- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线C1:2x2-y2=1.
(1)过C1的左顶点引C1的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及x轴围成的三角形的面积;
(2)过点Q作直线l与双曲线C1有且只有一个交点,求直线l的方程;
(3)设椭圆C2:4x2+y2=1.若M、N分别是C1、C2上的动点,且OM⊥ON,求证:O到直线MN的距离是定值.
正确答案
解:(1)双曲线C1:2x2-y2=1左顶点A(-,0),
渐近线方程为:y=±x.
过A与渐近线y=x平行的直线方程为y=
(x+
),即y=
x+1,
所以,解得
.
所以所求三角形的面积为S=|OA||y|=
;
(2)由题意,直线的斜率存在,
∵过点Q作直线l与双曲线C1有且只有一个交点,
∴直线l与双曲线的渐近线平行,
∵渐近线的斜率为±,
∴直线l的方程为y-=
(x+
),即y=
x+2+
或y=-
x-2+
;
(3)当直线ON垂直x轴时,|ON|=1,|OM|=,则O到直线MN的距离为
.
当直线ON不垂直x轴时,设直线ON的方程为:y=kx,(显然|k|>),
则直线OM的方程为y=x,由
得
,
所以|ON|2=.
同理|OM|2=,
设O到直线MN的距离为d,
因为(|OM|2+|ON|2)d2=|OM|2|ON|2,
所以=
+
=3,
即d=.
综上,O到直线MN的距离是定值.
解析
解:(1)双曲线C1:2x2-y2=1左顶点A(-,0),
渐近线方程为:y=±x.
过A与渐近线y=x平行的直线方程为y=
(x+
),即y=
x+1,
所以,解得
.
所以所求三角形的面积为S=|OA||y|=
;
(2)由题意,直线的斜率存在,
∵过点Q作直线l与双曲线C1有且只有一个交点,
∴直线l与双曲线的渐近线平行,
∵渐近线的斜率为±,
∴直线l的方程为y-=
(x+
),即y=
x+2+
或y=-
x-2+
;
(3)当直线ON垂直x轴时,|ON|=1,|OM|=,则O到直线MN的距离为
.
当直线ON不垂直x轴时,设直线ON的方程为:y=kx,(显然|k|>),
则直线OM的方程为y=x,由
得
,
所以|ON|2=.
同理|OM|2=,
设O到直线MN的距离为d,
因为(|OM|2+|ON|2)d2=|OM|2|ON|2,
所以=
+
=3,
即d=.
综上,O到直线MN的距离是定值.
已知椭圆C1:
+
=1(a>b>0)的离心率为
,x轴被抛物线C2:y=x2-b截得的线段长等于C1的长半轴长.
(1)求C1,C2的方程;
(2)设C2与y轴的交点为M,过坐标原点O的直线l:y=kx与C2相交于A,B两点,直线MA,MB分别与C1相交于D,E.证明:•
为定值.
正确答案
解:(1)由已知,
又a2=b2+c2,可解得a=2b ①
在y=x2-b中,令y=0,得
∴②
由①②得,a=2,b=1
∴,
(2)证明:由得x2-kx-1=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),
∴x1+x2=k,x1x2=-1
∵M(0,-1),
∴=x1x2+(y1+1)(y2+1)=
∴MA⊥MB
∴MD⊥ME
∴•
=0,是定值
解析
解:(1)由已知,
又a2=b2+c2,可解得a=2b ①
在y=x2-b中,令y=0,得
∴②
由①②得,a=2,b=1
∴,
(2)证明:由得x2-kx-1=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),
∴x1+x2=k,x1x2=-1
∵M(0,-1),
∴=x1x2+(y1+1)(y2+1)=
∴MA⊥MB
∴MD⊥ME
∴•
=0,是定值
如图,椭圆
的顶点为A1、A2、B1、B2,焦点为F1,
F2,,
(1)求椭圆C的方程;
(2)设l是过原点的直线,直线n与l垂直相交于P点,且n与椭圆相交于A,B两点,|OP|=1,求的取值范围.
正确答案
解:(1)由|A1B1|=,知a2+b2=7,①
由,知a=2c,②
又b2=a2-c2,③
由①②③解得a2=4,b2=3,故椭圆C的方程为.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
当直线n的斜率不存在时,由对称性取P(1,0),A(1,),B(1,-
),
则.
当直线n的斜率存在时,令AB:y=kx+m,
∵|OP|=1,∴,即m2=1+k2,
∵|OP|=1,∴.
联立,得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
∴,(*)
∴,
将(*)代入并化简得,
∴,
由1+k2=m2,得m2≥1,∴,∴
,
综上所述,的取值范围是(
].
解析
解:(1)由|A1B1|=,知a2+b2=7,①
由,知a=2c,②
又b2=a2-c2,③
由①②③解得a2=4,b2=3,故椭圆C的方程为.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
当直线n的斜率不存在时,由对称性取P(1,0),A(1,),B(1,-
),
则.
当直线n的斜率存在时,令AB:y=kx+m,
∵|OP|=1,∴,即m2=1+k2,
∵|OP|=1,∴.
联立,得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
∴,(*)
∴,
将(*)代入并化简得,
∴,
由1+k2=m2,得m2≥1,∴,∴
,
综上所述,的取值范围是(
].
已知抛物线y2=2px(p>0)上一点P(3,t)到其焦点的距离为4.
(1)求p的值;
(2)过点Q(1,0)作两条直线l1,l2与抛物线分别交于点A、B和C、D,点M,N分别是线段AB和CD的中点,设直线l1,l2的斜率分别为k1,k2,若k1+k2=3,求证:直线MN过定点.
正确答案
解:(1)抛物线y2=2px的焦点为(,0),准线为x=-
,
由抛物线的定义可得,3+=4,解得p=2;
(2)证明:由题意知,k1+k2=3,
不妨设AB的斜率k1=k,则CD的斜率k2=3-k,
所以AB的直线方程是:y=k(x-1),CD的直线方程是y=(3-k)(x-1),
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由 ,得,k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
则x1+x2=,x1x2=1,
所以y1+y2=k(x1-1)+k(x2-1)=k(2+)-2k=
,
因为M是AB的中点,所以点M(1+,
),
同理可得,点N(1+,
),
所以直线MN的方程是:y-=
(x-1-
),
化简得,y=(k-k2)(x-1)+,令x=1,得y=
,
所以直线MN过定点(1,).
解析
解:(1)抛物线y2=2px的焦点为(,0),准线为x=-
,
由抛物线的定义可得,3+=4,解得p=2;
(2)证明:由题意知,k1+k2=3,
不妨设AB的斜率k1=k,则CD的斜率k2=3-k,
所以AB的直线方程是:y=k(x-1),CD的直线方程是y=(3-k)(x-1),
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由 ,得,k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
则x1+x2=,x1x2=1,
所以y1+y2=k(x1-1)+k(x2-1)=k(2+)-2k=
,
因为M是AB的中点,所以点M(1+,
),
同理可得,点N(1+,
),
所以直线MN的方程是:y-=
(x-1-
),
化简得,y=(k-k2)(x-1)+,令x=1,得y=
,
所以直线MN过定点(1,).
如图,已知双曲线C:
的右准线l1与一条渐近线l2交于点M,F是双曲线C的右焦点,O为坐标原点.
(I)求证:;
(II)若||=1且双曲线C的离心率
,求双曲线C的方程;
(III)在(II)的条件下,直线l3过点A(0,1)与双曲线C右支交于不同的两点P、Q且P在A、Q之间,满足,试判断λ的范围,并用代数方法给出证明.
正确答案
证明:(I)∵右准线,渐近线
,
∴,
∵F(c,0),c2=a2+b2,
∴=
,
,
∵,
∴…(3分)
(II)∵,
∴,
∴a2=2b2,
∵||=1,
∴,
∴
∴双曲线C的方程为:…(7分)
(III)由题意可得0<λ<1…(8分)
证明:设l3:y=kx+1,点P(x1,y1),Q(x2,y2)
由得(1-2k2)x2-4kx+4=0∵l3与双曲线C右支交于不同的两点P、Q
∴,
∴…(11分)
∵,
∴(x1,y1-1)=λ(x2,y2-1),得x1=λx2
∵,
∴0<2k2-1<1,
∴,
∴(1+λ)2>4λ,
∴λ2-2λ+1>0
∴λ的取值范围是(0,1)…(13分)
解析
证明:(I)∵右准线,渐近线
,
∴,
∵F(c,0),c2=a2+b2,
∴=
,
,
∵,
∴…(3分)
(II)∵,
∴,
∴a2=2b2,
∵||=1,
∴,
∴
∴双曲线C的方程为:…(7分)
(III)由题意可得0<λ<1…(8分)
证明:设l3:y=kx+1,点P(x1,y1),Q(x2,y2)
由得(1-2k2)x2-4kx+4=0∵l3与双曲线C右支交于不同的两点P、Q
∴,
∴…(11分)
∵,
∴(x1,y1-1)=λ(x2,y2-1),得x1=λx2
∵,
∴0<2k2-1<1,
∴,
∴(1+λ)2>4λ,
∴λ2-2λ+1>0
∴λ的取值范围是(0,1)…(13分)
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