66.(2009宁夏海南卷文)(本小题满分12分)
已知椭圆的中心为直角坐标系的原点,焦点在轴上,它的一个项点到两个
焦点的距离分别是7和1
(1)求椭圆的方程‘
(2)若为椭圆的动点,为过且垂直于轴的直线上的点,(e为椭圆C的离心率),求点的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。
解(1)设椭圆长半轴长及分别为a,c,由已知得
{ 解得a=4,c=3,
所以椭圆C的方程为
(Ⅱ)设M(x,y),P(x,),其中
由已知得
而,故 ①
由点P在椭圆C上得 ,
代入①式并化简得
所以点M的轨迹方程为轨迹是两条平行于x轴的线段.
65.(2009湖北卷文)(本小题满分13分)
如图,过抛物线y2=2PX(P﹥0)的焦点F的直线与抛物线相交于M、N两点,
自M、N向准线L作垂线,垂足分别为M1、N1
(Ⅰ)求证:FM1⊥FN1:
(Ⅱ)记△FMM1、、△FM1N1、△FN N1的面积分别为S1、、S2、,S3,试判断S22=4S1S3是否成立,并证明你的结论。
(1) 证明 方法一 由抛物线的定义得
如图,设准线l与x的交点为
而
即
故
方法二 依题意,焦点为准线l的方程为
设点M,N的坐标分别为直线MN的方程为,则有
由 得
于是,,
,故
(Ⅱ)解 成立,证明如下:
方法一 设,则由抛物线的定义得
,于是
将与代入上式化简可得
,此式恒成立。
故成立。
方法二 如图,设直线M的倾角为,
则由抛物线的定义得
于是
在和中,由余弦定理可得
由(I)的结论,得
即,得证。
64.(2009全国卷Ⅰ文)(本小题满分12分)
如图,已知抛物线与圆相交于A、B、C、D四个点。
(Ⅰ)求r的取值范围
(Ⅱ)当四边形ABCD的面积最大时,求对角线AC、BD的交点P的坐标。
解:(Ⅰ)将抛物线代入圆的方程,
消去,整理得
抛物线与圆相交于、、、四个点的充要条件是:方程(1)有两个不相等的正根
∴即。
解这个方程组得.
(II)设四个交点的坐标分别为、、、。
则由(I)根据韦达定理有,
则
令,则 下面求的最大值。
方法1:由三次均值有:
当且仅当,即时取最大值。经检验此时满足题意。
方法2:设四个交点的坐标分别为、、、
则直线AC、BD的方程分别为
解得点P的坐标为。
设,由及(Ⅰ)得
由于四边形ABCD为等腰梯形,因而其面积
则将,
代入上式,并令,等
,
∴,
令得,或(舍去)
当时,;当时;当时,
故当且仅当时,有最大值,即四边形ABCD的面积最大,
故所求的点P的坐标为。
63.(2009四川卷文、理)(本小题满分12分)
已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率,右准线方程为。
(I)求椭圆的标准方程;
(II)过点的直线与该椭圆交于两点,且,求直线的方程。
解 (I)由已知得,解得
∴
∴ 所求椭圆的方程为 .
(II)由(I)得、
①若直线的斜率不存在,则直线的方程为,由得
设、,
∴ ,这与已知相矛盾。
②若直线的斜率存在,设直线直线的斜率为,则直线的方程为,
联立,消元得
∴ ,
又∵
化简得
解得
∴ 所求直线的方程为
62.(2009陕西卷文)(本小题满分12分)
已知双曲线C的方程为,离心率,顶点到渐近线的距离为。
(1)求双曲线C的方程;
(2)如图,P是双曲线C上一点,A,B两点在双曲线C的两条渐近线上,且分别位于第一、二象限,若,求面积的取值范围。
方法一 解(Ⅰ)由题意知,双曲线C的顶点(0,a)到渐近线,
所以所以
由
所以曲线的方程是
(Ⅱ)由(Ⅰ)知双曲线C的两条渐近线方程为
设
将P点的坐标代入
因为
又
所以
记
又S(1)=2,
当时,面积取到最小值,当当时,面积取到最大值
所以面积范围是
方法二(Ⅰ)由题意知,双曲线C的顶点(0,a)到渐近线,
所以曲线的方程是.
(Ⅱ)设直线AB的方程为
由题意知
将P点的坐标代入得
设Q为直线AB与y轴的交点,则Q点的坐标为(0,m)
=.
61.(2009宁夏海南卷理)(本小题满分12分)
已知椭圆C的中心为直角坐标系xOy的原点,焦点在s轴上,它的一个顶点到两个焦点的距离分别是7和1.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若P为椭圆C上的动点,M为过P且垂直于x轴的直线上的点,=λ,求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。
解 (Ⅰ)设椭圆长半轴长及半焦距分别为,由已知得
所以椭圆的标准方程为
(Ⅱ)设,其中。由已知及点在椭圆上可得
。
整理得,其中。
(i)时。化简得
所以点的轨迹方程为,轨迹是两条平行于轴的线段。
(ii)时,方程变形为,其中
当时,点的轨迹为中心在原点、实轴在轴上的双曲线满足的部分。
当时,点的轨迹为中心在原点、长轴在轴上的椭圆满足的部分;
当时,点的轨迹为中心在原点、长轴在轴上的椭圆;
60.(2009辽宁卷文、理)(本小题满分12分)
已知,椭圆C以过点A(1,),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。
(Ⅰ)解 由题意,c=1,可设椭圆方程为。
因为A在椭圆上,所以,解得=3,=(舍去)。
所以椭圆方程为 .
(Ⅱ)证明 设直线AE方程:得,代入得
设E(,),F(,).因为点A(1,)在椭圆上,
所以,
又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,在上式中以代,可得
所以直线EF的斜率。
即直线EF的斜率为定值,其值为。
59.(2009福建卷理)(本小题满分13分)
已知A,B 分别为曲线C: +=1(y0,a>0)与x轴
的左、右两个交点,直线过点B,且与轴垂直,S为上
异于点B的一点,连结AS交曲线C于点T.
(1)若曲线C为半圆,点T为圆弧的三等分点,试求出点S的坐标;
(II)如图,点M是以SB为直径的圆与线段TB的交点,试问:是否存在,使得O,M,S三点共线?若存在,求出a的值,若不存在,请说明理由。
解 方法一
(Ⅰ)当曲线C为半圆时,如图,由点T为圆弧的三等分点得∠BOT=60°或120°.
(1)当∠BOT=60°时, ∠SAE=30°.
又AB=2,故在△SAE中,有
(2)当∠BOT=120°时,同理可求得点S的坐标为,综上,
(Ⅱ)假设存在,使得O,M,S三点共线.
由于点M在以SB为直线的圆上,故.
显然,直线AS的斜率k存在且k>0,可设直线AS的方程为.
设点
故,从而.
亦即
由得
由,可得即
经检验,当时,O,M,S三点共线. 故存在,使得O,M,S三点共线.
方法二:
(Ⅰ)同方法一.
(Ⅱ)假设存在a,使得O,M,S三点共线.
由于点M在以SO为直径的圆上,故.
显然,直线AS的斜率k存在且k>0,可设直线AS的方程为
设点,则有
由所直线SM的方程为
O,S,M三点共线当且仅当O在直线SM上,即.
故存在,使得O,M,S三点共线.
58.(2009湖南卷文)(本小题满分13分)
已知椭圆C的中心在原点,焦点在轴上,以两个焦点和短轴的两个端点
为顶点的四边形是一个面积为8的正方形(记为Q).
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设点P是椭圆C的左准线与轴的交点,过点P的直线与椭圆C相交于M,N两点,当线段MN的中点落在正方形Q内(包括边界)时,求直线的斜率的取值范围。
解 (Ⅰ)依题意,设椭圆C的方程为焦距为,
由题设条件知, 所以
故椭圆C的方程为 .
(Ⅱ)椭圆C的左准线方程为所以点P的坐标,
显然直线的斜率存在,所以直线的方程为。
如图,设点M,N的坐标分别为线段MN的中点为G,
由得. ……①
由解得. ……②
因为是方程①的两根,所以,于是
=, .
因为,所以点G不可能在轴的右边,
又直线,方程分别为
所以点在正方形内(包括边界)的充要条件为
即 亦即
解得,此时②也成立.
故直线斜率的取值范围是
57.(2009全国卷Ⅱ理)(本小题满分12分)
已知椭圆的离心率为,过右焦点F的直线与相交于、两点,当的斜率为1时,坐标原点到的距离为
(I)求,的值;
(II)上是否存在点P,使得当绕F转到某一位置时,有成立?
若存在,求出所有的P的坐标与的方程;若不存在,说明理由。
解 (I)设,直线,由坐标原点到的距离为
则,解得 .又.
(II)由(I)知椭圆的方程为.设、
由题意知的斜率为一定不为0,故不妨设
代入椭圆的方程中整理得,显然。
由韦达定理有:........①
.假设存在点P,使成立,则其充要条件为:
点,点P在椭圆上,即。
整理得。
又在椭圆上,即.
故................................②
将及①代入②解得
,=,即.
当;
当.