- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,短轴的一个端点到上焦点的距离为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点Q(-1,0)作直线l与椭圆C相较于A,B两点,直线m是过点且与y轴平行的直线,设N是直线m上的一动点,满足
(O为坐标原点),问是否存在这样的直线l,使得四边形OANB为矩形?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)∵椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,短轴的一个端点到上焦点的距离为2,
∴,∴a=2,b=1,
∴椭圆C的方程为;
(2)由已知可得m:x=-,
设N(-,t),直线l:y=k(x+2),A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l:y=k(x+2)代入椭圆方程,可得(4+k2)x2+4k2x+4k2-4=0,
△>0,可得-<k<
,
x1+x2=-=-
,
∴k=±,
此时=0,
∴存在这样的直线l:y=±(x+2),使得四边形OANB为矩形.
解析
解:(1)∵椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,短轴的一个端点到上焦点的距离为2,
∴,∴a=2,b=1,
∴椭圆C的方程为;
(2)由已知可得m:x=-,
设N(-,t),直线l:y=k(x+2),A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l:y=k(x+2)代入椭圆方程,可得(4+k2)x2+4k2x+4k2-4=0,
△>0,可得-<k<
,
x1+x2=-=-
,
∴k=±,
此时=0,
∴存在这样的直线l:y=±(x+2),使得四边形OANB为矩形.
设直线y=x+1与抛物线x2=4y交于A、B两点,则AB的中点到x轴的距离为______.
正确答案
3
解析
解:由题意可得如图所示:
设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点C(x0,y0)
因为C为AB的中点,所以 ,
所以C到x轴的距离为 .
联立直线与抛物线的方程
,消去x,
可得:y2-6y+1=0,
所以由根与系数的关系可得
y1+y2=6,
∴=3.
则AB的中点到x轴的距离为 3
故答案为:3.
在平面直角坐标系xOy中,已知过点
的椭圆C:
(a>b>0)的右焦点为F(1,0),过焦点F且与x轴不重合的直线与椭圆C交于A,B两点,点B关于坐标原点的对称点为P,直线PA,PB分别交椭圆C的右准线l于M,N两点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若点B的坐标为,试求直线PA的方程;
(3)记M,N两点的纵坐标分别为yM,yN,试问yM•yN是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
正确答案
解:(1)如图所示,∵过点
的椭圆C:
(a>b>0)的右焦点为F(1,0),
∴,解得c=1,b2=3,a2=4.
∴椭圆C的标准方程为:.
(2)∵点B的坐标为,点P与点B关于坐标原点对称.∴P
.
可得kBF==
.
∴直线BF的方程.
联立,化为5x2-8x=0,解得x=0或
.
把x=0代入直线方程可得.
∴A.
∴=
.
∴直线PA的方程为:.
(3)椭圆C的右准线l为:=4.
①当直线AB⊥x轴时,B(1,),
,P
.
∴直线PB的方程为:,联立
,解得yN=6.
直线PA的方程为:,∴
.
∴yN•yM=6×=-9.
②当直线AB的斜率存在时,设A(x1,y1),B(x2,y2).则P(-x2,-y2).
∴直线PB的方程为:,联立
,解得yN=
.
设直线AB的方程为:y=k(x-1).
直线PA的方程为:kPA=.
由,
,
两式相减得=0.
∴,∴
.
得到直线PA的方程为:.
联立直线PA与l的方程,
解得=
=
.
∵,∴
.
∴.
∴yM•yN==-9.
综上可知:yM•yN=-9,为定值.
解析
解:(1)如图所示,∵过点
的椭圆C:
(a>b>0)的右焦点为F(1,0),
∴,解得c=1,b2=3,a2=4.
∴椭圆C的标准方程为:.
(2)∵点B的坐标为,点P与点B关于坐标原点对称.∴P
.
可得kBF==
.
∴直线BF的方程.
联立,化为5x2-8x=0,解得x=0或
.
把x=0代入直线方程可得.
∴A.
∴=
.
∴直线PA的方程为:.
(3)椭圆C的右准线l为:=4.
①当直线AB⊥x轴时,B(1,),
,P
.
∴直线PB的方程为:,联立
,解得yN=6.
直线PA的方程为:,∴
.
∴yN•yM=6×=-9.
②当直线AB的斜率存在时,设A(x1,y1),B(x2,y2).则P(-x2,-y2).
∴直线PB的方程为:,联立
,解得yN=
.
设直线AB的方程为:y=k(x-1).
直线PA的方程为:kPA=.
由,
,
两式相减得=0.
∴,∴
.
得到直线PA的方程为:.
联立直线PA与l的方程,
解得=
=
.
∵,∴
.
∴.
∴yM•yN==-9.
综上可知:yM•yN=-9,为定值.
已知点A(1,0),P1、P2、P3是平面直角坐标系上的三点,且|AP1|、|AP2|、|AP3|成等差数列,公差为d,d≠0.
(1)若P1坐标为(1,-1),d=2,点P3在直线3x-y-18=0上时,求点P3的坐标;
(2)已知圆C的方程是(x-3)2+(y-3)2=r2(r>0),过点A的直线交圆于P1、P3两点,P2是圆C上另外一点,求实数d的取值范围;
(3)若P1、P2、P3都在抛物线y2=4x上,点P2的横坐标为3,求证:线段P1P3的垂直平分线与x轴的交点为一定点,并求该定点的坐标.
正确答案
解(1)因为|AP1|、|AP2|、|AP3|成等差数列,且|AP1|=1,d=2,所以|AP3|=5,
设P3(x,y)
则,消去y,得x2-11x+30=0,…(2分)
解得x1=5,x2=6,所以P3的坐标为(5,-3)或(6,0)
(2)由题意可知点A到圆心的距离为…(6分)
(ⅰ)当时,点A(1,0)在圆上或圆外,|2d|=||AP3|-|AP1||=|P1P3|,
又已知d≠0,0≤|P1P3|≤2r,所以-r≤d<0或 0<d≤r
(ⅱ)当时,点A(1,0)在圆内,所以
,
又已知d≠0,,即
或
结论:当时,-r≤d<0或 0<d≤r;当
时,
或
(3)因为抛物线方程为y2=4x,所以A(1,0)是它的焦点坐标,
点P2的横坐标为3,即|AP2|=4
设P1(x1,y1),P3(x3,y3),则|AP1|=x1+1,|AP3|=x3+1,|AP1|+|AP3|=2|AP2|,
所以x1+x3=2x2=6
直线P1P3的斜率,则线段P1P3的垂直平分线l的斜率
则线段P1P3的垂直平分线l的方程为
直线l与x轴的交点为定点(5,0)
解析
解(1)因为|AP1|、|AP2|、|AP3|成等差数列,且|AP1|=1,d=2,所以|AP3|=5,
设P3(x,y)
则,消去y,得x2-11x+30=0,…(2分)
解得x1=5,x2=6,所以P3的坐标为(5,-3)或(6,0)
(2)由题意可知点A到圆心的距离为…(6分)
(ⅰ)当时,点A(1,0)在圆上或圆外,|2d|=||AP3|-|AP1||=|P1P3|,
又已知d≠0,0≤|P1P3|≤2r,所以-r≤d<0或 0<d≤r
(ⅱ)当时,点A(1,0)在圆内,所以
,
又已知d≠0,,即
或
结论:当时,-r≤d<0或 0<d≤r;当
时,
或
(3)因为抛物线方程为y2=4x,所以A(1,0)是它的焦点坐标,
点P2的横坐标为3,即|AP2|=4
设P1(x1,y1),P3(x3,y3),则|AP1|=x1+1,|AP3|=x3+1,|AP1|+|AP3|=2|AP2|,
所以x1+x3=2x2=6
直线P1P3的斜率,则线段P1P3的垂直平分线l的斜率
则线段P1P3的垂直平分线l的方程为
直线l与x轴的交点为定点(5,0)
已知椭圆M的对称轴为坐标轴,离心率为,且抛物线
的焦点是椭圆M的一个焦点.
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)设直线l与椭圆M相交于A、B两点,以线段OA,OB为邻边作平行四边形OAPB,其中点P在椭圆M上,O为坐标原点.求点O到直线l的距离的最小值.
正确答案
解:(I)设椭圆方程为,
由已知抛物线的焦点为(,0),则c=
,由e=
,得a=2,∴b2=2,
所以椭圆M的方程为;
(II)当直线l斜率存在时,设直线方程为y=kx+m,
则由消去y得,(1+2k2)x2+4kmx+2m2-4=0,
△=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-4)=8(2+4k2-m2)>0,①
设A、B、P点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x0,y0),
则:x0=x1+x2=-,y0=y1+y2=k(x1+x2)+2m=
,
由于点P在椭圆M上,所以.
从而,化简得2m2=1+2k2,经检验满足①式.
又点O到直线l的距离为:
d==
=
≥
=
,当且仅当k=0时等号成立,
当直线l无斜率时,由对称性知,点P一定在x轴上,
从而点P的坐标为(-2,0)或(2,0),直线l的方程为x=±1,所以点O到直线l的距离为1.
所以点O到直线l的距离最小值为.
解析
解:(I)设椭圆方程为,
由已知抛物线的焦点为(,0),则c=
,由e=
,得a=2,∴b2=2,
所以椭圆M的方程为;
(II)当直线l斜率存在时,设直线方程为y=kx+m,
则由消去y得,(1+2k2)x2+4kmx+2m2-4=0,
△=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-4)=8(2+4k2-m2)>0,①
设A、B、P点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x0,y0),
则:x0=x1+x2=-,y0=y1+y2=k(x1+x2)+2m=
,
由于点P在椭圆M上,所以.
从而,化简得2m2=1+2k2,经检验满足①式.
又点O到直线l的距离为:
d==
=
≥
=
,当且仅当k=0时等号成立,
当直线l无斜率时,由对称性知,点P一定在x轴上,
从而点P的坐标为(-2,0)或(2,0),直线l的方程为x=±1,所以点O到直线l的距离为1.
所以点O到直线l的距离最小值为.
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