)在曲线+
=1上,则|PA|+|PB|=______.
正确答案
∵A(-2,0),B(2,0)是曲线+
=1的两个焦点坐标,
∴椭圆的第一定义可知|PA|+|PB|=2a=8.
故答案为:8.
设椭圆M:+
=1(a>b>0)的离心率为
,长轴长为6
,设过右焦点F.
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)设过右焦点F倾斜角为θ的直线交椭M于A,B两点,求证|AB|=.
正确答案
(Ⅰ)依题意可得解得a=3
,c=3,b=3
∴所求椭圆M的方程为+
=1
(Ⅱ)当θ≠,设直线AB的斜率为k=tanθ,焦点F(3,0),则直线AB的方程为
y=k(x-3)有消去y得
(1+2k2)x2-12k2x+18(k2-1)=0
设点A(x1,y1),B(x2,y2)有x1+x2=2k21+2k2,x1x2=
|AB|==
又因为k=tanθ=代入上式得
|AB|=
当θ=时,直线AB的方程为x=3,此时|AB|=3
而当θ=时,AB|=
=3
综上所述所以|AB|=|=
已知椭圆C1的方程为+
=1(a>b>0),离心率为
,两个焦点分别为F1和F2,椭圆C1上一点到F1和F2的距离之和为12,椭圆C2的方程为
+
=1,圆C3:x2+y2+2kx-4y-21=0(k∈R)的圆心为点Ak.
(I)求椭圆C1的方程;
(II)求△AkF1F2的面积;
(III)若点P为椭圆C2上的动点,点M为过点P且垂直于x轴的直线上的点,=e(e为椭圆C2的离心率),求点M的轨迹.
正确答案
(I)设椭圆C1的半焦距为c,
则 2a=12
=
解得a=6,c=3,(3分)
于是b2=a2-c2=36-27=9,(4分)
因此所求椭圆C1的方程为:+
=1(5分)
(II)点Ak的坐标为(-k,2),
则S△AkF1F2=×F1F2×2=
×6
×2=6
.(10分)
(III)椭圆C2的方程为+
=1,
设M(x,y),P(x,y1),其中x∈[-4,4].
由已知得=e2,
而e=,故16(x2+y12)=9(x2+y2).
由点P在椭圆C上得=
,
化整理得9y2=112,(13分)
因此点M的轨迹方程为y=±(-4≤x≤4),(14分)
轨迹是两条平行于x轴的线段.(15分)
椭圆C:+
=1 (a>b>0)的离心率为
,长轴端点与短轴端点间的距离为
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点D(0,4)的直线l与椭圆C交于两点E,F,O为坐标原点,若△OEF为直角三角形,求直线l的斜率.
正确答案
(Ⅰ)由已知=
,a2+b2=5,
又a2=b2+c2,解得a2=4,b2=1,
所以椭圆C的方程为+y2=1;
(Ⅱ)根据题意,过点D(0,4)满足题意的直线斜率存在,设l:y=kx+4,
联立,,消去y得(1+4k2)x2+32kx+60=0,
△=(32k)2-240(1+4k2)=64k2-240,
令△>0,解得k2>.
设E,F两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
(ⅰ)当∠EOF为直角时,
则x1+x2=- , x1x2=
,
因为∠EOF为直角,所以•
=0,即x1x2+y1y2=0,
所以(1+k2)x1x2+4k(x1+x2)+16=0,
所以-
+4=0,解得k=±
.
(ⅱ)当∠OEF或∠OFE为直角时,不妨设∠OEF为直角,
此时,kOE•k=-1,所以•
=-1,即x12=4y1-y12①,
又+
=1;②,
将①代入②,消去x1得3y12+4y1-4=0,
解得y1=或y1=-2(舍去),
将y1=代入①,得x1=±
,
所以k==±
,
经检验,所求k值均符合题意,综上,k的值为±和±
.
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