- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
曲线C上任意一点到E(-4,0),F(4,0)的距离的和为12,C与x轴的负半轴、正半轴依次交于A、B两点,点P在C上,且位于x轴上方,.
(1)求曲线C的方程;
(2)求点P的坐标;
(3)求曲线C的中心为圆心,AB为直径作圆O,过点P的直线l截圆O的弦MN长为,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)设G是曲线C上任意一点,依题意,|GE|+|GF|=12.
所以曲线C是以E、F为焦点的椭圆,且椭圆的长半袖a=6,半焦距c=4,
所以短半轴,
所以所求的椭圆方程为;
(2)由已知A(-6,0),F(4,0),设点P的坐标为(x,y)
则
由已知得
则,
由于y>0,所以只能取,
所以点P的坐标为;
(3)圆O的圆心为(0,0),半径为6,其方程为x2+y2=36,
若过P的直线l与x轴垂直,则直线l的方程为,
这时,圆心到l的距离,
所以,
符合题意;
若过P的直线l不与x轴垂直,设其斜率为k,
则直线l的方程为,
即
这时,圆心到l的距离d=,
所以,
化简得,
所以直线l的方程为,
综上,所求的直线l的方程为.
解析
解:(1)设G是曲线C上任意一点,依题意,|GE|+|GF|=12.
所以曲线C是以E、F为焦点的椭圆,且椭圆的长半袖a=6,半焦距c=4,
所以短半轴,
所以所求的椭圆方程为;
(2)由已知A(-6,0),F(4,0),设点P的坐标为(x,y)
则
由已知得
则,
由于y>0,所以只能取,
所以点P的坐标为;
(3)圆O的圆心为(0,0),半径为6,其方程为x2+y2=36,
若过P的直线l与x轴垂直,则直线l的方程为,
这时,圆心到l的距离,
所以,
符合题意;
若过P的直线l不与x轴垂直,设其斜率为k,
则直线l的方程为,
即
这时,圆心到l的距离d=,
所以,
化简得,
所以直线l的方程为,
综上,所求的直线l的方程为.
已知抛物线C:y2=2px(p>0),M点的坐标为(12,8),N点在抛物线C上,且满足
=
,O为坐标原点.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)过点M作倾斜角互补的两条直线l1,l2,l1与抛物线C交于不同两点A,B,l2与抛物线C交于不同两点D,E,弦AB,DE的中点分别为G,H.求当直线l1的倾斜角在[,
]时,直线GH被抛物线截得的弦长的最大值.
正确答案
解:(I)由=
,M点的坐标为(12,8),得出
=(9,6)代入y2=2px,得到2p=4,
所以抛物线C的方程为y2=4x…(4分)
(II)由题意知直线l1,l2的斜率存在,且不为零,设l1斜率为k,方程为y=k(x-12)+8,
则l2方程为y=-k(x-12)+8
由y=k(x-12)+8与y2=4x联立,得:ky2-4y+32-48k=0…(5分)
△=16-4k(32-48k)>0,∴k>或k<
.
设A(x1,y1),B(x2,y2),中点G(xG,yG),则y1+y2=,即yG=
…(7分)
又yG=k(xG-12)+8,∴xG=-
+12
∴G的坐标为(-
+12,
).
用-k代替k,同理得-k>或-k<
,H的坐标(
+
+12,-
).
∴k>或-
<k<0,0<k<
.或k<-
,
又∵直线l1的倾斜角在[,
],即
≤k≤1…(9分)
而kGH==-
∴GH:y=-(x-xG)+yG,…(11分)
代入抛物线方程得:y2+16y-4(xG+4yG)=0
△=162+16(xG+4yG)=16(16++12)>0
设直线GH与抛物线C交于P,Q两点,
则弦长|PQ|=4•
…(13分)
∵,∴1≤
≤3,
∴|PQ|max=68
∴直线GH被抛物线截得的弦长的最大值为68.…(15分)
解析
解:(I)由=
,M点的坐标为(12,8),得出
=(9,6)代入y2=2px,得到2p=4,
所以抛物线C的方程为y2=4x…(4分)
(II)由题意知直线l1,l2的斜率存在,且不为零,设l1斜率为k,方程为y=k(x-12)+8,
则l2方程为y=-k(x-12)+8
由y=k(x-12)+8与y2=4x联立,得:ky2-4y+32-48k=0…(5分)
△=16-4k(32-48k)>0,∴k>或k<
.
设A(x1,y1),B(x2,y2),中点G(xG,yG),则y1+y2=,即yG=
…(7分)
又yG=k(xG-12)+8,∴xG=-
+12
∴G的坐标为(-
+12,
).
用-k代替k,同理得-k>或-k<
,H的坐标(
+
+12,-
).
∴k>或-
<k<0,0<k<
.或k<-
,
又∵直线l1的倾斜角在[,
],即
≤k≤1…(9分)
而kGH==-
∴GH:y=-(x-xG)+yG,…(11分)
代入抛物线方程得:y2+16y-4(xG+4yG)=0
△=162+16(xG+4yG)=16(16++12)>0
设直线GH与抛物线C交于P,Q两点,
则弦长|PQ|=4•
…(13分)
∵,∴1≤
≤3,
∴|PQ|max=68
∴直线GH被抛物线截得的弦长的最大值为68.…(15分)
已知椭圆的方程为=1(a>b>0),它的一个焦点与抛物线y2=8x的焦点重合,离心率e=
,过椭圆的右焦点F作与坐标轴不垂直的直线l,交椭圆于A、B两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点M(1,0),且,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)设椭圆的右焦点为(c,0),
因为y2=8x的焦点坐标为(2,0),所以c=2
因为,则a2=5,b2=1
故椭圆方程为:
(2)由(I)得F(2,0),
设l的方程为y=k(x-2)(k≠0)
代入,得(5k2+1)x2-20k2x+20k2-5=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
∴y1+y2=k(x1+x2-4),y1-y2=k(x1-x2)
∴
∵,∴(x1+x2-2)(x2-x1)+(y2-y1)(y1+y2)=0∴
,
∴
所以直线l的方程为.
解析
解:(1)设椭圆的右焦点为(c,0),
因为y2=8x的焦点坐标为(2,0),所以c=2
因为,则a2=5,b2=1
故椭圆方程为:
(2)由(I)得F(2,0),
设l的方程为y=k(x-2)(k≠0)
代入,得(5k2+1)x2-20k2x+20k2-5=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
∴y1+y2=k(x1+x2-4),y1-y2=k(x1-x2)
∴
∵,∴(x1+x2-2)(x2-x1)+(y2-y1)(y1+y2)=0∴
,
∴
所以直线l的方程为.
已知A,B分别为x轴,y轴上的两个动点,且|AB|=3,动点P满足=
(1)求点P的轨迹E的方程;
(2)已知点M(1,0),直线y=kx+m(k≠0)与曲线E交于点C、D两个不同的点,以MC,MD为邻边的四边形是菱形,求k的取值范围.
正确答案
解:(1)设A(x0,0),B(0,y0),P(x,y)
由|AB|=3得,
∵,解得
,代入上述方程可得
.
(2)设C(x1,y1),D(x2,y2)
由,
由△>0解得m2<4k2+1.
∴.
设线段CD中点为.
∵四边形是菱形,∴,
代入化简得,代入m2<4k2+1
解得.
∴k的取值范围是∪
.
解析
解:(1)设A(x0,0),B(0,y0),P(x,y)
由|AB|=3得,
∵,解得
,代入上述方程可得
.
(2)设C(x1,y1),D(x2,y2)
由,
由△>0解得m2<4k2+1.
∴.
设线段CD中点为.
∵四边形是菱形,∴,
代入化简得,代入m2<4k2+1
解得.
∴k的取值范围是∪
.
在平面直角坐标系xOy中,已知点A(-1,0)、B(1,0),动点C满足条件:△ABC的周长为.记动点C的轨迹为曲线W.
(Ⅰ)求W的方程;
(Ⅱ)经过点(0,)且斜率为k的直线l与曲线W有两个不同的交点P和Q,求k的取值范围;
(Ⅲ)已知点M(),N(0,1),在(Ⅱ)的条件下,是否存在常数k,使得向量
与
共线?如果存在,求出k的值;如果不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设C(x,y),
∵|AC|+|BC|+|AB|=2+2,|AB|=2,
∴|AC|+|BC|=2>2,
∴由定义知,动点C的轨迹是以A、B为焦点,长轴长为2的椭圆除去与x轴的两个交点.
∴a=,c=1.∴b2=a2-c2=1.
∴W:=1(y≠0).(2分)
(Ⅱ)设直线l的方程为y=kx+,代入椭圆方程,得
=1.
整理,得kx+1=0.①(5分)
因为直线l与椭圆有两个不同的交点P和Q等价于-2>0,解得k<-
或k>
.
∴满足条件的k的取值范围为(7分)
(Ⅲ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),则=(x1+x2,y1+y2),
由①得x1+x2=-.②
又y1+y2=k(x1+x2)+2③
因为,N(0,1),所以
.(11分)
所以与
共线等价于x1+x2=-
.
将②③代入上式,解得k=.
所以不存在常数k,使得向量与
共线.(13分)
解析
解:(Ⅰ)设C(x,y),
∵|AC|+|BC|+|AB|=2+2,|AB|=2,
∴|AC|+|BC|=2>2,
∴由定义知,动点C的轨迹是以A、B为焦点,长轴长为2的椭圆除去与x轴的两个交点.
∴a=,c=1.∴b2=a2-c2=1.
∴W:=1(y≠0).(2分)
(Ⅱ)设直线l的方程为y=kx+,代入椭圆方程,得
=1.
整理,得kx+1=0.①(5分)
因为直线l与椭圆有两个不同的交点P和Q等价于-2>0,解得k<-
或k>
.
∴满足条件的k的取值范围为(7分)
(Ⅲ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),则=(x1+x2,y1+y2),
由①得x1+x2=-.②
又y1+y2=k(x1+x2)+2③
因为,N(0,1),所以
.(11分)
所以与
共线等价于x1+x2=-
.
将②③代入上式,解得k=.
所以不存在常数k,使得向量与
共线.(13分)
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