題目列表(包括答案和解析)
已知中心在坐標原點,焦點在
軸上的橢圓C;其長軸長等于4,離心率為
.
(Ⅰ)求橢圓C的標準方程;
(Ⅱ)若點
(0,1), 問是否存在直線
與橢圓
交于
兩點,且
?若存在,求出
的取值范圍,若不存在,請說明理由.
【解析】本試題主要考查了橢圓的方程的求解,直線與橢圓的位置關系的運用。
第一問中,可設橢圓的標準方程為
則由長軸長等于4,即2a=4,所以a=2.又
,所以
,
又由于
所求橢圓C的標準方程為![]()
第二問中,
假設存在這樣的直線
,設
,MN的中點為![]()
因為|ME|=|NE|所以MN
EF所以![]()
(i)其中若
時,則K=0,顯然直線
符合題意;
(ii)下面僅考慮
情形:
由
,得,![]()
,得![]()
代入1,2式中得到范圍。
(Ⅰ) 可設橢圓的標準方程為
則由長軸長等于4,即2a=4,所以a=2.又
,所以
,
又由于
所求橢圓C的標準方程為![]()
(Ⅱ) 假設存在這樣的直線
,設
,MN的中點為![]()
因為|ME|=|NE|所以MN
EF所以![]()
(i)其中若
時,則K=0,顯然直線
符合題意;
(ii)下面僅考慮
情形:
由
,得,![]()
,得
……② ……………………9分
則
.
代入①式得,解得
………………………………………12分
代入②式得
,得
.
綜上(i)(ii)可知,存在這樣的直線
,其斜率k的取值范圍是![]()
已知曲線
上動點
到定點
與定直線
的距離之比為常數
.
(1)求曲線
的軌跡方程;
(2)若過點
引曲線C的弦AB恰好被點
平分,求弦AB所在的直線方程;
(3)以曲線
的左頂點
為圓心作圓
:
,設圓
與曲線
交于點
與點
,求
的最小值,并求此時圓
的方程.
【解析】第一問利用(1)過點
作直線
的垂線,垂足為D.
代入坐標得到
第二問當斜率k不存在時,檢驗得不符合要求;
當直線l的斜率為k時,
;,化簡得
![]()
第三問點N與點M關于X軸對稱,設
,, 不妨設
.
由于點M在橢圓C上,所以
.
由已知
,則
,
由于
,故當
時,
取得最小值為
.
計算得,
,故
,又點
在圓
上,代入圓的方程得到
.
故圓T的方程為:![]()
已知函數
的圖象過坐標原點O,且在點
處的切線的斜率是
.
(Ⅰ)求實數
的值;
(Ⅱ)求
在區間
上的最大值;
(Ⅲ)對任意給定的正實數
,曲線
上是否存在兩點P、Q,使得
是以O為直角頂點的直角三角形,且此三角形斜邊中點在
軸上?說明理由.
【解析】第一問當
時,
,則
。
依題意得:
,即
解得
第二問當
時,
,令
得
,結合導數和函數之間的關系得到單調性的判定,得到極值和最值
第三問假設曲線
上存在兩點P、Q滿足題設要求,則點P、Q只能在
軸兩側。
不妨設
,則
,顯然![]()
∵
是以O為直角頂點的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設要求的兩點P、Q.
(Ⅰ)當
時,
,則
。
依題意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①當
時,
,令
得![]()
當
變化時,
的變化情況如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
|
極小值 |
單調遞增 |
極大值 |
|
又
,
,
。∴
在
上的最大值為2.
②當
時,
.當
時,
,
最大值為0;
當
時,
在
上單調遞增。∴
在
最大值為
。
綜上,當
時,即
時,
在區間
上的最大值為2;
當
時,即
時,
在區間
上的最大值為
。
(Ⅲ)假設曲線
上存在兩點P、Q滿足題設要求,則點P、Q只能在
軸兩側。
不妨設
,則
,顯然![]()
∵
是以O為直角頂點的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設要求的兩點P、Q.
若
,則
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程無解,因此
。此時
,
代入(*)式得:
即
(**)
令
,則![]()
∴
在
上單調遞增, ∵
∴
,∴
的取值范圍是
。
∴對于
,方程(**)總有解,即方程(*)總有解。
因此,對任意給定的正實數
,曲線
上存在兩點P、Q,使得
是以O為直角頂點的直角三角形,且此三角形斜邊中點在
軸上
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