- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知P是抛物线x2=4y上的一个动点,则点 P到直线l1:4x-3y-7=0和l2:y+1=0的距离之和的最小值是( )
正确答案
解析
解:抛物线x2=4y的焦点坐标为(0,1),准线方程为:l2:y+1=0,
由抛物线的定义,可知抛物线上的点到准线的距离与到焦点的距离相等,
所以点P到直线l1:4x-3y-7=0和l2:y+1=0的距离之和的最小值,
转化为焦点到直线l1:4x-3y-7=0的最小值:d==2.
故选:C.
已知顶点在原点、对称轴为坐标轴且开口向右的抛物线过点M(4,-4).
(1)求抛物线的方程;
(2)过抛物线焦点F的直线l与抛物线交于不同的两点A、B,若|AB|=8,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)由已知可令所求抛物线的方程为y2=2px(p>0),而点M(4,-4)在抛物线上,则16=8p,所以p=2,故所求抛物线方程为y2=4x;
(2)由(1)知F(1,0).
若直线l垂直于x轴,则A(1,2),B(1,-2),此时|AB|=4,与题设不符;
若直线l与x轴不垂直,可令直线l的方程为y=k(x-1),再设A(x1,y1),B(x2,y2),
由,消去y可得k2x2-2(k2+2)+k2=0,于是
,x1x2=1,
则|AB|==
=8,解得k=±1,
从而,所求直线l的方程为y=±(x-1).
解析
解:(1)由已知可令所求抛物线的方程为y2=2px(p>0),而点M(4,-4)在抛物线上,则16=8p,所以p=2,故所求抛物线方程为y2=4x;
(2)由(1)知F(1,0).
若直线l垂直于x轴,则A(1,2),B(1,-2),此时|AB|=4,与题设不符;
若直线l与x轴不垂直,可令直线l的方程为y=k(x-1),再设A(x1,y1),B(x2,y2),
由,消去y可得k2x2-2(k2+2)+k2=0,于是
,x1x2=1,
则|AB|==
=8,解得k=±1,
从而,所求直线l的方程为y=±(x-1).
若双曲线的一个焦点与抛物线y2=4x的焦点相同,且渐近线方程为的双曲线的标准方程是( )
正确答案
解析
解:由双曲线渐近线方程可知 ①
因为抛物线的焦点为(1,0),所以c=1②
又c2=a2+b2③
联立①②③,解得a2=,b2=
,
所以双曲线的方程为 .
故选B.
已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点F与双曲的右焦点重合,抛物线的准线与x轴的交点为K,点A在抛物线上且
,则A点的横坐标为( )
正确答案
解析
解:∵双曲线
,其右焦点坐标为(3,0).
∴抛物线C:y2=12x,准线为x=-3,
∴K(-3,0)
设A(x0,y0),过A点向准线作垂线AB,则B(-3,y0)
∵|AK|=|AF|,又AF=AB=x0-(-3)=x0+3,
∴由BK2=AK2-AB2得BK2=AB2,从而y02=(x0+3)2,即12x0=(x0+3)2,
解得x0=3.
故选B.
过原点O作两条相互垂直的直线分别与椭圆P:交于A、C与B、D,则四边形ABCD面积最小值为( )
正确答案
解析
解:由题意可得四边形ABCD的对角线互相垂直,且四个顶点在椭圆上,且a=
,b=1.
四边形ABCD面积等于.
当AC和BD中,有一条直线的斜率不存在时,AC和BD的长度分别为2a和 2b,
四边形ABCD面积等于=2ab=2
×1=2
.
当AC和BD的斜率都存在时,设AC的方程为y=kx,BD方程为y=-x.
把y=kx代入椭圆的方程化简为(2k2+1)x2-2=0,∴xA+xC=0,.
∴AC=•|xA-xC|=
•
=2
.
同理求得 BD=2,
∴=4
=
=
=
=≥
=4×
=
,当且仅当
时,取等号.
综上可得,四边形ABCD面积的最小值等于.
故选:A.
如图,直线PO⊥平面M,垂足为O,直线PA是平面M的一条斜线,斜足为A,其中∠APO=α,过点P的动直线PB交平面M于点B,∠APB=β,则下列说法正确的是______
①若α=0°,β=90°,则动点B的轨迹是一个圆;
②若α≠0°,β=90°,则动点B的轨迹是一条直线;
③若α≠0°,β≠90°且α+β=90°,则动点B的轨迹是抛物线;
④α≠0°,β≠90°且α+β>90°,则动点B的轨迹是椭圆;
⑤α≠0°,β≠90°且α+β<90°,则动点B的轨迹是双曲线.
正确答案
②③
解析
解:①若α=0°,则O,A重合,β=90°,则动点B的轨迹是一个与PO垂直的平面,故①不正确;
②若α≠0°,β=90°,则动点B的轨迹是一条与PA垂直的直线,故②正确;
③若α≠0°,β≠90°且α+β=90°,则过点P的动直线PB的轨迹是圆锥面,平面M与PA平行,平面M与圆锥面的交线是抛物线,所以动点B的轨迹是抛物线,故③正确;
④α≠0°,β≠90°且α+β>90°,则过点P的动直线PB的轨迹是圆锥面,平面M与圆锥面的交线是双曲线,所以动点B的轨迹是双曲线,故④不正确;
⑤α≠0°,β≠90°且α+β<90°,则过点P的动直线PB的轨迹是圆锥面,平面M与圆锥面的交线是椭圆,所以动点B的轨迹是椭圆,故⑤不正确.
故答案为:②③.
我们把具有公共焦点、公共对称轴的两段圆锥曲线弧合成的封闭曲线称为“盾圆”.如图,“盾圆C”是由椭圆
与抛物线y2=4x中两段曲线弧合成,F1、F2为椭圆的左、右焦点,F2(1,0),A为椭圆与抛物线的一个公共点,
.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)是否存在过F2的一条直线l,与“盾圆C”依次交于M、N、G、H四点,使得△F1MH与△F1NG的面积比为6:5?若存在,求出直线l方程;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由y2=4x的准线为x=-1,∴,故记
又F1(-1,0),所以,
故椭圆为.…(4分)
(Ⅱ)设直线l为x=my+1(m≠0),M(xM,yM)、N(xN,yN)、G(xG,yG)、H(xH,yH)
联立,得(8m2+9)y2+16my-64=0,…(6分)
则①…(8分)
联立,得y2-4my-4=0,则
②(10分)
△F1MH与△F1NG的面积比
整理得…(12分)
若,由②知N、G坐标为
,其中
,故N不在“盾圆C”上;
同理也不满足,故符合题意的直线l不存在.…(14分)
解析
解:(Ⅰ)由y2=4x的准线为x=-1,∴,故记
又F1(-1,0),所以,
故椭圆为.…(4分)
(Ⅱ)设直线l为x=my+1(m≠0),M(xM,yM)、N(xN,yN)、G(xG,yG)、H(xH,yH)
联立,得(8m2+9)y2+16my-64=0,…(6分)
则①…(8分)
联立,得y2-4my-4=0,则
②(10分)
△F1MH与△F1NG的面积比
整理得…(12分)
若,由②知N、G坐标为
,其中
,故N不在“盾圆C”上;
同理也不满足,故符合题意的直线l不存在.…(14分)
已知抛物线C:y2=2px(p>0),直线l交此抛物线于不同的两个点A(x1,y1)、B(x2,y2))
(1)当直线l过点M(-p,0)时,证明y1•y2为定值;
(2)当y1y2=-p时,直线l是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(3)记N(p,0),如果直线l过点M(-p,0),设线段AB的中点为P,线段PN的中点为Q.问是否存在一条直线和一个定点,使得点Q到它们的距离相等?若存在,求出这条直线和这个定点;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)证明:l过点M(-p,0)与抛物线有两个交点,可知其斜率一定存在,
设l:y=k(x+p),其中k≠0(若k=0时不合题意),
由得k•y2-2py+2p2k=0,
∴.
(2)①当直线l的斜率存在时,设l:y=kx+b,其中k≠0(若k=0时不合题意).
由得ky2-2py+2pb=0.
∴,从而
.
假设直线l过定点(x0,y0),则y0=kx0+b,
从而,得
,即
,即过定点(
,0).
②当直线l的斜率不存在,设l:x=x0,代入y2=2px得y2=2px0,,
∴,
解得,即
,也过(
,0).
综上所述,当y1y2=-p时,直线l过定点(,0).
(3)依题意直线l的斜率存在且不为零,
由(1)得点P的纵坐标为,代入l:y=k(x+p)得
,即P(
).
设Q(x,y),则,消k得
,
由抛物线的定义知存在直线,点
,点Q到它们的距离相等.
解析
(1)证明:l过点M(-p,0)与抛物线有两个交点,可知其斜率一定存在,
设l:y=k(x+p),其中k≠0(若k=0时不合题意),
由得k•y2-2py+2p2k=0,
∴.
(2)①当直线l的斜率存在时,设l:y=kx+b,其中k≠0(若k=0时不合题意).
由得ky2-2py+2pb=0.
∴,从而
.
假设直线l过定点(x0,y0),则y0=kx0+b,
从而,得
,即
,即过定点(
,0).
②当直线l的斜率不存在,设l:x=x0,代入y2=2px得y2=2px0,,
∴,
解得,即
,也过(
,0).
综上所述,当y1y2=-p时,直线l过定点(,0).
(3)依题意直线l的斜率存在且不为零,
由(1)得点P的纵坐标为,代入l:y=k(x+p)得
,即P(
).
设Q(x,y),则,消k得
,
由抛物线的定义知存在直线,点
,点Q到它们的距离相等.
若抛物线y=ax2-1上总存在两点关于直线x+y=0对称,则实数a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:设抛物线上关于直线l对称的两相异点为P(x1,y1)、Q(x2,y2),线段PQ的中点为M(x0,y0),设
直线PQ的方程为y=x+b,由于P、Q两点存在,
所以方程组有两组不同的实数解,即得方程ax2-x-(1+b)=0.①
∵△=1+4a(1+b)>0.②
由中点坐标公式可得,x0==
,y0=x0+b=
+b.
∵M在直线L上,
∴0=x0+y0=+
+b,
即b=-,代入②解得a>
.
故实数a的取值范围(,+∞)
故选B
已知椭圆C:+
=1(a>b>0).
(1)若椭圆的长轴长为4,离心率为,求椭圆的标准方程;
(2)过原点O任意作两条互相垂直的直线与椭圆C:+
=1(a>b>0)相交于P,S,R,Q四点,设原点O到四边形PQSR的一边距离为d,试求d=1时,a,b满足的条件.
正确答案
解:(1)由题意椭圆的长轴长为4,离心率为,
∴2a=4,=
,
解得a2=4,b2=1,c=.
∴椭圆的标准方程为;
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),S(-x1,-y1),R(-x2,-y2).
①当直线PS与QR的斜率都存在时,设直线PS:y=kx,则直线QR:y=-.
联立y=kx与椭圆方程,解得=
.(*)
联立y=-与椭圆方程,解得
=
.(**)
直线PR的斜率存在时,则直线PR为(y2-y1)x+(x1-x2)y+x2y1-x1y2=0.
∵d=1,∴=1,(***)
联立(*)(**)(***),化为a2b2=a2+b2.
即为定值.
②当直线PS与QR的斜率有一个不存在时,直线PR的斜率不存在时,经验证上式也成立.
解析
解:(1)由题意椭圆的长轴长为4,离心率为,
∴2a=4,=
,
解得a2=4,b2=1,c=.
∴椭圆的标准方程为;
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),S(-x1,-y1),R(-x2,-y2).
①当直线PS与QR的斜率都存在时,设直线PS:y=kx,则直线QR:y=-.
联立y=kx与椭圆方程,解得=
.(*)
联立y=-与椭圆方程,解得
=
.(**)
直线PR的斜率存在时,则直线PR为(y2-y1)x+(x1-x2)y+x2y1-x1y2=0.
∵d=1,∴=1,(***)
联立(*)(**)(***),化为a2b2=a2+b2.
即为定值.
②当直线PS与QR的斜率有一个不存在时,直线PR的斜率不存在时,经验证上式也成立.
已知双曲线C:(a>0,b>0)
(1)若a=4,b=3,过点P(6,3)的动直线l与双曲线C相交于不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足,求证点Q总在某定直线上.
(2)在双曲线C:(a>0,b>0),过双曲线外一点P(m,n)的动直线l与双曲线C相交于不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足
,则点Q在哪条定直线上?
(3)试将该结论推广至其它圆锥曲线上,证明其中的一种情况,并猜想该直线具有的性质.
正确答案
解:(1)由题意得双曲线C的方程为 .
设点Q、A、B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2).
由题设知 均不为零,记
,则λ>0且λ≠1
又A,P,B,Q四点共线,从而
于是 ,
,
,
从而 ①,
②,
又点A、B在椭圆C上,即 ③,
④,
①×9-②×16并结合③、④得9x-8y=24,
即点Q(x,y)总在定直线9x-8y=24上.
(2)类似于(1)可得结论:在双曲线C:(a>0,b>0),过双曲线外一点P(m,n)的动直线l与双曲线C相交与不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足
,
得出点Q在定直线b2mx-a2ny=a2b2上;
(3)该结论推广至其它椭圆上,有:
在椭圆C:(a>0,b>0),过椭圆外一点P(m,n)的动直线l与椭圆C相交与不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足
,得出点Q在定直线b2mx+a2ny=a2b2上;
类似于(1)得:
于是 ,
,
,
从而 ①,
②,
又点A、B在椭圆C上,即 ③,
④,
①×b2+②×a2并结合③、④得b2mx+a2ny=a2b2,
即点Q(x,y)总在定直线b2mx+a2ny=a2b2上.
解析
解:(1)由题意得双曲线C的方程为 .
设点Q、A、B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2).
由题设知 均不为零,记
,则λ>0且λ≠1
又A,P,B,Q四点共线,从而
于是 ,
,
,
从而 ①,
②,
又点A、B在椭圆C上,即 ③,
④,
①×9-②×16并结合③、④得9x-8y=24,
即点Q(x,y)总在定直线9x-8y=24上.
(2)类似于(1)可得结论:在双曲线C:(a>0,b>0),过双曲线外一点P(m,n)的动直线l与双曲线C相交与不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足
,
得出点Q在定直线b2mx-a2ny=a2b2上;
(3)该结论推广至其它椭圆上,有:
在椭圆C:(a>0,b>0),过椭圆外一点P(m,n)的动直线l与椭圆C相交与不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足
,得出点Q在定直线b2mx+a2ny=a2b2上;
类似于(1)得:
于是 ,
,
,
从而 ①,
②,
又点A、B在椭圆C上,即 ③,
④,
①×b2+②×a2并结合③、④得b2mx+a2ny=a2b2,
即点Q(x,y)总在定直线b2mx+a2ny=a2b2上.
抛物线的焦点与双曲线
的上焦点重合,则m=______.
正确答案
13
解析
解:∵抛物线即x2=16y,∴p=8
它的焦点坐标为(0,4),
∴双曲线的上焦点坐标为:(0,4),
故双曲线中的c=4,且满足 c2=a2+b2,
即有=4,故m=13,
故答案为:13.
直线与椭圆
,a>b>0的两个交点在x轴上的射影恰为椭圆的两个焦点,则椭圆的离心率e等于( )
正确答案
解析
解:由题意及椭圆的对称性可设两个交点分别为M,
.
把M代入椭圆方程得,又b2=a2-c2,
化为2c4-5a2c2+2a4=0,
∴2e4-5e2+2=0,
∴(2e2-1)(e2-2)=0,
∵0<e<1,∴2e2-1=0,解得.
故选B.
己知双曲线的方程为x2-=1,直线m的方程为x=
,过双曲线的右焦点F的直线l与双曲线的右支相交于P、Q,以PQ为直径的圆与直线m相交于M、N,记劣弧
的长度为n,则
的值为( )
正确答案
解析
解:设P、Q到右准线的距离分别等于 d1、d2,AB的中点为E,E到右准线的距离等于d,并且圆的半径等于r=,
由直角梯形的中位线性质可得:d=,
再根据双曲线的第二定义可得:,
,
所以|PF|+|QF|=2(d1+d2)=2r,
所以r=d1+d2,
即可得到r=2d,
所以∠MEN=,则有
的长度为n=
,
所以.
故选C.
若直线y=kx+1(k∈R)与双曲线x2-y2=1有一个公共点,求实数k的取值集合______.
正确答案
{-,-1,1,
}
解析
解:由,消去y得(1-k2)x2-2kx-2=0.
若1-k2≠0,则△=(-2k)2-4(1-k2)(-2)=0,得k=±.
若1-k2=0,得k=±1.
∴实数k的取值的集合是:{-,-1,1,
}.
故答案为:{-,-1,1,
}
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