- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知F1(-1,0),F2(1,0)为平面内的两个定点,动点P满足,记点P的轨迹为曲线Γ.
(Ⅰ)求曲线Γ的方程;
(Ⅱ)设点O为坐标原点,点A,B,C是曲线Γ上的不同三点,且.
(ⅰ)试探究:直线AB与OC的斜率之积是否为定值?证明你的结论;
(ⅱ)当直线AB过点F1时,求直线AB、OC与x轴所围成的三角形的面积.
正确答案
解:(Ⅰ)由条件可知,点P到两定点F1(-1,0),F2(1,0)的距离之和为定值,
所以点P的轨迹是以F1(-1,0),F2(1,0)为焦点的椭圆.…(2分)
又,c=1,所以b=1,
故所求方程为.…(4分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3).
由,得x1+x2+x3=0,y1+y2+y3=0.…(5分)
(ⅰ)可设直线AB的方程为y=kx+n(k≠0),
代入x2+2y2=2并整理得,(1+2k2)x2+4knx+2n2-2=0,
依题意,△>0,则 ,
,
从而可得点C的坐标为,
.
因为,所以直线AB与OC的斜率之积为定值.…(8分)
(ⅱ)若AB⊥x轴时,,由
,
得点C(2,0),所以点C不在椭圆Γ上,不合题意.
因此直线AB的斜率存在.…(9分)
由(ⅰ)可知,当直线AB过点F1时,有n=k,点C的坐标为.
代入x2+2y2=2得,,即4k2=1+2k2,
所以. …(11分)
(1)当时,由(ⅰ)知,
,从而
.
故AB、OC及x轴所围成三角形为等腰三角形,其底边长为1,且底边上的高,所求等腰三角形的面积
.
(2)当时,又由(ⅰ)知,
,从而
,
同理可求直线AB、OC与x轴所围成的三角形的面积为.
综合(1)(2),直线AB、OC与x轴所围成的三角形的面积为.…(13分)
解析
解:(Ⅰ)由条件可知,点P到两定点F1(-1,0),F2(1,0)的距离之和为定值,
所以点P的轨迹是以F1(-1,0),F2(1,0)为焦点的椭圆.…(2分)
又,c=1,所以b=1,
故所求方程为.…(4分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3).
由,得x1+x2+x3=0,y1+y2+y3=0.…(5分)
(ⅰ)可设直线AB的方程为y=kx+n(k≠0),
代入x2+2y2=2并整理得,(1+2k2)x2+4knx+2n2-2=0,
依题意,△>0,则 ,
,
从而可得点C的坐标为,
.
因为,所以直线AB与OC的斜率之积为定值.…(8分)
(ⅱ)若AB⊥x轴时,,由
,
得点C(2,0),所以点C不在椭圆Γ上,不合题意.
因此直线AB的斜率存在.…(9分)
由(ⅰ)可知,当直线AB过点F1时,有n=k,点C的坐标为.
代入x2+2y2=2得,,即4k2=1+2k2,
所以. …(11分)
(1)当时,由(ⅰ)知,
,从而
.
故AB、OC及x轴所围成三角形为等腰三角形,其底边长为1,且底边上的高,所求等腰三角形的面积
.
(2)当时,又由(ⅰ)知,
,从而
,
同理可求直线AB、OC与x轴所围成的三角形的面积为.
综合(1)(2),直线AB、OC与x轴所围成的三角形的面积为.…(13分)
已知椭圆(a>b>0)的右焦点为F(1,0),经过F与B(0,b)的直线与圆
相切.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点F的直线l交椭圆于M、N两点,求的最值.
正确答案
解:(1)经过F与B(0,b)的直线方程为x+=1.
∵经过F与B(0,b)的直线与圆相切,
∴圆心到直线的距离d=,
∴b=,
∵c=1,
∴=2,
∴椭圆C的方程为;
(2)可设直线l的方程为y=k(x-1),代入椭圆方程,消y并整理得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
,
△=(-8k2)2-4(4k2+3)(4k2-12)>0恒成立.
=(x1-1,y1)•(x2-1,y2)=(x1-1)(x2-1)+y1y2=(1+k2)[x1x2-(x1+x2)+1]
=(1+k2)(-
+1)=
,
令1+k2=t(t≥1),则=
=
,
∵t≥1,∴-4<≤-3,
∴-3≤<-
即的最小值为-3.
解析
解:(1)经过F与B(0,b)的直线方程为x+=1.
∵经过F与B(0,b)的直线与圆相切,
∴圆心到直线的距离d=,
∴b=,
∵c=1,
∴=2,
∴椭圆C的方程为;
(2)可设直线l的方程为y=k(x-1),代入椭圆方程,消y并整理得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
,
△=(-8k2)2-4(4k2+3)(4k2-12)>0恒成立.
=(x1-1,y1)•(x2-1,y2)=(x1-1)(x2-1)+y1y2=(1+k2)[x1x2-(x1+x2)+1]
=(1+k2)(-
+1)=
,
令1+k2=t(t≥1),则=
=
,
∵t≥1,∴-4<≤-3,
∴-3≤<-
即的最小值为-3.
(2015秋•淄博校级期末)过抛物线y2=4x的焦点,作倾斜角为的直线交抛物线于P、Q两点,O为坐标原点,则△POQ的面积为______.
正确答案
2
解析
解:设P(x1,y1),Q(x2,y2),则S=|OF|•|y1-y2|.
过抛物线y2=4x的焦点(1,0),倾斜角为的直线为x-y-1=0,
即x=1+y,代入y2=4x得:
y2=4(1+y),即y2-4y-4=0,∴y1+y2=4,y1y2=-4,
∴|y1-y2|==
=4
,
∴S=|OF|•|y1-y2|=
×4
=2
.
故答案为:2
如图.直线l:y=kx+1与椭圆C1:
交于A,C两点,A.C在x轴两侧,B,
D是圆C2:x2+y2=16上的两点.且A与B.C与D的横坐标相同.纵坐标同号.
(I)求证:点B纵坐标是点A纵坐标的2倍,并计算||AB|-|CD||的取值范围;
(II)试问直线BD是否经过一个定点?若是,求出定点的坐标:若不是,说明理由.
正确答案
(I)证明:设A(x1,y1),B(x1,y2),
根据题意得:⇒
,
∵y1,y2同号,∴y2=2y1,
设C(x3,y3),D(x3,y4),同理可得y4=2y3,
∴|AB|=|y1|,|CD|=|y3|,
由⇒(4k2+1)x2+8kx-12=0,△>0恒成立,
则,
,
∵A、C在x轴的两侧,∴y1y3<0,
∴(kx1+1)(kx3+1)=k2x1x3+k(x1+x3)+1=<0,
∴,
∴||AB|-|CD||=||y1|-|y3||=|y1+y3|=|k(x1+x3)+2|=∈(0,
);
(II)解:∵直线BD的斜率=2k,
∴直线BD的方程为y=2k(x-x1)+2y1=2kx-2(kx1-y1),
∵y1=kx1+1,∴直线BD的方程为y=2kx+2,
∴直线BD过定点(0,2).
解析
(I)证明:设A(x1,y1),B(x1,y2),
根据题意得:⇒
,
∵y1,y2同号,∴y2=2y1,
设C(x3,y3),D(x3,y4),同理可得y4=2y3,
∴|AB|=|y1|,|CD|=|y3|,
由⇒(4k2+1)x2+8kx-12=0,△>0恒成立,
则,
,
∵A、C在x轴的两侧,∴y1y3<0,
∴(kx1+1)(kx3+1)=k2x1x3+k(x1+x3)+1=<0,
∴,
∴||AB|-|CD||=||y1|-|y3||=|y1+y3|=|k(x1+x3)+2|=∈(0,
);
(II)解:∵直线BD的斜率=2k,
∴直线BD的方程为y=2k(x-x1)+2y1=2kx-2(kx1-y1),
∵y1=kx1+1,∴直线BD的方程为y=2kx+2,
∴直线BD过定点(0,2).
已知抛物线C:x2=y,过M(0,1)作一条直线l与抛物线交于A、B两点,O为原点,若△OAB为等腰三角形,这样的直线l有几条( )
正确答案
解析
解:设直线l的方程为:y=kx+1,A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2).
联立,化为x2-kx-1=0.
△>0.
∴x1+x2=k,x1x2=-1.
∵=x1x2+y1y2=
=1-1=0,
∴.
∴|OA|≠|AB|,|OB|≠|AB|.
当|OA|=|OB|时,x1+x2=k=0,此时只有一条直线l:y=1.
综上可得:满足△OAB为等腰三角形,这样的直线l有且仅有1条.
故选:B.
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