- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
(理科)一动圆过定点P(0,1),且与定直线l:y=-1相切.
(1)求动圆圆心C的轨迹方程;
(2)若(1)中的轨迹上两动点记为A(x1,y1),B(x2,y2),且x1x2=-16.
①求证:直线AB过一定点,并求该定点坐标;
②求的取值范围.
正确答案
解:(1)由已知可得:点C到P的距离与到定直线l的距离相等.
所以圆心C的轨迹是以p为焦点,定直线l为准线的抛物线,
∴所求抛物线的方程为:x2=4y.
(2)①设AB:y=kx+b,由,消去y得:x2-4kx-4b=0.
∴x1+x2=4k.x1x2=-4b,∵x1x2=-16,
∴b=4,∴直线AB过定点(0,4).
②由抛物线的定义可知:|PA|=y1+1,|PB|=y2+1,
∴=
=
y1=kx1+4,y2=kx2+4,x1+x2=4k.x1x2=-16,
=
=
=
,
∴所求的取值范围是
.
解析
解:(1)由已知可得:点C到P的距离与到定直线l的距离相等.
所以圆心C的轨迹是以p为焦点,定直线l为准线的抛物线,
∴所求抛物线的方程为:x2=4y.
(2)①设AB:y=kx+b,由,消去y得:x2-4kx-4b=0.
∴x1+x2=4k.x1x2=-4b,∵x1x2=-16,
∴b=4,∴直线AB过定点(0,4).
②由抛物线的定义可知:|PA|=y1+1,|PB|=y2+1,
∴=
=
y1=kx1+4,y2=kx2+4,x1+x2=4k.x1x2=-16,
=
=
=
,
∴所求的取值范围是
.
如图,在直角坐标系xOy中,过点P(2,0)的直线l交抛物线y2=2x于M(x1,y1),N(x2,y2)两点.
(1)求x1x2与y1 y2的值;
(2)以线段MN为直径作圆H(H为圆心),证明抛物线的顶点在圆H的圆周上.
正确答案
解:(1)因为直线l不可能是X轴,所以设l的方程为x=my+2,
将其代入y2=2x,消去x可得y2-2my-4=0,
点M,N的纵坐标y1与y2是上述方程的根,故y1•y2=-4.
由y12=2x1,y22=2x2,相乘得(y1y2)2=4x1x2,
所以x1•x2==4.
(2)证明:直线OM,ON斜率分别为k1,k2,
则.
因此k1•k2==-1.
所以OM⊥ON.
所以抛物线的顶点O在圆H的圆周上.
解析
解:(1)因为直线l不可能是X轴,所以设l的方程为x=my+2,
将其代入y2=2x,消去x可得y2-2my-4=0,
点M,N的纵坐标y1与y2是上述方程的根,故y1•y2=-4.
由y12=2x1,y22=2x2,相乘得(y1y2)2=4x1x2,
所以x1•x2==4.
(2)证明:直线OM,ON斜率分别为k1,k2,
则.
因此k1•k2==-1.
所以OM⊥ON.
所以抛物线的顶点O在圆H的圆周上.
已知双曲线C:-
=1(a>0,b>0),设P是双曲线C上任意一点,O为坐标原点,设F为双曲线右焦点.
(1)若双曲线C满足:无论点P在右支的何处,总有|PO|>|PF|,求双曲线C在第一、三象限的那条渐近线的倾斜角的取值范围;
(2)过右焦点F的动直线l交双曲线于A、B两点,是否存在这样的a,b的值,使得△OAB为等边三角形.若存在,求出所有满足条件的a,b的值;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)|OP|==
(x≤-a或x≥a);------(2分)
|PF|=|-a|,
∵|PO|>|PF|,
∴|PO|2>|PF|2,
∴2x>c(x≥a)恒成立,------(4分)
∴c<(2x)min=2a,
∴a2+b2<4a2,
∴0<<
,------(5分)
设所求的倾斜角为θ,则0<tanθ,得0<θ<
.------(6分)
(2)由|OA|=|OB|及(1)得xA2=xB2,∴yA2=yB2,
于是A、B是关于x轴或y轴或原点对称的,
若关于原点对称,则A、O、B、F共线,这是不可能的;------(8分)
若关于y轴对称,则AB∥x轴,这也是不可能的;------(10分)
若关于x轴对称,则AB∥y轴,又A、F、B共线,∴A、B都在右支上,
于是由Rt△OAF的各边关系,得|AB|=2|AF|=且|OA|=
,
∴,即a4+a2b2-3b4=0,(12分)
设b=m>0,则a=m,
∴存在这样的a=m,b=m(其中m为正常数),使△OAB为等边三角形.------(14分)
解析
解:(1)|OP|==
(x≤-a或x≥a);------(2分)
|PF|=|-a|,
∵|PO|>|PF|,
∴|PO|2>|PF|2,
∴2x>c(x≥a)恒成立,------(4分)
∴c<(2x)min=2a,
∴a2+b2<4a2,
∴0<<
,------(5分)
设所求的倾斜角为θ,则0<tanθ,得0<θ<
.------(6分)
(2)由|OA|=|OB|及(1)得xA2=xB2,∴yA2=yB2,
于是A、B是关于x轴或y轴或原点对称的,
若关于原点对称,则A、O、B、F共线,这是不可能的;------(8分)
若关于y轴对称,则AB∥x轴,这也是不可能的;------(10分)
若关于x轴对称,则AB∥y轴,又A、F、B共线,∴A、B都在右支上,
于是由Rt△OAF的各边关系,得|AB|=2|AF|=且|OA|=
,
∴,即a4+a2b2-3b4=0,(12分)
设b=m>0,则a=m,
∴存在这样的a=m,b=m(其中m为正常数),使△OAB为等边三角形.------(14分)
设直线l(斜率存在)交抛物线y2=2px(p>0,且p是常数)于两个不同点A(x1,y1),B(x2,y2),O为坐标原点,且满足=x1x2+2(y1+y2).
(1)若y1+y2=-1,求直线l的斜率与p之间的关系;
(2)求证:直线l过定点;
(3)设(1)中的定点为P,若点M在射线PA上,满足,求点M的轨迹方程.
正确答案
解:(1)设直线l的方程为y=kx+b,由,得ky2-2py+2pb=0,
由题知k≠0,△=4p2-8kpb>0,且.
又y1+y2=-1,∴k=-2p.
∴直线l的斜率k与p之间的关系为k=-2p.
(2)由(1),有,
又+2(y1+y2),
∴y1y2=2(y1+y2).则,得b=2.
∴直线l的方程为y=kx+2.
∴直线l过定点(0,2).
(3)分别过点A、M、B向y轴作垂线,垂足分别为A′,M′,B′,
设M(x,y),由,
可得.
∴,∴
.
∴=
=
,
∴,∴
,
∵△=4p2-16kp>0,∴1<y<3,y≠2.
∵y=kx+2,∴.
∴点M的轨迹方程为.
解析
解:(1)设直线l的方程为y=kx+b,由,得ky2-2py+2pb=0,
由题知k≠0,△=4p2-8kpb>0,且.
又y1+y2=-1,∴k=-2p.
∴直线l的斜率k与p之间的关系为k=-2p.
(2)由(1),有,
又+2(y1+y2),
∴y1y2=2(y1+y2).则,得b=2.
∴直线l的方程为y=kx+2.
∴直线l过定点(0,2).
(3)分别过点A、M、B向y轴作垂线,垂足分别为A′,M′,B′,
设M(x,y),由,
可得.
∴,∴
.
∴=
=
,
∴,∴
,
∵△=4p2-16kp>0,∴1<y<3,y≠2.
∵y=kx+2,∴.
∴点M的轨迹方程为.
设P(t,0)为x轴上的动点,过P作抛物线y=x2+1的两条切线,切点分别为A、B
(1)求线段AB中点M的轨迹方程;
(2)求证:直线AB过定点,并求出该定点坐标.
(3)设△PAB的面积为S,求的最小值.
正确答案
解:(1)设过P(t,0)与抛物线y=x2+1的相切的直线的斜率是k,
则该切线的方程为:y=k(x-t)
由 ,得,x2-kx+(kt+1)=0
∵直线与抛物线相切,
∴方程x2-kx+(kt+1)=0有一解,
∴△=k2-4(kt+1)=k2-4tk-4=0
则k1,k2都是方程k2-4tk-4=0的解,故k1k2=-4
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x,y)
对函数y=x2+1求导数,得y′=2x,
∴抛物线y=x2+1在A(x1,y1)点处的切线斜率为2x1,在B(x2,y2)点处的切线斜率为2x2,
∴2x1•2x2=-4,即x1x2=-1
∵M为AB中点,∴x=,y=
∵A,B点在抛物线y=x2+1,∴y1=x12+1,y2=x22+1,
∴y1+y2=x12+1+x22+1=(x1+x2)2-2x1x2+2
即2y=(2x)2+2+2,2x2-y+2=0
∴线段AB中点M的轨迹方程为2x2-y+2=0
(2)由(1)知,直线PA的方程为y-y1=2x1(x-x1),直线PB的方程为y-y2=2x2(x-x2),
∵P(t,0)为两条切线的交点,∴-y1=2x1(t-x1),即-y1=2x1t-2x12,
∵y1=x12+1,∴-y1=2x1t-2(y1-1),y1=2x1t+2,同理,y2=2x2t+2,
∴直线AB的方程是y=2tx+2,则直线PQ过定点(0,2).
(3)P点到AB的距离d==
联立直线AB与抛物线y=x2+1,消去y,得,x2-2tx-1=0
∴x1+x2=2t,x1x2=-1,∴|AB|=|x1-x2|=
=
|OP|=|t|
∴=
=
=
=2
(t≠0)
令=m,则m=
对m求导,的m′=,令m′=0,得,t=-
,
∵当t<0时,m′<0.t>0时,m′>0,∴函数m=在t=-
处有极小值,
又∵函数在整个定义域上只有一个极小值,
∴此时函数有最小值,也即有最小值,最小值为
.
解析
解:(1)设过P(t,0)与抛物线y=x2+1的相切的直线的斜率是k,
则该切线的方程为:y=k(x-t)
由 ,得,x2-kx+(kt+1)=0
∵直线与抛物线相切,
∴方程x2-kx+(kt+1)=0有一解,
∴△=k2-4(kt+1)=k2-4tk-4=0
则k1,k2都是方程k2-4tk-4=0的解,故k1k2=-4
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x,y)
对函数y=x2+1求导数,得y′=2x,
∴抛物线y=x2+1在A(x1,y1)点处的切线斜率为2x1,在B(x2,y2)点处的切线斜率为2x2,
∴2x1•2x2=-4,即x1x2=-1
∵M为AB中点,∴x=,y=
∵A,B点在抛物线y=x2+1,∴y1=x12+1,y2=x22+1,
∴y1+y2=x12+1+x22+1=(x1+x2)2-2x1x2+2
即2y=(2x)2+2+2,2x2-y+2=0
∴线段AB中点M的轨迹方程为2x2-y+2=0
(2)由(1)知,直线PA的方程为y-y1=2x1(x-x1),直线PB的方程为y-y2=2x2(x-x2),
∵P(t,0)为两条切线的交点,∴-y1=2x1(t-x1),即-y1=2x1t-2x12,
∵y1=x12+1,∴-y1=2x1t-2(y1-1),y1=2x1t+2,同理,y2=2x2t+2,
∴直线AB的方程是y=2tx+2,则直线PQ过定点(0,2).
(3)P点到AB的距离d==
联立直线AB与抛物线y=x2+1,消去y,得,x2-2tx-1=0
∴x1+x2=2t,x1x2=-1,∴|AB|=|x1-x2|=
=
|OP|=|t|
∴=
=
=
=2
(t≠0)
令=m,则m=
对m求导,的m′=,令m′=0,得,t=-
,
∵当t<0时,m′<0.t>0时,m′>0,∴函数m=在t=-
处有极小值,
又∵函数在整个定义域上只有一个极小值,
∴此时函数有最小值,也即有最小值,最小值为
.
已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A是抛物线上横坐标为4、且位于x轴上方的点,A到抛物线准线的距离等于5.
(1)求抛物线方程;
(2)过焦点F作倾斜角为45°的直线,交抛物线于A,B两点,求 A B的中点C到抛物线准线的距离.
正确答案
解:(1)抛物线,
∴p=2.
∴抛物线方程为y2=4x.…(4分)
(2)∵点F的坐标是(1,0),
所以AB的方程为y=x-1,…(6分)
由消y得x2-6x+1=0…(8分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=6,
所以C点的横坐标为xC=3…(10分)
所以AB的中点C到抛物线准线的距离为xC+1=4.…(12分)
解析
解:(1)抛物线,
∴p=2.
∴抛物线方程为y2=4x.…(4分)
(2)∵点F的坐标是(1,0),
所以AB的方程为y=x-1,…(6分)
由消y得x2-6x+1=0…(8分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=6,
所以C点的横坐标为xC=3…(10分)
所以AB的中点C到抛物线准线的距离为xC+1=4.…(12分)
如图,与抛物线C1:y=x2相切于点P(a,a2)的直线l与抛物线C2:y=-x2相交于A,B两点,抛物线C2在A,B处的切线相交于点Q.
(1)求证:点Q在抛物线C1上;
(2)若∠QAB是直角,求实数a的值.
正确答案
证明:(I)∵y′=2x
∴y′|x=a=2a,直线l的方程为y-a2=2a(x-a)(2分)
令A(),B(
),由方程
,消去y可得x2+2ax-a2=0
∴(4分)
∵y′|x=x1=-2x1,
∴切线QA的方程(1)
切线QB的方程(2)
(1)(2)联立可得即Q (-a,a2)
∴点Q在抛物线C1上(7分)
(II)若∠QAB=90°,则
∴
∴+a4-a2=0(11分)
∵=8a4
由于a(x2-x1)始终为负值
∴(13分)
∴
∴(15分)
解法二:若∠QAB=90°,则
∴
整理可得,(1)(11分)
∴x1+x2=-2a,消去x2得
,解得
由于x1与a同号∴ (2)(13分)
把(2)代入(1)可得,(12-8)a2=
∴(15分)
解析
证明:(I)∵y′=2x
∴y′|x=a=2a,直线l的方程为y-a2=2a(x-a)(2分)
令A(),B(
),由方程
,消去y可得x2+2ax-a2=0
∴(4分)
∵y′|x=x1=-2x1,
∴切线QA的方程(1)
切线QB的方程(2)
(1)(2)联立可得即Q (-a,a2)
∴点Q在抛物线C1上(7分)
(II)若∠QAB=90°,则
∴
∴+a4-a2=0(11分)
∵=8a4
由于a(x2-x1)始终为负值
∴(13分)
∴
∴(15分)
解法二:若∠QAB=90°,则
∴
整理可得,(1)(11分)
∴x1+x2=-2a,消去x2得
,解得
由于x1与a同号∴ (2)(13分)
把(2)代入(1)可得,(12-8)a2=
∴(15分)
已知中心在原点O,焦点在x轴上,离心率为
的椭圆过点(
,
).
(1)求椭圆的方程;
(2)设不过原点O的直线l与该椭圆交于P,Q两点,满足直线OP,PQ,OQ的斜率依次成等比数列,求△OPQ面积的取值范围.
正确答案
解:(1)由题意可设椭圆方程为(a>b>0),则
则故
所以,椭圆方程为.
(2)由题意可知,直线l的斜率存在且不为0,
故可设直线l的方程为y=kx+m(m≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),
由消去y得
(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,
则△=64k2b2-16(1+4k2b2)(b2-1)=16(4k2-m2+1)>0,
且,
.
故y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2.
因为直线OP,PQ,OQ的斜率依次成等比数列,
所以=k2,
即+m2=0,又m≠0,
所以k2=,即k=
.
由于直线OP,OQ的斜率存在,且△>0,得
0<m2<2且m2≠1.
设d为点O到直线l的距离,
则S△OPQ=d|PQ|=
|x1-x2||m|=
,
所以S△OPQ的取值范围为(0,1).
解析
解:(1)由题意可设椭圆方程为(a>b>0),则
则故
所以,椭圆方程为.
(2)由题意可知,直线l的斜率存在且不为0,
故可设直线l的方程为y=kx+m(m≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),
由消去y得
(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,
则△=64k2b2-16(1+4k2b2)(b2-1)=16(4k2-m2+1)>0,
且,
.
故y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2.
因为直线OP,PQ,OQ的斜率依次成等比数列,
所以=k2,
即+m2=0,又m≠0,
所以k2=,即k=
.
由于直线OP,OQ的斜率存在,且△>0,得
0<m2<2且m2≠1.
设d为点O到直线l的距离,
则S△OPQ=d|PQ|=
|x1-x2||m|=
,
所以S△OPQ的取值范围为(0,1).
下列说法中正确的是______.(填序号)
①“m>5”是“=1表示双曲线”的充分不必要条件;
②已知P为双曲线=1上一点,F1,F2分别为双曲线的左,右焦点,若|PF1|=11,则|PF2|=21或1;
③若在双曲线=1(a>0,b>0)右支上存在点P满足|PF1|=3|PF2|,则双曲线的离心率的范围是(1,2];
④直线3x-4y-4=0与双曲线=1有两个不同的交点.
正确答案
①②③
解析
解:对于①,当m>5时,=1表示双曲线,
若=1表示双曲线,则(5-m)(1-m)>0,解得m<1或m>5,
∴“m>5”是“=1表示双曲线”的充分不必要条件,命题①正确;
对于②,已知P为双曲线=1上一点,F1,F2分别为双曲线的左,右焦点,则|PF1|-|PF2|=±10,
若|PF1|=11,则|PF2|=21或1,命题②正确;
对于③,若在双曲线=1(a>0,b>0)右支上存在点P满足|PF1|=3|PF2|,
设P点的横坐标为x,∵|PF1|=3|PF2|,P在双曲线右支(x≥a),
根据双曲线的第二定义,可得3e(x-)=e(x+
),∴ex=2a,
∵x≥a,∴ex≥ea,
∴2a≥ea,∴e≤2,
∵e>1,∴1<e≤2.
则双曲线的离心率的范围是(1,2],命题③正确;
对于④,联立,得
,直线3x-4y-4=0与双曲线
=1有一个交点,命题④错误.
∴正确的命题是①②③.
故答案为:①②③.
设P为抛物线y=x2上一点,当P点到直线x-y+2=0的距离最小时,P点的坐标为______.
正确答案
(2,4)、(-1,1)
解析
解:由 解得
或
,
故抛物线y=x2 和直线x-y+2=0相交于两点(2,4)、(-1,1).
故当P的坐标为(2,4)或(-1,1)时,P点到直线x-y+2=0的距离最小为0,
故答案为 (2,4)、(-1,1).
过原点O的直线l与椭圆C:交于M,N两点,P是椭圆C上异于M,N的任一点.若直线PM,PN的斜率之积为
,则椭圆C的离心率为______.
正确答案
解析
解:设P(x,y),M(m,n),N(-m,-n),则直线PM,PN的斜率分别为,
∵直线PM,PN的斜率之积为,∴
,∴
∵M,P是椭圆C上的点
∴,
两式相减可得
∴
∴
∴a=2b,∴=
b
∴e==
故答案为:
已知的离心率为
,直线l:x-y=0与以原点为圆心,以椭圆C1的短半轴长为半径的圆相切,曲线C2以x轴为对称轴.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,曲线C2上任意一点M到l1距离与MF2相等,求曲线C2的方程.
(3)若A(x1,2),C(x0,y0),是C2上不同的点,且AB⊥BC,求y0的取值范围.
正确答案
解:(1),
∴,
∴2a2=3b2∵直线l:x-y+2=0与圆x2+y2=b2相切,
∴=b,
∴b=,b2=2,
∴a2=3.
∴椭圆C1的方程是
(2)∵|MP|=|MF2|,
∴动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它的定点F2(1,0)的距离
∴动点M的轨迹是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
∴,p=2,
∴点M的轨迹C2的方程为y2=4x.
(3)由(1)知A(1,2),,y2≠2,①则
,
又因为,
,
整理得y22+(y0+2)y2+16+2y0=0,则此方程有解,
∴△=(y0+2)2-4•(16+2y0)≥0解得y0≤-6或y0≥10,又检验条件①:
∵y2=2时y0=-6,不符合题意.
∴点C的纵坐标y0的取值范围是(-∞,-6)∪[10,+∞).
解析
解:(1),
∴,
∴2a2=3b2∵直线l:x-y+2=0与圆x2+y2=b2相切,
∴=b,
∴b=,b2=2,
∴a2=3.
∴椭圆C1的方程是
(2)∵|MP|=|MF2|,
∴动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它的定点F2(1,0)的距离
∴动点M的轨迹是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
∴,p=2,
∴点M的轨迹C2的方程为y2=4x.
(3)由(1)知A(1,2),,y2≠2,①则
,
又因为,
,
整理得y22+(y0+2)y2+16+2y0=0,则此方程有解,
∴△=(y0+2)2-4•(16+2y0)≥0解得y0≤-6或y0≥10,又检验条件①:
∵y2=2时y0=-6,不符合题意.
∴点C的纵坐标y0的取值范围是(-∞,-6)∪[10,+∞).
已知点A(0,1)、B(0,-1),P是一个动点,且直线PA、PB的斜率之积为.
(Ⅰ)求动点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设Q(2,0),过点(-1,0)的直线l交C于M、N两点,△QMN的面积记为S,若对满足条件的任意直线l,不等式S≤λtanMQN恒成立,求λ的最小值.
正确答案
解:(Ⅰ)设动点P的坐标为(x,y),则直线PA,PB的斜率分别是.
由条件得.
即.
所以动点P的轨迹C的方程为.
(Ⅱ)设点M,N的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2).
当直线l垂直于x轴时,.
所以.
所以.
当直线l不垂直于x轴时,设直线l的方程为y=k(x+1),
由得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0.
所以.
所以.
因为y1=k(x1+1),y2=k(x2+1),
所以.
综上所述的最大值是
.
因为S≤λtanMQN恒成立,
即恒成立.
由于.
所以cosMQN>0.
所以恒成立.
所以λ的最小值为.
解析
解:(Ⅰ)设动点P的坐标为(x,y),则直线PA,PB的斜率分别是.
由条件得.
即.
所以动点P的轨迹C的方程为.
(Ⅱ)设点M,N的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2).
当直线l垂直于x轴时,.
所以.
所以.
当直线l不垂直于x轴时,设直线l的方程为y=k(x+1),
由得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0.
所以.
所以.
因为y1=k(x1+1),y2=k(x2+1),
所以.
综上所述的最大值是
.
因为S≤λtanMQN恒成立,
即恒成立.
由于.
所以cosMQN>0.
所以恒成立.
所以λ的最小值为.
已知点F(1,0),点P为平面上的动点,过点P作直线l:x=-1的垂线,垂足为H,且•
=
•
.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)设点P的轨迹C与x轴交于点M,点A,B是轨迹C上异于点M的不同D的两点,且满足•
=0,在A,B处分别作轨迹C的切线交于点N,求点N的轨迹E的方程;
(3)在(2)的条件下,求证:kMN•kAB为定值.
正确答案
(1)解:由可得:
,
即,可知点P为线段HF中垂线上的点,故动点P的轨迹C为以F为焦点的抛物线,
其方程为y2=4x;
(2)解:设直线MA的斜率为k(k≠0),则MA所在直线方程为y=kx,
联立直线MA和抛物线方程,得,
可求得切线NA的方程为,化简整理得
,①
∵MA⊥MB,∴,
故直线MB的方程为.
联立直线MB和抛物线方程,解得B(4k2,-4k),
∴切线NB的方程为,化简整理得
,②
①-②得,,解得x=-4(定值).
故点N的轨迹为x=-4,是垂直x轴的一条定直线;
(3)证明:由(2)有,
∴,
.
故(定值).
解析
(1)解:由可得:
,
即,可知点P为线段HF中垂线上的点,故动点P的轨迹C为以F为焦点的抛物线,
其方程为y2=4x;
(2)解:设直线MA的斜率为k(k≠0),则MA所在直线方程为y=kx,
联立直线MA和抛物线方程,得,
可求得切线NA的方程为,化简整理得
,①
∵MA⊥MB,∴,
故直线MB的方程为.
联立直线MB和抛物线方程,解得B(4k2,-4k),
∴切线NB的方程为,化简整理得
,②
①-②得,,解得x=-4(定值).
故点N的轨迹为x=-4,是垂直x轴的一条定直线;
(3)证明:由(2)有,
∴,
.
故(定值).
如图,椭圆
的离心率为
,直线x=±a和y=±b所围成的矩形ABCD的面积为8.
(Ⅰ)求椭圆M的标准方程;
(Ⅱ)设直线l:y=x+m(m∈R)与椭圆M有两个不同的交点P,Q,l与矩形ABCD有两个不同的交点S,T.求的最大值及取得最大值时m的值.
正确答案
解:(I)…①
矩形ABCD面积为8,即2a•2b=8…②
由①②解得:a=2,b=1,
∴椭圆M的标准方程是.
(II),
由△=64m2-20(4m2-4)>0得.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则,
.
当l过A点时,m=1,当l过C点时,m=-1.
①当时,有
,
,
其中t=m+3,由此知当,即
时,
取得最大值
.
②由对称性,可知若,则当
时,
取得最大值
.
③当-1≤m≤1时,,
,
由此知,当m=0时,取得最大值
.
综上可知,当或m=0时,
取得最大值
.
解析
解:(I)…①
矩形ABCD面积为8,即2a•2b=8…②
由①②解得:a=2,b=1,
∴椭圆M的标准方程是.
(II),
由△=64m2-20(4m2-4)>0得.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则,
.
当l过A点时,m=1,当l过C点时,m=-1.
①当时,有
,
,
其中t=m+3,由此知当,即
时,
取得最大值
.
②由对称性,可知若,则当
时,
取得最大值
.
③当-1≤m≤1时,,
,
由此知,当m=0时,取得最大值
.
综上可知,当或m=0时,
取得最大值
.
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