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题型:简答题
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简答题

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

由题意知

,则

因为以MN为直径的圆过原点,

为定值.

(3)∵

,及,∴

从而0<2a≤1;

∴双曲线实轴长的取值范围是(0,1]。

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简答题

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

,则与双曲线最多只有一个交点,不合题意,故

(i)当k=0时,由(1)得

由(2)得

故l的方程为

(ii)当b=0时,由(1)得

由(2)得

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

故l的方程为

综上所述,故l的方程为

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简答题

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。

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简答题

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

,得

故点C的轨迹方程是

,得

因为△>0,所以直线与双曲线有两个交点。

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简答题

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

又由余弦定理有:

(3)由

则由条件有:

中点

又M,N在以A(0,-1)为圆心的圆上,

化简得:

将②代入①得:解得m<0或m>4,

又由

综上:或m>4。

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简答题

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),

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

所以k的取值范围是

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简答题

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

所以=

==

=

又因为

所以,从而

综上,当AB⊥x轴时,取得最小值2。

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简答题

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

, 

这不可能;

综上可知,不存在这样的直线。                

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简答题

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,

∵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

时,直线l的方程为y=k(x-2),直线过定点(2,0),与已知矛盾;

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)。

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简答题

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),

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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