所以椭圆的方程为,离心率
(2)解:由(1)可得A(3,0),设直线PQ的方程为y=k(x﹣3),由方程组
2
2
2
2
得(3k+1)x﹣18kx+27k﹣6=0 依题意△=12(2﹣3k)>0,得设P(x1,y1),Q(x2,y2) 则
①
②
2
由直线PQ的方程得y1=k(x1﹣3),y2=k(x2﹣3)
22
于是y1y2=k(x1﹣3)(x2﹣3)=k[x1x2﹣3(x1+x2)+9]③ ∵
∴x1x2+y1y2=0④
2
由①②③④得5k=1,从而
所以直线PQ的方程为或
【点评】本题主要考查椭圆的标准方程和几何性质,直线方程,平面向量的计算,曲线和方程的关系等解析几何的基本思想方法和综合解题能力.
15.(2004?贵州)双曲线
=1(a>1,b>0)的焦点距为2c,直线l过点(a,0)和
(0,b),且点(1,0)到直线l的距离与点(﹣1,0)到直线l的距离之和曲线的离心率e的取值范围.
【分析】直线l的方程是bx+ay﹣ab=0.点(1,0)到直线l的距离
.求双
,点(﹣
1,0)到直线l的距离
4
2
,.由知
.所以4e﹣25e+25≤0.由此可知e的取值范围.
【解答】解:直线l的方程为
,即bx+ay﹣ab=0.
由点到直线的距离公式,且a>1,得到点(1,0)到直线l的距离,
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同理得到点(﹣1,0)到直线l的距离.
由于是得由于e>1>0, 所以e的取值范围是
,即
4
2
.
.
,即4e﹣25e+25≤0.解不等式,得
.
【点评】本题主要考查点到直线距离公式,双曲线的基本性质以及综合运算能力.
16.(2003?天津)已知常数a>0,向量=(0,a),=(1,0),经过原点O以+λ为方向向量的直线与经过定点A(0,a)以﹣2λ为方向向量的直线相交于点P,其中λ∈R.试问:是否存在两个定点E、F,使得|PE|+|PF|为定值.若存在,求出E、F的坐标;若不存在,说明理由.
【分析】根据和,求得+λ和﹣2λ进而可得直线OP和AP的方程,消去参数λ,得点P(x,y)的坐标满足方程,进而整理可得关于x和y的方程,进而看当为圆不符合题意;当
时和当
时,P的轨迹为椭圆符合两定点.
时,方程
【解答】解:∵=(0,a),=(1,0), ∴+λ=(λ,a),﹣2λ=(1,﹣2λa).
因此,直线OP和AP的方程分别为λy=ax和y﹣a=﹣2λax.
22
消去参数λ,得点P(x,y)的坐标满足方程y(y﹣a)=﹣2ax.
整理得.①
因为a>0,所以得: (i)当(ii)当
时,方程①是圆方程,故不存在合乎题意的定点E和F;
时,方程①表示椭圆,焦点
为合乎题意的两个定点;
和
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(iii)当时,方程①也表示椭圆,焦点
为合乎题意的两个定点.
和
【点评】本题主要考查平面向量的概念和计算,求轨迹的方法,椭圆的方程和性质,利用方程判定曲线的性质,曲线与方程的关系等解析几何的基本思想和综合解题能力. 17.(2002?北京)已知O(0,0),B(1,0),C(b,c)是△OBC的三个顶点. (Ⅰ)写出△OBC的重心G,外心F,垂心H的坐标,并证明G,F,H三点共线; (Ⅱ)当直线FH与OB平行时,求顶点C的轨迹.
【分析】(Ⅰ)根据题意,由A、O、B三点的坐标,可得△OBC的重心G,外心F,垂心H的坐标;分
与
两种情况讨论,易得证明;
(Ⅱ)由(Ⅰ)中(c≠0,b≠),得
,进而化简可得;结合
椭圆的方程,可得答案. 【解答】解:(Ⅰ)由△OBC三顶点坐标O(0,0),B(1,0),C(b,c)(c≠0), 可求得重心
,
外心,
垂心当当
.
时,G,F,H三点的横坐标均为,故三点共线;
时,设G,H所在直线的斜率为kGH,F,G所在直线的斜率为kFG.
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因为,
,
所以kGH=kFG,G,F,H,三点共线. 综上可得,G,F,H三点共线. (Ⅱ)解:若FH∥OB,由
,
得
配方得,即.
即.
所以,顶点C的轨迹是中心在上的椭圆,
但除去(0,0),(1,0),
,长半轴长为,短半轴长为,且短轴在x轴
,四点.
【点评】本小题主要考查直线与椭圆等基本知识,考查分析问题和解决问题的能力;解题时,首先注意轨迹的求法及轨迹与轨迹方程的区别,其次要结合重心、垂心、外心的性质来解题.
18.(2000?天津)如图,已知梯形ABCD中|AB|=2|CD|,点E分有向线段双曲线过C、D、E三点,且以A、B为焦点,当范围.
所成的比为λ,
时,求双曲线离心率c的取值
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【分析】首先以AB的垂直平分线为γ轴,直线AB为x轴,建立直角坐标系,记
,其中
为双曲线的半焦距,h是
梯形的高,用定比分点坐标公式可求得x0和y0的表达式.设双曲线方程,将点C、E坐标和e分别代入双曲线方程联立后求得e和h的关系式,根据λ的范围求得e的范围.
【解答】解:如图,以AB的垂直平分线为γ轴,直线AB为x轴,建立直角坐标系xOγ,则CD⊥γ轴.
因为双曲线经过点C、D,且以A、B为焦点,由双曲线的对称性知C、D关于γ轴对称, 依题意,记其中
为双曲线的半焦距,h是梯形的高,
,
由定比分点坐标公式得
.
,
设双曲线的方程为,则离心率,
由点C、E在双曲线上,将点C、E坐标和代入双曲线的方程,得,①
.②
由①式得,③
将③式代入②式,整理得故由题设解得
得,,
,
,
所以,双曲线的离心率的取值范围为[].
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