(1)設點的軌跡為曲線,求曲線的方程;
(2)若過點且不與軸重合的直線與(1)中曲線交于,兩點,當取最大值時,求的面積.
2.已知橢圓C:,過點的直線l交橢圓C于點A,B.
(1)當直線l與x軸垂直時,求;
(2)在x軸上是否存在定點P,使為定值?若存在,求點P的坐標及的值;若不存在,說明理由.
3.已知橢圓:,為的左、右焦點.
(1)求橢圓的焦距;
(2)點Q為橢圓一點,與OQ平行的直線l與橢圓交于兩點A、B,若△QAB面積為1,求直線l的方程;
(3)已知橢圓與雙曲線:在第一象限的交點為,橢圓和雙曲線上滿足的所有點組成曲線C.若點N是曲線C上一動點,求的取值范圍.
4.如圖,橢圓C:的右頂點為A,上頂點為B,動直線交橢圓C于M、N兩點,且滿足,過原點O作OH⊥MN,垂足為H.
(1)求點H的軌跡方程;
(2)求的取值范圍.
5.設橢圓的右頂點為A,上頂點為B,離心率為,.
(1)求橢圓的方程;
(2)設直線與橢圓交于P,Q兩點,直線與直線AB交于點M,且點P,M均在第四象限.若,求的值.
6.已知為圓上任意一點,點,線段的垂直平分線交直線于,動點的軌跡為曲線.
(1)求曲線的方程;
(2)已知直線,、,為曲線上的點且與、不重合,直線和直線分別與相交于、,問是否為定值,若是,求出定值;若不是,請說明理由.
7.已知橢圓,,為橢圓的左、右頂點,點,連接交橢圓于點,為直角三角形,且
(1)求橢圓的方程;
(2)過點的直線與橢圓相交于另一點,線段的垂直平分線與軸的交點滿足,求點的坐標.
8.平面直角坐標系中,經過橢圓的一個焦點的直線與C相交于A、B兩點,H為AB的中點,且OH的斜率為.
(1)求橢圓C的方程.
(2)直線過橢圓C的右焦點F且與橢圓C交于P、Q兩點,點G為橢圓的左頂點,直線,連接GP、GQ并延長與直線分別交于點M、N,點、,且.求的取值范圍.
9.已知橢圓的焦距為,且過點.
(1)求橢圓的標準方程;
(2)過橢圓的右焦點作直線交橢圓于、兩點,交軸于點,若,,求證:為定值.
10.已知橢圓過點,焦距為2.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過點作兩條直線,且,切橢圓C于M,交橢圓C于A,B不同兩點,求的取值范圍.
11.如圖,已知橢圓,,分別為橢圓的左、右焦點,為橢圓的上頂點,直線交橢圓于另一點.
(1)若,求橢圓的離心率.
(2)若橢圓的焦距為2,且,求橢圓的方程.
12.已知橢圓過點且離心率為.設P為圓上任意一點,過點P作該圓的切線交橢圓于E,F兩點.
(1)求橢圓的方程;
(2)試判斷是否為定值?若為定值,則求出該定值;否則,請說明理由.
13.定義:已知橢圓,把圓稱為該橢圓的協(xié)同圓.設橢圓的協(xié)同圓為圓(為坐標系原點),試解決下列問題:
(1)寫出協(xié)同圓圓的方程;
(2)設直線是圓的任意一條切線,且交橢圓于兩點,求的值;
(3)設是橢圓上的兩個動點,且,過點作,交直線于點,求證:點總在某個定圓上,并寫出該定圓的方程.
14.是否存在過點的直線交橢圓于點、,且滿足?若存在,求直線的方程;若不存在,請說明理由.
參考答案
1.(1);(2).
【分析】 (1)由條件可得,然后可得答案;
(2)設方程為,,,聯立直線與橢圓的方程消元,然后韋達定理可得、,然后表示出,然后可得答案.
【解析】 (1)依題意有.
即點軌跡是以,為焦點的橢圓.
故點的軌跡方程為.
(2)設方程為,,,,,
得,,.
,當時取最大值14.
此時,∴,,

2.(1) (2) 存在點,使得
【分析】 (1)將代入橢圓方程求出點A,B的坐標,從而可得答案.
(2)當直線l與x軸不重合時,設,與橢圓方程聯立,寫出韋達定理,將的坐標表達式寫出來,將韋達定理代入,分析式子為定值的條件,再驗證直線l與x軸重合時的情況,可得答案.
【解析】 (1) 當直線l與x軸垂直時,直線
將代入,得,解得
即,所以
(2) 設
當直線l與x軸不重合時,設
由,可得

所以 ,

當,即時,的值為定值與無關.
當直線l與x軸重合時,且時,
所以存在點,使得為定值.
【點評】關鍵點睛:本題考查橢圓中的弦長和定點定值問題,解答本題的關鍵是由方程聯立得到韋達定理,由向量數量積將韋達定理代入可得,從而得出答案,屬于中檔題.
3.(1);(2);(3).
【分析】 (1)求得橢圓的a,b,c,可得焦距2c;
(2)設,代入,運用韋達定理和弦長公式、點到直線的距離公式,三角形的面積公式,解方程可得m,進而得到直線方程;
(3)求得M的坐標,設N(x,y)是曲線C上一點,運用向量的坐標運算,可得,分別討論M在橢圓上和雙曲線上,化簡整理可得所求范圍.
【解析】 解:(1)由橢圓:,
可得,,,
則橢圓的焦距為;
(2)由,設,代入得,
由,得,
,
所以,
又Q到直線l的距離為,
由,
所以;
(3)由,解得,
設是曲線C上一點,
則,,,
所以;
當點N在曲線上時,,
當時,,
當時,,
所以;
當點N在曲線上時,;
當時,,;
綜上,.
【點評】解決直線與橢圓的綜合問題時,要注意:
(1)注意觀察應用題設中的每一個條件,明確確定直線、橢圓的條件;
(2)強化有關直線與橢圓聯立得出一元二次方程后的運算能力,重視根與系數之間的關系、弦長、斜率、三角形的面積等問題.
4.(1);(2).
【分析】 (1)求得橢圓,得、坐標,設,直線的方程為,與橢圓方程聯立,利用韋達定理表示可得答案;
(2)設,則,表示與的距離的平方減去5的差,再轉化為圓心到點距離加減半徑的長的平方減去5的取值范圍,可得答案.
【解析】 (1)設,直線的方程為,與橢圓方程聯立得,
所以,因為,所以,
即,所以,
整理得,
點到直線的距離為,
所以點的軌跡方程為.
(2)由橢圓C:,得,右頂點,上頂點,
設,則
,表示與的距離的平方減去5的差,
轉化為求圓上的點到的距離的平方減去5的取值范圍,
再轉化為圓心到點距離加減半徑的長的平方減去5的取值范圍,
即為最大值為,最小值為
所以的取值范圍.
【點評】本題考查了橢圓的方程和性質,以及直線和橢圓的位置關系,關鍵點是利用韋達定理和向量的數量積的坐標表示,考查了分析問題、解決問題的能力,及運算能力.
5.(1);(2)
【分析】 (1)由題意可知,,再結合,即可求得,從而得到橢圓的方程;
(2)設點P的坐標為,點M的坐標為 ,由題意可得,易知直線的方程為,由方程組可得,由方程組可得,結合,可得或,經檢驗的值為.
【解析】 (1)設橢圓右頂點為,上頂點,
由題意知,,即
又橢圓離心率,即,
又由,可得,從而.
所以,橢圓的方程為.
(2)設點P的坐標為,點M的坐標為,由題意,,
則點的坐標為,,
由,可知,即.
由點,點,易知直線的方程為,
由方程組消去y,QQ群333528558
可得,由方程組消去,可得.
由,可得,整理得,解得或.
當時,,不合題意,舍去;
當時,,,符合題意.
所以,的值為.
【點評】思路點睛:解決直線與橢圓的綜合問題時,要注意:
(1)注意觀察應用題設中的每一個條件,明確確定直線、橢圓的條件;
(2)強化有關直線與橢圓聯立得出一元二次方程后的運算能力,重視根與系數之間的關系、弦長、斜率、三角形的面積等問題.
6.(1);(2)是定值,定值為.
【分析】 (1)推導出,利用橢圓的定義可知曲線為橢圓,確定焦點位置、長軸長以及焦距,可得出、的值,進一步可得出的值,由此可得出曲線的方程;
(2)設直線的方程為,設直線的方程為,求出、的坐標,設點,利用斜率公式計算出,進而可計算得出的值.
【解析】 (1)由于線段的垂直平分線交直線于,由中垂線的性質可得,

所以動點在以、為焦點的橢圓上,
設該橢圓的標準方程為,設,則,,
所以,,因此,曲線的方程為;
(2)依題意可知直線、的斜率均存在且不為,
設直線的方程為,設直線的方程為,則,.
可得,,,
設點,則有,可得,
則,,,
因此,(定值).
【點評】方法點睛:求定值問題常見的方法有兩種:
(1)從特殊入手,求出定值,再證明這個值與變量無關;
(2)直接推理、計算,并在計算推理的過程中消去變量,從而得到定值.
7.(1);(2),.
【分析】 (1)用待定系數法求橢圓方程;
(2)設出直線l,表示出M的坐標,利用,求出點的坐標.
【解析】 (1)
由題意可得:三角形為等腰直角三角形,所以2a=4,即a=2.
又由,,所以,
代入得:,解得:b=1.
所以橢圓的方程為
(2)由(1)可知.設點的坐標為,
直線的斜率顯然存在,設為,則直線的方程為
于是,兩點的坐標滿足方程組,由方程組消去并整理,

由,得,從而,
設線段是中點為,則的坐標為
以下分兩種情況:
①當時,點的坐標為.線段的垂直平分線為軸,于是,
由得
②當時,線段的垂直平分線方程為
令,解得

整理得,
綜上或.
點的坐標是,.
【點評】(1)待定系數法可以求二次曲線的標準方程;
(2)"坐標法"是解析幾何中常見的基本方法,把題目中的條件用坐標翻譯出來,把幾何條件轉化為代數運算.
8.(1);(2).
【分析】 (1)設代入橢圓方程兩式相減化簡得,利用且OH的斜率為可得,結合可得答案;
(2)設直線的方程,,求出直線的方程得到坐標,求出直線的方程得到坐標,聯立與橢圓的方程聯立利用韋達定理表示,得到,再設,則再用表示可得答案.
【解析】 (1)由題意,設,直線與軸交于點,
所以,又,兩式相減得,即,所以,
又,所以,
橢圓C的方程為.
(2)由已知得,,設直線的方程為,,
由的方程與橢圓的方程聯立,整理得,
所以,直線的斜率為,

直線的斜率為,則,
直線的斜率為,直線的方程為,則,
,,所以
,因為,設,則
,因為,所以,
所以的取值范圍.
【點評】本題考查了橢圓的方程、直線和橢圓的位置關系,第一問中關鍵點是利用了點差法,第二問的關鍵點是利用韋達定理和表示,考查學生分析問題、解決問題的能力,具有一定的難度.
9.(1);(2)證明見解析.
【分析】 (1)由已知條件可得出關于、的方程組,解出、的值,即可得出橢圓的方程;
(2)由題意可知,直線的斜率存在,設直線的方程為,設點、、,聯立直線與橢圓的方程,列出韋達定理,由,可得出、的表達式,結合韋達定理可計算得出為定值.
【解析】 (1)因為橢圓的焦距為,所以,
又橢圓過點,,且滿足,
可得,,橢圓的標準方程為:;
(2)設點、,,
由題意可知,直線的斜率存在,可設直線的方程為,
聯立,可得,
由于點在橢圓的內部,直線與橢圓必有兩個交點,
由韋達定理可得,,
,,,
得,,
,,
.
【點評】方法點睛:求定值問題常見的方法有兩種:
(1)從特殊入手,求出定值,再證明這個值與變量無關;
(2)直接推理、計算,并在計算推理的過程中消去變量,從而得到定值.
10.(1);(2).
【分析】 (1)首先得到橢圓的焦點坐標,再根據橢圓的定義求,得到橢圓的標準方程;(2)分兩種情況討論,當直線的斜率為0時,得到的值,當直線的斜率不為0時,設,與橢圓方程聯立得到,再和直線與橢圓方程聯立,利用根與系數的關系表示,并求范圍.
【解析】 (1),焦點坐標,,根據橢圓定義可知

所以,
所以橢圓方程是:
(2)當的斜率為0時,,
當的斜率不為0時,設,代入橢圓C的方程可得
由得
又代入橢圓C的方程可得
設,,則


令,

綜上∴.
【點評】 本題考查利用韋達定理,解決范圍問題,首先討論直線的斜率為0,這種情況容易忽略,代入韋達定理解決問題,注意計算,當出現次數較高時,需觀察式子,合理利用換元,解決問題.
11.(1);(2).
【分析】 (1)由題可得是等腰直角三角形,可得,即可求出離心率;
(2)可得,,由向量關系求出點B坐標,代入橢圓可求.
【解析】 (1),為上頂點,
,,,.
又,.
(2)橢圓的焦距為,,.
設,,.
又,
,,
又點在橢圓上,,,
又,,
∴橢圓的標準方程為.
【點評】本題考查向量共線問題,解題的關鍵是將向量共線問題轉化為坐標關系,利用點在橢圓上求參數.
12.(1);(2)是,為定值.
【分析】 (1)由題可得,解方程組求出的值,
QQ群333528558
即可求解;
(2)首先討論切線斜率不存在的情況計算的值,當切線斜率存在時,設切線方程為,點,,,利用直線與圓相切得出,并求出切點坐標,聯立直線與橢圓的方程,利用韋達定理可得,, 化簡計算即可求解.
【解析】 (1)由題可得,解得,
所以橢圓的方程為.
(2)①當過點且與圓相切的切線斜率不存在時,
由對稱性,不妨設切線方程為,
則,,,所以.
②當過點且與圓相切的切線斜率存在時,
不妨設切線的方程為,
設點,,,
將直線方程與圓的方程聯立并整理,
得,
由直線與圓相切易得圓心到直線的距離 即,
因為,所以,
聯立直線和橢圓的方程并整理,
得,
則,
所以,.
所以


綜上可知,為定值.
【點評】思路點睛:圓錐曲線中求定值的問題,通常需要聯立方程,得到二次方程后利用韋達定理、結合題中條件(比如斜率關系,向量關系,距離關系,面積等)直接計算,即可求出結果,運算量較大.QQ群333528558
13.(1);(2);(3)證明見解析,定圓的方程為.
【分析】 (1)由協(xié)同圓的定義,結合橢圓方程的參數寫出協(xié)同圓圓的方程;
(2)討論直線的斜率存在和不存在兩種情況:斜率不存在時,直接求出交點坐標,利用向量數量積的坐標表示求;斜率存在時,設聯立橢圓方程,由切線的性質確定判別式符號,應用根與系數關系、向量數量積的坐標表示求;
(3)設,則,討論有一條直線的斜率不存在和兩條直線的斜率都存在,分別求,,,由等面積法求,即可證結論,并寫出定圓方程.
【解析】 (1)由橢圓,知.
根據協(xié)同圓的定義,可得該橢圓的協(xié)同圓為圓.
(2)設,則.
直線為圓的切線,分直線的斜率存在和不存在兩種情況討論:
①當直線的斜率不存在時,直線.
若,由,解得,此時.
若,同理得:.
②當直線的斜率存在時,設.
由,得,有,又直線是圓的切線,故,可得.
∴,則,而.
∴,即.
綜上,恒有.
(3)是橢圓上的兩個動點且,設,則.
直線:有一條直線的斜率不存在和兩條直線的斜率都存在兩種情況討論.
若直線的斜率不存在,即點在軸上,則點在軸上,有.
∴,,且,
由,解得.
若直線的斜率都存在,設,則.
由,得,有;同理,得.
于是,.
由,可得.
因此,總有,即點在圓心為坐標原點,半徑為的圓上.
∴該定圓的方程為圓.
【點評】 研究直線與曲線相交關系注意討論直線的斜率是否存在,求出交點坐標或聯立橢圓、直線方程,根據判斷判別式的符號、根與系數關系,結合題設已知條件列方程求定值或定曲線.
14.存在,且直線的方程為或.
【分析】 假設存在滿足題意的直線,對直線的斜率是否存在進行分類討論,將直線的方程與橢圓的方程聯立,列出韋達定理或求出交點坐標,結合可求出直線的方程.
【解析】 假設存在滿足題意的直線.
①當直線的斜率不存在時,直線的方程為,可得、,
此時,,不合乎題意;
②當直線的斜率存在時,設直線的方程為,設點、,
聯立,消去并整理得,
,解得或.
由韋達定理可得,,

可得,解得,
所以,直線的方程為,
因此,存在直線或,使得.
【點評】利用韋達定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:
(1)設直線方程,設交點坐標為、;
(2)聯立直線與圓錐曲線的方程,得到關于(或)的一元二次方程,必要時計算;
(3)列出韋達定理;
(4)將所求問題或題中的關系轉化為、的形式;
(5)代入韋達定理求

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