圆锥曲线练习。
1、已知椭圆的两个焦点分别为,,离心率为,过的直线与椭圆交于,两点,且△的周长为.(东城一模)
(ⅰ)求椭圆的方程;
ⅱ)过原点的两条互相垂直的射线与椭圆分别交于,两点,证明:点到直线的距离为定值,并求出这个定值.
解:(i)由题意知,,所以.
因为。所以,所以.
所以椭圆的方程为.
ii)由题意,当直线的斜率不存在,此时可设,.
又,两点在椭圆上,所以,.
所以点到直线的距离.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为.由消去得。
由已知.设,.
所以,.因为,所以.所以.即.所以.
整理得,满足.
所以点到直线的距离。
为定值.2、 已知椭圆: 的两个焦点分别为,,离心率为,且过点。
ⅰ)求椭圆的标准方程;
ⅱ),是椭圆上的四个不同的点,两条都不和轴垂直的直线和分别过点,,且这两条直线互相垂直,求证:为定值。
ⅰ)解:由已知,所以。
所以。 所以:,即。
因为椭圆过点,得,.
所以椭圆的方程为。
ⅱ)证明:由(ⅰ)知椭圆的焦点坐标为,.
根据题意, 可设直线的方程为,由于直线与直线互相垂直,则直线的方程为。
设,.由方程组消得
则。 所以=.
同理可得。
所以。3、已知中心在原点,焦点在轴上的椭圆过点,离心率为,点为其右顶点。过点作直线与椭圆相交于两点,直线,与直线分别交于点,.
ⅰ)求椭圆的方程;
ⅱ)求的取值范围。(朝阳一模)
解:(ⅰ设椭圆的方程为,依题意得解得,.
所以椭圆的方程为4分。
ⅱ)显然点。
1)当直线的斜率不存在时,不妨设点在轴上方,易得,,所以6分。
2)当直线的斜率存在时,由题意可设直线的方程为,显然时,不符合题意。
由得。 设,则。
直线,的方程分别为:,令,则。
所以10分。
所以 12分。
因为,所以,所以,即。
综上所述,的取值范围是14分。
4、已知椭圆过点,离心率为。
ⅰ)求椭圆的方程;
ⅱ)过点且斜率为()的直线与椭圆相交于两点,直线,分别交直线于,两点,线段的中点为。记直线的斜率为,求证:为定值。
解:(ⅰ依题得解得,.
所以椭圆的方程为4分。
ⅱ)根据已知可设直线的方程为。
由得。设,则。
直线,的方程分别为:,令,则,所以。
所以。14分。
5、已知动点p到点a(-2,0)与点b(2,0)的斜率之积为,点p的轨迹为曲线c。
ⅰ)求曲线c的方程;
ⅱ)若点q为曲线c上的一点,直线aq,bq与直线x=4分别交于m、n两点,直线bm与椭圆的交点为d。求证,a、d、n三点共线。
解:(i)设p点坐标,则(),由已知,化简得:.
所求曲线c的方程为()。
ii)由已知直线aq的斜率存在,且不等于0,设方程为,由,消去得:
因为,是方程(1)的两个根,所以,得,又,所以。
当,得,即。
又直线bq的斜率为,方程为,当时,得,即。
直线bm的斜率为,方程为。
由,消去得:
因为2,是方程(2)的两个根,所以。
得,又,即。
由上述计算:,,
因为,,所以。
所以a、d、n三点共线。
6、已知动点p到点a(-2,0)与点b(2,0)的斜率之积为,点p的轨迹为曲线c。
ⅰ)求曲线c的方程;
ⅱ)若点q为曲线c上的一点,直线aq,bq与直线x=4分别交于m、n两点,直线bm与椭圆的交点为d。求线段mn长度的最小值。
解:(ⅰ设,由题意知 ,即。
化简得曲线c方程为:
ⅱ)思路一。
满足题意的直线的斜率显然存在且不为零,设其方程为,由(ⅰ)知,所以,设直线方程为,由(ⅰ)知,所以,设直线方程为,当时得点坐标为,易求点坐标为。
所以=,当且仅当时,线段mn的长度有最小值。
思路二:满足题意的直线的斜率显然存在且不为零,设其方程为,联立方程:
消元得,设,由韦达定理得:,所以,代入直线方程得,所以,又。
所以直线bq的斜率为。
以下同思路一。
思路三:设,则直线aq的方程为。
直线bq的方程为。
当,得,即。
当,得,即。则。又。
所以。利用导数,或变形为二次函数求其最小值。
7、已知抛物线的焦点坐标为,过的直线交抛物线于两点,直线分别与直线:相交于两点。
ⅰ)求抛物线的方程;
ⅱ)证明△abo与△mno的面积之比为定值。
8、已知椭圆和点,垂直于轴的直线与椭圆交于两点,连结交椭圆于另一点。
ⅰ)求椭圆的焦点坐标和离心率;
ⅱ)证明直线与轴相交于定点。
ⅰ)由题意知: 所以。
所以,焦点坐标为; 离心率4分
ⅱ)由题意知:直线pb的斜率存在,设直线pb的方程为……5分。
,则,由得
则 (18分。
直线ae的方程为,令,得 (210分。
又, 代入(2)式,得(3)
把(1)代入(3)式,整理得。
所以直线ae与轴相交于定点14分。
9、已知以原点为对称中心、f(2,0)为右焦点的椭圆c过p(2,),直线:y=kx+m(k≠0)交椭圆c于不同的两点a,b。
ⅰ)求椭圆c的方程;
ⅱ)是否存在实数k,使线段ab的垂直平分线经过点q(0,3)?若存在求出 k的取值范围;若不存在,请说明理由。
解:(ⅰ设椭圆c的方程为,由题意。
解得,,所以椭圆c的方程为5分。
ⅱ)假设存在斜率为k的直线,其垂直平分线经过点q(0,3),设a(x1,y1)、b(x2,y2),ab的中点为n(x0,y0),由得6分。
所以,……7分。
8分。线段ab的垂直平分线过点q(0,3),即10分。
整理得,显然矛盾不存在满足题意的k的值13分。
10、已知椭圆c:()的右焦点为f(2,0),且过点p(2,).直线过点f且交椭圆c于a、b两点。
ⅰ)求椭圆c的方程;
ⅱ)若线段ab的垂直平分线与x轴的交点为m(),求直线的方程。
解:(ⅰ设椭圆c的方程为,则。
解得,,所以椭圆c的方程为,……5分。
ⅱ)当斜率不存在时,不符合题意6分。
当斜率存在时设直线l的方程为y=k(x-2),a(x1,y1)、b(x2,y2),ab的中点为n(x0,y0),由得7分。
因为, 所以8分。
所以9分。因为线段ab的垂直平分线过点m(),所以,即,所以,解得12分。
所以直线l的方程为或13分。
11、已知圆:()若椭圆:()的右顶点为圆的圆心,离心率为。
i)求椭圆的方程;
ii)若存在直线:,使得直线与椭圆分别交于,两点,与圆分别交于,两点,点**段上,且,求圆半径的取值范围。
12、已知圆:,若椭圆:()的右顶点为圆的圆心,离心率为。
i)求椭圆的方程;
ii)已知直线:,若直线与椭圆分别交于,两点,与圆分别交于,两点(其中点**段上),且,求的值。
解:(i)设椭圆的焦距为,因为,,所以, 所以。
所以椭圆4分。
ii)设(,)
由直线与椭圆交于两点,,则。
所以 ,则,……6分。
所以7分。点(,0)到直线的距离。
则9分。显然,若点也**段上,则由对称性可知,直线就是轴,矛盾,所以要使,只要。
所以。………11分。
当时12分。
当时,又显然, 所以
综上14分。
13、在平面直角坐标系中, 动点到直线的距离是到点的距离的倍.
ⅰ)求动点的轨迹方程;
ⅱ)设直线与(ⅰ)中曲线交于点,与交于点,分别过点和作的垂线,垂足为,问:是否存在点使得的面积是面积的9倍?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
ⅰ)解:设点的坐标为.
由题意知3分。
化简得 所以动点的轨迹方程为5分。
ⅱ)设直线的方程为,点。
因为∽,所以有,由已知得,所以有(17分。
由,得, 2),(310分。
由(1)(2)(3)得或。
所以存在点为13分。
14、已知椭圆与双曲线有相同的焦点,且离心率为.
i)求椭圆的标准方程;
ii)过点p(0,1)的直线与该椭圆交于a、b两点,o为坐标原点,若,求的面积.
解:(i)设椭圆方程为,由,可得,
既所求方程为5分。
ii)设,由有。
设直线方程为,代入椭圆方程整理,得。
8分。解得10分。
若 , 则
解得 ……12分。
又的面积 答:的面积是14分。
15、设椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,在轴负半轴上有一点,满足,且.
ⅰ)求椭圆的离心率;
ⅱ)若过三点的圆与直线相切,求椭圆的方程;
ⅲ)在(ⅱ)的条件下,过右焦点作斜率为的直线与椭圆交于两点,线段的中垂线与轴相交于点,求实数的取值范围.
16、 设椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,左焦点到直线的距离等于长半轴长.
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