- 直线与椭圆的位置关系
- 共59题
设是椭圆
的左、右焦点,
为直线
上一点,
是底角为
的等腰三角形,则
的离心率为( )
正确答案
解析
是底角为
的等腰三角形
知识点
如图,椭圆的顶点为
,焦点为
,
(1)求椭圆C的方程;
(2)设n是过原点的直线,是与n垂直相交于F点、与椭圆相交于A,B亮点的直线,|
|=1,是否存在上述直线
使
成立?若存在,求出直线
的方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)
由知
, ①
由知a=2c, ②
又 , ③
由①②③解得,
故椭圆C的方程为
(2)
设A,B两点的坐标分别为,
假设使成立的直线
存在,
(ⅰ)当不垂直于x轴时,设
的方程为
,
由与
垂直相交于P点且|
|=1得
,即
∵,|
|=1,
∴
=
= 1+0+0-1=0,
即
将代入椭圆方程,得
由求根公式可得, ④
⑤
=
=
将④,⑤代入上式并化简得
⑥
将代入⑥并化简得
,矛盾
即此时直线不存在
(ⅱ)当垂直于x轴时,满足
的直线
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
即此时直线也不存在
综上可知,使成立的直线
不存在
知识点
如图,已知椭圆与
的中心在坐标原点
,长轴均为
且在
轴上,短轴长分别
为,
,过原点且不与
轴重合的直线
与
,
的四个交点按纵坐标从
大到小依次为A,B,C,D,记,△
和△
的面积分别为
和
.
(1)当直线与
轴重合时,若
,求
的值;
(2)当变化时,是否存在与坐标轴不重合的直线l,使得
?并说明理由。
正确答案
(1);(2)当1<λ≤
时,不存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2;当λ>
时,存在与坐标轴不重合的直线l使得S1=λS2.
解析
依题意可设椭圆C1和C2的方程分别为
C1:,C2:
.
其中a>m>n>0,λ=.
(1)解法1:
如图1,若直线l与y轴重合,即直线l的方程为x=0,则S1=|BD|·|OM|=
a|BD|,S2=
|AB|·|ON|=
a|AB|,
所以.
在C1和C2的方程中分别令x=0,可得yA=m,yB=n,yD=-m,
于是.
若,则
,化简得λ2-2λ-1=0.
由λ>1,可解得λ=.
故当直线l与y轴重合时,若S1=λS2,则λ=.
解法2:如图1,若直线l与y轴重合,则
|BD|=|OB|+|OD|=m+n,|AB|=|OA|-|OB|=m-n;
S1=|BD|·|OM|=
a|BD|,
S2=|AB|·|ON|=
a|AB|。
所以.
若,则
,化简得λ2-2λ-1=0.
由λ>1,可解得λ=.
故当直线l与y轴重合时,若S1=λS2,则λ=.
(2)解法1:
如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2.根据对称性,不妨设直线l:y=kx(k>0),点M(-a,0),N(a,0)到直线l的距离分别为d1,d2,则,
,所以d1=d2.
又S1=|BD|d1,S2=
|AB|d2,所以
,即|BD|=λ|AB|。
由对称性可知|AB|=|CD|,所以|BC|=|BD|-|AB|=(λ-1)|AB|,
|AD|=|BD|+|AB|=(λ+1)|AB|,于是
.①
将l的方程分别与C1,C2的方程联立,可求得
,
.
根据对称性可知xC=-xB,xD=-xA,于是
=.②
从而由①和②式可得
.③
令,则由m>n,可得t≠1,于是由③可解得
.
因为k≠0,所以k2>0.于是③式关于k有解,当且仅当,
等价于由λ>1,可解得
<t<1,
即,由λ>1,解得λ>
,所以
当1<λ≤时,不存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2;
当λ>时,存在与坐标轴不重合的直线l使得S1=λS2.
解法2:如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2.根据对称性,不妨设直线l:y=kx(k>0),
点M(-a,0),N(a,0)到直线l的距离分别为d1,d2,
则,
,所以d1=d2.
又S1=|BD|d1,S2=
|AB|d2,所以
.
因为,所以
.
由点A(xA,kxA),B(xB,kxB)分别在C1,C2上,可得,
,两式相减可得
,
依题意xA>xB>0,所以.所以由上式解得
.
因为k2>0,所以由,可解得
.
从而,解得λ>
,所以
当1<λ≤时,不存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2;
当λ>时,存在与坐标轴不重合的直线l使得S1=λS2.
知识点
在直角坐标系xOy中,已知曲线(t为参数)与曲线
(
为参数,
)有一个公共点在
轴上,则
()。
正确答案
解析
曲线:
直角坐标方程为
,与
轴交点为
;
曲线 :
直角坐标方程为
,其与
轴交点为
,
由,曲线
与曲线
有一个公共点在X轴上,知
知识点
在平面直角坐标系中,已知椭圆
:
的离心率
,且椭圆
上的点到点
的距离的最大值为
。
(1)求椭圆的方程
(2) 在椭圆上,是否存在点
,使得直线
与圆
相交于不同的两点
,且
的面积最大?若存在,求出点
的坐标及对应的
的面积;若不存在,请说明理由。
正确答案
(1) 的方程为
.
(2) 存在,面积最大为,点
的坐标为
或
或
或
.
解析
(1)依题意,所以
,
设是椭圆
上任意一点,则
,所以
,
所以
当时,
有最大值
,可得
,所以
故椭圆的方程为
.
(2)[韦达定理法]因为在椭圆
上,所以
,
,设
,
由,得
所以,可得
,
由韦达定理得,
所以
所以
设原点到直线
的距离为
,则
所以
设,由
,得
,所以,
,
所以,当时,
面积最大,且最大为
,
此时,点的坐标为
或
或
或
.
[垂径定理切入]因为点在椭圆
上运动,所以
,
,
圆心到直线
的距离
,
直线被圆
所截的弦长为
所以,接下来做法同上。
知识点
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