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题型:简答题
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简答题

如图,分别是椭圆 的左,右焦点,过点轴的垂线交椭圆的上半部分于点,过点作直线的垂线交直线于点

(I)若点的坐标为;求椭圆的方程;

(II)证明:直线与椭圆只有一个交点。

正确答案

解:(I)点代入得:          

①        

②  

③        

由①②③得:

即椭圆的方程为

(II)设;则    

得:      

过点与椭圆相切的直线斜率    

得:直线与椭圆只有一个交点。

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简答题

已知直线x-y+1=0经过椭圆S:的一个焦点和一个顶点,

(1)求椭圆S的方程;

(2)如图,M,N分别是椭圆S的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k,

①若直线PA平分线段MN,求k的值;

②对任意k>0,求证:PA⊥PB。

正确答案

解:(1)在直线x-y+1=0中,

令x=0得y=1;令y=0得x=-1,

∴c=b=1,

则椭圆方程为

 (2)①

M、N的中点坐标为

所以

②将直线PA方程y=kx代入

解得

于是C(m,0),

故直线AB方程为

代入椭圆方程得

∴PA⊥PB。

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简答题

已知椭圆C1的离心率为,直线l:y=x+2与以原点为圆心、椭圆C1的短半轴长为半径的圆O相切。    

(Ⅰ)求椭圆C1的方程;  

(Ⅱ)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垂直于l1,垂足为点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;   

 (Ⅲ)过椭圆C1的左顶点A做直线m,与圆O相交于两点R、S,若△ORS是钝角三角形,求直线m的斜率k的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)由,得,  

由直线l:x-y+2=0与圆相切得

所以

所以椭圆的方程是。   

(Ⅱ)由条件,知|MF2|=|MP|,

即动点M到定点F2的距离等于它到直线l1:x=-1的距离,

由抛物线的定义得点M的轨迹C2的方程是。   

(Ⅲ)由(Ⅰ),得圆O的方程是

直线m的方程是

,    

,  

,     ①

因为△ORS是钝角三角形,

所以

所以,                 ②

由A、R、S三点不共线,知k≠0,                 ③

由①、②、③,得直线m的斜率k的取值范围是

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简答题

已知椭圆的右准线l与x轴相交于点E,过椭圆右焦点F的直线与椭圆相交于A、B两点,点C在右准线l上,且BC∥x轴,求证直线AC经过线段EF的中点。

正确答案

证明:依设,得椭圆的半焦距c=1,右焦点为F(1,0),右准线方程为x=2,点E的坐标为(2,0),

EF的中点为N(,0),

若AB垂直于x轴,则A(1,y1),B(1,-y1),C(2,-y1),

∴AC中点为N(,0),即AC过EF中点N;

若AB不垂直于x轴,由直线AB过点F,且由BC∥x轴知点B不在x轴上,

故直线AB的方程为y=k(x-1),k≠0,

记A(x1,y1)和B(x2,y2),则C(2,y2)且x1,x2满足二次方程

即(1+2k2)x2-4k2x+2(k2-1)=0,

又x12=2-2y12<2,得x1-≠0,

故直线AN,CN的斜率分别为

∴k1-k2=2k·

∵(x1-1)-(x2-1)(2x1-3)=3(x1+x2)-2x1x2-4=

∴k1-k2=0,即k1=k2

故A、C、N三点共线;

所以,直线AC经过线段EF的中点N。

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简答题

点P(4,3),圆C:(x-m)2+y2=3(m<3)与椭圆E:有一个公共点A(2,),F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,直线PF1与圆C相切,M,N为椭圆上异于A的两点,

(Ⅰ)求m的值与椭圆E的方程;

(Ⅱ)若直线AM的斜率与AN的斜率互为相反数,求证:直线MN的斜率为

(Ⅲ)在(Ⅱ)条件下△AMN面积是否存在最大值;若存在,请求出其最大值;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)点A代入圆C方程,得(2-m)2+2=3,

∵m<3,

∴m=1,圆C:

设直线PF1的斜率为k,则PF1

∵直线PF1圆C相切,

,解得

时,直线PF1与x轴的交点横坐标为,不合题意,舍去;

时,直线PF1与x轴的交点横坐标为-2,

∴c=2,

∴椭圆E的方程为

(Ⅱ)记A(s,t),令直线AM的斜率为k,

那么直线AM的方程为y-t=k(x-s),

记M,N两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),

得,

,①

s,x1是方程①的两根,所以有

同理可得:

(Ⅲ)不妨设直线MN的方程为

,②

x1,x2是方程②的两根,所以有

∴△AMN面积

所以,当m2=4即m=2或m=-2时,S△AMN取得最大值2

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简答题

如图,已知直线L:x=my+1过椭圆C:的右焦点F,且交椭圆C于A,B两点,点A,F,B在直线G:x=a2上的射影依次为点D,K,E,

(1)已知抛物线的焦点为椭圆C的上顶点.

①求椭圆C的方程;

②若直线L交y轴于点M,且,当m变化时,求λ12的值;

(2)连接AE,BD,试探索当m变化时,直线AE、BD是否相交于一定点N?若交于定点N,请求出N点的坐标并给予证明;否则说明理由.

正确答案

解:(1)①易知

∴b2=3,

又F(1,0),∴c=1,a2=b2+c2=4

∴椭圆C的方程为

②∵l与y轴交于M

设A(x1,y1),B(x2,y2),由

∴(3m2+4)y2+6my﹣9=0,△=144(m2+1)>0  ∴

又由

同理

(2)∵F(1,0),k=(a2,0),

先探索,当m=0时,直线l ⊥Ox轴,则ABED由对称性知,AE与BD相交FK中点N,且

猜想:当m变化时,AE与BD相交于定点

证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),E(a2,y2),D(a2,y1

当m变化时首先AE过定点N

,即(a2+b2m2)y2+2mb2y+b2(1﹣a2)=0

又△=4a2b2(a2+m2b2﹣1)>0(a>1)

又KAN=

而KAN﹣KEN==

∴KAN=KEN,∴A、N、E三点共线,

同理可得B、N、D三点共线∴AE与BD相交于定点

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简答题

已知椭圆的两个焦点分别为F1(-c,0)和F2(c,0)(c>0),过点的直线与椭圆相交于A,B两点,且F1A∥F2B,|F1A|=2|F2B|,

(Ⅰ)求椭圆的离心率;

(Ⅱ)求直线AB的斜率;

(Ⅲ)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:(Ⅰ)由F1A∥F2B且|F1A|=2|F2B|,得

从而,整理,得

故离心率为

(Ⅱ)由(Ⅰ),得b2=a2-c2=2c2

所以椭圆的方程可写为2x2+3y2=6c2

设直线AB的方程为,即y=k(x-3c),

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(2+3k2)x2-18k2cx+27k2c2-6c2=0,

依题意,,得

,①

,②

由题设知,点B为线段AE的中点,所以x1+3c=2x2, ③

联立①③解得

将x1,x2代入②中,解得

(Ⅲ)由(Ⅱ)可知x1=0,

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)的坐标满足方程组

由m≠0,解得

时,同理可得

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简答题

已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率等于,它的一个顶点恰好是抛物线的焦点.

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)P(2,3),Q(2,﹣3)是椭圆上两点,A、B是椭圆位于直线PQ两侧的两动点,

(i)若直线AB的斜率为,求四边形APBQ面积的最大值;

(ii)当A、B运动时,满足∠APQ=∠BPQ,试问直线AB的斜率是否为定值,请说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)设C方程为,则

,得a=4

∴椭圆C的方程为

(Ⅱ)(i)解:设A(x1,y1),B(x2,y2),

直线AB的方程为

代入,得x2+tx+t2﹣12=0

由△>0,解得﹣4<t<4

由韦达定理得x1+x2=﹣t,x1x2=t2﹣12.

四边形APBQ的面积

∴当t=0,

(ii)解:当∠APQ=∠BPQ,则PA、PB的斜率之和为0,

设直线PA的斜率为k则PB的斜率为﹣k,

PA的直线方程为y﹣3=k(x﹣2)

(1)代入(2)整理得

(3+4k2)x2+8(3﹣2k)kx+4(3﹣2k)2﹣48=0

同理PB的直线方程为y﹣3=﹣k(x﹣2),

可得

所以AB的斜率为定值

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简答题

已知椭圆Γ的方程为(a>b>0),A(0,b),B(0,-b)和 Q(a,0)为Γ的三个顶点。

(1)若点M满足,求点M的坐标;

(2)设直线l1:y=k1x+p交椭圆Γ于C,D两点,交直线l2:y=k2x于点E,若,证明:E为CD的中点;

(3)设点P在椭圆Γ内且不在x轴上,如何作过PQ中点F的直线l,使得l与椭圆Γ的两个交点P1,P2满足?令a=10,b=5,点P的坐标是(-8,-1)。若椭圆Γ上的点P1,P2满足,求点P1,P2的坐标。

正确答案

解:(1)设点M的坐标为(x0,y0),由题意可知

∴点M的坐标为

(2)由

∴CD中点坐标为

得l1与l2的交点E的坐标为

∴l1与l2的交点E为CD的中点。

(3)设OF的斜率为k1,过F作斜率为的直线交椭圆于P1,P2两点

由(2)可知,F是P1P2的中点,四边形PP1QP2是平行四边形,

所以,直线P1P2即为所求,

由a=10,b=5及点P(-8,-1),得PQ的中点为,OS的斜率

过点S且斜率的直线l的方程是

记l与Γ的交点为P1,P2,则

解得P1(8,3),P2(-6,-4)。

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简答题

已知A、B、C是椭圆M:上的三点,其中点A的坐标为(2,0),BC过椭圆M的中心,且

(1)求椭圆M的方程;

(2)过点(0,t)的直线(斜率存在时)与椭圆M交于两点P、Q,设D为椭圆M与y轴负半轴的交点,且,求实数t的取值范围。

正确答案

解:(1)∵点A的坐标为(,0),

,椭圆方程为,      ①

又∵,且BC过椭圆M的中心 O(0,0),

又∵

∴△AOC是以∠C为直角的等腰三角形,

易得C点坐标为(),

将()代入①式得

∴椭圆M的方程为

(2)当直线的斜率k=0,直线的方程为y=t,则满足题意的t的取值范围为-2

当直线的斜率k≠0时,设直线的方程为y=kx+t,

,得

∵直线与椭圆M交于两点P、Q,

∴△=

,                                       ②

设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ的中点

则H的横坐标, 纵坐标

D点的坐标为(0,-2),

,得DH⊥PQ,

,即,     ③

,∴t>1,                                     ④

由②③得0

综上所述,t的取值范围是(-2,4)。

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简答题

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:

得:

又y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4==

,即k2<4

∴﹣2<k<2

故由①、②得:

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简答题

已知椭圆的两个焦点分别是,离心率

(1)求椭圆的方程;

(2)一条不与坐标轴平行的直线l与椭圆交于不同的两点M,N,且线段MN中点的横坐标为,求直线l的倾斜角的范围.

正确答案

解:(1)依题意可知

求得a=3,b=1

∴椭圆的方程为:=1

(2)直线l不与坐标轴平行,

设为y=kx+b(k≠0),M(),N(x2,y2

联立方程:

则(9+k2)x2+2kbx+b2﹣9=0

△=(2kb)2﹣4(9+k2)(b2﹣9)>0,k2﹣b2+9>0

+x2=﹣x2=

MN的中点的横坐标=+x2)=﹣

所以+x2=﹣1

所以9+k2=2kb>b2(k﹣b)2=b2﹣9≥0,b2≥9

b≥3或b≤﹣3

b(b﹣2k)<0

所以b≥3>0时,b﹣2k<0,k>

b≤﹣3<0时,b﹣2k>0,k<≤﹣

所以k的取值范围为(﹣∞,﹣)∪(,+∞)

直线l的倾斜角的取值范围为:(arctan)∪(﹣arctan

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简答题

已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率e=,左、右焦点分别为F1、F2,点P(2,),点F2在线段PF1的中垂线上,

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设直线l:y=kx+m与椭圆C交于M、N两点,直线F2M与F2N的倾斜角分别为α,β,且α+β=π,试问直线l是否过定点?若过,求该定点的坐标。

正确答案

解:(1)由椭圆C的离心率e=

椭圆C的左、右焦点分别为F1(-c,0)、F2(c,0),

又点F2在线段PF1的中垂线上,

∴|F1F2|=|PF2|,

∴(2c)2=(2+(2-c)2,解得c=1,

∴a2=2,b2=1,

∴椭圆的方程为+y2=1;

2)由题意,直线MN的方程为y=kx+m,

消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0,

设M(x1,y1),N(x2,y2),

由已知α+β=π得

化简,得2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0,

∴2k·,解得m=-2k,

∴直线MN的方程为y=k(x-2),

因此直线MN过定点,该定点的坐标为(2,0)。

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简答题

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

   

②当直线PQ的斜率存在时,

设PQ方程为代入椭圆

                  

综上,的取值范围是

(Ⅱ)的方程为

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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简答题

已知中心在原点的双曲线C的右焦点为(2,0),实轴长为2

(1)求双曲线C的方程;

(2)若直线l:y=kx+与双曲线C左支交于A、B两点,求k的取值范围;

(3)在(2)的条件下,线段AB的垂直平分线l0与y轴交于M(0,m),求m的取值范围。

正确答案

解:(1)设双曲线C的方程为

(a>0,b>0)

由已知得:a=,c=2,

再由a2+b2=c2

∴b2=1

∴双曲线C的方程为

(2)设A(xA,yA)、B(xB,yB

将y=kx+代入

得(1-3k2)x2-6kx-9=0

由题意知

解得

∴当时,l与双曲线左支有两个交点。

(3)由(2)得:xA+xB=

∴yA+yB=(kxA+)+(kxB+)=k(xA+xB)+2=

∴AB的中点P的坐标为

设直线l0的方程为:

将P点坐标代入直线l0的方程,得

∴-2<1-3k2<0

∴m<-

∴m的取值范围为

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