- 直线与双曲线的位置关系
- 共211题
在平面直角坐标系xOy中,点P(x,y)为动点,已知点A(,0),B(
,0),直线PA与PB的斜率之积为定值
,
(Ⅰ)求动点P的轨迹E的方程;
(Ⅱ)若F(1,0),过点F的直线l交轨迹E于M,N两点,以MN为对角线的正方形的第三个顶点恰在y轴上,求直线l的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意,整理得
,
所以所求轨迹E的方程为;
(Ⅱ)当直线l与x轴重合时,与轨迹E无交点,不合题意;
当直线l与x轴垂直时,l:x=1,此时,
以MN为对角线的正方形的另外两个顶点坐标为,不合题意;
当直线l与x轴既不重合,也不垂直时,不妨设直线l:y=k(x-1)(k≠0),
M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点,
由消y得(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0,
由得
,
所以,
则线段MN的中垂线m的方程为,
整理得直线m:,
则直线m与y轴的交点,
注意到以MN为对角线的正方形的第三个顶点恰在y轴上,当且仅当RM⊥RN,
即,
,①
由,②
将②代入①解得k=±1,即直线l的方程为y=±(x-1);
综上,所求直线l的方程为x-y-1=0或x+y-1=0。
设点P(x0,y0)在直线x=m(y≠±m,0<m<1)上,过点P作双曲线x2-y2=1的两条切线PA、PB,切点为A、B,定点M(,0),
(1)求证:三点A、M、B共线;
(2)过点A作直线x-y=0的垂线,垂足为N,试求△AMN的重心G所在曲线方程。
正确答案
解:(1)设,
由已知得到,且
,
设切线PA的方程为:,
由得
,
从而,
解得,
因此PA的方程为:,
同理PB的方程为:,
又在PA、PB上,所以
,
即点都在直线
上,
又也在直线
上,
所以三点A、M、B共线。
(2)垂线AN的方程为:,
由得垂足
,
设重心G(x,y),
所以,解得
,
由,可得
,
即为重心G所在曲线方程。
如图,直线l1:y=kx(k>0)与直线l2:y=-kx之间的阴影区域(不含边界)记为W,其左半部分记为W1,右半部分记为W2,
(Ⅰ)分别用不等式组表示W1和W2;
(Ⅱ)若区域W中的动点P(x,y)到l1,l2的距离之积等于d2,求点P的轨迹C的方程;
(Ⅲ)设不过原点O的直线l与(Ⅱ)中的曲线C相交于M1,M2两点,且与l1,l2分别交于M3,M4两点,求证△OM1M2的重心与△OM3M4的重心重合。
正确答案
解:(Ⅰ),
;
(Ⅱ)直线l1:kx-y=0(k>0),直线l2:kx+y=0,
由题意得,即
,
由P(x,y)∈W,知,
所以,
所以动点P的轨迹C的方程为。
(Ⅲ)当直线l与x轴垂直时,可设直线l的方程为x=a(a≠0),
由于直线l,曲线C关于x轴对称,且l1与l2关于x轴对称,
于是M1M2,M3M4的中点坐标都为(a,0),
所以△OM1M2,△OM3M4的重心坐标都为,即它们的重心重合;
当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为y=mx+n(n≠0),
由得
,
由直线l与曲线C有两个不同交点,可知,
且,
设的坐标分别为
,
则,
设的坐标分别为
,
由得
,
从而,
所以,
所以,
于是△OM1M2的重心与△OM3M4的重心也重合。
已知双曲线C: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
(Ⅰ)解:由题意得,解得a=1,
,
所以b2=c2-a2=2,
所以双曲线C的方程为。
(Ⅱ)证明:点P(x0,y0) (x0y0≠0)在圆x2+y2=2上,
圆在点P(x0,y0)处的切线l的方程为,
化简得x0x+y0y=2,
由及
得
,
因为切线l与双曲线C交于不同的两点A、B,且,
所以,且
,
设A、B两点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),
则,
因为,
且
,
所以∠AOB的大小为90°.
已知双曲线C:的右焦点为F2,F2在C的两条渐近线上的射影分别为P、Q,O是坐标原点,且四边形OPF2Q是边长为2的正方形,
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)过F2的直线l交C于A、B两点,线段AB的中点为M,问|MA|=|MB|=|MO|是否能成立?若成立,求直线l的方程;若不成立,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)依题意知C的两条渐近线相互垂直,且F2点到任一条渐近线的距离为2,
,
故双曲线C的方程为。
(Ⅱ)这样的直线不存在,证明如下:
当直线l的斜率不存在时,结论不成立;
当直线l斜率存在时,设其方程为,
并设、
,
由知
,
,
则,
故
这不可能;
综上可知,不存在这样的直线。
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