- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
已知常数a>0,向量=(0,a),
=(1,0)经过定点A(0,-a)以
+
为方向向量的直线与经过定点B(0,a)以
+2
为方向向量的直线相交于点P,其中λ∈R.
(I)求点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)若a=,过E(0,1)的直线l交曲线C于M、N两点,求
•
的取值范围.
正确答案
解:(I)设P(x,y),∴,
.
又=(0,a)+λ(1,0)=(λ,a),
=(1,0)+2λ(0,a)=(1,2λa),
∵(+
)
,(
+2
)
,
∴xa-λ(y+a)=0,2λax-(y-a)=0,
消去参数λ得y2-2a2x2=a2.
化为.
(II)当a=时,点P的轨迹方程为
.
=1.
∴E(0,1)为双曲线的一焦点.
①当直线l的斜率不存在时,其方程为x=0,l与双曲线分别相较于点M,N
.此时
=
=
.
②当直线l的斜率存在时,设l的方程为y=kx+1,代入双曲线得2(k2-1)x2+4kx+1=0,
∵l与双曲线交于两点,∴△=16k2-8(k2-1)>0,且k2-1≠0.
设两交点为M(x1,y1),N(x2,y2).
则,
.
∴=(x1,y1-1)•(x2,y2-1)=
=
=
.
当-1<k<1时,k2-1<0,则,
当k<-1或k>1时,k2-1>0,故.
综上所述:的取值范围是
.
解析
解:(I)设P(x,y),∴,
.
又=(0,a)+λ(1,0)=(λ,a),
=(1,0)+2λ(0,a)=(1,2λa),
∵(+
)
,(
+2
)
,
∴xa-λ(y+a)=0,2λax-(y-a)=0,
消去参数λ得y2-2a2x2=a2.
化为.
(II)当a=时,点P的轨迹方程为
.
=1.
∴E(0,1)为双曲线的一焦点.
①当直线l的斜率不存在时,其方程为x=0,l与双曲线分别相较于点M,N
.此时
=
=
.
②当直线l的斜率存在时,设l的方程为y=kx+1,代入双曲线得2(k2-1)x2+4kx+1=0,
∵l与双曲线交于两点,∴△=16k2-8(k2-1)>0,且k2-1≠0.
设两交点为M(x1,y1),N(x2,y2).
则,
.
∴=(x1,y1-1)•(x2,y2-1)=
=
=
.
当-1<k<1时,k2-1<0,则,
当k<-1或k>1时,k2-1>0,故.
综上所述:的取值范围是
.
已知双曲线的两条渐近线经过坐标原点,且与以A(,0)为圆心,1为半径的圆相切,双曲线的一个顶点A‘与点A关于直线y=x对称.
(1)求双曲线的方程;
(2)是否存在过A点的一条直线交双曲线于M、N两点,且线段MN被直线x=-1平分.如果存在,求出直线的方程;如果不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)由题意得,∵双曲线的一个顶点A‘与点A关于直线y=x对称
∴顶点A'(0,)
设双曲线的一条渐近线方程为y=kx
∵双曲线的渐近线经过坐标原点,且与以A(,0)为圆心,1为半径的圆相切
∴k=1
∴双曲线的方程为
(2)设过A点的一条直线方程为,
代入双曲线方程并化简得
由题意,,即m=±
经验证,满足题意
∴直线方程为y=±(x-
)
解析
解:(1)由题意得,∵双曲线的一个顶点A‘与点A关于直线y=x对称
∴顶点A'(0,)
设双曲线的一条渐近线方程为y=kx
∵双曲线的渐近线经过坐标原点,且与以A(,0)为圆心,1为半径的圆相切
∴k=1
∴双曲线的方程为
(2)设过A点的一条直线方程为,
代入双曲线方程并化简得
由题意,,即m=±
经验证,满足题意
∴直线方程为y=±(x-
)
学校科技小组在计算机上模拟航天器变轨返回试验.设计方案如图:航天器运行(按顺时针方向)的轨迹方程为
,变轨(即航天器运行轨迹由椭圆变为抛物线)后返回的轨迹是以y轴为对称轴、
为顶点的抛物线的实线部分,降落点为D(8,0).观测点A(4,0)、B(6,0)同时跟踪航天器.
(1)求航天器变轨后的运行轨迹所在的曲线方程;
(2)试问:当航天器在x轴上方时,观测点A、B测得离航天器的距离分别为多少时,应向航天器发出变轨指令?
正确答案
解:(1)设曲线方程为,
由题意可知,.
∴.
∴曲线方程为.
(2)设变轨点为C(x,y),根据题意可知
得4y2-7y-36=0,y=4或(不合题意,舍去).
∴y=4.
得x=6或x=-6(不合题意,舍去).
∴C点的坐标为(6,4),.
答:当观测点A、B测得AC、BC距离分别为时,应向航天器发出变轨指令.
解析
解:(1)设曲线方程为,
由题意可知,.
∴.
∴曲线方程为.
(2)设变轨点为C(x,y),根据题意可知
得4y2-7y-36=0,y=4或(不合题意,舍去).
∴y=4.
得x=6或x=-6(不合题意,舍去).
∴C点的坐标为(6,4),.
答:当观测点A、B测得AC、BC距离分别为时,应向航天器发出变轨指令.
曲线y=ax2与直线y=kx+b相交于两点,它们的横坐标为x1、x2,而x3是直线与x轴交点的横坐标,那么( )
正确答案
解析
解:联立直线与曲线方程可得ax2-kx-b=0
则可得,,
=
∴x1x2=x1x3+x2x3
故选D.
已知椭圆
,A、B是椭圆的左、右顶点,F是椭圆的左焦点,点P是椭圆上的动点.其中,|PF|的最小值是
,△PFA的面积最大值是
.
(Ⅰ)求该椭圆的方程;
(Ⅱ)如图,直线BM⊥AB,BM交AP于M,OM交BP于N,求点N到点Q(0,2)的距离的最大值.
正确答案
解:(I)|PF|=a+ex≥a-c=2,
=
,
联立,解得a=2,b=c=
.
∴该椭圆的方程为;
(II)设M(2,m),则直线AM的方程为:.
代入椭圆的方程可得(m2+8)x2+4m2x+4m2-32=0,
∴,化为
.
∴=
=
.
由直线BP:,
直线OM的方程为:.
联立,化为y2=-x(x-2)(x≠0).
即(x-1)2+y2=1(x≠0),圆心C(1,0),半径r=1.
∴|QN|min=|CN|+1=.
解析
解:(I)|PF|=a+ex≥a-c=2,
=
,
联立,解得a=2,b=c=
.
∴该椭圆的方程为;
(II)设M(2,m),则直线AM的方程为:.
代入椭圆的方程可得(m2+8)x2+4m2x+4m2-32=0,
∴,化为
.
∴=
=
.
由直线BP:,
直线OM的方程为:.
联立,化为y2=-x(x-2)(x≠0).
即(x-1)2+y2=1(x≠0),圆心C(1,0),半径r=1.
∴|QN|min=|CN|+1=.
已知双曲线E的中心为原点,F(3,0)是E的焦点,过F的直线l与E相交于A,B两点,且AB的中点为N(-12,-15),则E的方程式为______.
正确答案
-
=1
解析
解:由题意,不妨设双曲线的方程为
∵F(3,0)是E的焦点,∴c=3,∴a2+b2=9.设A(x1,y1),B(x2,y2)则有:①;
②
由①-②得:=
∵AB的中点为N(-12,-15),
∴
又AB的斜率是
∴,即4b2=5a2
将4b2=5a2代入a2+b2=9,可得a2=4,b2=5
∴双曲线标准方程是
故答案为:
已知双曲线-
=1(a>0,b>0)的离心率为
,若它的一条准线与抛物线y2=4x的准线重合.设双曲线与抛物线的一个交点为P,抛物线的焦点为F,则|PF|=( )
正确答案
解析
解:由e=,得
=
,
由一条准线与抛物线y2=4x的准线重合,得准线为x=-1,
所以=1,
故a=,c=3,b=
,
所以双曲线方程为,左准线方程为:x=-1,
由与y2=4x联立 得交点为(3,±2
),
∵P到抛物线的焦点F的距离等于到其准线的距离,
∴|PF|=3-(-1)=4
故选:D.
过抛物线y2=4x的焦点,作直线与抛物线相交于P、Q两点,求线段PQ中点的轨迹方程.
正确答案
解:∵y2=4x的焦点坐标为F(1,0)
∴当直线PQ的斜率k存在时,可设其方程的y=k(x-1),且k≠0
又设P(x1,y1),Q(x2,y2),中点M的坐标为(x0,y0),则有:
而由题意,得
∴…(4分)
∵点M(x0,y0)在直线PQ上
即得线段PQ中点的轨迹方程为y2=2(x-1)…(5分)
而当直线PQ的斜率不存在时,有PQ⊥x轴,此时PQ的中点M,即为焦点F(1,0),满足y2=2(x-1)
综上,线段PQ中点的轨迹方程为y2=2(x-1)…(6分)
解析
解:∵y2=4x的焦点坐标为F(1,0)
∴当直线PQ的斜率k存在时,可设其方程的y=k(x-1),且k≠0
又设P(x1,y1),Q(x2,y2),中点M的坐标为(x0,y0),则有:
而由题意,得
∴…(4分)
∵点M(x0,y0)在直线PQ上
即得线段PQ中点的轨迹方程为y2=2(x-1)…(5分)
而当直线PQ的斜率不存在时,有PQ⊥x轴,此时PQ的中点M,即为焦点F(1,0),满足y2=2(x-1)
综上,线段PQ中点的轨迹方程为y2=2(x-1)…(6分)
在直角坐标系xOy中,已知椭圆C:(a>0)与x轴的正半轴交于点P.点Q的坐标为(3,3),
=6.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点Q且斜率为的直线交椭圆C于A、B两点,求△AOB的面积.
正确答案
解:(Ⅰ)依题意,点P坐标为(a,0). (1分)
∵,点Q坐标为(3,3),
∴3a+3×0=6,解得a=2.(3分)
∴椭圆C的方程为.(4分)
(Ⅱ)方法一:过点Q(3,3)且斜率为的直线AB方程为y-3=
,
即3x-2y-3=0.(5分)
设点A、B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),
由,消去x并整理得,8y2+12y-27=0.(6分)
∴,
,(7分)
∴=
=
,
∴.(9分)
∵直线AB与x轴的交点为M(1,0),
∴△AOB的面积S△AOB=S△OMA+S△OMB
=|OM|•(|y1|+|y2|)
=
=.(12分)
方法二:过点Q(3,3)且斜率为的直线AB方程为y-3=
,
即3x-2y-3=0.(5分)
设点A、B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),
由,消去y,并整理得2x2-2x-3=0,(6分)
∴,
,(7分)
∴|AB|=
==
,(9分)
∵点O到直线AB的距离d==
,(10分)
∴△AOB的面积S△AOB==
=
.(12分)
解析
解:(Ⅰ)依题意,点P坐标为(a,0). (1分)
∵,点Q坐标为(3,3),
∴3a+3×0=6,解得a=2.(3分)
∴椭圆C的方程为.(4分)
(Ⅱ)方法一:过点Q(3,3)且斜率为的直线AB方程为y-3=
,
即3x-2y-3=0.(5分)
设点A、B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),
由,消去x并整理得,8y2+12y-27=0.(6分)
∴,
,(7分)
∴=
=
,
∴.(9分)
∵直线AB与x轴的交点为M(1,0),
∴△AOB的面积S△AOB=S△OMA+S△OMB
=|OM|•(|y1|+|y2|)
=
=.(12分)
方法二:过点Q(3,3)且斜率为的直线AB方程为y-3=
,
即3x-2y-3=0.(5分)
设点A、B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),
由,消去y,并整理得2x2-2x-3=0,(6分)
∴,
,(7分)
∴|AB|=
==
,(9分)
∵点O到直线AB的距离d==
,(10分)
∴△AOB的面积S△AOB==
=
.(12分)
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的一个顶点为A(2,0),离心率为
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)经过点M(1,1)能否作一条直线l,使直线l与椭圆交与A,B两点,且使得M是线段AB的中点,若存在,求出它的方程;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)∵椭圆C的顶点为A(2,0),
∴a=2,
又∵e==
,
∴c=,
∵b=,
∴椭圆C的方程为:.
(2)当过点M的直线斜率不存在时,显然不成立,
设直线的斜率为k,则其方程为:
y-1=k(x-1),
联立方程组,
消去y并整理,得
(1+2k2)x2-4(k2-k)x+2k2-4k-2=0,
∴△=16(k2-k)2-4(1+2k2)(2k2-4k-2)>0,
整理,得
3k2+2k+1>0,
∴k∈R,
∵x1+x2=,
且点M(1,1)是线段AB的中点,
∴=2,
∴k=-,
故存在这样的直线,此时,直线方程为:
y-1=-(x-1),
即x+2y-3=0,
∴存在符合条件的直线,它的方程x+2y-3=0.
解析
解:(1)∵椭圆C的顶点为A(2,0),
∴a=2,
又∵e==
,
∴c=,
∵b=,
∴椭圆C的方程为:.
(2)当过点M的直线斜率不存在时,显然不成立,
设直线的斜率为k,则其方程为:
y-1=k(x-1),
联立方程组,
消去y并整理,得
(1+2k2)x2-4(k2-k)x+2k2-4k-2=0,
∴△=16(k2-k)2-4(1+2k2)(2k2-4k-2)>0,
整理,得
3k2+2k+1>0,
∴k∈R,
∵x1+x2=,
且点M(1,1)是线段AB的中点,
∴=2,
∴k=-,
故存在这样的直线,此时,直线方程为:
y-1=-(x-1),
即x+2y-3=0,
∴存在符合条件的直线,它的方程x+2y-3=0.
已知抛物线y2=2px(p>0)上有A、B两点,且OA⊥OB,直线AB与x轴相交于点P,则点P的坐标为______.
正确答案
(2p,0)
解析
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),且y12=2px1,y22=2px2,
若OA⊥OB时,设直线AB:x=my+n.
代入抛物线方程可得y2-2pmy-2pn=0,
∴x1x2+y1y2=+y1y2=0,
∴y1y2=-4p2=-2pn,
∴n=2p,
即直线AB:x=my+2p过定点(2p,0).
故答案为:(2p,0).
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的右焦点为F(1,0),短轴的端点分别为B1,B2,且
•
=-a.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点F且斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆于M,N两点,弦MN的垂直平分线与x轴相交于点D.设弦MN的中点为P,试求的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意不妨设B1(0,-b),B2(0,b),则,
.
∵=-a,∴1-b2=-a,又∵a2-b2=1,解得a=2,
.
∴椭圆C的方程为;
(Ⅱ)由题意得直线l的方程为y=k(x-1).
联立得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则,
.
∴弦MN的中点P.
∴|MN|==
=
.
直线PD的方程为.
∴|DP|=.
∴=
=
=
.
又∵k2+1>1,∴,
∴.
∴的取值范围是
.
解析
解:(Ⅰ)由题意不妨设B1(0,-b),B2(0,b),则,
.
∵=-a,∴1-b2=-a,又∵a2-b2=1,解得a=2,
.
∴椭圆C的方程为;
(Ⅱ)由题意得直线l的方程为y=k(x-1).
联立得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则,
.
∴弦MN的中点P.
∴|MN|==
=
.
直线PD的方程为.
∴|DP|=.
∴=
=
=
.
又∵k2+1>1,∴,
∴.
∴的取值范围是
.
一束光线从点(0,1)出发,经过直线x+y-2=0反射后,恰好与椭圆相切,则反射光线所在的直线方程为______.
正确答案
x-2y+3=0或x=1
解析
解:设(0,1)关于x+y-2=0的对称点为(a,b),则,
∴a=1,b=2.
当反射光线斜率不存在时,方程为x=1,满足题意;
当反射光线斜率存在时,设方程为y-2=k(x-1),即y=kx-k+2,
代入椭圆方程,整理可得(2+k2)x2+2k(2-k)x+2-4k+k2=0,
∵反射光线与椭圆相切,
∴△=4k2(2-k)2-4(2+k2)(2-4k+k2)=0,
∴k=,
∴所求方程为x-2y+3=0.
综上,所求方程为x-2y+3=0或x=1.
故答案为:x-2y+3=0或x=1.
设抛物线顶点在原点,焦点在y轴负半轴上,M为抛物线上任一点,若点M到直线l:3x+4y-14=0的距离的最小值为1,求此抛物线的标准方程.
正确答案
解:设抛物线的方程为x2=-2py,则由,∴2x2-3px-pm=0
∴△=9p2+8pm=0,∴m=-
∵点M到直线l:3x+4y-14=0的距离的最小值为1,
∴
∴p=8或p=(舍去),
∴抛物线方程为:x2=-16y
解析
解:设抛物线的方程为x2=-2py,则由,∴2x2-3px-pm=0
∴△=9p2+8pm=0,∴m=-
∵点M到直线l:3x+4y-14=0的距离的最小值为1,
∴
∴p=8或p=(舍去),
∴抛物线方程为:x2=-16y
已知抛物线C:y=x2+mx+2与经过A(0,1),B(2,3)两点的线段AB有公共点,则m的取值范围是( )
正确答案
解析
解:根据题意:线段AB:y=x+1(0≤x≤2),与y=x2+mx+2联立得:
x2+(m-1)x+1=0,
令f(x)=x2+(m-1)x+1 又f(0)=1>0,
即函数在[0,2]上有零点,
∴或f(2)<0
解得:m≤-1
故选C
扫码查看完整答案与解析