1、1(ab0)的一个顶点A(0,1),离心率e,圆C:x2y24,从圆C上任意一点P向椭圆T引两条切线PM,PN.(1)求椭圆T的方程;(2)求证:PMPN.(1)解由题意可知b1,即2a23c2,又a2b2c2,联立解得a23,b21.椭圆方程为y21.(2)证明当P点横坐标为时,纵坐标为1,PM斜率不存在,PN斜率为0,PMPN.当P点横坐标不为时,设P(x0,y0),则xy4,设kPMk,PM的方程为yy0k(xx0),联立方程组消去y得(13k2)x26k(y0kx0)x3k2x6kx0y03y30,依题意36k2(y0kx0)24(13k2)(3k2x6kx0y03y3)0,化简得(3
2、x)k22x0y0k1y0,又kPM,kPN为方程的两根,所以kPM,PN,所以kPMkPN1.所以PMPN.综上知PMPN.题型二探索性问题例2 (2018苏北三市模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:1的左、右顶点分别为A,B,过右焦点F的直线l与椭圆C交于P,Q两点(点P在x轴上方)(1)若QF2FP,求直线l的方程;(2)设直线AP,BQ的斜率分别为k1,k2.是否存在常数,使得k1k2?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由解(1)因为a24,b23,所以c1,所以F的坐标为(1,0)设P(x1,y1),Q(x2,y2),直线l的方程为xmy1,代入椭圆方程,得(43m2
3、)y26my90,则y1,y2.若QF2PF,则2,即23m66m12,解得m(舍负),故直线l的方程为x2y0.(2)由(1)知,y1y2,y1y2,所以my1y2(y1y2),所以 ,故存在常数,使得k1k2.思维升华 解决探索性问题的注意事项探索性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在(1)当条件和结论不唯一时要分类讨论;(2)当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件;(3)当条件和结论都不知,按常规方法解题很难时,要开放思维,采取另外合适的方法跟踪训练2 (2018扬州期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2(y2)2
4、1,且圆C与y轴交于M,N两点(点N在点M的上方),直线l:ykx(k0)与圆C交于A,B两点(1)若AB,求实数k的值;(2)设直线AM,直线BN的斜率分别为k1,k2,是否存在常数a使得k1ak2恒成立?若存在,求出a的值若不存在,请说明理由;(3)若直线AM与直线BN相交于点P,求证:点P在一条定直线上(1)解圆C:x2(y2)21,圆心C(0,2),半径r1,直线l:kxy0(k0)与圆C相交于A,B两点,且AB,圆心到l的距离为d ,解得k2.k0,k2.(2)解圆C与y轴交于M,N两点(点N在点M上方),M(0,1),N(0,3),AM:yk1x1,BN:yk2x3,设A(x1,y
5、1),B(x2,y2),将直线AM与圆C方程联立得化简得(k1)x22k1x0,A,同理可求得B,O,A,B三点共线,且, 0,化简得(3k1k2)(k1k21)0,k1k210,3k1k20,即k1k2,存在实数a,使得k1ak2恒成立(3)证明设P(x0,y0),且k1k2,由(2)知k23k1,代入得y0为定值点P在定直线y上1(2018苏州期末)已知椭圆C:0)的离心率为,且过点P(2,1)(1)求椭圆C的方程;(2)设点Q在椭圆C上,且PQ与x轴平行,过P点作两条直线分别交椭圆C于两点A(x1,y1),B(x2,y2),若直线PQ平分APB,求证:直线AB的斜率是定值,并求出这个定值
6、解(1)因为椭圆C的离心率为,所以,即a24b2,所以椭圆C的方程可化为x24y24b2,又椭圆C过点P(2,1),所以444b2,解得b22,a28,所以所求椭圆C的标准方程为1.(2)由题意知,直线PA与PB的斜率都存在,设直线PA的方程为y1k(x2),联立方程组消去y,得(14k2)x28(2k2k)x16k216k40,所以x1,因为直线PQ平行于x轴且平分APB,即直线PA与直线PB的斜率互为相反数,设直线PB的方程为y1k(x2),同理求得x2.又所以y1y2k(x1x2)4k,即y1y2k(x1x2)4kk 4k,x1x2.所以直线AB的斜率为kAB.2(2018江苏省海安高级
7、中学月考)在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x3)2(y2)24,圆C2:(xm)2(ym5)22m28m10(mR,且m3)(1)设P为坐标轴上的点,满足:过点P分别作圆C1与圆C2的一条切线,切点分别为T1,T2,使得PT1PT2,试求出所有满足条件的点P的坐标;(2)若斜率为正数的直线l平分圆C1,求证:直线l与圆C2总相交(1)解设点P的坐标为(x0,y0),圆C1与圆C2的半径分别为r1,r2,由题意得PCrPCr,即(x03)2(y02)24(x0m)2(y0m5)2(2m28m10),化简得x0y010,因为P为坐标轴上的点,所以点P的坐标为(0,1)或(1,0)(2)证明
8、依题意知直线l过圆C1的圆心(3,2),可设直线l的方程为y2k(x3)(k0),即kxy3k20,则圆心C2(m,m5)到直线l的距离为,又圆C2的半径为,“直线l与圆C2总相交”等价于“mR,且m3,”,即 ,记y,整理得(y2)m22(3y4)m9y100,当y2时,得m2;当y2时,由判别式2(3y4)24(y2)(9y10)0,解得y1.综上得y,m3的最小值为1,所以由可得0.故直线l与圆C2总相交3(2018宿州检测)已知椭圆C的中心为坐标原点,焦点在x轴上,离心率e,以椭圆C的长轴和短轴为对角线的四边形的周长为4.(1)求椭圆C的标准方程;(2)若经过点P(1,0)的直线l交椭
9、圆C于A,B两点,是否存在直线l0:xx0(x02),使得A,B到直线l0的距离dA,dB满足恒成立,若存在,求出x0的值;解(1)设椭圆C的标准方程为1(a,ca,又44,a2b25,由b2a2c2a2,解得a2,b1,c.椭圆C的标准方程为y21.(2)若直线l的斜率不存在,则直线l0为任意直线都满足要求;当直线l的斜率存在时,设其方程为yk(x1),设A(x1,y1),B(x2,y2)(不妨令x11x2),则dAx0x1,dBx0x2,PA(x11),PB(1x2),解得x0.由得(14k2)x28k2x4k240,由题意知,0显然成立,x1,2,x1x2,x1x2,x04.综上可知存在
10、直线l0:x4,使得A,B到直线l0的距离dA,dB满足恒成立4已知椭圆1(a0)的长轴长与短轴长之和为6,椭圆上任一点到两焦点F1,F2的距离之和为4.(1)求椭圆的标准方程;(2)若直线AB:yxm与椭圆交于A,B两点,C,D在椭圆上,且C,D两点关于直线AB对称,问:是否存在实数m,使ABCD,若存在,求出m的值;解(1)由题意,2a4,2a2b6,a2,b1.椭圆的标准方程为y21.(2)C,D关于直线AB对称,设直线CD的方程为yxt,联立消去y,得5x28tx4t240,64t245(4t24)0,解得t25,设C,D两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则x1,2,x1x2,x1x2,设CD的中点为M(x0,y0),M,又点M也在直线yxm上,则m,t,t25,m2.则CD|x1x2| .同理ABABCD,AB22CD2,2t2m25,m20,所以x1x2,x1x2,x1x2y1y2x1x2(y11)(y21)(1)(1k2)x1x2k(x1x2)12.所以当时,2,此时 为定值当直线AB斜率不存在时,直线AB即为直线CD,此时,2.故存在常数,使得为定值.
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