- 椭圆及其性质
- 共629题
已知椭圆的两个焦点为
、
,
是
与
的等差中项,其中
、
、
都是正数,过点
和
的直线与原点的距离为
。
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作直线交椭圆于另一点
,求
长度的最大值;
(3)已知定点,直线
与椭圆交于
、
相异两点,证明:对任意的
,都存在实数
,使得以线段
为直径的圆过
点。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)在椭圆中,由已知得·········································· 1分
过点和
的直线方程为
,即
,该直线与原点的距离为
,由点到直线的距离公式得:
····························································································· 3分
解得:;所以椭圆方程为
···················································· 4分
(2)设,则
,
,其中
6分
当时,
取得最大值
,所以
长度的最大值为
···························· 9分
(3)将代入椭圆方程,得
,由直线与椭圆有两个交点,所以
,解得
·············································· 11分
设、
,则
,
,因为以
为直径的圆过
点,所以
,即
,··················································································· 13分
而=
,所以
,解得
······························ 14分
如果对任意的
都成立,则存在
,使得以线段
为直径的圆过
点。
,即
,所以,对任意的
,都存在
,使得以线段
为直径的圆过
点。····················································································································· 16分
知识点
已知椭圆过点
且它的离心率为
。
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直l1于点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;
(3)已知动直线l过点Q(4,0),交轨迹C2于R、S两点,是否存在垂直于x轴的直线m被以RQ为直径的圆O1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
见解析
解析
(1)因为椭圆(a>b>0)过点
,所以
,b2=2,
又因为椭圆C1的离心率,所以
,解得a2=3。
所以椭圆C1的方程是;
(2)因为线段PF2的垂直平分线交l2于点M,
所以|MP|=|MF2|,即动点M到定直线l1:x=﹣1的距离等于它到定点F2(1,0)的距离,
所以动点M的轨迹C2是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
所以点M的轨迹C2的方程为y2=4x;
(3)设R(x1,y1),假设存在直线m:x=t满足题意,则圆心,
过O1作直线x=t的垂线,垂足为E,设直线m与圆O1的一个交点为G。
可得:,
即
=
=,
当t=3时,|EG|2=3,此时直线m被以RQ为直径的圆O1所截得的弦长恒为定值。
因此存在直线m:x=3满足题意,
知识点
已知椭圆的一个焦点为
,点
在椭圆
上,点
满足
(其中
为坐标原点), 过点
作一斜率为
的直线交椭圆于
、
两点(其中
点在
轴上方,
点在
轴下方) 。
(1)求椭圆的方程;
(2)若,求
的面积;
(3)设点为点
关于
轴的对称点,判断
与
的位置关系,并说明理由.
正确答案
(1)(2)
(3)
与
共线
解析
解析:(1)由,得 a2=2,b2=1,
所以,椭圆方程为. (2)设PQ:y=x-1,由
得3y2+2y-1=0, …………………..6分
解得: P(),Q(0,-1),由条件可知点
,
=
|FT||y1-y2|=
. ….. ……………………………………10分
(3) 判断:与
共线. ….. …….. …….. ………………………………………11分
设
则(x1,-y1),
=(x2-x1,y2+y1),
=(x2-2,y2), ……………………………..12分
由得
. ………………………..13分
(x2-x1)y2-(x2-2)(y1+y2)=(x2-x1)k(x2-1)-(x2-2)(kx1-k+kx2-k)[来源:学科网ZXXK]
=3k(x1+x2)-2kx1x2-4k=3k-2k
-4k
=k()=0. …………………………..15分
所以,与
共线.
知识点
设椭圆的左焦点为
,左、右顶点分别为
,上顶点为
,过
三点做
.
(1) 若是
的直径,求椭圆的离心率;
(2) 若的圆心在直线
上,求椭圆的方程。
正确答案
见解析。
解析
(1)由椭圆的方程知∴
设
∵是
的直径,∴
,
∵∴
,
∴,解得:
∴椭圆的离心率
(2)解:∵过点
三点,∴圆心
即在
的垂直平分线,也在
的垂直平分线上。
的垂直平分线方程为
∵的中点为
,
。
∴的垂直平分线方程为
由①②得:,即圆心
∵在直线
上,∴
∵,∴
,由
,得
∴椭圆的方程为
知识点
设椭圆(常数
)的左右焦点分别为
,
是直线
上的两个动点,
。
(1)若,求
的值;
(2)求的最小值。
正确答案
见解析
解析
设,
………………………………………………………1分
则,
由得
①………………………………………………2分
(1)由,得
② …………………………………………………1分
③ …………………………………………………1分
由①、②、③三式,消去,并求得
。 ……………………………………3分
(2)解法一:易求椭圆的标准方程为:
。……………………………2分
, ……4分
所以,当且仅当或
时,
取最小值
。…2分
解法二:, …………
…………………4分
所以,当且仅当或
时,
取最小值
。 …2分
知识点
已知椭圆的两焦点为
,
,并且经过点
。
(1)求椭圆的方程;
(2)已知圆:
,直线
:
,证明当点
在椭圆
上运动时,直线
与圆
恒相交,并求直线
被圆
所截得的弦长的取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1)解法一:设椭圆的标准方程为
,
由椭圆的定义知:
得
故的方程为
.-----------------4分
解法二:设椭圆的标准方程为
,
依题意,①, 将点
坐标代入得
②
由①②解得,故
的方程为
.--------------.4分
(2)因为点在椭圆
上运动,所以
,则
,
从而圆心到直线
的距离
,
所以直线与圆
相交.---------------8分
直线被圆
所截的弦长为
---------------10分
.-----------------14分
知识点
如图,椭圆的左焦点为
,右焦点为
,过
的直线交椭圆于
两点,
的周长为8,且
面积最大时,
为正三角形。
(1)求椭圆的方程;
(2)设动直线与椭圆
有且只有一个公共点
,且与直线
相交于点
。
试探究:① 以为直径的圆与
轴的位置关系?
② 在坐标平面内是否存在定点
,使得以
为直径的圆恒过点
?
若存在,求出的坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)当三角形面积最大时,为正三角形,所以
,椭圆E的方程为
(2)①由,得方程
由直线与椭圆相切得
求得,
,
中点到
轴距离
。
所以圆与轴相交。
(2)②假设平面内存在定点满足条件,由对称性知点
在
轴上,设点
坐标为
,
。
由得
所以,即
所以定点为。
知识点
已知椭圆的中心在原点,长轴在
轴上,经过点
,离心率
。
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线:
(
)与椭圆
在第一象限内相交于点
,记
,试证明:对
,
。
正确答案
见解析。
解析
(1)依题意,设椭圆的方程为
(
),则
,解得
,
,
椭圆的方程为
。
(2)解,得
,
,所以
知识点
已知椭圆,半焦距为
,且满足
(其中
为虚数单位),经过椭圆的左焦点
,斜率为
的直线与椭圆交于
,
两点,
为坐标原点。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当时,求
的值;
(3)设,延长
,
分别与椭圆交于
两点,直线
的斜率为
,求证:
为定值。
正确答案
见解析
解析
(1)由题意可知,, ………2分
所以,
所以椭圆Γ的方程为. ………4分
(2),
设直线方程为
,
,
联立方程组,整理得
,………6分
,
.………7分
设点到直线
的距离为
,则
.
. ………10分
(3)设,
,
直线的方程为
,所以
.
代入椭圆方程,消去得:
. ………13分
则,且
,所以
.
代入直线的方程,得
,所以
.
同理 ………15分
因为A,F,B三点共线,所以.即
.
所以而
,
所以为定值. ………18分
知识点
以椭圆:
的中心
为圆心,
为半径的圆称为该椭圆的“准圆”.设椭圆
的左顶点为
,左焦点为
,上顶点为
,且满足
,
.
(1)求椭圆及其“准圆”的方程;
(2)若过点的直线
与椭圆
交于
、
两点,当
时,
试求直线交“准圆”所得的弦长;
(3)射线与椭圆
的“准圆”交于点
,若过点
的直线
与椭圆
都只有一个公共点,且与椭圆
的“准圆”分别交于
两点,试问弦
是否为“准圆”的直径?若是,请给出证明;若不是,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)设椭圆的左焦点
,由
得
,
又,即
且
,所以
,
则所求的椭圆的方程为
;椭圆
的“准圆”方程为
.
(2)依条件直线不垂直于
轴,且过点
,可设直线
:
,且与椭圆
的交点
,
联列方程组 代入消元得:
而
由可得
由得
,即
所以,则点
到直线
的距离为
.
所以所求的弦长为.
(3)射线与椭圆
的“准圆”
交于点
,易知过点
且与椭圆
只有一个交点的直线不垂直于
轴,
设直线方程为,联列方程组
,代入消元整理得:
,
因为只有一个公共点,所以,即
. 直线
的斜率
是关于
的方程的两个根,所以
,得
,即
因为点在“准圆”上,所以
为“准圆”的直径。
知识点
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