- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知抛物线E:x2=4y,m,n是经过点A(a,-1)且倾斜角互补的两条直线,其中m与E有唯一公共点B,n与E相交于不同的两点C,D
(Ⅰ)求m的斜率k的取值范围;
(Ⅱ)当n过E的焦点时,求B到n的距离.
正确答案
解:(Ⅰ)m:y+1=k(x-a),n:y+1=-k(x-a),
分别代入x2=4y,得x2-4kx+4ka+4=0①,x2+4kx-4ka+4=0②,…(2分)
由△1=0得k2-ka-1=0,
由△2>0得k2+ka-1>0,…(4分)
故有2k2-2>0,得k2>1,即k<-1或k>1. …(6分)
(Ⅱ)F(0,1),kAF==-k,所以ak=2. …(8分)
由△1=0得k2=ka+1=3,
B(2k,k2),所以B到n的距离d==
=4 …(12分)
解析
解:(Ⅰ)m:y+1=k(x-a),n:y+1=-k(x-a),
分别代入x2=4y,得x2-4kx+4ka+4=0①,x2+4kx-4ka+4=0②,…(2分)
由△1=0得k2-ka-1=0,
由△2>0得k2+ka-1>0,…(4分)
故有2k2-2>0,得k2>1,即k<-1或k>1. …(6分)
(Ⅱ)F(0,1),kAF==-k,所以ak=2. …(8分)
由△1=0得k2=ka+1=3,
B(2k,k2),所以B到n的距离d==
=4 …(12分)
已知以原点O为中心,
为右焦点的双曲线C的离心率
.
(1)求双曲线C的标准方程及其渐近线方程;
(2)如图,已知过点M(x1,y1)的直线l1:x1x+4y1y=4与过点N(x2,y2)(其中x2≠x1)的直线l2:x2x+4y2y=4的交点E在双曲线C上,直线MN与两条渐近线分别交与G、H两点,求△OGH的面积.
正确答案
解:(1)设C的标准方程为(a>0,b>0),
则由题意知,
,
∴a=2,b=1,
∴C的标准方程为.
∴C的渐近线方程为,即x-2y=0和x+2y=0.
(2)由题意知,点E(xE,yE)在直线l1:x1x+4y1y=4和l2:x2x+4y2y=4上,
因此有xEx+4yEy=4上,因此直线MN的方程为xEx+4yEy=4.
设G,H分别是直线MN与渐近线x-2y=0及x+2y=0的交点,
由方程组及
,解得
,
设MN与x轴的交点为Q,则在直线xEx+4yEy=4k,令y=0得,
∵xE2-4yE2=4,
∴
=
=.
解析
解:(1)设C的标准方程为(a>0,b>0),
则由题意知,
,
∴a=2,b=1,
∴C的标准方程为.
∴C的渐近线方程为,即x-2y=0和x+2y=0.
(2)由题意知,点E(xE,yE)在直线l1:x1x+4y1y=4和l2:x2x+4y2y=4上,
因此有xEx+4yEy=4上,因此直线MN的方程为xEx+4yEy=4.
设G,H分别是直线MN与渐近线x-2y=0及x+2y=0的交点,
由方程组及
,解得
,
设MN与x轴的交点为Q,则在直线xEx+4yEy=4k,令y=0得,
∵xE2-4yE2=4,
∴
=
=.
已知抛物线C:y=2x2与直线y=kx+2交于A,B两点,M是线段AB的中点,过M作x轴的垂线,垂足为N,若,则k=______.
正确答案
解析
解:设A(x1,2x12),B(x2,2x22),
把y=kx+2代入y=2x2得2x2-kx-2=0
由韦达定理得x1+x2=,x1•x2=-1,
所以M(),
所以N点的坐标为().
,
,
所以=
=
=-1
=3
因为,
所以3=0
所以k=
故答案为:
在平面直角坐标系中,记抛物线y=x-x2与x轴所围成的平面区域为M,该抛物线与直线y=kx(k>0)所围成的平面区域为A,向区域M内随机抛掷一点P,若点P落在区域A内的概率为,则k的值为______.
正确答案
解析
解:∵抛物线y=x-x2与x轴交于点(0,0)与(1,0),
∴根据定积分的几何意义,可得抛物线与x轴所围成的平面区域M的面积为
S=(x-x2)dx=(
)
=
.
设抛物线与直线y=kx(k>0)所围成的平面区域A的面积为S‘,
∵向区域M内随机抛掷一点P,点P落在区域A内的概率为,
∴=
,可得S'=
S=
.
求出y=x-x2与y=kx的交点中,除原点外的点B坐标为(1-k,k-k2),
可得S'=[(x-x2)-kx]dx=[
(1-k)x2
]
=
(1-k)3.
因此可得(1-k)3=
,解之得k=
.
故答案为:
已知△ABP的三个顶点在抛物线C:x2=4y上,F为抛物线C的焦点,点M为AB的中点,
=3
,
(Ⅰ)若|PF|=3,求点M的坐标;
(Ⅱ)求△ABP面积的最大值.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意知焦点F(0,1),准线方程为y=-1,
设P(x0,y0),由抛物线的定义可知|PF|=y0+1,解得y0=2,
∴x0=,即P(2
,2)或P(-2
,2),
由=3
,得M(-
,
)或M(
,
).
(Ⅱ)设直线AB的方程为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),
由得x2-4kx-4m=0,
于是△=16k2+16m>0,x1+x2=4k,x1x2=-4m,
即AB的中点M的坐标为(2k,2k2+m)
由=3
,得(-x0,1-y0)=3(2k,2k2+m-1),
解得,由
,得k2=-
+
,
由△>0,k>0得-<m<
,
又∵|AB|=4,
点F到直线AB的距离d=,
∴S△ABP=4S△ABF=8|m-1|,
设f(m)=3m3-5m2+m+1,(),
则f‘(m)=9m2-10m+1=0,解得m1=,m2=1,
于是f(m)在()是增函数,在(
,1)上是减函数,在(1,
)上是增函数,
又f()=
,
∴当m=时,f(m)取得最大值
,此时k=
,
∴△ABP面积的最大值为.
解析
解:(Ⅰ)由题意知焦点F(0,1),准线方程为y=-1,
设P(x0,y0),由抛物线的定义可知|PF|=y0+1,解得y0=2,
∴x0=,即P(2
,2)或P(-2
,2),
由=3
,得M(-
,
)或M(
,
).
(Ⅱ)设直线AB的方程为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),
由得x2-4kx-4m=0,
于是△=16k2+16m>0,x1+x2=4k,x1x2=-4m,
即AB的中点M的坐标为(2k,2k2+m)
由=3
,得(-x0,1-y0)=3(2k,2k2+m-1),
解得,由
,得k2=-
+
,
由△>0,k>0得-<m<
,
又∵|AB|=4,
点F到直线AB的距离d=,
∴S△ABP=4S△ABF=8|m-1|,
设f(m)=3m3-5m2+m+1,(),
则f‘(m)=9m2-10m+1=0,解得m1=,m2=1,
于是f(m)在()是增函数,在(
,1)上是减函数,在(1,
)上是增函数,
又f()=
,
∴当m=时,f(m)取得最大值
,此时k=
,
∴△ABP面积的最大值为.
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