- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
平面内动点P(x,y)到定点F(1,0)的距离比它到y轴的距离大1.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过F的直线l与C相交于A,B两点,若kl=-1,求弦AB的长.
正确答案
解:(1)设P(x,y),
由P到定点F(1,0)的距离为,
P到y轴的距离为|x|,
当x≤0时,P的轨迹为y=0(x≤0);
当x>0时,又动点P到定点F(1,0)的距离比P到y轴的距离大1,
列出等式:-|x|=1,
化简得y2=4x(x≥0),为焦点为F(1,0)的抛物线.
则动点P的轨迹方程为y2=4x或y=0(x≤0).
(2)直线l:y=-x+1与y2=4x联立,消去y,整理可得:x2-6x+1=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=6.
则|AB|=x1+x2+p=6+2=8.
解析
解:(1)设P(x,y),
由P到定点F(1,0)的距离为,
P到y轴的距离为|x|,
当x≤0时,P的轨迹为y=0(x≤0);
当x>0时,又动点P到定点F(1,0)的距离比P到y轴的距离大1,
列出等式:-|x|=1,
化简得y2=4x(x≥0),为焦点为F(1,0)的抛物线.
则动点P的轨迹方程为y2=4x或y=0(x≤0).
(2)直线l:y=-x+1与y2=4x联立,消去y,整理可得:x2-6x+1=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=6.
则|AB|=x1+x2+p=6+2=8.
已知椭圆的右焦点为F(2,0),M为椭圆的上顶点,O为坐标原点,且△MOF是等腰直角三角形.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过点M分别作直线MA,MB交椭圆于A,B两点,设两直线的斜率分别为k1,k2,且k1+k2=8,证明:直线AB过定点().
正确答案
(Ⅰ)解:由△MOF是等腰直角三角形,得c2=b2=4,a2=8,
故椭圆方程为:=1.
(Ⅱ)证明:(1)若直线AB的斜率存在,设AB的方程为:y=kx+m,依题意得m≠±2,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0,
则.
由已知 k1+k2=8,可得 ,
所以,即
.
所以,整理得
.
故直线AB的方程为,即y=k(
)-2.
所以直线AB过定点().
(2)若直线AB的斜率不存在,设AB方程为x=x0,
设A(x0,y0),B(x0,-y0),
由已知,得
.
此时AB方程为,显然过点(
).
综上,直线AB过定点().
解析
(Ⅰ)解:由△MOF是等腰直角三角形,得c2=b2=4,a2=8,
故椭圆方程为:=1.
(Ⅱ)证明:(1)若直线AB的斜率存在,设AB的方程为:y=kx+m,依题意得m≠±2,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0,
则.
由已知 k1+k2=8,可得 ,
所以,即
.
所以,整理得
.
故直线AB的方程为,即y=k(
)-2.
所以直线AB过定点().
(2)若直线AB的斜率不存在,设AB方程为x=x0,
设A(x0,y0),B(x0,-y0),
由已知,得
.
此时AB方程为,显然过点(
).
综上,直线AB过定点().
直线l交椭圆=1于A、B两点,且AB的中点为M(2,1),则直线l的方程是( )
正确答案
解析
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
∵点M(2,1)是线段AB的中点,且M在椭圆内.
∴x1+x2=4,y1+y2=2,
∵此两点在椭圆上,∴3x12+4y12=48,3x22+4y22=48.
∴,3(x1+x2)(x1-x2)+4(y1+y2)(y1-y2)=0,
∴k==-
=-
.
∴直线l的方程为y-1=-(x-2),化为3x+2y-8=0.
故选:B.
已知抛物线 y=x2-4与直线y=x+2.
(1)求两曲线的交点;
(2)求抛物线在交点处的切线方程.
正确答案
解:(1)由,(2分)
求得交点A(-2,0),B(3,5)(4分)
(2)因为y′=2x,则y′|x=-2=-4,y′|x=3=6,(8分)
所以抛物线在A,B处的切线方程分别为y=-4(x+2)与y-5=6(x-3)
即4x+y+8=0与6x-y-13=0(12分)
解析
解:(1)由,(2分)
求得交点A(-2,0),B(3,5)(4分)
(2)因为y′=2x,则y′|x=-2=-4,y′|x=3=6,(8分)
所以抛物线在A,B处的切线方程分别为y=-4(x+2)与y-5=6(x-3)
即4x+y+8=0与6x-y-13=0(12分)
已知抛物线y2=2px(p>0)有一内接直角三角形,直角顶点在原点,一直角边的方程是y=2x,斜边长为5,求此抛物线的方程.
正确答案
解:不妨设已知直角三角形为OAB,直线OA的方程为y=2x
∵∠AOB=90°即OA⊥OB,
∴=-
,直线OB的方程为y=-
x
联立方程可得2x2-px=0
∴,yA=p
同理可得xB=8p,yB=-4p
∵斜边AB=
由勾股定理可得,AB2=OA2+OB2=325
∴325=
∵p>0
∴p=2
∴抛物线的方程为y2=4x
解析
解:不妨设已知直角三角形为OAB,直线OA的方程为y=2x
∵∠AOB=90°即OA⊥OB,
∴=-
,直线OB的方程为y=-
x
联立方程可得2x2-px=0
∴,yA=p
同理可得xB=8p,yB=-4p
∵斜边AB=
由勾股定理可得,AB2=OA2+OB2=325
∴325=
∵p>0
∴p=2
∴抛物线的方程为y2=4x
已知点P(0,b)是y轴上的动点,点F(1,0)、M(a,0)满足PM⊥PF,动点N满足.
(1)求动点N所在曲线C的方程.
(2)已知点D(1,2)在曲线C上,若曲线C上两点A、B(都不同于D点)满足DA⊥DB,试证明直线AB必过定点,并求出这个定点的坐标.
正确答案
解:(1)设动点N(x,y). (1分)
依据题意,有,
.(3分)
又,则
,进一步有
.
因此,y2=4x(x≥0). (7分)
所以曲线C的方程是y2=4x(x≥0). (8分)
证明 (2)因A、B是曲线C:y2=4x(x≥0)上不同于D点的两点,
可设、
,则
、
,
. (10分)
又DA⊥DB,故,
进一步化简得y1y2=-2(y1+y2)-20. (12分)
由直线AB的法向量为,可得直线AB的方程:
,
即.把y1y2=-2(y1+y2)-20代入此方程,得
.(14分)
进一步把直线AB的方程化为,知其恒过定点(5,-2).(15分)
所以直线AB:恒过定点,且定点坐标为(5,-2). (16分)
证毕!
解析
解:(1)设动点N(x,y). (1分)
依据题意,有,
.(3分)
又,则
,进一步有
.
因此,y2=4x(x≥0). (7分)
所以曲线C的方程是y2=4x(x≥0). (8分)
证明 (2)因A、B是曲线C:y2=4x(x≥0)上不同于D点的两点,
可设、
,则
、
,
. (10分)
又DA⊥DB,故,
进一步化简得y1y2=-2(y1+y2)-20. (12分)
由直线AB的法向量为,可得直线AB的方程:
,
即.把y1y2=-2(y1+y2)-20代入此方程,得
.(14分)
进一步把直线AB的方程化为,知其恒过定点(5,-2).(15分)
所以直线AB:恒过定点,且定点坐标为(5,-2). (16分)
证毕!
椭圆C:+
=1(a>b>0),直线L的倾斜角为60°,直线L过C的右焦点F2,且与C相交于A,B两点(A,B可互换),若
=λ
,则λ的取值范围是______.
正确答案
(,1)∪(1,3)
解析
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知y1>0,y2<0.
直线l的方程为y=(x-c),其中c=
.
联立得(3a2+b2)y2+2
b2cy-3b4=0,
解得y1=,y2=
,
因为,
所以-y1=λy2.即-=λ•
,
所以(1+λ)c=(2λ-2)a,得离心率e==
,
由0<e<1,解得1<λ<3或<λ<1.
故答案为:(,1)∪(1,3).
AB是抛物线y2=x的一条弦,若AB的中点到y轴的距离为1,则弦AB的长度的最大值为______.
正确答案
解析
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),则AB中点M坐标为(,
)
∵AB的中点到y轴的距离为1,∴=1,∴x1+x2=2
又∵A,B在抛物线y2=x上,∴|AB|≤|AF|+|BF|=x1+x2+=
∴|AB|的最大值为
故答案为
已知椭圆具有性质:若M、N是椭圆C:+
=1(a>b>0)上关于原点对称的两个点,点P是椭圆上任意一点,当直线PM、PN的斜率都存在,并记为kPM、kPN时,那么kPM与kPN之积是与点P位置无关的定值.试对双曲线C′:
-
=1写出具有类似特性的性质,并加以证明.
正确答案
解:类似的性质为若MN是双曲线-
=1上关于原点对称的两个点,点P是双曲线上任意一点,当直线PM、PN的斜率都存在,并记为kPM、kPN时,那么kPM与kPN之积是与点P位置无关的定值.
设点M的坐标为(m,n),则点N的坐标为(-m,-n),
其中-
=1、又设点P的坐标为(x,y),
由kPM=,kPN=
,
得kPM•kPN=•
=
,
将y2=x2-b2,n2=
m2-b2,代入得kPM•kPN=
.
解析
解:类似的性质为若MN是双曲线-
=1上关于原点对称的两个点,点P是双曲线上任意一点,当直线PM、PN的斜率都存在,并记为kPM、kPN时,那么kPM与kPN之积是与点P位置无关的定值.
设点M的坐标为(m,n),则点N的坐标为(-m,-n),
其中-
=1、又设点P的坐标为(x,y),
由kPM=,kPN=
,
得kPM•kPN=•
=
,
将y2=x2-b2,n2=
m2-b2,代入得kPM•kPN=
.
已知顶点为原点O的抛物线C1的焦点F与椭圆的右焦点重合C1与C2在第一和第四象限的交点分别为A、B.
(1)若△AOB是边长为的正三角形,求抛物线C1的方程;
(2)若AF⊥OF,求椭圆C2的离心率e;
(3)点P为椭圆C2上的任一点,若直线AP、BP分别与x轴交于点M(m,0)和N(n,0),证探究:当a为常数时,mn是否为定值?请证明你的结论.
正确答案
解:(1)设椭圆的右焦点为F(c,0),依题意得抛物线的方程为y2=4cx…(1分)
∵△AOB是边长为的正三角形,
∴点A的坐标是,…(3分)
代入抛物线的方程y2=4cx解得,
故所求抛物线C1的方程为y2=x…(4分)
(2)∵AF⊥OF,∴点A的横坐标是c
代入椭圆方程解得,即点A的坐标是
…(5分)
∵点A在抛物线y2=4cx上,
∴,…(6分)
将b2=a2-c2代入上式整理得:,
即e2+2e-1=0,解得…(7分)
∵0<e<1,故所求椭圆C2的离心率. …(8分)
(3)证明:设P(x1,y1),A(x2,y2),B(x2,-y2),
代入椭圆方程得…(9分)
而直线PA的方程为(x2-x1)(y-y1)+(x-x1)(y1-y2)=0…(10分)
令y=0得. …(11分)
在中,以-y2代换y2得
…(12分)
∴=
∴当a为常数时,mn是定值. …(14分)
解析
解:(1)设椭圆的右焦点为F(c,0),依题意得抛物线的方程为y2=4cx…(1分)
∵△AOB是边长为的正三角形,
∴点A的坐标是,…(3分)
代入抛物线的方程y2=4cx解得,
故所求抛物线C1的方程为y2=x…(4分)
(2)∵AF⊥OF,∴点A的横坐标是c
代入椭圆方程解得,即点A的坐标是
…(5分)
∵点A在抛物线y2=4cx上,
∴,…(6分)
将b2=a2-c2代入上式整理得:,
即e2+2e-1=0,解得…(7分)
∵0<e<1,故所求椭圆C2的离心率. …(8分)
(3)证明:设P(x1,y1),A(x2,y2),B(x2,-y2),
代入椭圆方程得…(9分)
而直线PA的方程为(x2-x1)(y-y1)+(x-x1)(y1-y2)=0…(10分)
令y=0得. …(11分)
在中,以-y2代换y2得
…(12分)
∴=
∴当a为常数时,mn是定值. …(14分)
若双曲线x2-y2=1点P(a,b)到直线y=x距离为+b的值( )
正确答案
解析
解:点P(a,b)到直线y=x距离为,∴
=
,∴|a-b|=2.
又 a2-b2=1,∴(a+b)(a-b)=1,a>b,∴a+b==
=
,
故选 B.
已知双曲线过点(3,-2),且与椭圆4x2+9y2=36有相同焦点,则双曲线的标准方程为______.
正确答案
解析
解:由4x2+9y2=36,得,则c2=9-4=5,所以c=
.
所以椭圆的焦点为.
因为双曲线与椭圆有相同的焦点,所以可设双曲线方程为.
因为双曲线过点(3,-2),所以
又a2+b2=5②,联立①②,解得:a2=3或a2=15(舍),b2=2.
所以双曲线的标准方程为.
故答案为.
(2015秋•福建校级月考)已知点A(4,m)在抛物线y2=2px(p>0)上,它到抛物线焦点F的距离为5,
(Ⅰ)求抛物线方程和m的值;
(Ⅱ)若m>0,直线L过点A作与抛物线只有一个公共点,求直线L方程.
正确答案
解:(Ⅰ)点A(4,m)在抛物线y2=2px(p>0)上,
则有m2=8p,
由于A到抛物线焦点F的距离为5,则由抛物线定义,可得,
4+=5,解得,p=2,
则m2=16,解得,m=±4;
(Ⅱ)由m>0,则抛物线方程为y2=4x,
点A(4,4)在抛物线y2=4x上,
∴过点(4,4)且与抛物线y2=4x只有一个公共点时只能是:
i)过点(4,4)且与抛物线y2=4x相切,
此时设直线方程为:y=k(x-4)+4,
代入抛物线,得:[k(x-4)+4]2=4x,
整理,得:k2x2+(8k-8k2-4)x+16k2-32k+16=0,
∵方程只有一个根,∴x1=x2=4,
∴=8,解得k=,
∴直线方程为:y=x+2,即x-2y+4=0.
ii)过点(4,4)且平行于对称轴.
此时直线方程为y=4.
综上所述,满足条件的直线方程为:x-2y+4=0或y=4.
解析
解:(Ⅰ)点A(4,m)在抛物线y2=2px(p>0)上,
则有m2=8p,
由于A到抛物线焦点F的距离为5,则由抛物线定义,可得,
4+=5,解得,p=2,
则m2=16,解得,m=±4;
(Ⅱ)由m>0,则抛物线方程为y2=4x,
点A(4,4)在抛物线y2=4x上,
∴过点(4,4)且与抛物线y2=4x只有一个公共点时只能是:
i)过点(4,4)且与抛物线y2=4x相切,
此时设直线方程为:y=k(x-4)+4,
代入抛物线,得:[k(x-4)+4]2=4x,
整理,得:k2x2+(8k-8k2-4)x+16k2-32k+16=0,
∵方程只有一个根,∴x1=x2=4,
∴=8,解得k=,
∴直线方程为:y=x+2,即x-2y+4=0.
ii)过点(4,4)且平行于对称轴.
此时直线方程为y=4.
综上所述,满足条件的直线方程为:x-2y+4=0或y=4.
在平面直角坐标系xOy中,已知圆心在第二象限,半径为2的圆C与直线y=x相切于坐标原点O.椭圆
=1与圆C的一个交点到椭圆两焦点的距离之和为10.
(1)求圆C的方程;
(2)试探求C上是否存在异于原点的点Q,使Q到椭圆右焦点F的距离等于线段OF的长.若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)设圆心坐标为(m,n)(m<0,n>0),
则该圆的方程为(x-m)2+(y-n)2=8已知该圆与直线y=x相切,
那么圆心到该直线的距离等于圆的半径,则=2
即|m-n|=4①
又圆与直线切于原点,将点(0,0)代入得m2+n2=8②
联立方程①和②组成方程组解得
故圆的方程为(x+2)2+(y-2)2=8;
(2)|a|=5,∴a2=25,则椭圆的方程为=1
其焦距c==4,右焦点为(4,0),那么|OF|=4.
通过联立两圆的方程,解得x=
,y=
.
即存在异于原点的点Q(,
),
使得该点到右焦点F的距离等于|OF|的长.
解析
解:(1)设圆心坐标为(m,n)(m<0,n>0),
则该圆的方程为(x-m)2+(y-n)2=8已知该圆与直线y=x相切,
那么圆心到该直线的距离等于圆的半径,则=2
即|m-n|=4①
又圆与直线切于原点,将点(0,0)代入得m2+n2=8②
联立方程①和②组成方程组解得
故圆的方程为(x+2)2+(y-2)2=8;
(2)|a|=5,∴a2=25,则椭圆的方程为=1
其焦距c==4,右焦点为(4,0),那么|OF|=4.
通过联立两圆的方程,解得x=
,y=
.
即存在异于原点的点Q(,
),
使得该点到右焦点F的距离等于|OF|的长.
已知圆O:x2+y2=2,过点A(1,1)的直线交圆O所得的弦长为,且与x轴的交点为双曲线E:
=1的右焦点F(c,0)(c>2),双曲线E的离心率为
.
(1)求双曲线E的方程;
(2)过点P(,5)作动直线l交双曲线右支于M、N两点,点Q异于M,N,且在线段MN上运动,并满足关系
=
,试证明点Q恒在一条直线上.
正确答案
解:(1)设过点A(1,1)的直线为y-1=k(x-1),
即为kx-y+1-k=0,
圆心O到直线的距离为d=,
由弦长公式可得2=
,
解得d=,
由=
,解得k=-2或-
.
则直线为y-1=-2(x-1),令y=0,则x=<2舍去,
或直线y-1=-(x-1),令y=0,则x=3>2成立,
即有c=3,
由离心率为为.即e=
=
.解得a=2,b=
=
.
则双曲线E的方程为;
设过点P(,5)作动直线l交双曲线右支于M(x1,y1)、N(x2,y2)两点,
点Q(x,y),
则5x12-4y12=20,5x22-4y22=20,
∵=
,
∴设=
=λ,则
=-λ
,
=-λ
,
则=
,
=x,
=5,
=y,
则•
=
x,
•
=5y,
即=
x,
=5y,
则5×x-4×5y=
-
=
=
,
即x-4y=4,
即x-3y=3,
故x-3y-3=0,
故点Q恒在一条直线上x-3y-3=0.
解析
解:(1)设过点A(1,1)的直线为y-1=k(x-1),
即为kx-y+1-k=0,
圆心O到直线的距离为d=,
由弦长公式可得2=
,
解得d=,
由=
,解得k=-2或-
.
则直线为y-1=-2(x-1),令y=0,则x=<2舍去,
或直线y-1=-(x-1),令y=0,则x=3>2成立,
即有c=3,
由离心率为为.即e=
=
.解得a=2,b=
=
.
则双曲线E的方程为;
设过点P(,5)作动直线l交双曲线右支于M(x1,y1)、N(x2,y2)两点,
点Q(x,y),
则5x12-4y12=20,5x22-4y22=20,
∵=
,
∴设=
=λ,则
=-λ
,
=-λ
,
则=
,
=x,
=5,
=y,
则•
=
x,
•
=5y,
即=
x,
=5y,
则5×x-4×5y=
-
=
=
,
即x-4y=4,
即x-3y=3,
故x-3y-3=0,
故点Q恒在一条直线上x-3y-3=0.
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