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- 2021-05-13 发布
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名校专题----圆锥曲线培优训练5
1、设椭圆E: (a,b>0)过M(2,) ,N(,1)两点,O为坐标原点.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A,B,
且?若存在,写出该圆的方程,并求|AB |的取值范围,若不存在说明理由。
解:(1)因为椭圆E: (a,b>0)过M(2,),N(,1)两点,
所以解得所以椭圆E的方程为 4分
(2)假设存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A,B,且,设该圆的切线方程为解方程组得,
即,
则△=,即
要使,需使,即,所以,
所以又,
所以,所以,即或,
因为直线为圆心在原点的圆的一条切线,
所以圆的半径为,,,
所求的圆为,此时圆的切线都满足或,
而当切线的斜率不存在时切线为与椭圆的两个交点为或满足,
综上, 存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A,B,且.
因为,
所以,
, 8分
①当时,因为所以,
所以,所以当且仅当时取“=”.
②时,.
③当AB的斜率不存在时, 两个交点为或,
所以此时, 12分
综上, |AB |的取值范围为即: 14分
2、如图,已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,长轴长是短轴长的2倍且经过点M(2,1),平行于OM的直线l在轴上的截距为,l交椭圆于A、B两个不同点.
(1)求椭圆的方程; (2)求m的取值范围;
(3)求证直线MA、MB与轴始终围成一个等腰三角形.
解:(1)设椭圆方程为 则 2分
∴椭圆方程 4分
(2)∵直线l平行于OM,且在轴上的截距为m,又
∴l的方程为:
由 6分
∵直线l与椭圆交于A、B两个不同点,
∴m的取值范围是
(3)设直线MA、MB的斜率分别为k1,k2,只需证明k1+k2=0即可
设
可得 8分
而
10分
∴k1+k2=0
故直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形. 12分
3已知椭圆:()过点,其左、右焦点分别为,且
.
(1)求椭圆的方程;
(2)若是直线上的两个动点,且,则以为直径的圆是否过定点?请说明理由.
解:(1)设点的坐标分别为,
则
故,可得, …………………2分
所以,…………………4分
故,
所以椭圆的方程为. ……………………………6分
(2)设的坐标分别为,则,
又,可得,即, …………………8分
又圆的圆心为半径为,
故圆的方程为,
即,
也就是, ……………………11分
令,可得或2,
故圆必过定点和. ……………………13分
(另法:(1)中也可以直接将点坐标代入椭圆方程来进行求解;(2)中可利用圆C直径的两端点直接写出圆的方程)
4、已知点是直角坐标平面内的动点,点到直线的距离为,到点的距离为,且.
(1)求动点P所在曲线C的方程;
(2)直线过点F且与曲线C交于不同两点A、B(点A或B不在x轴上),分别过A、B点作直线的垂线,对应的垂足分别为,试判断点F与以线段为直径的圆的位置关系(指在圆内、圆上、圆外等情况);
(3)记,,(A、B、是(2)中的点),问是否存在实数,使成立.若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
进一步思考问题:若上述问题中直线、点、曲线C:,则使等式成立的的值仍保持不变.请给出你的判断 (填写“不正确”或“正确”)(限于时间,这里不需要举反例,或证明).
解 (1) 设动点为,依据题意,有,化简得. 3分
因此,动点P所在曲线C的方程是:.……………4分
(2) 点F在以MN为直径的圆的外部.
理由:由题意可知,当过点F的直线的斜率为0时,不合题意,故可设直线:
,如图所示. 5分
联立方程组,可化为,
则点的坐标满足. 7分
又、,可得点、.
因,,则=.……9分
于是,为锐角,即点F在以MN为直径的圆的外部. 10分
(3)依据(2)可算出,,
则
,
.…… 14分
所以,,即存在实数使得结论成立. ……15分
对进一步思考问题的判断:正确. ……18分
5、已知点是直角坐标平面内的动点,点到直线(是正常数)的距离为,到点的距离为,且1.
(1)求动点P所在曲线C的方程;
(2)直线过点F且与曲线C交于不同两点A、B,分别过A、B点作直线的垂线,对应的垂足分别为,求证=;
(3)记,,(A、B、是(2)中的点),,求的值.
解 (1) 设动点为,依据题意,有
,化简得.……4分
因此,动点P所在曲线C的方程是:. ……………6分
由题意可知,当过点F的直线的斜率为0时,不合题意,
故可设直线:,如图所示. …… 8分
联立方程组,可化为,
则点的坐标满足. 10分
又、,可得点、.
于是,,,
因此. 12分
(3)依据(2)可算出,,
则 ,
. 16分
所以,即为所求. 18分
6、已知:椭圆(),过点,的直线倾斜角为
,原点到该直线的距离为.
(1)求椭圆的方程;
(2)斜率大于零的直线过与椭圆交于,两点,若,求直线的方程;
(3)是否存在实数,直线交椭圆于,两点,以为直径的圆过点?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)由, ,得,,
所以椭圆方程是:……………………4分
(2)设EF:()代入,得,
设,,由,得.
由,……………………8分
得,,(舍去),(没舍去扣1分)
直线的方程为:即……………………10分
(3)将代入,得(*)
记,,PQ为直径的圆过,则,即,又,,得.………………14分
解得,此时(*)方程,存在,满足题设条件.…………16分
7、已知点,动点满足条件,记动点的轨迹为。
(1)求的方程;
(2)过作直线交曲线于两点,使得2,求直线的方程。
(3)若从动点向圆:作两条切线,切点为、,令|PC|=d,
试用d来表示,并求的取值范围。
解:(1)由,知点的轨迹是以为焦点,实轴长为的双曲线
即设,所以所求的的方程为 4分
(2)若k不存在,即x=2时,可得A(2,),B(2,-),|AB|=2满足题意; 5分
若k存在,可设l:y=k(x-2)
联立,
由题意知且 6分
设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|= 即 =2 k=0 即l:y=0 8分
所以直线l的方程为 x=0或y=0 9分
(3)
又
则----- 13分
在是增函数,
则所求的的范围为。 16分
8、在平面直角坐标系中,已知焦距为4的椭圆的左、右顶点分别为,椭圆
的右焦点为,过作一条垂直于轴的直线与椭圆相交于,若线段的长为。
(1)求椭圆的方程;
(2)设是直线上的点,直线与椭圆分别交于点,求证:直线
必过轴上的一定点,并求出此定点的坐标;
(3)实际上,第(2)小题的结论可以推广到任意的椭圆、双曲线以及抛物线,请你对抛物线写出一个更一般的结论,并加以证明。
A
B
Q
O
M
N
x
y
9
(1)依题意,椭圆过点,故,解得。………(3分)
椭圆的方程为。…………(4分)
(2)设,直线的方程为,……………(5分)
代入椭圆方程,得, ……(6分)
设,则,…(7分)
,故点的坐标为。………(8分)
同理,直线的方程为,代入椭圆方程,得,
设,则,。
可得点的坐标为。…………………………………………………………(10分)
①若时,直线的方程为,与轴交于点;
②若,直线的方程为,
令,解得。综上所述,直线必过轴上的定点。…………………………(12分)
(3)结论:已知抛物线的顶点为,为直线上一动点,过点作
轴的平行线与抛物线交于点,直线与抛物线交于点,则直线必过定点。………(14分)
证明:设,则,
P
O
M
N
x
y
直线的方程为,代入,得,可求得。…(16分)
直线的方程为,
令,得,即直线必过定点。……(18分)
9、已知椭圆中心为,右顶点为,过定点作直线交椭圆于、两点.
(1)若直线与轴垂直,求三角形面积的最大值;
(2)若,直线的斜率为,求证:;
(3)直线和的斜率的乘积是否为非零常数?请说明理由.
解:设直线与椭圆的交点坐标为.
(1)把代入可得:, (2分)
则,当且仅当时取等号 (4分)
(2)由得,,(6分)
所以
(9分)
(3)直线和的斜率的乘积是一个非零常数. (11分)
当直线与轴不垂直时,可设直线方程为:,
由消去整理得
则 ① 又 ② (13分)
所以(15分)
当直线与轴垂直时,由得两交点,
显然.所以直线和的斜率的乘积是一个非零常数.(16分)
10、定义:由椭圆的两个焦点和短轴的一个顶点组成的三角形称为该椭圆的“特征三角形”。如果两个椭圆的“特征三角形”是相似的,则称这两个椭圆是“相似椭圆”,并将三角形的相似比称为椭圆的相似比。已知椭圆。
若椭圆,判断与是否相似?如果相似,求出与的相似比;如果不相似,
请说明理由;
写出与椭圆相似且短半轴长为的椭圆的方程;若在椭圆上存在两点、关于直线对称,求实数的取值范围?
如图:直线与两个“相似椭圆”和分别交于点和点,证明:
23.解:(1)椭圆与相似。-------------------2分
因为椭圆的特征三角形是腰长为4,底边长为的等腰三角形,而椭圆的特征三角形是腰长为2,底边长为的等腰三角形,因此两个等腰三角形相似,且相似比为-------------------4分
(2)椭圆的方程为:-------------------6分
设,点,中点为,
则,所以-------------------8分
则 -------------------9分
因为中点在直线上,所以有,-------------------10分
即直线的方程为:,
由题意可知,直线与椭圆有两个不同的交点,
即方程有两个不同的实数解,
所以,即-------------------12分
(3)证明:
①直线与轴垂直时,易得线段AB与CD的中点重合,所以;-------------------14分
②直线不与轴垂直时,设直线的方程为:,,
线段AB的中点,
-------------------15分
线段AB的中点为-------------------16分
同理可得线段CD的中点为,-------------------17分
即线段AB与CD的中点重合,所以-------------------18