课时作业55直线与圆锥曲线

发布 2022-10-10 20:14:28 阅读 1700

1.过椭圆+=1内一点p(3,1),求被这点平分的弦所在直线方程.

解析:设直线与椭圆交于a(x1,y1)、b(x2,y2)两点,由于a、b两点均在椭圆上,故+=1,+=1,两式相减得。

又∵p是a、b的中点,∴x1+x2=6,y1+y2=2,kab==-

直线ab的方程为y-1=-(x-3).

即3x+4y-13=0.

2019·郑州入学测试]已知椭圆c:+=1(a>b>0)的离心率为,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形的面积为8.

1)求椭圆c的方程;

2)如图,斜率为的直线l与椭圆c交于a,b两点,点p(2,1)在直线l的左上方.若∠apb=90°,且直线pa,pb分别与y轴交于点m,n,求线段mn的长度.

解析:(1)由题意知解得。

所以椭圆c的方程为+=1.

2)设直线l:y=x+m,a(x1,y1),b(x2,y2),联立,得消去y,化简整理,得x2+2mx+2m2-4=0.

则由δ=(2m)2-4(2m2-4)>0,得-2由根与系数的关系得,x1+x2=-2m,x1x2=2m2-4,因为kpa=,kpb=,所以kpa+kpb=+=上式中,分子=(x2-2)+(x1-2)

x1x2+(m-2)(x1+x2)-4(m-1)

2m2-4+(m-2)(-2m)-4(m-1)=0.

所以kpa+kpb=0.

因为∠apb=90°,所以kpa·kpb=-1,则kpa=1,kpb=-1.

所以△pmn是等腰直角三角形,所以|mn|=2xp=4.

3.已知椭圆c:+=1(a>b>0)的一个顶点为a(2,0),离心率为。直线y=k(x-1)与椭圆c交于不同的两点m,n.

1)求椭圆c的方程;

2)当△amn的面积为时,求k的值.

解析:(1)由题意得。

解得b=,所以椭圆c的方程为+=1.

2)由得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-4=0.

设点m,n的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则y1=k(x1-1),y2=k(x2-1),x1+x2=,x1x2=,所以|mn|=

又因为点a(2,0)到直线y=k(x-1)的距离d=,所以△amn的面积为s=|mn|·d=,由=,解得k=±1.

4.[2019·山西八校联考]如图,设椭圆的中心为原点o,长轴在x轴上,上顶点为a,左、右焦点分别为f1,f2,线段of1,of2的中点分别为b1,b2,且△ab1b2是面积为4的直角三角形.

1)求该椭圆的离心率和标准方程;

2)过b1作直线l交椭圆于p,q两点,使得pb2⊥qb2,求直线l的方程.

解析:(1)设所求椭圆的标准方程+=1(a>b>0),右焦点为f2(c,0).

因为△ab1b2是直角三角形,且|ab1|=|ab2|,所以∠b1ab2=90°,因此|oa|=|ob2|,得b=.

由c2=a2-b2得4b2=a2-b2,故a2=5b2,c2=4b2,所以离心率e==.

在rt△ab1b2中,oa⊥b1b2,故s△ab1b2=·|b1b2|·|oa|=|ob2|·|oa|=·b=b2.由题设条件s△ab1b2=4得b2=4,所以a2=5b2=20.因此所求椭圆的标准方程为+=1.

2)由(1)知b1(-2,0),b2(2,0).由题意知直线l的斜率存在且不为0,故可设直线l的方程为x=my-2,代入椭圆方程并整理得(m2+5)y2-4my-16=0.

设p(x1,y1),q(x2,y2),则y1+y2=,y1·y2=-,又=(x1-2,y1),=x2-2,y2),所以·=(x1-2)(x2-2)+y1y2=(my1-4)(my2-4)+y1y2=(m2+1)y1y2-4m(y1+y2)+16=--16=-,由pb2⊥qb2,得·=0,即16m2-64=0,解得m=±2.

所以满足条件的直线l有两条,其方程分别为x+2y+2=0和x-2y+2=0.

5.[2019·唐山五校联考]在直角坐标系xoy中,长为+1的线段的两端点c,d分别在x轴、y轴上滑动,= 记点p的轨迹为曲线e.

1)求曲线e的方程;

2)经过点(0,1)作直线与曲线e相交于a,b两点,=+当点m在曲线e上时,求四边形aobm的面积.

解析:(1)设c(m,0),d(0,n),p(x,y).

由= ,得(x-m,y)=(x,n-y),所以得。

由||=1,得m2+n2=(+1)2,所以(+1)2x2+y2=(+1)2,整理,得曲线e的方程为x2+=1.

2)设a(x1,y1),b(x2,y2),由=+,知点m坐标为(x1+x2,y1+y2).

由题意知,直线ab的斜率存在.

设直线ab的方程为y=kx+1,代入曲线e的方程,得。

k2+2)x2+2kx-1=0,则x1+x2=-,x1x2=-.

y1+y2=k(x1+x2)+2=.

由点m在曲线e上,知(x1+x2)2+=1,即+=1,解得k2=2.

这时|ab|=|x1-x2|==原点到直线ab的距离d==,所以平行四边形oamb的面积s=|ab|·d=.

6.[2018·天津卷]设椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为f,上顶点为b.已知椭圆的离心率为,点a的坐标为(b,0),且|fb|·|ab|=6.

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