- 双曲线
- 共4042题
在平面直角坐标系中,O为坐标原点,给定两点A(1,0)、B(0,-2),点C满足,其中m、n∈R,且m-2n=1,
(1)求点C的轨迹方程;
(2)设点C的轨迹与双曲线(a>0,b>0,且a≠b)交于两点M、N,且以MN为直径的圆过原点,求证
为定值;
(3)在(2)的条件下,若双曲线的离心率不大于,求双曲线实轴长的取值范围.
正确答案
解:(1)设C(x,y),因为,
则(x,y)=m(1,0)+n(0,-2),
∴,
∵m-2n=1,
∴x+y=1,即点C的轨迹方程为x+y-1=0.
(2)由得
,
由题意知,
设,则
,
,
因为以MN为直径的圆过原点,
∴,
即,
∴,
即,
∴为定值.
(3)∵,
∴,
∵,
∴,
∴,及
,∴
,
从而0<2a≤1;
∴双曲线实轴长的取值范围是(0,1]。
设直线l与椭圆相交于A、B两点,l又与双曲线x2-y2=1相交于C、D两点,C、D三等分线段AB.求直线l的方程。
正确答案
解:首先讨论l不与x轴垂直时的情况,设直线l的方程为y=kx+b,
如图所示,l与椭圆、双曲线的交点为:
依题意有
由得
∴
由得
若,则与双曲线最多只有一个交点,不合题意,故
∴
由
或
(i)当k=0时,由(1)得
由(2)得
由
即
故l的方程为
(ii)当b=0时,由(1)得
由(2)得
由
即
故l的方程为
再讨论l与x轴垂直的情况
设直线l的方程为x=c,分别代入椭圆和双曲线方程可解得
由
即
故l的方程为
综上所述,故l的方程为,
和
。
如图,已知双曲线x2-y2=1的左、右顶点分别为A1、A2,动直线l:y=kx+m与圆x2+y2=1相切,且与双曲线左、右两支的交点分别为P1(x1,y1),P2(x2,y2)。
(1)求k的取值范围,并求x2-x1的最小值;
(2)记直线P1A1的斜率为k1,直线P2A2的斜率为k2,那么,k1·k2是定值吗?证明你的结论。
正确答案
解:(1)∵l与圆相切
∴
∴m2=1+k2由得(1-k2)x2-2mkx-(m2+1)=0
∴
∴k2<1,
∴-1<k<1
故k的取值范围为(-1,1)
由于
所以
∵0≤k2<1
∴当k2=0时,x2-x1取最小值。
(2)由已知可得A1,A2的坐标分别为(-1,0),(1,0)
∴
∴
由(1)得m2-k2=1
∴为定值。
已知点A(-,0)和B(
,0),动点C到A、B两点的距离之差的绝对值为2,点C的轨迹与直线y=x-2交于D、E两点,求线段DE的长。
正确答案
解:设点C(x,y),则,
根据双曲线的定义,可知点C的轨迹是双曲线,
由,得
,
故点C的轨迹方程是,
由,得
,
因为△>0,所以直线与双曲线有两个交点。
设,
则,
故。
已知双曲线C:(a>0,b>0)的离心率为
,左、右焦点分别为F1、F2,一条准线的方程为x=
。
(1)求双曲线C的方程;
(2)若双曲线C上的一点P满足,求
的值;
(3)若直线y=kx+m(k≠0,m≠0)与双曲线C交于不同的两点M,N,且M,N在以A(0,-1)为圆心的圆上,求实数m的取值范围。
正确答案
解:(1)由条件有
∴
∴,
故双曲线C的方程为:;
(2)设
∵
∴
又
∴
即,
又由余弦定理有:,
即
∴,
故;
(3)由
则由条件有:是
①
设中点
,
则,
又M,N在以A(0,-1)为圆心的圆上,
∴,
化简得:②
将②代入①得:解得m<0或m>4,
又由
∴,
综上:或m>4。
已知中心在原点的双曲线C的一个焦点是F1(-3,0),一条渐近线的方程是x-2y=0,
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)若以k(k≠0)为斜率的直线l与双曲线C相交于两个不同的点M,N,线段MN的垂直平分线与两坐标轴围成的三角形的面积为,求k的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)设双曲线C的方程为(a>0,b>0),
由题设得,解得
,
所以双曲线方程为.
(Ⅱ)设直线l的方程为y=kx+m(k≠0),
点的坐标满足方程组
,
将①式代入②式,得,
整理得,
此方程有两个不等实根,于是,且
,
整理得, ③
由根与系数的关系可知线段MN的中点坐标满足
,
,
从而线段MN的垂直平分线方程为,
此直线与x轴,y轴的交点坐标分别为,
由题设可得,
整理得,k≠0,
将上式代入③式得,
整理得,k≠0,
解得或
,
所以k的取值范围是.
已知点M(-2,0),N(2,0),动点P满足条件|PM|-|PN|=2,记动点P的轨迹为W,
(Ⅰ)求W的方程;
(Ⅱ)若A,B是W上的不同两点,O是坐标原点,求的最小值。
正确答案
解:(Ⅰ)由|PM|-|PN|=知动点P的轨迹是以M,N为焦点的双曲线的右支,
实半轴长,
又半焦距c=2,故虚半轴长,
所以W的方程为。
(Ⅱ)设A,B的坐标分别为(),
,
当AB⊥x轴时,,
从而;
当AB与x轴不垂直时,设直线AB的方程为,
与W的方程联立,消去y得,
故,
所以=
==
=,
又因为,
所以,从而
,
综上,当AB⊥x轴时,取得最小值2。
已知双曲线C:的右焦点为F2,F2在C的两条渐近线上的射影分别为P、Q,O是坐标原点,且四边形OPF2Q是边长为2的正方形,
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)过F2的直线l交C于A、B两点,线段AB的中点为M,问|MA|=|MB|=|MO|是否能成立?若成立,求直线l的方程;若不成立,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)依题意知C的两条渐近线相互垂直,且F2点到任一条渐近线的距离为2,
,
故双曲线C的方程为。
(Ⅱ)这样的直线不存在,证明如下:
当直线l的斜率不存在时,结论不成立;
当直线l斜率存在时,设其方程为,
并设、
,
由知
,
,
则,
故
这不可能;
综上可知,不存在这样的直线。
已知离心率为的双曲线C的中心在坐标原点,焦点F1、F2在x轴上,双曲线C的右支上一点A使且△F1AF2的面积为1,
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若直线l:y=kx+m与双曲线C相交于E、F两点(E、F不是左右顶点),且以EF为直径的圆过双曲线C的右顶点D,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标。
正确答案
解:(1)由题意,设双曲线的标准方程为,
由已知得:,
∵的面积为1,
∴,
∴,
∴b=1,a=2,
∴双曲线C的标准方程为。
(2)设,
联立 ,
显然,
否则直线l与双曲线C只有一个交点,
,
则,
又,
∵以EF为直径的圆过双曲线C的右顶点D(2,0),
∴,
∴,
∴,
化简整理得,
∴,且均满足
,
当时,直线l的方程为y=k(x-2),直线过定点(2,0),与已知矛盾;
当时,直线l的方程为
,直线过定点(
,0);
∴直线l定点,定点坐标为(,0)。
已知中心在原点的双曲线C的一个焦点是F1(-3,0),一条渐近线的方程是x-2y=0,
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)若以k(k≠0)为斜率的直线l与双曲线C相交于两个不同的点M,N,且线段MN的垂直平分线与两坐标轴围成的三角形的面积为,求k的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)设双曲线C的方程为,
由题设得,解得
,
所以双曲线的方程为;
(Ⅱ)设直线l的方程为y=kx+m(k≠0),
点的坐标满足方程组
,
将①式代入②式,得,
整理得,
此方程有两个不等实根,
于是,
整理得, ③
由根与系数的关系可知线段MN的中点坐标满足
,
从而线段MN的垂直平分线方程为,
此直线与x轴,y轴的交点坐标分别为,
由题设可得,
整理得,k≠0,
将上式代入③式得,
整理得,k≠0,
解得,
所以k的取值范围是。
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