- 直线与双曲线的位置关系
- 共211题
附加题:设不等式组表示的平面区域为D,区域D内的动点P到直线x+y=0和直线x-y=0的距离之积为2。
(1)记点P的轨迹为曲线C,则曲线C的方程为_______;
(2)在(1)的前提下,若过点,斜率是k的直线l与曲线C交于A、B两点,记|AB|=f(x),则线段AB的长f(x)=_______;
(3)在(2)的前提下,若以线段AB为直径的圆与y轴相切,则直线l的斜率k的值为_______。
正确答案
解:(1)由题意可知,平面区域D如图阴影所示,
设动点为P(x,y),则,即
,
由P∈D知x+y>0,x-y<0,即x2-y2<0,
所以y2-x2=4(y>0),
即曲线C的方程为=1(y>0);
(2)设,
则以线段AB为直径的圆的圆心为,
因为直线AB过点F(2,0),
所以设直线AB的方程为y=k(x-2),
代入双曲线方程=1(y>0)得,k2(x-2)2-x2=4,
即(k2-1)x2-4k2x+(8k2-4)=0,
因为直线与双曲线交于A,B两点,所以k≠±1,
所以
所以|AB|=
=
=f(k);
(3),
所以|AB|=|x1+x2|=||,
化简得:k4+2k2-1=0,
解得k2=-1(k2=-
-1不合题意,舍去),
由,
又由于y>0,所以-1<k<,
所以k=-。
设动点P到点A(-1,0)和B(1,0)的距离分别为d1和d2,∠APB=2θ,且存在常数λ(0<λ<1),使得d1d2sin2θ=λ,
(1)证明:动点P的轨迹C为双曲线,并求出C的方程;
(2)过点B作直线交双曲线C的右支于M、N两点,试确定λ的范围,使=0,其中点O为坐标原点.
正确答案
解:(1)在△PAB中,|AB|=2,即,
,
即(常数),
点P的轨迹C是以A,B为焦点,实轴长的双曲线,
方程为:.
(2)设,
①当MN垂直于x轴时,MN的方程为x=1,
M(1,1),N(1,-1)在双曲线上,
即,
因为0<λ<1,所以;
②当MN不垂直于x轴时,设MN的方程为y=k(x-1),
由得:
,
由题意知:,
所以,
于是:,
因为,且M,N在双曲线右支上,
所以,
由①②知,。
已知双曲线x2-y2=2的右焦点为F,过点F的动直线与双曲线相交与A、B两点,点C的坐标是(1,0)。
(1)证明·
为常数;
(2)若动点M满足(其中O为坐标原点),求点M的轨迹方程。
正确答案
解:由条件知,设
,
(1)当AB与x轴垂直时,可设点A,B的坐标分别为,
,
此时
当AB不与x轴垂直时,设直线AB的方程是
代入,有
则是上述方程的两个实根,
所以,
,
于是
综上所述,为常数-1。
(2)设,则
,
,
,
,
由得:
即
于是的中点坐标为
当AB不与x轴垂直时,,即
又因为A,B两点在双曲线上,
所以,
,两式相减得,
,
即
将代入上式,化简得
当AB与x轴垂直时,,求得
,也满足上述方程
所以点M的轨迹方程是。
已知动圆P过点N(2,0)并且与圆M:(x+2)2+y2=4相外切,动圆圆心P的轨迹为W,过点N的直线与轨迹W交于A、B两点。
(Ⅰ)求轨迹W的方程;
(Ⅱ)若,求直线
的方程;
(Ⅲ)对于的任意一确定的位置,在直线x=
上是否存在一点Q,使得
,并说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)依题意可知,
∴,
∴点P的轨迹W是以M、N为焦点的双曲线的右支,
设其方程为,
则a=1,c=2,∴,
∴轨迹W的方程为。
(Ⅱ)当的斜率不存在时,显然不满足
,故
的斜率存在,
设的方程为
,
由得
,
又设,
则,
由①②③,解得:,
∵,
∴,
∴,
代入①②,得,
,
消去x1,得,即
,
故所求直线的方程为
。
(Ⅲ)问题等价于判断以AB为直径的圆是否与直线x=有公共点,若直线
的斜率不存在,则以AB为直径的圆为
,可知其与直线x=
相交;
若直线的斜率存在,则设直线
的方程为
,
,
由(Ⅱ)知且
,
又N(2,0)为双曲线的右焦点,双曲线的离心率e=2,
则,
设以AB为直径的圆的圆心为S,点S到直径x=的距离为d,则
,
∴,
∵,
∴,即
,即直线
与圆S相交,
综上所述,以线段AB为直径的圆与直线相交;
故对于的任意一确定的位置,在直线
上存在一点Q(实际上存在两点)使得
。
已知中心在原点的双曲线C的右焦点为(2,0),实轴长为2。
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l:y=kx+与双曲线C左支交于A、B两点,求k的取值范围;
(3)在(2)的条件下,线段AB的垂直平分线l0与y轴交于M(0,m),求m的取值范围。
正确答案
解:(1)设双曲线C的方程为
(a>0,b>0)
由已知得:a=,c=2,
再由a2+b2=c2,
∴b2=1
∴双曲线C的方程为。
(2)设A(xA,yA)、B(xB,yB)
将y=kx+代入
得(1-3k2)x2-6kx-9=0
由题意知
解得
∴当时,l与双曲线左支有两个交点。
(3)由(2)得:xA+xB=
∴yA+yB=(kxA+)+(kxB+
)=k(xA+xB)+2
=
∴AB的中点P的坐标为
设直线l0的方程为:
将P点坐标代入直线l0的方程,得
∵
∴-2<1-3k2<0
∴m<-
∴m的取值范围为。
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