解几综合应用:
知识点:围绕直线、圆、圆锥曲线,中等难度。
1.已知f1、f2分别是椭圆,的左、右焦点,以原点o为圆心,of1为半径的圆与椭圆在y轴左侧交于a、b两点,若△f2ab是等边三角形,则椭圆的离心率等于.
2.已知a、b是椭圆的左、右顶点,直线交椭圆于m、n两点,经过a、m、n的圆的圆心为,经过b、m、n的圆的圆心为.
1)求证为定值;
2)求圆与圆的面积之和的取值范围.
解:(1)由题设a(-2,0),b(2,0),由解出.
设,由解出.
同理,解出, (定值).
2)两圆半径分别为及,两圆面积和,所以s的取值范围是.
3.已知圆c的圆心在抛物线上运动,且圆c过点,若mn为圆c在轴上截得的弦。
1)求弦长;
2)设,求的取值范围.
解:(1)设,则圆c的方程为:
令,并由,得,解得从而,2) 设,因为,所以,因为l12+l22-2 l1 l2cosθ=4p2 ,所以l12+l22=.
所以.因为,所以当且仅当时,原式有最大值,当且仅当时,原式有最小值为2,从而的取值范围为.
4.(本小题满分15分)已知点p(1,3),圆c: 过点a(1,),f点为抛物线(p>0)的焦点,直线pf与圆相切。
1)求m的值与抛物线的方程;
(2)设点,点 q为抛物线上的一个动点,求的取值范围.
解:(ⅰ点a代入圆c方程,得. ∴m=1.
圆c:.当直线pf的斜率不存在时不合题意。
当直线pf的斜率存在时,设为k,则pf1:,即.
直线pf与圆c相切,.
解得. 当k=时,直线pf1与x轴的交点横坐标为,不合题意,舍去.
当k=时,直线pf1与x轴的交点横坐标为4,那么抛物线方程为2
ⅱ),设q(x,y),所以的取值范围为.
5.(本小题满分16分)
如图,椭圆过点,其左、右焦点分别为,离心率,是椭圆右准线上的两个动点,且.
1)求椭圆的方程;
2)求的最小值;
3)以为直径的圆是否过定点?请证明你的结论.
解:(1),且过点,解得椭圆方程为 .…4分。
设点则, 又,的最小值为10分。
圆心的坐标为,半径。
圆的方程为,
整理得:. 12分。
令,得,.
圆过定点。……16分。
6.(本小题共16分)
已知椭圆e:的左焦点为f,左准线l与x轴的交点是圆c的圆心,圆c恰好经过坐标原点o,设g是圆c上任意一点.
(ⅰ)求圆c的方程;
(ⅱ)若直线fg与直线l交于点t,且g为线段ft的中点,求直线fg被圆c所截得的弦长;
ⅲ)在平面上是否存在一点p,使得?若存在,求出点p坐标;若不存在,请说明理由.
知:圆c的方程为………4分)
7.已知椭圆 x2+=1(0<b<1)的左焦点为f,左、右顶点分别为a,c,上顶点为b,过f、b、c作⊙p,其中圆心p的坐标为(m,n)。
1)当m+n>0时,求椭圆离心率的范围;
2)直线ab与⊙p能否相切?证明你的结论。
解:(1)设f、b、c的坐标分别为(-c, 0),(0, b),(1, 0),则fc、bc的中垂线分别为x=,y-= x-),联立方程组,解出。
m+n=+>0,即 b-bc+b2-c>0,即 (1+b)(b-c)>0,∴b>c。
从而b2>c2,即有 a2>2c2,∴e2<,又e>0,∴0<e<。
2)直线ab与⊙p不能相切。由 kab=b,kpb==,如果直线ab与⊙p相切,则 b·=-1,又b2+c2=1,解出c=0或2,与0<c<1矛盾,所以直线ab与⊙p不能相切。
8.(15) 已知直线l的方程为,且直线l与x轴交于点m,圆与x轴交于两点(如图).
1)过m点的直线交圆于两点,且圆孤恰为圆周的,求直线的方程;
2)求以l为准线,中心在原点,且与圆o恰有两个公共点的椭圆方程;
3)过m点的圆的切线交(ii)中的一个椭圆于两点,其中两点在x轴上方,求线段cd的长.
解:(1)为圆周的点到直线的距离为。
设的方程为。
的方程为。2)设椭圆方程为,半焦距为c,则。
椭圆与圆o恰有两个不同的公共点,则或。
当时,所求椭圆方程为;
当时, 所求椭圆方程为。
3)设切点为n,则由题意得,椭圆方程为。
在中,,则,的方程为,代入椭圆中,整理得。
设,则。9.(本小题满分16分)已知椭圆的离心率为,过右顶点a的直线l与椭圆c相交于a、b两点,且。
1)求椭圆c和直线l的方程;
2)记曲线c在直线l下方的部分与线段ab所围成的平面区域(含边界)为d.若。
曲线与d有公共点,试求实数m的最小值.
解】(1)由离心率,得,即2分。
又点在椭圆上,即4分。
解 ①②得,故所求椭圆方程为6分。
由得直线l的方程为。 …8分。
2)曲线,即圆,其圆心坐标为,半径,表示圆心在直线上,半径为的动圆10分。
由于要求实数m的最小值,由图可知,只须考虑的情形。
设与直线l相切于点t,则由,得,……12分。
当时,过点与直线l垂直的直线的方程为,解方程组得14分。
因为区域d内的点的横坐标的最小值与最大值分别为,
所以切点,由图可知当过点b时,m取得最小值,即,解得16分。
说明:若不说理由,直接由圆过点b时,求得m的最小值,扣4分)
10. 设椭圆的上顶点为,椭圆上两点在轴上的射影分别为左焦点和右焦点,直线的斜率为,过点且与垂直的直线与轴交于点,的外接圆为圆.
1)求椭圆的离心率;
(2)直线与圆相交于两点,且,求椭圆方程;
3)设点在椭圆c内部,若椭圆c上的点到点n的最远距离不大于,求椭圆c的短轴长的取值范围.
解:(1)由条件可知,
因为,所以得4分。
2)由(1)可知,,所以,,从而。
半径为a,因为,所以,可得:m到直线距离为。
从而,求出,所以椭圆方程为9分。
3)因为点n在椭圆内部,所以b>310分。
设椭圆上任意一点为,则。
解之得: 215分。
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