- 圆锥曲线的综合问题
- 共478题
已知,点B是
轴上的动点,过B作AB的垂线
交
轴于点Q,若
,
.
(1)求点P的轨迹方程;
(2)是否存在定直线,以PM为直径的圆与直线
的相交弦长为定值,若存在,求出定直线方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
(1)y2=x(2)x=
解析
(1)设B(0,t),设Q(m,0),t2=|m|,
m
0, m=-4t2,
Q(-4t2,0),设P(x,y),则
=(x-
,y),
=(-4t2-
,0),
2=(-
,2 t),
+
=2
。
(x-
,y)+ (-4t2-
,0)= (-
,2 t),
x=4t2,y=2 t,
y2=x,此即点P的轨迹方程; 6分。
(2)由(1),点P的轨迹方程是y2=x;设P(y2,y),M (4,0) ,则以PM为直径的圆的圆心即PM的中点T(
,
), 以PM为直径的圆与直线x=a的相交弦长:
L=2
=2=2
10分
若a为常数,则对于任意实数y,L为定值的条件是a-=0, 即a=
时,L=
存在定直线x=
,以PM为直径的圆与直线x=
的相交弦长为定值
。
知识点
已知为椭圆
的左右焦点,点
为其上一点,且有
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过的直线
与椭圆
交于
两点,过
与
平行的直线
与椭圆
交于
两点,求四边形
的面积
的最大值。
正确答案
(1)(2)6
解析
解析:(1)设椭圆的标准方程为
由已知得
,
……………………2分
又点在椭圆上,
椭圆的标准方程为
……………………4分
(2)由题意可知,四边形为平行四边形
=4
设直线的方程为
,且
由得
……………………6分
=
+
=
=
==
…………………………8分
令,则
=
=
,……… 10分
又在
上单调递增
的最大值为
所以的最大值为6. ………………………………12分
知识点
已知椭圆的左右顶点分别为
点
在椭圆上,
是
关于原点的对称点,椭圆的右焦点
恰好是
的重心。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆左焦点且斜率为
的直线
交椭圆与
两点,若
,求
的值。
正确答案
见解析。
解析
(1),
的重心是
,由三角形重心的性质知:
,
∴椭圆E的方程为:
(2)设点,由
得直线CD的直线方程为
由方程组消去
,整理得
由已知得:,解得
知识点
已知椭圆抛物线
的焦点均在
轴上,
的中心和
的顶点均为原点
从每条曲线上取两个点,将其坐标记录于下表中:
(1)求的标准方程;
(2)设斜率不为的动直线
与
有且只有一个公共点
且与
的准线相交于点
试探究:在坐标平面内是否存在定点
使得以
为直径的圆恒过点
若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)设的标准方程分别为:
和代入抛物线方程中得到的解相同,
…………………………2分,
且和
在椭圆上,代入椭圆方程得
故
的标准方程分别为
…………………………5分
(2)设直线的方程为
将其代入
消去
并化简整理得
与
相切,
…………………………7分,
设切点则
又直线
与
的准线
的交点
以
为直径的圆的方程为
…………………………10分,
化简并整理得恒成立,故
即存在定点
合题意。 …………………………12分
知识点
如图,设椭圆中心在坐标原点,是它的两个顶点,直线
与
相交于点
,与椭圆相交于
两点。
(1)若,求
的值。
(2)求四边形面积的最大值。
正确答案
见解析
解析
(1)依题可设得椭圆的方程为。
直线的方程分别为
设,其中
,且
满足方程
,故
由知
点在直线
上得
所以,化简得:
,解得
(2)解法1:根据点到直线的距离公式和①式知,点到
的距离分别为:
又,所以四边形
的面积为
当,即
时,上式取等号。所以
的最大值为
。
解法2:由题设,。
设,由①得
,故四边形
的面积为
当
时,上式取等号。所以
的最大值为
。
知识点
如图,已知直线与抛物线
和圆
都相切,
是抛物线
的焦点。
(1)求与
的值;
(2)设是
上的一动点,以
为切点作抛物线
的切线
,直线
交
轴于点
,以
,
为邻边作平行四边形
,证明:点
在一条定直线上;
(3)在(2)的条件下,记点所在的定直线为
,直线
与
轴交点为
,连接
交抛物线
于
,
两点,求△
的面积
的取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1)由已知,圆的圆心为
,半径
.
由题设圆心到直线的距离
,即
,
解得,
.………………3分
设与抛物线的切点为
,又
,得
,
.
代入直线方程得:,
∴,
.………………5分
(2)由(1)知抛物线方程为
,焦点
.
设,由(1)知以
为切点的切线
的方程为
.
令,得切线
交y轴的B点坐标为
所以,
,
∴,
∴,即点
在定直线
上.……………8分
(3)设直线,代入
得,设
,
的横坐标分别为
,
则,
∴;
∵,
∴,即△
的面积S范围是
. ……………13分
知识点
如图,两条相交线段、
的四个端点都在椭圆
上,其中,直线
的方程为
,直线
的方程为
。
(1)若,
,求
的值;
(2)探究:是否存在常数,当
变化时,恒有
?
正确答案
见解析
解析
(1)由,
解得,
,
因为,所以
。
设,则
,
化简得,……5分
又,联立方程组,解得
,或
。
因为平分
,所以
不合,故
(2)设,
,由
,得
。
,
,
,
若存常数,当
变化时,恒有
,则由(1)知只可能
。
①当时,取
,
等价于
,
即,
即,
即,此式恒成立。
所以,存常数,当
变化时,恒有
,
②当时,取
,由对称性同理可知结论成立。
故,存常数,当
变化时,恒有
,
知识点
如图,已知抛物线:
和⊙
:
,过抛物线
上一点
作两条直线与⊙
相切于
、
两点,分别交抛物线为E、F两点,圆心点
到抛物线准线的距离为
。
(1)求抛物线的方程;
(2)当的角平分线垂直
轴时,求直线
的斜率;
(3)若直线在
轴上的截距为
,求
的最小值。
正确答案
(1)(2)
(3)-11
解析
解析:(1)∵点到抛物线准线的距离为
,
∴,即抛物线
的方程为
。----------------------------------------------2分
(2)法一:∵当的角平分线垂直
轴时,点
,∴
,
设,
,
∴, ∴
,
∴。
。---------------------------6分
法二:∵当的角平分线垂直
轴时,点
,∴
,可得
,
,∴直线
的方程为
,
联立方程组,得
,
∵ ∴
,
。
同理可得,
,∴
。---------------------------6分
(3)法一:设,∵
,∴
,
可得,直线的方程为
,
同理,直线的方程为
,
∴,
,
∴直线的方程为
, 令
,可得
,
∵关于
的函数在
单调递增, ∴
。------------------------------12分
法二:设点,
,
。
以为圆心,
为半径的圆方程为
,........................................................................................................................................ ①
⊙方程:
。....................................................... ②
①-②得:直线的方程为
。
当时,直线
在
轴上的截距
,
∵关于
的函数在
单调递增, ∴
。 ------------------------12分
知识点
已知椭圆的方程为
,其中
.
(1)求椭圆形状最圆时的方程;
(2)若椭圆最圆时任意两条互相垂直的切线相交于点
,证明:点
在一个定圆上.
正确答案
见解析。
解析
(1)根据已知条件有,且
,故椭圆
的长轴在
轴上.
,当且仅当
时取等号.
由于椭圆的离心率
最小时其形状最圆,故最圆的椭圆方程为
.
(2)设交点,过交点
的直线
与椭圆
相切.
(i)当斜率不存在或等于零时,易得点的坐标为
.
(ii)当斜率存在且非零时,则设斜率为
,则直线
:
,
与椭圆方程联立消,得:
.
由相切,,
化简整理得. ①
因过椭圆外一点有两条直线与椭圆相切,由已知两切线垂直,故,而
为方程①的两根,
故,整理得:
.
又也满足上式,
故点的轨迹方程为
,即
点在定圆
上.
知识点
已知圆C1的方程为,定直线l的方程为
,动圆C与圆C1外切,且与直线l相切。
(1)求动圆圆心C的轨迹M的方程;
(2)斜率为k的直线l与轨迹M相切于第一象限的点P,过点P作直线l的垂线恰好经过点A(0,6),并交轨迹M于异于点P的点Q,记为轨迹M与直线PQ围成的封闭图形的面积,求
的值。
正确答案
见解析
解析
解(1)设动圆圆心C的坐标为,动圆半径为R,则
,且
可得 。
由于圆C1在直线l的上方,所以动圆C的圆心C应该在直线l的上方,所以有,从而得
,整理得
,即为动圆圆心C的轨迹M的方程,
(2)如图示,设点P的坐标为,则切线的斜率为
,可得直线PQ的斜率为
,所以直线PQ的方程为
,由于该直线经过点A(0,6),所以有
,得
,因为点P在第一象限,所以
,点P坐标为(4,2),直线PQ的方程为
,
把直线PQ的方程与轨迹M的方程联立得,解得
或4,可得点Q的坐标为
,所以
,
知识点
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