- 直线与圆锥曲线的综合问题
- 共2643题
抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,一直线交抛物线于A,B两点,且,则该直线的斜率为______.
正确答案
解析
解:抛物线的焦点F(,0)
设A(x,y),B(m,n),不妨设y>0,则
∵,∴
∴m=,n=
∵A,B都在抛物线上
∴y2=2px,
∴x=p,
∴y=,m=
,n=-
∴AB的斜率就是=
=
故答案为
如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:
+
=1(a>b>0)过点M(1,
),离心率e=
,F1、F2为椭圆的左、右焦点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设圆T的圆心T(0,t)在x轴上方,且圆T经过椭圆C两焦点.点P为椭圆C上的一动点,PQ与圆T相切于点Q.
①当Q(-,-
)时,求直线PQ的方程;
②当PQ取得最大值为时,求圆T方程.
正确答案
解:(1)∵e==
,即a=
c,
∴b==c,
∵椭圆C过点M(1,),
∴+
=1,
∴a=,b=1,
∴椭圆C的标准方程为+y2=1;
(2)圆T半径r=,圆T方程为x2+(y-t)2=1+t2,
∵PQ与圆T相切于点Q,∴QT⊥PQ,
①把Q(-,-
)代入圆T方程,解得t=
,
求得kQT=2,
∴直线PQ的方程为y=-x-
;
②设P(x0,y0)(-1≤y0≤1),
∵QT⊥PQ,
∴PQ2=PT2-QT2=x02+(y0-t)2-(1+t2),
又+y02=1,∴PQ2=-(y0+1)2+(1+t2),
当t≥1时,且当y0=-1时,PQ2的最大值为2t,
则2t=()2=
,解得t=
(舍),
当0<t<1时,且当y0=t时,
PQ2的最大值为1+t2,则t2+1=解得t=
(合)
综上t=,圆T方程为x2+(y-
)2=
.
解析
解:(1)∵e==
,即a=
c,
∴b==c,
∵椭圆C过点M(1,),
∴+
=1,
∴a=,b=1,
∴椭圆C的标准方程为+y2=1;
(2)圆T半径r=,圆T方程为x2+(y-t)2=1+t2,
∵PQ与圆T相切于点Q,∴QT⊥PQ,
①把Q(-,-
)代入圆T方程,解得t=
,
求得kQT=2,
∴直线PQ的方程为y=-x-
;
②设P(x0,y0)(-1≤y0≤1),
∵QT⊥PQ,
∴PQ2=PT2-QT2=x02+(y0-t)2-(1+t2),
又+y02=1,∴PQ2=-(y0+1)2+(1+t2),
当t≥1时,且当y0=-1时,PQ2的最大值为2t,
则2t=()2=
,解得t=
(舍),
当0<t<1时,且当y0=t时,
PQ2的最大值为1+t2,则t2+1=解得t=
(合)
综上t=,圆T方程为x2+(y-
)2=
.
如图,已知抛物线C1:x2=2py的焦点在抛物线C2:
上.
(Ⅰ)求抛物线C1的方程及其准线方程;
(Ⅱ)过抛物C1上的动点P作抛物线C2的两条切线PM、PN,切点M、N.若PM、PN的斜率积为m,且m∈[2,4],求|OP|的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)C1的焦点为F(0,),
所以=0+1,p=2.
故C1的方程为x2=4y,其准线方程为y=-1.
(Ⅱ)任取点P(2t,t2),设过点P的C2的切线方程为y-t2=k(x-2t).
由,得x2-2kx+4tk-2t2+2=0.
由△=(2k)2-4(4tk-2t2+2)=0,化简得k2-4tk+2t2-2=0,
记PM,PN的斜率分别为k1,k2,则m=k1k2=2t2-2,
因为m∈[2,4],所以t2∈[2,3],
所以|OP|2=4t2+t4=(t2+2)2-4∈[12,21],
所以|OP|∈[,
].
解析
解:(Ⅰ)C1的焦点为F(0,),
所以=0+1,p=2.
故C1的方程为x2=4y,其准线方程为y=-1.
(Ⅱ)任取点P(2t,t2),设过点P的C2的切线方程为y-t2=k(x-2t).
由,得x2-2kx+4tk-2t2+2=0.
由△=(2k)2-4(4tk-2t2+2)=0,化简得k2-4tk+2t2-2=0,
记PM,PN的斜率分别为k1,k2,则m=k1k2=2t2-2,
因为m∈[2,4],所以t2∈[2,3],
所以|OP|2=4t2+t4=(t2+2)2-4∈[12,21],
所以|OP|∈[,
].
过抛物线E:x2=2py(p>0)的焦点F作斜率率分别为k1,k2的两条不同直线l1,l2,且k1+k2=2.l1与E交于点A,B,l2与E交于C,D,以AB,CD为直径的圆M,圆N(M,N为圆心)的公共弦所在直线记为l.
(Ⅰ)若k1>0,k2>0,证明:;
(Ⅱ)若点M到直线l的距离的最小值为,求抛物线E的方程.
正确答案
解:(I) 由题意,抛物线E的焦点为,直线l1的方程为
.
由,得
.
设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实数根.
从而x1+x2=2pk1,.
所以点M的坐标为,
.
同理可得点N的坐标为,
.
于是.
由题设k1+k2=2,k1>0,k2>0,k1≠k2,所以0<.
故.
(Ⅱ)由抛物线的定义得,
,
所以,从而圆M的半径
.
故圆M的方程为,
化简得.
同理可得圆N的方程为
于是圆M,圆N的公共弦所在的直线l的方程为.
又k2-k1≠0,k1+k2=2,则l的方程为x+2y=0.
因为p>0,所以点M到直线l的距离为
=
.
故当时,d取最小值
.由题设
,解得p=8.
故所求抛物线E的方程为x2=16y.
解析
解:(I) 由题意,抛物线E的焦点为,直线l1的方程为
.
由,得
.
设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实数根.
从而x1+x2=2pk1,.
所以点M的坐标为,
.
同理可得点N的坐标为,
.
于是.
由题设k1+k2=2,k1>0,k2>0,k1≠k2,所以0<.
故.
(Ⅱ)由抛物线的定义得,
,
所以,从而圆M的半径
.
故圆M的方程为,
化简得.
同理可得圆N的方程为
于是圆M,圆N的公共弦所在的直线l的方程为.
又k2-k1≠0,k1+k2=2,则l的方程为x+2y=0.
因为p>0,所以点M到直线l的距离为
=
.
故当时,d取最小值
.由题设
,解得p=8.
故所求抛物线E的方程为x2=16y.
若椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率e为
,且椭圆C的一个焦点与抛物线y2=-12x的焦点重合.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点M(2,0),点Q是椭圆上一点,当|MQ|最小时,试求点Q的坐标;
(3)设P(m,0)为椭圆C长轴(含端点)上的一个动点,过P点斜率为k的直线l交椭圆与A,B两点,若|PA|2+|PB|2的值仅依赖于k而与m无关,求k的值.
正确答案
解:(1)由题意可得:抛物线y2=-12x的焦点(-3,0),
∵=
,∴a=5,∴
=4
∴椭圆C的方程为;
(2)设Q(x,y),-5≤x≤5
∴|MQ|2=(x-2)2+y2=
∵对称轴为x=>5,∴x=5时,|MQ|2取得最小值
∴当|MQ|最小时,点Q的坐标为(5,0);
(3)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线l:y=k(x-m)
直线代入椭圆方程,消去y可得(25k2+16)x2-50mk2x+25m2k2-400=0
∴x1+x2=,x1x2=
∴y1+y2=k(x1+x2)-2km=-,y1y2=
∴|PA|2+|PB|2=+
=(k2+1)•
∵|PA|2+|PB|2的值仅依赖于k而与m无关,
∴512-800k2=0,解得k=.
解析
解:(1)由题意可得:抛物线y2=-12x的焦点(-3,0),
∵=
,∴a=5,∴
=4
∴椭圆C的方程为;
(2)设Q(x,y),-5≤x≤5
∴|MQ|2=(x-2)2+y2=
∵对称轴为x=>5,∴x=5时,|MQ|2取得最小值
∴当|MQ|最小时,点Q的坐标为(5,0);
(3)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线l:y=k(x-m)
直线代入椭圆方程,消去y可得(25k2+16)x2-50mk2x+25m2k2-400=0
∴x1+x2=,x1x2=
∴y1+y2=k(x1+x2)-2km=-,y1y2=
∴|PA|2+|PB|2=+
=(k2+1)•
∵|PA|2+|PB|2的值仅依赖于k而与m无关,
∴512-800k2=0,解得k=.
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