- 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
见解析
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
见解析
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
见解析
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
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
见解析
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
见解析
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
见解析
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
见解析
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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