圆锥曲线的综合问题
1.已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率e=,左、右焦点分别为F1,F2,且F2与抛物线y2=4x的焦点重合.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若过F1的直线交椭圆于B,D两点,过F2的直线交椭圆于A,C两点,且AC⊥BD,求|AC|+|BD|的最小值.
解 (1)抛物线y2=4x的焦点坐标为(1,0),所以c=1,
又因为e===,所以a=,
所以b2=2,
所以椭圆的标准方程为+=1.
(2)①当直线BD的斜率k存在且k≠0时,
直线BD的方程为y=k(x+1),
代入椭圆方程+=1,
并化简得(3k2+2)x2+6k2x+3k2-6=0.
Δ=36k4-4(3k2+2)(3k2-6)=48(k2+1)>0恒成立.
设B(x1,y1),D(x2,y2),
则x1+x2=-,x1x2=,
|BD|=·|x1-x2|
=
=.
由题意知AC的斜率为-,
所以|AC|==.
|AC|+|BD|=4
=≥
6
==.
当且仅当3k2+2=2k2+3,即k=±1时,上式取等号,
故|AC|+|BD|的最小值为.
②当直线BD的斜率不存在或等于零时,
可得|AC|+|BD|=>.
综上,|AC|+|BD|的最小值为.
5.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的上顶点为点D,右焦点为F2(1,0),延长DF2交椭圆C于点E,且满足|DF2|=3|F2E|.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点F2作与x轴不重合的直线l和椭圆C交于A,B两点,设椭圆C的左顶点为点H,且直线HA,HB分别与直线x=3交于M,N两点,记直线F2M,F2N的斜率分别为k1,k2,则k1与k2之积是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
解 (1)椭圆C的上顶点为D(0,b),右焦点F2(1,0),点E的坐标为(x,y).
∵|DF2|=3|F2E|,可得=3,
又=(1,-b),=(x-1,y),
∴代入+=1,
可得+=1,
又a2-b2=1,解得a2=2,b2=1,
即椭圆C的标准方程为+y2=1.
6
∴yM=.
同理可得yN=,
∴M,N的坐标分别为,,
∴k1k2=·=yMyN
=··
=
=
===.
∴k1与k2之积为定值,且该定值是.
6.已知平面上动点P到点F的距离与到直线x=的距离之比为,记动点P的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
6
(2)设M(m,n)是曲线E上的动点,直线l的方程为mx+ny=1.
①设直线l与圆x2+y2=1交于不同两点C,D,求|CD|的取值范围;
②求与动直线l恒相切的定椭圆E′的方程,并探究:若M(m,n)是曲线Γ:Ax2+By2=1(A·B≠0)上的动点,是否存在与直线l:mx+ny=1恒相切的定曲线Γ′?若存在,直接写出曲线Γ′的方程;若不存在,说明理由.
解 (1)设P(x,y),由题意,得=.
整理,得+y2=1,
∴曲线E的方程为+y2=1.
(2)①圆心到直线l的距离d=,
∵直线与圆有两个不同交点C,D,
∴|CD|2=4.
又∵+n2=1(m≠0),
∴|CD|2=4.
∵|m|≤2,∴0