高中数学 椭圆习题精选精讲素材 新人教A版选修2-1
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椭圆习题精选精讲
〔1〕第一定义——把椭圆从圆中分离
椭圆从圆〔压缩〕变形而来,从而使得椭圆与圆相关而又相异. 它从圆中带来了中心和定长,但又产生了2个新的定点——焦点. 准确、完整地掌握椭圆的定义,是学好椭圆、并进而学好圆锥曲线理论的基础.
[例1] 假设点M 到两定点F 1〔0,-1〕,F 2〔0,1〕的距离之和为2,那么点M 的轨迹是 〔 〕
A .椭圆
B .直线21F F
C .线段21F F
D .线段21F F 的中垂线.
[解析]注意到
122,F F =且122,MF MF +=故点M 只能在线段21F F 上运动,即点M 的轨迹就是线段21F F ,选C.
[评注]椭圆的定义中有一个隐含条件,那就是动点到两定点的距离之和必须大于两定点间的距离.忽视这一点,就会错误地选A.
〔2〕勾股数组——椭圆方程的几何特征 椭圆的长、短半轴a 、b 和半焦距c ,满足
.在a 、b 、c 三个参数中,只要或求出其中的任意两个,便可以求出第3个,继
而写出椭圆方程和它的一切特征数值.椭圆方程的标准式有明显的几何特征,这个几何特征就反映在这个勾股数组上. 所谓解椭圆说到底是解这个勾股数组.
[例2]圆()1003:
2
2=++y x A ,圆A 内一定点B 〔3,0〕
,圆P 过点B 且与圆A 内切,求圆心P 的轨迹方程. [解析]如图,设两圆内切于C ,动点P 〔x ,y 〕, 那么A 、P 、C 共线. 连AC 、PB ,∵
10PA PB AC +==
为定长,而A 〔-3,0〕,B 〔3,0〕为定点,∴圆心P 的 轨迹是椭圆.且5,3,4a
c b ==∴=.所求轨迹方程为:
2212516
x y +=.
〔3〕第二定义——椭圆的个性向圆锥曲线共性加盟
如果说椭圆第一定义的主要功能是导出了椭圆的方程,那么椭圆的第二定义那么给椭圆及其方程给出了深刻的解释.根据这个解释,我们可以方便地解决许多关于椭圆的疑难问题.
[例3]椭圆13
42
2=+y x ,能否在此椭圆位于y 轴左侧部分上找一点P ,使它到左准线的距离是它到两焦点F 1,F 2距离的比例中项. [解析]由椭圆方程知:1
2,3,1,2
a b c e ==∴==
. 椭圆的左准线为::4l x
=-.设存在椭圆上一点P 〔x ,y 〕
〔x<0〕符合所设条件.作PH ⊥l 于H.令
1122,,PH d PF r PF r ===,那么有:
2
21212PH PF PF d r r =⋅⇒=.但是
12111
,2422
r ed d r a r d ===-=-.
∴2
118
4225
d
d d d ⎛⎫=
⋅-⇒= ⎪⎝⎭.又8124,455d x x =+∴=-=-.
X
Y
A(-3,0)B(3,0)P(x,y)
C
X
Y
F 1(-1,0)
O
F 2(1,0)
H
L:x=-4
1
r 2
r d
P(x,y)
这与[]2,2x ∈-矛盾.故在椭圆左侧上不存在符合题设条件的点.
● 通法 特法 妙法
〔1〕解析法——解析几何存在的理由
解析法的实质是用代数的方法学习和研究几何.在解析几何的模式下,平面上任意一条曲线都唯一对应着一个二元方程.反之,根据任意一个二元方程,都可以用描点法唯一地画出它所对应的曲线.因此,可以将几何问题转化为解方程、方程组或不等式.
[例4]点P 〔x ,y 〕在椭圆4)
2(422
=+-y x 上,那么
x
y 的最大值为 〔 〕
A.1
B.-1
C. 332-
D. 33
2 [解析]设
()1y
k y kx x
=⇒=
方程〔1〕表示过椭圆()2
2
214
y x -+=上一点P 〔x ,y 〕 和原点的直线.显然当直线在椭圆上方且与椭圆相切时,y k x
=
最大.将方程〔1〕代入椭圆方程得:
()()()2
2222424416120
2x k x k x x -+=⇒+-+=
由于直线与椭圆相切,故方程〔2〕应有相等二实根.由
()22425648403k k ∆=-+=⇒=
.∵k>0
,∴取k =
D. [评注]直线与曲线相切的解析意义是相应的一元二次方程有相等二实根,因而可转化为其判别式为零处理;同理,直线与曲线相交要求相应的判别式大于零,相离那么要求这个判别式小于零.
〔2〕导数法——把方程与函数链接
由于解析法往往牵涉到比较繁杂的运算,所以人们在解题中研究出了许多既能减少运算,又能达到解题目的的好方法,导数法就是最为明显的一种.
[例5]求证:过椭圆22
221x y a b
+=上一点()00,M x y 的切线方程为:00221x x y y a b +=.
[证明一]〔解析法〕设所求切线方程为:
()00y y k x x -=-,代入椭圆方程:
()2
2222200b x a kx kx y a b +-+=.化简得:
()()()()2
2
2
22222000020
1k a
b x ka kx y x a kx y b ⎡⎤+--+--=⎣⎦
∵直线与椭圆相切,∴方程〔1〕有相等二实根.其判别式△=0,即:
()()()2
2
24222220000440k a kx y a k a b kx y b ⎡⎤--+--=⎣⎦
. 化简得:()()2
2
2
22000020
2k
a
x kx y b y -++-=
∵点()00,M
x y 在椭圆上,∴22222200b x a y a b +=,方程〔2〕之判别式
()()()2222
2222222222221000000000044440x y a x b y x y a b b x a y x y ∆=---=---+=.
故方程〔2〕亦有相等二实根,且其根为:
2220000000
22
2222222
0000
x y b x y b x y b x k a x a b b x a y a y =-=-=-=---.那么切线方程为:
()20
0020
b x y y x x a y -=--.再化简即得:00221x x y y a b +=.
[证明二]〔导数法〕对方程22
221x y a b
+=两边取导数:
22022220
220b x x y y b x
y k a b a y a y '⋅'+=⇒=-⇒=-.那么切线方程为:
()20
0020
b x y y x x a y -=--.再化简即得:00221x x y y a b +=.
[评注]〔1〕两种证法的繁简相差多大,一看便知
〔2〕这个切线方程的实际意义很大.在有关运算中直接引用这个公式是十分省事的.
〔3〕几何法——为解析法寻根朔源
减少解析计算的又一个重要手段,是在解题中充分运用平面几何知识.
[例6]〔07.湖南文科.9题〕设12F F ,分别是椭圆22
221x y a b
+=〔
0a b >>〕的左、右焦点,P
〔c 为半焦距〕的点,且12
2||||F F F P =,那么椭圆的离心率是〔 〕
A
.
1
2
B .
1
2
C
.
1
2
D
.
2
[解析]
如图有2a P c ⎛⎫
⎪⎝⎭
,设右准线交x 轴于H ,
∵212
2||||2,60F P F F c PH PF H ===∠=︒且,故
2221222
a F H c OH c e e c ∴===⇒=⇒=
,,选D.
[例7]椭圆
14
22
=+y x 和圆()2a x -12=+y 总有公共点,那么实数a 的取值范围是 〔 〕
[][][].
.4,4.3,3.2,2AR B C D ---
[解析]如右图椭圆14
22=+y x 的中心在原点, 且长、短半轴分别为a=2,b=1;圆()2a x -12=+y
的圆心为C 〔a ,0〕且半径R=1.
显然,当圆C 从椭圆左边与之相切右移到椭圆
X
O Y C(a,0)
1
-1
2
-2
右边与之相切时都有公共点.此时圆心的横坐标由-3增加到3,故a ∈
[]3,3-,选C.
在解析几何解体中引入平面几何知识包含两个重要方面,一是恰当地运用平面几何知识及其推理功能,二是利用图形变换去进行数量的分析与计算.
〔4〕转移法——将生疏向熟知化归
做数学题如果题题都从最原始的地方起步,显然是劳神费力且违反数学原那么的.不失时机地运用前此运算成果就成为数学思想的本质特点.而转移法正是这一思想的具体表达.
[例8]〔06.全国一卷.20题〕在平面直角坐标系xOy 中,有一个以)3,0(1-F 和)3,0(2F 为焦点,离心率为
2
3
的椭圆.设椭圆在第一象限的部分为曲线C ,动点P 在C 上,C 在点P 处的切线与x,y 轴的交点分别为A,B 且向量OM=OA+OB .试求点M 的轨迹方程
[分析]点P 在轨迹〔椭圆在第一象限的部分〕上, 是主动点;点M 在未知轨迹上,且随着点P 的运动而运动,是 被动点.故本例是典型的国际轨迹求未知轨迹,适合用坐标 转移法解之.此外,过椭圆上一点P 的切线方程,可以直接运用 例5的结论.
[解析]
椭圆的半焦距c =
c e a ==
2a ∴=长半轴,短半轴b=1.又椭圆的焦点在y 轴上,故其
方程为:
2
214
y x +=. 设点P 的坐标为
()()0000x y x y ,,0,
那么()2
2
00114
y x +=
过点P 的椭圆切线方程为:
()00124
y y
x x +=
在方程〔2〕中,令y=0,得0000114
4000x
A x y
B x x y y ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
,有,;再令,得,有,. 设点M 的坐标为
()x ,y .由OM=OA+OB ⇒()0000141400x y x y ⎛⎫⎛⎫⎛⎫
=+=
⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭
x ,y ,,, 00
001
14
4x x x x y y y y ⎧
⎧==⎪⎪⎪⎪∴⇒⎨⎨⎪⎪==⎪⎪⎩
⎩
,代入〔1〕:
22141x y
+=. ∵()()000102x y ∈
∈,,,
,∴所求点M 的轨迹方程是:()22
14
1x x y +=1,y 2.
转移法求轨迹方程的基本步骤是:〔1〕在轨迹上任取一点M 〔x 0,y 0〕,并写出其满足的关系式;〔2〕设P 〔x ,y 〕为待求轨迹上一点,并根据题设条件求出两个坐标的关系式;〔3〕用x ,y 的代数式分别表示x 0,y 0,代入〔1〕中的关系式化简即得.
X
Y O
A
B
P(x , y 00)
M(x,y)
图2
〔5〕三角法——与解析法珠联璧合
三角学的资源丰富,方法灵活.在解析几何解题中适当引入三角知识,优点多多.例如椭圆方程的三角形式是:sin x a cos y b θ
θ=⋅⎧⎨=⋅⎩
,既将
点的坐标中的两个变量减少为一个,又可以利用三角的优势去解决解析几何中的疑难.
[例9]假设P 是椭圆
13
42
2=+y x 上的点,F 1和F 2是焦点,那么21PF PF k ⋅=的最大值和最小值分别是
[解析]椭圆的长、短半轴分别为a=2,
b=,∴半焦距
c=1.焦点坐标分别为:F 1〔-1,0〕,F 2〔1,0〕.
设椭圆上一点为
()2cos P θθ
,那么
12cos PF θ=
==+.
同理;
22cos PF θ=-.于是
()()2
122cos 2cos 4cos k PF PF θθθ
=⋅=+-=- 故所求最大值为4,最小值是3.
[例10]如图1,中心在原点O 的椭圆的右焦点为F 〔3,0〕,右准线l 的方程为:x = 12。
〔1〕求椭圆的方程; 〔2〕在椭圆上任取三个不同点321,,P P P , 使13322
1FP P FP P FP P ∠=∠=∠,证明
|
|1||1||1321FP FP FP +
+为定值,并求此定值.
[分析]此题选自07.重庆卷.22题,是压轴题. 难度很大.动手前一定要选择好恰当的破题路径, 否那么将陷入繁杂的计算而不得自拔.
有关的3条线段都是焦半径,企图用椭圆的 第一定义或两点距离公式出发将是徒劳的.正确 的解题途径是:〔1〕利用椭圆的第二定义;〔2〕 题中有3个相等的角度,应不失时机地引入三角 知识.
[解析]椭圆的半焦距c=3,右准线x = 12
2
222212,12336,27a a b a c c ⇒=∴=⨯==-=.
故椭圆方程为:
22
13627
x y +=,其离心率12e =. 如图2设()()()1
11222333,,,,,P x y P x y P x y 为椭圆上符合条件的三点,令1
12233,,FP r FP r FP r ===.作P 1H 1⊥l 于H 1,令
111PH d =,
设∠P 1Fx=θ那么∠P 2Fx=θ+120°∠P 3Fx=
120°-θ.于是
()111
122
r ed x ==
-,而
1111193cos ,29cos 2cos x r r r r θθθ
=+∴=-⇒=
+.
同理:2
399
,2cos(120)2cos(120)
r r θθ=
=
+︒++︒-.于是 ()()()12311112cos 2cos(120)2cos(120)||||||
9FP FP FP θθθ++=+++︒+++︒-⎡⎤⎣⎦ []12
6cos 2cos120cos 93
θθ=
++︒=,故为定值. 如果读者有极坐标的有关知识,那么此题的解法将更为简洁 圆锥曲线的极坐标方程是:1cos ep
e ρ
θ
=
-.其中e 是椭圆的离心率,p 是相应焦点到准线的距离,θ是极径与极轴的夹角.
巧用定义求椭圆中四类最值问题
圆锥曲线的定义既是推导圆锥曲线标准方程的依据,又是用来解决一些问题的重要方法,一般情况下,当问题涉及焦点或准线,且用其它方法不易求解时,可考虑运用定义求解,下面以椭圆为例归纳四类最值问题。
一、的最值
假设A 为椭圆内一定点〔异于焦点〕,P 是C 上的一个动点,F 是C 的一个焦点,e 是C 的离心率,求的最小值。
例1. 椭圆内有一点A 〔2,1〕,F 是椭圆C 的左焦点,P 为椭圆C 上的动点,求的最小值。
分析:注意到式中的数值“〞恰为,那么可由椭圆的第二定义知等于椭圆上的点P 到左准线的距离。
这种方法在本期《椭圆
中减少运算量的主要方法》一文中已经介绍过,这里不再重复,答案为。
二、
的最值
假设A 为椭圆C 内一定点〔异于焦点〕,P 为C 上的一个动点,F 是C 的一个焦点,求的最值。
例2. 椭圆内有一点A 〔2,1〕,F 为椭圆的左焦点,P 是椭圆上动点,求
的最大值与最小值。
解:如图1,设椭圆的右焦点为
,可知其坐标为〔3,0〕
图1
由椭圆的第一定义得:
可知,当P 为
的延长线与椭圆的交点时,最大,最大值为
,当P 为
的延长线与椭圆的交点时,
最小,最小值为。
故的最大值为,最小值为。
三、
的最值
假设A 为椭圆C 外一定点,为C 的一条准线,P 为C 上的一个动点,P 到的距离为d ,求
的最小值。
例3. 椭圆外一点A〔5,6〕,为椭圆的左准线,P为椭圆上动点,点P到的距离为d,求的最小值。
解:如图2,设F为椭圆的左焦点,可知其坐标为
图2
根据椭圆的第二定义有:,即
可知当P、F、A三点共线且P在线段AF上时,最小,最小值。
故的最小值为10。
四、椭圆上定长动弦中点到准线距离的最值
例4. 定长为的线段AB的两个端点分别在椭圆上移动,求AB的中点M到椭圆右准线的最短距离。
解:设F为椭圆的右焦点,如图3,作于A〞,BB〞⊥于B〞,MM〞⊥于M〞
图3
那么
当且仅当AB过焦点F时等号成立。
故M到椭圆右准线的最短距离为。
评注:是椭圆的通径长,是椭圆焦点弦长的最小值,是AB能过焦点的充要条件。
椭圆中减少运算量的主要方法
椭圆中减少运算量提高计算速度有多种方法,以下的四种主要方法比较常用,能够有效地减少运算量,希望同学们切实掌握。
一、追根溯源,回归定义
椭圆中许多性质都是由定义派生出来的,如果能够从其定义出发,挖掘它的性质,把定量的计算和定性的分析有机地结合起来,那么可以大大地减少运算量。
例1. 〔全国高中数学联赛〕给定A〔-2,2〕,B是椭圆上的动点,F是左焦点,当取得最小值时,求B点坐标。
分析:如果设点B的坐标,再求那么计算量相当大,而如果利用椭圆的第二定义,把转化为B点到左准线的距离就简单的多。
解:由椭圆方程得:,左准线为。
如图1,过B点作左准线的垂线,垂足为N。
过A点作此准线的垂线,垂足为M。
根据椭圆的第二定义得:
那么〔为定值〕
当且仅当B点是线段AM与椭圆的交点时等号成立。
可解得B点的坐标是
二、充分运用平面几何性质
结合平面几何的知识解决椭圆中的有关问题,也是避免繁杂运算的有效途径之一。
例2. 椭圆的焦点为,点P为其上的动点。
当为钝角时,点P的横坐标的取值范围是____________。
分析:用为钝角的充要条件和焦半径公式以及余弦定理解题,最后因计算量过大均可能造成繁解或错解。
而充分运用平面几何性质那么会得以简解。
解:依题意
以原点为圆心,为半径作圆,那么是圆的直径。
假设P点在圆外,那么为锐角;假设P点在圆上,那么为直角;假设P点在圆内,那么为钝角。
联立
消去得:
故即为所求。
三、利用图形的性质化繁为简
细观题意,察看图形特征,从中找出解题突破口,也可以避免大量的运算。
例3. 〔四川高中数学竞赛〕P点在圆上移动,Q点在椭圆上移动,求的最大值。
分析:如图2,此题如能从图形出发,看到的最大值,等于的最大值与圆的半径之和,那么可避免大量的运算。
图2
解:设,那么,即
的最大值为
四、利用“点差法〞,设而不求
与弦中点的有关问题,主要有三种题型:求平行弦的中点轨迹;求过定点的弦中点的轨迹;求被定点平分的弦所在直线的方程,都可用“点差法〞减少运算量。
例4. 椭圆中,过点P 〔1,1〕的弦AB 恰被点P 平分,求弦AB 所在的直线方程。
解:设
,那么
由<1>-<2>得:
那么直线AB 的斜率为:
故弦AB 所在直线的方程为:
即
利用韦达定理、曲线系方程、建立恰当的坐标系、整体代换、三角换元等方法也能起到减少运算量、提高计算速度的作用,在此就不再赘述了。
椭圆
1椭圆的中心在坐标原点O ,焦点在坐标轴上,直线y =x +1与椭圆交于P 和Q ,且OP ⊥OQ ,|PQ |=
2
10
,求椭圆方程 解 设椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0),P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)由⎩⎨
⎧=++=1
12
2
ny mx x y 得(m +n )x 2+2nx +n -1=0,
Δ=4n 2-4(m +n )(n -1)>0,即m +n -mn >0,由OP ⊥OQ ,所以x 1x 2+y 1y 2=0,即2x 1x 2+(x 1+x 2)+1=0,
∴
n m n n m n --
+-2)1(2+1=0,∴m +n =2 ①又2)210()(4=+-+n m mn n m 2,将m +n =2,代入得m ·n =4
3
② 由①、②式得m =21,n =23或m =23,n =21故椭圆方程为22x +23y 2=1或23x 2+2
1y 2
=1
2()设椭圆的左焦点为(,),左准线与轴交
x a y b a b F x 222
2111020+=>>-l
于点(,),过点且倾斜角为的直线交椭圆于、两点。
N N o -3030l A B
()求直线和椭圆的方程;I l ()求证:点(,)在以线段为直径的圆上;II F AB 120-
()在直线上有两个不重合的动点、,以为直径且过点的所有III l C D CD F 1
圆中,求面积最小的圆的半径长。
解:()()直线:I y x l =+333 由已知,c a c ==23
2
解得:,a b a c 2222
6642
==-=-=∴椭圆方程为x y 22
621
+=
()()解方程组II x y y x 2236013
332+-=<>=+<>
⎧⎨⎪
⎩
⎪
<><>++=<>212630
32代入,整理得:x x
()()设,,,A x y B x y 1122
则,·x x x x 121233
2+=-=
()()()()则··k k y x y x x x x x F A F B
1111221212221
33322=++=++++()[]=
++++++x x x x x x x x 1212121239324·()
=+-++-+⎡⎣⎢⎤⎦
⎥
=-3
23393322341()()∴⊥,即∠F A F B AF B o 11190=∴点,在以线段为直径的圆上F AB 120()-
〔III 〕面积最小的圆的半径应是点F 到直线l 的距离,设为r
∴为所求r =
⨯--+⎛⎝ ⎫⎭
⎪+=
3
3
2033311
2
2
()
()()221111y 2x y 2x B F A F II ,·,·)的解法二:(++=→
→ ()()=+++x x y y 121222
()()[]
=++++
+++x x x x x x x x 12121212241339()=+++=4
33701212x x x x
又,x x x x 121233
2+=-=
∴⊥,即∠F A F B AF B o
11190=()∴点,在以线段为直径的圆上)F AB 120-
3
1F 、2F 是椭圆
)0(122
22>>=+b a b
y a x 的左、右焦点,A 是椭圆上位于第一象限内的一点,点B 也在椭圆上,且满足
O O OB OA (=+为坐标原点〕,0212=⋅F F AF ,假设椭圆的离心率等于
.2
2
〔Ⅰ〕求直线AB 的方程; 〔Ⅱ〕假设2ABF ∆的面积等于24
,求椭圆的方程;
〔Ⅲ〕在〔Ⅱ〕的条件下,椭圆上是否存在点M 使得MAB ∆的面积等于38
?假设存在,求出点M 的坐标;假设不存在,说明理
由.
解: 〔Ⅰ〕由O OB OA =+知直线AB 经过原点,又由
.0212212F F AF F F AF ⊥=⋅知
因为椭圆离心率等于
222
1,22,22a b a c ==所以,故 椭圆方程可以写成222
2a y x
=+, 设,21),,(a y y c A A A =
代入方程得所以)2
1,22(a a A , 故直线AB 的斜率2
2=
k ,因此直线AB 的方程为
.2
2x y =
〔Ⅱ〕连接AF 1、BF 1,由椭圆的对称性可知2112
F AF ABF ABF
S S ∆∆∆==,
所以,8,16,24212212
2===⋅⋅b a a c 解得故椭圆方程为
.18
1622=+y x 〔Ⅲ〕由〔Ⅱ〕可以求得
,342)22(2222=+==OA AB
假设在椭圆上存在点M 使得MAB ∆的面积等于38
,
设点M 到直线AB 的距离为d ,那么应有38342
1
=⋅⋅d ,所以.4=d 设M 所在直线方程为06422=±-y x 与椭圆方程联立消去x 得方程0326842=+±y y
即
08622=+±y y 084)62(2<⨯-±=∆ 故在椭圆上不存在点M 使得MAB
∆的面积等于.38
4F 1、F 2是椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x 的左、右焦点,A 是椭圆上位于第一象限内的一点,点B 也在椭圆上,且满足0
=+OB OA 〔O 是坐标原点〕,
.0212=⋅F F AF 假设椭圆的离心率等于
.2
2
〔1〕求直线AB 的方程; 〔2〕假设三角形ABF 2的面积等于24
,求椭圆的方程;
.解:〔1〕由0=+OB OA 知,由直AB 经过原点,
又由
2122120F F AF F F AF ⊥=⋅知,因为椭圆的离心率等于
2
2,
所以222
1
,22a b a c ==
,故椭圆方程2222a y x =+ 设A (x ,y ),由0212=⋅F F AF ,知x = c , ∴A (c ,y ),代入椭圆方程得
)21,22(,21a a A a y ∴=
, 故直线AB 的斜率.2
2
=k 因此直线AB 的方程为
.2
2x y =
〔2〕连结AF 1、BF 1、AF 2、BF 2,由椭圆的对称性可知2112
F AF ABF ABF
S S S ∆∆∆==,
所以2421221=⋅⋅a c ,又由a c 2
2=,解得8816,162
2=-==b a ,故椭圆的方程为
.181622=+y x 5 椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x ,它的上下顶点分别是A 、B ,点M 是椭圆上的动点〔不与A 、B 重合〕,直线AM 交直线y=2于点N ,
且BN BM
⊥.〔Ⅰ〕求椭圆的方程;
〔Ⅱ〕假设斜率为1的直线l 交椭圆于P 、Q 两点,求证:OQ OP +与向量a=〔-3,1〕共线〔其中O 为坐标原点〕. .解:〔I 〕由题意,A 〔0,1〕,B 〔0,-1〕,设M 〔x 0,y 0〕,x 0≠0. ∴那么直线AM 的方程为
11
0+-=
x x y y 0)1(31
,
0,3)3,1
(
),1,().2,1(1
1
,
2002000
000000=++-∴=⋅∴⊥-=+=∴-⎪⎩
⎪
⎨⎧+-==y y x BN BM BN BM y x BN y x BM y x N x x y y y 分得由
0)1(320
20=-+∴y x ①, 又∵M 〔x 0,y 0〕在椭圆上,12
220=+∴y a
x ② ①、②联立并消去y 0,得
,3,031,0,
032
20220
20
==-
∴≠=-a a
x a x x 即 ∴椭圆方程为.13
22
=+y x 〔II 〕解法一:设直线PQ 方程为y=x +b.
分
共线与故分
为方程的两根则设分得由12.)1,3().
1,3(2)2,23(),(10..2
2232,
2
3
,),,(),,(90336413
,2121212121212211222
2 -=+-=-=++=+∴=+-=++=+-=+∴=-++⎪⎩⎪⎨⎧=++=a OQ OP b
b b y y x x OQ OP b
b b b x x y y b x x x x y x Q y x p b bx x y x b x y
解法二:设13),,(),,(21212211=+y x y x Q y x P 则①, 132
22
2=+y x ②. ①-②,得
03
2
2212
221=-+-y y x x , 分
共线与故分分
即又分
则12.)1,3(11),1,3)(()),(3(),(10).(3,1)
(3,18)
(321212121212121212
1212
12121 -=+-+=++-=++=+∴+-=+=++-
∴=++-=--=
a OQ OP y y y y y y y y x x OQ OP y y x x y y x x K y x x x x x y y K PQ PQ
6直线)0(1:01:22
22>>=+=-+b a b
y a x C y x l 与椭圆相交于A 、B 两点,且).32,34(=+OB OA 〔I 〕求椭圆C 的离心率;
〔II 〕假设椭圆C 的右焦点关于直线l 的对称点在圆522
=+y x 上,求椭圆C 的方程.
解:〔I 〕设
),(),,(2211y x B y x A .),32,34(=+OB OA 3
2
,342121=+=+∴y y x x
由0112)11(,
1,
01222222222=-+-+⎪⎩⎪⎨⎧=+=-+b x b x b a b y a
x y x 得.
该方程的两根为21,x x ,由韦达定理,得.34
1122
22
21
=+=
+b a b x x 222b a =∴
22222222,c a a c a b -=∴-= ,2
2,222==
∴=∴a c e c a
〔II 〕设椭圆的右焦点为F 〔c ,0〕,F 关于直线l 的对称点为),(00y x P ,
那么⎩⎨
⎧-==⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=-++.1,1,
1,0122
00000
0c y x c
x y y c x 解得上在圆522=+y x P 5)1(12=-+∴c
)(13舍或-=∴c 9,1822
2
2
2
====∴c b c a 故所求椭圆方程为
19
182
2=+y x . 7定点A 〔-2,0〕,动点B 是圆64)2(:22=+-y x F 〔F 为圆心〕上一点,线段AB 的垂直平分线交BF 于P 。
〔1〕求动点P 的轨迹方程; 〔2〕直线
13+=x y 交P 点的轨迹于M ,N 两点,假设P 点的轨迹上存在点C ,使,OC m ON OM ⋅=+求实数m 的值;
解:〔1〕由题意:∵|PA|=|PB|且|PB|+|PF|=r=8∴|PA|+|PF|=8>|AF|∴P 点轨迹为以A 、F 为焦点的椭圆
设方程为)0(12222>>=+b a b
y a x 分
点轨迹方程为6 (112)
1612
4
2,4,822
22
2222=+∴=∴===-==∴y x P b c b a a a
〔2〕设OC m ON OM
y x C y x N y x M =+ ),(),(),(002211
分
得:由10 (5)
2
2)(3,15
3
80
443815,112161
3,),(),(2121212222
1
021*******=++=+-
=+∴=-+⎪⎩⎪
⎨⎧=+
+=+=+=
∴=++∴x x y y x x x x y x x y m
y y y m x x x y x m y y x x 12512425516364112
1652
15382
22
200=⨯+⨯⨯∴=+=
-
=∴m m y x C m y m x 上,
在椭圆 15
15
,1512±
=∴=
∴m m ………………………………14分 8椭圆的)0(12222>>=+b a b
y a x 一个顶点为A 〔0,1〕,且它的离心率与双曲线1322
=-y x 的离心率互为倒数.〔I 〕求椭圆的方程;〔Ⅱ〕过A 点且斜率为k 的直线与椭圆相交于A 、B 两点,点M 在椭圆上,并且满足OB OA OM
2
3
21+=
,求k 的值. 解:〔Ⅰ〕∵双曲线3
3
23131322=
+=-的离心率为y x ∴椭圆的离心率为
2
3。
∵椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x 的一个顶点为A 〔0,1〕,∴b=1
14,4,2312222
2=+∴=∴=-∴y x a a
a 椭圆的方程为 〔Ⅱ〕过A 点且斜率为k 的直线的方程是y=kx+1,代入到椭圆方程中,消去y 并整理得
08)41(22=++kx x k 显然这个方程有两解。
设则可解得),,(),,(),,(2211y x M y x B y x A
2
2
22112
2141411,11,
418,0k k kx y kx y k k x x +-=
+==+=∴+-=
=
即A 〔0,1〕,B )4141,418(222k
k k k +-+- )4141,418(23)1,0(21),(2
2
2k k k k y x +-+-+=∴ )
41(2)31(431,413422
2
k k y k k x +-++=+-=∴将E 点的坐标代入到椭圆方程中,并去坟墓可得
22222)41(4)]31(4)31[(48k k k +=-+++展开整理得2
1
,1614±=∴=
k k 方法二:
〔Ⅱ〕过A 点且斜率为k 的直线的方程是y=kx+1,代入到椭圆方程中,消去y 并整理得
08)41(22=++kx x k ①显然这个方程有两解。
设则),,(),,(),,(2211y x M y x B y x A
分
8...............).........3(2
1
),3(21),(23
),(21),(,232121212211y y y x x x y x y x y x OB OA OM +=+=∴+=∴+=
∵点M 在C 上,22212213)3(43)3(41b y y x x =+++∴
22121222221213]3632)3(3)3[(4
1
b y y x x y x y x =++++++∴ 032121=+∴y y x x 03)(3)31(,0)121
)(121(3212122121=++++=+++∴x x k x x k x x x x 即②
又由①式知:.418,02
2121k
k
x x x x +-=+= 代入到②式得2
1,1612
±=∴=k k 9 椭圆C 的中心在原点,焦点在x 轴上,经过点)5,3(-的直线l 与向量〔-2,
5〕平行且通过椭圆C 的右焦点F ,交椭圆C 于A 、
B 两点,又
.2FB AF = 〔1〕求直线l 的方程; 〔2〕求椭圆C 的方程.
〔1〕直线l 过点)5,3(-且与向量〔-2,5〕平行
那么l 方程为:
5
523+=
--y x 化简为:
)1(25--=x y 〔2〕设直线)1(25--
=x y 与椭圆12222=+b
y a x 交于A 〔),(),,2211y x B y x
由
2122y y BF AF -=-=,求得
将222222152
b a y a x b y x
=++-
=代入中整理得0)1(5
4)54(222
222=-+-+a b y b y a b
由韦达定理可知:⎪⎪⎪⎪⎩
⎪
⎪⎪⎪⎨
⎧
-=+-=⋅-=+=+②
①
22
2
222212
22221254)1(5454y a b a b y y y a b b y y ………………9分
由①2/②知32b 2=〔4b 2+5a 2〕〔a 2-1〕 又2
2
b a -=1,故可求得,3
42
2
⎪⎩⎪⎨⎧==b a 因此所求椭圆方程为:13422=+y x 10椭圆)0(12222>>=+b a b
y a x 的右焦点为F ,短轴长22,直线x c a x l 与2
:=轴相交于点A ,且||2||FA OF =,过点A 的直线与椭圆相交于P 、Q 两点。
〔Ⅰ〕求椭圆的方程;〔Ⅱ〕假设以PQ 为直径的圆恰好经过原点,求直线PQ 的方程。
解:〔Ⅰ〕由得
⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧
-==-=)(222
2
22c c a c b c a b 解得 2,2,6===c b a ∴ 椭圆的方程为 12622=+y x 〔Ⅱ〕由〔Ⅰ〕可得A 〔3,0〕 设直线PQ 的方程为
)3(-=x k y 由方程组
⎪⎩⎪⎨⎧=+-=126
)
3(2
2
y x x k y 得
062718)13(2222=-+-+k x k x k
依题意
0)32(12)627)(13(4)18(22222>-=-+--=∆k k k k 得 3
6
36<
<-
k 设136
27,1318),(),,(222122212211+-=+=+k k x x k k x x y x Q y x P ,则
1
33]9)(3[)3()3(22
21212
2121+=++-=--=k k x x x x k x k x k y y
∵,01
3313627022222121=+++-∴=+k k k k y y x x ,
解得 )36,36(55-∈±=k ∴直线PQ 的方程为 )3(55-±=x y。