圓錐曲線綜合訓練題三定義及最值弦長及面積

2023-02-04 19:39:02 字數 4808 閱讀 6183

17、已知f是橢圓的左焦點,p是此橢圓上的動點,a(1,1)是一定點.

(1)求的最小值,並求點p的座標;(2)求的最大值和最小值.

解:(1)由橢圓的第二定義轉化知的最小值是,此時p;

(2)依題意,由橢圓的第二定義知∵∴∴

18、設f1、f2分別是橢圓的左、右焦點,若p是該橢圓上的乙個動點,

(ⅰ)求的最大值和最小值;(ⅱ)求的最大值和最小值.

解:易知,所以

設p(x, y),則

因為,故當x=0,即點p為橢圓短軸端點時,有最小值-2.

當,即點p為橢圓長軸端點時,有最大值1.

19、若雙曲線過點,其漸近線方程為.(i)求雙曲線的方程;

(ii)已知,,在雙曲線上求一點,使的值最小.

解:(ⅰ)(ii),最小值為

20、以橢圓的焦點為焦點,過直線上一點作橢圓,要使所作橢圓的長軸最短,點應在何處?並求出此時的橢圓方程.

分析:橢圓的焦點容易求出,按照橢圓的定義,本題實際上就是要在已知直線上找一點,使該點到直線同側的兩已知點(即兩焦點)的距離之和最小,只須利用對稱就可解決.

解:如圖所示,橢圓的焦點為,.

點關於直線的對稱點的座標為(-9,6),直線的方程為.

解方程組得交點的座標為(-5,4).此時最小.

所求橢圓的長軸:,∴,又,

∴.因此,所求橢圓的方程為.

21、已知動點p與雙曲線-=1的兩個焦點f1、f2的距離之和為6.

(ⅰ)求動點p的軌跡c的方程;(ⅱ)若=3,求⊿pf1f2的面積;

(ⅲ)若已知d(0,3),m、n在軌跡c上且=λ,求實數λ的取值範圍.

解:①+=1;②2;③[,5]

22、 、是橢圓的左、右焦點,是橢圓的右準線,點,過點的直線交橢圓於、兩點.(1)當時,求的面積;(2)當時,求的大小;(3)求的最大值.

解:(1)

(2)因,

則(3)設

,當時,

23、已知定點、、,動點滿足:.(1)求動點的軌跡方程,並說明方程表示的圖形;(2)當時,求的最大值和最小值.

解:(1)設動點的座標為,

則,,.

∵,∴,

即.若,則方程為,表示過點且平行於軸的直線.

若,則方程為,

表示以為圓心,以為半徑的圓.

(2)當時,方程化為.

∴.又∵,

∴ 令,則

∴當時,的最大值為,當時,最小值為.

24、點a、b分別是以雙曲線的焦點為頂點,頂點為焦點的橢圓c長軸的左、右端點,點f是橢圓的右焦點,點p在橢圓c上,且位於x軸上方, (1)求橢圓c的的方程;(2)求點p的座標;(3)設m是橢圓長軸ab上的一點,點m到直線ap的距離等於|mb|,求橢圓上的點到m的距離d的最小值.

解(1)已知雙曲線實半軸a1=4,虛半軸b1=2,半焦距c1=,

∴橢圓的長半軸a2=c1=6,橢圓的半焦距c2=a1=4,橢圓的短半軸=,

∴所求的橢圓方程為

(2)由已知,,設點p的座標為,則

由已知得

則,解之得,

由於y>0,所以只能取,於是,所以點p的座標為9分

(3)直線,設點m是,則點m到直線ap的距離是,於是

又∵點m在橢圓的長軸上,即

∴當時,橢圓上的點到的距離

又 ∴當時,d取最小值

25、已知在平面直角座標系中,向量,且.(i)設的取值範圍;(ii)設以原點o為中心,對稱軸在座標軸上,以f為右焦點的橢圓經過點m,且取最小值時,求橢圓的方程.

解:(1)由,

得3分∴夾角的取值範圍是()

6分 (2)

8分………………10分

∴當且僅當

或12分

橢圓長軸

或故所求橢圓方程為.或…………14分

26、已知點,一動圓過點且與圓內切.

(ⅰ)求動圓圓心的軌跡的方程;(ⅱ)設點,點為曲線上任一點,求點到點距離的最大值;(ⅲ)在的條件下,設△的面積為(是座標原點,是曲線上橫座標為的點),以為邊長的正方形的面積為.若正數滿足,問是否存在最小值,若存在,請求出此最小值,若不存在,請說明理由.

解(ⅰ)設動圓圓心為,半徑為,已知圓圓心為,

由題意知,,於是,

所以點的軌跡是以、為焦點,長軸長為的橢圓,其方程為.

(ⅱ)設,則

,令,,所以,

當,即時在上是減函式,;

當,即時,在上是增函式,在上是減函式,則;

當,即時,在上是增函式,.

所以, .

(ⅲ)當時, ,於是, ,(12分)

若正數滿足條件,則,即,

,令,設,則,,

於是,所以,當,即時,,

即,.所以,存在最小值.

27、已知點m(-2,0),n(2,0),動點p滿足條件|pm|-|pn|=2. 記動點p的軌跡為w.

(1)求w的方程;(2)若a、b是w上的不同兩點,o是座標原點,求的最小值.

(1)由|pm|-|pn|=2知動點p的軌跡是以m,n為焦點的雙曲線的右支,實半軸長a=.

又半焦距c=2,故虛半軸長b=

所以w的方程為,x≥.

(2)設a、b的座標分別為(x1,y1),(x2,y2).

當ab⊥x軸時,x1=x2,y1=y2,從而·=x1x2+y1y2=

當ab與x軸不垂直時,設直線ab的方程為y=kx+m,與w的方程聯立,消去y得

(1-k2)x2-2kmx-m2-2=0,

故x1+x2=,x1x2=,

所以·=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2

=又因為x1x2>0,所以k2-1>0,從而·>2.

綜上,當ab⊥x軸時,·取得最小值2.

28、一束光線從點出發,經直線上一點反射後,恰好穿過點.(ⅰ)求點關於直線的對稱點的座標;(ⅱ)求以、為焦點且過點的橢圓的方程;(ⅲ)設直線與橢圓的兩條準線分別交於、兩點,點為線段上的動點,求點到的距離與到橢圓右準線的距離之比的最小值,並求取得最小值時點的座標.

解:(ⅰ)設的座標為,則且.……2分

解得, 因此,點的座標為4分

(ⅱ),根據橢圓定義,

得,……………5分

,.∴所求橢圓方程為7分

(ⅲ),橢圓的準線方程為8分

設點的座標為,表示點到的距離,表示點到橢圓的右準線的距離.

則,.10分

令,則在時取得最小值13分

因此,最小值=,此時點的座標為.…………14分

注:的最小值還可以用判別式法、換元法等其它方法求得.

29、設f是橢圓的左焦點,直線l為其左準線,直線l與x軸交於點p,線段mn為橢圓的長軸,已知:(1)求橢圓c的標準方程;(2)若過點p的直線與橢圓相交於不同兩點a、b求證:∠afm=∠bfn;(3)求三角形abf面積的最大值.

解(1)

文6分,理4分)

(2)當ab的斜率為0時,顯然滿足題意

當ab的斜率不為0時,設,ab方程為代入橢圓方程

整理得則

綜上可知:恒有9分)

(3)當且僅當(此時適合△>0的條件)取得等號.

三角形abf面積的最大值是13分)

圓錐曲線綜合訓練題四[弦長及面積]

30、已知雙曲線的方程為,設f1、f2分別是其左、右焦點.(1)若斜率為1且過f1 的直線交雙曲線於a、b兩點,求線段ab的長;(2)若p是該雙曲線左支上的一點,且,求的面積s.

解:(1)ab:,代入並整理得

設則(2)設,則2

在中,由餘弦定理有

31、已知橢圓及直線.(1)當為何值時,直線與橢圓有公共點?(2)若直線被橢圓截得的弦長為,求直線的方程.

解:(1)把直線方程代入橢圓方程得 ,

即.,解得.

(2)設直線與橢圓的兩個交點的橫座標為,,由(1)得,.

根據弦長公式得 :.解得.方程為.

32、已知長軸為12,短軸長為6,焦點在軸上的橢圓,過它對的左焦點作傾斜解為的直線交橢圓於,兩點,求弦的長.

分析:可以利用弦長公式求得,

也可以利用橢圓定義及餘弦定理,還可以利用焦點半徑來求.

解:(法1)利用直線與橢圓相交的弦長公式求解.

.因為,,所以.因為焦點在軸上,

所以橢圓方程為,左焦點,從而直線方程為.

由直線方程與橢圓方程聯立得:.設,為方程兩根,所以,,, 從而.

(法2)利用橢圓的定義及餘弦定理求解.

由題意可知橢圓方程為,設,,則,.

在中,,即;

所以.同理在中,用餘弦定理得,所以.

(法3)利用焦半徑求解.

先根據直線與橢圓聯立的方程求出方程的兩根,,它們分別是,的橫座標.

再根據焦半徑,,從而求出.

33、設雙曲線方程的半焦距為,直線過兩點,已知原點到直線的距離為.(1)求雙曲線的離心率;(2)經過該雙曲線的右焦點且斜率為2的直線被雙曲線截得的弦長為15,求雙曲線的方程.

解:(12分

直線的方程為,即,由原點到直線的距離為得

,即4分

兩邊同時除以得,整理得,解得…5分

又,故雙曲線的離心率為6分

(2)由(1)知道即,所以設雙曲線的方程為

又由題意得直線方程為,代入雙曲線方程得 ……………………7分

,整理得8分

記直線與雙曲線的交點為,則有…9分

11分所求雙曲線方程為12分

34、已知的頂點在橢圓上,在直線上,且.

(ⅰ)當邊通過座標原點時,求的長及的面積;

(ⅱ)當,且斜邊的長最大時,求所在直線的方程.

解:(ⅰ)因為,且邊通過點,所以所在直線的方程為.

設兩點座標分別為.

由得.所以.

又因為邊上的高等於原點到直線的距離.所以,.

(ⅱ)設所在直線的方程為,由得.

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