- 椭圆及其性质
- 共629题
坐标系中,已知椭圆
的其中一个顶点坐标为B(0,1),且点
在
上.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆
交于M,N且
,求证:
为定值.
正确答案
见解析。
解析
(1) 由题意,椭圆的右顶点坐标为
,所以
,…………………2分
点代入椭圆
,得
,即
.…………………………4分
所以椭圆的方程为
。 ………………………………………………………5分
(2)直线的斜率显然存在,设直线
的方程为
,……………………6分
,消去
并整理得
,(*)………………7分
设,
由(*)式得……………8分
.………………………………9分
代入并整理得………………………10分
可得
经验证满足,………………………………12分
∴ 。………………………………………………………………………………13分
知识点
已知椭圆的中心在坐标原点,离心率
,且其中一个焦点与抛物线
的焦点重合。
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的动直线
交椭圆
于
两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点
,使得无论
如何转动,以
为直径的圆恒过点
?若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)依题意可设椭圆的方程为,
离心率,
又抛物线的焦点为
,
所以,
椭圆
的方程是
. (5分)
(2)若直线与
轴重合,则以
为直径的圆是
,若直线
垂直于
轴,则以
为直径的圆是
.
由解得
即两圆相切于点.
因此所求的点如果存在,只能是
. (7分)
事实上,点就是所求的点.证明如下:
当直线垂直于
轴时,以
为直径的圆过点
.
当直线不垂直于
轴时,可设直线
.
由消去
得
.
设,则
(10分)
又因为,
,即以
为直径的圆恒过点
.
故在坐标平面上存在一个定点满足条件. (14分)
知识点
如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:=1(a>b>0)经过点M(3
,
),椭圆的离心率e=
,F1、F2分别是椭圆的左、右焦点。
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点M作两直线与椭圆C分别交于相异两点A、B。
①若直线MA过坐标原点O,试求△MAF2外接圆的方程;
②若∠AMB的平分线与y轴平行,试探究直线AB的斜率是否为定值?若是,请给予证明;若不是,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)由椭圆的离心率e=,可得a2=9b2,故椭圆方程为
又椭圆过点M(3,
),则
,解得b2=4,
所以椭圆的方程为
(2)①记△MAF2的外接圆的圆心为T。
因为,所以MA的中垂线方程为y=﹣3x,
又由M(3,
),F2(
,0),得MF1的中点为
,
而=﹣1,
所以MF2的中垂线方程为,
由,得T(
)
所以圆T的半径为=
,
故△MAF2的外接圆的方程为
(3)设直线MA的斜率为k,A(x1,y1),B(x2,y2),(x2>x1)
由题直线MA与MB的斜率互为相反数,
∴直线MB的斜率为﹣k。
联立直线MA与椭圆方程,可得(9k2+1)x2+x+162k2﹣108k﹣18=0
∴x1+x2=﹣,
又
∴=
=
为定值
知识点
已知分别是椭圆
的左、右焦点,
是椭圆上一动点,圆
与
的延长线、
的延长线以及线段
相切,若
为一个切点,则( )
正确答案
解析
设圆C与直线的延长线、
分别相切于点
则由切线的性质可知:
故选B。
知识点
已知椭圆C:的离心率
,一条准线方程为
。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设G,H为椭圆上的两个动点,O为坐标原点,且OG⊥OH。
①当直线OG的倾斜角为60°时,求△GOH的面积;
②是否存在以原点O为圆心的定圆,使得该定圆始终与直线GH相切?若存在,请求出该定圆方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)因为椭圆的离心率,一条准线方程为
。
所以,
,a2=b2+c2,
解得,
所以椭圆方程为,
(2)①由,解得
,
由得
,
所以,所以
,
②假设存在满足条件的定圆,设圆的半径为R,则OG•OH=R•GH
因为OG2+OH2=GH2,故,
当OG与OH的斜率均存在时,不妨设直线OG方程为:y=kx,与椭圆方程联立,可得,
∴
同理可得
∴,∴R=
当OG与OH的斜率有一个不存在时,可得
故满足条件的定圆方程为x2+y2=。
知识点
设,
分别是椭圆
:
的左、右焦点,过
作倾斜角为
的直线交椭圆
于
,
两点,
到直线
的距离为
,连结椭圆
的四个顶点得到的菱形面积为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆的左顶点
作直线
交椭圆
于另一点
.
(ⅰ)若点是线段
垂直平分线上的一点,且满足
,求实数
的值;
(ⅱ)过作垂直于
的直线
交椭圆
于另一点
,当直线
的斜率变化时,直线
是否过
轴上的一定点,若过定点,请给出证明,并求出该定点坐标;若不过定点,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)设,
的坐标分别为
,其中
由题意得的方程为:
因到直线
的距离为
,所以有
,解得
…………………1分
所以有……………………①
由题意知: ,即
……②
联立①②解得:
所求椭圆的方程为
…………………………………………4分
(2)由(1)知:, 设
根据题意可知直线的斜率存在,可设直线斜率为
,则直线
的方程为
把它代入椭圆的方程,消去
,整理得:
由韦达定理得,则
,
,
,线段
的中点坐标为
………………6分
(ⅰ)当时, 则有
,线段
垂直平分线为
轴
于是
由,解得:
……………………………………………8分
当时, 则线段
垂直平分线的方程为
因为点是线段
垂直平分线的一点,
令,得:
,于是
由,解得:
代入,解得:
综上, 满足条件的实数的值为
或
………………………10分
(ⅱ)设,由题意知
的斜率
,直线
的斜率为
,则
由 化简得:
。
∵此方程有一根为, 得
,…………………………12分
, 则
所以的直线方程为
令,则
。
所以直线过
轴上的一定点
…………………………………………………14分
知识点
我们把具有公共焦点、公共对称轴的两段圆锥曲线弧合成的封闭曲线称为“盾圆”。
如图,“盾圆”是由椭圆
与抛物线
中两段曲线弧合成,
为椭圆的左、右焦点,
,
为椭圆与抛物线的一个公共点,
。
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在过的一条直线
,与“盾圆
”依次交于
四点,使得
与
的面积比为
?若存在,求出直线
方程;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)由的准线为
,
,故记
又,所以
,故椭圆为
, 4分
(2) 设直线为
,
联立,得
,则
①
联立,得
,则
②
8分
与
的面积比
整理得 12分
若, 由②知
坐标为
,不在“盾圆
”上;
同理也不满足,故符合题意的直线
不存在, 14分
知识点
已知中心在原点,焦点在坐标轴上的椭圆的方程为
它的离心率为
,一个焦点是(-1,0),过直线
上一点引椭圆
的两条切线,切点分别是A、B.
(1)求椭圆的方程;
(2)若在椭圆上的点
处的切线方程是
.求证:直线AB恒过定点C,并求出定点C的坐标;
(3)是否存在实数使得求证:
(点C为直线AB恒过的定点)。
正确答案
见解析
解析
(1)设椭圆方程为的焦点是
,故
,又
,所以
,所以所求的椭圆
方程为
. ………………………4分
(2)设切点坐标为,
,直线
上一点M的坐标
,则切线方程分别为
,
,又两切线均过点M,即
,即点A,B的坐标都适合方程
,故直线AB的方程是
,显然直线
恒过点(1,0),故直线AB恒过定点
.…………………………………9分
(3)将直线AB的方程,代入椭圆方程,得
,即
,
所以,不妨设
,
,同理
,…………12分
所以
,
即,……………………………14分
知识点
已知椭圆:
和圆
:
,
分别是椭圆的左、右两焦点,过
且倾斜角为
的动直线
交椭圆
于
两点,交圆
于
两点(如图所示,点
在
轴上方),当
时,弦
的长为
。
(1)求圆与椭圆
的方程;
(2)若点是椭圆
上一点,求当
成等差数列时,
面积的最大值.
正确答案
见解析。
解析
(1)
取PQ的中点D,连OD,OP
由,
,知
椭圆C的方程为:
,
,
(2)设,
,
的长成等差数列,
设,由
得
,
,
,
.
易求得椭圆上一点到直线的距离的最大值是
,所以
的面积的最大值是
.
知识点
如图,在平面直角坐标系xOy中,已知A,B,C是椭圆+
=1(a>b>0)上不同的三点,A(3
,
),B(﹣3,﹣3),C在第三象限,线段BC的中点在直线OA上。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求点C的坐标;
(3)设动点P在椭圆上(异于点A,B,C)且直线PB,PC分别交直线OA于M,N两点,证明•
为定值并求出该定值。
正确答案
见解析。
解析
(1)由已知,得,解得
∴椭圆的标准方程为,
(2)设点C(m,n)(m<0,n<0),则BC中点为(,
)。
由已知,求得直线OA的方程为x﹣2y=0,从而m=2n﹣3.①
又∵点C在椭圆上,∴m2+2n2=27.②
由①②,解得n=3(舍),n=﹣1,从而m=﹣5.
∴点C的坐标为(﹣5,﹣1),
(3)证明:设P(x0,y0),M(2y1,y1),N(2y2,y2)。
∵P,B,M三点共线,∴,整理,得y1=
,
∵P,C,N三点共线,∴,整理,得
,
∵点C在椭圆上,∴,∴
=27﹣
。
从而y1y2==3×
=
,
∴•
=5y1y2=
,
∴•
为定值,定值为
。
知识点
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