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1、名校專題----圓錐曲線培優(yōu)訓練5
1、設橢圓E: (a,b>0)過M(2,) ,N(,1)兩點,O為坐標原點.
(Ⅰ)求橢圓E的方程;
(Ⅱ)是否存在圓心在原點的圓,使得該圓的任意一條切線與橢圓E恒有兩個交點A,B,
且?若存在,寫出該圓的方程,并求|AB |的取值范圍,若不存在說明理由。
解:(1)因為橢圓E: (a,b>0)過M(2,),N(,1)兩點,
所以解得所以橢圓E的方程為 4分
(2)假設存在圓心在原點的圓,使得該圓的任意一條切線與橢圓E恒有兩個交點A,B,且,設該圓的切線方程為解方程組得,
即,
則△=,即
要
2、使,需使,即,所以,
所以又,
所以,所以,即或,
因為直線為圓心在原點的圓的一條切線,
所以圓的半徑為,,,
所求的圓為,此時圓的切線都滿足或,
而當切線的斜率不存在時切線為與橢圓的兩個交點為或滿足,
綜上, 存在圓心在原點的圓,使得該圓的任意一條切線與橢圓E恒有兩個交點A,B,且.
因為,
所以,
, 8分
①當時,因為所以,
所以,所以當且僅當時取“=”.
②時,.
③當AB的斜率不存在時, 兩個交點為或,
所以此時, 12分
綜上,|AB |的取值范圍為即: 14分
2
3、、如圖,已知橢圓的中心在原點,焦點在軸上,長軸長是短軸長的2倍且經(jīng)過點M(2,1),平行于OM的直線l在軸上的截距為,l交橢圓于A、B兩個不同點.
(1)求橢圓的方程; (2)求m的取值范圍;
(3)求證直線MA、MB與軸始終圍成一個等腰三角形.
解:(1)設橢圓方程為 則 2分
∴橢圓方程 4分
(2)∵直線l平行于OM,且在軸上的截距為m,又
∴l(xiāng)的方程為:
由 6分
∵直線l與橢圓交于A、B兩個不同點,
∴m的取值范圍是
(3)設直線MA、MB的斜率分別為k1,k2,只需證明k1+k2=
4、0即可
設
可得 8分
而
10分
∴k1+k2=0
故直線MA、MB與x軸始終圍成一個等腰三角形. 12分
3已知橢圓:()過點,其左、右焦點分別為,且
.
(1)求橢圓的方程;
(2)若是直線上的兩個動點,且,則以為直徑的圓是否過定點?請說明理由.
解:(1)設點的坐標分別為,
則
故,可得, …………………2分
所以,…………………4分
故,
所以橢圓的方程為. ……………………………6分
(2)設的坐標分別為,則,
又,可得,即, …………………8分
又圓的圓
5、心為半徑為,
故圓的方程為,
即,
也就是, ……………………11分
令,可得或2,
故圓必過定點和. ……………………13分
(另法:(1)中也可以直接將點坐標代入橢圓方程來進行求解;(2)中可利用圓C直徑的兩端點直接寫出圓的方程)
4、已知點是直角坐標平面內(nèi)的動點,點到直線的距離為,到點的距離為,且.
(1)求動點P所在曲線C的方程;
(2)直線過點F且與曲線C交于不同兩點A、B(點A或B不在x軸上),分別過A、B點作直線的垂線,對應的垂足分別為,試判斷點F與以線段為直徑的圓的位置關系(指在圓內(nèi)、圓上、圓外等情
6、況);
(3)記,,(A、B、是(2)中的點),問是否存在實數(shù),使成立.若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.
進一步思考問題:若上述問題中直線、點、曲線C:,則使等式成立的的值仍保持不變.請給出你的判斷 (填寫“不正確”或“正確”)(限于時間,這里不需要舉反例,或證明).
解 (1) 設動點為,依據(jù)題意,有,化簡得. 3分
因此,動點P所在曲線C的方程是:.……………4分
(2) 點F在以MN為直徑的圓的外部.
理由:由題意可知,當過點F的直線的斜率為0時,不合題意,故可設直線:,如圖所示. 5分
聯(lián)立方程組,可化為,
則點的坐標滿足.
7、 7分
又、,可得點、.
因,,則=.……9分
于是,為銳角,即點F在以MN為直徑的圓的外部. 10分
(3)依據(jù)(2)可算出,,
則
,
.…… 14分
所以,,即存在實數(shù)使得結(jié)論成立. ……15分
對進一步思考問題的判斷:正確. ……18分
5、已知點是直角坐標平面內(nèi)的動點,點到直線(是正常數(shù))的距離為,到點的距離為,且1.
(1)求動點P所在曲線C的方程;
(2)直線過點F且與曲線C交于不同兩點A、B,分別過A、B點作直線的垂線,對應的垂足分別為,求證=;
(3)記,,(A、B、是(2)中的點),,求的值.
解 (1) 設動點為,依據(jù)
8、題意,有
,化簡得.……4分
因此,動點P所在曲線C的方程是:. ……………6分
由題意可知,當過點F的直線的斜率為0時,不合題意,
故可設直線:,如圖所示. …… 8分
聯(lián)立方程組,可化為,
則點的坐標滿足. 10分
又、,可得點、.
于是,,,
因此. 12分
(3)依據(jù)(2)可算出,,
則 ,
. 16分
所以,即為所求. 18分
6、已知:橢圓(),過點,的直線傾斜角為,原點到該直線的距離為.
(1)求橢圓的方程;
(2)斜率大于零的直線過與橢圓交于,兩點,若,求直線的方程;
(3)是否存在實數(shù),直線交橢圓于,兩點,以為直徑的圓
9、過點?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.
解:(1)由, ,得,,
所以橢圓方程是:……………………4分
(2)設EF:()代入,得,
設,,由,得.
由,……………………8分
得,,(舍去),(沒舍去扣1分)
直線的方程為:即……………………10分
(3)將代入,得(*)
記,,PQ為直徑的圓過,則,即,又,,得.………………14分
解得,此時(*)方程,存在,滿足題設條件.…………16分
7、已知點,動點滿足條件,記動點的軌跡為。
(1)求的方程;
(2)過作直線交曲線于兩點,使得2,求直線的方程。
(3)若從動點向圓:作兩條切線,切點為、,令|PC|
10、=d,
試用d來表示,并求的取值范圍。
解:(1)由,知點的軌跡是以為焦點,實軸長為的雙曲線
即設,所以所求的的方程為 4分
(2)若k不存在,即x=2時,可得A(2,),B(2,-),|AB|=2滿足題意; 5分
若k存在,可設l:y=k(x-2)
聯(lián)立,
由題意知且 6分
設A(x1,y1),B(x2,y2),則|AB|= 即 =2 k=0 即l:y=0 8分
所以直線l的方程為 x=0或y=0 9分
(3)
又
則----- 13分
在是增函數(shù),
則所求的的范圍為。
11、 16分
8、在平面直角坐標系中,已知焦距為4的橢圓的左、右頂點分別為,橢圓的右焦點為,過作一條垂直于軸的直線與橢圓相交于,若線段的長為。
(1)求橢圓的方程;
(2)設是直線上的點,直線與橢圓分別交于點,求證:直線
必過軸上的一定點,并求出此定點的坐標;
(3)實際上,第(2)小題的結(jié)論可以推廣到任意的橢圓、雙曲線以及拋物線,請你對拋物線寫出一個更一般的結(jié)論,并加以證明。
A
B
Q
O
M
N
x
y
9
(1)依題意,橢圓過點,故,解得。………(3分)
橢圓的方程為。…
12、………(4分)
(2)設,直線的方程為,……………(5分)
代入橢圓方程,得, ……(6分)
設,則,…(7分)
,故點的坐標為?!?分)
同理,直線的方程為,代入橢圓方程,得,
設,則,。
可得點的坐標為。…………………………………………………………(10分)
①若時,直線的方程為,與軸交于點;
②若,直線的方程為,
令,解得。綜上所述,直線必過軸上的定點?!?2分)
(3)結(jié)論:已知拋物線的頂點為,為直線上一動點,過點作軸的平行線與拋物線交于點,直線與拋物線交于點,則直線必過定點。………(14分)
證明:設,則,
P
O
M
13、 N
x
y
直線的方程為,代入,得,可求得?!?6分)
直線的方程為,
令,得,即直線必過定點?!?8分)
9、已知橢圓中心為,右頂點為,過定點作直線交橢圓于、兩點.
(1)若直線與軸垂直,求三角形面積的最大值;
(2)若,直線的斜率為,求證:;
(3)直線和的斜率的乘積是否為非零常數(shù)?請說明理由.
解:設直線與橢圓的交點坐標為.
(1)把代入可得:, (2分)
則,當且僅當時取等號 (4分)
(2)由得,,(6分)
所以
(9分)
(3)直線和的斜率的乘積是一個非零常數(shù).
14、 (11分)
當直線與軸不垂直時,可設直線方程為:,
由消去整理得
則① 又 ② (13分)
所以(15分)
當直線與軸垂直時,由得兩交點,
顯然.所以直線和的斜率的乘積是一個非零常數(shù).(16分)
10、定義:由橢圓的兩個焦點和短軸的一個頂點組成的三角形稱為該橢圓的“特征三角形”。如果兩個橢圓的“特征三角形”是相似的,則稱這兩個橢圓是“相似橢圓”,并將三角形的相似比稱為橢圓的相似比。已知橢圓。
若橢圓,判斷與是否相似?如果相似,求出與的相似比;如果不相似,
請說明理由;
寫出與橢圓相似且短半軸長為的橢圓的方程;若在橢圓上存在兩點、關于直線對稱,求實數(shù)的
15、取值范圍?
如圖:直線與兩個“相似橢圓”和分別交于點和點,證明:
23.解:(1)橢圓與相似。-------------------2分
因為橢圓的特征三角形是腰長為4,底邊長為的等腰三角形,而橢圓的特征三角形是腰長為2,底邊長為的等腰三角形,因此兩個等腰三角形相似,且相似比為-------------------4分
(2)橢圓的方程為:-------------------6分
設,點,中點為,
則,所以-------------------8分
則-------------------9分
因為中點在直線上,所以有,-------------------10分
16、即直線的方程為:,
由題意可知,直線與橢圓有兩個不同的交點,
即方程有兩個不同的實數(shù)解,
所以,即-------------------12分
(3)證明:
①直線與軸垂直時,易得線段AB與CD的中點重合,所以;-------------------14分
②直線不與軸垂直時,設直線的方程為:,,
線段AB的中點,
-------------------15分
線段AB的中點為-------------------16分
同理可得線段CD的中點為,-------------------17分
即線段AB與CD的中點重合,所以-------------------18
內(nèi)容總結(jié)
(1)名校專題----圓錐曲線培優(yōu)訓練5
1、設橢圓E: (a,b>0)過M(2,) ,N(,1)兩點,O為坐標原點.
(Ⅰ)求橢圓E的方程
(2)(Ⅱ)是否存在圓心在原點的圓,使得該圓的任意一條切線與橢圓E恒有兩個交點A,B,
且
(3)如果相似,求出與的相似比
(4)如圖:直線與兩個“相似橢圓”和分別交于點和點,證明:
23.解:(1)橢圓與相似