- 用坐标表示向量的数量积
- 共636题
如图所示,已知圆C:(x+1)2+y2=8,定点A(1,0),M为圆上一动点,点P在AM上,点N在CM上,且满足,
=0,点N的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)过点S(0,)且斜率为k的动直线l交曲线E于A、B两点,在y轴上是否存在定点G,满足
使四边形NAPB为矩形?若存在,求出G的坐标和四边形NAPB面积的最大值;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)∵,
=0,
∴NP为AM的垂直平分线,
∴|NA|=|NM|.
又∵|CN|+|NM|=2
∴|CN|+|AN|=2>2
∴动点N的轨迹是以点C(﹣1,0),A(1,0)为焦点的椭圆.
且椭圆长轴长为2a=2,焦距2c=2
∴a=,c=1,
∴b2=1
∴曲线E的方程为;
(2)动直线l的方程为:y=kx﹣与椭圆方程联立,
消元可得(2k2+1)x2﹣kx﹣
=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
假设在y上存在定点G(0,m),满足题设,
则=(x1,y1﹣m),
=(x2,y2﹣m),
∴=x1x2+(y1﹣m)(y2﹣m)=
由假设得对于任意的k∈R,=0恒成立,
∴m2﹣1=0且9m2+m﹣15﹣0,解得m=1.
因此,在y轴上存在定点G,使得以AB为直径的圆恒过这个点,点G的坐标为(0,1)
这时,点G到AB的距离d==
SGAPB=|AB|d==
设2k2+1=t,则,
得t∈[1,+∞),
所以SGAPB=≤
,
当且仅当时,上式等号成立.
因此,四边形NAPB面积的最大值是.
已知椭圆(a>b>0)的右焦点为F2(3,0),离心率为e,
(Ⅰ)若,求椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线y=kx与椭圆相交于A,B两点,M,N分别为线段AF2,BF2的中点。若坐标原点O在以MN为直径的圆上,且,求k的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意得,
结合,
所以,椭圆的方程为;
(Ⅱ)由,
设,
所以,
依题意,OM⊥ON,
易知,四边形为平行四边形,所以
,
因为,
所以,
即,
将其整理为,
因为,
所以,
即。
如图,椭圆C:的顶点为A1,A2,B1,B2,焦点为F1,F2,|A1B1|=
,
。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设n是过原点的直线,l是与n垂直相交于P点、与椭圆相交于A,B两点的直线,。是否存在上述直线l使
成立?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)由知
①
由知a=2c ②
又b2=a2-c2, ③
由①②③解得a2=4,b2=3
故椭圆C的方程为;
(2)设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2)
假设使成立的直线l存在
(i)当l不垂直于x轴时,设l的方程为y=kx+m,由l与n垂直相交于P点且得
,即
∵
∴
即x1x2+y1y2=0
将y=kx+m代人椭圆方程,得(3+4k2)x2+8kmx+(4m2-12)=0
由求根公式可得 ④
⑤
将④⑤代人上式并化简得(1+k2)(4m2-12)-8k2m2+m2(3+4k2)=0,⑥
将m2=1+k2代入⑥并化简得-5(k2+1)=0,矛盾
即此时直线l不存在。
(ii)当l垂直于x轴时,满足的直线l的方程为x=1或x=-1
当x=1时,A,B,P的坐标分别为
∴
∴
当x=-1时,同理可得,矛盾
即此时直线l也不存在
综上可知,使成立的直线l不存在。
设F1、F2分别是椭圆=1的左、右焦点.。
(Ⅰ)若P是该椭圆上的一个动点,求·
的最大值和最小值;
(Ⅱ)设过定点M(0,2)的直线l与椭圆交于不同的两点A、B,且∠AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)易知a=2,b=1,c=,所以
,设P(x,y),
则=
因为x∈[-2,2],故当x=0,即点P为为椭圆短轴端点时,有最小值-2,
当x=±2时,即点P为椭圆长轴端点时,有最大值1;
(Ⅱ)显然直线x=0不满足题设条件,可设直线l:y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2)
联立,消去y,整理得:
,
∴
由得:
或
①
又
∴
又=
=
∵即
∴-2
故由①、②得或
。
如图,已知椭圆分别为其左右焦点,A为左顶点,直线l的方程为x=4,过F2的直线′与椭圆交于异于A的P、Q两点.
(Ⅰ)求的取值范围;
(Ⅱ)若求证:两点的纵坐标之积为定值;并求出该定值.
正确答案
解:(Ⅰ)①当直线PQ的斜率不存在时,
由F2(1,0)可知PQ方程为代入椭圆
得
又∴
,
②当直线PQ的斜率存在时,
设PQ方程为代入椭圆
得
∴
综上,的取值范围是
(Ⅱ)的方程为得
同理,得
∴
1°当k不存在时,=-9
2°当k存在时, =-9
∴M,N两点的纵坐标之积为定值-9
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