- 直线与双曲线的位置关系
- 共211题
双曲线,一焦点到其相应准线的距离为
,过点A(0,-b),B(a,0)的直线与原点的距离为
。
(1)求该双曲线的方程;
(2)是否存在直线与双曲线交于相异两点C,D,使得C,D两点都在以A为圆心的同一个圆上,若存在,求出直线方程;若不存在说明理由。
正确答案
解:(1)因为焦点到其相应准线的距离为,所以,
,
又因为过点A(0,-b)B(a,0)的直线与原点的距离为,
可设直线方程为,
由点到直线的距离公式得,
解得:,b=1,
所以双曲线方程为。
(2)假设存在直线与双曲线交于相异两点C,D,使得C,D两点都在以A为圆心的同一个圆上,
则,化简,得
,
所以,,
因为C,D两点都在以A为圆心的同一个圆上;所以有|AC|=|AD|,
所以直线CD的中点坐标为,
因为AM⊥CD,
所以,解得
,
所以,直线的方程为。
已知定点A(1,0),定直线l:x=5,动点M(x,y)
(1)若M到点A的距离与M到直线l的距离之比为,试求M的轨迹曲线C1的方程;
(2)若曲线C2是以C1的焦点为顶点,且以C1的顶点为焦点,试求曲线C2的方程;
(3)是否存在过点F(,0)的直线m,使其与曲线C2交得弦|PQ|长度为8呢?
若存在,则求出直线m的方程;若不存在,试说明理由.
正确答案
(1)∵定点A(1,0),定直线l:x=5,
动点M(x,y),M到点A的距离与M到直线l的距离之比为,
∴根据椭圆定义:M的轨迹为椭圆,其中c=1,e==
,
∴a=∴b=
=2∴则C1轨迹方程为:
.
(2)∵C1轨迹方程为:,
∴C1的焦点为:(1,0),(﹣1,0),
C1的顶点为:(,0),(﹣
,0)
由题意可知:C2为双曲线则a′=1,c'=,则b′=
=2,
∴C2轨迹方程为:x2﹣=1.
(3)当直线m的斜率不存在时,m的方程为:x=,
它与C2:x2﹣=1交于P(
,﹣4)和Q(
),得到得弦|PQ|=8.
当直线m的斜率存在时,m的方程为y=k(x﹣),联立方程组
,
消去y,整理得,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则,
,∴弦|PQ|长度为8,
∴=8,解得k=
,
∴直线m的方程为x=或y=
(x﹣
).
已知双曲线(a>0,b>0)的离心率为e=
,直线过点A(a,0)和B(0,-b),原点O到直线l的距离为
。
(1)求此双曲线的方程;
(2)已知直线l:y=kx+5(k≠0)交双曲线于不同的点C,D,且C,D都在以B为圆心的圆上,求k的值。
正确答案
解:(1)由已知直线l的方程为,
∵原点O到直线l的距离为,
∴,即:
;
又e=,
∴,
故所求双曲线的方程为:;
(2)把y=kx+5代入中消去y,整理得
…①,
设,CD的中点是M
,
则,
,
∴,
即,
∴,即
,代入①式,△>0,符合题意,
故所求k的值为。
已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的离心率为
,右准线方程为x=
(I)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)设直线l是圆O:x2+y2=2上动点P(x0,y0)(x0y0≠0)处的切线,l与双曲线C交于不同的两点A,B,证明∠AOB的大小为定值.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意,,
解得a=1,c=,
b2=c2﹣a2=2,
∴所求双曲C的方程.
(Ⅱ)P(m,n)(mn≠0)在x2+y2=2上,
圆在点P(m,n)处的切线方程为y﹣n=﹣(x﹣m),
化简得mx+ny=2.
以及m2+n2=2得
(3m2﹣4)x2﹣4mx+8﹣2m2=0,
∵切L与双曲线C交于不同的两点A、B,且0<m2<2,
3m2﹣4≠0,且△=16m2﹣4(3m2﹣4)(8﹣2m2)>0,
设A、B两点的坐标分别(x1,y1),(x2,y2),
x1+x2=,x1x2=
.
∵,
且
=x1x2+[4﹣2m(x1+x2)+m2x1x2]
=+
[4﹣
+
]
=﹣
=0.
∴∠AOB的大小为900.
设圆C与两圆(x+)2+y2=4,(x﹣
)2+y2=4中的一个内切,另一个外切.
(1)求C的圆心轨迹L的方程;
(2)已知点M(,
),F(
,0),且P为L上动点,求||MP|﹣|FP||的最大值及此时点P的坐标.
正确答案
解:(1)两圆的半径都为2,两圆心为F1(﹣,0)、F2(
,0),
由题意得:|CF1|+2=|CF2|﹣2或|CF2|+2=|CF1|﹣2,
∴||CF2|﹣|CF1||=4=2a<|F1F2|=2=2c,
可知圆心C的轨迹是以原点为中心,焦点在x轴上,且实轴为4,焦距为2的双曲线,
因此a=2,c=,则b2=c2﹣a2=1,
所以轨迹L的方程为﹣y2=1;
(2)过点M,F的直线l的方程为y=(x﹣
),
即y=﹣2(x﹣),代入
﹣y2=1,
解得:x1=,x2=
,
故直线l与双曲线L的交点为T1(,﹣
),T2(
,
),
因此T1在线段MF外,T2在线段MF内,
故||MT1|﹣|FT1||=|MF|==2,
||MT2|﹣|FT2||<|MF|=2,
若点P不在MF上,则|MP|﹣|FP|<|MF|=2,
综上所述,|MP|﹣|FP|只在点T1处取得最大值2,
此时点P的坐标为(,﹣
).
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