- 曲线的方程
- 共349题
如图,M是抛物线上y2=x上的一点,动弦ME、MF分别交x轴于A、B两点,且MA=MB,
(1)若M为定点,证明:直线EF的斜率为定值;
(2)若M为动点,且∠EMF=90°,求△EMF的重心G的轨迹方程。
正确答案
解:(1)设M(y,y0),直线ME的斜率为k(k>0),
则直线MF的斜率为-k,
∴直线ME的方程为,
∴由,消x得
,
解得,
∴(定值),
所以直线EF的斜率为定值;
(2)当∠EMF=90°时,∠MAB=45°,所以k=1,
∴直线ME的方程为,
有,
同理可得,
设重心G(x, y),
则有,
消去参数y0得。
已知常数a>0,向量c=(0,a),i=(1,0),经过原点O以c+λi为方向向量的直线与经过定点A(0,a)以i-2λc为方向向量的直线相交于点P,其中λ∈R,试问:是否存在两个定点E、F,使得|PE|+|PF|为定值。若存在,求出E、F的坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
解:根据题设条件,首先求出点P坐标满足的方程,据此再判断是否存在两定点,使得点P到两定点距离的和为定值
∵i=(1,0),c=(0,a),
∴c+λi=(λ,a),i-2λc=(1,-2λa)
因此,直线OP和AP的方程分别为和
消去参数λ,得点的坐标满足方程
整理得 ①
因为,所以得:
(i)当时,方程①是圆方程,故不存在合乎题意的定点E和F;
(ii)当时,方程①表示椭圆,焦点
和
为合乎题意的两个定点;
(iii)当时,方程①也表示椭圆,焦点
和
为合乎题意的两个定点。
如图所示,点N在圆x2+y2=4上运动,DN⊥x轴,点M在DN的延长线上,且(λ>0),
(1)求点M的轨迹方程,并求当λ为何值时M的轨迹表示焦点在x轴上的椭圆;
(2)当λ=时,(1)所得曲线记为C,已知直线l:
+y=1,P是l上的动点,射线OP(O为坐标原点)交曲线C于点R,又点Q在OP上且满足|OQ|·|OP|=|OR|2,求点Q的轨迹方程。
正确答案
解:(1)设,
由,
∴,
把代入圆的方程得
,
化简得,
当0<λ<1时,M的轨迹表示焦点在x轴上的椭圆;
(2)当时,(1)所得曲线C为
,
设,
∵P在l上、R在椭圆上,
∴, ①
, ②
设,
由比例性质得,
∴,
代入①得,,③
,
∴,
∴,
代入②得,,④
由③④联立得,
又t≠0,
∴,原点除外,
化简得点Q的轨迹方程为(原点除外)
(也可配方为)。
为了考察冰川的融化状况,一支科考队在某冰川上相距8km的A,B两点各建一个考察基地,视冰川面为平面形,以过A,B两点的直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系(如图).在直线x=2的右侧,考察范围为到点B的距离不超过km的区域;在直线x=2的左侧,考察范围为到A,B两点的距离之和不超过4
km的区域,
(Ⅰ)求考察区域边界曲线的方程;
(Ⅱ)如图所示,设线段P1P2,P2P3是冰川的部分边界线(不考虑其他边界),当冰川融化时,边界线沿与其垂直的方向朝考察区域平行移动,第一年移动0.2km,以后每年移动的距离为前一年的2倍.求冰川边界线移动到考察区域所需的最短时间.
正确答案
解:(Ⅰ)设边界曲线上点P的坐标为(x,y),
当x≥2时,由题意知,,
当x<2时,由|PA|+|PB|=4知,点P在以A,B为焦点,长轴长为2a=4
的椭圆上,
此时短半轴长=2,
因而其方程为,
故考察区域边界曲线(如图)的方程为C1:和C2:
。
(Ⅱ)设过点P1,P2的直线为l1,过点P2,P3的直线为l2,
则直线l1,l2的方程分别为,
设直线l平行于直线l1,其方程为,
代入椭圆方程,消去y,得
,
由△=100×3m2-4×16×5(m2-4)=0,解得m=8或m=-8,
从图中可以看出,当m=8时,直线l与C2的公共点到直线l1的距离最近,此时直线l的方程为y=x+8,
l与l1之间的距离为,
又直线l2到C1和C2的最短距离,
而d′>3,所以考察区域边界到冰川边界线的最短距离为3.
设冰川边界线移动到考察区域所需的时间为n年,
则由题设及等比数列求和公式,得,所以n≥4.
已知点(x,y)在椭圆C:的第一象限上运动。
(1)求点的轨迹C′的方程;
(2)若把轨迹C′的方程表达式记为,且
在
内有最大值,试求椭圆C的离心率的取值范围。
正确答案
解:(1)设轨迹C′上任一点坐标为P(x0,y0) ,
则,
(1)×(2)得,
(2)÷(1)得,
代入得
。
(2),
∵x∈,
∴,当且仅当
时取等号,
若满足已知,则有,
∴,
∴。
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