- 点到直线的距离
- 共1963题
在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,6,c,且+cos2C=1, a=1,b=2.
(Ⅰ)求C和c;
(Ⅱ)P为△ABC内任一点(含边界),点P到三边距离之和为d,设P到AB,BC距离分别为x,y,用x,y表示d并求d的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ) ∵,
∴,
∴,∴
或-1,
∵,
∴,
由余弦定理。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知△ABC是直角三角形,如图建立直角坐标系,
直线AC的方程为,
设P(x,y),
则,
又x,y满足
或者用面积公式,
,
,
又x,y满足。
设F1、F2分别是椭圆的左、右焦点。
(1)若P是该椭圆上的一个动点,求的取值范围;
(2)设过定点Q(0,2)的直线l与椭圆交于不同的两点M、N,且∠MON为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围;
(3)设A(2,0),B(0,1)是它的两个顶点,直线y=kx(k>0)与AB相交于点D,与椭圆相交于E、F两点,求四边形AEBF面积的最大值。
正确答案
解:(1)易知,
所以,
设,则
,
故。
(2)显然直线x=0不满足题设条件,
可设直线:
,
联立,
消去y,整理得,
∴,
由,解得:
或
, ①
又0°<∠MON<90°cos∠MON>0
,
∴,
又,
∵,即
,
∴, ②
故由①、②得或
。
(3)根据点到直线的距离公式和①式知,点E,F到AB的距离分别为
,
,
又,
所以,四边形AEBF的面积为
,
当即
时,等号成立,所以S的最大值为
。
已知点M(1,y)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,M点到抛物线C的焦点F的距离为2,直线l:y=-x+b与抛物线C交于A,B两点,
(1)求抛物线C的方程;
(2)若以AB为直径的圆与x轴相切,求该圆的方程;
(3)若直线l与y轴负半轴相交,求△AOB面积的最大值.
正确答案
解:(1)抛物线y2=2px(p>0)的准线为,
由抛物线定义和已知条件可知,解得p=2,
故所求抛物线方程为y2=4x。
(2)联立,消去x并化简整理得y2+8y-8b=0,
依题意应有Δ=64+32b>0,解得b>-2,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=-8,y1y2=-8b,
设圆心Q(x0,y0),则应有,
因为以AB为直径的圆与x轴相切,得到圆的半径为r=|y0|=4,
又|AB|=
,
所以,解得
,
所以x1+x2=2b-2y1+2b-2y2=4b+16=,
所以圆心坐标为,
故所求圆的方程为。
(3)因为直线l与y轴负半轴相交,所以b<0,
又l与抛物线C交于两点,由(2)知b>-2,所以-2<b<0,
直线l:整理得x+2y-2b=0,
点O到直线l的距离,
所以,
令g(b)=b3+2b2,-2<b<0,,
当b变化时,g′(b)、g(b)的变化情况如下表:
由上表可得g(b)的最大值为,
所以当时,△AOB的面积取得最大值
。
如图所示,已知圆E:x2+(y﹣1)2=4交x轴分别于A,B两点,交y轴的负半轴于点M,过点M作圆E的弦MN.
(1)若弦MN所在直线的斜率为2,求弦MN的长;
(2)若弦MN的中点恰好落在x轴上,求弦MN所在直线的方程;
(3)设弦MN上一点P(不含端点)满足PA,PO,PB成等比数列(其中O为坐标原点),试探求的取值范围.
正确答案
解:(1)在圆E的方程中令x=0,得M(0,﹣1),
又KMN=2,
所以弦MN所在直线的方程为y+1=2x,即2x﹣y﹣1=0.
∵圆心到直线MN的距离为,且r=2,
∴.
(2)因为yM+yN=0,所以yN=1,代入圆E的方程中得N(±2,1).
由M(0,﹣1),N(±2,1)得
直线MN的方程为x﹣y﹣1=0或x+y+1=0.
(3)易得,
设P(x,y),则由PAPB=PO2,得
,
化简得①
由题意知点P在圆E内,所以x2+(y﹣1)2<4,
结合①,4y2﹣4y﹣3<0,
解得.
从而=
.
已知点A,D分别是椭圆(a>b>0)的左顶点和上顶点,点P是线段AD上的任意一点,点F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,且
的最大值是1,最小值是
,
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设椭圆的右顶点为B,点S是椭圆上位于x轴上方的动点,直线AS,BS与直线L:x=分别交于M,N两点,求线段MN长度的最小值;
(Ⅲ)当线段MN的长度最小时,在椭圆上是否存在T点,使得△TSB的面积是?若存在,确定点T个数;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)设 P(x,y),F1(-c,0),F2(c,0),
则(-c-x,-y),
(c-x,-y),
∴=x2+y2-c2,
∵P在线段AD上,
∴x2+y2可以看成线段AD上的点到原点距离的平方,
结合图形可以知道当P运动到A时x2+y2最大,最大值为a2,
所以=x2+y2-c2的最大值为a2-c2=b2,
当OP⊥AD时,x2+y2取得最小,最小值运用等面积法可得到x2+y2的最小值为,
所以=x2+y2-c2的最小值为
,
又的最大值是1,最小值是
,
故有,解得a2=4,
所以椭圆方程为;
(Ⅱ)直线AS的斜率k显然存在,且k>0,
故可设直线的方程为y=k(x+2),
从而,
由得(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0,
设S(x1,y1),
则,得
,从而
,
又B(2,0),得,所以
,
又k>0,故|MN|=,当且仅当
时等号成立,
∴时,线段的长度取最小值
;
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当取最小值时,
此时BS的方程为2x+y-4=0,,
∴,
要使椭圆上存在点T,使得△TSB的面积等于,只需T到直线BS的距离等于
,
所以点T在平行于BS且与BS距离等于的直线l′上,
设直线l′的方程为2x+y+c=0,
则由,解得c=-3或c=-5,
当c=-3时,由得Δ=128>0,故直线l′与椭圆有两个不同的交点;
当c=-5时,由得Δ=-128<0,故直线l′与椭圆没有交点;
综上所述,当线段MN的长度最小时,在椭圆上仅有两个点T,使得△TSB的面积等于。
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