圆锥曲线专题(含答案)

2020-04-17 00:57

1.已知椭圆C:xa22?yb22?1(a?b?0)的离心率为22,其中左焦点F(-2,0).

(1) 求椭圆C的方程;

(2) 若直线y=x+m与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点M在圆x2+y2=1上,求m的值.

?c2,??a222??xy?a?22,?解:(1) 由题意,得?c?2, 解得?∴椭圆C的方程为??1.

84??b?2.?222a?b?c.???(2) 设点A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),线段AB的中点为M(x0,y0),

2?x2y??1,?由?8消y得,3x2+4mx+2m2-8=0, Δ=96-8m2>0,∴-23<m<24?y?x?m.?3.

?x0?x1?x22??2m32

,y0?x0?m?2m3m3.

m3)?1,?m??2∵点M(x0,y0)在圆x+y=1上,?(?2

)?(2355.

0). 2.已知抛物线C的顶点在原点,焦点为F(,21 (1)求抛物线C的方程; (2)已知直线y?k(x?12)与抛物线C交于A、B两点,且FA?2FB,求k的值;

(3)设点P是抛物线C上的动点,点R、N在y轴上,圆(x?1)2?y2?1内切于?PRN,求?PRN的面积最小值.

解:(1)设抛物线C的方程为y?2px(p?0),由

2p2?12,即p?1,所以抛物线C的方程为y?2x

12?2(x2?12)即x1?2x2?122 (2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由|FA|?2|FB|得故x1? ①

1?2y?k(x?)2k?222?0故x1?x2?2?1 ② 又由?2得kx?(k?2)x?k4?y2?2x?14

x1x2? ③

解①②③构成的方程组得x1?1,x2?14,k??223

2242又由??(k?2)?k?4?4k?0,即?1?k?1,所求得的k适合,因此所求得的k的值为?223

(3)设P(x0,y0),R(0,b),N(0,c),且b?c?直线PR的方程为(y0?b)x?x0y?x0b?0

1

22?圆(x?1)?y?1内切于?PRN, 由则圆心(1,0)到直线PR的距离为1,

?|y0?b?x0b|(y0?b)?x022?1化简得(x0?2)b?2y0b?x0?0

2

同理可得(x0?2)c2?2y0c?x0?0,由于x0?2,所以b,c为方程(x0?2)x2?2y0x?x0?0的两根,

?b?c?

2y02?x012,bc?x02?x0x02,?(b?c)?24x0?4y0?8x0(x0?2)222?4x022(x0?2)

?S?PRN?b?cx0?x0?2?(x0?2)?4x0?2?4?8,

当且仅当x0?4时取等号,所以?PRN的面积最小值为8.

123.已知椭圆E的焦点在x轴上,离心率为,对称轴为坐标轴,且经过点(1,).

23(Ⅰ)求椭圆E的方程;(Ⅱ)直线y?kx?2与椭圆E相交于A,B两点,在OA上存在一点M,OB上存在

?????1????一点N,使得MN?AB,若原点O在以MN为直径的圆上,求直线斜率k的值.

2解:(Ⅰ) 依题意,可设椭圆E的方程为

xa22?yb22 ∵ ?1(a?b?0).

ca?122222, ∴ a?2c, b?a?c?3c.

∵ 椭圆经过点(1,),∴ 椭圆的方程为

23x24?y23?1.

(Ⅱ) 记A,B两点坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),

?y?kx?2?2222 消y,得(4k?3)x?16kx?4?0. ?xy??1?3?424∵ 直线与椭圆有两个交点,∴ ??(16k)?16(4k?3)?0,∴ k?214.

由韦达定理 x1?x2?16k4k?32,x1x2?44k?32.

?????????∵ 原点O在以MN为直径的圆上,∴ OM?ON,即OM?ON?0. ?????????????1????∵ MN?AB,M在OA上,N在OB上∴ OA?OB?0,

2????????又OA?(x1,y1),OB?(x2,y2),

????????2∴ OA?OB?x1x2?y1y2?x1x2?(kx1?2)(kx2?2)?(k?1)x1x2?2k(x1+x2)+4

?(k?1)

244k?32?2k16k4k?32+4=0.

2

∴ k2=2243?1222, ∴ k=?233.

4.已知椭圆C:xa?yb31?1 (a?b?0)经过点M(1,),其离心率为.

22 (Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设直线l与椭圆C相交于A、B两点,以线段OA,OB为邻边作平行四边形OAPB,其中顶点P在椭圆C上,O为坐标原点. 求O到直线距离的l最小值. 解:(Ⅰ)由已知,e?322a?ba222?14,所以3a2?4b2, ①

1a2 又点M(1,)在椭圆C上,所以?94b2?1 , ②

由①②解之,得a?4,b?3. 故椭圆C的方程为

22x24?y23?1.

(Ⅱ) 当直线l有斜率时,设y?kx?m时,

?y?kx?m,则由?2 消去y得,(3?4k2)x2?8kmx?4m2?12?0, 2?xy??1.?3?4??64km?4(3?4k)(4m?12)?48(3?4k?m)?0222222, ③

(x2,y2)、(x0,y0),则: 设A、B、P点的坐标分别为(x1,y1)、x0?x1?x2??8km3?4k2,y0?y1?y2?k(x1?x2)?2m?6m3?4k2 ,

由于点P在椭圆C上,所以

222222x042?y032?1.

22 从而

16km2(3?4k)?12m(3?4k)?1,化简得4m?3?4k,经检验满足③式.

又点O到直线l的距离为:

3d?|m|1?k2?4?k2

1?k2?1?14(1?k)2?1?14?32

当且仅当k?0时等号成立

当直线l无斜率时,由对称性知,点P一定在x轴上,

从而P点为(?2,0),(2,0),直线l为x??1,所以点O到直线l的距离为1

3

3所以点O到直线l的距离最小值为2

5.已知点C(4,0)和直线l:x?1, P是动点,作PQ?l,垂足为Q,且(PC?2PQ)?(PC?2PQ)?0,设P点的轨迹是曲线M。

(1)求曲线M的方程;

(2)点O是坐标原点,是否存在斜率为1的直线m,使m与M交于A、B两点,且CB?2OA?若存在,求出直线m的方程;若不存在,说明理由。

22解:(1)由(PC?2PQ)?(PC?2PQ)?0知PC22?4PQ?0,?PC?2PQ.

设P(x,y),代入上式得(x?4)?y?2x?1,平方整理得

x24?y212?1.

(2)假设存在斜率为1的直线m:y=x+n,使m与M交于A、B两点,与

x24?y212?1.联立,得

2x?2nx?(n?12)?0.设A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),

22?x1?x2?n,x1x2??n?1222?x2?2x1?4,② ,①,CB?2OA,得(x2?4,y2)?2(x1,y1),??y?y21?n?4?x1??, 将②代入①得??322??n??4(x1?2x1?3)消去x1,整理得13年n2?8n?76?0,因其判别式??82?4?13?76?0 所以不存在斜率为1的直线m满足题意。 6.已知椭圆x?2yb22?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三点作?P,其中

圆心P的坐标为(m,n).(1) 若FC是?P的直径,求椭圆的离心率;(2)若?P的圆心在直线x?y?0上,求椭圆的方程.

解:(1)由椭圆的方程知a?1,∴点B(0,b),C(1,0),设F的坐标为(?c,0),

bc∵FC是?P的直径,∴FB?BC,∵kBC??b,kBF?5?12 ∴?b?bc??1

∴b?c?1?c,c?c?1?0 解得c?222 ∴椭e?ca?5?12

(2)∵?P过点F,B,C三点,∴圆心P既在FC的垂直平分线上,也在BC的垂直平分线上, FC的垂直平分线方程为x?1?c2--------① ∵BC的中点为(,),kBC??b

224

1b

∴BC的垂直平分线方程为y?b2?1b(x?12)-----②由①②得x?1?c2,y?b?c2b22,

即m?1?c2,n?b?c2b2 ∵P(m,n)在直线x?y?0上,∴

121?c2?b?c2b?0?(1?b)(b?c)?0

∵1?b?0 ∴b?c 由b2?1?c2得b2?∴椭圆的方程为x2?2y2?1

227.已知椭圆两焦点F1、F2在y轴上,短轴长为22,离心率为,P是椭圆在第一象

?????????限弧上一点,且PF1?PF2?1,过P作关于直线F1P对称的两条直线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; 解.(1)设椭圆方程为

ya22?xb22?1,由题意可得a?2,b?2,c?22,方程为

y24?x22?1

F1(0,2),F2(0,?2),设P(x0,y0)(x0?0,y0?0)

????则PF1?(?x0,??????????????222?y0),PF2?(?x0,?2?y0),?PF1?PF2?x0?(2?y0)?1

?点P(x0,y0)在曲线上,则

x022?y042?1. ?x?204?y022

从而

4?y022?(2?y0)?1,得y0?22,则点P的坐标为(1,2)

(2)由(1)知PF1//x轴,直线PA、PB斜率互为相反数,设PB斜率为k(k?0),

?y?2?k(x?1)?2得 2?k(x?1) 由?x2y??1??242则PB的直线方程为:y?(2?k)x?2k(2?k)x?(2?k)?4?0

22设B(xB,yB),则xB?22k(k?2?k22)?1?k?22k?22?k22

同理可得xA?k?22k?22?k2,则xA?xB?8k242k2?k2

yA?yBxA?xB(xA?1)?k(x?1)? yA?yB??kB2?k 所以:AB的斜率kAB??2为定值

5


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