- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知椭圆+
=1的左焦点在抛物线C:y2=2px(p>0)的准线上,F为抛物线的焦点.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)若直线l过点F交抛物线于不同的两点A、B,交y轴于点M,且=a
,
=b
,则对任意的直线l,a+b是否为定值?若是,求出a+b的值;否则,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)椭圆+
=1的左焦点为(-
,0),抛物线C:y2=2px(p>0)的准线x=-
,
∴-=-
,
∴p=2,
∴抛物线C的方程为y2=4x;
(Ⅱ)由已知得直线l的斜率一定存在,所以设l:y=k(x-1),l与y轴交于M(0,-k),
设直线l交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l代入抛物线方程,可得k2x2-(2k2+4)x+k2=0
∴x1+x2=2+,x1x2=1
∵=a
,∴(x1,y1+k)=(1-x1,-y1),∴a=
,
同理b=,
∴a+b=+
=-1,
∴对任意的直线l,a+b为定值-1.
解析
解:(Ⅰ)椭圆+
=1的左焦点为(-
,0),抛物线C:y2=2px(p>0)的准线x=-
,
∴-=-
,
∴p=2,
∴抛物线C的方程为y2=4x;
(Ⅱ)由已知得直线l的斜率一定存在,所以设l:y=k(x-1),l与y轴交于M(0,-k),
设直线l交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l代入抛物线方程,可得k2x2-(2k2+4)x+k2=0
∴x1+x2=2+,x1x2=1
∵=a
,∴(x1,y1+k)=(1-x1,-y1),∴a=
,
同理b=,
∴a+b=+
=-1,
∴对任意的直线l,a+b为定值-1.
如图,已知椭圆
的左右焦点分别为F1,F2,短轴两个端点分别为A,B,且四边形F1AF2B是边长为2 的正方形.
(1)求椭圆的方程;
(2)若C,D分别为长轴的左右端点,O为坐标原点,动点M满足MD⊥CD,连接CM,交椭圆于点P,判断是否为定值,若是,求出该定值,若不是,请说明理由.
正确答案
解:(1)∵四边形F1AF2B是边长为2 的正方形,∴a=2,b=c,
∵a2=b2+c2,∴b=c=.
∴椭圆的方程为.
(2)判断是定值4.下面给出证明:
设M(2,m),P(s,t),C(-2,0).
则直线CM的方程为:,联立
,
化为(8+m2)x2+4m2x+4m2-32=0,
∵直线与椭圆有两个交点,∴△=16m4-4(8+m2)(4m2-32)>0,化为1>0.
∴-2×s=,解得
.
∴.∴P
.
∴=
=
=4为定值.
解析
解:(1)∵四边形F1AF2B是边长为2 的正方形,∴a=2,b=c,
∵a2=b2+c2,∴b=c=.
∴椭圆的方程为.
(2)判断是定值4.下面给出证明:
设M(2,m),P(s,t),C(-2,0).
则直线CM的方程为:,联立
,
化为(8+m2)x2+4m2x+4m2-32=0,
∵直线与椭圆有两个交点,∴△=16m4-4(8+m2)(4m2-32)>0,化为1>0.
∴-2×s=,解得
.
∴.∴P
.
∴=
=
=4为定值.
已知直线l:2x-3y-8=0与抛物线C:y2=4x交于A,B两点,O为坐标原点.
(Ⅰ)求△OAB的面积;
(Ⅱ)抛物线C上是否存在两点M,N关于直线AB对称,若存在,求出直线MN的方程,若不存在,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由,解得A(16,8),B(1,-2),则
,
因为原点到直线AB的距离为,所以
.
(Ⅱ)假设存在两点M、N关于AB对称,设M(x1,y1),N(x2,y2)
则,设MN:
与y2=4x,消x得3y2+8y-8m=0,△=64+4×3×8m>0,
∴,则
,
,
所以线段MN中点在直线l:2x-3y-8=0上解得
满足
.
故存在M、N关于直线AB对称,直线MN:9x+6y-10=0.
解析
解:(Ⅰ)由,解得A(16,8),B(1,-2),则
,
因为原点到直线AB的距离为,所以
.
(Ⅱ)假设存在两点M、N关于AB对称,设M(x1,y1),N(x2,y2)
则,设MN:
与y2=4x,消x得3y2+8y-8m=0,△=64+4×3×8m>0,
∴,则
,
,
所以线段MN中点在直线l:2x-3y-8=0上解得
满足
.
故存在M、N关于直线AB对称,直线MN:9x+6y-10=0.
已知点A(-2,0),B(2,0),M(-1,0),直线PA,PB相交于点P,且它们的斜率之积为.
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)试判断以PB为直径的圆与圆x2+y2=4的位置关系,并说明理由;
(3)直线PM与椭圆的另一个交点为N,求△OPN面积的最大值(O为坐标原点).
正确答案
解:(1)设P(x,y),由已知得
化简得,
所以点P的轨迹方程为(x≠±2).------------(3分)
(2)解法1:设点P(x0,y0),PB的中点为Q,则,
,
即以PB为直径的圆的圆心为,半径为
,
又圆x2+y2=4的圆心为O(0,0),半径r2=2,=
,
故|OQ|=r2-r1,即两圆内切.------------------(7分)
解法2:由椭圆的定义得|PM|+|PN|=2a=4
圆心距
所以以PB为直径的圆与圆x2+y2=4内切.
(3)解法1:
若直线PN的斜率不存在,则PN:x=-1,解得,|PN|=3,
;
若直线PN的斜率存在,设直线PN的方程为y=k(x+1)(k≠0),
由得(4k2+3)x2+8k2x+4k2-12=0,
设P(x1,y1),N(x2,y2),△=64k4-4(4k2+3)(4k2-12)=144(k2+1),,
原点O到直线PN的距离,
所以
设4k2+3=t,则t>3,则有
因为,所以
.
综上所述,S△PON的最大值为.------------------(12分)
解法2:设直线PN的方程为x=my-1.
由得(3m2+4)y2-6my-9=0,
设P(x1,y1),N(x2,y2),△=144(m2+1),,
设3m2+4=t,则t≥4,则有.
因为,所以当
,即t=4,m=0时,S△PON的最大值为
.------------------(12分)
解析
解:(1)设P(x,y),由已知得
化简得,
所以点P的轨迹方程为(x≠±2).------------(3分)
(2)解法1:设点P(x0,y0),PB的中点为Q,则,
,
即以PB为直径的圆的圆心为,半径为
,
又圆x2+y2=4的圆心为O(0,0),半径r2=2,=
,
故|OQ|=r2-r1,即两圆内切.------------------(7分)
解法2:由椭圆的定义得|PM|+|PN|=2a=4
圆心距
所以以PB为直径的圆与圆x2+y2=4内切.
(3)解法1:
若直线PN的斜率不存在,则PN:x=-1,解得,|PN|=3,
;
若直线PN的斜率存在,设直线PN的方程为y=k(x+1)(k≠0),
由得(4k2+3)x2+8k2x+4k2-12=0,
设P(x1,y1),N(x2,y2),△=64k4-4(4k2+3)(4k2-12)=144(k2+1),,
原点O到直线PN的距离,
所以
设4k2+3=t,则t>3,则有
因为,所以
.
综上所述,S△PON的最大值为.------------------(12分)
解法2:设直线PN的方程为x=my-1.
由得(3m2+4)y2-6my-9=0,
设P(x1,y1),N(x2,y2),△=144(m2+1),,
设3m2+4=t,则t≥4,则有.
因为,所以当
,即t=4,m=0时,S△PON的最大值为
.------------------(12分)
如图,椭圆
+
=1的左、右焦点分别为F1、F2,一条直线l经过点F1与椭圆交于A、B两点.
(1)求△ABF2的周长;
(2)若直线l的倾斜角为45°,求△ABF2的面积.
正确答案
解:(1)在椭圆+
=1中,
|AF1|+|AF2|=|BF1|+|BF2|=2a=8,
∴△ABF2的周长为
|AB|+|BF2|+|AF1|=|BF1|+|AF1|+|AF2|+|BF2
=2a+2a=16;
(2)当直线l的倾斜角为45°时,直线的向量是k=tan45°=1,且过焦点F1(-,0);
∴直线方程为y=x+;
∴,
消去x,得9+16y2=144,
整理得25y2-18y-81=0,
∴;
∴|y1-y2|==
=
;
∴△ABF2的面积S=|F1F2|•|y1-y2|=
×2
×
=
.
解析
解:(1)在椭圆+
=1中,
|AF1|+|AF2|=|BF1|+|BF2|=2a=8,
∴△ABF2的周长为
|AB|+|BF2|+|AF1|=|BF1|+|AF1|+|AF2|+|BF2
=2a+2a=16;
(2)当直线l的倾斜角为45°时,直线的向量是k=tan45°=1,且过焦点F1(-,0);
∴直线方程为y=x+;
∴,
消去x,得9+16y2=144,
整理得25y2-18y-81=0,
∴;
∴|y1-y2|==
=
;
∴△ABF2的面积S=|F1F2|•|y1-y2|=
×2
×
=
.
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