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解析几何解答题选
1:如图,为双曲线的右焦点,为双曲线在第一象限内的一点,为左准线上一点,为坐标原点,
(Ⅰ)推导双曲线的离心率与的关系式;
(Ⅱ)当时, 经过点且斜率为的
直线交双曲线于两点, 交轴于点, 且
,求双曲线的方程.
【答案】解:(Ⅰ) 为平行四边形.
设是双曲线的右准线,且与交于点,,
,
即………………6分
(Ⅱ)当时,得
所以可设双曲线的方程是,…8分
设直线的方程是与双曲线方程联立得:
由得.
①[来源:学科网ZXXK]
由已知,,因为,
所以可得②…………10分
由①②得,
消去得符合,
所以双曲线的方程是………………14分
2.已知椭圆C的中心为坐标原点O,焦点在y轴上,离心率,椭圆上的点到焦点的最短距离为, 直线l与y轴交于点P(0,m),与椭圆C交于相异两点A、B,且.
(1)求椭圆方程;
(2)求的取值范围.
【答案】解:(1)设C:+=1(a>b>0),设c>0,c2=a2-b2,由条件知a-c=,=,∴a=1,b=c= 故C的方程为:y2+=1
(2)当直线斜率不存在时: …………5分
当直线斜率存在时:设l与椭圆C交点为A(x1,y1),B(x2,y2)
得(k2+2)x2+2kmx+(m2-1)=0………6分
Δ=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)=4(k2-2m2+2)>0 (*) …7分
x1+x2=, x1x2= ………8分
∵=3 ∴-x1=3x2 ∴
消去x2,得3(x1+x2)2+4x1x2=0,∴3()2+4=0………9分
整理得4k2m2+2m2-k2-2=0
m2=时,上式不成立;m2≠时,k2=, ………10分
∴k2=0,∴或
把k2=代入(*)得或
∴或 …………11分
综上m的取值范围为或 ………………12分
3.已知椭圆E的长轴的一个端点是抛物线的焦点,离心率是
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点C(—1,0),斜率为k的动直线与椭圆E相交于A、B两点,请问x轴上是否存在点M,使为常数?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)根据条件可知椭圆的焦点在x轴,且
故所求方程为即………3分
(2)假设存在点M符合题意,设AB:代入得:
………………4分
则 ………6分
分
要使上式与K无关,则有,解得,存在点满足题意。
3.已知曲线上的动点到点的距离比它到直线的距离大.
(I)求曲线的方程;
(II)过点且倾斜角为的直线与曲线交于两点,线段的垂直平分线交轴于点,证明:为定值,并求出此定值.
【答案】解:(I)设动点,动点到点的距离比它到直线的距离
多。即动点到点的距离等于它到直线的距离
A
B
m
P
F
B
C
D
则
两边平方
化简可得:
(II)如图,作
设,的横坐标分别为
则
解得
同理
解得
记与的交点为
故
4.如图,斜率为1的直线过抛物线的焦点F,与抛物线交于两点A,B。
(1)若|AB|=8,求抛物线的方程;
(2)设P是抛物线上异于A,B的任意一点,直线PA,PB分别交抛物线的准线于M,N两点,证明M,N两点的纵坐标之积为定值(仅与p有关)。
【答案】解:设(1)由条件知直线.……1分
由消去y,得…………2分
由题意,判别式(不写,不扣分)
由韦达定理,.……………………………3分
由抛物线的定义,
从而所求抛物的方程为.…………………6分
(2),易得.……………………………7分
设。将代入直线PA的方程
得.……………………………9分[来源:学科网ZXXK]
同理直线PB的方程为.………………10分
将代入直线PA,PB的方程得
.……………………………12分
5.已知点分别为椭圆的左、右焦点,点为椭圆上任意一点,到焦点的距离的最大值为,且的最大面积为
(1)求椭圆的方程。
(2)点的坐标为,过点且斜率为的直线与椭圆相交于两点。对于任意的是否为定值?若是求出这个定值;若不是说明理由。
【答案解:⑴由题意可知:a+c= +1 ,2cb=1,有∵a2=b2+c2[来源:学科网ZXXK]
∴a2=2, b2=1, c2=1
∴所求椭圆的方程为:
⑵设直线l的方程为:y=k(x-1)A(x1,y1) ,B(x2,y2),M(,0)[来源:学科网ZXXK]
联立
则
∵
6.已知点分别为椭圆的左、右焦点,点为椭圆上任意一点,到焦点的距离的最大值为,且的最大面积为.
(I)求椭圆的方程。
(II)点的坐标为,过点且斜率为的直线与椭圆相交于两点。对于任意的是否为定值?若是求出这个定值;若不是说明理由。
【答案解:(I)由题意可知:a+c= +1 ,2cb=1,有∵a2=b2+c2
∴a2=2, b2=1, c2=1
∴所求椭圆的方程为: …………….4分
(II)设直线l的方程为:y=k(x-1)A(x1,y1) ,B(x2,y2),M(,0)
联立
则
7.已知函数的定义域为,解关于的不等式 .
【答案】 解:因为函数的定义域为,
所以恒成立…………………………………………………2分
当时,恒成立,满足题意, …………………………………………3分
当时,为满足 必有且,解得,
综上可知:的取值范围是 ……………………………………………6分
原不等式可化为
当时,不等式的解为:,或……………………………8分
当时, 不等式的解为: …………………………………………9分
当 时,不等式的解为:,或 …………………………11分
综上,当时,不等式的解集为:或
当时, 不等式的解集为:
当时,不等式的解集为:或………………………12分
8.设椭圆E:的上焦点是,过点P(3,4)和作直线P交椭圆于A、B两点,已知A().
(1) 求椭圆E的方程;
(2) 设点C是椭圆E上到直线P距离最远的点,求C点的坐标。
【答案】解:(1)由A()和P(3,4)可求直线的方程为:y=x+1……………1分
令x=0,得y=1,即c=1 ……………2分
椭圆E的焦点为、,由椭圆的定义可知
…………………4分
∴ ……………5分
椭圆E的方程为 …………6分
B. 设与直线平行的直线: …………………7分
,消去y得 …………… 8分
,即 …………9分
要使点C到直线的距离最远,则直线L要在直线的下方,所以 …10分
此时直线与椭圆E的切点坐标为,故C(为所求。 ……12分
9.已知抛物线的焦点为F,过F的直线交y轴正半轴于点,交抛物线于A,B两点,其中A在第二象限。
(1)求证:以线段FA为直径为圆与Y轴相切;
(2)若,求的值.
【答案】解:(1)由已知F(),设A(),则
圆心坐标为,圆心到y轴的距离为. …………………… 2分
圆的半径为, ……………………4分
∴以线段FA为直径的圆与y轴相切。 …………………… 5分
(3) 设P(0,),B(),由,得.
……………………6分
. ……………… 7分
∴①
②
③ …………………10分
∵.
将③变形为,∴. ………………11分
将代入②,整理得 ………………12分
代入①得. ………………13分
即. ………………14分
10.已知在平面直角坐标系中,向量,△OFP的面积为,且 。
(1)设,求向量的夹角的取值范围;
(2)设以原点O为中心,对称轴在坐标轴上,以F为右焦点的椭圆经过点M,且
取最小值时,求椭圆的方程。
【答案】解:(1)由
因为
[来源:学,科,网]
(2)设
11.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.
(Ⅰ)求椭圆的方程和其“准圆”方程.
(Ⅱ)点是椭圆的“准圆”上的一个动点,过动点作直线使得与椭圆都只有一个交点,且分别交其“准圆”于点;
(1)当为“准圆”与轴正半轴的交点时,求的方程.
(2)求证:为定值.
【答案】解:(Ⅰ),椭圆方程为……2分
准圆方程为。 …………3分
(Ⅱ)(1)因为准圆与轴正半轴的交点为,
设过点且与椭圆有一个公共点的直线为,
所以由消去,得.
因为椭圆与只有一个公共点,
所以,解得。 …………………………5分
所以方程为. …………………………6分
(2)①当中有一条无斜率时,不妨设无斜率,
因为与椭圆只有一个公共点,则其方程为,
当方程为时,此时与准圆交于点,
此时经过点(或)且与椭圆只有一个公共点的直线是(或),
即为(或),显然直线垂直;
同理可证方程为时,直线垂直. …………………………7分
②当都有斜率时,设点,其中.
设经过点与椭圆只有一个公共点的直线为,
则消去,得.
由化简整理得:.…………………………8分
因为,所以有.
设的斜率分别为,因为与椭圆只有一个公共点,
所以满足上述方程,
所以,即垂直. …………………………10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=4. ………………………12分
12. 如图,椭圆C:焦点在轴上,左、右顶点分别为A1、A,上顶点为B.抛物线C1、C:分别以A、B为焦点,其顶点均为坐标原点O,C1与C2相交于直线上一点P.
⑴求椭圆C及抛物线C1、C2的方程;
⑵若动直线与直线OP垂直,且与椭圆C交于不同两点M、N,已知点Q(,0),求的最小值.
【答案】解:(Ⅰ)由题意,A(,0),B(0,),故抛物线C1的方程可设为,C2的方程为………… 1分
由 得………… 3分
所以椭圆C:,抛物线C1:抛物线C2:………5分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,直线OP的斜率为,所以直线的斜率为
设直线方程为
由,整理得………… 6分
因为动直线与椭圆C交于不同两点,所以
解得 ………… 7分
设M()、N(),则
……8分[来源:Z|xx|k.Com]
因为
所以
………… 10分
因为,所以当时,取得最小值
其最小值等于………… 12分
13. 一条斜率为1的直线与离心率e=的椭圆C:交于P、Q两点,直线与y轴交于点R,且,求直线和椭圆C的方程;
【答案】∵e=,∴=,a2=2b2,则椭圆方程为+=1,设l方程为:y=x+m,P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立消去y得3x2+4mx+2m2-2b2=0,
故有Δ=16m2-43(2m2-2b2)=8(-m2+3b2)>0
∴3b2>m2(*)
x1+x2=-m(1)
x1x2=(m2-b2)(2)
又=-3得x1x2+y1y2=-3,
而y1y2=(x1+m)(x2+m)=x1x2+m(x1+x2)+m2,
所以2x1x2+m(x1+x2)+m2=-3⇒(m2-b2)-m2+m2=-3,∴3m2-4b2=-9(3)
又R(0,m),=3,(-x1,m-y1)=3(x2,y2-m)
从而-x1=3x2(4)
由(1)(2)(4)得3m2=b2(5)
由(3)(5)解得b2=3,m=1适合(*),
∴所求直线l方程为y=x+1或y=x-1;椭圆C的方程为+=1.
14.椭圆的左、右焦点分别是,,过斜率为1的直线与椭圆相交于,两点,且,,成等差数列.
(1)求证:;
(2)设点在线段的垂直平分线上,求椭圆的方程.
【答案】.解:(1)由题设,得,
由椭圆定义,
所以,.………………………………………………………………………3分
设,,,:,代入椭圆的方程,整理得
,(*)…………………………2分
则
,
于是有, ……………………………………………………4分
化简,得,故,. ……………………………………………………1分
(2)由(1)有,方程(*)可化为 ………………1分
设中点为,则,
又,于是. ………………………………………………2分
由知为的中垂线,,
由,得,解得,, …………………………2分[来源:学科网ZXXK]
故,椭圆的方程为.…………………………………………………1分
15. 已知椭圆>b>的离心率为且椭圆上一点到两个焦点的距离之和为.斜率为的直线过椭圆的上焦点且与椭圆相交于P,Q两点,线段PQ的垂直平分线与y轴相交于点M(0,m).
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求m的取值范围.
(3)试用m表示△MPQ的面积S,并求面积S的最大值.
【答案】解:(1)依题意可得解得
从而所求椭圆方程为…………………4分
(2)直线的方程为
由可得
该方程的判别式△=>0恒成立.
设则………………5分
可得
设线段PQ中点为N,则点N的坐标为………………6分
线段PQ的垂直平分线方程为
令,由题意………………………………………………7分
又,所以0<<…………………………………………………8分
(3)点M到直线的距离
于是
由可得代入上式,得
即<<.…………………………………………11分
设则[来源:学科网]
而>00<m<<0<m<
所以在上单调递增,在上单调递减.
所以当时,有最大值……………………13分
所以当时,△MPQ的面积S有最大值…………………14分
16.已知为双曲线的左准线与x轴的交点,点,若满足的点在双曲线上,则该双曲线的离心率为 .
.(江苏省淮阴中学、海门中学、天一中学届高三联考)在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为 设M是抛物线上的动点,则的最大值为 .
【解析】焦点,设,则,,设到准线的距离等于,则 =====
==.令,,则[来源:学科网]
==≤=(当且仅当时,等号成立).
故的最大值为
17. 已知双曲线的离心率为2,则它的一焦点到其中一条渐近线的距离为 。
18.若点P在曲线C1:上,点Q在曲线C2:(x-5)2+y2=1上,点R在曲线C3:(x+5)2+y2=1上,则 | PQ |-| PR | 的最大值是 10 .
19.设上的两点,
满足,椭圆的离心率短轴长为2,0为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线AB过椭圆的焦点F(0,c),(c为半焦距),求直线AB的斜率k的值;
(3)试问:△AOB的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由.
解析:本例(1)通过,,及之间的关系可得椭圆的方程;(2)从方程入手,通过直线方程与椭圆方程组成方程组并结合韦达定理;(3)要注意特殊与一般的关系,分直线的斜率存在与不存在讨论。
答案:(1)
椭圆的方程为
(2)设AB的方程为
由
由已知
2
(3)当A为顶点时,B必为顶点.S△AOB=1
当A,B不为顶点时,设AB的方程为y=kx+b
所以三角形的面积为定值.
20.如图,F为双曲线C:的右焦点 P为双曲线C右支上一点,且位于轴上方,M为左准线上一点,为坐标原点 已知四边形为平行四边形, [来源:学科网ZXXK]
(Ⅰ)写出双曲线C的离心率与的关系式;
(Ⅱ)当时,经过焦点F且平行于OP的直线交双曲线于A、B点,若,求此时的双曲线方程
分析: 圆锥曲线的几何性质结合其它图形的考查是重点。注意灵活应用第二定义。
解:∵四边形是,∴,作双曲线的右准线交PM于H,则,又,
(Ⅱ)当时,,,,双曲线为四边形是菱形,所以直线OP的斜率为,则直线AB的方程为,代入到双曲线方程得:,
又,由得:,解得,则,所以为所求
21.已知为平面直角坐标系的原点,过点的直线与圆交于两点.(Ⅰ)若,求直线的方程;
(Ⅱ)若与的面积相等,求直线的斜率.
解:(Ⅰ)依题意,直线的斜率存在,因为 直线过点,可设直线:.
因为 两点在圆上,所以 ,因为 ,所以 所以 所以 到直线的距离等于.所以 , 得,所以 直线的方程为或.
(Ⅱ)因为与的面积相等,所以,
设 ,,所以 ,.
所以 即 (*);
因为 ,两点在圆上,所以 把(*)代入,得 ,
所以 所以 直线的斜率, 即.
22.已知椭圆()的右焦点为,离心率为.(Ⅰ)若,求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线与椭圆相交于,两点,分别为线段的中点. 若坐标原点在以为直径的圆上,且,求的取值范围.
解:(Ⅰ)由题意得,得. …2分结合,解得,.…3分
所以,椭圆的方程为…4分
(Ⅱ)由 得. 设.所以
,……6分依题意,,易知,四边形为平行四边形,
所以,…7分因为,,
所以. …8分
即 ,…9分将其整理为 .10分
因为,所以,.11分所以,即.
23.已知直线,椭圆E:.(Ⅰ)若不论k取何值,直线与椭圆E恒有公共点,试求出m的取值范围及椭圆离心率e关于m的函数式;(Ⅱ)当时,直线与椭圆E相交于A、B两点,与y轴交于点M,若,求椭圆E方程.
解:(Ⅰ)∵直线恒过定点M(0,1),且直线与椭圆E恒有公共点,∴点M(0,1)在椭圆E上或其内部,得,解得.(联立方程组,用判别式法也可)当时,椭圆的焦点在轴上,;当时,椭圆的焦点在轴上,.∴
(Ⅱ)由,消去得.
设,,则①,②.
∵M(0,1),∴由得 ③. 由①③得 ④.
将③④代入②得, ,解得(不合题意,舍去).
∴椭圆E的方程为.
24.椭圆的方程为,斜率为1的直线与椭圆交于两点.Ⅰ)若椭圆的离心率,直线过点,且,求椭圆的方程;(Ⅱ)直线过椭圆的右焦点F,设向量,若点在椭圆上,求 的取值范围.
解:(Ⅰ)∵, ∴. ∴.
∵ ∴ .
∴椭圆的方程为. …… 5分
(Ⅱ)得
,.
=(,), .
∵点在椭圆上 ,将点坐标代入椭圆方程中得.
∵ ,
∴ ,.
25.已知椭圆的离心率为,以原点为圆心,椭圆短半轴长为半径的圆与直线相切,分别是椭圆的左右两个顶点, 为椭圆上的动点.(Ⅰ)求椭圆的标准方程;(Ⅱ)若与均不重合,设直线与的斜率分别为,证明:为定值;(Ⅲ)为过且垂直于轴的直线上的点,若,求点的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线.
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.
由已知及点在椭圆上可得,
整理得,其中.
①当时,化简得,所以点的轨迹方程为,轨迹是两条平行于轴的线段;
②当时,方程变形为,其中,
当时,点的轨迹为中心在原点、实轴在轴上的双曲线满足的部分;
当时,点的轨迹为中心在原点、长轴在轴上的椭圆满足的部分;
当时,点的轨迹为中心在原点、长轴在轴上的椭圆.
26.已知椭圆的中心为坐标原点O,椭圆短半轴长为1,动点 在直线上。(1)求椭圆的标准方程(2)求以OM为直径且被直线截得的弦长为2的圆的方程;(3)设F是椭圆的右焦点,过点F作OM的垂线与以OM为直径的圆交于点N,求证:线段ON的长为定值,并求出这个定值。
【解析】(1)又由点M在上,得
故, 从而 …2分所以椭圆方程为 或 4分
(2)以OM为直径的圆的方程为即
其圆心为,半径……6分因为以OM为直径的圆被直线截得的弦长为2所以圆心到直线的距离 …8分所以,解得所求圆的方程为…10分
(3)方法一:由平几知:直线OM:,直线FN:…12分由得
所以线段ON的长为定值。……14分
方法二、设,则
………12分
又
所以,为定值 …14分
27.椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,该椭圆经过点且离心率为.(1)求椭圆的标准方程;(2)若直线与椭圆相交两点(不是左右顶点),且以为直径的圆过椭圆的右顶点,求证:直线过定点,并求出该定点的坐标.
解:(1)椭圆的标准方程为
(2)设,得:
,
以为直径的圆过椭圆的右顶点,,
,
,,且均满足,
当时,的方程为,则直线过定点与已知矛盾
当时,的方程为,则直线过定点
直线过定点,定点坐标为
28.已知点是椭圆上任意一点,直线的方程为 (I)判断直线与椭圆E交点的个数; (II)直线过P点与直线垂直,点M(-1,0)关于直线的对称点为N,直线PN恒过一定点G,求点G的坐标。
解:(1)由消去并整理得
,…………4分
故直线与椭圆只有一个交点…………5分
(2)直线的方程为即
设关于直线的对称点的坐标为
则 解得
直线的斜率为
从而直线的方程为
即从而直线恒过定点
29.已知椭圆:的离心率为,过坐标原点且斜率为的直线与相交于、,.⑴求、的值;⑵若动圆与椭圆和直线都没有公共点,试求的取值范围.
解:⑴依题意,:……1分,不妨设设、()
由得,……3分,所以,
解得,.
⑵由消去得……7分,动圆与椭圆没有公共点,当且仅当或……9分,解得或……10分。动圆与直线没有公共点当且仅当,即……12分。解或……13分,得的取值范围为
30、如图所示,已知圆为圆上一动点,点在上,点在上,且满足的轨迹为曲线. (I)求曲线的方程; (II)若过定点F(0,2)的直线交曲线于不同的两点(点在点之间),且满足,求的取值范围.
【解】(Ⅰ)∴NP为AM的垂直平分线,∴|NA|=|NM|.……2分
又∴动点N的轨迹是以点C(-1,0),A(1,0)为焦点的椭圆.且椭圆长轴长为焦距2c=2. ……………5分
∴曲线E的方程为………6分
(Ⅱ)当直线GH斜率存在时,设直线GH方程为
得
设……………8分
,
………10分
又当直线GH斜率不存在,方程为
31.已知椭圆的两个焦点分别为,点在椭圆上,且满足,直线与圆相切,与椭圆相交于两点.(I)求椭圆的方程; (II)证明为定值(为坐标原点).
解:(I)由题意,,
解三角形得,由椭圆定义得,
从而又,则,所以椭圆的方程为 (6分)
(II)设交点,联立消去得
由韦达定理得 (9分)又直线与圆相切,
则有
从而
所以,即为定值.
32.已知抛物线:的焦点为,过点作直线交抛物线于、两点;椭圆的中心在原点,焦点在轴上,点是它的一个顶点,且其离心率.(1)求椭圆的方程;(2)经过、两点分别作抛物线的切线、,切线与相交于点.证明:;(3) 椭圆上是否存在一点,经过点作抛物线的两条切线、(、为切点),使得直线过点?若存在,求出抛物线与切线、所围成图形的面积;若不存在,试说明理由.
解:(1)设椭圆的方程为 ,半焦距为.由已知条件,得,
∴ 解得 .所以椭圆的方程为:.……分
(2)显然直线的斜率存在,否则直线与抛物线只有一个交点,不合题意, 故可设直线的方程为 ,, 由 消去并整理得 , ∴ .…分∵抛物线的方程为,求导得,∴过抛物线上、两点的切线方程分别是, ,即 , ,解得两条切线、的交点的坐标为,即,
∴∴.
(3)假设存在点满足题意,由(2)知点必在直线上,又直线与椭圆有唯一交点,故的坐标为,设过点且与抛物线相切的切线方程为:,其中点为切点.令得,, 解得或 ……10分 故不妨取,即直线过点. 综上所述,椭圆上存在一点,经过点作抛物线的两条切线、 (、为切点),能使直线过点.
此时,两切线的方程分别为和.
抛物线与切线、所围成图形的面积为
.
33、已知椭圆的左、右焦点分别为F1、F2,其中F2也是抛物线的焦点,M是C1与C2在第一象限的交点,且(I)求椭圆C1的方程; (II)已知菱形ABCD的顶点A、C在椭圆C1上,顶点B、D在直线上,求直线AC的方程。
解:(I)设由抛物线定义,
…………3分, M点C1上,
舍去.
椭圆C1的方程为…………6分
(II)为菱形,,设直线AC的方程为 在椭圆C1上,设,则 …………10分
的中点坐标为,由ABCD为菱形可知,点在直线BD:上,
∴直线AC的方程为
34.已知椭圆的离心率为e=,且过点()(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线l:y=kx+m(k≠0,m>0)与椭圆交于P,Q两点,且以PQ为对角线的菱形的一顶点为(-1,0),求:△OPQ面积的最大值及此时直线l的方程.
.解:(Ⅰ)∵e= ∴c= a ∴b2=a2-c2= a2
故所求椭圆为:又椭圆过点() ∴ ∴a2 =4. b2 =1 ∴
(Ⅱ)设P(x1,y1), Q(x2,y2),PQ的中点为(x0,y0)
将直线y=kx+m与联立得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0
①
又x0=
又点[-1,0)不在椭圆OE上,依题意有整理得3km=4k2+1 ②…
由①②可得k2>,∵m>0, ∴k>0,∴k>…分)设O到直线l的距离为d,则
S△OPQ =
=…分)
当的面积取最大值1,此时k= ∴直线方程为y=
O
F
x
y
P
第35题
35.已知动圆过点且与直线相切.(1)求点的轨迹的方程;(2)过点作一条直线交轨迹于两点,轨迹在两点处的切线相交于点,为线段的中点,求证:轴.
解:(1)根据抛物线的定义,可得动圆圆心的轨迹C的方程为
证明:设, ∵, ∴ ,∴ 的斜率分别为,故的方程为,的方程为即,两式相减,得,又,
∴ 的横坐标相等,于是
36.已知定点和直线,过定点F与直线相切的动圆圆心为点C。 (1)求动点C的轨迹方程; (2)过点F在直线l2交轨迹于两点P、Q,交直线l1于点R,求的最小值。
解:(1)由题设点C到点F的距离等于它到的距离,∴点C的轨迹是以F为焦点,为准线的抛物线
∴所求轨迹的方程为
(2)由题意直线的方程为,与抛物线方程联立消去
记 ……6分
因为直线PQ的斜率,易得点R的坐标为
……8分
,当且仅当时取到等号。…11分
的最小值为16
37.已知椭圆的长轴长为4。 (1)若以原点为圆心、椭圆短半轴为半径的圆与直线相切,求椭圆焦点坐标;
(2)若点P是椭圆C上的任意一点,过原点的直线L与椭圆相交于M,N两点,记直线PM,PN的斜率分别为,当时,求椭圆的方程。
解:(1)由……2分
(2)由于过原点的直线L与椭圆相交的两点M,N交于坐标原点对称
不妨设:M,N,P在椭圆上,则它们满足椭圆方程,即有两式相减得:
由题意它们的斜率存在,则
故所求椭圆的方程为
38. 已知椭圆的左右两焦点分别为,是椭圆上的一点,且在轴的上方,是上一点,若,(其中为坐标原点).(Ⅰ)求椭圆离心率的最大值;(Ⅱ)如果离心率取(Ⅰ)中求得的最大值, 已知,点,设是椭圆上的一点,过、两点的直线交轴于点,若, 求直线的方程.
解:(Ⅰ)由题意知则有与相似所以
设,则有,解得
所以根据椭圆的定义得: ,即所以
显然在上是单调减函数当时,取最大值
所以椭圆离心率的最大值是
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,解得
所以此时椭圆的方程为,题意知直线的斜率存在,故设其斜率为,
则其方程为设,由于,所以有……12分又是椭圆上的一点,则解得所以直线的方程为或
39.已知椭圆C1的中心在坐标原点O,焦点在轴上,离心率为,P为椭圆上一动点。F1、F2分别为椭圆的左、右焦点,且面积的最大值为 (1)求椭圆C1的方程;(2)设椭圆短轴的上端点为A,M为动点,且成等差数列,求动点M的轨迹C2的方程;(3)作C2的切线交C1于O、R两点,求证:
解:(1)设椭圆C1的方程为, 2分
由椭圆的几何笥质知,当点P为椭圆的短轴端点时,的面积最大。
,由 解得
故椭圆C1的方程为 5分
(2)由(1)知A(0,1),,
设则
7分
整理得M的轨迹C2的方程为
(3)①当切线的斜率存在时,设,代入椭圆方程得:
,
设,则 11分
,则
又与C2相切,即,故 13分
②当切线的斜率不存在时,直线或此时综合①②得, 14分
40.已知可行域的外接圆C与x轴交于点A1、A2,椭圆C1以线段A1A2为长轴,离心率. (1)求圆C及椭圆C1的方程; (2)设椭圆C1的右焦点为F,点P为圆C上异于A1、A2的动点,过原点O作直线PF的垂线交直线于点Q,判断直线PQ与圆C的位置关系,并给出证明.
解:(1)由题意可知,可行域是以及点为顶点的三角形,
∵,∴为直角三角形,………2分
∴外接圆C以原点O为圆心,线段A1A2为直径,故其方程为.
∵2a=4,∴a=2.又,∴,可得.∴所求椭圆C1的方程是.6分
(2)直线PQ与圆C相切.设,则.当时,,∴;
当时,∴直线OQ的方程为.……8分
因此,点Q的坐标为.
∵
∴当时,,;当时候,
,∴.
综上,当时候,,故直线PQ始终与圆C相切.
41. 已知椭圆的离心率为其左、右焦点分别为,点P是坐标平面内一点,且(O为坐标原点)。 (1)求椭圆C的方程; (2)过点且斜率为k的动直线交椭圆于A、B两点,在y轴上是否存在定点M,使以AB为直径的圆恒过这个点?若存在,求出M的坐标和面积的最大值;若不存在,说明理由。
解:(1)设则由由得即所以c=1
又因为……3分因此所求椭圆的方程为: (2)动直线的方程为:由得
设则
假设在y上存在定点M(0,m),满足题设,则
由假设得对于任意的恒成立,即解得m=1。
因此,在y轴上存在定点M,使得以AB为直径的圆恒过这个点,点M的坐标为(0,1)
这时,点M到AB的距离
设则得
所以
当且仅当时,上式等号成立。因此,面积的最大值是
42.已知椭圆的一个焦点与抛物线的焦点重合,且椭圆短轴的两个端点与构成正三角形。 (Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)若过点的直线与椭圆交于不同两点,试问在轴上是否存在定点,使恒为定值?若存在,求出的坐标及定值;若不存在,请说明理由。
解:(Ⅰ)由题意知抛物线的焦点…1分 又椭圆的短轴的两个端点与构成正三角形 椭圆的方程为……3分
(Ⅱ)当直线的斜率存在时,设其斜率为,则的方程为:
,
则
…7分
当 即时为定值…10分当直线的斜率不存在时,
由可得
综上所述当时,为定值………12分
43.已知A、B、C是椭圆上的三点,其中点A的坐标为,BC过椭圆m的中心,且.[来(1)求椭圆的方程;(2)过点的直线l(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.
解(1)∵过(0,0)则
∴∠OCA=90, 即 又∵[来
将C点坐标代入得 解得 c2=8,b2=4 ∴椭圆m:
(2)由条件D(0,-2) ∵M(0,t) 1当k=0时,显然-2
0 可得 ① 设
则 , ∴
由 ∴② [来∴t>1 将①代入②得1
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