- 曲线的方程
- 共349题
设F1、F2分别为椭圆C:(
)的左、右两个焦点。
(Ⅰ)若椭圆C上的点到F1、F2两点的距离之和等于4,求出椭圆C的方程和焦点坐标;
(Ⅱ)设P是(Ⅰ)中所得椭圆上的动点,求线段PF1的中点M的轨迹方程。
正确答案
解:(Ⅰ)由椭圆上的点到两焦点F1、F2两点的距离之和等于4,知
,
又点在椭圆
上,
因此,
于是,
所以,所求的椭圆方程为,焦点坐标为F1(-1,0),F2(1,0)。
(Ⅱ)设中点M(x,y),并设动点,
则,即
,
又因为点在椭圆
上,于是
,
即,
化简,得,
所以,点M的轨迹方程为。
已知常数a>0,在矩形ABCD中,AB=4,BC=4a,O为AB的中点,点E、F、G分别在BC、CD、DA上移动,且,P为GE与OF的交点(如图),问是否存在两个定点,使P到这两点的距离的和为定值?若存在,求出这两点的坐标及此定值;若不存在,请说明理由。
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到定点距离的和为定值,
按题意有A(-2,0),B(2,0),C(2,4a),D(-2,4a),
设,
由此有E(2,4ak),F(2-4k,4a),G(-2,4a-4ak),
直线OF的方程为:2ax+(2k-1)y=0, ①
直线GE的方程为:, ②
从①,②消去参数k,得点P(x,y)坐标满足方程,
整理得,
当时,点P的轨迹为圆弧,所以不存在符合题意的两点;
当时,点P轨迹为椭圆的一部分,点P到该椭圆焦点的距离的和为定长;
当时,点P到椭圆两个焦点
的距离之和为定值
;
当时,点P到椭圆两个焦点
的距离之和为定值2a。
设m∈R,在平面直角坐标系中,已知向量=(mx,y+1),向量
=(x,y-1),
,动点M(x,y)的轨迹为E,
(1)求轨迹E的方程,并说明该方程所表示曲线的形状;
(2)已知m=,证明:存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与轨迹E恒有两个交点A,B,且OA⊥OB(O为坐标原点),并求出该圆的方程;
(3)已知m=,设直线l与圆C:x2+y2=R2(1<R<2)相切于A1,且l与轨迹E只有一个公共点B1,当R为何值时,|A1B1|取得最大值?并求最大值。
正确答案
解:(1)因为,
所以,即
,
当m=0时,方程表示两直线,方程为y=±1;
当m=1时,方程表示的是圆;
当m>0且m≠1时,方程表示的是椭圆;
当m<0时,方程表示的是双曲线;
(2)当时,轨迹E的方程为
,
设圆心在原点的圆的一条切线为y=kx+t,
解方程组得
,
即,
要使切线与轨迹E恒有两个交点A,B,
则使△=,
即,且
,
,
要使,需使
,
即,
所以,
所以又因为直线y=kx+t为圆心在原点的圆的一条切线,
所以圆的半径为,
,
所求的圆为;
当切线的斜率不存在时,切线为,
与交于点
也满足OA⊥OB;
综上, 存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A,B,且
。
(3)当时,轨迹E的方程为
,
设直线l的方程为y=kx+t,因为直线l与圆C:(1<R<2)相切于A1,
由(2)知, ①
因为l与轨迹E只有一个公共点B1,
由(2)知得
,
即有唯一解,
则△=,
即, ②
由①②得,此时A,B重合为B1(x1,y1)点,
由中
,
所以,,
B1(x1,y1)点在椭圆上,所以,
所以,
在直角三角形OA1B1中,
,
因为当且仅当
时取等号,
所以,
即当时,|A1B1|取得最大值,最大值为1。
已知圆M经过点,并且与直线
相切,圆心M的轨迹为曲线w.
(1)求w的方程
(2)若过点的直线l与曲线w交与PQ两点,PQ中点的横坐标为
,求线段 PQ的长度.
正确答案
解:(1)过点M作MN垂直直线线于N.
依题意得|MN|=|AM|
所以动点M的轨迹为是以A(,0)为焦点,直线x=﹣
为准线的抛物线,
即曲线w的方程是y2=6x
(2)依题意,直线l1,l2的斜率存在且不为0,
设直线l的方程为x=ky+,化简得y2﹣6ky﹣9=0
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则
x1+x2=5
∴|PQ|=|PA|+|AQ|=+x2
=x1+x2+3=8
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