- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知抛物线y2=2px(p>0)与过焦点且斜率为1的直线交于A,B两点,若|AB|=2.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点P(1,)作两条直线PE,PF交抛物线于点E、F,若两直线互相垂直,求证:EF恒过定点,并求出此点的坐标.
正确答案
(1)解:由抛物线y2=2px(p>0)的焦点为(,0),
设直线AB:y=x-,
由得x2-3px
=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=3p,
由抛物线的定义得,|AB|=x1+x2+p=4p,
又|AB|=2,则p=,
即抛物线方程是y2=x;
(2)证明:由题设可设E(y12,y1),F(y22,y2),且P(1,1),
由PE与PF垂直,得=0,即(y1-1)(y2-1)+(y12-1)(y22-1)=0,
即(y1-1)(y2-1)[1+(y1+1)(y2+1)]=0,
即有y1y2=-(y1+y2)-2,
当y1+y2≠0时,直线EF:y-y1=(x-y12).
即y=(x+y1y2)=
[x-(y1+y2)-2],
则直线恒过定点(2,-1).
当y1+y2=0时,y1=-y2,由y1y2=-(y1+y2)-2=-2,
y12=2,直线EF:x=2,
故EF恒过定点,此点的坐标为(2,-1).
解析
(1)解:由抛物线y2=2px(p>0)的焦点为(,0),
设直线AB:y=x-,
由得x2-3px
=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=3p,
由抛物线的定义得,|AB|=x1+x2+p=4p,
又|AB|=2,则p=,
即抛物线方程是y2=x;
(2)证明:由题设可设E(y12,y1),F(y22,y2),且P(1,1),
由PE与PF垂直,得=0,即(y1-1)(y2-1)+(y12-1)(y22-1)=0,
即(y1-1)(y2-1)[1+(y1+1)(y2+1)]=0,
即有y1y2=-(y1+y2)-2,
当y1+y2≠0时,直线EF:y-y1=(x-y12).
即y=(x+y1y2)=
[x-(y1+y2)-2],
则直线恒过定点(2,-1).
当y1+y2=0时,y1=-y2,由y1y2=-(y1+y2)-2=-2,
y12=2,直线EF:x=2,
故EF恒过定点,此点的坐标为(2,-1).
已知双曲线C的中心在原点,焦点在x轴上,且它的离心率为,实半轴长为
.
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)过的直线与双曲线C有两个不同的交点A和B,且
(其中O为原点),试求出这条直线.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意,设双曲线的方程为,
∵,
∴b=1,
故双曲线方程为.
(Ⅱ)设直线方程为,
代入得,
,
由得
,且k2<1,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则由韦达定理可得,
x1+x2=,x1x2=
;
又∵,
∴
=
=,
解得,
又∵k2<1,
∴,
∴直线方程为或
.
解析
解:(Ⅰ)由题意,设双曲线的方程为,
∵,
∴b=1,
故双曲线方程为.
(Ⅱ)设直线方程为,
代入得,
,
由得
,且k2<1,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则由韦达定理可得,
x1+x2=,x1x2=
;
又∵,
∴
=
=,
解得,
又∵k2<1,
∴,
∴直线方程为或
.
已知抛物线C:x2=2py(p>0),其焦点F到准线的距离为.
(1)试求抛物线C的方程;
(2)设抛物线C上一点P的横坐标为t(t>0),过P的直线交C于另一点Q,交x轴于M,过点Q作PQ的垂线交C于另一点N,若MN是C的切线,求t的最小值.
正确答案
解:(1)因为:焦点F到准线的距离为.
所以:p=.
所以所求方程为:x2=y
(2)设P(t,t2),Q(x,x2),N(x0x02),则直线MN的方程为y-x02=2x0(x-x0)
令y=0,得,
∴
∵NQ⊥QP,且两直线斜率存在,
∴kPM•kNQ=-1,即,
整理得,又Q(x,x2)在直线PM上,
则与
共线,得
由(1)、(2)得=
,
∴,
∴或
(舍)
∴所求t的最小值为.
解析
解:(1)因为:焦点F到准线的距离为.
所以:p=.
所以所求方程为:x2=y
(2)设P(t,t2),Q(x,x2),N(x0x02),则直线MN的方程为y-x02=2x0(x-x0)
令y=0,得,
∴
∵NQ⊥QP,且两直线斜率存在,
∴kPM•kNQ=-1,即,
整理得,又Q(x,x2)在直线PM上,
则与
共线,得
由(1)、(2)得=
,
∴,
∴或
(舍)
∴所求t的最小值为.
如图,F是椭圆
(a>b>0)的一个焦点,A,B是椭圆的两个顶点,椭圆的离心率为
.点C在x轴上,BC⊥BF,B,C,F三点确定的圆M恰好与直线l1:
相切.
(Ⅰ)求椭圆的方程:
(Ⅱ)过点A的直线l2与圆M交于PQ两点,且 ,求直线l2的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)∵F是椭圆(a>b>0)的一个焦点,A,B是椭圆的两个顶点,
椭圆的离心率为,
∴,∴
=
,∴b=
,c=
,
设F(-c,0),B(0,)=(0,
),
∵kBF==
,BC⊥BF,
∴kBC=-,∴
=
,∴xC=
=
=
=3c,
∴C(3c,0),
设圆M的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
把B(0,),C(3c,0),F(-c,0)代入,得:
,
解得D=-2c,E=0,F=-3c2,
∴圆M的方程为(x-c)2+y2=4c2,
∵圆M与直线l1:x+y+3=0相切,
∴,解得c=1,
∴a=2,b=,
∴所求的椭圆方程为.
(Ⅱ)∵A是椭圆方程为的左顶点,∴A(-2,0),
∵圆M的方程为(x-1)2+y2=4,
∴过点A斜率不存在的直线与圆不相交,
∴设直线l2的方程为y=k(x+2),
∵,又|
|=|
|=2,
∴cos<>=
=-
,
∴∠PMQ=120°,
圆心M到直线l2的距离d=,
∴,解得k=
,
∴直线l2的方程为y=(x+2).
解析
解:(Ⅰ)∵F是椭圆(a>b>0)的一个焦点,A,B是椭圆的两个顶点,
椭圆的离心率为,
∴,∴
=
,∴b=
,c=
,
设F(-c,0),B(0,)=(0,
),
∵kBF==
,BC⊥BF,
∴kBC=-,∴
=
,∴xC=
=
=
=3c,
∴C(3c,0),
设圆M的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
把B(0,),C(3c,0),F(-c,0)代入,得:
,
解得D=-2c,E=0,F=-3c2,
∴圆M的方程为(x-c)2+y2=4c2,
∵圆M与直线l1:x+y+3=0相切,
∴,解得c=1,
∴a=2,b=,
∴所求的椭圆方程为.
(Ⅱ)∵A是椭圆方程为的左顶点,∴A(-2,0),
∵圆M的方程为(x-1)2+y2=4,
∴过点A斜率不存在的直线与圆不相交,
∴设直线l2的方程为y=k(x+2),
∵,又|
|=|
|=2,
∴cos<>=
=-
,
∴∠PMQ=120°,
圆心M到直线l2的距离d=,
∴,解得k=
,
∴直线l2的方程为y=(x+2).
直线y=kx-2k与双曲线有两个不同的交点,则实数k的取值范围是______.
正确答案
解析
解:将直线y=kx-2k代入双曲线,化简得
(4-3k2)x2+12k2x-12k2-12=0
∵直线y=kx-2k与双曲线有两个不同的交点
∴△>0且4-3k2≠0
∴
故答案为
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