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平面向量与圆锥曲线的综合问题

=0,则动点P(x,y)的轨迹方程为( B )
A. B. C. D.
7设直线 过点P(0,3),和椭圆 顺次交于A、B两点,若 则的取值范围为______
8已知点 ,动点 满足 ,则动点P的轨迹方程是_ _____
9椭圆E的中心在原点O,焦点在 轴上,其离心率 ,过点C(-1,0)的直线 与椭圆E相交于A、B两点,且满足点C满足
平面向量与圆锥曲线的综合问题
例1已知F1、F2分别是椭圆 的左、右焦点.
(Ⅰ)若P是第一象限内该数轴上的一点, ,求点P的作标;
(Ⅱ)设过定点M(0,2)的直线l与椭圆交于同的两点A、B,且∠ADB为锐角(其中O为作标原点),求直线 的斜率 的取值范围.
解析:本题主要考查直线、椭圆、平面向量的数量积等基础知识,以及综合运用数学知识解决问题及推理计算能力.
当且仅当 ,即 时等号成立,所以 最小值为 .
同步练习
1设 为抛物线 的焦点, 为该抛物线上三点,若 ,则 (B)A.9B.6C.4D.3
2设 分别是双曲线 的左、右焦点.若点 在双曲线上,且 ,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ (B)A B. C. D.
3已知 是椭圆的两个焦点.满足 · =0的点 总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是(C)A.(0,1) B.(0, ]C.(0, )D.[ ,1)
由直线l与椭圆E相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点得:
而S△OAB ⑤
由①③得:x2+1=- ,代入⑤得:S△OAB=
(2)因S△OAB= ,
当且仅当 S△OAB取得最大值
此时x1+x2=-1,又∵ =-1∴x1=1,x2=-2
将x1,x2及k2= 代入④得3b2= 5∴椭圆方程x2+ 3y2= 5
.则 的最大值为 ,最小值为 .
例3已知 ,直线 , 为平面上的动点,过点 作 的垂线,垂足为点 ,且 .(Ⅰ)求动点 的轨迹 的方程;(Ⅱ)过点 的直线交轨迹 于 两点,交直线 于点 .(1)已知 , ,求 的值;(2)求 的最小值.
解法一:(Ⅰ)设点 ,则 ,由 得:
,化简得 .
(Ⅱ)(1)设直线 的方程为:
4已知椭圆 的左、右焦点分别为F1、F2,且|F1F2|=2c,点A在椭圆上, =0 ,则椭圆的离心率e=()
A. B. C. D.
5P是抛物线 上的动点,点A(0,-1),点M满足 ,则点M的轨迹方程是(A )
A) (B) (C) (D)
6.已知两点M(-2,0)、N(2,0),点P为坐标平面内的动点,满足
直线 与椭圆有两个不同的交点 和 等价于 ,
解得 或 .即 的取值范围为 .
(Ⅱ)设 ,则 ,
由方程①, . ②
又 . ③
而 .
所以 与 共线等价于 ,
将②③代入上式,解得 .
由(Ⅰ)知 或 ,故没有符合题意的常数 .
.设 , ,又 ,
联立方程组 ,消去 得: , ,
由, 得:
整理得:
解法二:(Ⅰ)由 得: ,
所以点 的轨迹 是抛物线,由题意,轨迹 的方程为: .
(Ⅱ)(1)由已知 , ,得 .
则: .…………①过点 分别作准线 的垂线,垂足分别为 , ,
则有: .…………②由①②得: ,即 .
(Ⅱ)(2)解:由解法一,
(1)用直线 的斜率k( k≠0 )表示△OAB的面积;(2)当△OAB的面积最大时,求椭圆E的方程。
解:(1)设椭圆E的方程为 (a>b>0 ),由e=
∴a2=3b2故椭圆方程x2+ 3y2= 3b2
设A(x1,y1)、B(x2,y2),由于点C(-1,0)分向量 的比为2,
∴ 即
由 消去y整理并化简得(3k2+1)x2+6k2x+3k2-3b2=0
(Ⅰ)易知 , , .
∴ , .设 .则
,又 ,
联立 ,解得 , .
(Ⅱ)显然 不满足题设条件.可设 的方程为 ,设 , .
联立
∴ , 由
, ,得 .①又 为锐角 ,∴


∴ .②
综①②可知 ,∴ 的取值范围是
例2已知正三角形 的三个顶点都在抛物线 上,其中 为坐标原点,设圆 是 的内接圆(点 为圆心)
10在平面直角坐标系 中,经过点 且斜率为 的直线 与椭圆 有两个不同的交点 和 .(I)求 的取值范围;II)设椭圆与 轴正半轴、 轴正半轴的交点分别为 ,是否存在常数 ,使得向量 与 共线?如果存在,求 值;如果不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ)由已知条件,直线 的方程为 ,
代入椭圆方程得 .
整理得 ①
(I)求圆 的方程;
(II)设圆 的方程为 ,过圆 上任意一点 分别作圆 的两条切线 ,切点为 ,求 的最大值和最小值.
本小题主要考查平面向量,圆与抛物线的方程及几何性质等基本知识,考查综合运用解析几何知识解决问题的能力.满分14分.
(I)解法一:设 两点坐标分别为 , ,由题设知

解得 ,所以 , 或 , .
设圆心 的坐标为 ,则 ,所以圆 的方程为
解法二:设 两点坐标分别为 , ,由题设知
.又因为 , ,可得 .即
.由 , ,可知 ,故 两点关于 轴对称,所以圆心 在 轴上.设 点的坐标为 ,则 点坐标为 ,于是有 ,解得 ,所以圆 的方程为 .
(II)解:设 ,则 .
在 中, ,由圆的几何性质得
, ,所以 ,由此可得
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