- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
对于双曲线C:,定义C1:
,为其伴随曲线,记双曲线C的左、右顶点为A、B.
(1)当a>b时,记双曲线C的半焦距为c,其伴随椭圆C1的半焦距为c1,若c=2c1,求双曲线C的渐近线方程;
(2)若双曲线C的方程为x2-y2=1,过点且与C的伴随曲线相切的直线l交曲线C于N1、N2两点,求△ON1N2的面积(O为坐标原点)
(3)若双曲线C的方程为,弦PQ⊥x轴,记直线PA与直线QB的交点为M,求动点M的轨迹方程.
正确答案
解:(1)∵,
,
由c=2c1,得,即a2+b2=4(a2-b2)
可得 ,
∴C的渐近线方程为.
(2)双曲线C的伴随曲线的方程为x2+y2=1,设直线l的方程为,
由l与圆相切知即 3k2=1+k2
解得,
当时,设N1、N2的坐标分别为N1(x1,y1)、N2(x2,y2)
由得
,即
,
∵,
,x1x2=-5.
∴|x1-x2|==
=
.
∴,
∴;
由对称性知,当时,也有
.
(3)设P(x0,y0),则Q(x0,-y0),又A(-2,0)、B(2,0),
∴直线PA的方程为…①
直线QB的方程为…②
由①②得
∵P(x0,y0)在双曲线上,
∴,∴
.
因此动点M的轨迹是焦点在x轴上的椭圆,其方程为.
解析
解:(1)∵,
,
由c=2c1,得,即a2+b2=4(a2-b2)
可得 ,
∴C的渐近线方程为.
(2)双曲线C的伴随曲线的方程为x2+y2=1,设直线l的方程为,
由l与圆相切知即 3k2=1+k2
解得,
当时,设N1、N2的坐标分别为N1(x1,y1)、N2(x2,y2)
由得
,即
,
∵,
,x1x2=-5.
∴|x1-x2|==
=
.
∴,
∴;
由对称性知,当时,也有
.
(3)设P(x0,y0),则Q(x0,-y0),又A(-2,0)、B(2,0),
∴直线PA的方程为…①
直线QB的方程为…②
由①②得
∵P(x0,y0)在双曲线上,
∴,∴
.
因此动点M的轨迹是焦点在x轴上的椭圆,其方程为.
已知椭圆C:的左焦点为F,过F点的直线l交椭圆于A,B两点,P为线段AB的中点,当△PFO的面积最大时,求直线l的方程.
正确答案
解:由椭圆C:可得a2=4,b2=3,∴
=1.
∴左焦点F(-1,0).
由题意只考虑直线l的斜率存在且不为0即可,
设直线l的方程为my=x+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立化为(4+3m2)y2-6my-9=0,
∴,
∴=
,
∴S△PFO==
=
≤
=
,当且仅当|m|=
时取等号.
此时△PFO的最大值为,直线l的方程为
.
解析
解:由椭圆C:可得a2=4,b2=3,∴
=1.
∴左焦点F(-1,0).
由题意只考虑直线l的斜率存在且不为0即可,
设直线l的方程为my=x+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立化为(4+3m2)y2-6my-9=0,
∴,
∴=
,
∴S△PFO==
=
≤
=
,当且仅当|m|=
时取等号.
此时△PFO的最大值为,直线l的方程为
.
已知两点M(-5,0),N(5,0),给出下列直线方程:①5x-3y=0;②5x-3y-52=0;③x-y-4=0;则在直线上存在点P满足|MP|=|PN|+6的所有直线方程是______ (只填序号).
正确答案
②③
解析
解:∵M(-5,0),N(5,0),点P满足|MP|=|PN|+6,
∴点P的轨迹是以M,N为焦点,实轴长2a=6的双曲线,
这个双曲线的方程为:.
把①5x-3y=0代入双曲线方程,得-9y2=400,无解.
∴方程:①5x-3y=0上不存在点P满足|MP|=|PN|+6;
把②5x-3y-52=0代入双曲线方程,得=1,
整理,得9x2-520x+2848=0,
∵△=270400-36×2848=167872>0,
∴直线方程②5x-3y-52=0上存在点P满足|MP|=|PN|+6.
把③x-y-4=0代入双曲线方程,得,
整理,得7x2+8x-288=0,
∵△=64+28×288=8128>0,
∴直线方程③x-y-4=0上存在点P满足|MP|=|PN|+6.
故答案为:②③.
已知椭圆的右焦点F在圆D:(x-2)2+y2=1上,直线l:x=my+3(m≠0)交椭圆于M、N两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若(O为坐标原点),求m的值;
(Ⅲ)若点P的坐标是(4,0),试问△PMN的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(I)由圆D:(x-2)2+y2=1上可得:圆心(2,0),半径r=1.
令y=0得(x-2)2=1,解得x=3或1.
∴椭圆的半焦距c=3或1,但是当c=1时,,故舍去.
∴c=3,a2=b2+c2=3+32=12.
故椭圆的方程为.
(II)设M(x1,y1),N(x2,y2).
联立化为(m2+4)y2+6my-3=0,
∴,
.
∴=
=
.
∵,∴
=0.
∴x1x2+y1y2=0,∴,
∴,解得
为定值.
(III)∵直线l过椭圆的右焦点F(3,0),
∴S△PMN=.
∵|FP|=4-3=1.
利用(II)可得S△PMN==
==
=1.
当且仅当m2+1=3,即时等号成立.故△PMN的面积存在最大值1.
解析
解:(I)由圆D:(x-2)2+y2=1上可得:圆心(2,0),半径r=1.
令y=0得(x-2)2=1,解得x=3或1.
∴椭圆的半焦距c=3或1,但是当c=1时,,故舍去.
∴c=3,a2=b2+c2=3+32=12.
故椭圆的方程为.
(II)设M(x1,y1),N(x2,y2).
联立化为(m2+4)y2+6my-3=0,
∴,
.
∴=
=
.
∵,∴
=0.
∴x1x2+y1y2=0,∴,
∴,解得
为定值.
(III)∵直线l过椭圆的右焦点F(3,0),
∴S△PMN=.
∵|FP|=4-3=1.
利用(II)可得S△PMN==
==
=1.
当且仅当m2+1=3,即时等号成立.故△PMN的面积存在最大值1.
已知椭圆C的焦点与双曲线的焦点相同,且离心率为
,则椭圆C的标准方程为______.
正确答案
解析
解:设椭圆的方程为,则
∵椭圆C的焦点与双曲线的焦点相同,且离心率为
,
∴
∴a2=16,b2=12
∴椭圆C的标准方程为
故答案为:
已知椭圆+
=1(a>b>0)的上下焦点分别为F1,F1,短轴两个端点为P,P1,且四边形F1PF2P1是边长为2的正方形.
(1)求椭圆方程;
(2)设△ABC,AC=2,B为椭圆
+
=1(a>b>0)在x轴上方的顶点,当AC在直线y=-1上运动时,求△ABC外接圆的圆心Q的轨迹E的方程;
(3)过点F(0,)作互相垂直的直线l1l2,分别交轨迹E于M,N和R,Q.求四边形MRNQ的面积的最小值.
正确答案
解:(1)如图所示,∵四边形F1PF2P1是边长为2的正方形,∴a=2,b=c,∴4=a2=b2+c2=2b2,解得b2=2.
∴椭圆的方程为;
(2)由(1)可知B(0,2).
设A,C
,则AC的垂直平分线x=m.线段AB的中点为
,
,其垂直平分线的斜率为
,故AB的垂直平分线的方程为
,与x=m联立解得x2=6y.
(3)①直线l1,l2的斜率一个为0而另一个不存在时,不符合题意.
②直线l1,l2的斜率存在且不为0,直线l1的方程为,直线l2的方程为
.
联立,化为
,∴
.
∵直线l1过抛物线的焦点F,
∴|MN|=y1+y2+p=3+6k2+3=6(1+k2).同理|PQ|=.
∴S==
=72,当且仅当k=±1时等号成立.
故当k=±1时,此时四边形MRNQ的面积取得最小值72.
解析
解:(1)如图所示,∵四边形F1PF2P1是边长为2的正方形,∴a=2,b=c,∴4=a2=b2+c2=2b2,解得b2=2.
∴椭圆的方程为;
(2)由(1)可知B(0,2).
设A,C
,则AC的垂直平分线x=m.线段AB的中点为
,
,其垂直平分线的斜率为
,故AB的垂直平分线的方程为
,与x=m联立解得x2=6y.
(3)①直线l1,l2的斜率一个为0而另一个不存在时,不符合题意.
②直线l1,l2的斜率存在且不为0,直线l1的方程为,直线l2的方程为
.
联立,化为
,∴
.
∵直线l1过抛物线的焦点F,
∴|MN|=y1+y2+p=3+6k2+3=6(1+k2).同理|PQ|=.
∴S==
=72,当且仅当k=±1时等号成立.
故当k=±1时,此时四边形MRNQ的面积取得最小值72.
已知抛物线y2=4x的弦AB的中点的横坐标为2,则|AB|的最大值为______.
正确答案
6
解析
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=4,令直线AB的方程为y=kx+b,代入抛物线y2=4x得k2x2+2(kb-2)x+b2=0
故有
故有,解得
,即
=
又|AB|==
=
=
=4×
≤4×
=6
故|AB|的最大值为6
过抛物线C:y2=4x的焦点F的直线交该抛物线于A,B两点,O为坐标原点.
(1)若直线l被抛物线C截得的弦以M(1,1)为中点,求直线l的方程.
(2)若|AF|=3,求△AOB的面积.
正确答案
解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2).
∵M(1,1)为AB中点,∴x1+x2=2
又∵A,B在抛物线y2=4x上,
∴,
.
两式相减得:(y1-y2)(y1+y2)=4(x1-x2).
∴.
∴kAB=2,则直线l的方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0;
(2)由|AF|=3,得x1+1=3,∴x1=2,
不妨设A在第一象限,则.
∴AF所在直线方程为,整理得:
.
代入y2=4x得:,
.
∴.
解析
解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2).
∵M(1,1)为AB中点,∴x1+x2=2
又∵A,B在抛物线y2=4x上,
∴,
.
两式相减得:(y1-y2)(y1+y2)=4(x1-x2).
∴.
∴kAB=2,则直线l的方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0;
(2)由|AF|=3,得x1+1=3,∴x1=2,
不妨设A在第一象限,则.
∴AF所在直线方程为,整理得:
.
代入y2=4x得:,
.
∴.
设椭圆,双曲线
、抛物线y2=2(m+n)x(其中m>n>0)的离心率分别为e1,e2,e3,则( )
正确答案
解析
解:依题意可知e1=,e2=
,e3=1
∴e1e2=•
=
<1,B正确,A,C,D不正确.
故选B
若椭圆与双曲线
有相同的焦点,则a=______.
正确答案
2
解析
解:双曲线的焦点坐标为:(±
,0)
∵椭圆与双曲线
有相同的焦点,
∴a2-1=3
∵a>0
∴a=2
故答案为:2
椭圆的一条弦被A(4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程( )
正确答案
解析
解:设弦的端点坐标为(x1,y1),(x2,y2),则x1+x2=8,y1+y2=4,
代入椭圆方程可得,1①,
,
①-②得,,整理可得
=-
,即
,
由点斜式可得直线方程为:y-2=-(x-4),即x+2y-8=0,
经检验符合题意,
故选C.
经过抛物线y2=4x的焦点F且倾斜角为45°的直线与抛物线交于A、B两点,则弦AB的中点M的坐标为______.
正确答案
(3,2)
解析
解:∵抛物线y2=4x的焦点坐标为(1,0),倾斜角为45°的直线AB的方程为y=x-1,
设点A(x1,y1)、B(x2,y2),
将y=x-1代入y2=4x得x2-6x+1=0,
则x1+x2=6,
故中点M的横坐标为3,将x=3代入y=x-1得y=2.
∴M(3,2).
故答案为:(3,2).
问题:过点M(2,1)作一斜率为1的直线交抛物线y2=2px(p>0)于不同的两点A,B,且点M为AB的中点,求p的值.请阅读某同学的问题解答过程:
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),则y12=2px1,y22=2px2,两式相减,得(y1-y2)(y1+y2)=2p(x1-x2).又,y1+y2=2,因此p=1.
并给出当点M的坐标改为(2,m)(m>0)时,你认为正确的结论:______.
正确答案
p=m(0<m<4)
解析
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y12=2px1,y22=2px2,
两式相减,得(y1-y2)(y1+y2)=2p(x1-x2).
又,y1+y2=2m
所以
所以p=m
因为消去x得
y2-2py+2pm-4p=0
即y2-2my+2m2-4m=0
△=4m2-4(2m2-4m)>0
解得0<m<4
故答案为:p=m(0<m<4)
已知动圆P过定点,且与直线l相切,椭圆N的对称轴为坐标轴,一个焦点是F,点
在椭圆N上.
(1)求动圆圆心P的轨迹M的方程和椭圆N的方程;
(2)已知与轨迹M在x=-4处的切线平行的直线与椭圆N交于B、C两点,试探求使△ABC面积等于的直线l是否存在?若存在,请求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)由题意,可得
∵点P到定点F(0,-)与P到直线y=
的距离相等
∴点P的轨迹M是以F为焦点、直线y=为准线的抛物线
设抛物线方程为x2=-2py,可得=
,得2p=4
,
由此可得动圆圆心P的轨迹M的方程为抛物线x2=-4y
设椭圆N的方程为
根据椭圆的定义,可得2a=+
=4
∴a=2,结合c=可得b2=a2-c2=2,可得椭圆N的方程为
;
(2)假设存在满足条件的直线l,
∵P的轨迹M的方程为抛物线x2=-4y,
∴抛物线在x=-4处的切线的斜率k=,因此可设直线l方程为y=
x+m
由消去y,化简得4x2+2
mx+m2-4=0
∴△=(2m)2-16(m2-4)>0,解之得m2<8且m≠0
设B(x1,y1),C(x2,y2),可得x1+x2=-,x1x2=
由两点之间的距离公式,得|BC|=
又∵点A到直线l的距离d=,∴
×
•
=
化简整理,得m4-8m2+18=0,此方程没有实数解.
因此可得:不存在与抛物线在x=-4处的切线平行的直线l,使△ABC面积等于.
解析
解:(1)由题意,可得
∵点P到定点F(0,-)与P到直线y=
的距离相等
∴点P的轨迹M是以F为焦点、直线y=为准线的抛物线
设抛物线方程为x2=-2py,可得=
,得2p=4
,
由此可得动圆圆心P的轨迹M的方程为抛物线x2=-4y
设椭圆N的方程为
根据椭圆的定义,可得2a=+
=4
∴a=2,结合c=可得b2=a2-c2=2,可得椭圆N的方程为
;
(2)假设存在满足条件的直线l,
∵P的轨迹M的方程为抛物线x2=-4y,
∴抛物线在x=-4处的切线的斜率k=,因此可设直线l方程为y=
x+m
由消去y,化简得4x2+2
mx+m2-4=0
∴△=(2m)2-16(m2-4)>0,解之得m2<8且m≠0
设B(x1,y1),C(x2,y2),可得x1+x2=-,x1x2=
由两点之间的距离公式,得|BC|=
又∵点A到直线l的距离d=,∴
×
•
=
化简整理,得m4-8m2+18=0,此方程没有实数解.
因此可得:不存在与抛物线在x=-4处的切线平行的直线l,使△ABC面积等于.
已知点P为抛物线y2=2x上的动点,则点P到直线y=x+2的距离的最小值为______.
正确答案
解析
解:如图,
设与直线y=x+2平行的直线方程为y=x+m.
联立,得x2+(2m-2)x+m2=0.
由△=(2m-2)2-4m2=0,得m=.
所以与直线y=x+2平行且与抛物线y2=2x相切的直线方程为.
由两平行线间的距离公式得:d=.
所以点P到直线y=x+2的距离的最小值为.
故答案为.
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