圆锥曲线之椭圆题库2 含详解 高考必备

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圆锥曲线之椭圆题库2 含详解 高考必备

51 如图,设 F 是椭圆 的左焦点,直线 l 为其左准线,直线 l 与 x 轴交于点 P,线段 MN 为椭圆的长轴,已知 (1)求椭圆 C 的标准方程; (2)若过点 P 的直线与椭圆相交于不同两点 A、B 求证:∠AFM=∠BFN; (3)(理科)求三角形 ABF 面积的最大值。 解(1) (2)当 AB 的斜率为 0 时,显然 满足题意 当 AB 的斜率不为 0 时,设 ,AB 方程为 代入椭圆方程 整理得 则 综上可知:恒有 (3)(理科) )0(1: 2 2 2 2 >>=+ bab y a xC .||2||,8|| MFPMMN == 且 48|| =∴= aMN 122 )(12 10132)(2||2|| 222 2 2 =−==∴ ==⇒=+−−=−= cabc eceecaac aMFPM 舍去或即得又 11216 22 =+∴ yx椭圆的标准方程为 .0=∠=∠ BFNAFM ),(),,( 2211 yxByxA ,8−= myx 014448)43( 22 =+−+ myym 43 144 43 48),43(1444)48( 221221 22 +=⋅+=++×−=∆ myym myymm 6622 2 2 1 1 2 2 1 1 −+−=+++=+∴ my y my y x y x ykk BFAF 0)6)(6( )(62 21 2121 =−− +−= mymy yyymy .,0 BFNAFMkk BFAF ∠=∠=+∴ 从而 BFNAFM ∠=∠ 43 472||||2 1 2 2 12 + −=−⋅=−= ∆∆∆ m myyPFSSS PAFPBFABF 当且仅当 (此时适合△>0 的条件)取得等号. 三角形 ABF 面积的最大值是 3 3 52 设椭圆方程为 =1,求点 M(0,1)的直线 l 交椭圆于点 A、B,O 为坐标原点, 点 P 满足 ,当 l 绕点 M 旋转时,求动点 P 的轨迹方程. 解:设 P(x,y)是所求轨迹上的任一点,①当斜率存在时,直线 l 的方程为 y=kx+1,A (x1,y1),B(x2,y2),联立并消元得:(4+k2)x2+2kx-3=0, x1+x2=- y1+y2= , 由 得 : ( x , y ) = ( x1+x2 , y1+y2 ) , 即 : 消去 k 得:4x2+y2-y=0 当斜率不存在时,AB 的中点为坐标原点,也适合方程 所以动点 P 的轨迹方程为:4x2+y2-y= 0. 53 已知椭圆 C: =1( )的离心率为 ,短轴一个端点到右焦点的距离为 . (1)求椭圆 的方程; (2)设直线 与椭圆 交于 、 两点,坐标原点 到直线 的距离为 , 求△ 面积的最大值. 解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为 ,依题意 ∴ ,∴ 所求椭圆方程为 . 33 1632 72 4 1643 72 16)4(3 472 2 2 2 2 = ⋅ ≤ − +− =+− −= m mm m 3 28 4 1643 2 2 2 = − =− m m m 即 ∴ 4 2 2 yx + →→→ += )(2 1 OBOAOP ,4 2 2k k + 24 8 k+ )(2 1 →→→ += OBOAOP 2 1       +=+= +−=+= 2 21 2 21 4 4 2 42 k yyy k kxxx 2 2 2 2 b y a x + 0a b> > 3 6 3 C l C A B O l 2 3 AOB c 6 3 3 c a a  =  = , , 1b = 2 2 13 x y+ = (Ⅱ)设 , . (1)当 轴时, . (2)当 与 轴不垂直时,设直线 的方程为 . 由已知 ,得 . 把 代入椭圆方程,整理得 , , . . 当且仅当 ,即 时等号成立.当 时, , 综上所述 . 当 最大时, 面积取最大值 . 54 已知向量 ,经过定点 且方向向量为 的直线 与经过定点 且方向向量为 的直线交于点 M,其中 R,常数 a>0. (1)求点 M 的轨迹方程; (2)若 ,过点 的直线与点 M 的轨迹交于 C、D 两点,求 的 取值范围. 设点 , 又 ∥ , ∥ 1 1( )A x y, 2 2( )B x y, AB x⊥ 3AB = AB x AB y kx m= + 2 3 21 m k = + 2 23 ( 1)4m k= + y kx m= + 2 2 2(3 1) 6 3 3 0k x kmx m+ + + − = 1 2 2 6 3 1 kmx x k −∴ + = + 2 1 2 2 3( 1) 3 1 mx x k −= + 2 2 2 2 1(1 )( )AB k x x∴ = + − 2 2 2 2 2 2 2 36 12( 1)(1 ) (3 1) 3 1 k m mk k k  −= + − + +  2 2 2 2 2 2 2 2 2 12( 1)(3 1 ) 3( 1)(9 1) (3 1) (3 1) k k m k k k k + + − + += =+ + 2 4 2 2 2 12 12 123 3 ( 0) 3 419 6 1 2 3 69 6 k kk k k k = + = + ≠ ≤ + =+ + × ++ + 2 2 19k k = 3 3k = ± 0k = 3AB = max 2AB = AB AOB△ max 1 3 3 2 2 2S AB= × × = )1,0(,)0,( 21 eae == )0,( aA − 21 ee λ+− )0,( aB 212 ee +λ ∈λ 2 6=a )0,1( F FDFC • ),(,),(,),( yaxBMyaxAMyxM −=+=则 AM ),()( 21 λλ ee a−=+− BM )1,2()2( 21 ee aλλ =+ ∴ 故 ,消去参数 ,整理得点M的轨迹方程为 (除去点 ) (2)由 得点 M 轨迹方程为 (除去点 ), 若 设 直 线 CD 的 方 程 为 , , ,则由 消去 y 得 , 显然 ,于是 , 设 , 因此 , 即 若直线 轴,则 ,于是 , 综上可知 55 如图,已知直线 的右焦点 F,且交椭圆 C 于 A,B 两点,点 A,F,B 在直线 上的射影依次为点 D,K,E. (1)若抛物线 的焦点为椭圆 C 的上顶点,求椭圆 C 的方程; (2)对于(1)中的椭圆 C,若直线 L 交 y 轴于点 M,且 , 当 m 变化时,求 的值; (3)连接 AE,BD,试探索当 m 变化时,直线 AE、BD 是否相交于一定点 N?若交于定 点 N,请求出 N 点的坐标,并给予证明;否则说明理由. 解:(1)易知    −= −=+ axay ayax λ λ 2 )( λ 2222 2 ayax =+ )0,(,)0,( aBaA − 2 6=a 1 2 1 )2 6( 2 2 2 =+ yx )0,2 6(,)0,2 6( BA − )1( −= xky k ,0( ≠ )点过否则 ACD yxC ),( 11 yxD ),( 22    =+ −= 362 )1( 22 yx xky 0)12(312)13(2 2222 =−+−+ kkxk 0)1(24 2 >+=∆ k )13(2 )12(3,13 6 2 2 212 2 21 + −=+=+ k kxxk kxx ),1(,),1(, 2211 yxFDyxFCmFDFC −=−==• )1)(1()1)(1()1)(1( 21 2 212121 −−+−−=+−−=•= xxkxxyyxxFDFCm ]1 13 6 )13(2 )12(3)[1(]1)()[1( 2 2 2 2 2 2121 2 + + − + −+=++−+= k k k kkxxxxk ,6 1 2 1)016(016 12 )13(2 1 2 2 2 mmm mk k km −<<−⇒≠+>+ +=⇒ + +−= xCD ⊥ 6 1,1 2121 −=== yyxx 6 1−=m     −−∈=• 6 1,2 1 mFDFC )0(1:1: 2 2 2 2 >>=++= bab y a xCmyxL 过椭圆 2: axG = yx 342 = BFMBAFMA 21 , λλ == 21 λλ + )0,1(,33 2 Fbb 又=∴= 41 222 =+==∴ cbac (2) 设 又由 同理 … (3) 先探索,当 m=0 时,直线 L⊥ox 轴,则 ABED 为矩形,由对称性知,AE 与 BD 相交 FK 中点 N,且 猜想:当 m 变化时,AE 与 BD 相交于定点 … 证明:设 当 m 变化时首先 AE 过定点 N 134 22 =+∴ yxC的方程为椭圆 )1,0( mMyl −轴交于与    =−+ += 01243 1),(),,( 222211 yx myxyxByxA 由 0)1(144096)43( 222 >+=∆=−++∴ mmyym (*)3 211 21 m yy =+∴ ),1()1,( 111111 yxmyxAFMA −−=+∴= λλ 1 1 11 my −−=∴λ 2 2 11 my −−=λ 3 8 3 22)11(12 21 21 −=−−=+−−=+∴ yym λλ 3 8 21 −=+∴ λλ )0,(),0,1( 2akF = )0,2 1( 2 +aN )0,2 1( 2 +aN ),(),,(),,(),,( 1 2 2 2 2211 yaDyaEyxByxA A、N、E 三点共线 同理可得 B、N、D 三点共线 ∴AE 与 BD 相交于定点 56 已知椭圆 C 过点 是椭圆的左焦点,P、Q 是椭圆 C 上的两个动点, 且|PF|、|MF|、|QF|成等差数列。 (1)求椭圆 C 的标准方程; (2)求证:线段 PQ 的垂直平分线经过一个定点 A; (3)设点 A 关于原点 O 的对称点是 B,求|PB|的最小值及相应点 P 的坐标。 解:(1)设椭圆 的方程为 ,由已知,得 ,解得 所以椭圆的标准方程为 …………3 分 (2)证明:设 。由椭圆的标准方程为 ,可知 2 1, 2 1 )1(0)1(4 0)1(2)( 0 1 2 2 1 2 1 22222 2222222 222222 a yK mya yK abmaba abymbymba bayaxb myx ENAN − −= −− −= >>−+=∆ =−+++    =−+ += 又 即   )2 1(2 1 )(2 1 1 22 2121 2 myaa ymyyya KK ENAN −−− −+− =−而 )0)()1( )1()2(2 1)(2 1( 222 222 222 22 222 22 2121 2 =+ −⋅−= + −⋅−+−⋅−=−+− bma mbmba bma abmbma mbaymyyya  ∴=∴ ENAN KK )0,2 1( 2 +aN )0,2(),2 6,1( −FM C 2 2 2 2 1x y a b + = 2 2 2 2 6 1 4 1 2 a b a b   + =  − = 2 2 4 2 a b  = = 2 2 14 2 x y+ = 1 1 2 2( , ), ( , )P x y Q x y 2 2 14 2 x y+ = 同理 ∵ ,∴ ∴ ①当 时,由 ,得 从而有 设线段 的中点为 ,由 得线段 的中垂线方程为 ∴ ,该直线恒过一定点 ②当 时, 或 线段 的中垂线是 轴,也过点 , ∴线段 的中垂线过点 (3)由 ,得 。 又 ,∴ ∴ 时,点 的坐标为 57 在直角坐标系 中,已知椭圆 的离心率 e= ,左右两 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2| | ( 2) ( 2) 2 22 2 xPF x y x x= + + = + + − = + 2 2 2| | 2 ,| | 22 2OF x MF= + = + 2 | | | | | |MF PF QF= + 1 2 2 22(2 ) 4 ( )2 2 x x+ = + + 1 2 2x x+ = 1 2x x≠ 2 2 1 1 2 2 2 2 2 4 2 4 x y x y  + = + = 2 2 2 2 1 2 1 22( ) 0x x y y− + − = 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 y y x x x x y y − += − ⋅− + PQ (1, )N n 1 2 1 2 1 2PQ y yk x x n −= = −− PQ 2 ( 1)y n n x− = − (2 1) 0x n y− − = 1( ,0)2A 1 2x x= 6 6(1, ), (1, )2 2P Q− 6 6(1, ), (1, )2 2P Q − PQ x 1( ,0)2A PQ 1( ,0)2A 1( ,0)2A 1( ,0)2B − 1 22 2, 2 2x x− ≤ ≤ − ≤ ≤ 1 22 [0,2]x x= − ∈ 2 2 2 2 2 21 1 1 1 1 1 1 1 7 9| | ( ) ( ) 2 ( 1)2 2 2 2 4 4 xPB x y x x= + + = + + − = + + ≥ min 3| | 2PB = P xOy )0(1: 2 2 2 2 >>=+ ba b y a xC 3 2 个焦分别为 .过右焦点 且与 轴垂直的直线与椭圆 相交 M、N 两点,且|MN|=1 . (Ⅰ) 求椭圆 的方程; (Ⅱ) 设椭圆 的左顶点为 A,下顶点为 B,动点 P 满足 ,( )试 求点 P 的轨迹方程,使点 B 关于该轨迹的对称点落在椭圆 上. 解:(Ⅰ)∵ 轴,∴ ,由椭圆的定义得: (2 分) ∵ , ∴ , (4 分) 又 得 ∴ ∴ , ∴所求椭圆 C 的方程为 . (Ⅱ)由(Ⅰ)知点 A(-2,0),点 B 为(0,-1),设点 P 的坐标为 则 , , 由 -4 得- , ∴点 P 的轨迹方程为 . 设点 B 关于 P 的轨迹的对称点为 ,则由轴对称的性质可得: ,解得: , ∵点 在椭圆上,∴ , 整理得 解得 或 ∴点 P 的轨迹方程为 或 , 经检验 和 都符合题设, ∴满足条件的点 P 的轨迹方程为 或 . 21 FF 、 2F x C C C 4PA AB m⋅ = −  m R∈ C 2MF x⊥ 2 1| | 2MF = 1 1| | 22MF a+ = 2 2 1 1| | (2 ) 4MF c= + 2 21 1(2 ) 42 4a c− = + 3 2e = 2 23 4c a= 2 24 2 3 ,a a a− = 0a > 2a∴ = 2 2 2 21 14b a c a= − = = 2 2 14 x y+ = ( , )x y ( 2 , )PA x y= − − − (2, 1)AB = − PA AB m⋅ =  4 2 4x y m− + = − 2y x m= + 0 0'( , )B x y 0 0 0 0 1 11 , 22 2 2 y y x mx + −= − = ⋅ + 0 0 4 4 2 3,5 5 m mx y − − −= = 0 0'( , )B x y 2 24 4 2 3( ) 4( ) 45 5 m m− − −+ = 22 3 0m m− − = 1m = − 3 2m = 2 1y x= − 32 2y x= + 2 1y x= − 32 2y x= + 2 1y x= − 32 2y x= + 58 椭 圆 : 的 两 个 焦 点 为 、 , 点 在 椭 圆 上 , 且 ,且 , . (1)求椭圆 的方程. (2)若直线 过圆 的圆心 ,交椭圆 于 、 两点,且 、 关于点 对称,求直线 的方程. 解:(1) 又 (2) 即 59 在直角坐标平面内,已知点 , 是平面内一动点,直线 、 斜 率之积为 . (Ⅰ)求动点 的轨迹 的方程; (Ⅱ)过点 作直线 与轨迹 交于 两点,线段 的中点为 ,求直线 的斜率 的取值范围. C 12 2 2 2 =+ b y a x ( )0>> ba 1F 2F P C 211 FFPF ⊥ 3 4 1 =PF 3 14 2 =PF C l 02422 =−++ yxyx M C A B A B M l 202 21 =FF 525221 =⇒==∴ ccFF 362 21 =⇒=+= aPFPFa 149: 22 =+∴ yxC椭圆 ( ) ( ) ( ) 0273636183694 149 12 22222 =−+++++⇒    =+ ++= kkkkxkyx xky 对称关于、 MBA 9 8294 918 2 2 2 21 =⇒−=+ +−=+∴ kk kkxx ( ) 129 8: ++=∴ xyl 02598 =+− yx (2,0), ( 2,0)A B − P PA PB 3 4 − P C 1( ,0)2 l C E F、 EF M MA k 解: (Ⅰ)设 点的坐标为 ,依题意,有 . 化简并整理,得 . ∴动点 的轨迹 的方程是 . (Ⅱ)解法一:依题意,直线 过点 且斜率不为零,故可设其方程为 , 由方程组 消去 ,并整理得 设 , ,则 , ∴ ∴ , , (1)当 时, ; (2)当 时, P ( , )x y 3 ( 2)2 2 4 y y xx x ⋅ = − ≠ ±− + 2 2 1( 2)4 3 x y x+ = ≠ ± P C 2 2 1( 2)4 3 x y x+ = ≠ ± l 1( ,0)2 1 2x my= + 2 2 1 2 14 3 x my x y  = +  + = x 2 24(3 4) 12 45 0m y my+ + − = ),(),,( 2211 yxFyxE ),( 00 yxM 1 2 2 3 3 4 my y m ∴ + = − + 1 2 0 2 3 2 2(3 4) y y my m += = − + 0 0 2 1 2 2 3 4x my m = + = + 0 2 0 2 4 4 y mk x m ∴ = =− + 0=m 0k = 0≠m 1 44 k m m = + . . 且 . 综合(1)、(2)可知直线 的斜率 的取值范围是: . 60 在直角坐标系 xOy 中,椭圆 C1: =1(a>b>0)的左、右焦点分别为 F 1, F2.F2 也是抛物线 C2: 的焦点,点 M 为 C1 与 C2 在第一象限的交点,且|MF2|= . (Ⅰ)求 C1 的方程; (Ⅱ)平面上的点 N 满足 ,直线 l∥MN,且与 C1 交于 A,B 两点,若 ,求直线 l 的方程. 解:(Ⅰ)由 : 知 . 设 , 在 上,因为 ,所以 ,得 , . 在 上,且椭圆 的半焦距 ,于是 消去 并整理得 , 解得 ( 不合题意,舍去). 故椭圆 的方程为 . (Ⅱ)由 知四边形 是平行四边形,其中心为坐标原点 , 因为 ,所以 与 的斜率相同, 4 4| 4 | 4 | | 8| |m mm m + = + ≥ 1 10 4 84m m ∴ < ≤ + 10 | | 8k∴ < ≤ 1 1 8 8k∴− ≤ ≤ 0k ≠ MA k 1 1 8 8k− ≤ ≤ 2 2 2 2 b y a x + 2 4y x= 3 5 21 MFMFMN += 0OA OB =   2C 2 4y x= 2 (1 0)F , 1 1( )M x y, M 2C 2 5 3MF = 1 51 3x + = 1 2 3x = 1 2 6 3y = M 1C 1C 1c = 2 2 2 2 4 8 19 3 1. a b b a  + =  = − , 2b 4 29 37 4 0a a− + = 2a = 1 3a = 1C 2 2 14 3 x y+ = 1 2MF MF MN+ =   1 2MF NF O l MN∥ l OM 故 的斜率 .设 的方程为 . 由 消去 并化简得 . 设 , , , . 因为 ,所以 . . 所以 .此时 , 故所求直线 的方程为 ,或 . 61 椭圆 C 的中心为坐标原点 O,焦点在 y 轴上,离心率 e = 2 2 ,椭圆上的点到焦点的最短 距离为 1- 2 2 , 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)若 ,求 m 的取值范围. 解:(1)设 C: y2 a2+ x2 b2=1(a>b>0),设 c>0,c2=a2-b2,由条件知 a-c= 2 2 , c a= 2 2 , ∴a=1,b=c= 2 2 , 故 C 的方程为:y2+ x2 1 2 =1  5′ (2)由AP→ =λPB→ , ∴λ+1=4,λ=3 或 O 点与 P 点重合OP→ = 0→ 7′ 当 O 点与 P 点重合OP→ = 0→ 时,m=0 当 λ=3 时,直线 l 与 y 轴相交,则斜率存在。 l 2 6 3 62 3 k = = l 6( )y x m= − 2 23 4 12 6( ) x y y x m  + = = − , , y 2 29 16 8 4 0x mx m− + − = 1 1( )A x y, 2 2( )B x y, 1 2 16 9 mx x+ = 2 1 2 8 4 9 mx x −= OA OB⊥  1 2 1 2 0x x y y+ = 1 2 1 2 1 2 1 26( )( )x x y y x x x m x m+ = + − − 2 1 2 1 27 6 ( ) 6x x m x x m= − + + 2 28 4 167 6 69 9 m mm m −= − +  21 (14 28) 09 m= − = 2m = ± 2 2(16 ) 4 9(8 4) 0m m∆ = − × − > l 6 2 3y x= − 6 2 3y x= + AP = PBλ  OA+ OB = 4OPλ   OA+ OB = 4OPλ   设 l 与椭圆 C 交点为 A(x1,y1),B(x2,y2) Error! 得(k2+2)x2+2kmx+(m2-1)=0 Δ=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)=4(k2-2m2+2)>0 (*) x1+x2= -2km k2+2, x1x2= m2-1 k2+2  ∵AP=3PB→ ∴-x1=3x2 ∴Error! 消去 x2,得 3(x1+x2)2+4x1x2=0,∴3( -2km k2+2)2+4 m2-1 k2+2=0 整理得 4k2m2+2m2-k2-2=0  m2= 1 4时,上式不成立;m2≠ 1 4时,k2= 2-2m2 4m2-1, 因 λ=3 ∴k≠0 ∴k2= 2-2m2 4m2-1>0,∴-12m2-2 成立,所以(*)成立 即所求 m 的取值范围为(-1,-1 2)∪(1 2,1)∪{0} 62 如图,已知椭圆的中心在原点,焦点在 轴上,长轴长是短轴长的 2 倍且经过点 M(2,1), 平行于 OM 的直线 l 在 轴上的截距为 ,l 交椭圆于 A、B 两个不同点. (1)求椭圆的方程; (2)求 m 的取值范围; (3)求证直线 MA、MB 与 轴始终围成一个等腰三角形. 解:(1)设椭圆方程为 则 - ∴椭圆方程 (2)∵直线 l 平行于 OM,且在 轴上的截距为 m 又 ∴l 的方程为: -- x y ( 0)m m ≠ x )0(12 2 2 2 >>=+ bab y a x    = =    =+ = 2 8 114 2 2 2 22 b a ba ba 解得 128 22 =+ yx y 2 1=OMK mxy += 2 1 由 ∵直线 l 与椭圆交于 A、B 两个不同点, ∴m 的取值范围是 (3)设直线 MA、MB 的斜率分别为 k1,k2,只需证明 k1+k2=0 即可--9 分 设 可得 而 ∴k1+k2=0 故直线 MA、MB 与 x 轴始终围成一个等腰三角形. 63 设椭圆 的离心率为 = ,点 是椭圆上的一点,且点 到椭 圆 两焦点的距离之和为 4. (1)求椭圆 的方程; (2)椭圆 上一动点 关于直线 的对称点为 ,求 的 取值范围. 解:(1)依题意知, 0422 128 2 1 22 22 =−++∴       =+ += mmxx yx mxy ,0)42(4)2( 22 >−−=∆∴ mm }022|{ ≠<<− mmm 且 2 1,2 1),,(),,( 2 2 2 1 1 12211 − −=− −= x ykx ykyxByxA 则 0422 22 =−++ mmxx由 42,2 2 2121 −=−=+ mxxmxx )2)(2( )2)(1()2)(1( 2 1,2 1 21 1221 2 2 1 1 21 −− −−+−−=− −+− −=+ xx xyxy x y x ykk )2)(2( )1(4)2)(2(42 )2)(2( )1(4))(2( )2)(2( )2)(12 1()2)(12 1( 21 2 21 2121 21 1221 −− −−−−+−= −− −−+++= −− −−++−−+ = xx mmmm xx mxxmxx xx xmxxmx 0)2)(2( 444242 21 22 =−− +−+−−= xx mmmm :C )0(12 2 2 2 >>=+ ba b y a x e 2 2 A A C C C P ( )00 , yx xy 2= ( )111 , yxP 11 43 yx − 2 4, 2.a a= ∴ = ∵ , ∴ . ∴所求椭圆 的方程为 . (2)∵ 点 关于直线 的对称点为 , ∴ 解得: , . ∴ . ∵ 点 在椭圆 : 上, ∴ , 则 . ∴ 的取值范围为 . 64 已知椭圆 的方程为 , 、 和 为 的三 个顶点. (1)若点 满足 ,求点 的坐标; ( 2 ) 设 直 线 交 椭 圆 于 、 两 点 , 交 直 线 于 点 . 若 ,证明: 为 的中点; (3)设点 在椭圆 内且不在 轴上,如何构作过 中点 的直线 ,使得 与椭圆 的两个交点 、 满足 ?令 , ,点 的坐 标是(-8,-1),若椭圆 上的点 、 满足 ,求点 、 的坐标. 2 2== a ce 2,2 22 =−== cabc C 124 22 =+ yx P ( )00 , yx xy 2= ( )111 , yxP      +×=+ −=×− − .222 ,12 1010 10 10 xxyy xx yy 0 0 1 4 3 5 y xx −= 0 0 1 3 4 5 y xy += 011 543 xyx −=− P ( )00 , yx C 124 22 =+ yx 22 0 ≤≤− x 10510 0 ≤−≤− x 11 43 yx − [ ]10,10− Γ 2 2 2 2 1( 0)x y a ba b + = > > (0, )A b (0, )B b− ( ,0)Q a Γ M 1 ( )2AM AQ AB= +   M 1 1:l y k x p= + Γ C D 2 2:l y k x= E 2 1 2 2 bk k a ⋅ = − E CD P Γ x PQ F l l Γ 1P 2P 1 2PP PP PQ+ =   1 2PP PP PQ+ =   10a = 5b = P Γ 1P 2P 1 2PP PP PQ+ =   1P 2P 解析:(1) ; (2) 由方程组 ,消 y 得方程 , 因为直线 交椭圆 于 、 两点, 所以∆>0,即 , 设 C(x1,y1)、D(x2,y2),CD 中点坐标为(x0,y0), 则 , 由方程组 ,消 y 得方程(k2−k1)x=p, 又因为 ,所以 , 故 E 为 CD 的中点; (3) 因为点 P 在椭圆 Γ 内且不在 x 轴上,所以点 F 在椭圆 Γ 内,可以求得直线 OF 的斜率 k2,由 知 F 为 P1P2 的中点,根据(2)可得直线 l 的斜率 ,从而得直 线 l 的方程. ,直线 OF 的斜率 ,直线 l 的斜率 , 解方程组 ,消 y:x2−2x−48=0,解得 P1(−6,−4)、P2(8,3). 65 已知 m>1,直线 ,椭圆 , 分别为椭圆 的左、 右焦点. (Ⅰ)当直线 过右焦点 时,求直线 的方程; (Ⅱ)设直线 与椭圆 交于 两点, , 的重心分别为 .若原 ( , )2 2 a bM − 1 2 2 2 2 1 y k x p x y a b = + + = 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1( ) 2 ( ) 0a k b x a k px a p b+ + + − = 1 1:l y k x p= + Γ C D 2 2 2 2 1 0a k b p+ − > 2 1 2 1 0 2 2 2 1 2 0 1 0 2 2 2 1 2 x x a k px a k b b py k x p a k b  += = − +  = + = + 1 2 y k x p y k x = +  = 2 2 2 1 bk a k = − 2 1 02 2 2 2 1 1 2 2 02 2 2 1 a k ppx xk k a k b b py k x ya k b  = = − = − +  = = = + 1 2PP PP PQ+ =   2 1 2 2 bk a k = − 1(1, )2F − 2 1 2k = − 2 1 2 2 1 2 bk a k = − = 2 2 1 12 1100 25 y x x y  = −  + = 2 : 02 ml x my− − = 2 2 2: 1xC ym + = 1, 2F F C l 2F l l C ,A B 1 2AF F 1 2BF F ,G H 点 在以线段 为直径的圆内,求实数 的取值范围. (Ⅰ)解:因为直线 经过 ,所以 ,得 , 又因为 ,所以 , 故直线 的方程为 。 (Ⅱ)解:设 。 由 ,消去 得 则由 ,知 , 且有 。 由于 , 故 为 的中点, 由 , 可知 设 是 的中点,则 , 由题意可知 O GH m :l 2 02 mx my− − = 2 2 ( 1,0)F m − 2 2 1 2 mm − = 2 2m = 1m > 2m = l 2 22 02x y− − = 1 1 2 2( , ), ( , )A x y B x y 2 2 2 2 2 1 mx my x ym  = +  + = x 2 22 1 04 my my+ + − = 2 2 28( 1) 8 04 mm m∆ = − − = − + > 2 8m < 2 1 2 1 2 1,2 8 2 m my y y y+ = − = − 1 2( ,0), ( ,0),F c F c− O 1 2F F 2 , 2AG GO BH HO= =    1 1 2 1( , ), ( , ),3 3 3 3 x y x yG h 2 2 2 1 2 1 2( ) ( ) 9 9 x x y yGH − −= + M GH 1 2 1 2( , )6 6 x x y yM + + 2 ,MO GH< 即 即 而 所以 即 又因为 且 所以 。 所以 的取值范围是 。 66 设 , 分别为椭圆 的左、右焦点,过 的直线 与椭圆 相交于 , 两点,直线 的倾斜角为 , 到直线 的距离为 . (Ⅰ)求椭圆 的焦距; (Ⅱ)如果 ,求椭圆 的方程. 解:(Ⅰ)设焦距为 ,由已知可得 到直线 l 的距离 所以椭圆 的焦距为 4. (Ⅱ)设 直线 的方程为 联立 解得 因为 2 2 2 21 2 1 2 1 2 1 2( ) ( )4[( ) ( ) ]6 6 9 9 x x y y x x y y+ + − −+ < + 1 2 1 2 0x x y y+ < 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2( )( )2 2 m mx x y y my my y y+ = + + + 2 2 1( 1 ( )8 2 mm= + −) 2 1 08 2 m − < 2 4m < 1m > 0∆ > 1 2m< < m (1,2) 1F 2F 2 2 2 2: 1x yC a b + = ( 0)a b> > 2F l C A B l 60 1F l 2 3 C 2 22AF F B=  C 2c 1F 3 2 3, 2.c c= =故 C 1 1 2 2 1 2( , ), ( , ), 0, 0,A x y B x y y y< >由题意知 l 3( 2).y x= − 2 2 2 2 42 2 2 2 3( 2), (3 ) 4 3 3 0. 1 y x a b y b y bx y a b  = − + + − = + = 得 2 2 1 22 2 2 2 3 (2 2 ) 3 (2 2 ), .3 3 b a b ay ya b a b − + − −= =+ + 2 2 1 22 , 2 .AF F B y y= − =  所以 即 得 故椭圆 的方程为 67 设椭圆 C: 的左焦点为 F,过点 F 的直线与椭圆 C 相交于 A,B 两点,直线 l 的倾斜角为 60o, . (I) 求椭圆 C 的离心率; (II) 如果|AB|= ,求椭圆 C 的方程. 解: 设 ,由题意知 <0, >0. (Ⅰ)直线 l 的方程为 ,其中 . 联立 得 解得 因为 ,所以 . 即 得离心率 . (Ⅱ)因为 ,所以 . 由 得 .所以 ,得 a=3, . 椭圆 C 的方程为 . 2 2 2 2 2 2 3 (2 2 ) 3 (2 2 )2 .3 3 b a b a a b a b + − −= ⋅+ + 2 23. 4, 5.a a b b= − = =而 所以 C 2 2 1.9 5 x y+ = 2 2 2 2 1( 0)x y a ba b + = > > 2AF FB=  15 4 1 1 2 2( , ), ( , )A x y B x y 1y 2y 3( )y x c= − 2 2c a b= − 2 2 2 2 3( ), 1 y x c x y a b  = − + = 2 2 2 2 4(3 ) 2 3 3 0a b y b cy b+ + − = 2 2 1 22 2 2 2 3 ( 2 ) 3 ( 2 ),3 3 b c a b c ay ya b a b − + − −= =+ + 2AF FB=  1 22y y− = 2 2 2 2 2 2 3 ( 2 ) 3 ( 2 )23 3 b c a b c a a b a b + − −= •+ + 2 3 ce a = = 2 1 11 3AB y y= + − 2 2 2 2 4 3 15 3 43 ab a b • =+ 2 3 c a = 5 3b a= 5 15 4 4a = 5b = 2 2 19 5 x y+ = 68 设椭圆 ,抛物线 。 (1) 若 经过 的两个焦点,求 的离心率; (2) 设 A(0,b), ,又 M、N 为 与 不在 y 轴上的两个交点,若△AMN 的垂心为 ,且△QMN 的重心在 上,求椭圆 和抛物线 的方程。 【解析】考查椭圆和抛物线的定义、基本量,通过交点三角形来确认方程。 (1)由已知椭圆焦点(c,0)在抛物线上,可得: ,由 。 (2) 由 题 设 可 知 M 、 N 关 于 y 轴 对 称 , 设 ,由 的垂心为 B,有 。 由点 在抛物线上, ,解得: 故 ,得 重心坐标 . 由重心在抛物线上得: , ,又因为 M、N 在椭圆上得: ,椭圆方程为 ,抛物线方程为 。 69已知椭圆 C 的左、右焦点坐标分别是 , ,离心率是 ,直线 y=t 椭圆 C 交与不同的两点 M,N,以线段为直径作圆 P,圆心为 P。 (Ⅰ)求椭圆 C 的方程; (Ⅱ)若圆 P 与 x 轴相切,求圆心 P 的坐标; (Ⅲ)设 Q(x,y)是圆 P 上的动点,当 t 变化时,求 y 的最大值。 解:(Ⅰ)因为 ,且 ,所以 2 2 1 2 2: 1( 0)x yC a ba b + = > > 2 2 2 :C x by b+ = 2C 1C 1C 53 3 4Q    , 1C 2C 3 4B b    0, 2C 1C 2C 2 2c b= 2 2 2 2 2 2 1 22 , 2 2 ca b c c ea = + = = ⇒ =有 1 1 1 1 1( , ), ( , )( 0)M x y N x y x− > AMN∆ 2 1 1 1 30 ( )( ) 04BM AN x y b y b⋅ = ⇒ − + − − =  1 1( , )N x y 2 2 1 1x by b+ = 1 1 ( )4 by y b= − =或 舍去 1 5 5 5, ( , ), ( , )2 2 4 2 4 b bx b M b N b= − − − QMN∆ ( 3, )4 b 2 23 , =24 b b b+ = 所以 1 1( 5, ), ( 5, )2 2M N− − − 2 16 3a = 2 2 16 3 14 x y+ = 2 2 4x y+ = ( 2,0)− ( 2,0) 6 3 6 3 c a = 2c = 2 23, 1a b a c= = − = 所以椭圆 C 的方程为 (Ⅱ)由题意知 由 得 所以圆 P 的半径为 解得 所以点 P 的坐标是(0, ) (Ⅲ)由(Ⅱ)知,圆 P 的方程 。因为点 在圆 P 上。所以 设 ,则 当 ,即 ,且 , 取最大值 2. 70 在平面直角坐标系 xOy 中,点 B 与点 A(-1,1)关于原点 O 对称,P 是动点,且直线 AP 与 BP 的斜率之积等于 . (Ⅰ)求动点 P 的轨迹方程; (Ⅱ)设直线 AP 和 BP 分别与直线 x=3 交于点 M,N,问:是否存在点 P 使得△PAB 与△PMN 的 面积相等?若存在,求出点 P 的坐标;若不存在,说明理由。 (I)解:因为点 B 与 A 关于原点 对称,所以点 得坐标为 . 设点 的坐标为 由题意得 化简得 . 故动点 的轨迹方程为 (II)解法一:设点 的坐标为 ,点 , 得坐标分别为 , . 2 2 13 x y+ = (0, )( 1 1)p t t− < < 2 2 13 y t x y = + = 23(1 )x t= ± − 23(1 )t− 3 2t = ± 3 2 ± 2 2 2( ) 3(1 )x y t t+ − = − ( , )Q x y 2 2 23(1 ) 3(1 )y t t x t t= ± − − ≤ + − cos , (0, )t θ θ π= ∈ 23(1 ) cos 3sin 2sin( )6t t πθ θ θ+ − = + = + 3 πθ = 1 2t = 0x = y 1 3 − ( 1,1)− O B (1, 1)− P ( , )x y 1 1 1 1 1 3 y y x x − + = −+ − 2 23 4( 1)x y x+ = ≠ ± P 2 23 4( 1)x y x+ = ≠ ± P 0 0( , )x y M N (3, )My (3, )Ny 则直线 的方程为 ,直线 的方程为 令 得 , . 于是 得面积 又直线 的方程为 , , 点 到直线 的距离 . 于是 的面积 当 时,得 又 , 所以 = ,解得 。 因为 ,所以 故存在点 使得 与 的面积相等,此时点 的坐标为 . 70 已知椭圆 (a>b>0)的离心率 e= ,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面 积为 4. (Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)设直线 l 与椭圆相交于不同的两点 A、B,已知点 A 的坐标为(-a,0). (i)若 ,求直线 l 的倾斜角; (ii)若点 Q 在线段 AB 的垂直平分线上,且 .求 的值. (Ⅰ)解:由 e= ,得 .再由 ,解得 a=2b. AP 0 0 11 ( 1)1 yy xx −− = ++ BP 0 0 11 ( 1)1 yy xx ++ = −− 3x = 0 0 0 4 3 1M y xy x + −= + 0 0 0 2 3 1N y xy x − += − PMN 2 0 0 0 0 2 0 | | (3 )1 | | (3 )2 | 1|PMN M N x y xS y y x x + −= − − = − AB 0x y+ = | | 2 2AB = P AB 0 0| | 2 x yd += PAB 0 0 1 | | | |2PABS AB d x y= = +   PAB PMNS S=   2 0 0 0 0 0 2 0 | | (3 )| | | 1| x y xx y x + −+ = − 0 0| | 0x y+ ≠ 2 0(3 )x− 2 0| 1|x − 0 5| 3x = 2 2 0 03 4x y+ = 0 33 9y = ± P PAB PMN P 5 33( , )3 9 ± 2 2 2 2 1x y a b + = 3 2 4 2AB 5| | = y0(0, ) QA QB=4   y0 3 2 c a = 2 23 4a c= 2 2 2c a b= − 由题意可知 ,即 ab=2. 解方程组 得 a=2,b=1. 所以椭圆的方程为 . (Ⅱ)(i)解:由(Ⅰ)可知点 A 的坐标是(-2,0).设点 B 的坐标为 ,直线 l 的斜率为 k.则直线 l 的方程为 y=k(x+2). 于是 A、B 两点的坐标满足方程组 消去 y 并整理,得 . 由 ,得 .从而 . 所以 . 由 ,得 . 整理得 ,即 ,解得 k= . 所以直线 l 的倾斜角为 或 . (ii)解:设线段 AB 的中点为 M,由(i)得到 M 的坐标为 . 以下分两种情况: (1)当 k=0 时,点 B 的坐标是(2,0),线段 AB 的垂直平分线为 y 轴,于是 由 ,得 。 (2)当 时,线段 AB 的垂直平分线方程为 。 令 ,解得 。 由 , , 1 2 2 42 a b× × = 2 , 2, a b ab =  = 2 2 14 x y+ = 1 1( , )x y 2 2 ( 2), 1.4 y k x x y = + + = 2 2 2 2(1 4 ) 16 (16 4) 0k x k x k+ + + − = 2 1 2 16 42 1 4 kx k −− = + 2 1 2 2 8 1 4 kx k −= + 1 2 4 1 4 ky k = + 2 22 2 2 2 2 2 8 4 4 1| | 2 1 4 1 4 1 4 k k kAB k k k  − + = − − + =   + + +   4 2| | 5AB = 2 2 4 1 4 2 1 4 5 k k + =+ 4 232 9 23 0k k− − = 2 2( 1)(32 23) 0k k− + = 1± 4 π 3 4 π 2 2 2 8 2,1 4 1 4 k k k k  − + +  ( ) ( )0 02, , 2, .QA y QB y= − − = −  4QA QB• =  y 2 2= ±0 0k ≠ 2 2 2 2 1 8 1 4 1 4 k ky xk k k  − = − + + +  0x = 0 2 6 1 4 ky k = − + ( )02,QA y= − − ( )1 1 0,QB x y y= − , 整理得 。故 。所以 。 综上, 或 71 在平面直角坐标系 中,如图,已知椭圆 的左、右顶点为 A、B,右焦点 为 F。设过点 T( )的直线 TA、TB 与椭圆分别交于点 M 、 ,其中 m>0, 。 (1)设动点 P 满足 ,求点 P 的轨迹; (2)设 ,求点 T 的坐标; (3)设 ,求证:直线 MN 必过 x 轴上的一定点(其坐 标与 m 无关)。 (1)设点 P(x,y),则:F(2,0)、B(3,0)、A(-3,0)。 由 ,得 化简得 。 故所求点 P 的轨迹为直线 。 (2)将 分别代入椭圆方程,以及 得:M(2, )、N( , ) 直线 MTA 方程为: ,即 , 直线 NTB 方程为: ,即 。 ( ) ( )2 1 0 1 0 2 2 2 2 2 2 8 6 4 62 1 4 1 4 1 4 1 4 k k k kQA QB x y y y k k k k − −  • = − − − = + + + + + +    ( ) ( ) 4 2 22 4 16 15 1 4 1 4 k k k + − = = + 27 2k = 14 7k = ± 0 2 14 5y = ± 0 2 2y = ± 0 2 14 5y = ± xoy 159 22 =+ yx mt, ),( 11 yx ),( 22 yxN 0,0 21 <> yy 422 =− PBPF 3 1,2 21 == xx 9=t 422 =− PBPF 2 2 2 2( 2) [( 3) ] 4,x y x y− + − − + = 9 2x = 9 2x = 3 1,2 21 == xx 0,0 21 <> yy 5 3 1 3 20 9 − 0 3 5 2 303 y x− += +− 1 13y x= + 0 3 20 10 39 3 y x− −= − − − 5 5 6 2y x= − 联立方程组,解得: , 所以点 T 的坐标为 。 (3)点 T 的坐标为 直线 MTA 方程为: ,即 , 直线 NTB 方程为: ,即 。 分别与椭圆 联立方程组,同时考虑到 , 解得: 、 。 (方法一)当 时,直线 MN 方程为: 令 ,解得: 。此时必过点 D(1,0); 当 时,直线 MN 方程为: ,与 x 轴交点为 D(1,0)。 所以直线 MN 必过 x 轴上的一定点 D(1,0)。 72 已知点 在椭圆 上, 以 为圆心的圆与 轴相切于 椭圆的右焦点 . (1)若圆 与 轴相切,求椭圆的离心率; (2)若圆 与 轴相交于 两点,且 是边长为 2 的正三角形,求椭圆的方程. 解:(1)设 ,圆 M 的半径为. 依题意得 将 代入椭圆方程得: ,所以 ,又 从而得 ,两边除以 得: 解得: ,因为 ,所以 . (2)因为 是边长为 2 的正三角形,所以圆 M 的半径 , M 到圆 轴的距离 又由(1)知: , 7 10 3 x y = = 10(7, )3 (9, )m 0 3 0 9 3 y x m − +=− + ( 3)12 my x= + 0 3 0 9 3 y x m − −=− − ( 3)6 my x= − 159 22 =+ yx 1 23, 3x x≠ − ≠ 2 2 2 3(80 ) 40( , )80 80 m mM m m − + + 2 2 2 3( 20) 20( , )20 20 m mN m m − −+ + 1 2x x≠ 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20 3( 20) 20 20 40 20 3(80 ) 3( 20) 80 20 80 20 m my xm m m m m m m m m m −+ −+ += − −+ −+ + + + 0y = 1x = 1 2x x= 1x = M )0(12 2 2 2 >>=+ bab y a x M x F M y M y BA, ABM∆ ),( 00 yxM || 00 yrcx === cx =0 a by 2 0 = ca b = 2 222 cab −= 022 =−+ aacc 2a 012 =−+ ee 2 51±−=e )1,0(∈e 2 15 −=e ABM∆ 2=r y 3=d a br 2 = cd = y O x B A PF1 F2 所以, , 又因为 ,解得: , 所求椭圆方程是: 73 已知点(x, y) 在曲线 C 上,将此点的纵坐标变为原来的 2 倍,对应的横坐标不变,得到的 点满足方程 ;定点 M(2,1),平行于 OM 的直线 在 y 轴上的截距为 m(m≠0),直 线 与曲线 C 交于 A、B 两个不同点. (1)求曲线 的方程; (2)求 m 的取值范围. 解: (1)在曲线 上任取一个动点 P(x,y), 则点(x,2y)在圆 上. 所以有 . 整理得曲线 C 的方程为 . (2)∵直线 平行于 OM,且在 y 轴上的截距为 m,又 , ∴直线 的方程为 . 由 , 得 ∵直线 与椭圆交于 A、B 两个不同点, ∴ 解得 . ∴m 的取值范围是 . 74 已知椭圆 两焦点分别为 F1、F2,P 是椭圆在第一象限弧上一点,并满足 ,过 P 作倾斜角互补的两条直线 PA、PB 分别交椭圆于 A、B 两点. (1)求 P 点坐标; (2)求证直线 AB 的斜率为定值; (3)求△PAB 面积的最大值。 3=c 2 2 = a b 222 cba =− 3=a 622 == ab 169 22 =+ yx 2 2 8x y+ = l l C C 2 2 8x y+ = 2 2(2 ) 8x y+ = 128 22 =+ yx l 2 1=OMK l mxy += 2 1 2 2 1 ,2 1.8 2 y x m x y  = +  + = 2 22 2 4 0x mx m+ + − = l 2 2(2 ) 4(2 4) 0,m m∆ = − − > 2 2 0m m− < < ≠且 2 0 0 2m m− < < < <或 142 22 =+ yx 121 =⋅ PFPF y O x B A PF1 F2 解:(1)由题可得 , ,设 则 , ,分 ∴ ,∵点 在曲线上,则 ,∴ ,从 而 ,得 .则点 P 的坐标为 . (2)由题意知,两直线 PA、PB 的斜率必存在,设 PB 的斜率为 则 BP 的直线方程为: .由 得 ,设 ,则 , 同理可得 ,则 , . 所以:AB 的斜率 为定值. (3)设 AB 的直线方程: . 由 ,得 , 由 ,得 P 到 AB 的距离为 , 则 。 当且仅当 取等号 ∴三角形 PAB 面积的最大值为 。 75 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 。 (Ⅰ)求椭圆 的方程; (Ⅱ)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。 )2,0(1F )20(2 −F )0,0(),( 00000 >> yxyxP )2,( 001 yxPF −−= )2,( 001 yxPF −−−= 1)2( 2 0 2 021 =−−=⋅ yxPFPF ),( 00 yxP 142 2 0 2 0 =+ yx 2 4 2 02 0 yx −= 1)2(2 4 2 0 2 0 =−−− yy 20 =y )2,1( )0( >kk )1(2 −=− xky    =+ −=− 142 )1(2 22 yx xky xkkxk )2(2)2( 22 −++ 04)2( 2 =−−+ k ),( BB yxB 2 2 22 2 22212 )2(2,2 )2(21 k kk k kkxk kkx BB + −−=−+ −=+ −=+ 2 2 2 )222 k kkxA + −+= 22 24 k kxx BA +=− 22 8)1()1( k kxkxkyy BABA +=−−−−=− 2=− −= BA BA AB xx yyk mxy += 2    =+ += 142 2 22 yx mxy 04224 22 =−++ mmxx 0)4(16)22( 22 >−−=∆ mm 2222 <<− m 3 || md = 3 ||3)2 14(2 1||2 1 2 mmdABS PAB ⋅⋅−=⋅=∆ 2)2 8(8 1)8(8 1 2 22 22 =+−≤+−= mmmm ( )22,222 −∈±=m 2 )0(1: 2 2 2 2 >>=+ bab y a xm )0,32( ||2||,0 ACBCBCAC ==• m ),0( tM |||| DQDP = 解(Ⅰ)∵ 过(0,0) 则 ∴∠OCA=90°, 即 又∵ 将 C 点坐标代入得 解得 c2=8,b2=4 ∴椭圆 m: (Ⅱ)由条件 D(0,-2) ∵M(0,t) 1°当 k=0 时,显然-20 可得 ① 设 则 ∴ 由 ∴ ② ∴t>1 将①代入②得 1> ba 3=c 2 3= a c ∴ 1,2 222 =−== caba ∴ 14 2 2 =+ yx    =+ += 44 22 yx mxy 0)1(485 22 =−++ mmxx 0)1(8064 22 >−−=∆ mm 52
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