- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
已知的离心率为
,直线l:x-y=0与以原点为圆心,以椭圆C1的短半轴长为半径的圆相切,曲线C2以x轴为对称轴.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,曲线C2上任意一点M到l1距离与MF2相等,求曲线C2的方程.
(3)若A(x1,2),C(x0,y0),是C2上不同的点,且AB⊥BC,求y0的取值范围.
正确答案
解:(1),
∴,
∴2a2=3b2∵直线l:x-y+2=0与圆x2+y2=b2相切,
∴=b,
∴b=,b2=2,
∴a2=3.
∴椭圆C1的方程是
(2)∵|MP|=|MF2|,
∴动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它的定点F2(1,0)的距离
∴动点M的轨迹是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
∴,p=2,
∴点M的轨迹C2的方程为y2=4x.
(3)由(1)知A(1,2),,y2≠2,①则
,
又因为,
,
整理得y22+(y0+2)y2+16+2y0=0,则此方程有解,
∴△=(y0+2)2-4•(16+2y0)≥0解得y0≤-6或y0≥10,又检验条件①:
∵y2=2时y0=-6,不符合题意.
∴点C的纵坐标y0的取值范围是(-∞,-6)∪[10,+∞).
解析
解:(1),
∴,
∴2a2=3b2∵直线l:x-y+2=0与圆x2+y2=b2相切,
∴=b,
∴b=,b2=2,
∴a2=3.
∴椭圆C1的方程是
(2)∵|MP|=|MF2|,
∴动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它的定点F2(1,0)的距离
∴动点M的轨迹是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
∴,p=2,
∴点M的轨迹C2的方程为y2=4x.
(3)由(1)知A(1,2),,y2≠2,①则
,
又因为,
,
整理得y22+(y0+2)y2+16+2y0=0,则此方程有解,
∴△=(y0+2)2-4•(16+2y0)≥0解得y0≤-6或y0≥10,又检验条件①:
∵y2=2时y0=-6,不符合题意.
∴点C的纵坐标y0的取值范围是(-∞,-6)∪[10,+∞).
已知点A(0,1)、B(0,-1),P是一个动点,且直线PA、PB的斜率之积为.
(Ⅰ)求动点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设Q(2,0),过点(-1,0)的直线l交C于M、N两点,△QMN的面积记为S,若对满足条件的任意直线l,不等式S≤λtanMQN恒成立,求λ的最小值.
正确答案
解:(Ⅰ)设动点P的坐标为(x,y),则直线PA,PB的斜率分别是.
由条件得.
即.
所以动点P的轨迹C的方程为.
(Ⅱ)设点M,N的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2).
当直线l垂直于x轴时,.
所以.
所以.
当直线l不垂直于x轴时,设直线l的方程为y=k(x+1),
由得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0.
所以.
所以.
因为y1=k(x1+1),y2=k(x2+1),
所以.
综上所述的最大值是
.
因为S≤λtanMQN恒成立,
即恒成立.
由于.
所以cosMQN>0.
所以恒成立.
所以λ的最小值为.
解析
解:(Ⅰ)设动点P的坐标为(x,y),则直线PA,PB的斜率分别是.
由条件得.
即.
所以动点P的轨迹C的方程为.
(Ⅱ)设点M,N的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2).
当直线l垂直于x轴时,.
所以.
所以.
当直线l不垂直于x轴时,设直线l的方程为y=k(x+1),
由得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0.
所以.
所以.
因为y1=k(x1+1),y2=k(x2+1),
所以.
综上所述的最大值是
.
因为S≤λtanMQN恒成立,
即恒成立.
由于.
所以cosMQN>0.
所以恒成立.
所以λ的最小值为.
已知点F(1,0),点P为平面上的动点,过点P作直线l:x=-1的垂线,垂足为H,且•
=
•
.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)设点P的轨迹C与x轴交于点M,点A,B是轨迹C上异于点M的不同D的两点,且满足•
=0,在A,B处分别作轨迹C的切线交于点N,求点N的轨迹E的方程;
(3)在(2)的条件下,求证:kMN•kAB为定值.
正确答案
(1)解:由可得:
,
即,可知点P为线段HF中垂线上的点,故动点P的轨迹C为以F为焦点的抛物线,
其方程为y2=4x;
(2)解:设直线MA的斜率为k(k≠0),则MA所在直线方程为y=kx,
联立直线MA和抛物线方程,得,
可求得切线NA的方程为,化简整理得
,①
∵MA⊥MB,∴,
故直线MB的方程为.
联立直线MB和抛物线方程,解得B(4k2,-4k),
∴切线NB的方程为,化简整理得
,②
①-②得,,解得x=-4(定值).
故点N的轨迹为x=-4,是垂直x轴的一条定直线;
(3)证明:由(2)有,
∴,
.
故(定值).
解析
(1)解:由可得:
,
即,可知点P为线段HF中垂线上的点,故动点P的轨迹C为以F为焦点的抛物线,
其方程为y2=4x;
(2)解:设直线MA的斜率为k(k≠0),则MA所在直线方程为y=kx,
联立直线MA和抛物线方程,得,
可求得切线NA的方程为,化简整理得
,①
∵MA⊥MB,∴,
故直线MB的方程为.
联立直线MB和抛物线方程,解得B(4k2,-4k),
∴切线NB的方程为,化简整理得
,②
①-②得,,解得x=-4(定值).
故点N的轨迹为x=-4,是垂直x轴的一条定直线;
(3)证明:由(2)有,
∴,
.
故(定值).
如图已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线为l,焦点为F,圆M的圆心在x轴的正半轴上,且与y轴相切.过原点作倾斜角为
的直线t,交l于点A,交圆M于点B,且|AO|=|OB|=2.
(1)求圆M和抛物线C的方程;
(2)试探究抛物线C上是否存在两点P,Q关于直线m:y=k(x-1)(k≠0)对称?若存在,求出直线m的方程,若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)如图所示,设准线l与x轴相较于点D,则|OD|=.
在Rt△OAD中,,即p=2,
∴所求抛物线的方程为y2=4x.
∴设圆的半径为r,作ME⊥t,垂足为E,由垂径定理可得|OE|=,在Rt△OME中,
,
∴圆的方程为(x-2)2+y2=4.
(2)设P(x3,y3),Q(x4,y4)关于直线m对称,且PQ中点D(x0,y0).
∵P(x3,y3),Q(x4,y4)在抛物线C上,∴
两式相减得:(y3-y4)(y3+y4)=4(x3-x4).
好∵PQ⊥m,∴kPQ•k=-1,好
∴,∴y0=-2k.
∵D(x0,y0)在m:y=k(x-1)(k≠0)上
∴x0=-1<0,点D(x0,y0)在抛物线外.
∴在抛物线C上不存在两点P,Q关于直线m对称.
解析
解:(1)如图所示,设准线l与x轴相较于点D,则|OD|=.
在Rt△OAD中,,即p=2,
∴所求抛物线的方程为y2=4x.
∴设圆的半径为r,作ME⊥t,垂足为E,由垂径定理可得|OE|=,在Rt△OME中,
,
∴圆的方程为(x-2)2+y2=4.
(2)设P(x3,y3),Q(x4,y4)关于直线m对称,且PQ中点D(x0,y0).
∵P(x3,y3),Q(x4,y4)在抛物线C上,∴
两式相减得:(y3-y4)(y3+y4)=4(x3-x4).
好∵PQ⊥m,∴kPQ•k=-1,好
∴,∴y0=-2k.
∵D(x0,y0)在m:y=k(x-1)(k≠0)上
∴x0=-1<0,点D(x0,y0)在抛物线外.
∴在抛物线C上不存在两点P,Q关于直线m对称.
如图,椭圆
的离心率为
,直线x=±a和y=±b所围成的矩形ABCD的面积为8.
(Ⅰ)求椭圆M的标准方程;
(Ⅱ)设直线l:y=x+m(m∈R)与椭圆M有两个不同的交点P,Q,l与矩形ABCD有两个不同的交点S,T.求的最大值及取得最大值时m的值.
正确答案
解:(I)…①
矩形ABCD面积为8,即2a•2b=8…②
由①②解得:a=2,b=1,
∴椭圆M的标准方程是.
(II),
由△=64m2-20(4m2-4)>0得.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则,
.
当l过A点时,m=1,当l过C点时,m=-1.
①当时,有
,
,
其中t=m+3,由此知当,即
时,
取得最大值
.
②由对称性,可知若,则当
时,
取得最大值
.
③当-1≤m≤1时,,
,
由此知,当m=0时,取得最大值
.
综上可知,当或m=0时,
取得最大值
.
解析
解:(I)…①
矩形ABCD面积为8,即2a•2b=8…②
由①②解得:a=2,b=1,
∴椭圆M的标准方程是.
(II),
由△=64m2-20(4m2-4)>0得.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则,
.
当l过A点时,m=1,当l过C点时,m=-1.
①当时,有
,
,
其中t=m+3,由此知当,即
时,
取得最大值
.
②由对称性,可知若,则当
时,
取得最大值
.
③当-1≤m≤1时,,
,
由此知,当m=0时,取得最大值
.
综上可知,当或m=0时,
取得最大值
.
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