- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知抛物线D的顶点是椭圆Q:的中心O,焦点与椭圆Q的右焦点重合,点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1x2≠0)是抛物线D上的两个动点,且
(Ⅰ)求抛物线D的方程及y1y2的值;
(Ⅱ)求线段AB中点轨迹E的方程;
(Ⅲ)求直线与曲线E的最近距离.
正确答案
解:(I)由题意,可设抛物线方程为y2=2px
由a2-b2=4-3=1⇒c=1.
∴抛物线的焦点为(1,0),∴p=2
∴抛物线方程为y2=4x(2分)
∵点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1x2≠0)是抛物线上的两个动点,
所以:y12=4x1,y22=4x2,
∴(y1y2)2=16x1x2.
∵
∴,
∴x1x2+y1y2=0.
∴=0⇒
=0
∵y1y2≠0
∴y1y2=-16.
(Ⅱ)∵∴
,
设OA:y=kx,OB:y=-x
由⇒A(
).同理可得B(4k2,-4k)
设AB的中点为(x,y),则由消去k,得y2=2x-8.(10分)
(Ⅲ)设与直线y=x平行的直线x-2y+m=0.
由题设可知直线x-2y+m=0应与曲线E:y2=2x-8相切
由消去x整理得:y2-4y+2m+8=0.
所以△=16-4(2m+8)=0⇒m=-2
∴直线y=x 与x-2y-2=0之间的距离即为直线
与曲线E的最近距离.
所以所求距离为:d==
解析
解:(I)由题意,可设抛物线方程为y2=2px
由a2-b2=4-3=1⇒c=1.
∴抛物线的焦点为(1,0),∴p=2
∴抛物线方程为y2=4x(2分)
∵点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1x2≠0)是抛物线上的两个动点,
所以:y12=4x1,y22=4x2,
∴(y1y2)2=16x1x2.
∵
∴,
∴x1x2+y1y2=0.
∴=0⇒
=0
∵y1y2≠0
∴y1y2=-16.
(Ⅱ)∵∴
,
设OA:y=kx,OB:y=-x
由⇒A(
).同理可得B(4k2,-4k)
设AB的中点为(x,y),则由消去k,得y2=2x-8.(10分)
(Ⅲ)设与直线y=x平行的直线x-2y+m=0.
由题设可知直线x-2y+m=0应与曲线E:y2=2x-8相切
由消去x整理得:y2-4y+2m+8=0.
所以△=16-4(2m+8)=0⇒m=-2
∴直线y=x 与x-2y-2=0之间的距离即为直线
与曲线E的最近距离.
所以所求距离为:d==
已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,点M(0,2)是椭圆的一个顶点,△F1MF2是等腰直角三角形.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过点M分别作直线MA,MB交椭圆于A,B两点,设两直线的斜率分别为k1,k2,且k1+k2=8,证明:直线AB过定点.
正确答案
解:(Ⅰ)∵椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,
点M(0,2)是椭圆的一个顶点,△F1MF2是等腰直角三角形,
∴b=2,,
所求椭圆方程为. …(5分)
(Ⅱ)若直线AB的斜率存在,设AB方程为y=kx+m,
依题意m≠±2.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由 ,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0.…(7分)
则,
.
∵,
∴,
即2k+(m-2)•=8.…(10分)
所以k=-,整理得 m=
.
故直线AB的方程为y=kx+,即y=k(x+
)-2.
所以直线AB过定点(-,-2). …(12分)
若直线AB的斜率不存在,设AB方程为x=x0,
设A(x0,y0),B(x0,-y0),
由已知,
得.此时AB方程为x=-
,显然过点(-
,-2).
综上,直线AB过定点(-,-2).…(13分)
解析
解:(Ⅰ)∵椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,
点M(0,2)是椭圆的一个顶点,△F1MF2是等腰直角三角形,
∴b=2,,
所求椭圆方程为. …(5分)
(Ⅱ)若直线AB的斜率存在,设AB方程为y=kx+m,
依题意m≠±2.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由 ,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0.…(7分)
则,
.
∵,
∴,
即2k+(m-2)•=8.…(10分)
所以k=-,整理得 m=
.
故直线AB的方程为y=kx+,即y=k(x+
)-2.
所以直线AB过定点(-,-2). …(12分)
若直线AB的斜率不存在,设AB方程为x=x0,
设A(x0,y0),B(x0,-y0),
由已知,
得.此时AB方程为x=-
,显然过点(-
,-2).
综上,直线AB过定点(-,-2).…(13分)
已知椭圆 的左顶点为A,过A作两条互相垂直的弦AM、AN交椭圆于M、N两点.
(1)当直线AM的斜率为1时,求点M的坐标;
(2)当直线AM的斜率变化时,直线MN是否过x轴上的一定点,若过定点,请给出证明,并求出该定点,若不过定点,请说明理由.
正确答案
解:(1)直线AM的斜率为1时,直线AM:y=x+2,(1分)
代入椭圆方程并化简得:5x2+16x+12=0,(2分)
解之得,∴
.(4分)
(2)设直线AM的斜率为k,则AM:y=k(x+2),
则化简得:(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0.(6分)
∵此方程有一根为-2,∴,(7分)
同理可得.(8分)
由(1)知若存在定点,则此点必为.(9分)
∵,(11分)
同理可计算得.(13分)
∴直线MN过x轴上的一定点.(16分)
解析
解:(1)直线AM的斜率为1时,直线AM:y=x+2,(1分)
代入椭圆方程并化简得:5x2+16x+12=0,(2分)
解之得,∴
.(4分)
(2)设直线AM的斜率为k,则AM:y=k(x+2),
则化简得:(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0.(6分)
∵此方程有一根为-2,∴,(7分)
同理可得.(8分)
由(1)知若存在定点,则此点必为.(9分)
∵,(11分)
同理可计算得.(13分)
∴直线MN过x轴上的一定点.(16分)
(2015•宁夏校级一模)已知椭圆C:(a>b>0)过点(2,0),且椭圆C的离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若动点P在直线x=-1上,过P作直线交椭圆C于M、N两点,且,再过P作直线l⊥MN.证明:直线l恒过定点,并求出该定点的坐标.
正确答案
(Ⅰ)解:因为点(2,0)在椭圆C上,所以,所以a2=4,…(1分)
因为椭圆C的离心率为,所以
,即
,…(2分)
解得b2=3,…(4分)
所以椭圆C的方程为.…(5分)
(Ⅱ)证明:设P(-1,y0),,
①当直线MN的斜率存在时,设直线MN的方程为y-y0=k(x+1),M(x1,y1),N(x2,y2),
由得
,…(7分)
所以,…(8分)
因为,即P为MN中点,所以
,即
.
所以,…(9分)
因为直线l⊥MN,所以,所以直线l的方程为
,
即,显然直线l恒过定点
.…(11分)
②当直线MN的斜率不存在时,直线MN的方程为x=-1,
此时直线l为x轴,也过点.…(13分)
综上所述直线l恒过定点.…(14分)
解析
(Ⅰ)解:因为点(2,0)在椭圆C上,所以,所以a2=4,…(1分)
因为椭圆C的离心率为,所以
,即
,…(2分)
解得b2=3,…(4分)
所以椭圆C的方程为.…(5分)
(Ⅱ)证明:设P(-1,y0),,
①当直线MN的斜率存在时,设直线MN的方程为y-y0=k(x+1),M(x1,y1),N(x2,y2),
由得
,…(7分)
所以,…(8分)
因为,即P为MN中点,所以
,即
.
所以,…(9分)
因为直线l⊥MN,所以,所以直线l的方程为
,
即,显然直线l恒过定点
.…(11分)
②当直线MN的斜率不存在时,直线MN的方程为x=-1,
此时直线l为x轴,也过点.…(13分)
综上所述直线l恒过定点.…(14分)
已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,直线l过点F交抛物线C于A、B两点.
(Ⅰ)设A(x1,y1),B(x2,y2),求的取值范围;
(Ⅱ)是否存在定点Q,使得无论AB怎样运动都有∠AQF=∠BQF?证明你的结论.
正确答案
解:(Ⅰ)设直线l方程为y=kx+1代入x2=4y得x2-4kx-4=0
设A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+x2=4k,x1x2=-4
所以的取值范围是[2,+∞).(7分)
(Ⅱ)当l平行于x轴时,要使∠AQF=∠BQF,则Q必在y轴上.
设点Q(0,b),由题意得
,
∵,∴
∴Q(0,-1)
∵以上每步可逆,
∴存在定点Q(0,-1),使得∠AQF=∠BQF(15分)
解析
解:(Ⅰ)设直线l方程为y=kx+1代入x2=4y得x2-4kx-4=0
设A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+x2=4k,x1x2=-4
所以的取值范围是[2,+∞).(7分)
(Ⅱ)当l平行于x轴时,要使∠AQF=∠BQF,则Q必在y轴上.
设点Q(0,b),由题意得
,
∵,∴
∴Q(0,-1)
∵以上每步可逆,
∴存在定点Q(0,-1),使得∠AQF=∠BQF(15分)
已知椭圆(a>b>0)的焦距为4,且与椭圆
有相同的离心率,斜率为k的直线l经过点M(0,1),与椭圆C交于不同两点A、B.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)当椭圆C的右焦点F在以AB为直径的圆内时,求k的取值范围.
正确答案
解:(1)∵焦距为4,∴c=2…(1分)
又∵的离心率为
…(2分)
∴,∴a=
,b=2…(4分)
∴标准方程为…(6分)
(2)设直线l方程:y=kx+1,A(x1,y1),B(x2,y2),由得(1+2k2)x2+4kx-6=0…(7分)
∴x1+x2=,x1x2=
由(1)知右焦点F坐标为(2,0),∵右焦点F在圆内部,∴<0…(8分)
∴(x1-2)(x2-2)+y1y2<0即x1x2-2(x1+x2)+4+k2 x1x2+k(x1+x2)+1<0…(9分)
∴<0…(11分)
∴k<…(12分)
经检验得k<时,直线l与椭圆相交,∴直线l的斜率k的范围为(-∞,
)…(13分)
解析
解:(1)∵焦距为4,∴c=2…(1分)
又∵的离心率为
…(2分)
∴,∴a=
,b=2…(4分)
∴标准方程为…(6分)
(2)设直线l方程:y=kx+1,A(x1,y1),B(x2,y2),由得(1+2k2)x2+4kx-6=0…(7分)
∴x1+x2=,x1x2=
由(1)知右焦点F坐标为(2,0),∵右焦点F在圆内部,∴<0…(8分)
∴(x1-2)(x2-2)+y1y2<0即x1x2-2(x1+x2)+4+k2 x1x2+k(x1+x2)+1<0…(9分)
∴<0…(11分)
∴k<…(12分)
经检验得k<时,直线l与椭圆相交,∴直线l的斜率k的范围为(-∞,
)…(13分)
已知定点A(0,-1),点B在圆F:x2+(y-1)2=16上运动,F为圆心,线段AB的垂直平分线交BF于P.
(I)求动点P的轨迹E的方程;若曲线Q:x2-2ax+y2+a2=1被轨迹E包围着,求实数a的最小值.
(II)已知M(-2,0)、N(2,0),动点G在圆F内,且满足|MG|•|NG|=|OG|2,求的取值范围.
正确答案
解:(I)由题意得|PA|=|PB|,
∴|PA|+|PF|=|PB|+|PF|=r=4>|AF|=2
∴P点轨迹是以A、F为焦点的椭圆.
设椭圆方程为=1(a>b>0),
则2a=4,a=2,a2-b2=c2=1,故b2=3,
∴点p的轨迹方程为=1
曲线Q:x2-2ax+y2+a2=1化为(x-a)2+y2=1,
则曲线Q是圆心在(a,0),半径为1的圆.
而轨迹E:=1为焦点在Y轴上的椭圆,短轴上的顶点为
结合它们的图象知:若曲线Q被轨迹E包围着,则--1
∴a的最小值为-+1;
(II)设G(x,y),由|MG|•|NG|=|OG|2
得:,
化简得x2-y2=2,即x2=y2+2
而=(x+2,y)•(x-2,y)=x2+y2-4=2(y2-1).
∵点G在圆F内:x2+(y-1)2=16内,∴x2+(y-1)2<16
又G满足x2=y2+2
∴y2+2+(y-1)2<16⇒<y<
⇒0≤y2<
,
∴-2≤2(y2-1)<12+3,
∴的取值范围为
).
解析
解:(I)由题意得|PA|=|PB|,
∴|PA|+|PF|=|PB|+|PF|=r=4>|AF|=2
∴P点轨迹是以A、F为焦点的椭圆.
设椭圆方程为=1(a>b>0),
则2a=4,a=2,a2-b2=c2=1,故b2=3,
∴点p的轨迹方程为=1
曲线Q:x2-2ax+y2+a2=1化为(x-a)2+y2=1,
则曲线Q是圆心在(a,0),半径为1的圆.
而轨迹E:=1为焦点在Y轴上的椭圆,短轴上的顶点为
结合它们的图象知:若曲线Q被轨迹E包围着,则--1
∴a的最小值为-+1;
(II)设G(x,y),由|MG|•|NG|=|OG|2
得:,
化简得x2-y2=2,即x2=y2+2
而=(x+2,y)•(x-2,y)=x2+y2-4=2(y2-1).
∵点G在圆F内:x2+(y-1)2=16内,∴x2+(y-1)2<16
又G满足x2=y2+2
∴y2+2+(y-1)2<16⇒<y<
⇒0≤y2<
,
∴-2≤2(y2-1)<12+3,
∴的取值范围为
).
已知曲线C上的动点P(x,y)满足到点F(0,1)的距离比到直线l:y=-2的距离小1.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)动点E在直线l上,过点E分别作曲线C的切线EA,EB,切点为A、B.
(ⅰ)求证:直线AB恒过一定点,并求出该定点的坐标;
(ⅱ)在直线l上是否存在一点E,使得△ABM为等边三角形(M点也在直线l上)?若存在,求出点E坐标,若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)曲线C的方程x2=4y(5分)
(Ⅱ)(ⅰ)设E(a,-2),,
∵过点A的抛物线切线方程为
,
∵切线过E点,∴,整理得:x12-2ax1-8=0
同理可得:x22-2ax2-8=0,∴x1,x2是方程x2-2ax-8=0的两根,∴x1+x2=2a,x1•x2=-8可得AB中点为
又,
∴直线AB的方程为即
,∴AB过定点(0,2)(10分)
(ⅱ)由(ⅰ)知AB中点,直线AB的方程为
当a≠0时,则AB的中垂线方程为,
∴AB的中垂线与直线y=-2的交点∴
∵
若△ABM为等边三角形,则,
∴,
解得a2=4,∴a=±2,此时E(±2,-2),
当a=0时,经检验不存在满足条件的点E
综上可得:满足条件的点E存在,坐标为E(±2,-2).(15分)
解析
解:(Ⅰ)曲线C的方程x2=4y(5分)
(Ⅱ)(ⅰ)设E(a,-2),,
∵过点A的抛物线切线方程为
,
∵切线过E点,∴,整理得:x12-2ax1-8=0
同理可得:x22-2ax2-8=0,∴x1,x2是方程x2-2ax-8=0的两根,∴x1+x2=2a,x1•x2=-8可得AB中点为
又,
∴直线AB的方程为即
,∴AB过定点(0,2)(10分)
(ⅱ)由(ⅰ)知AB中点,直线AB的方程为
当a≠0时,则AB的中垂线方程为,
∴AB的中垂线与直线y=-2的交点∴
∵
若△ABM为等边三角形,则,
∴,
解得a2=4,∴a=±2,此时E(±2,-2),
当a=0时,经检验不存在满足条件的点E
综上可得:满足条件的点E存在,坐标为E(±2,-2).(15分)
已知椭圆经过点M(-2,-1),离心率为
.过点M作倾斜角互补的两条直线分别与椭圆C交于异于M的另外两点P、Q.
(I)求椭圆C的方程;
(II)试判断直线PQ的斜率是否为定值,证明你的结论.
正确答案
(Ⅰ)解:由题设,∵椭圆经过点M(-2,-1),离心率为
.
∴,①且
=
,②
由①、②解得a2=6,b2=3,
∴椭圆C的方程为.…(6分)
(Ⅱ)证明:记P(x1,y1)、Q(x2,y2).
设直线MP的方程为y+1=k(x+2),与椭圆C的方程联立,得(1+2k2)x2+(8k2-4k)x+8k2-8k-4=0,
∵-2,x1是该方程的两根,∴-2x1=,即x1=
.
设直线MQ的方程为y+1=-k(x+2),同理得x2=.…(9分)
因y1+1=k(x1+2),y2+1=-k(x2+2),
故kPQ==
=
=1,
因此直线PQ的斜率为定值.…(12分)
解析
(Ⅰ)解:由题设,∵椭圆经过点M(-2,-1),离心率为
.
∴,①且
=
,②
由①、②解得a2=6,b2=3,
∴椭圆C的方程为.…(6分)
(Ⅱ)证明:记P(x1,y1)、Q(x2,y2).
设直线MP的方程为y+1=k(x+2),与椭圆C的方程联立,得(1+2k2)x2+(8k2-4k)x+8k2-8k-4=0,
∵-2,x1是该方程的两根,∴-2x1=,即x1=
.
设直线MQ的方程为y+1=-k(x+2),同理得x2=.…(9分)
因y1+1=k(x1+2),y2+1=-k(x2+2),
故kPQ==
=
=1,
因此直线PQ的斜率为定值.…(12分)
点P在抛物线y2=6上运动,点Q与点P关于点(1,1)对称,则Q点轨迹方程为______.
正确答案
(y-2)2=-6(x-2)
解析
解:设Q(x,y),P(x1,y1),
∵点Q与点P关于点(1,1)对称,
∴,即
.
∵点P在抛物线y2=6x上运动,
∴,
即(2-y)2=6(2-x),整理得:(y-2)2=-6(x-2).
故答案为:(y-2)2=-6(x-2).
设抛物线C的方程为x2=4y,M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,过点M作抛物线C的两条切线MA,MB,切点分别为A,B.
(1)当M的坐标为(0,-1)时,求过M,A,B三点的圆的方程,并判断直线l与此圆的位置关系;
(2)求证:直线AB恒过定点(0,m).
正确答案
(1)解:当M的坐标为(0,-1)时,设过M点的切线方程为y=kx-1,代入x2=4y,整理得x2-4kx+4=0,
令△=(4k)2-4×4=0,解得k=±1,
代入方程得x=±2,故得A(2,1),B(-2,1),…(2分)
因为M到AB的中点(0,1)的距离为2,
从而过M,A,B三点的圆的方程为x2+(y-1)2=4.
∵圆心坐标为(0,1),半径为2,∴圆与直线l:y=-1相切…(4分)
(2)证法一:设切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),过抛物线上点A(x1,y1)的切线方程为,代入x2=4y,整理得x2-4kx+4(kx1-y1)=0△=(4k)2-4×4(kx1-y1)=0,又因为
,所以
…(6分)
从而过抛物线上点A(x1,y1)的切线方程为即
又切线过点M(x0,y0),所以得①即
…(8分)
同理可得过点B(x2,y2)的切线为,
又切线过点M(x0,y0),所以得②…(10分)
即…(6分)
即点A(x1,y1),B(x2,y2)均满足即x0x=2(y0+y),故直线AB的方程为x0x=2(y0+y)…(12分)
又M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y-m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
证法二:设过M(x0,y0)的抛物线的切线方程为(k≠0),代入x2=4y,消去y,得x2-4kx-4(y0-kx0)=0△=(4k)2+4×4(y0-kx0)=0即:k2+x0k+y0=0…(6分)
从而,
此时
,
所以切点A,B的坐标分别为,
…(8分)
因为,
,
,
所以AB的中点坐标为…(11分)
故直线AB的方程为,即x0x=2(y0+y)…(12分)
又M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y-m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
证法三:由已知得,求导得
,切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),故过点A(x1,y1)的切线斜率为
,从而切线方程为
即
…(7分)
又切线过点M(x0,y0),所以得①即
…(8分)
同理可得过点B(x2,y2)的切线为,
又切线过点M(x0,y0),所以得②即
…(10分)
即点A(x1,y1),B(x2,y2)均满足即x0x=2(y0+y),故直线AB的方程为x0x=2(y0+y)…(12分)
又M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y-m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
解析
(1)解:当M的坐标为(0,-1)时,设过M点的切线方程为y=kx-1,代入x2=4y,整理得x2-4kx+4=0,
令△=(4k)2-4×4=0,解得k=±1,
代入方程得x=±2,故得A(2,1),B(-2,1),…(2分)
因为M到AB的中点(0,1)的距离为2,
从而过M,A,B三点的圆的方程为x2+(y-1)2=4.
∵圆心坐标为(0,1),半径为2,∴圆与直线l:y=-1相切…(4分)
(2)证法一:设切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),过抛物线上点A(x1,y1)的切线方程为,代入x2=4y,整理得x2-4kx+4(kx1-y1)=0△=(4k)2-4×4(kx1-y1)=0,又因为
,所以
…(6分)
从而过抛物线上点A(x1,y1)的切线方程为即
又切线过点M(x0,y0),所以得①即
…(8分)
同理可得过点B(x2,y2)的切线为,
又切线过点M(x0,y0),所以得②…(10分)
即…(6分)
即点A(x1,y1),B(x2,y2)均满足即x0x=2(y0+y),故直线AB的方程为x0x=2(y0+y)…(12分)
又M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y-m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
证法二:设过M(x0,y0)的抛物线的切线方程为(k≠0),代入x2=4y,消去y,得x2-4kx-4(y0-kx0)=0△=(4k)2+4×4(y0-kx0)=0即:k2+x0k+y0=0…(6分)
从而,
此时
,
所以切点A,B的坐标分别为,
…(8分)
因为,
,
,
所以AB的中点坐标为…(11分)
故直线AB的方程为,即x0x=2(y0+y)…(12分)
又M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y-m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
证法三:由已知得,求导得
,切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),故过点A(x1,y1)的切线斜率为
,从而切线方程为
即
…(7分)
又切线过点M(x0,y0),所以得①即
…(8分)
同理可得过点B(x2,y2)的切线为,
又切线过点M(x0,y0),所以得②即
…(10分)
即点A(x1,y1),B(x2,y2)均满足即x0x=2(y0+y),故直线AB的方程为x0x=2(y0+y)…(12分)
又M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y-m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
如图,已知F1,F2分别是椭圆C:
+
=1(a>b>0)的左、右焦点,且椭圆C的离心率e=
,F1也是抛物线C1:y2=-4x的焦点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点F2的直线l交椭圆C于D,E两点,且2=
,点E关于x轴的对称点为G,求直线GD的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)因为抛物线C1的焦点是F1(-1,0),
则,得a=2,则b=
,
故椭圆C的方程为…(4分)
(II)当直线l的斜率不存在时,不符合题意,
故可设直线l:y=k(x-1),设D(x1,y1),E(x2,y2),由于2=
,则:
,得(
+
)x2-
k2x+
-1=0,
则x1+x2=,①,x1x2=
,②
将x2=3-2x1代入①②,得:
3-x1=,…③3x1-2x
=
,…④
由③、④得k=,
x1==
,x2=3-2x1=-
,…(10分)
(i)若k=-时,y1=-
,
y2=-(-
-1)=
,
即G(-,-
),D(
,-
),
,
直线GD的方程是y+=
(x+
);
(ii)当k=时,同理可求直线GD的方程是
y-=-
(x+
);…(12分)
解析
解:(Ⅰ)因为抛物线C1的焦点是F1(-1,0),
则,得a=2,则b=
,
故椭圆C的方程为…(4分)
(II)当直线l的斜率不存在时,不符合题意,
故可设直线l:y=k(x-1),设D(x1,y1),E(x2,y2),由于2=
,则:
,得(
+
)x2-
k2x+
-1=0,
则x1+x2=,①,x1x2=
,②
将x2=3-2x1代入①②,得:
3-x1=,…③3x1-2x
=
,…④
由③、④得k=,
x1==
,x2=3-2x1=-
,…(10分)
(i)若k=-时,y1=-
,
y2=-(-
-1)=
,
即G(-,-
),D(
,-
),
,
直线GD的方程是y+=
(x+
);
(ii)当k=时,同理可求直线GD的方程是
y-=-
(x+
);…(12分)
已知点F1(0,-1)和抛物线C1:x2=2py的焦点F关于x轴对称,点M是以点F为圆心,4为半径的⊙F上任意一点,线段MF1的垂直平分线与线段MF交于点P,设点P的轨迹为曲线C2,
(1)求抛物线C1和曲线C2的方程;
(2)是否存在直线l,使得直线l分别与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点,若存在,求出所有这样的直线l的方程,若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)依题意,抛物线C1:x2=2py的焦点F的坐标为F(0,1),
则,
所以抛物线C1的方程为x2=4y,
由于|MF|=4,即|MP|+|PF|=4,
而线段MF1的垂直平分线与线段MF交于点P,
则|MP|=|PF1|,
因此,|PF1|+|PF|=4,
且4>|FF1|=2,则点P的轨迹C2为以F1、F为焦点的椭圆,
设C2的方程为,
则2a=4,且a2-b2=1,解得a2=4,b2=3,
所求曲线C2的方程为
(2)若直线l的斜率不存在,
则直线,
与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点,
若直线l斜率存在,设其方程为y=kx+m,
若l与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点,
则及
均只有一组解,
由消去y得 x2-4kx-4m=0,
则△=16k2+16m=0①
由消去y得 (4+3k2)x2+6kmx+3m2-12=0,
则△=36k2m2-4(3m2-12)(3k2+4)=0,
即m2-3k2-4=0②
由①②得m=-4,k=±2,
即存在直线y=±2x-4与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点,
综上:存在四条直线,y=±2x-4与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点.
解析
解:(1)依题意,抛物线C1:x2=2py的焦点F的坐标为F(0,1),
则,
所以抛物线C1的方程为x2=4y,
由于|MF|=4,即|MP|+|PF|=4,
而线段MF1的垂直平分线与线段MF交于点P,
则|MP|=|PF1|,
因此,|PF1|+|PF|=4,
且4>|FF1|=2,则点P的轨迹C2为以F1、F为焦点的椭圆,
设C2的方程为,
则2a=4,且a2-b2=1,解得a2=4,b2=3,
所求曲线C2的方程为
(2)若直线l的斜率不存在,
则直线,
与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点,
若直线l斜率存在,设其方程为y=kx+m,
若l与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点,
则及
均只有一组解,
由消去y得 x2-4kx-4m=0,
则△=16k2+16m=0①
由消去y得 (4+3k2)x2+6kmx+3m2-12=0,
则△=36k2m2-4(3m2-12)(3k2+4)=0,
即m2-3k2-4=0②
由①②得m=-4,k=±2,
即存在直线y=±2x-4与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点,
综上:存在四条直线,y=±2x-4与抛物线C1及曲线C2均只有一个公共点.
已知圆C:(x+1)2+y2=8,定点A(1,0),M为圆上一动点,点P在AM上,点N在CM上,且满足=2
,
•
=0,点N的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)若直线y=kx+与(1)中所求点N的轨迹E交于不同两点F,H,O是坐标原点,且
≤
•
≤
,求k2的取值范围.
正确答案
解:(1)
=2
,
•
=0
所以NP为线段AM的垂直平分线,|NA|=|NM|
|NC|+|NA|=|NC|+|MN|=2>2=|CA|
所以动点N的轨迹是以C(-1,0),A(1,0)为焦点的椭圆,
且长轴长为2a=2,焦距2c=2,所以a=
,c=1,b2=1
曲线E的方程为.
(2)设F(x1,y1)H(x2,y2),则由,消去y得
(2k2+1)x2+4kx+2k2=0,△=8k2>0 (k≠0)
∴
=(k2+1)x1x2+k(x1+x2)+k2+1
=-
=
∴⇒
∴k2的取值范围为[]
解析
解:(1)
=2
,
•
=0
所以NP为线段AM的垂直平分线,|NA|=|NM|
|NC|+|NA|=|NC|+|MN|=2>2=|CA|
所以动点N的轨迹是以C(-1,0),A(1,0)为焦点的椭圆,
且长轴长为2a=2,焦距2c=2,所以a=
,c=1,b2=1
曲线E的方程为.
(2)设F(x1,y1)H(x2,y2),则由,消去y得
(2k2+1)x2+4kx+2k2=0,△=8k2>0 (k≠0)
∴
=(k2+1)x1x2+k(x1+x2)+k2+1
=-
=
∴⇒
∴k2的取值范围为[]
已知双曲线y2-x2=1,过上焦点F2的直线与下支交于A、B两点,且线段AF2、BF2的长度分别为m、n.
(1)证明mn≥1;
(2)若m>n,当直线AB的斜率时,求
的取值范围.
正确答案
解:(1)由题设知双曲线上焦点为.
设直线AB的方程为.
当k=0时,A、B两点的横坐标分别为1和-1,
此时mn=1.
当代入双曲线方程,消去x得
.(2分)由
,解得k2<1,(4分)
由双曲线的第二定义,知,
(8分)
∴.
综上,知mn≥1.(10分)
(2)设直线AB的方程为,代入双曲线方程,消去y并整理得
.
∴.(8分)
,
∴.
∴,①
.②
由①②,消去,
即③(12分)
由,
∴,即为所求.(14分)
解析
解:(1)由题设知双曲线上焦点为.
设直线AB的方程为.
当k=0时,A、B两点的横坐标分别为1和-1,
此时mn=1.
当代入双曲线方程,消去x得
.(2分)由
,解得k2<1,(4分)
由双曲线的第二定义,知,
(8分)
∴.
综上,知mn≥1.(10分)
(2)设直线AB的方程为,代入双曲线方程,消去y并整理得
.
∴.(8分)
,
∴.
∴,①
.②
由①②,消去,
即③(12分)
由,
∴,即为所求.(14分)
扫码查看完整答案与解析