- 直线与抛物线的位置关系
- 共364题
已知椭圆的左右焦点为F1,F2,抛物线C:y2=2px,以F2为焦点且与椭圆相交于点M,直线F1M与抛物线C相切。
(Ⅰ)求抛物线C的方程和点M的坐标;
(Ⅱ)过F2作抛物线C的两条互相垂直的弦AB、DE,设弦AB、DE的中点分别为F、N,求证直线FN恒过定点。
正确答案
解:(Ⅰ)由椭圆方程得半焦距,
所以椭圆的焦点为,
又抛物线C的焦点为,∴
,即p=2,
,
设,则
,直线
的方程为
,
代入抛物线C得,即
,
∴,
与抛物线C相切,
∴,
∴。
(Ⅱ)设AB的方程为x=ty+1,代入,得
,
设,则
,
,
,
所以,将t换成
,得
,
由两点式得FN的方程为,
当y=0时,x=3,所以直线FN恒过定点(3,0)。
如图,A(-1,0),B(1,0),过曲线C1:y=x2-1(|x|<1)上一点M的切线l,与曲线C2:y=(|x|<1)也相切于点N,记点M的横坐标为t(t>1)。
(1)用t表示m的值和点N的坐标;
(2)当实数m取何值时,∠MAB=∠NAB?并求此时MN所在直线的方程。
正确答案
解:(1)切线,即
,
代入,
化简并整理得,(*),
由,
得m=0或。
若m=0,代入(*)式得,与已知
矛盾;
若,代入(*)式得,
满足条件,
且;
综上,,点N的坐标为
。
(2)因为,,
,
若∠MAB=∠NAB,则,即t=2,此时m=9,
故当实数m=9时,∠MAB=∠NAB,
此时,,∠MAB=∠NAB=45°,
易得M(2,3),,
所以,此时MN所在直线的方程为y=4x-5。
抛物线P:x2=2py上一点Q(m,2)到抛物线P的焦点的距离为3,A、B、C、D为抛物线的四个不同的点,其中A、D关于y轴对称,D(x0,y0), B(x1,y1), C(x2,y2),-x0<x1<x0<x2,直线BC平行于抛物线P的以D为切点的切线。
(1)求p的值;
(2)证明:∠BAC的角平分线在直线AD上;
(3)如果点D到直线AB、AC的距离分别为m、n,且m+n=|AD|,△ABC的面积为48,求直线BC的方程。
正确答案
解:(1)∵|QF|=3=2+
∴p=2。
(2)抛物线方程为
A(),D(
),B(
),C(
)
∵
∴
∴
∵
∴
所以直线AC和直线AB的倾斜角互补,
所以
所以的角平分线在直线AD上。
(3)设,则m=n=|AD|sinα
∴
∵
∴
∴
即
把与抛物线方程
联立得
∴
∴
同理可得
∵
∴
∴
∴
∴
∴。
如图,过抛物线y2=2px(p>0)上一定点P(x0,y0)(y>0),作两条直线分别交抛物线于A(x1,
y1),B(x2,y2),
(Ⅰ)求该抛物线上纵坐标为的点到其焦点F的距离;
(Ⅱ)当PA与PB的斜率存在且倾斜角互补时,求的值,并证明直线AB的斜率是非零常数。
正确答案
解:(Ⅰ)当时,
,
又抛物线的准线方程为
,
由抛物线定义得,所求距离为;
(Ⅱ)设直线PA的斜率为kPA,直线PB的斜率为kPB,
由,
相减得,
故,
同理可得,
由PA,PB倾斜角互补知,
即,
所以,
设直线AB的斜率为kAB,
由,
相减得,
所以,
将代入得
,
所以kAB是非零常数。
已知抛物线C:x2=2py(p>0)上的一点Q(m,2)到其焦点F的距离为3。
(1)求抛物线C的方程;
(2)过坐标平面上的点F'作抛物线C的两条切线l1和l2,分别交x轴于A,B两点。
(i)若点F'的坐标为(0,-1),如图,求证:△ABF′的外接圆过点F;
(ii)试探究:若改变点F'的位置,或抛物线的开口大小,(i)中的结论是否仍然成立?由此给出一个使(i)中的结论成立的命题,并加以证明。
正确答案
解:(1)由抛物线的定义,得,解得p=2
故抛物线C的方程为x2=4y。
(2)(i)依题意知,过点F'(0,-1)且与曲线C相切的直线的斜率存在,设其方程为y=kx-1,
由得x2-4kx+4=0
令Δ=0得k=±1
故所求的两条切线分别为l1:y=x-1;l2:y=-x-1
设l1交x轴于点A,l2交x轴于点B
由得A(1,0),
由得B(-1,0)
设△ABF'的外接圆方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则
解得
故△ABF的外接圆方程为x2+y2=1,它过点F(0,1)。
(ii)命题:设F'为抛物线x2=2py外一点,若过点F'作抛物线的两条切线l1,l2,分别交x轴于A,B两点,则△ABF'的外接圆过此抛物线的焦点F,
证明:设l1,l2分别切抛物线x2=2py于P1(x1,y1),P2(x2,y2),
则x1≠0,x2≠0
∵y'=,故l1,l2的方程分别为
(x-x1)和y-y2=
由得
由得
由得F'
AB的垂直平分线方程为
AF′的垂直平分线方程为
它们的交点为
又,
故AF的中点为
所以,
∴。
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