- 圆锥曲线的定点、定值问题
- 共61题
已知椭圆:()过点,其左、右焦点分别为,且
。
(1)求椭圆的方程;
(2)若是直线上的两个动点,且,则以为直径的圆是否过定点?请说明理由。
正确答案
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解析
(1)设点的坐标分别为,
则
故,可得, …………………2分
所以,…………………4分
故,
所以椭圆的方程为, ……………………………6分
(2)设的坐标分别为,则,
又,可得,即, …………………8分
又圆的圆心为半径为,
故圆的方程为,
即,
也就是, ……………………11分
令,可得或2,
故圆必过定点和, ……………………13分
(另法:(1)中也可以直接将点坐标代入椭圆方程来进行求解;(2)中可利用圆C直径的两端点直接写出圆的方程)
知识点
给定椭圆:,称圆心在原点,半径为的圆是椭圆的“准圆”,若椭圆的一个焦点为,其短轴上的一个端点到的距离为。
(1)求椭圆的方程和其“准圆”方程;
(2)点是椭圆的“准圆”上的动点,过点作椭圆的切线交“准圆”于点。
(ⅰ)当点为“准圆”与轴正半轴的交点时,求直线的方程并证明;
(ⅱ)求证:线段的长为定值。
正确答案
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解析
(1),
椭圆方程为,………………………………2分
准圆方程为,………………………………3分
(2)(ⅰ)因为准圆与轴正半轴的交点为,
设过点且与椭圆相切的直线为,
所以由得。
因为直线与椭圆相切,
所以,解得,………………………………6分
所以方程为,………………………………7分
,,………………………………8分
(ⅱ)①当直线中有一条斜率不存在时,不妨设直线斜率不存在,
则:,
当:时,与准圆交于点,
此时为(或),显然直线垂直;
同理可证当:时,直线垂直,………………………………10分
②当斜率存在时,设点,其中。
设经过点与椭圆相切的直线为,
所以由
得。
由化简整理得,
因为,所以有。
设的斜率分别为,因为与椭圆相切,
所以满足上述方程,
所以,即垂直,………………………………12分
综合①②知:因为经过点,又分别交其准圆于点,且垂直。
所以线段为准圆的直径,,
所以线段的长为定值,………………………………14分
知识点
已知定点,直线,点为坐标平面上的动点,过点作直线的垂线,垂足为点,且,设动点的轨迹为曲线。
(1)求曲线的方程;
(2)过点的直线与曲线有两个不同的交点、,求证:;
(3)记与的夹角为(为坐标原点,、为(2)中的两点),求的取值范围。
正确答案
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解析
(1)设点的坐标为。 (1分)
由题意,可得,,,,(3分)
由与垂直,得,即()。 (6分)
因此,所求曲线的方程为()。
(2)因为过点的直线与曲线有两个不同的交点、,所以的斜率不为零,故设直线的方程为。 (7分)
于是、的坐标、为方程组的实数解。
消并整理得, (8分)
于是进一步得 (10分)
又因为曲线()的准线为,
所以,得证。 (12分)
(3)由(2)可知,,。
于是,
(16分)可求得的取值范围为。 (18分)
知识点
已知椭圆的左右焦点分别是,直线与椭圆交于两点且当时,M是椭圆的上顶点,且△的周长为6.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设椭圆的左顶点为A,直线与直线:分别相交于点,问当变化时,以线段为直径的圆被轴截得的弦长是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,说明理由。
正确答案
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解析
(1)当时,直线的倾斜角为,
所以:…………3分
解得:,……5分
所以椭圆方程是:;……6分
(2)当时,直线的方程为:,此时,M,N点的坐标分别是,又点坐标是(-2,0),由图可以得到P,Q两点坐标分别是(4,3),(4,-3),以PQ为直径的圆过右焦点,被轴截得的弦长为6,猜测当 变化时,以PQ为直径的圆恒过焦点,被轴截得的弦长为定值6,……………………8分
证明如下:设点M,N点的坐标分别是,则直线的方程是:,
所以点的坐标是,同理,点的坐标是,…………………9分
由方程组得到:,
所以:,…………………11分
从而:
所以:以为直径的圆一定过右焦点,被轴截得的弦长为定值6。……………13分
知识点
已知椭圆:的右焦点为,且点在椭圆上。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知动直线过点,且与椭圆交于,两点.试问轴上是否存在定点,使得恒成立?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由。
正确答案
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解析
(1)由题意知:.
根据椭圆的定义得:,即.
……………………………………3分
所以 .
所以 椭圆的标准方程为. ……………………………………4分
(2)假设在轴上存在点,使得恒成立。
当直线的斜率为0时,.
则 .
解得 . ……………………………………6分
当直线的斜率不存在时,.
由于,所以.
下面证明时,恒成立. ……………………8分
显然 直线的斜率为0时,.
当直线的斜率不为0时,设直线的方程为:,.
由可得:.
显然.
………………………10分
因为 ,,
所以
.
综上所述:在轴上存在点,使得恒成立.…………………13分
知识点
已知:椭圆(),过点,的直线倾斜角为,原点到该直线的距离为。
(1)求椭圆的方程;
(2)斜率大于零的直线过与椭圆交于,两点,若,求直线的方程;
(3)是否存在实数,直线交椭圆于,两点,以为直径的圆过点?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
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解析
(1)由, ,得,,
所以椭圆方程是:-----------------4分
(2)设EF:()代入,得,
设,,由,得。
由,--------------6分
得,,(舍去),(没舍去扣1分)
直线的方程为:即--------------------9分
(3)将代入,得(*)
记,,PQ为直径的圆过,则,即,又,,得。
解得,此时(*)方程,
存在,满足题设条件。-----------------14分
知识点
椭圆的中心为坐标原点,右焦点为,且椭圆过点.若的三个顶点都在椭圆上,设三条边的中点分别为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设的三条边所在直线的斜率分别为,且.若直线的斜率之和为0,求证:为定值.
正确答案
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解析
(1)设椭圆的方程为,由题意知:左焦点为
所以, 解得, 。
故椭圆的方程为。 (方法2、待定系数法)
(2)设,,
由:,, 两式相减,得到
所以,即, 同理,
所以,又因为直线的斜率之和为0,
所以 方法2、(可参照方法1给分)
设直线:,代入椭圆,得到
,化简得
(以下略)
知识点
已知椭圆的左右焦点分别是,直线与椭圆交于两点且当时,M是椭圆的上顶点,且△的周长为6.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设椭圆的左顶点为A,直线与直线:分别相交于点,问当变化时,以线段为直径的圆被轴截得的弦长是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)当时,直线的倾斜角为,所以:…………3分
解得:,……5分 所以椭圆方程是:;……6分
(2)当时,直线的方程为:,此时,M,N点的坐标分别是,又点坐标是(-2,0),由图可以得到P,Q两点坐标分别是(4,3),(4,-3),以PQ为直径的圆过右焦点,被轴截得的弦长为6,猜测当 变化时,以PQ为直径的圆恒过焦点,被轴截得的弦长为定值6,……………………8分
证明如下:设点M,N点的坐标分别是,则直线的方程是:,
所以点的坐标是,同理,点的坐标是,…………………9分
由方程组得到:,
所以:,…………………11分
从而:
所以:以为直径的圆一定过右焦点,被轴截得的弦长为定值6。……………13分
知识点
已知直线l:y=x+,圆O:x2+y2=5,椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率e=,直线l被圆O截得的弦长与椭圆的短轴长相等。
(1)求椭圆E的方程;
(2)过圆O上任意一点P作椭圆E的两条切线,若切线都存在斜率,求证两切线斜率之积为定值。
正确答案
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解析
(1)解:设椭圆半焦距为c,圆心O到l的距离d==,
∴直线l被圆O截得的弦长为,
由2b=,解得b=,
∵椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率e=,
∴
∴,解得a2=3
∴椭圆E的方程为;
(2)证明:设P(x0,y0),过点P的椭圆E的切线l0的方程为y﹣y0=k(x﹣x0)
与椭圆方程联立,消去y可得(3+2k2)x2+4k(y0﹣kx0)x+2(kx0﹣y0)2﹣6=0
∴△=[4k(y0﹣kx0)]2﹣4(3+2k2)[2(kx0﹣y0)2﹣6]=0
∴()k2+2kx0y0﹣()=0
设满足题意的椭圆的两条切线的斜率分别为k1,k2,
∴k1k2=﹣
∵P在圆O上,∴,
∴k1k2=﹣=﹣1
∴两切线斜率之积为定值﹣1。
知识点
如图,设椭圆:()的左、右焦点分别为,,点是其与轴的一个交点,定点(,),且, 。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作直线与椭圆相交于不同的两点,(,与点不重合),设直线的斜率为,直线的斜率为,证明:为定值。
正确答案
见解析
解析
解析:
(1)解:设椭圆的半焦距为(),由(,)及
得,即;由得,即,所以
所以椭圆的标准方程为
(2)证明:若直线与轴垂直,则,的坐标分别为(,),(),
于是
若直线的斜率存在,则设斜率为,
由(,)及,与点不重合知且
设,,直线的方程为
与椭圆的方程联立消去得
得,
于是
综上得为定值2
知识点
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