
1.如圖,在平面直角坐標系xOy中,橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦點為F(1,0),離心率為22.分別過O,F(xiàn)的兩條弦AB,CD相交于點E(異于A,C兩點),且OE=EF.
(1)求橢圓的方程;
(2)求證:直線AC,BD的斜率之和為定值.
2.如圖,在平面直角坐標系xy中,橢圓E:+=1的離心率為,直線l:y=x與橢圓E相交于A,B兩點,AB=,C,D是橢圓E上異于A,B兩點,且直線AC,BD相交于點M,直線AD,BC相交于點N.
(1)求a,b的值;
(2)求證:直線MN的斜率為定值.
3.已知橢圓C:的離心率為,且過點.
Ⅰ 求橢圓C的方程;
Ⅱ 若是橢圓C上的兩個動點,且使的角平分線總垂直于x軸,試判斷直線PQ的斜率是否為定值?若是,求出該值;若不是,說明理由.
4.已知直線l經(jīng)過橢圓的左焦點和下頂點,坐標原點O到直線l的距離為.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)若橢圓C經(jīng)過點,點A,B是橢圓C上的兩個動點,且的角平分線總是垂直于y軸,試問:直線的斜率是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請說明理由.
5.已知橢圓()的離心率為,、是橢圓C的左、右焦點,P是橢圓C上的一個動點,且面積的最大值為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若Q是橢圓C上的一個動點,點M,N在橢圓上,O為原點,點Q,M,N滿足,則直線OM與直線ON的斜率之積是否為定值?若是,求出該定值,若不是,請說明理由.
6.已知橢圓的離心率為,點在橢圓上.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)動直線與橢圓有且僅有一個公共點,判斷是否存在以原點為圓心的圓,滿足此圓與相交兩點,(兩點均不在坐標軸上),且使得直線,的斜率之積為定值?若存在,求此圓的方程與定值;若不存在,請說明理由.
7.已知圓F1:(x+1)2+y2=r2(1≤r≤3),圓F2:(x-1)2+y2= (4-r)2.
(1)證明:圓F1與圓F2有公共點,并求公共點的軌跡E的方程;
(2)已知點Q(m,0)(mb>0)的右焦點為F(1,0),離心率為22.分別過O,F(xiàn)的兩條弦AB,CD相交于點E(異于A,C兩點),且OE=EF.
(1)求橢圓的方程;
(2)求證:直線AC,BD的斜率之和為定值.
【答案】(1)x22+y2=1;(2)詳見解析.
【解析】
試題分析:(1)解:由題意,得c=1,e=ca=22,故a=2,
從而b2=a2?c2=1,
所以橢圓的方程為x22+y2=1. ① 5分
(2)證明:設(shè)直線AB的方程為y=kx, ②
直線CD的方程為y=?k(x?1), ③ 7分
由①②得,點A,B的橫坐標為±22k2+1,
由①③得,點C,D的橫坐標為2k2±2(k2+1)2k2+1, 9分
記A(x1,kx1),B(x2,kx2),C(x3,k(1?x3)),D(x4,k(1?x4)),
則直線AC,BD的斜率之和為
kx1?k(1?x3)x1?x3+kx2?k(1?x4)x2?x4
=k?(x1+x3?1)(x2?x4)+(x1?x3)(x2+x4?1)(x1?x3)(x2?x4)
=k?2(x1x2?x3x4)?(x1+x2)+(x3+x4)(x1?x3)(x2?x4)13分
=k?2(?22k2+1?2(k2?1)2k2+1)?0+4k22k2+1(x1?x3)(x2?x4)
=0. 16分
考點:直線與橢圓的位置關(guān)系
點評:主要是考查了直線橢圓的位置關(guān)系的運用,屬于基礎(chǔ)題。
2.如圖,在平面直角坐標系xy中,橢圓E:+=1的離心率為,直線l:y=x與橢圓E相交于A,B兩點,AB=,C,D是橢圓E上異于A,B兩點,且直線AC,BD相交于點M,直線AD,BC相交于點N.
(1)求a,b的值;
(2)求證:直線MN的斜率為定值.
【答案】(1),;(2)證明見解析.
【解析】
試題分析:(1)由已知條件可得的值,進而得的關(guān)系,再利用與橢圓相交于,兩點,,可得;(2)斜率存在時設(shè)出直線,的斜率分別為,,,利用,表示的斜率,利用直線相交分別求的坐標,再利用斜率公式求,運算化簡含式子,得出結(jié)果,最后再考慮斜率不存在情況亦成立.
試題解析:(1)因為e==,所以c2=a2,即a2﹣b2=a2,所以a2=2b2;
故橢圓方程為+=1;由題意,不妨設(shè)點A在第一象限,點B在第三象限,
由解得A(b,b);又AB=4,所以O(shè)A=2,即b2+b2=20,解得b2=12;
故=2,=2;
(2)由(1)知,橢圓E的方程為,從而A(4,2),B(﹣4,﹣2);
①當CA,CB,DA,DB斜率都存在時,設(shè)直線CA,DA的斜率分別為k1,k2,C(x0,y0),
顯然k1≠k2;所以kCB=﹣; 同理kDB=﹣,
于是直線AD的方程為y﹣2=k2(x﹣4),直線BC的方程為y+2=﹣(x+4);
從而點N的坐標為;
用k2代k1,k1代k2得點M的坐標為;
即直線MN的斜率為定值﹣1;
②當CA,CB,DA,DB中,有直線的斜率不存在時,根據(jù)題設(shè)要求,至多有一條直線斜率不存在,
故不妨設(shè)直線CA的斜率不存在,從而C(4,﹣2);仍然設(shè)DA的斜率為k2,由①知kDB=﹣;
此時CA:x=4,DB:y+2=﹣(x+4),它們交點M(4,);BC:y=﹣2,AD:y﹣2=k2(x﹣4),它們交點N ,從而kMN=﹣1也成立;
由①②可知,直線MN的斜率為定值﹣1;
考點:1、橢圓的幾何性質(zhì);2、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系;3、分類討論;4、直線的斜率.
【方法點晴】本題主要考查的是橢圓的幾何性質(zhì),直線和橢圓的位置關(guān)系及直線斜率,直線相交的問題,屬于難題.解決第二問時,涉及直線較多,采用設(shè)兩條直線斜率,表示另外兩條的方法,控制引入未知數(shù)個數(shù),然后利用直線相交,表示交點坐標,需要較強的類比推理能力及運算能力,還要注意斜率是否存在,要有較強的分類討論意識.
3.已知橢圓C:的離心率為,且過點.
Ⅰ 求橢圓C的方程;
Ⅱ 若是橢圓C上的兩個動點,且使的角平分線總垂直于x軸,試判斷直線PQ的斜率是否為定值?若是,求出該值;若不是,說明理由.
【答案】Ⅰ ;(Ⅱ)
【分析】
(I)由離心率可得關(guān)系,再將點坐標代入,可得間關(guān)系,又,解方程可得的值;
(II)由的角平分線總垂直于軸,可判斷直線的斜率互為相反數(shù),由兩直線都過點,由點斜式可寫出直線方程.一一與橢圓方程聯(lián)立,消去或的值,可得一元二次方程,又點滿足條件,可求得點的坐標,用表示.再由斜率公式可得直線的斜率為定值.
【詳解】
(Ⅰ) 因為橢圓的離心率為, 且過點,
所以, . 因為,
解得, ,
所以橢圓的方程為.
(Ⅱ)法1:因為的角平分線總垂直于軸,
所以與所在直線關(guān)于直線對稱.
設(shè)直線的斜率為, 則直線的斜率為.
所以直線的方程為,
直線的方程為.
設(shè)點, ,由消去,
得. ①
因為點在橢圓上, 所以是方程①的一個根,
則, 所以.
同理.所以.
又.
所以直線的斜率為.
所以直線的斜率為定值,該值為.
法2:設(shè)點,
則直線的斜率, 直線的斜率.
因為的角平分線總垂直于軸, 所以與所在直線關(guān)于直線對稱.
所以, 即, ①
因為點在橢圓上,
所以,② . ③
由②得, 得, ④
同理由③得, ⑤
由①④⑤得,
化簡得, ⑥
由①得, ⑦
⑥⑦得.
②③得,得.
所以直線的斜率為為定值.
法3:設(shè)直線的方程為,點,
則,
直線的斜率, 直線的斜率.
因為的角平分線總垂直于軸,
所以與所在直線關(guān)于直線對稱.
所以, 即,
化簡得.
把代入上式, 并化簡得
. (*)
由消去得, (**)
則,
代入(*)得,
整理得,
所以或.
若, 可得方程(**)的一個根為,不合題意.
若時, 合題意.
所以直線的斜率為定值,該值為.
4.已知直線l經(jīng)過橢圓的左焦點和下頂點,坐標原點O到直線l的距離為.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)若橢圓C經(jīng)過點,點A,B是橢圓C上的兩個動點,且的角平分線總是垂直于y軸,試問:直線的斜率是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請說明理由.
【答案】(1);(2)是定值,定值為.
【分析】
(1)先求出直線的方程,再由點到直線的距離公式得出原點到直線的距離,從而可得出答案.
(2)由條件結(jié)合(1)先求出橢圓方程,根據(jù)條件可得,設(shè)直線的方程為,與橢圓方程聯(lián)立,求解出點的橫坐標,同理求出點的橫坐標,從而可得直線的斜率,得出答案.
【詳解】
解:(1)過點,的直線的方程為
則坐標原點到直線的距離為
可得.
(2)由(1)易知,則橢圓:經(jīng)過點,
解得,則橢圓:.
因為的角平分線總垂直于軸,所以與所在直線關(guān)于直線對稱.
則,設(shè)直線的斜率為,則直線的斜率為
所以設(shè)直線的方程為,直線的方程為
設(shè)點,.
由,消去,得.
因為點在橢圓上,則有,即.
同理可得.
所以,又.
所以直線的斜率為.
【點睛】
關(guān)鍵點睛:本題考查求橢圓的離心率和橢圓中的定值問題,解答本題的關(guān)鍵是由條件得出,設(shè)直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,求解出點的橫坐標,屬于中檔題.
5.已知橢圓()的離心率為,、是橢圓C的左、右焦點,P是橢圓C上的一個動點,且面積的最大值為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若Q是橢圓C上的一個動點,點M,N在橢圓上,O為原點,點Q,M,N滿足,則直線OM與直線ON的斜率之積是否為定值?若是,求出該定值,若不是,請說明理由.
【答案】(1)(2)是定值,且定值為.
【分析】
(1)根據(jù)題意列出關(guān)于,,的方程組,解出,,的值,即可求出橢圓方程;
(2)設(shè),,,,,,所以,,,由得,代入得,所以,即,從而得到直線與直線的斜率之積為定值,且定值為.
【詳解】
解:(1)由題意可知:,解得,
∴橢圓C的方程為:;
(2)設(shè),,,
∴,,,
∵,
∴,∴,
∴,
∴,
∴,即,
∴直線OM與直線ON的斜率之積為定值,且定值為.
【點睛】
本題主要考查了橢圓方程,以及直線與橢圓的位置關(guān)系,屬于中檔題.
6.已知橢圓的離心率為,點在橢圓上.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)動直線與橢圓有且僅有一個公共點,判斷是否存在以原點為圓心的圓,滿足此圓與相交兩點,(兩點均不在坐標軸上),且使得直線,的斜率之積為定值?若存在,求此圓的方程與定值;若不存在,請說明理由.
【答案】(1),(2)存在符合條件的圓,且此圓的方程為,定值為
【分析】
(1)利用離心率和點在橢圓上列出方程,解出即可
(2)當直線的斜率存在時,設(shè)的方程為,先將直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立,利用直線與橢圓有且僅有一個公共點,推出,然后通過直線與圓的方程聯(lián)立,
設(shè),,結(jié)合韋達定理,求解直線的斜率乘積,推出為定值,然后再驗證直線的斜率不存在時也滿足即可
【詳解】
(1)由題意得:,
又因為點在橢圓上
所以
解得
所以橢圓的標準方程為:
(2)結(jié)論:存在符合條件的圓,且此圓的方程為
證明如下:
假設(shè)存在符合條件的圓,且設(shè)此圓的方程為:
當直線的斜率存在時,設(shè)的方程為
由方程組得
因為直線與橢圓有且僅有一個公共點
所以
即
由方程組得
則
設(shè),,則
設(shè)直線,的斜率分別為,
所以
將代入上式得
要使得為定值,則,即
所以當圓的方程為時,
圓與的交點,滿足為定值
當直線的斜率不存在時,由題意知的方程為
此時圓與的交點,也滿足為定值
綜上:當圓的方程為時,
圓與的交點,滿足為定值
【點睛】
涉及圓、橢圓的弦長、交點、中點、距離等相關(guān)問題時,一般利用根與系數(shù)的關(guān)系采用“設(shè)而不求”“整體帶入”等解法.
7.已知圓F1:(x+1)2+y2=r2(1≤r≤3),圓F2:(x-1)2+y2= (4-r)2.
(1)證明:圓F1與圓F2有公共點,并求公共點的軌跡E的方程;
(2)已知點Q(m,0)(m
這是一份新高考數(shù)學之圓錐曲線綜合講義第25講蝴蝶問題(原卷版+解析),共33頁。學案主要包含了解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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