- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知中心在原点,对称轴为坐标轴的双曲线C,一条渐近线方程为x-2y=0,且双曲线经过点A(2,1).
(1)求双曲线C的方程;
(2)设双曲线C的两个焦点分别为F1,F2,过点P(0,t)作双曲线C切线,切点为M,若△F1MF2的面积为,求实数t的值.
正确答案
解:(1)∵双曲线的一条渐近线方程为x-2y=0,
∴可设双曲线C的方程x2-4y2=λ,
∵双曲线经过点A(2,1),
∴8-4=λ,
∴λ=4,
∴双曲线C的方程为;
(2)双曲线C的两个焦点分别为F1(-,0),F2(
,0),∴|F1F2|=2
.
设M(x,y),则∵△F1MF2的面积为,
∴=
,
∴|y|=,
∴|x|=,
取点M(,
),则PM的方程为y=
x+t,
由,可得
,∴y′=
,
x=时,y′=
,
∴=
,
∴t=-2,
同理,根据对称性,可得t=2.
解析
解:(1)∵双曲线的一条渐近线方程为x-2y=0,
∴可设双曲线C的方程x2-4y2=λ,
∵双曲线经过点A(2,1),
∴8-4=λ,
∴λ=4,
∴双曲线C的方程为;
(2)双曲线C的两个焦点分别为F1(-,0),F2(
,0),∴|F1F2|=2
.
设M(x,y),则∵△F1MF2的面积为,
∴=
,
∴|y|=,
∴|x|=,
取点M(,
),则PM的方程为y=
x+t,
由,可得
,∴y′=
,
x=时,y′=
,
∴=
,
∴t=-2,
同理,根据对称性,可得t=2.
过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F作直线交抛物线于A、B两点,若|AF|=2,|BF|=6,则p=______.
正确答案
3
解析
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),则
∵|AF|=2,|BF|=6
∴根据抛物线的定义可得x1=2-,x2=6-
,
∵=
=
∴9(2-)=6-
,
∴p=3.
故答案为:3
已知椭圆C:=1(a>b>0)经过点
,其离心率为
,设直线l:y=kx+m与椭圆C相交于A、B两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知直线l与圆x2+y2=相切,求证:OA⊥OB(O为坐标原点);
(Ⅲ)以线段OA,OB为邻边作平行四边形OAPB,若点Q在椭圆C上,且满足(O为坐标原点),求实数λ的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)∵,
∴a2=2b2,从而,
将点的坐标代入上式,得b2=1,a2=2,
∴椭圆C方程为.
(Ⅱ)因为直线l与圆相切,所以
,即3m2-2k2-2=0.
由,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
,
从而y1y2=(kx1+m)(kx2+m)==
,
所以=
=
=0,
故OA⊥OB.
(Ⅲ)由(Ⅱ)可得,
由向量加法的平行四边形法则,得,
∵,∴
,
(i)当m=0时,直线l:y=kx+m过原点,点A与B关于原点对称,不合题意.
(ii)当m≠0时,点A,B不关于原点对称,则λ≠0,
设Q(x0,y0),则(x1,y1)+(x2,y2)=λ(x0,y0),
得,从而
.
∵点Q在椭圆上,将Q的坐标代入椭圆方程中,得,
化简得4m2=λ2(1+2k2).…①
又△=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-2)=8(1+2k2-m2),由△>0,得1+2k2>m2.…②
由①、②得4m2>λ2m2,∵m≠0,∴0<λ2<4.…④
因此,实数λ的取值范围是-2<λ<0,或0<λ<2.
解析
解:(Ⅰ)∵,
∴a2=2b2,从而,
将点的坐标代入上式,得b2=1,a2=2,
∴椭圆C方程为.
(Ⅱ)因为直线l与圆相切,所以
,即3m2-2k2-2=0.
由,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
,
从而y1y2=(kx1+m)(kx2+m)==
,
所以=
=
=0,
故OA⊥OB.
(Ⅲ)由(Ⅱ)可得,
由向量加法的平行四边形法则,得,
∵,∴
,
(i)当m=0时,直线l:y=kx+m过原点,点A与B关于原点对称,不合题意.
(ii)当m≠0时,点A,B不关于原点对称,则λ≠0,
设Q(x0,y0),则(x1,y1)+(x2,y2)=λ(x0,y0),
得,从而
.
∵点Q在椭圆上,将Q的坐标代入椭圆方程中,得,
化简得4m2=λ2(1+2k2).…①
又△=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-2)=8(1+2k2-m2),由△>0,得1+2k2>m2.…②
由①、②得4m2>λ2m2,∵m≠0,∴0<λ2<4.…④
因此,实数λ的取值范围是-2<λ<0,或0<λ<2.
已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线y=2x-4与C交于A,B,则=( )
正确答案
解析
解:由抛物线C:y2=4x,得焦点F(1,0),
联立,得x2-5x+4=0,解得x1=1,x2=4.
∴y1=-2,y2=4.
不妨设A(1,-2),B(4,4).
则.
∴=3×0-2×4=-8.
故选D.
椭圆+
=1与双曲线
-
=1有相同的焦点,则实数m的值是______.
正确答案
1
解析
解:椭圆 得
∴c1=,
∴焦点坐标为( ,0)(-
,0),
双曲线:的焦点必在x轴上,
则半焦距c2=
∴
则实数m=1
故答案为:1.
方程mx2+ny2=1不可能表示的曲线为( )
正确答案
解析
解:∵方程mx2+ny2=1中不含有x(或y)的一次项,
∴方程mx2+ny2=1不可能表示抛物线,
故选:D.
已知椭圆E的中心在原点,焦点在x轴上,离心率,且E上一点到两焦点的距离之和为4.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过椭圆E的左焦点F1作直线l与椭圆E相交于A、B两点,若,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)由题意知:2a=4,∴a=2.
又,∴c=1,∴b2=a2-c2=22-12=3.
∴椭圆E的方程为:;
(2)由(1)知,F1(-1,0).
当l⊥x轴时,方程为x=-1,.
,不合题意.
当直线l不垂直于x轴时,设l的方程为y=k(x+1)(k≠0),
联立,消去y得,(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0.
△=144k2+144>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则.
则|AB|=
==
.
又原点O到l的距离为.
∴.
化简得:17k4+k2-18=0,即(k2-1)(17k2+18)=0.
解得:k=±1.
∴直线l的方程为y=±(x+1).
解析
解:(1)由题意知:2a=4,∴a=2.
又,∴c=1,∴b2=a2-c2=22-12=3.
∴椭圆E的方程为:;
(2)由(1)知,F1(-1,0).
当l⊥x轴时,方程为x=-1,.
,不合题意.
当直线l不垂直于x轴时,设l的方程为y=k(x+1)(k≠0),
联立,消去y得,(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0.
△=144k2+144>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则.
则|AB|=
==
.
又原点O到l的距离为.
∴.
化简得:17k4+k2-18=0,即(k2-1)(17k2+18)=0.
解得:k=±1.
∴直线l的方程为y=±(x+1).
若方程所表示的曲线为C,给出下列四个命题:
①若C为椭圆,则1<t<4;
②若C为双曲线,则t>4或t<1;
③曲线C不可能是圆;
④若,曲线C为椭圆,且焦点坐标为
;
⑤若t<1,曲线C为双曲线,且虚半轴长为.
其中真命题的序号为______.(把所有正确命题的序号都填在横线上)
正确答案
②④⑤
解析
解:①若C为椭圆,则,∴1<t<4且t
,故①不正确;
②若C为双曲线,则(4-t)(t-1)<0,∴t>4或t<1,故②正确;
③t=时,曲线C是圆,故③不正确;
④若,曲线C为椭圆,此时焦点在x轴上,且焦点坐标为
,故④正确;
⑤若t<1,曲线C为双曲线,此时焦点在x轴上,且虚半轴长为,故⑤正确.
综上真命题的序号为②④⑤
故答案为:②④⑤
已知双曲线-
=1(a>b>0)的离心率是
,则椭圆
+
=1的离心率是______.
正确答案
解析
解:由题设条件可知双曲线的离心率为 ,
∴不妨设a=2.c=,∴b=
∴椭圆 +
=1的a=2.b=
∴c=
则椭圆 +
=1的离心率为e=
.
故答案为:.
已知过点P(1,0)且倾斜角为60°的直线l与抛物线y2=4x交于A,B两点,则弦长|AB|=______.
正确答案
解析
解:设直线l的方程为:y=,代入抛物线y2=4x整理可得3x2-10x+3=0
∴x=3或x=
∴y=2或y=
∴|AB|==
故答案为:
若θ是任意实数,则方程x2+4y2sinθ=1所表示的曲线一定不是( )
正确答案
解析
解:方程x2+4y2sinθ=1,
当sinθ=时,曲线表示圆;
当sinθ<0时,曲线表示双曲线;
当sinθ=0时,曲线表示直线,
θ是任意实数,方程x2+4y2sinθ=1,都不含有y的一次项,曲线不表示抛物线.
故选:A.
设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l过F且与抛物线C交于M、N两点,已知直线l与x轴垂直时,△OMN的面积为2(O为坐标原点).
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)问是否存在直线l,使得以M、N为对角线的正方形的第三个顶点恰好在y轴上,若存在,求直线l的方程;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)直线l与x轴垂直时,|MN|=2p,
∵△OMN的面积为2,
∴=
=2,
∴p=2,
∴抛物线C的方程为y2=4x;
(Ⅱ)直线l与x轴垂直时,不满足,设正方形的第三个顶点P(0,y0),M(x1,y1),N(x2,y2)
设l:y=k(x-1)(k≠0),代入y2=4x,可得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
∴x1+x2=,x1x2=1,
∴MN的中点为(,
),
∴线段MN的垂直平分线为y-=-
(x-1-
),
∴P(0,),
∵•
=0,
∴x1x2+(y1-y0)(y2-y0)=0,
∴1-4-y0•+y02=0,
由y0=代入,可得(3k4-4)(k2+1)=0,
∴k=±,
∴存在直线l:y=±(x-1).
解析
解:(Ⅰ)直线l与x轴垂直时,|MN|=2p,
∵△OMN的面积为2,
∴=
=2,
∴p=2,
∴抛物线C的方程为y2=4x;
(Ⅱ)直线l与x轴垂直时,不满足,设正方形的第三个顶点P(0,y0),M(x1,y1),N(x2,y2)
设l:y=k(x-1)(k≠0),代入y2=4x,可得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
∴x1+x2=,x1x2=1,
∴MN的中点为(,
),
∴线段MN的垂直平分线为y-=-
(x-1-
),
∴P(0,),
∵•
=0,
∴x1x2+(y1-y0)(y2-y0)=0,
∴1-4-y0•+y02=0,
由y0=代入,可得(3k4-4)(k2+1)=0,
∴k=±,
∴存在直线l:y=±(x-1).
已知抛物线x2=ay(a>0)的焦点恰好为双曲线y2-x2=2的一个焦点,则a的值为( )
正确答案
解析
解:抛物线x2=ay(a>0)的焦点为(0,),
双曲线y2-x2=2的焦点为(0,,±2),
∵a>0,
∴,
∴a=8,
故选C.
给出下列命题:
①过点P(2,1)的抛物线的标准方程是;
②双曲线与椭圆
有相同的焦点;
③焦点在x轴上的双曲线C,若离心率为,则双曲线C的一条渐近线方程为y=2x.
④椭圆的两个焦点为F1,F2,P为椭圆上的动点,△PF1F2的面积的最大值为2,则m的值为2.其中真命题的序号为______.(写出所有真命题的序号)
正确答案
②③
解析
解:①过点P(2,1)的抛物线的标准方程是是错误命题,因为还有一条焦点在y轴上的抛物线;
②双曲线与椭圆
有相同的焦点,是正确命题,因为两个曲线的焦点都在x轴上,半焦距c相等都是
;
③焦点在x轴上的双曲线C,若离心率为,则双曲线C的一条渐近线方程为y=2x,是正确命题,因为离心率为
解得其渐近线方程为y=±2x,故正确.
④椭圆的两个焦点为F1,F2,P为椭圆上的动点,△PF1F2的面积的最大值为2,则m的值为2是错误命题,这是因为,由解析式知,半焦距长为1,,△PF1F2的面积的最大值为2,即bc=2.可得b=2,故m=4,
综上,正确命题是②③
故答案为:②③.
已知曲线C1的极坐标方程是ρcos(θ+)=2
.以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x轴的正半轴,建立平面直角坐标系,曲线C2的参数方程是:
是参数).
(1)将曲线C1和曲线C2的方程转化为普通方程;
(2)若曲线C1与曲线C2相交于A、B两点,求证OA⊥OB;
(3)设直线y=kx+b与曲线C2交于两点P(x1,y1),Q(x2,y2),且|y1-y2|=a(a>0且a为常数),过弦PQ的中点M作平行于x轴的直线交曲线C2于点D,求证:△PQD的面积是定值.
正确答案
(1)解:曲线C1和曲线C2的方程转化为普通方程为;
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),联立曲线C1和曲线C2的方程并消元得:y2-4y-16=0,
∴y1+y2=4,
∴y1y2=-16,
∴,
∴OA⊥OB.
(3)证明:,消x得ky2-4y+4b=0,
∴,
由|y1-y2|=a(a>0且a为常数),得,
∴a2k2=16(1-kb).
又可得PQ中点M的坐标为,
∴点D,
∴.面积是定值.
解析
(1)解:曲线C1和曲线C2的方程转化为普通方程为;
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),联立曲线C1和曲线C2的方程并消元得:y2-4y-16=0,
∴y1+y2=4,
∴y1y2=-16,
∴,
∴OA⊥OB.
(3)证明:,消x得ky2-4y+4b=0,
∴,
由|y1-y2|=a(a>0且a为常数),得,
∴a2k2=16(1-kb).
又可得PQ中点M的坐标为,
∴点D,
∴.面积是定值.
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