- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知动圆C过定点M(0,2),且在x轴上截得弦长为4.设该动圆圆心的轨迹为曲线C.
(Ⅰ)求曲线C方程;
(Ⅱ)点A为直线l:x-y-2=0上任意一点,过A作曲线C的切线,切点分别为P、Q,△APQ面积的最小值及此时点A的坐标.
正确答案
解:(Ⅰ)设动圆圆心坐标为C(x,y),
根据题意得,…(2分)
化简得x2=4y.
∴曲线C方程为x2=4y.…(4分)
(Ⅱ)设直线PQ的方程为y=kx+b,
由,消去y得x2-4kx-4b=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则,
且△=16k2+16b.…(6分)
以点P为切点的切线的斜率为kP=,
其切线方程为y-y1=,
即y=,
同理过点Q的切线的方程为y=,
设两条切线的交点为A(xA,yA)在直线x-y-2=0上,
解得,即A(2k,-b),
则:2k+b-2=0,即b=2-2k,…(8分)
代入△=16k2+16b=16k2+32-32k=16(k-1)2+16>0,
∴|PQ|==4
,
A(2k,-b)到直线PQ的距离为d=,…(10分)
∴S△APQ=|PQ|d=4|k2+b|
=4(k2+b)
=4[(k-1)2+1],
∴当k=1时,S△APQ最小,其最小值为4,
此时点A的坐标为(2,0).…(12分)
解析
解:(Ⅰ)设动圆圆心坐标为C(x,y),
根据题意得,…(2分)
化简得x2=4y.
∴曲线C方程为x2=4y.…(4分)
(Ⅱ)设直线PQ的方程为y=kx+b,
由,消去y得x2-4kx-4b=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则,
且△=16k2+16b.…(6分)
以点P为切点的切线的斜率为kP=,
其切线方程为y-y1=,
即y=,
同理过点Q的切线的方程为y=,
设两条切线的交点为A(xA,yA)在直线x-y-2=0上,
解得,即A(2k,-b),
则:2k+b-2=0,即b=2-2k,…(8分)
代入△=16k2+16b=16k2+32-32k=16(k-1)2+16>0,
∴|PQ|==4
,
A(2k,-b)到直线PQ的距离为d=,…(10分)
∴S△APQ=|PQ|d=4|k2+b|
=4(k2+b)
=4[(k-1)2+1],
∴当k=1时,S△APQ最小,其最小值为4,
此时点A的坐标为(2,0).…(12分)
直线l:x-y=0与椭圆+y2=1相交A、B两点,点C是椭圆上的动点,则△ABC面积的最大值为______.
正确答案
解析
解:直线l:x-y=0与椭圆+y2=1联立,消元可得
,∴x=±
∴不妨设A(,
),B(-
,-
)
∴|AB|=
设过C点且与AB平行的直线L方程为 y=x+c,L与AB距离就是C点到AB的距离,也就是三角形ABC的BC边上的高.
只要L与椭圆相切,就可得L与AB最大距离,可得最大面积.
y=x+c代入椭圆+y2=1,消元可得3y2-2cy+c2-2=0
判别式△=4c2-12(c2-2)=0,∴c=±
∴L与AB最大距离为=
∴△ABC最大面积:=
故答案为:
已知动点P与平面上两定点A(-1,0),B(1,0)连线的斜率的积为定值-2.
(1)试求动点P的轨迹方程C.
(2)设直线l:y=x+1与曲线C交于M、N两点,求|MN|
正确答案
解:(1)设P(x,y),则kPA=,kPB=
∵动点p与定点A(-1,0),B(1,0)的连线的斜率之积为-2,
∴kPA×kPB=-2
∴=-2,即2x2+y2=2
又x=±1时,必有一个斜率不存在,故x≠±1
综上点P的轨迹方程为x2+=1(x≠±1)
(2)将直线l:y=x+1代入曲线C方程x2+=1,整理得3x2+2x-1=0
∴
∴
解析
解:(1)设P(x,y),则kPA=,kPB=
∵动点p与定点A(-1,0),B(1,0)的连线的斜率之积为-2,
∴kPA×kPB=-2
∴=-2,即2x2+y2=2
又x=±1时,必有一个斜率不存在,故x≠±1
综上点P的轨迹方程为x2+=1(x≠±1)
(2)将直线l:y=x+1代入曲线C方程x2+=1,整理得3x2+2x-1=0
∴
∴
已知:点P与点F(2,0)的距离比它到直线x+4=0的距离小2,若记点P的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程.
(2)若直线L与曲线C相交于A、B两点,且OA⊥OB.求证:直线L过定点,并求出该定点的坐标.
正确答案
(1)解法(一):点P与点F(2,0)的距离比它到直线x+4=0的距离小2,
所以点P与点F(2,0)的距离与它到直线x+2=0的距离相等.
由抛物线定义得:点p在以F为焦点直线x+2=0为准线的抛物线上,
抛物线方程为y2=8x.
解法(二):设动点P(x,y),则
当x≤-4时,(x-2)2+y2=(-x-6)2,化简得:y2=8(x+2),显然x≥-2,但x≤-4,故此时曲线不存在;
当x>-4时,(x-2)2+y2=(x+2)2,化简得:y2=8x.
(2)设直线L:y=kx+b与抛物线的交点为(x1,y1),(x2,y2)
①若L斜率存在,设斜率为k,则,整理后得ky2-8y+8b=0,且
,又
,得
由OA⊥OB,得,即
,b=-8k
直线为y=k(x-8),所以L过定点(8,0);
②若L斜率不存在,则OA的斜率为1,,得x=8,即直线L过(8,0);
综上:直线恒过定点(8,0).
解析
(1)解法(一):点P与点F(2,0)的距离比它到直线x+4=0的距离小2,
所以点P与点F(2,0)的距离与它到直线x+2=0的距离相等.
由抛物线定义得:点p在以F为焦点直线x+2=0为准线的抛物线上,
抛物线方程为y2=8x.
解法(二):设动点P(x,y),则
当x≤-4时,(x-2)2+y2=(-x-6)2,化简得:y2=8(x+2),显然x≥-2,但x≤-4,故此时曲线不存在;
当x>-4时,(x-2)2+y2=(x+2)2,化简得:y2=8x.
(2)设直线L:y=kx+b与抛物线的交点为(x1,y1),(x2,y2)
①若L斜率存在,设斜率为k,则,整理后得ky2-8y+8b=0,且
,又
,得
由OA⊥OB,得,即
,b=-8k
直线为y=k(x-8),所以L过定点(8,0);
②若L斜率不存在,则OA的斜率为1,,得x=8,即直线L过(8,0);
综上:直线恒过定点(8,0).
如图,已知双曲线
,A,C分别是虚轴的上、下顶点,B是左顶点,F为左焦点,直线AB与FC相交于点D,则∠BDF的余弦值是( )
正确答案
解析
解:由题意得A(0,b),C(0,-b),B(-a,0),F(-c,0),=2.
∴BF=c-a=a,BD 的方程为 ,即 bx-ay+ab=0,
DC的方程为 ,即 bx+cy+bc=0,即 bx+2ay+2ab=0,
由 得 D (-
,-
),又 b=
=
a,
∴FD==
,BD=
=
,
三角形BDF中,由余弦定理得 cos∠BDF,
∴cos∠BDF=,
故选 C.
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