- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知直线l:x=my+1(m∈R)与椭圆相交于E,F两点,与x轴相交于点B.,且当m=0时,|EF|=
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点A的坐标为(-3,0),直线AE,AF与直线x=3分别交于M,N两点.试判断以MN为直径的圆是否经过点B?并请说明理由.
正确答案
解:(1)当m=0时,直线l的方程为x=1,设点E在x轴上方,
由,解得E(1,
),F(1,-
).
所以|EF|==
,解得t=2.
所以椭圆C的方程为.
(2)由,得(2m2+9)y2+4my-16=0,显然m∈R.
设E(x1,y1),F(x2,y2),则y1+y2=,y1y2=
.
x1=my1+1,x2=my2+1.
又直线AE的方程为y=,
由,解得M(3,
),
同理得N(3,).又B(1,0),
所以=(2,
),
=(2,
),
又因为•
=(2,
)•(2,
)
=4+=4+
=
=
==0.
所以,所以以MN为直径的圆过点B.
解析
解:(1)当m=0时,直线l的方程为x=1,设点E在x轴上方,
由,解得E(1,
),F(1,-
).
所以|EF|==
,解得t=2.
所以椭圆C的方程为.
(2)由,得(2m2+9)y2+4my-16=0,显然m∈R.
设E(x1,y1),F(x2,y2),则y1+y2=,y1y2=
.
x1=my1+1,x2=my2+1.
又直线AE的方程为y=,
由,解得M(3,
),
同理得N(3,).又B(1,0),
所以=(2,
),
=(2,
),
又因为•
=(2,
)•(2,
)
=4+=4+
=
=
==0.
所以,所以以MN为直径的圆过点B.
如图所示,点A(p,o)(p>0),点R在y轴上运动,点T在x轴上,N为动点,且
.
(I)设动点N的轨迹为曲线C,求曲线C的方程;
(II)设P,Q是曲线C上的两个动点,M(x0,y0)是曲线C上一定点,若,试证明直线PQ经过定点,并求出该定点的坐标.
正确答案
解:(I)设N(x,y),由知R是TN的中点,
则T(-x,0),R(0,),
∵,
∴,
整理,得y2=4px(p>0).
故点N的轨迹曲线C的方程是y2=4px(p>0).
(II)设,
则,
.
由,得PM⊥QM,
∴kMP•kMQ=-1,
∴,
从而(-1)(y0+y1)(y0+y2)=16p2.
∴(y1+y2)y0+y1y2+y02+16p2=0.①
直线PQ的方程为,
即(y1+y2)y-y1y2-4px=0.
①可变为(y1+y2)(-y0)-y1y2-4p(x0+4p)=0,
∴直线PQ经过定点(x0+4p,-y0).
解析
解:(I)设N(x,y),由知R是TN的中点,
则T(-x,0),R(0,),
∵,
∴,
整理,得y2=4px(p>0).
故点N的轨迹曲线C的方程是y2=4px(p>0).
(II)设,
则,
.
由,得PM⊥QM,
∴kMP•kMQ=-1,
∴,
从而(-1)(y0+y1)(y0+y2)=16p2.
∴(y1+y2)y0+y1y2+y02+16p2=0.①
直线PQ的方程为,
即(y1+y2)y-y1y2-4px=0.
①可变为(y1+y2)(-y0)-y1y2-4p(x0+4p)=0,
∴直线PQ经过定点(x0+4p,-y0).
如图,已知圆C与y轴相切于点T(0,2),与x轴正半轴相交于两点M,N(点M必在点N的右侧),且|MN|=3,已知椭圆D:
的焦距等于2|ON|,且过点
.
(I)求圆C和椭圆D的方程;
(Ⅱ)若过点M斜率不为零的直线l与椭圆D交于A、B两点,求证:直线NA与直线NB的倾角互补.
正确答案
(I)解:①设圆的半径为r,则圆心为(r,2),
由|MN|=3,得=
,解得r=
.
所以⊙C的方程为.
令y=0,解得x=1或4.
∴N(1,0),M(4,0).
∴2c=2,得c=1.
②∵椭圆过点,∴
.
联立,解得
.
∴椭圆的方程为.
(II)设直线l的方程为y=k(x-4),
联立消去y得到(3+4k2)x2-32k2x+64k2-12=0,(*)
设A(x1,y1),B(x2,y2),
∴,
.
∵kAN+kBN==
=[2x1x2-5(x1+x2)+8]
=
=0.
∴kAN=-kBN.
当x1=1或x2=1时,,此时方程(*)的△=0,不合题意,应舍去.
因此直线NA与直线NB的倾角互补.
解析
(I)解:①设圆的半径为r,则圆心为(r,2),
由|MN|=3,得=
,解得r=
.
所以⊙C的方程为.
令y=0,解得x=1或4.
∴N(1,0),M(4,0).
∴2c=2,得c=1.
②∵椭圆过点,∴
.
联立,解得
.
∴椭圆的方程为.
(II)设直线l的方程为y=k(x-4),
联立消去y得到(3+4k2)x2-32k2x+64k2-12=0,(*)
设A(x1,y1),B(x2,y2),
∴,
.
∵kAN+kBN==
=[2x1x2-5(x1+x2)+8]
=
=0.
∴kAN=-kBN.
当x1=1或x2=1时,,此时方程(*)的△=0,不合题意,应舍去.
因此直线NA与直线NB的倾角互补.
椭圆的两个焦点F1、F2,点P在椭圆C上,且PF1⊥F1F2,且|PF1|=
.
(I)求椭圆C的方程.
(II)以此椭圆的上顶点B为直角顶点作椭圆的内接等腰直角三角形ABC,这样的直角三角形是否存在?若存在,请说明有几个;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)∵∴
又PF1⊥F1F2,∴,
,
∴2a=|PF1|+|PF2|=4则c=,∴a=2,b2=1
∴所求椭圆方程为.(6分)
(Ⅱ)设能构成等腰直角三角形ABC,其中B(0,1),
由题意可知,直角边BA,BC不可能垂直或平行于x轴,
故可设BA边所在直线的方程为y=kx+1(不妨设k<0),则BC边所在直线的方程为y=-,
由,得A
,
∴=
,(9分)
用-代替上式中的k,得|BC|=
,由|AB|=|BC|,得|k|(4+k2)=1+4k2
∵k<0,∴解得:k=-1或k=,故存在三个内接等腰直角三角形.(12分)
解析
解:(Ⅰ)∵∴
又PF1⊥F1F2,∴,
,
∴2a=|PF1|+|PF2|=4则c=,∴a=2,b2=1
∴所求椭圆方程为.(6分)
(Ⅱ)设能构成等腰直角三角形ABC,其中B(0,1),
由题意可知,直角边BA,BC不可能垂直或平行于x轴,
故可设BA边所在直线的方程为y=kx+1(不妨设k<0),则BC边所在直线的方程为y=-,
由,得A
,
∴=
,(9分)
用-代替上式中的k,得|BC|=
,由|AB|=|BC|,得|k|(4+k2)=1+4k2
∵k<0,∴解得:k=-1或k=,故存在三个内接等腰直角三角形.(12分)
已知动点H到直线x-4=0的距离与到点(2,0)的距离之比为.
(Ⅰ) 求动点H的轨迹E的方程;
(Ⅱ)是否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?若存在,写出该圆的方程,若不存在说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设动点H(x,y)(1分)
∴(3分)
∴动点H的轨迹E的方程为x2+2y2=8,(4分)
(Ⅱ)假设存在圆心在原点的圆使圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A(x1,y1),B(x2,y2)且,
①当圆的切线不垂直x轴时,设该圆的切线方程为y=kx+m,
与x2+2y2=8联立方程得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0,
∴△=8(8k2-m2+4)>0,
∴,(5分)
∴,(6分)
∵,
∴x1x2+y1y2=0,
∴,
∴3m2-8k2-8=0,
∴8k2=3m2-8,(7分)
∴对任意k,符合条件的m满足,
∴,即
或
,(8分)
∵直线y=kx+m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,(9分)
此时该圆的切线y=kx+m都满足或
,分
∴所求的圆为,(10分)
②当切线的斜率不存在时,切线,
与椭圆x2+2y2=8的两个交点为或
,
满足,(11分)
综上,存在圆心在原点的圆使圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A(x1,y1),B(x2,y2)且.
解析
解:(Ⅰ)设动点H(x,y)(1分)
∴(3分)
∴动点H的轨迹E的方程为x2+2y2=8,(4分)
(Ⅱ)假设存在圆心在原点的圆使圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A(x1,y1),B(x2,y2)且,
①当圆的切线不垂直x轴时,设该圆的切线方程为y=kx+m,
与x2+2y2=8联立方程得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0,
∴△=8(8k2-m2+4)>0,
∴,(5分)
∴,(6分)
∵,
∴x1x2+y1y2=0,
∴,
∴3m2-8k2-8=0,
∴8k2=3m2-8,(7分)
∴对任意k,符合条件的m满足,
∴,即
或
,(8分)
∵直线y=kx+m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,(9分)
此时该圆的切线y=kx+m都满足或
,分
∴所求的圆为,(10分)
②当切线的斜率不存在时,切线,
与椭圆x2+2y2=8的两个交点为或
,
满足,(11分)
综上,存在圆心在原点的圆使圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A(x1,y1),B(x2,y2)且.
扫码查看完整答案与解析