- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
直线x=a和函数y=x2+1的图象最多有______个公共点.
正确答案
1
解析
解:联立消去x得y=a2+1
可知其交点最多有1个.
故答案为:1
如图,已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线与x轴交于M点,过M点斜率为k的直线l与抛物线C交于A、B两点.
(Ⅰ)F为抛物线C的焦点,若,求k的值;
(Ⅱ)是否存在这样的k,使得对任意的p,抛物线上C总存在点Q,使得QA⊥QB,若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.
正确答案
解(Ⅰ)记A点到准线距离为d,直线l的倾斜角为α,由抛物线的定义知|AM|=,
∴,则
,
∴k=±tanα=.
(Ⅱ)存在k,k的取值范围为,使得对任意的p,抛物线上C总存在点Q,使得QA⊥QB.
事实上,假设存在这样的k,使得对任意的p,抛物线上C总存在点Q,使得QA⊥QB,
设点Q(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,得ky2-2py+p2k=0.
则,得:-1<k<1且k≠0.
.
又Q、A、B三点在抛物线上,所以
则.
同理.
由QA⊥QB得:,即
.
∴,即
.
△=4p2-20k2p2≥0,解得,又-1<k<1且k≠0.
所以k的取值范围为.
解析
解(Ⅰ)记A点到准线距离为d,直线l的倾斜角为α,由抛物线的定义知|AM|=,
∴,则
,
∴k=±tanα=.
(Ⅱ)存在k,k的取值范围为,使得对任意的p,抛物线上C总存在点Q,使得QA⊥QB.
事实上,假设存在这样的k,使得对任意的p,抛物线上C总存在点Q,使得QA⊥QB,
设点Q(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,得ky2-2py+p2k=0.
则,得:-1<k<1且k≠0.
.
又Q、A、B三点在抛物线上,所以
则.
同理.
由QA⊥QB得:,即
.
∴,即
.
△=4p2-20k2p2≥0,解得,又-1<k<1且k≠0.
所以k的取值范围为.
如图,已知抛物线C:y2=4x,过点P
的直线l与抛物线C交点A、B两点,且点P为弦AB的中点.
( I)求直线l的方程;
( II)若过点P斜率为-2的直线m与抛物线C交点A1、B1两点,求证:PA•PB=PA1•PB1;
( III)过线段AB上任意一点P1(不含端点A、B)分别做斜率为k1、k2(k1≠k2)的直线l1,l2,若l1交抛物线C于A1、B1两点,l2交抛物线C于A2,B2两点,且:P1A1•P1B1=P1A2•P1B2,试求k1+k2的值.
正确答案
解:(Ⅰ)设交点A(x1,y1),B(x2,y2),则,
,
两式相减得,∴
,∴kl×2=4,解得kl=2.
∴直线l的方程为y-1=,化为2x-y-4=0.
(Ⅱ)证明:①直线l的参数方程为,代入抛物线方程得
,
化为,由参数的几何意义可得PA•PB=-
.
②由直线m的斜率为-2且过点P,可得参数方程为,代入抛物线方程得
,
化为,由参数的几何意义可得PA1•PB1=
.
因此PA•PB=PA1•PB1.
(Ⅲ)设点P1(u,v),直线l1、l2的倾斜角分别为α、β,则k1=tanα,k2=tanβ,且.
则直线l1的参数方程为,代入抛物线方程得(v+tsinα)2=4(u+tcosα),
化为t2sin2α+(2vsinα-4cosα)t+v2-4u=0,
∵△>0,∴t1t2==P1A1•P1B1
同理=P1A2•P1B2
∵P1A1•P1B1=P1A2•P1B2
∴sin2α=sin2β,∴sinα=sinβ,而α≠β,∴α=π-β.
∴k1+k2的值=tanα+tanβ=-tanβ+tanβ=0.
解析
解:(Ⅰ)设交点A(x1,y1),B(x2,y2),则,
,
两式相减得,∴
,∴kl×2=4,解得kl=2.
∴直线l的方程为y-1=,化为2x-y-4=0.
(Ⅱ)证明:①直线l的参数方程为,代入抛物线方程得
,
化为,由参数的几何意义可得PA•PB=-
.
②由直线m的斜率为-2且过点P,可得参数方程为,代入抛物线方程得
,
化为,由参数的几何意义可得PA1•PB1=
.
因此PA•PB=PA1•PB1.
(Ⅲ)设点P1(u,v),直线l1、l2的倾斜角分别为α、β,则k1=tanα,k2=tanβ,且.
则直线l1的参数方程为,代入抛物线方程得(v+tsinα)2=4(u+tcosα),
化为t2sin2α+(2vsinα-4cosα)t+v2-4u=0,
∵△>0,∴t1t2==P1A1•P1B1
同理=P1A2•P1B2
∵P1A1•P1B1=P1A2•P1B2
∴sin2α=sin2β,∴sinα=sinβ,而α≠β,∴α=π-β.
∴k1+k2的值=tanα+tanβ=-tanβ+tanβ=0.
已知椭圆过点
且它的离心率为
.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直l1于点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;
(3)已知动直线l过点Q(4,0),交轨迹C2于R、S两点.是否存在垂直于x轴的直线m被以RQ为直径的圆O1所截得的弦长恒为定值?如果存在,求出m的方程;如果不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)因为椭圆(a>b>0)过点
,所以
,b2=2,
又因为椭圆C1的离心率,所以
,解得a2=3.
所以椭圆C1的方程是;
(2)因为线段PF2的垂直平分线交l2于点M,
所以|MP|=|MF2|,即动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它到定点F2(1,0)的距离,
所以动点M的轨迹C2是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
所以点M的轨迹C2的方程为y2=4x;
(3)设R(x1,y1),假设存在直线m:x=t满足题意,则圆心,
过O1作直线x=t的垂线,垂足为E,设直线m与圆O1的一个交点为G.
可得:,
即
=
=,
当t=3时,|EG|2=3,此时直线m被以RQ为直径的圆O1所截得的弦长恒为定值.
因此存在直线m:x=3满足题意.
解析
解:(1)因为椭圆(a>b>0)过点
,所以
,b2=2,
又因为椭圆C1的离心率,所以
,解得a2=3.
所以椭圆C1的方程是;
(2)因为线段PF2的垂直平分线交l2于点M,
所以|MP|=|MF2|,即动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它到定点F2(1,0)的距离,
所以动点M的轨迹C2是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
所以点M的轨迹C2的方程为y2=4x;
(3)设R(x1,y1),假设存在直线m:x=t满足题意,则圆心,
过O1作直线x=t的垂线,垂足为E,设直线m与圆O1的一个交点为G.
可得:,
即
=
=,
当t=3时,|EG|2=3,此时直线m被以RQ为直径的圆O1所截得的弦长恒为定值.
因此存在直线m:x=3满足题意.
如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=4,E,F,G,H分别为四边的中点,且都在坐标轴上,设
,
(λ≠0).
(Ⅰ)求直线EP与GQ的交点M的轨迹Γ的方程;
(Ⅱ)过圆x2+y2=r2(0<r<2)上一点N作圆的切线与轨迹Γ交于S,T两点,若,试求出r的值.
正确答案
解:(I)设M(x,y),由已知得P(4λ,0),Q(4,2-2λ),
则直线EP的方程为y=-2,直线GQ的方程为y=-
+2,
消去λ即得M的轨迹Γ的方程为.
(II)由,得|NS||NT|=|ON|2,又ON⊥ST,则OS⊥OT,
设直线ST:y=kx+m(m≠±2),代入得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-16=0,
设S(x1,y1),T(x2,y2),
则,
.
由OS⊥OT得x1x2+y1y2=0,即km(x1+x2)+(1+k2)x1x2+m2=0,
则5m2=16(1+k2)①,
又O到直线ST的距离为r=②,
联立①②解得r=∈(0,2).
经检验当直线ST的斜率不存在时也满足.
故r的值为.
解析
解:(I)设M(x,y),由已知得P(4λ,0),Q(4,2-2λ),
则直线EP的方程为y=-2,直线GQ的方程为y=-
+2,
消去λ即得M的轨迹Γ的方程为.
(II)由,得|NS||NT|=|ON|2,又ON⊥ST,则OS⊥OT,
设直线ST:y=kx+m(m≠±2),代入得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-16=0,
设S(x1,y1),T(x2,y2),
则,
.
由OS⊥OT得x1x2+y1y2=0,即km(x1+x2)+(1+k2)x1x2+m2=0,
则5m2=16(1+k2)①,
又O到直线ST的距离为r=②,
联立①②解得r=∈(0,2).
经检验当直线ST的斜率不存在时也满足.
故r的值为.
如图,某旅游区拟在公路l(南北向)旁开发一个抛物线形的人工湖,湖沿岸上每一点到公路l的距离与到A处的距离相等,并在湖中建造一个三角形的游乐区MNC,三个顶点M,N,C都在湖沿岸上,直线通道MN经过A处.经测算,A在公路l正东方向200米处,C在A的正西方向100米处,现以点C为坐标原点,以线段CA所在直线为x轴建立平面直角坐标系.
(1)求抛物线的方程;
(2)试确定直线通道MN的位置,使得三角形游乐区MNC的面积最小,并求出最小值.
正确答案
解:(1)依题意,设所求的抛物线的方程为:y2=2px(p>0)
∵焦点A(100,0)
∴即p=200
∴所求的抛物线的方程为:y2=400x(p>0)
(2)设点M(x1,y1),N(x2,y2)直线MN的方程为x=ny+100
联立可得y2-400ny-40000=0
∴y1+y2=400n,y1y2=-40000
∴|y1-y2|==
∴S△CMN=|y1-y2|=
=20000
当n=0时,即MN⊥AC时,△CMN的面积最小,最小面积为20000平方米
答:直线通道MN⊥AC时,游乐区CMN的面积最小,最小面积为20000平方米
解析
解:(1)依题意,设所求的抛物线的方程为:y2=2px(p>0)
∵焦点A(100,0)
∴即p=200
∴所求的抛物线的方程为:y2=400x(p>0)
(2)设点M(x1,y1),N(x2,y2)直线MN的方程为x=ny+100
联立可得y2-400ny-40000=0
∴y1+y2=400n,y1y2=-40000
∴|y1-y2|==
∴S△CMN=|y1-y2|=
=20000
当n=0时,即MN⊥AC时,△CMN的面积最小,最小面积为20000平方米
答:直线通道MN⊥AC时,游乐区CMN的面积最小,最小面积为20000平方米
已知点P(2,1)在抛物线C1:x2=2py(p>0)上,直线l过点Q(0,2)且与抛物线C1交于A、B两点.
(1)求抛物线C1的方程及弦AB中点M的轨迹C2的方程;
(2)若直线l1、l2分别为C1、C2的切线,且l1∥l2,求l1到l2的最近距离.
正确答案
解:(1)∵点P(2,1)在抛物线C1:x2=2py(p>0)上,
∴4=2p,
∴抛物线C1的方程为x2=4y;
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
则x12=4y1,x22=4y2,
两式相减可得(x1-x2)(x1+x2)=4(y1-y2),
∴AB的斜率为=
=
=
,
∴x02=2y0-4,
∴弦AB中点M的轨迹C2的方程为x2=2y-4;
(2)设直线l1、l2分别与C1、C2的切点为R(x3,y3),S(x4,y4),
求导可得l1:xx3-2y-2y3=0,l2:xx4-y-y4+4=0,
∵l1∥l2,∴x3=2x4,
∴l1:2xx3-2y-2x32=0,l2:2xx3-2y-x32+4=0,
∴d==
(
+
)≥
,
此时x3=±,l1到l2的最近距离为
.
解析
解:(1)∵点P(2,1)在抛物线C1:x2=2py(p>0)上,
∴4=2p,
∴抛物线C1的方程为x2=4y;
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
则x12=4y1,x22=4y2,
两式相减可得(x1-x2)(x1+x2)=4(y1-y2),
∴AB的斜率为=
=
=
,
∴x02=2y0-4,
∴弦AB中点M的轨迹C2的方程为x2=2y-4;
(2)设直线l1、l2分别与C1、C2的切点为R(x3,y3),S(x4,y4),
求导可得l1:xx3-2y-2y3=0,l2:xx4-y-y4+4=0,
∵l1∥l2,∴x3=2x4,
∴l1:2xx3-2y-2x32=0,l2:2xx3-2y-x32+4=0,
∴d==
(
+
)≥
,
此时x3=±,l1到l2的最近距离为
.
过点C(4,0)的直线与双曲线的右支交于A、B两个不同点,则直线AB的斜率k的取值范围是______.
正确答案
解析
解:设直线方程为y=k(x-4),代入双曲线,可得(12-3k2)x+24k2x-48k2-12=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
解得k∈.
故答案为:.
椭圆T的中心为坐标原点O,右焦点为F(2,0),且椭圆T过点E(2,).△ABC的三个顶点都在椭圆T上,设三条边的中点分别为M,N,P.
(1)求椭圆T的方程;
(2)设△ABC的三条边所在直线的斜率分别为k1,k2,k3,且ki≠0,i=1,2,3.若直线OM,ON,OP的斜率之和为0,求证:为定值.
正确答案
解:(1)设椭圆T的方程为(a>b>0),
由题意知:左焦点为F′(-2,0),所以2a=|EF|+|EF′|=+3
,
解得a=2,
∵c=2,∴=2.
故椭圆T的方程为…(4分)
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),M(s1,t1),N(s2,t2),P(s3,t3),
由:,
,两式相减,得到
(x1-x2)(x1+x2)+2(y1-y2)(y1+y2)=0
所以=
,即
,…(9分)
同理,
所以,
又因为直线OM,ON,OP的斜率之和为0,
所以=0 …(13分)
解析
解:(1)设椭圆T的方程为(a>b>0),
由题意知:左焦点为F′(-2,0),所以2a=|EF|+|EF′|=+3
,
解得a=2,
∵c=2,∴=2.
故椭圆T的方程为…(4分)
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),M(s1,t1),N(s2,t2),P(s3,t3),
由:,
,两式相减,得到
(x1-x2)(x1+x2)+2(y1-y2)(y1+y2)=0
所以=
,即
,…(9分)
同理,
所以,
又因为直线OM,ON,OP的斜率之和为0,
所以=0 …(13分)
已知直线l过抛物线C的焦点,且与C的对称轴垂直,l与C交于A,B两点,|AB|=8,P为C的准线上一点,则△ABP的面积为( )
正确答案
解析
解:由题意,不妨设抛物线方程为y2=2px(p>0).
则焦点F(),准线方程为x=-
.
在由题意可知|AB|=8即为抛物线的通径长等于8,即2p=8.
所以p=4,由P为C的准线上一点,则P到AB所在直线的距离等于p=4.
则.
故选A.
已知中心在原点,焦点在坐标轴上的椭圆Ω,它的离心率为,一个焦点和抛物线y2=-4x的焦点重合,过直线l:x=4上一点M引椭圆Ω的两条切线,切点分别是A,B.
(Ⅰ)求椭圆Ω的方程;
(Ⅱ)若在椭圆上的点(x0,y0)处的椭圆的切线方程是
.求证:直线AB恒过定点C;并出求定点C的坐标.
(Ⅲ)是否存在实数λ,使得|AC|+|BC|=λ|AC|•|BC|恒成立?(点C为直线AB恒过的定点)若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(I)设椭圆方程为.
抛物线y2=-4x的焦点是(-1,0),故c=1,又,
所以,
所以所求的椭圆Ω方程为…(4分)
(II)设切点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l上一点M的坐标(4,t).
则切线方程分别为,
.
又两切线均过点M,
即,
即点A,B的坐标都适合方程,而两点之间确定唯一的一条直线,
故直线AB的方程是,显然对任意实数t,点(1,0)都适合这个方程,
故直线AB恒过定点C(1,0). …(9分)
(III)将直线AB的方程,代入椭圆方程,
得,即
所以
不妨设y1>0,y2<0,
同理…(12分)
所以=
即.
故存在实数,使得|AC|+|BC|=λ|AC|•|BC|. …(15分)
解析
解:(I)设椭圆方程为.
抛物线y2=-4x的焦点是(-1,0),故c=1,又,
所以,
所以所求的椭圆Ω方程为…(4分)
(II)设切点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l上一点M的坐标(4,t).
则切线方程分别为,
.
又两切线均过点M,
即,
即点A,B的坐标都适合方程,而两点之间确定唯一的一条直线,
故直线AB的方程是,显然对任意实数t,点(1,0)都适合这个方程,
故直线AB恒过定点C(1,0). …(9分)
(III)将直线AB的方程,代入椭圆方程,
得,即
所以
不妨设y1>0,y2<0,
同理…(12分)
所以=
即.
故存在实数,使得|AC|+|BC|=λ|AC|•|BC|. …(15分)
对任意的实数m,直线y=mx+b与椭圆x2+4y2=1恒有公共点,则b的取值范围是( )
正确答案
解析
解:由,得(1+4m2)x2+8mbx+4b2-1=0,
因为直线y=mx+b与椭圆x2+4y2=1恒有公共点,
所以△=64m2b2-4(1+4m2)(4b2-1)≥0,即4b2≤4m2+1对任意m恒成立,
所以4b2≤1,解得-b
,
故选B.
直线0过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F,且交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,若x1+x2=2,|AB|=4.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)求抛物线上的点P到直线m:x-y+3=0的距离的最小值.
正确答案
解:(1)由抛物线定义得,
|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+p=4,
又∵x1+x2=2,
∴p=2.
∴抛物线标准方程y2=4x.
(2)由题得,直线m与抛物线没有公共点,
设与直线m平行且与抛物线相切的直线n:x-y+t=0,
联立,
消去x整理得,y2-4y+4t=0.
∴△=16-16t=0,
解得,t=1,
故切线n:x-y+1=0.
∴dmin==
,
即抛物线上的点P到直线m:x-y+3=0的最小距离为.
解析
解:(1)由抛物线定义得,
|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+p=4,
又∵x1+x2=2,
∴p=2.
∴抛物线标准方程y2=4x.
(2)由题得,直线m与抛物线没有公共点,
设与直线m平行且与抛物线相切的直线n:x-y+t=0,
联立,
消去x整理得,y2-4y+4t=0.
∴△=16-16t=0,
解得,t=1,
故切线n:x-y+1=0.
∴dmin==
,
即抛物线上的点P到直线m:x-y+3=0的最小距离为.
已知直线y=2(x-1)与抛物线C:y2=4x交于A,B两点,点M(-1,m),若
•
=0,则m=( )
正确答案
解析
解:由题意可得:,8x2-20x+8=0,解得x=2或x=
,
则A(2,2)、B(
,
).
点M(-1,m),若•
=0,
可得(3,2m)(
,-
)=0.
化简2m2-2m+1=0,解得m=
.
故选:B.
设A为双曲线右支上一点,F为该双曲线的右焦点,连AF交双曲线于B,过B作直线BC垂直于双曲线的右准线,垂足为C,则直线AC必过定点( )
正确答案
解析
解:由双曲线的方程可得 a=4,b=3,c=5,右焦点 F(5,0 ),右准线为 x=.
取特殊点,
,
,
则AC的方程,
从而知y=0时,,
故选B.
扫码查看完整答案与解析