- 双曲线
- 共4042题
已知实轴长为2a,虚轴长为2b的双曲线S的焦点在x轴上,直线y=+x是双曲线S的一条渐近线,而且原点O,点A(a,0)和点B(0,-b)使等式
成立,
(Ⅰ)求双曲线S的方程;
(Ⅱ)若双曲线S上存在两个点关于直线l:y=kx+4对称,求实数k的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)根据题意设双曲线S的方程为,
且,解方程组得
,
∴所求双曲线的方程为。
(Ⅱ)当k=0时,双曲线S上显然不存在两个点关于直线l:y=kx+4对称;
当k≠0时,设又曲线S上的两点M、N关于直线l对称,
由l⊥MN,直线MN的方程为,
则M、N两点的坐标满足方程组,
消去y得,
显然,
∴,
即,
设线段MN中点为,
则,
∵在直线l:y=kx+4上,
∴,即
,
∴,∴
,解得m>0或m<-1,
∴或
,
∴或
,即
或
,且k≠0,
∴k的取值范围是。
双曲线(a>0,b>0)的离心率是
,焦点到渐近线的距离为1。
(1)求双曲线的方程;
(2)直线y=kx+1与双曲线的左支交于A,B两点,求k的取值范围。
正确答案
解:(1)由,所以
,
,
焦点F(c,0)到渐近线bx-ay=0的距离,
所以,
所以,
所以a2=1,
所以双曲线方程为;
(2)设,
将y=kx+1代入x2-y2=1得,
所以,
解得。
如图,在以点O为圆心,|AB|=4为直径的半圆ADB中,OD⊥AB,P是半圆弧上一点,∠POB=30°,曲线C是满足||MA|-|MB||为定值的动点M的轨迹,且曲线C过点P。
(1)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C的方程;
(2)设过点D的直线l与曲线C相交于不同的两点E、F,若△OEF的面积不小于2,求直线l斜率的取值范围。
正确答案
解:(1)以O为原点,AB、OD所在直线分别为x轴、y轴,建立平面直角坐标系,则A(-2,0),B(2,0),D(0,2),P(),依题意得
|MA|-|MB|=|PA|-|PB|=
<|AB|=4
∴曲线C是以原点为中心,A、B为焦点的双曲线
设实半轴长为a,虚半轴长为b,半焦距为c,
则c=2,2a=2,
∴a2=2,b2=c2-a2=2
∴曲线C的方程为。
(2)依题意,可设直线l的方程为y=kx+2,代入双曲线C的方程并整理得
(1-k2)x2-4kx-6=0 ①
∵直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,
∴
∴k∈(-,-1)∪(-1,1)∪(1,
)②
设E(x1,y1),F(x2,y2),
则由①式得x1+x2=,
于是|EF|=
=
而原点O到直线l的距离d=,
∴S△DEF=
若△OEF面积不小于2,即S△OEF≥
,则有
解得 ③
综合②、③知,直线l的斜率的取值范围为[-,-1]∪(-1,1)∪(1,
)。
设圆C与两圆(x+)2+y2=4,(x-
)2+y2=4中的一个内切,另一个外切。
(1)求圆C的圆心轨迹L的方程;
(2)已知点M(,
),F(
,0)且P为L上动点,求||MP|-|FP||的最大值及此时点P的坐标。
正确答案
解:(1)两圆半径都为2,设圆C的半径为R,两圆心为,
由题意得或
∴
可知圆心C的轨迹是以为焦点的双曲线,设方程为
则
所以轨迹L的方程为;
(2)∵
仅当时,取“=”
由知直线
联立并整理得
解得或
(舍去)
此时
所以最大值等于2,此时。
已知中心在原点的双曲线C的右焦点为(2,0),实轴长为2。
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l:y=kx+与双曲线C左支交于A、B两点,求k的取值范围;
(3)在(2)的条件下,线段AB的垂直平分线l0与y轴交于M(0,m),求m的取值范围。
正确答案
解:(1)设双曲线C的方程为
(a>0,b>0)
由已知得:a=,c=2,
再由a2+b2=c2,
∴b2=1
∴双曲线C的方程为。
(2)设A(xA,yA)、B(xB,yB)
将y=kx+代入
得(1-3k2)x2-6kx-9=0
由题意知
解得
∴当时,l与双曲线左支有两个交点。
(3)由(2)得:xA+xB=
∴yA+yB=(kxA+)+(kxB+
)=k(xA+xB)+2
=
∴AB的中点P的坐标为
设直线l0的方程为:
将P点坐标代入直线l0的方程,得
∵
∴-2<1-3k2<0
∴m<-
∴m的取值范围为。
已知定点A(-1,0),F(2,0),定直线l:x=。不在x轴上的动点P与点F的距离是它到直线l的距离的2倍。设点P的轨迹为E,过点F的直线交E于B、C两点,直线AB、AC分别交l于点M、N。
(I)求E的方程;
(Ⅱ)试判断以线段MN为直径的圆是否过点F,并说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)设P(x,y),则
化简得;
(Ⅱ)①当直线BC与x轴不垂直时,设BC的方程为y=k(x-2)(k≠0),与双曲线方程联立消去y得(3-k2)x2+4k2x-(4k2+3)=0
由题意知,3-k2≠0且△>0
设B(x1,y1),C(x2,y2)
则
因为
所以直线AB的方程为
因此M点的坐标为
同理可得
因此
②当直线BC与x轴垂直时,其方程为x=2
则B(2,3),C(2,-3),AB的方程为y=x+l
因此M点的坐标为,
同理可得
因此
综上
即
故以线段MN为直径的圆过点F。
在双曲线C:中,过焦点垂直于实轴的弦长为
,焦点到一条渐近线的距离为1。
(1)求该双曲线的方程;
(2)若直线L:y=kx+m(m≠0,k≠0)与双曲线C交于A、B两点(A、B不是左右顶点),且以AB为直径的圆过双曲线C的右顶点。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,得,
解得:=,b=1,
∴所求双曲线方程为。
(2)
联立,
得,
,
化简,得,
∴,
∵以AB为直径的圆过双曲线的右顶点M(,0),
∴,
即,
又,
即,
整理,得,
,
当时,L的方程为
,直线过定点(
,0),与已知矛盾;
当时,L的方程为
,直线过定点(2
,0);
∴直线L过定点,定点坐标为(2,0)。
双曲线(a>0,b>0)满足如下条件:(1) ab=
;(2)过右焦点F的直线l的斜率为
,交y轴于点P,线段PF交双曲线于点Q,且|PQ|:|QF|=2:1,求双曲线的方程。
正确答案
解:设直线l:,
令x=0,得P(0,),
设,Q(x,y),则有
,
又在双曲线上,
∴,
∵a2+b2=c2,
∴, 解得:
=3,
又由ab=,可得
,
∴所求双曲线方程为。
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
(1)求双曲线C的方程;
(2)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:(1)设双曲线C的方程为(a>0.b>0).
由题设得解得
所以双曲线C的方程为
(2)设直线l的方程为y=kx+m(k≠0).
点M(x1,y1),N(x2,y2)的坐标满足方程组
将①式代入②式,得
整理得(5-4k2)x2-8kmx-4m2-20=0.
此方程有两个不等实根,
于是5-4k2≠0,且Δ=(-8km)2 +4(5-4k2)(4m2+20)>0.
整理得m2+5-4k2 >0. ③
由根与系数的关系可知线段MN的中点坐标(x0,y0)满足
从而线段MN的垂直平分线的方程为
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(4k2-5) (4k2-|k|-5)>0,k≠0,
解得或
所以k的取值范围是
在平面直角坐标系中,点P(x,y)为动点,已知点,直线PA与PB的斜率之积为
。
(I)求动点P轨迹E的方程;
(II)过点F(1,0)的直线l交曲线E于M,N两点,设点N关于x轴的对称点为Q(M,Q)(不重合),求证:直线MQ过定点。
正确答案
解:(1)由题知:,
化简得:;
(2)设,
,
代入整理得
∵MQ的方程为
令y=0,得
直线MQ过定点(2,0)。
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