- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知椭圆E1:+
=1(a>b>0)椭圆E2的中心在坐标原点,焦点在x轴上,其长轴长和短轴长分别是椭圆E1长轴长和短轴长的
倍(λ>0,λ≠1).
(Ⅰ)求椭圆E2的方程;并证明椭圆E1,E2的离心率相同;
(Ⅱ)当λ=2时,设M,N是椭圆E1上的两个点,OM,ON的斜率分别是kOM,kON,且kOM•kON=-(O是坐标原点),若OMPN是平行四边形,证明:点P在椭圆E2上.
正确答案
(Ⅰ)解:设椭圆E1,E2的离心率分别为e1,e2,则
∵长轴长和短轴长分别是椭圆E1长轴长和短轴长的倍,
∴椭圆E2的方程为.
又长轴长和短轴长分别是椭圆E1长轴长和短轴长的倍,
∴焦距长也为椭圆E1焦距长的倍,
∴椭圆E1,E2的离心率相同;
(Ⅱ)证明:设M(acosα,bsinα),N(acosβ,bsinβ),则
∵kOM•kON=-,
∴tanα•
tanβ=-
,
∴tanα•tanβ=-1,
∴cos(α-β)=0.
设P(x,y),则∵OMPN是平行四边形,
∴x=a(cosα+cosβ),y=b(sinα+sinβ),
∴λ=2时,=
[2+2cos(α-β)]=1,
∴点P在椭圆E2上.
解析
(Ⅰ)解:设椭圆E1,E2的离心率分别为e1,e2,则
∵长轴长和短轴长分别是椭圆E1长轴长和短轴长的倍,
∴椭圆E2的方程为.
又长轴长和短轴长分别是椭圆E1长轴长和短轴长的倍,
∴焦距长也为椭圆E1焦距长的倍,
∴椭圆E1,E2的离心率相同;
(Ⅱ)证明:设M(acosα,bsinα),N(acosβ,bsinβ),则
∵kOM•kON=-,
∴tanα•
tanβ=-
,
∴tanα•tanβ=-1,
∴cos(α-β)=0.
设P(x,y),则∵OMPN是平行四边形,
∴x=a(cosα+cosβ),y=b(sinα+sinβ),
∴λ=2时,=
[2+2cos(α-β)]=1,
∴点P在椭圆E2上.
设椭圆C:+
=1(a>b>0)过点M(1,1),离心率e=
,O为坐标原点.
(I)求椭圆C的方程.
(Ⅱ)若直线l是圆O:x2+y2=1的任意一条切线,且直线l与椭圆C相交于A,B两点,求证:•
为定值.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意可得,解得
,
∴椭圆C的方程为.
(Ⅱ)①当圆O的切线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=kx+m,
则圆心O到直线l的距离,
∴1+k2=m2.
将直线l的方程和椭圆C的方程联立,得到(1+3k2)x2+6kmx+3m2-4=0.
设直线l与椭圆C相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,
则,
.
∴=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)
=
=
=
=0,
②当圆的切线l的斜率不存在时,验证得.
综合上述可得,为定值0.
解析
解:(Ⅰ)由题意可得,解得
,
∴椭圆C的方程为.
(Ⅱ)①当圆O的切线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=kx+m,
则圆心O到直线l的距离,
∴1+k2=m2.
将直线l的方程和椭圆C的方程联立,得到(1+3k2)x2+6kmx+3m2-4=0.
设直线l与椭圆C相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,
则,
.
∴=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)
=
=
=
=0,
②当圆的切线l的斜率不存在时,验证得.
综合上述可得,为定值0.
过点P(4,4)且与双曲线-
=1只有一个交点的直线有( )
正确答案
解析
解:因为a=4,b=3,所以双曲线的渐近线方程为y=±x,
则过P分别作出两条与渐近线平行的直线即与双曲线只有一个交点;
又因为双曲线与x轴右边的交点为(4,0),
所以点P与(4,0)确定的直线与双曲线也只有一个交点,
过点p还可以做一条与左支相切的直线,
故满足条件的直线共有4条.
故选D
动圆P与定圆O1:x2+y2+4x-5=0和O2:x2+y2-4x+3=0均外切,设P点的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)过点A(3,0)作直线l交曲线C于P、Q两点,交y轴于M点,若当λ1+λ2=m时,求m的取值范围.
正确答案
解:(1)Q1:(x+2)2+y2=9,Q2:(x-2)2+y2=1,
动圆的半径为r,则|PQ1|=r+3,
|PQ2|=r+1,|PQ1|-|PQ2|=2,…(3分)
点P的轨迹是以O1、O2为焦点的双曲线右支,
a=1,c=2,
方程为…(6分)
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),
当k不存在时,不合题意.
直线PQ的方程为y=k(x-3),
则,
…(8分)
由∵x1、
,
∴k2>3…(10分)
…(14分)
解析
解:(1)Q1:(x+2)2+y2=9,Q2:(x-2)2+y2=1,
动圆的半径为r,则|PQ1|=r+3,
|PQ2|=r+1,|PQ1|-|PQ2|=2,…(3分)
点P的轨迹是以O1、O2为焦点的双曲线右支,
a=1,c=2,
方程为…(6分)
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),
当k不存在时,不合题意.
直线PQ的方程为y=k(x-3),
则,
…(8分)
由∵x1、
,
∴k2>3…(10分)
…(14分)
已知抛物线y2=4x的准线与x轴的交点为A,焦点为F,l是过点A且倾斜角为的直线,则点F到直线l的距离等于( )
正确答案
解析
解:由题意,A(-1,0),F(1,0),则
过点A且倾斜角为的直线l的方程为y=
(x+1),即
x-y+
=0,
∴点F到直线l的距离==
,
故选:B.
已知抛物线C:y2=12x,点M(-1,0),过M的直线l交抛物线C于A,B两点.
(Ⅰ)若线段AB中点的横坐标等于2,求直线l的斜率;
(Ⅱ)设点A关于x轴的对称点为A′,求证:直线A′B过定点.
正确答案
(Ⅰ)解:设过点M(-1,0)的直线方程为y=k(x+1),
由 得k2x2+(2k2-12)x+k2=0.…(2分)
因为k2≠0,且△=(2k2-12)2-4k4=144-48k2>0,
所以,.…(3分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,x1x2=1.…(5分)
因为线段AB中点的横坐标等于2,所以,…(6分)
解得,符合题意.…(7分)
(Ⅱ)证明:依题意A‘(x1,-y1),直线,…(8分)
又 ,
,
所以,…(9分)=
…(10分)
因为,且y1,y2同号,所以
,…(11分)
所以,…(12分)
所以,直线A'B恒过定点(1,0).…(13分)
解析
(Ⅰ)解:设过点M(-1,0)的直线方程为y=k(x+1),
由 得k2x2+(2k2-12)x+k2=0.…(2分)
因为k2≠0,且△=(2k2-12)2-4k4=144-48k2>0,
所以,.…(3分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,x1x2=1.…(5分)
因为线段AB中点的横坐标等于2,所以,…(6分)
解得,符合题意.…(7分)
(Ⅱ)证明:依题意A‘(x1,-y1),直线,…(8分)
又 ,
,
所以,…(9分)=
…(10分)
因为,且y1,y2同号,所以
,…(11分)
所以,…(12分)
所以,直线A'B恒过定点(1,0).…(13分)
已知直线l:y=2x-4被抛物线C:y2=2px(p>0)截得的弦长.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)若抛物线C的焦点为F,求三角形ABF的面积.
正确答案
解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2)
∵
而
即
∴p=2
故抛物线C的方程为:y2=4x.
(2)由(1)知F(1,0),
∴点F到AB的距离,
∴=3.
解析
解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2)
∵
而
即
∴p=2
故抛物线C的方程为:y2=4x.
(2)由(1)知F(1,0),
∴点F到AB的距离,
∴=3.
过抛物线y2=4x的焦点所作直线中,被抛物线截得弦长为8的直线有( )
正确答案
解析
解:设过焦点F(1,0)所作直线与抛物线相交于两点A,B.
①当AB⊥x轴时,|AB|=2p=4,不满足题意,应舍去.
②当直线AB的斜率存在时,设直线AB为:y=k(x-1),
联立,化为k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
∴x1+x2=.
∴|AB|=x1+x2+p.
∴,化为k2=1,解得k=±1.
综上可知:过焦点且被抛物线截得弦长为8的直线有且只有两条:y=±(x-1).
故选:B.
已知动圆Q与x轴相切,且过点A(0,2).
(1)求动圆圆心Q的轨迹M方程;
(2)设B、C为曲线M上两点,P(2,2),PB⊥BC,求点C横坐标的取值范围.
正确答案
解:(1)设P(x,y)为轨迹上任一点,则
|y|=≠0,
化简得动圆圆心Q的轨迹M方程:y=.
(2)设,
,
∵P(2,2),
∴,
,
∵PB⊥BC,
∴,
∴=0
∴,
当x1>0时,
=-
=-6.
当x1<0时,
=-+2
≥+2
=10
∴x2≥10 或x2≤-6.
故点C横坐标的取值范围是(-∞,-6]∪[10,+∞).
解析
解:(1)设P(x,y)为轨迹上任一点,则
|y|=≠0,
化简得动圆圆心Q的轨迹M方程:y=.
(2)设,
,
∵P(2,2),
∴,
,
∵PB⊥BC,
∴,
∴=0
∴,
当x1>0时,
=-
=-6.
当x1<0时,
=-+2
≥+2
=10
∴x2≥10 或x2≤-6.
故点C横坐标的取值范围是(-∞,-6]∪[10,+∞).
已知两条抛物线 y1=x2+2mx+4,y2=x2+mx-m 中至少有一条与x轴有公共点,则实数m的取值范围是______.
正确答案
m≤-2 或m≥0
解析
解:若两条抛物线 y1=x2+2mx+4,y2=x2+mx-m 与x轴都没有公共点
则
解不等式组可得
∴-2<m<0
从而可得两条抛物线 y1=x2+2mx+4,y2=x2+mx-m 中至少有一条与x轴有公共点即为上述的反面
∴m≥0或m≤-2
故答案为:m≤-2或m≥0
当实数a,b变化时,直线(2a+b)x+(a+b)y+(a-b)=0与直线m2x+2y-n2=0都过一个定点,记点(m,n)的轨迹为曲线C,P为曲线C上任意一点.若点Q(2,0),则PQ的最大值为______.
正确答案
解析
解:因为(2a+b)x+(a+b)y+a-b=(2x+y+1)a+(x+y-1)b=0对于任意的a,b都成立,所以2x+y+1=0且x+y-1=0,二者联立,解得x=-2,y=3,即直线(2a+b)x+(a+b)y+(a-b)=0过定点(-2,3).
因此直线m2x+2y-n2=0也过定点(-2,3),将点坐标代入m2x+2y-n2=0,可得-2m2+6-n2=0,即点(m,n)在椭圆上.
∵P为曲线C上任意一点,点Q(2,0),
∴PQ的最大值为.
故答案为:.
设抛物线C:x2=4y的焦点为F,已知点A在抛物线C上,以F为圆心,FA为半径的圆交此抛物线的准线于B,D两点,且A、B、F三点在同一条直线上,则直线AB的方程为______.
正确答案
y=x+1
解析
解:抛物线C:x2=4y的焦点为F(0,1),
设A(m,m2),
由题意可得,A,B关于F对称,
可得B(-m,2-m2),
代入准线方程y=-1,可得2-m2=-1,
解得m=±2,
可得AB的斜率为k=±,
即有直线AB的方程为y=x+1.
故答案为:y=x+1.
已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,过点F的直线l与C相交于A、B.
(Ⅰ) 若,求直线l的方程.
(Ⅱ) 求|AB|的最小值.
正确答案
解法一:(1)设直线l的方程为:x+my-1=0,
代入y2=4x,整理得,y2+4my-4=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1,y2是上述关于y的方程的两个不同实根,所以y1+y2=-4m
根据抛物线的定义知:
|AB|=x1+x2+2=
若,则
即直线l有两条,其方程分别为:
(2)由(1)知,|AB|=4(m2+1)≥4,
当且仅当m=0时,|AB|有最小值4.
解法二:(1)由抛物线的焦点弦长公式|AB|=(θ为AB的倾斜角),
知sinθ=±,
即直线AB的斜率k=tanθ=±,
故所求直线方程为:或
.
(2)由(1)知|AB|==
,
∴|AB|min=4 (此时sinθ=1,θ=90°)
故|AB|有最小值4.
解析
解法一:(1)设直线l的方程为:x+my-1=0,
代入y2=4x,整理得,y2+4my-4=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1,y2是上述关于y的方程的两个不同实根,所以y1+y2=-4m
根据抛物线的定义知:
|AB|=x1+x2+2=
若,则
即直线l有两条,其方程分别为:
(2)由(1)知,|AB|=4(m2+1)≥4,
当且仅当m=0时,|AB|有最小值4.
解法二:(1)由抛物线的焦点弦长公式|AB|=(θ为AB的倾斜角),
知sinθ=±,
即直线AB的斜率k=tanθ=±,
故所求直线方程为:或
.
(2)由(1)知|AB|==
,
∴|AB|min=4 (此时sinθ=1,θ=90°)
故|AB|有最小值4.
设椭圆+
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,右顶点为A,上顶点为B,已知|AB|=
|F1F2|.
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)设P为椭圆上异于其顶点的一点,以线段PB为直径的圆经过点F1,经过点F2的直线l与该圆相切于点M,|MF2|=2,求椭圆的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)依题意可知=
•2c,
∵b2=a2-c2,
∴a2+b2=2a2-c2=3c2,
∴a2=2c2,
∴e==
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知a2=2c2,
∴b2=a2-c2=c2,
∴椭圆方程为+
=1,B(0,c),F1(-c,0)
设P点坐标(csinθ,ccosθ),以线段PB为直径的圆的圆心为O,
∵PB为直径,
∴BF1⊥PF1,
∴kBF1•kPF1=•
=-1,
求得sinθ=-或0(舍去),
由椭圆对称性可知,P在x轴下方和上方结果相同,只看在x轴上方时,
cosθ==
,
∴P坐标为(-c,
c),
∴圆心O的坐标为(-c,
c),
∴r=|OB|==
c,|OF2|=
=
c,
∵r2+|MF2|2=|OF2|2,
∴+8=
c2,
∴c2=3,
∴a2=6,b2=3,
∴椭圆的方程为+
=1.
解析
解:(Ⅰ)依题意可知=
•2c,
∵b2=a2-c2,
∴a2+b2=2a2-c2=3c2,
∴a2=2c2,
∴e==
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知a2=2c2,
∴b2=a2-c2=c2,
∴椭圆方程为+
=1,B(0,c),F1(-c,0)
设P点坐标(csinθ,ccosθ),以线段PB为直径的圆的圆心为O,
∵PB为直径,
∴BF1⊥PF1,
∴kBF1•kPF1=•
=-1,
求得sinθ=-或0(舍去),
由椭圆对称性可知,P在x轴下方和上方结果相同,只看在x轴上方时,
cosθ==
,
∴P坐标为(-c,
c),
∴圆心O的坐标为(-c,
c),
∴r=|OB|==
c,|OF2|=
=
c,
∵r2+|MF2|2=|OF2|2,
∴+8=
c2,
∴c2=3,
∴a2=6,b2=3,
∴椭圆的方程为+
=1.
已知p:“|a|=2”,q:“直线y=ax+1-a与抛物线y=x2相切”,则p是q的( )
正确答案
解析
解:当a=2时,直线y=2x-1,满足和抛物线y=x2相切,当a=-2时,直线y=-2x+3,不满足与抛物线y=x2相切.
故由|a|=2,不能推出直线y=ax+1-a与抛物线y=x2相切,故充分性不成立.
当直线y=ax+1-a与抛物线y=x2相切时,把直线方程代入抛物线方程化简可得x2-ax+a-2=0,
由题意可得,判别式△=a2-4(a-1)=0,∴a=2,∴|a|=2,
故必要性成立,故p是q的 必要不充分条件,
故选 B.
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