- 直线与方程
- 共7398题
已知椭圆的离心率为
,以该椭圆上的点和椭圆的左、右焦点F1、F2为顶点的三角形的周长为4(
+1)。一等轴双曲线的顶点是该椭圆的焦点,设P为该双曲线上异于顶点的任一点,直线PF1和PF2与椭圆的交点分别为A、B和C、D,
(1)求椭圆和双曲线的标准方程;
(2)设直线PF1、PF2的斜率分别为k1、k2,证明k1·k2=1;
(3)是否存在常数λ,使得|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|恒成立?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)由题意知,椭圆离心率为,
则,
又,所以可解得
,
所以c2=4,
所以椭圆的标准方程为;
所以椭圆的焦点坐标为(±2,0),因为双曲线为等轴双曲线,且顶点是该椭圆的焦点,
所以该双曲线的标准方程为。
(2)设点P(x0,y0),则,
所以,
又点P(x0,y0)在双曲线上,所以有,
即,所以
;
(3)假设存在实数λ,使得|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|恒成立,
则由(2)知k1·k2=1,所以设直线AB的方程为y=k(x+2),
则直线CD的方程为,
由方程组,消y得:
,
设,
则由韦达定理得:,
所以,
同理可得,
又因为|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|,
所以有,
所以存在常数,使得|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|恒成立.
已知椭圆C:=1(a>b>1)的离心率为e=
,以原点为圆心,椭圆短半轴长为半径的圆与直线
x-y+2=0相切,A,B分别是椭圆的左右两个顶点,P为椭圆C上的动点。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若P与A,B均不重合,设直线的斜率分别为k1,k2,求k1·k2的值;
(3)M为过P且垂直于x轴的直线上的点,若,求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。
正确答案
解:(1)由题意可得圆的方程为,∵直线x-y+2=0与圆相切
∴d==b
即b=,又
,即a=
c,
,得a=
,c=1
所以椭圆方程为:
(2)设P(x0,y0)(y0≠0),A(-,0),则
,即
则,即
∴k1·k2的值为;
(3)设M(x,y),其中x∈[-,
]
由已知及点P在椭圆C上可得
整理得,其中x∈[-
,
]
①当时,化简得y2=6,所以点M的轨迹方程为
,
轨迹是平行于x轴的线段;
②当时,点M的轨迹为中心在原点,长轴在x轴上的椭圆满足
的部分。
在平面直角坐标系中,N为圆A:(x+1)2+y2=16上的一点,点B(1,0),点M是BN中点,点P在线段AN上,且。
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)试判断以PB为直径的圆与圆x2+y2=4的位置关系,并说明理由.
正确答案
解:(1)由点M是BN中点,又,
可知PM垂直平分BN,所以,|PN|=|PB|,
又|PA|+|PN|=|AN|,
所以,|PA|+|PB|=4,|AB|=2,
由椭圆定义知,点P的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,
设椭圆方程为(a>b>0),
由2a=4,2c=2,可得a2=4,b2=3,
可知动点P的轨迹方程为.
(2)设点P(x0,y0),PB的中点为Q,则,
即以PB为直径的圆的圆心为,
半径为r1=1-x0,
又圆x2+y2=4的圆心为O(0,0),半径r2=2,
又
由0<x0<1知,|OQ|<r1+r2,
∴以PB为直径的圆与圆x2+y2=4相交。
已知椭圆C :的离心率为
,以原点为圆心,椭圆短半轴长为半径的圆与直线x-y+2=0相切,A,B分别是椭圆的左右两个顶点,P为椭圆C上的动点,
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)若P与A,B均不重合,设直线PA与PB的斜率分别为k1,k2,证明:k1·k2为定值;
(Ⅲ)M为过P且垂直于x轴的直线上的点,若,求点M的轨迹方程。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意可得圆的方程为,
∵直线与圆相切,
∴,即
,
又,即
,
,
解得,
,
所以椭圆方程为。
(Ⅱ)设,
,
,
则,即
,
则,
,
即,
∴为定值
。
(Ⅲ)设,其中
,
由已知及点P在椭圆C上可得
,
整理得。
已知F1、F2分别是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,已知点N(-
,0)满足
且
,设A、B是上半椭圆上满足
的两点。
(1)求此椭圆的方程;
(2)若λ=,求直线AB的斜率。
正确答案
解:(1)由于
∴
解得
∴椭圆的方程是。
(2)∵
∴A,B,N三点共线,而N(-2,0),
设直线AB的方程为y=k(x+2)(k>0),
由
消去x得:
由
解得
设A(x1,y1),B(x2,y2),由韦达定理得
又由得
∴
将②式代入①式得:
消去y2得
解得
故直线AB的斜率为。
已知椭圆C:的离心率
,且过点(0,
),A,B分别是椭圆的左右两个顶点,P为椭圆C上的动点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若P与A,B均不重合,设直线PA与PB的斜率分别为k1,k2,求k1·k2的值;
(3)M为过P且垂直于x轴的直线上的点,若,求点M的轨迹方程.
正确答案
解:(1)由题意,可得,
又即
∴
所以,椭圆的方程为
(2)设
则,
即,
∴。
(3)设,其中
,
由已知及点P在椭圆上可得
整理,得其中
。
如图,已知椭圆,左、右焦点分别为F1,F2,右顶点为A,上顶点为B,P为椭圆上在第一象限内一点,
(1)若,求椭圆的离心率;
(2)若,求直线PF1的斜率k;
(3)若成等差数列,椭圆的离心率e∈
,求直线PF1的斜率k的取值范围。
正确答案
解:(1)∵,
∴,
∵a-c=2c,
∴;
(2)设PF1的直线方程为y=k(x+c),
∵,
∴,
∴b-kc=2kc,
∴b=3kc,
∵a=3c,
∴b=2c,
∴k=。
(3)设=t,
则,
∵P在第一象限,
∴,
,
∴,
∴2t=,
∴,
∴。
∴,
∴,
∴,
又由已知,
∴,
∴
(令m=6e-1,∴
)
,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴。
已知椭圆(a>b>0)的两个焦点分别为F1(-c,0)和F2(c,0)(c>0),过点E(
,0)的直线与椭圆相交于A、B两点,且F1A∥F2B,|F1A|=2|F2B|.
(1)求椭圆的离心率;
(2)求直线AB的斜率;
(3)设点C与点A关于坐标原点对称,直线F2B上有一点H(m,n)(m≠0)在△AF1C的外接圆上,求的值。
正确答案
解:(1)由F1A∥F2B且|F1A|=2|F2B|,得
从而
整理,得a2=3c2故离心率;
(2)由(1),得
所以椭圆的方程可写为
设直线AB的方程为
即
由已知设A(x1,y1),B(x2,y2),则它们的坐标满足方程组
消去y并整理,得
依题意,
而
由题设知,点B为线段AE的中点,所以x1+3c=2x ③
联立①③解得
将x1、x2代入②中,解得;
(3)由(2)可知
当时,得
由已知得
线段AF1的垂直平分线l的方程为
直线l与x轴的交点是△AF1C的外接圆的圆心,因此外接圆的方程为
直线F2B的方程为
于是点H(m,n)满足方程组
由m≠0,解得
故
当时,同理可得
。
设椭圆的左右顶点分别为A,B,点P在椭圆上且异于A,B两点,O为坐标原点。
(1)若直线AP与BP的斜率之积为,求椭圆的离心率;
(2)若|AP|=|OA|,证明直线OP的斜率k满足|k|>。
正确答案
解:(1)设P(x0,y0),
∴①
∴椭圆的左右顶点分别为A,B,
∴A(-a,0),B(a,0)
∴,
∵直线AP与BP的斜率之积为,
∴
代入①并整理得
∵y0≠0,
∴a2=2b2∴
∴
∴椭圆的离心率为;
(2)依题意,直线OP的方程为y=kx,设P(x0,kx0),
∴
∵a>b>0,kx0≠0,
∴
∴②
∵|AP|=|OA|,A(-a,0),
∴
∴
∴代入②得
∴k2>3
∴直线OP的斜率k满足|k|>。
已知,椭圆C过点A,两个焦点为(-1,0),(1,0)。
(1) 求椭圆C的方程;
(2)E,F是椭圆C上的两个动点,如果直线AE的斜率与AF的斜率互为相反数,证明直线EF的斜率为定值,并求出这个定值。
正确答案
解:(1)由题意,c=1,可设椭圆方程为
解得,
(舍去)
所以椭圆方程为。
(2)设直线AE方程为:
代入得
设,
因为点在椭圆上,
所以,
又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,在上式中以-k代k,可得
所以直线EF的斜率
即直线EF的斜率为定值,其值为。
设F1、F2分别是椭圆的左、右焦点.
(Ⅰ)若P是该椭圆上的一个动点,求PF1·PF2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k的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意易知
所以,
设P(x,y),则
=
因为x∈[﹣2,2],
故当x=0,即点P为椭圆短轴端点时,有最小值﹣2
当x=±2,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
又
∴
又y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4
=
=
∵,
即k2<4∴﹣2<k<2
故由①、②得:
或
.
已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在x轴上,离心率为,且椭圆E上一点到两个焦点距离之和为4;l1,l2是过点P(0,2)且互相垂直的两条直线,l1交E于A,B两点,l2交E于C,D两点,AB,CD的中点分别为M,N。
(1)求椭圆E的方程;
(2)求l1的斜率k的取值范围;
(3)求证:直线OM与直线ON的斜率乘积为定值(O为坐标原点)。
正确答案
解:(1)设椭圆方程为
由得
∴椭圆方程为。
(2)由题意知,直线l1的斜率存在且不为零
设l1:y=kx+2,则l2:
由消去y并化简整理,得(3+4k2)x2+16kx+4=0,
根据题意,Δ=(16k)2-16(3+4k2)>0,
解得
同理得
∴。
(3)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),那么
∴,
∴
同理可得
即
∴
即直线OM与直线ON的斜率乘积为定值。
已知椭圆的中心在原点,离心率为,一个焦点是F(-m,0)(m是大于0的常数)。
(1)求椭圆的方程;
(2)设Q是椭圆上的一点,且过点F、Q的直线l与y轴交于点M,若,求直线l的斜率。
正确答案
解:(1);
(2)或0。
已知,椭圆C过点A (1,),两个焦点为(-1,0),(1,0)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)E,F是椭圆C上的两个动点,如果直线AE的斜率与AF的斜率互为相反数,证明直线EF的斜率为定值,并求出这个定值。
正确答案
解:(1)由题意,c=1,
可设椭圆方程为。
因为A在椭圆上,
所以,
解得=3,
=
(舍去)。
所以椭圆方程为。
(2)设直线AE方程:得
代入得
设E(,
),F(
,
)
因为点A(1,)在椭圆上,
所以,
。
又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,在上式中以-k代k,可得
。
所以直线EF的斜率。
即直线EF的斜率为定值,其值为。
已知A1,A2为双曲线C:的左右两个顶点,一条动弦垂直于x轴,且与双曲线交于P,Q(P点位于x轴的上方),直线A1P与直线A2Q相交于点M,
(1)求出动点M(2)的轨迹方程
(2)设点N(﹣2,0),过点N的直线交于M点的轨迹上半部分A,B两点,且满足,其中
,求出直线AB斜率的取值范围.
正确答案
解:(1)设P(x0,y0),Q(x0,﹣y0),
直线A1P的方程为:,(1)
直线A2Q的方程为:,(2)
将(1)×(2)得到:,又因为
.
所以得到M的轨迹方程为:,(y≠0)
(2),∴A,B,N三点共线,而点N的坐标为(﹣2,0).
设直线AB的方程为y=k(x+2),其中k为直线AB的斜率,依条件知k≠0.
由消去x得
,
即
根据条件可知解得
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则根据韦达定理,得
又由得(x1+2,y1)=λ(x2+2,y2)
从而
消去y2得
令
则
由于
所以φ(λ)是区间上的减函数,
从而,
即,
,
∴
解得
而,
∴
因此直线AB的斜率的取值范围是。
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