- 直线与抛物线的位置关系
- 共364题
在平面直角坐标系xoy中,直线l与抛物线y2=4x相交于不同的A、B两点.
(Ⅰ)如果直线l过抛物线的焦点,求•
的值;
(Ⅱ)如果•
=-4,证明直线l必过一定点,并求出该定点.
正确答案
(Ⅰ)由题意:抛物线焦点为(1,0)
设l:x=ty+1代入抛物线y2=4x消去x得,
y2-4ty-4=0,设A(x1,y1),B(x2,y2)
则y1+y2=4t,y1y2=-4
∴•
=x1x2+y1y2=(ty1+1)(ty2+1)+y1y2
=t2y1y2+t(y1+y2)+1+y1y2
=-4t2+4t2+1-4=-3.
(Ⅱ)设l:x=ty+b代入抛物线y2=4x,消去x得
y2-4ty-4b=0设A(x1,y1),B(x2,y2)
则y1+y2=4t,y1y2=-4b
∴•
=x1x2+y1y2=(ty1+b)(ty2+b)+y1y2
=t2y1y2+bt(y1+y2)+b2+y1y2
=-4bt2+4bt2+b2-4b=b2-4b
令b2-4b=-4,∴b2-4b+4=0∴b=2.
∴直线l过定点(2,0).
已知平面上两定点M(0,-2)、N(0,2),P为一动点,满足-
=|
|-|
|.
(I)求动点P的轨迹C的方程;
(II)若A、B是轨迹C上的两不同动点,且=λ
.分别以A、B为切点作轨迹C的切
线,设其交点Q,证明-
为定值.
正确答案
(I)设P(x,y).
由已知 =(x,y+2),
=(0,4),
=(-x,2-y),
•
=4y+8.
||•|
|=4x2+(y-2)2(3分)
∵•
=|
|•|
|
∴4y+8=4x2+(y-2)2整理,得x2=8y
即动点P的轨迹C为抛物线,其方程为x2=8y.(6分)
(II)由已知N(0,2).
即得(-x1,2-y1)=λ(x2,y2-2)
设A(x1,y1),B(x2,y2).由=λ
即得(-x1,2-y1)=λ(x2,y2-2),
∴-x1=λx2…(1),
2-y1=λ(y2-2)…(2)
将(1)式两边平方并把x12=8y1,x22=8y2代入得y1=λy2(3分)
解得 y1=2λ,y2=,
且有x1x2=-λx22=-8λy2=-16.(8分)
抛物线方程为 y=18x2,求导得y′=x.
所以过抛物线上A、B两点的切线方程分别是 y=x1(x-x1)+y1,y=
x2(x-x2)+y2,
即y=x1x-
x12,y=
x2x-
x22
解出两条切线的交点Q的坐标为 (,
)=(
,-2)(11分)
所以 •
=(
,-4)•(x2-x1,y1-y2)
=(x22-x12)-4(
x22-
x12)=0
所以 •
为定值,其值为0.(13分)
在以O为原点的直角坐标系中,点A(4,-3)为△OAB的直角顶点.已知|AB|=2|OA|,且点B的纵坐标大于零.
(1)求向量的坐标;
(2)求圆x2-6x+y2+2y=0关于直线OB对称的圆的方程;
(3)是否存在实数a,使抛物线y=ax2-1上总有关于直线OB对称的两个点?若不存在,说明理由:若存在,求a的取值范围.
正确答案
(1)设={u,v},
则由||=2|
|,
•
=0
即
得,或
.
∵=
+
={u+4,v-3},
∴v-3>0,
得v=8,
∴={6,8};
(2)由={10,5},得B(10,5),
于是直线OB方程:y=x.
由条件可知圆的标准方程为:(x-3)2+y(y+1)2=10,
得圆心(3,-1),半径为.
设圆心(3,-1)关于直线OB的对称点为(x,y)
则,
得,
∴所求圆的方程为(x-1)2+(y-3)2=10;
(3)设P(x1,y1),Q(x2,y2)为抛物线上关于直线OB对称两点,
则,
得
即x1,x2为方程x2+x+
=0的两个相异实根,
于是由△=-4•
>0,
得a>.
∴当a>时,抛物线y=ax2-1上总有关于直线OB对称的两点.
已知抛物线y2=4x,过点的直线l与抛物线交于A、B两点,且直线l与x轴交于点C.
(1)求证:,
,
成等比数列;
(2 )设,
,试问α+β是否为定值,若是,求出此定值;若不是,请说明理由.
正确答案
解:(1)设直线l的方程为:,联立方程可得
得:
①
设,
,
,则
,
②
,
而,
∴,
即,
、
成等比数列
(2):由,
得,
,
即得:
,
,
则
由(1) 中②代入得α+β=-1,故α+β为定值且定值为-1
法2:设直线l的方程为:,
,
,
,
M(0,2)得:
由,
得,
即证.
法3:设直线l的方程为:,
,
,
,
M(0,2)得:
代入
有:即
,
同理:,所以α,β是方程2x2+2x+k=0的两根
故α+β=-1。
一个酒杯的轴截面是抛物线的一部分,它的方程是x2=2y(0≤y≤20).在杯内放入一个玻璃球,要使球触及酒杯底部,则玻璃球的半径r的范围为______
正确答案
设小球圆心(0,y0)
抛物线上点(x,y)
点到圆心距离平方
r2=x2+(y-y0)2=2y+(y-y0)2=Y2+2(1-y0)y+y02
若r2最小值在(0,0)时取到,则小球触及杯底
所以1-y0≥0
所以0<y0≤1
所以0<r≤1
故答案为0<r≤1
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