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文档简介
1、椭圆中的定点定值问题1已知椭圆C:()的右焦点为F(1,0),且(,)在椭圆C上。(1)求椭圆的标准方程;(2)已知动直线l过点F,且与椭圆C交于A、B两点,试问x轴上是否存在定点Q,使得恒成立?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由。解:(1)由题意知c=1由椭圆定义得,即 -3分 ,椭圆C方程为(2)假设在x轴上存在点Q(m,0),使得恒成立。当直线l的斜率不存在时,A(1,),B(1,),由于()()=,所以, 下面证明时,恒成立。当直线l的斜率为0时,A(,0)B(,0)则(,0)(,0)=,符合题意。 当直线l的斜率不为0时,设直线l的方程为x=ty+1,A,B,由x=ty+1
2、及得有;,=, 综上所述:在x轴上存在点Q(,0)使得恒成立。2如图,中心在坐标原点,焦点分别在轴和轴上的椭圆,都过点,且椭圆与的离心率均为()求椭圆与椭圆的标准方程;()过点引两条斜率分别为的直线分别交,于点P,Q,当时,问直线PQ是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由解:();()直线MP的方程为,联立椭圆方程得: ,消去y得,则,则点P的坐标为,同理可得点Q的坐标为:,又,则点Q为:,则直线PQ的方程为:,即,化简得,即当时,故直线PQ过定点3已知,椭圆C过点A,两个焦点为(1,0),(1,0)(1)求椭圆C的方程;(2)E,F是椭圆C上的两个动点,如果直线AE的斜率
3、与AF的斜率互为相反数,证明直线EF的斜率为定值,并求出这个定值解:(1)由题意,c=1,可设椭圆方程为,解得b2=3,(舍去)所以椭圆方程为(2)设直线AE方程为:,代入得,设E(xE,yE),F(xF,yF),因为点在椭圆上,所以由韦达定理得:,所以,又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,在上式中以K代K,可得,所以直线EF的斜率,即直线EF的斜率为定值,其值为4已知椭圆E:+=1(ab0)经过点(0,),离心率为,点O为坐标原点()求椭圆E的标准方程;()过左焦点F任作一直线l,交椭圆E于P、Q两点(i)求的取值范围;(ii)若直线l不垂直于坐标轴,记弦PQ的中点为M,过F作PQ的垂线
4、FN交直线OM于点N,证明:点N在一条定直线上解:()由题意可得b=,e=,又a2b2=c2,解得a=,c=2,即有椭圆方程为+=1;()(i)F(2,0),当直线的斜率不存在时,设P(x1,y1),Q(x2,y2),直线方程为x=2,可得P(2,),Q(2,),=4=;当直线的斜率存在,设l:y=k(x+2),设P(x1,y1),Q(x2,y2),代入椭圆方程x2+3y2=6,可得(1+3k2)x2+12k2x+12k26=0,x1+x2=,x1x2=,=x1x2+y1y2=x1x2+k2(x1+2)(x2+2)=(1+k2)x1x2+2k2(x1+x2)+4k2=(1+k2)+2k2()+
5、4k2=,由k20,3k2+11,可得6,综上可得,的取值范围是6,;(ii)证明:由直线l的斜率一定存在,且不为0,可设PQ:y=k(x+2),FN:y=(x+2),设M(x0,y0),则x0=,由x1+x2=,可得x0=,y0=k(x0+2)=,直线OM的斜率为kOM=,直线OM:y=x,由得,即有k取何值,N的横坐标均为3,则点N在一条定直线x=3上5椭圆C:+=1(ab0)(1)若椭圆C过点(3,0)和(2,)求椭圆C的方程;若过椭圆C的下顶点D点作两条互相垂直的直线分别与椭圆C相交于点P,M,求证:直线PM经过一定点;(2)若椭圆C过点(1,2),求椭圆C的中心到右准线的距离的最小值
6、解:(1)椭圆C:+=1(ab0)过点(3,0)和(2,),解得a=3,b=1,椭圆C的方程证明:由题意得PD、MD的斜率存在且不为0,设直线PD的斜率为k,则PD:y=kx1,由,得P(,),用代k,得M(,),=,直线PM:y=,即y=,直线PM经过定点T(0,)解:(2)椭圆C的中心到右准线的距离d=,由=1,得,=,令t=a25,t0,则=t+92+9=4+9,当且仅当t=2,时,等号成立,椭圆C的中心到右准线的距离的最小值为6已知椭圆的右焦点到直线的距离为,离心率,是椭圆上的两动点,动点满足,(其中为常数)(1)求椭圆标准方程;(2)当且直线与斜率均存在时,求的最小值;(3)若是线段
7、的中点,且,问是否存在常数和平面内两定点,使得动点满足,若存在,求出的值和定点;若不存在,请说明理由解:(1)由题设可知:右焦点到直线的距离为: , 又,椭圆标准方程为(2)设则由得由得,当且仅当时取等号(3)设,则由,得,即因为点、在椭圆上,所以所以即,所以点是椭圆上的点,设该椭圆的左、右焦点为,则由椭圆的定义得,7已知椭圆的右焦点为F2(1,0),点在椭圆上(1)求椭圆方程;(2)点在圆上,M在第一象限,过M作圆的切线交椭圆于P、Q两点,问|F2P|+|F2Q|+|PQ|是否为定值?如果是,求出定值,如不是,说明理由解:(1)右焦点为,左焦点为,点在椭圆上,所以椭圆方程为(2)设 ,连接O
8、M,OP,由相切条件知,同理可求所以为定值8分别过椭圆E:=1(ab0)左、右焦点F1、F2的动直线l1、l2相交于P点,与椭圆E分别交于A、B与C、D不同四点,直线OA、OB、OC、OD的斜率分别为k1、k2、k3、k4,且满足k1+k2=k3+k4,已知当l1与x轴重合时,|AB|=2,|CD|=(1)求椭圆E的方程;(2)是否存在定点M,N,使得|PM|+|PN|为定值?若存在,求出M、N点坐标,若不存在,说明理由解:(1)当l1与x轴重合时,k1+k2=k3+k4=0,即k3=k4,l2垂直于x轴,得|AB|=2a=2,|CD|=,解得a=,b=,椭圆E的方程为(2)焦点F1、F2坐标
9、分别为(1,0),(1,0),当直线l1或l2斜率不存在时,P点坐标为(1,0)或(1,0),当直线l1,l2斜率存在时,设斜率分别为m1,m2,设A(x1,y1),B(x2,y2),由,得,=,同理k3+k4=,k1+k2=k3+k4,即(m1m2+2)(m2m1)=0,由题意知m1m2,m1m2+2=0,设P(x,y),则,即,x1,由当直线l1或l2斜率不存在时,P点坐标为(1,0)或(1,0)也满足,点P(x,y)点在椭圆上,存在点M,N其坐标分别为(0,1)、(0,1),使得|PM|+|PN|为定值29如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1,设R(x0,y0)是椭圆C上的
10、任一点,从原点O向圆R:(xx0)2+(yy0)2=8作两条切线,分别交椭圆于点P,Q(1)若直线OP,OQ互相垂直,求圆R的方程;(2)若直线OP,OQ的斜率存在,并记为k1,k2,求证:2k1k2+1=0;(3)试问OP2+OQ2是否为定值?若是,求出该值;若不是,说明理由解:(1)由圆R的方程知,圆R的半径的半径,因为直线OP,OQ互相垂直,且和圆R相切,所以,即,又点R在椭圆C上,所以,联立,解得所以所求圆R的方程为(2)因为直线OP:y=k1x,OQ:y=k2x,与圆R相切,所以,化简得=0同理,所以k1,k2是方程(x028)k22x0y0k+y028=0的两个不相等的实数根,因为
11、点R(x0,y0)在椭圆C上,所以,即,所以,即2k1k2+1=0(3)OP2+OQ2是定值,定值为36,理由如下:法一:(i)当直线OP,OQ不落在坐标轴上时,设P(x1,y1),Q(x2,y2),联立解得所以,同理,得,由,所以=36(ii)当直线落在坐标轴上时,显然有OP2+OQ2=36,综上:OP2+OQ2=36法二:(i)当直线OP,OQ不落在坐标轴上时,设P(x1,y1),Q(x2,y2),因为2k1k2+1=0,所以,即,因为P(x1,y1),Q(x2,y2),在椭圆C上,所以,即,所以,整理得,所以,所以OP2+OQ2=36 (ii)当直线OP,OQ落在坐标轴上时,显然有OP2
12、+OQ2=36,综上:OP2+OQ2=3610已知椭圆C:,左焦点,且离心率(1)求椭圆的方程;(2)若直线:()与椭圆交于不同的两点,(,不是左、右顶点),且以为直径的圆经过椭圆的右顶点求证:直线过定点,并求出定点的坐标解:(1)由题意可知,解得, 所以椭圆的方程为 (2)由方程组 得, 整理得, 设,则, 由已知,即,又椭圆的右顶点为,所以, , 即整理得, 解得或均满足当时,直线的方程为,过定点,与题意矛盾,舍去;当时,直线的方程为,过定点,故直线过定点,且定点的坐标为11已知椭圆:的离心率为,点在椭圆C上,O为坐标原点()求椭圆的方程;()设动直线与椭圆有且仅有一个公共点,是否存在圆心
13、在坐标原点,半径为定值的定圆C,使得与圆C相交于不在坐标轴上的两点,记直线, 的斜率分别为,满足为定值,若存在,求出定圆的方程并求出的值,若不存在,请说明理由.解:()由题意,得,a2=b2+c2,又因为点在椭圆C上,所以,解得a=2,b=1,所以椭圆C的方程为()结论:存在符合条件的圆,且此圆的方程为x2+y2=5证明如下:假设存在符合条件的圆,并设此圆的方程为x2+y2=r2(r0)当直线l的斜率存在时,设l的方程为y=kx+m由方程组得(4k2+1)x2+8kmx+4m24=0,因为直线l与椭圆C有且仅有一个公共点,所以,即m2=4k2+1由方程组得(k2+1)x2+2kmx+m2r2=
14、0,则设P1(x1,y1),P2(x2,y2),则,设直线OP1,OP2的斜率分别为k1,k2,所以,将m2=4k2+1代入上式,得要使得k1k2为定值,则,即r2=5,验证符合题意所以当圆的方程为x2+y2=5时,圆与l的交点P1,P2满足k1k2为定值当直线l的斜率不存在时,由题意知l的方程为x=2,此时,圆x2+y2=5与l的交点P1,P2也满足综上,当圆的方程为x2+y2=5时,圆与l的交点P1,P2满足斜率之积k1k2为定值12已知椭圆,经过点,且两焦点与短轴的一个端点构成等腰直角三角形(1)求椭圆方程;(2)过椭圆右顶点的两条斜率乘积为的直线分别交椭圆于两点,试问:直线是否过定点?
15、若过定点,请求出此定点,若不过,请说明理由解:(1)根据题意当的斜率存在时,设,(舍)直线过定点(0,0),当斜率不存在时也符合,即直线恒过定点(0,0)14已知椭圆的离心率为,以原点为圆心,椭圆的长半轴为半径的圆与直线相切(1)求椭圆标准方程;(2)已知点为动直线与椭圆的两个交点,问:在轴上是否存在点,使为定值?若存在,试求出点的坐标和定值,若不存在,说明理由解:(1)由得,即 又以原点O为圆心,椭圆C的长轴长为半径的圆为且与直线相切,所以代入得c=2,所以所以椭圆C的标准方程为 (2)由得设,所以根据题意,假设轴上存在定点E(m,0),使得为定值则=要使上式为定值,即与k无关,得此时,所以
16、在轴上存在定点E(,0)使得为定值,且定值为15已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为,则椭圆在其上一点处的切线方程为,试运用该性质解决以下问题:已知椭圆和椭圆(为常数)(1)如图(1),点为在第一象限中的任意一点,过作的切线,分别与轴和轴的正半轴交于两点,求面积的最小值;(2)如图(2),过椭圆上任意一点作的两条切线和,切点分别为,当点在椭圆上运动时,是否存在定圆恒与直线相切?若存在,求出圆的方程;若不存在,请说明理由解:(1)设,则椭圆在点处的切线方程为令,令,所以又点在椭圆的第一象限上,所以,当且仅当所以当时,三角形的面积的最小值为(2)设,则椭圆在点处的切线为:又过点,所以,同理点也满足
17、所以都在上,即直线的方程为,又在上,故原点到直线的距离为:,所以直线始终与圆相切16已知直线被圆截得的弦长恰与椭圆的短轴长相等,椭圆的离心率()求椭圆的方程;()已知过点的动直线交椭圆于两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点,使得无论如何转动,以为直径的圆恒过定点?若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由。解:()由题设可求得,又,则,所以椭圆的方程是()若直线与轴重合,则以为直径的圆为,若直线垂直于轴,则以为直径的圆为,由,解得,由此可知所求点T如果存在,只能是事实上点就是所求的点,证明如下:当直线的斜率不存在,即直线与轴重合时,以为直径的圆为,过点;当直线的斜率存在,设直线方程为,代入
18、椭圆方程并整理得,设点的坐标为,则,因为,所以有,所以,即以为直径的圆恒定过点,综上可知,在坐标平面上存在一个定点满足条件17已知直线l:yx,圆O:x2y24,椭圆E:1(ab0)的离心率e,直线l被圆O截得的弦长与椭圆的短轴长相等(1)求椭圆E的方程;(2)已知动直线(斜率存在)与椭圆E交于P,Q两个不同点,且OPQ的面积SOPQ1,若N为线段PQ的中点,问:在x轴上是否存在两个定点A,B,使得直线NA与NB的斜率之积为定值?若存在,求出A,B的坐标,若不存在,说明理由解:(1)设椭圆半焦距为c,圆心O到l的距离d,则l被圆O截得的弦长为2,所以b1,由题意得e,b1,a24,b21椭圆E
19、的方程为1(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),直线l1的方程为:ykxm则消去y得(14k2)x28kmx4m240x1x2,x1x2|PQ|x1x2|原点O到直线l1的距离d,则SOPQ|PQ|d1,2|m|14k2,令14k2n,2|m|n,n2m2,14k22m2N为PQ中点,xN,yN,14k22m2,xN,yN2y1 假设x轴上存在两定点A(s,0),B(t,0)(st),则直线NA的斜率k1,直线NB的斜率k2,k1k2当且仅当st0,st2时,k1k2,则s,t综上所述,存在两定点A(,0),B(,0),使得直线NA与NB的斜率之积为定值18在平角坐标系中,椭圆的离心率,
20、且过点,椭圆的长轴的两端点为,点为椭圆上异于,的动点,定直线与直线,分别交于,两点(1)求椭圆的方程;(2)在轴上是否存在定点经过以为直径的圆,若存在,求定点坐标;若不存在,说明理由解:(1),椭圆的方程为;设,的斜率分别为,则,由:知,由:知,的中点,以为直径的圆的方程为,令,即,解得或,存在定点,经过以为直径的圆19如图,在平面直角坐标系中,已知、分别是椭圆的左、右焦点,分别是椭圆的左、右顶点,为线段的中点,且(1)求椭圆的方程;(2)若为椭圆上的动点(异于点、),连接并延长交椭圆于点,连接、并分别延长交椭圆于点,连接,设直线、的斜率存在且分别为、试问是否存在常数,使得恒成立?若存在,求出
21、的值;若不存在,说明理由解:(1),化简得,点为线段的中点,从而,左焦点,故椭圆的方程为;(2)存在满足条件的常数,设,则直线的方程为,代入椭圆方程,整理得,从而,故点, 同理,点,三点共线,从而,从而,故,从而存在满足条件的常数,20如图,在平面直角坐标系中,椭圆的标准方程为,直线与轴交于点,与椭圆交于两点xOy BPEA (1)若点的坐标为,点在第一象限且横坐标为,连结点与原点的直线交椭圆于另一点,求的面积;(2)是否存在点,使得为定值?若存在,请指出点的坐标,并求出该定值;若不存在,请说明理由解:(1)将代入,解得,因点在第一象限,从而,由点的坐标为,所以,直线的方程为,联立直线与椭圆的方程,解得,又过原点,于是,所以直线的方程为,所以点到直线的距离, (2)假设存在点,使得为定值,设,当直线与轴重合时,有当直线
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