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题型:简答题
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简答题

设P(t,0)为x轴上的动点,过P作抛物线y=x2+1的两条切线,切点分别为A、B

(1)求线段AB中点M的轨迹方程;

(2)求证:直线AB过定点,并求出该定点坐标.

(3)设△PAB的面积为S,求的最小值.

正确答案

解:(1)设过P(t,0)与抛物线y=x2+1的相切的直线的斜率是k,

则该切线的方程为:y=k(x-t)

由 ,得,x2-kx+(kt+1)=0

∵直线与抛物线相切,

∴方程x2-kx+(kt+1)=0有一解,

∴△=k2-4(kt+1)=k2-4tk-4=0

则k1,k2都是方程k2-4tk-4=0的解,故k1k2=-4

设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x,y)

对函数y=x2+1求导数,得y′=2x,

∴抛物线y=x2+1在A(x1,y1)点处的切线斜率为2x1,在B(x2,y2)点处的切线斜率为2x2

∴2x1•2x2=-4,即x1x2=-1

∵M为AB中点,∴x=,y=

∵A,B点在抛物线y=x2+1,∴y1=x12+1,y2=x22+1,

∴y1+y2=x12+1+x22+1=(x1+x22-2x1x2+2

即2y=(2x)2+2+2,2x2-y+2=0

∴线段AB中点M的轨迹方程为2x2-y+2=0

(2)由(1)知,直线PA的方程为y-y1=2x1(x-x1),直线PB的方程为y-y2=2x2(x-x2),

∵P(t,0)为两条切线的交点,∴-y1=2x1(t-x1),即-y1=2x1t-2x12

∵y1=x12+1,∴-y1=2x1t-2(y1-1),y1=2x1t+2,同理,y2=2x2t+2,

∴直线AB的方程是y=2tx+2,则直线PQ过定点(0,2).

(3)P点到AB的距离d==

联立直线AB与抛物线y=x2+1,消去y,得,x2-2tx-1=0

∴x1+x2=2t,x1x2=-1,∴|AB|=|x1-x2|==

|OP|=|t|

====2(t≠0)

=m,则m=

对m求导,的m′=,令m′=0,得,t=-

∵当t<0时,m′<0.t>0时,m′>0,∴函数m=在t=-处有极小值,

又∵函数在整个定义域上只有一个极小值,

∴此时函数有最小值,也即有最小值,最小值为

解析

解:(1)设过P(t,0)与抛物线y=x2+1的相切的直线的斜率是k,

则该切线的方程为:y=k(x-t)

由 ,得,x2-kx+(kt+1)=0

∵直线与抛物线相切,

∴方程x2-kx+(kt+1)=0有一解,

∴△=k2-4(kt+1)=k2-4tk-4=0

则k1,k2都是方程k2-4tk-4=0的解,故k1k2=-4

设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x,y)

对函数y=x2+1求导数,得y′=2x,

∴抛物线y=x2+1在A(x1,y1)点处的切线斜率为2x1,在B(x2,y2)点处的切线斜率为2x2

∴2x1•2x2=-4,即x1x2=-1

∵M为AB中点,∴x=,y=

∵A,B点在抛物线y=x2+1,∴y1=x12+1,y2=x22+1,

∴y1+y2=x12+1+x22+1=(x1+x22-2x1x2+2

即2y=(2x)2+2+2,2x2-y+2=0

∴线段AB中点M的轨迹方程为2x2-y+2=0

(2)由(1)知,直线PA的方程为y-y1=2x1(x-x1),直线PB的方程为y-y2=2x2(x-x2),

∵P(t,0)为两条切线的交点,∴-y1=2x1(t-x1),即-y1=2x1t-2x12

∵y1=x12+1,∴-y1=2x1t-2(y1-1),y1=2x1t+2,同理,y2=2x2t+2,

∴直线AB的方程是y=2tx+2,则直线PQ过定点(0,2).

(3)P点到AB的距离d==

联立直线AB与抛物线y=x2+1,消去y,得,x2-2tx-1=0

∴x1+x2=2t,x1x2=-1,∴|AB|=|x1-x2|==

|OP|=|t|

====2(t≠0)

=m,则m=

对m求导,的m′=,令m′=0,得,t=-

∵当t<0时,m′<0.t>0时,m′>0,∴函数m=在t=-处有极小值,

又∵函数在整个定义域上只有一个极小值,

∴此时函数有最小值,也即有最小值,最小值为

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题型:填空题
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填空题

过原点O的直线l与椭圆C:交于M,N两点,P是椭圆C上异于M,N的任一点.若直线PM,PN的斜率之积为,则椭圆C的离心率为______

正确答案

解析

解:设P(x,y),M(m,n),N(-m,-n),则直线PM,PN的斜率分别为

∵直线PM,PN的斜率之积为,∴,∴

∵M,P是椭圆C上的点

两式相减可得

∴a=2b,∴=b

∴e==

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

已知中心在原点O,焦点在x轴上,离心率为的椭圆过点().

(1)求椭圆的方程;

(2)设不过原点O的直线l与该椭圆交于P,Q两点,满足直线OP,PQ,OQ的斜率依次成等比数列,求△OPQ面积的取值范围.

正确答案

解:(1)由题意可设椭圆方程为(a>b>0),则

所以,椭圆方程为

(2)由题意可知,直线l的斜率存在且不为0,

故可设直线l的方程为y=kx+m(m≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),

消去y得

(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,

则△=64k2b2-16(1+4k2b2)(b2-1)=16(4k2-m2+1)>0,

故y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2

因为直线OP,PQ,OQ的斜率依次成等比数列,

所以=k2

+m2=0,又m≠0,

所以k2=,即k=

由于直线OP,OQ的斜率存在,且△>0,得

0<m2<2且m2≠1.

设d为点O到直线l的距离,

则S△OPQ=d|PQ|=|x1-x2||m|=

所以S△OPQ的取值范围为(0,1).

解析

解:(1)由题意可设椭圆方程为(a>b>0),则

所以,椭圆方程为

(2)由题意可知,直线l的斜率存在且不为0,

故可设直线l的方程为y=kx+m(m≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),

消去y得

(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,

则△=64k2b2-16(1+4k2b2)(b2-1)=16(4k2-m2+1)>0,

故y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2

因为直线OP,PQ,OQ的斜率依次成等比数列,

所以=k2

+m2=0,又m≠0,

所以k2=,即k=

由于直线OP,OQ的斜率存在,且△>0,得

0<m2<2且m2≠1.

设d为点O到直线l的距离,

则S△OPQ=d|PQ|=|x1-x2||m|=

所以S△OPQ的取值范围为(0,1).

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题型:填空题
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填空题

下列说法中正确的是______.(填序号)

①“m>5”是“=1表示双曲线”的充分不必要条件;

②已知P为双曲线=1上一点,F1,F2分别为双曲线的左,右焦点,若|PF1|=11,则|PF2|=21或1;

③若在双曲线=1(a>0,b>0)右支上存在点P满足|PF1|=3|PF2|,则双曲线的离心率的范围是(1,2];

④直线3x-4y-4=0与双曲线=1有两个不同的交点.

正确答案

①②③

解析

解:对于①,当m>5时,=1表示双曲线,

=1表示双曲线,则(5-m)(1-m)>0,解得m<1或m>5,

∴“m>5”是“=1表示双曲线”的充分不必要条件,命题①正确;

对于②,已知P为双曲线=1上一点,F1,F2分别为双曲线的左,右焦点,则|PF1|-|PF2|=±10,

若|PF1|=11,则|PF2|=21或1,命题②正确;

对于③,若在双曲线=1(a>0,b>0)右支上存在点P满足|PF1|=3|PF2|,

设P点的横坐标为x,∵|PF1|=3|PF2|,P在双曲线右支(x≥a),

根据双曲线的第二定义,可得3e(x-)=e(x+),∴ex=2a,

∵x≥a,∴ex≥ea,

∴2a≥ea,∴e≤2,

∵e>1,∴1<e≤2.

则双曲线的离心率的范围是(1,2],命题③正确;

对于④,联立,得,直线3x-4y-4=0与双曲线=1有一个交点,命题④错误.

∴正确的命题是①②③.

故答案为:①②③.

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题型:填空题
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填空题

设P为抛物线y=x2上一点,当P点到直线x-y+2=0的距离最小时,P点的坐标为______

正确答案

(2,4)、(-1,1)

解析

解:由 解得  或

故抛物线y=x2  和直线x-y+2=0相交于两点(2,4)、(-1,1).

故当P的坐标为(2,4)或(-1,1)时,P点到直线x-y+2=0的距离最小为0,

故答案为 (2,4)、(-1,1).

百度题库 > 高考 > 数学 > 直线与圆锥曲线的综合问题

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