- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,点M(0,2)是椭圆的一个顶点,△F1MF2是等腰直角三角形.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过点M分别作直线MA,MB交椭圆于A,B两点,设两直线的斜率分别为k1,k2,且k1+k2=8,证明:直线AB过定点.
正确答案
解:(Ⅰ)∵椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,
点M(0,2)是椭圆的一个顶点,△F1MF2是等腰直角三角形,
∴b=2,,
所求椭圆方程为. …(5分)
(Ⅱ)若直线AB的斜率存在,设AB方程为y=kx+m,
依题意m≠±2.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由 ,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0.…(7分)
则,
.
∵,
∴,
即2k+(m-2)•=8.…(10分)
所以k=-,整理得 m=
.
故直线AB的方程为y=kx+,即y=k(x+
)-2.
所以直线AB过定点(-,-2). …(12分)
若直线AB的斜率不存在,设AB方程为x=x0,
设A(x0,y0),B(x0,-y0),
由已知,
得.此时AB方程为x=-
,显然过点(-
,-2).
综上,直线AB过定点(-,-2).…(13分)
解析
解:(Ⅰ)∵椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,
点M(0,2)是椭圆的一个顶点,△F1MF2是等腰直角三角形,
∴b=2,,
所求椭圆方程为. …(5分)
(Ⅱ)若直线AB的斜率存在,设AB方程为y=kx+m,
依题意m≠±2.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由 ,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0.…(7分)
则,
.
∵,
∴,
即2k+(m-2)•=8.…(10分)
所以k=-,整理得 m=
.
故直线AB的方程为y=kx+,即y=k(x+
)-2.
所以直线AB过定点(-,-2). …(12分)
若直线AB的斜率不存在,设AB方程为x=x0,
设A(x0,y0),B(x0,-y0),
由已知,
得.此时AB方程为x=-
,显然过点(-
,-2).
综上,直线AB过定点(-,-2).…(13分)
已知椭圆 的左顶点为A,过A作两条互相垂直的弦AM、AN交椭圆于M、N两点.
(1)当直线AM的斜率为1时,求点M的坐标;
(2)当直线AM的斜率变化时,直线MN是否过x轴上的一定点,若过定点,请给出证明,并求出该定点,若不过定点,请说明理由.
正确答案
解:(1)直线AM的斜率为1时,直线AM:y=x+2,(1分)
代入椭圆方程并化简得:5x2+16x+12=0,(2分)
解之得,∴
.(4分)
(2)设直线AM的斜率为k,则AM:y=k(x+2),
则化简得:(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0.(6分)
∵此方程有一根为-2,∴,(7分)
同理可得.(8分)
由(1)知若存在定点,则此点必为.(9分)
∵,(11分)
同理可计算得.(13分)
∴直线MN过x轴上的一定点.(16分)
解析
解:(1)直线AM的斜率为1时,直线AM:y=x+2,(1分)
代入椭圆方程并化简得:5x2+16x+12=0,(2分)
解之得,∴
.(4分)
(2)设直线AM的斜率为k,则AM:y=k(x+2),
则化简得:(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0.(6分)
∵此方程有一根为-2,∴,(7分)
同理可得.(8分)
由(1)知若存在定点,则此点必为.(9分)
∵,(11分)
同理可计算得.(13分)
∴直线MN过x轴上的一定点.(16分)
已知曲线C上的动点P(x,y)满足到点F(0,1)的距离比到直线l:y=-2的距离小1.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)动点E在直线l上,过点E分别作曲线C的切线EA,EB,切点为A、B.
(ⅰ)求证:直线AB恒过一定点,并求出该定点的坐标;
(ⅱ)在直线l上是否存在一点E,使得△ABM为等边三角形(M点也在直线l上)?若存在,求出点E坐标,若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)曲线C的方程x2=4y(5分)
(Ⅱ)(ⅰ)设E(a,-2),,
∵过点A的抛物线切线方程为
,
∵切线过E点,∴,整理得:x12-2ax1-8=0
同理可得:x22-2ax2-8=0,∴x1,x2是方程x2-2ax-8=0的两根,∴x1+x2=2a,x1•x2=-8可得AB中点为
又,
∴直线AB的方程为即
,∴AB过定点(0,2)(10分)
(ⅱ)由(ⅰ)知AB中点,直线AB的方程为
当a≠0时,则AB的中垂线方程为,
∴AB的中垂线与直线y=-2的交点∴
∵
若△ABM为等边三角形,则,
∴,
解得a2=4,∴a=±2,此时E(±2,-2),
当a=0时,经检验不存在满足条件的点E
综上可得:满足条件的点E存在,坐标为E(±2,-2).(15分)
解析
解:(Ⅰ)曲线C的方程x2=4y(5分)
(Ⅱ)(ⅰ)设E(a,-2),,
∵过点A的抛物线切线方程为
,
∵切线过E点,∴,整理得:x12-2ax1-8=0
同理可得:x22-2ax2-8=0,∴x1,x2是方程x2-2ax-8=0的两根,∴x1+x2=2a,x1•x2=-8可得AB中点为
又,
∴直线AB的方程为即
,∴AB过定点(0,2)(10分)
(ⅱ)由(ⅰ)知AB中点,直线AB的方程为
当a≠0时,则AB的中垂线方程为,
∴AB的中垂线与直线y=-2的交点∴
∵
若△ABM为等边三角形,则,
∴,
解得a2=4,∴a=±2,此时E(±2,-2),
当a=0时,经检验不存在满足条件的点E
综上可得:满足条件的点E存在,坐标为E(±2,-2).(15分)
已知椭圆经过点M(-2,-1),离心率为
.过点M作倾斜角互补的两条直线分别与椭圆C交于异于M的另外两点P、Q.
(I)求椭圆C的方程;
(II)试判断直线PQ的斜率是否为定值,证明你的结论.
正确答案
(Ⅰ)解:由题设,∵椭圆经过点M(-2,-1),离心率为
.
∴,①且
=
,②
由①、②解得a2=6,b2=3,
∴椭圆C的方程为.…(6分)
(Ⅱ)证明:记P(x1,y1)、Q(x2,y2).
设直线MP的方程为y+1=k(x+2),与椭圆C的方程联立,得(1+2k2)x2+(8k2-4k)x+8k2-8k-4=0,
∵-2,x1是该方程的两根,∴-2x1=,即x1=
.
设直线MQ的方程为y+1=-k(x+2),同理得x2=.…(9分)
因y1+1=k(x1+2),y2+1=-k(x2+2),
故kPQ==
=
=1,
因此直线PQ的斜率为定值.…(12分)
解析
(Ⅰ)解:由题设,∵椭圆经过点M(-2,-1),离心率为
.
∴,①且
=
,②
由①、②解得a2=6,b2=3,
∴椭圆C的方程为.…(6分)
(Ⅱ)证明:记P(x1,y1)、Q(x2,y2).
设直线MP的方程为y+1=k(x+2),与椭圆C的方程联立,得(1+2k2)x2+(8k2-4k)x+8k2-8k-4=0,
∵-2,x1是该方程的两根,∴-2x1=,即x1=
.
设直线MQ的方程为y+1=-k(x+2),同理得x2=.…(9分)
因y1+1=k(x1+2),y2+1=-k(x2+2),
故kPQ==
=
=1,
因此直线PQ的斜率为定值.…(12分)
点P在抛物线y2=6上运动,点Q与点P关于点(1,1)对称,则Q点轨迹方程为______.
正确答案
(y-2)2=-6(x-2)
解析
解:设Q(x,y),P(x1,y1),
∵点Q与点P关于点(1,1)对称,
∴,即
.
∵点P在抛物线y2=6x上运动,
∴,
即(2-y)2=6(2-x),整理得:(y-2)2=-6(x-2).
故答案为:(y-2)2=-6(x-2).
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