- 直线与抛物线的位置关系
- 共364题
已知动圆S过点T(0,2)且被x轴截得的弦CD长为4。
(1)求动圆圆心S的轨迹E的方程;
(2)设P是直线l:y=x-2上任意一点,过P作轨迹E的切线PA,PB,A,B是切点,求证:直线AB恒过定点M;
(3)在(2)的条件下,过定点M作直线l:y=x-2的垂线,垂足为N,求证:MN是∠ANB的平分线。
正确答案
解:(1)设S(x,y),根据题意,
|ST|2=|SC|2=22+|y|2,
即。
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2)
所以
则PA:,即
设P(t,t-2),P在PA上
同理,P在PB上
故x1,x2是方程
的两根,
故恒过点(2,2)。
(3)证明:过点M所作垂线l1的方程为y-2=-(x-2)x+y-4=0,解出垂足N(3,1)
MN的斜率为-1,故倾斜角为
若AN,BN的斜率均存在,则设其分别为k1,k2,
对应的倾斜角分别为α,β,
要证MN是∠ANB的平分线,只要证∠ANM=∠BNM,
即,
即要证k1k2=1
设直线AB的斜率为k,则直线AB的方程为y= k(x-2)+2代入x2=4y,
得x2-4kx+8k-8=0,
∴x1+x2=4k,x1x2=8k-8
y1+y2=k(x1-2)+2+k(x2-2)+2 =4k2-4k+4,②
将②,③代入①,得
当时,k1k2=1,当
时,解得A,B两点的坐标分别为(-2,1),
,
验证AN与BN的斜率一个不存在,一个为零,
即∠ANM=∠BNM,
即MN是∠ANB的平分线。
已知抛物线方程C:y2=2px(p>0),点F为其焦点,点N(3,1)在抛物线C的内部,设点M是抛物线C上的任意一点,的最小值为4,
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)过点F作直线l与抛物线C交于不同两点A、B,与y轴交于点P,且,试判断λ1+λ2是否为定值?若是定值,求出该定值并证明;若不是定值,请说明理由。
正确答案
解:(1)准线方程为l:,点M到l的距离设为d,
由抛物线定义,,所以p=2,
所以y2=4x。
(2)设,
由题意知直线l的斜率k存在且不等于0,
设l:y=k(x-1),则P(0,-k),
由知
,
∴,
∵k≠0,∴,
将y=k(x-1)代入y2=4x得,
,
∴,
∴为定值。
在平面直角坐标系xOy中,直线l:x=-2交x轴于点A,设P是l上一点,M是线段OP的垂直平分线上一点,且满足∠MPO=∠AOP。
(1)当点P在l上运动时,求点M的轨迹E的方程;
(2)已知T(1,-1),设H是E上动点,求|HO|+|HT|的最小值,并给出此时点H的坐标;
(3)过点T(1,-1)且不平行于y轴的直线l1与轨迹E有且只有两个不同的交点,求直线l1的斜率k的取值范围。
正确答案
解:(1)如图,设MQ为线段OP的垂直平分线,交OP于点Q,
∵
∴
∴,即
另一种情况(如图2),即点M和A位于OP的同侧
因为MQ为线段OP的垂直平分线
∴
又∵
∴
因此M在x轴上,此时,记M(x,0),设P(-2,a)为l上任意点(a∈R)
由即
得
∴点M(x,0)的轨迹方程为y=0,x≤-1②
综合①②得,点M的轨迹E的方程为;
(2)由(1)知,轨迹E的方程由E1和E2两部分组成
当时,过T做垂直于L的直线,垂足为T′,交E1于点
再过H做垂直于L的直线,交l于H
∴
∴(该等号仅当H′与T′重合(或H与D重合)时取得)
当时,则
综合可得的最小值为3,此时点H
;
(3)由图3可知,直线l1的斜率k不可能为0
设
∴,代入E1的方程得
∴
∴l1与E中的E1有且仅有两个不同的交点
又由E2和l1的方程可知,若l1与E2有交点
则此交点的坐标为,且
,即当
时l1与E2有唯一交点
从上可知l1与E有三个不同的交点
∴直线l1斜率k的取值范围是。
已知抛物线C:y2=mx(m≠0)的准线与直线l:kx-y+2k=0(k≠0)的交点M在x轴上,与C交于不同的两点A、B,线段AB的垂直平分线交x轴于点N(p,0)。
(1)求抛物线C的方程;
(2)求实数p的取值范围;
(3)若C的焦点和准线为椭圆Q的一个焦点和一条准线,试求Q的短轴的端点的轨迹方程。
正确答案
解:(1)因为点M在x轴上,令y=0代入,解得x=-2,
所以M(-2,0),
所以抛物线C:的准线为x=-2=
,
所以m=8
所以抛物线C的方程为。
(2)由消去x得
,
∴
∴,
∴AB的中垂线方程为
令y=0得
∵
∴。
(3)∵抛物线焦点F(2,0),准线x=-2
∴x=-2是Q的左准线
设Q的中心为O′(x,0),则短轴端点为(x,±y)
①若F为左焦点,则c=x-2>0,b=|y|
∴a2=b2+c2=(x-2)2+y2
依左准线方程有,
∴
即y2=4(x-2) (x>2) ;
②若F为右焦点,则0<x<2,故c=2-x,b=|y|
∴a2=b2+c2=(2-x)2+y2
依左准线方程有
即
化简得2x2-4x+y2=0
即(0<x<2,y≠0)。
在平面直角坐标系xOy中,动点P到定点F(0,)的距离比点P到x轴的距离大
,设动点P的轨迹为曲线C,直线l:y=kx+1交曲线C于A,B两点,M是线段AB的中点,过点M作x轴的垂线交曲线C于点N,(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)证明:曲线C在点N处的切线与AB平行;
(Ⅲ)若曲线C上存在关于直线l对称的两点,求k的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)解:由已知,动点P到定点F的距离与动点P到直线
的距离相等,
由抛物线定义可知,动点P的轨迹为以为焦点,直线
为准线的抛物线,
所以曲线C的方程为y=x2.
(Ⅱ)证明:设,
由,得
,
所以,
设,则
,
因为MN⊥x轴,所以N点的横坐标为,
由y=x2,可得y′=2x,所以当x=时,y′=k,
所以曲线C在点N处的切线斜率为k,与直线AB平行.
(Ⅲ)解:由已知,k≠0,设直线l的垂线为l′:,
代入y=x2,可得, (*)
若存在两点关于直线l对称,则
,
又在l上,
所以,
由方程(*)有两个不等实根,
所以,即
,
所以,解得
或
。
扫码查看完整答案与解析