- 直线与抛物线的位置关系
- 共364题
如图,M是抛物线上y2=x上的一点,动弦ME、MF分别交x轴于A、B两点,且MA=MB,
(1)若M为定点,证明:直线EF的斜率为定值;
(2)若M为动点,且∠EMF=90°,求△EMF的重心G的轨迹方程。
正确答案
解:(1)设M(y,y0),直线ME的斜率为k(k>0),
则直线MF的斜率为-k,
∴直线ME的方程为,
∴由,消x得
,
解得,
∴(定值),
所以直线EF的斜率为定值;
(2)当∠EMF=90°时,∠MAB=45°,所以k=1,
∴直线ME的方程为,
有,
同理可得,
设重心G(x, y),
则有,
消去参数y0得。
如图,直线y=x与抛物线y=
x2-4交于A、B两点,线段AB的垂直平分线与直线y=-5交于Q点,
(1)求点Q的坐标;
(2)当P为抛物线上位于线段AB下方(含A、B)的动点时,求△OPQ面积的最大值。
正确答案
解:(1)解方程组,得
,
即A(-4,-2),B(8,4),
从而AB的中点为M(2,1),
由kAB=,直线AB的垂直平分线方程y-1=
(x-2),
令y=-5,得x=5,
∴Q(5,-5)。
(2)直线OQ的方程为x+y=0,设P(x,x2-4),
∵点P到直线OQ的距离,
,
∴SΔOPQ=,
∵P为抛物线上位于线段AB下方的点,且P不在直线OQ上,
∴-4≤x<4-4或4
-4<x≤8,
∵函数y=x2+8x-32在区间[-4,8]上单调递增,
∴当x=8时,ΔOPQ的面积取到最大值30。
如图,已知,A是抛物线y2=2x上的一动点,过A作圆(x-1)2+y2=1的两条切线分别切圆于E、F两点,交抛物线于M、N两点,交y轴于B、C两点。
(1)当A点坐标为(8,4)时,求直线EF的方程;
(2)当A点坐标为(2,2)时,求直线MN的方程;
(3)当A点的横坐标大于2时,求△ABC面积的最小值。
正确答案
解:(1)∵D、E、F、A四点共圆,
∴EF是圆及(x-1)(x-8)+y(y-4)=0的公共弦,
∴EF的方程为7x+4y-8=0。
(2)设AM的方程为y-2=k(x-2),即kx-y+2-2k=0,由其与圆(x-1)2+y2=1相切得
∴
把与
联立可得
易得N(2,-2),
∴MN的方程为3x+2y-2=0。
(3)设A(x0,y0),B(0,b),C(0,c),不妨设b>c,直线PB的方程为
即
又圆心(1,0)到AB的距离为1,
所以
故
又x0>2,上式化简得
同理有
故b,c是方程的两个实数根
所以
则
因为A(x0,y0)是抛物线上的点,
所以有
则
∴
所以当时,上式取等号,
此时
因此S△ABC的最小值为8。
已知抛物线x2=4y的焦点为F,直线y=kx+1与抛物线交于A,B两点,过A,B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M。
(1)当k=时,证明:FM⊥AB;
(2)若过点M作y轴的垂线,垂足为P,点A关于y轴的对称点为Q,求证:P,Q,B三点共线。
正确答案
解:(1)F(0,1),设A(x1,y1),B(x2,y2),
将y= kx+1代入抛物线x2=4y得x2-4ky-4=0
∴当k=时,
∵抛物线方程为x2=4y,即
∴过抛物线上A,B两点的切线方程分别是
∴两条切线的交点M的坐标为
∴
故FM⊥AB。
(2)由上可知
且 Q(-x1, y1),
P的坐标为
而
因为x2(y1+1) +x1(y2+1)=2kx1x2+2(x1+x2)=-8k+8k=0
所以
从而P,Q,B三点共线。
如图,已知动直线l经过点P(4,0),交抛物线y2=2ax(a>0)于A,B两点,坐标原点O是PQ的中点,设直线AQ,BQ的斜率分别为k1,k2,
(1)证明:k1+k2=0;
(2)当a=2时,是否存在垂直于x轴的直线l′,被以AP为直径的圆截得的弦长为定值?若存在,请求出直线l′的方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)设直线l的方程为,
与抛物线方程联立可得:,
再设点,
,
则,
所以,
故。
(2)因为,所以抛物线的方程为:
,
记线段中点即圆心为
,
则圆的半径,
假设存在这样的直线,记作l′:x=t,
若要满足题意,只需为常数即可,
故,
所以,
时,能保证为常数,
故存在这样的直线l′:x=3满足题意。
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