- 曲线与方程
- 共147题
动圆过定点,且与直线相切. 设圆心的轨迹方程为
(1)求;
(2)曲线上一定点,方向向量的直线(不过P点)与曲线交与A、B两点,设直线PA、PB斜率分别为,,计算;
(3)曲线上的一个定点,过点作倾斜角互补的两条直线分别与曲线交于两点,求证直线的斜率为定值;
正确答案
见解析
解析
解析:
(1)过点作直线的垂线,垂足为,由题意知:,
即动点到定点与定直线的距离相等,
由抛物线的定义知,点的轨迹为抛物线 2分
其中为焦点,为准线,所以轨迹方程为; 4分
(2)证明:设 A()、B()
由题得直线的斜率 5分
过不过点P的直线方程为 6分
由得
则。
7分
== 8分
==0. 10分
(3)设,
== (***) 12分
设的直线方程为
由 ,
则 15分
同理,得 16分
代入(***)计算得: 17分
知识点
已知椭圆的左、右两个顶点分别为、,曲线是以、两点为顶点,离心率为的双曲线,设点在第一象限且在曲线上,直线与椭圆相交于另一点。
(1)求曲线的方程;
(2)设点、的横坐标分别为、,证明:;
(3)设与(其中为坐标原点)的面积分别为与,且,求 的取值范围
正确答案
见解析
解析
(1)解:依题意可得,。
设双曲线的方程为,
因为双曲线的离心率为,所以,即。
所以双曲线的方程为。
(2)证法1:设点、(,,),直线的斜率为(),
则直线的方程为,
联立方程组
整理,得,
解得或,所以。
同理可得,。
所以。
证法2:设点、(,,),
则,
因为,所以,即。
因为点和点分别在双曲线和椭圆上,所以,。
即,。
所以,即。
所以。
证法3:设点,直线的方程为,
联立方程组
整理,得,
解得或。
将代入,得,即。
所以。
(3)解:设点、(,,),
则,。
因为,所以,即。
因为点在双曲线上,则,所以,即。
因为点是双曲线在第一象限内的一点,所以。
因为,,
所以。
由(2)知,,即。
设,则,
。
设,则,
当时,,当时,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减。
因为,,
所以当,即时,。
当,即时,
所以的取值范围为。
知识点
已知平面内一动点 P到定点的距离等于它到定直线的距离,又已知点 O(0,0),M(0,1)。
(1)求动点 P的轨迹C的方程;
(2)当点 P(x0,y0)(x0≠0)在(1)中的轨迹C上运动时,以 M P为直径作圆,求该圆截直线所得的弦长;
(3)当点 P(x0,y0)(x0≠0)在(1)中的轨迹C上运动时,过点 P作x轴的垂线交x轴于点 A,过点 P作(1)中的轨迹C的切线l交x轴于点 B,问:是否总有 P B平分∠A PF?如果有,请给予证明;如果没有,请举出反例。
正确答案
见解析。
解析
(1)根据题意,动点 P是以为焦点以为准线的抛物线,
所以p=1开口向上,
所以动点 P的轨迹C的方程为x2=2y
(2)以 M P为直径的圆的圆心(),|MP|===
所以圆的半径r=,圆心到直线的距离d=||=,
故截得的弦长l=2==1
(3)总有 P B平分∠A PF。
证明:因为
所以,y′=x,。
所以切线l的方程为,
令y=0得,
所以B()
所以B到PA的距离为
下面求直线PF的方程,
因为
所以直线PF的方程为整理得
所以点B到直线PF的距离
所以 PB平分∠APF。
知识点
设函数,.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)如果存在,使得成立,求满足上述条件的最大整数;
(3)如果对任意的都有成立,求实数的取值范围.
正确答案
见解析。
解析
(1)当时,,,
所以曲线在处的切线方程为
(2)使得成立,等价于
考虑
由上表可知,
所以满足条件的最大整数
(3)对任意的,都有,等价于:在区间上,函数的最小值不小于的最大值。
有(2)知,在区间上,的最大值为
,等价于恒成立
记
记由于,
,所以在上递减,
当时,,时,
即函数在区间上递增,在上递减,
所以,所以。
知识点
在直角坐标系xoy中,曲线C的参数方程是(θ∈[0,2π],θ为参数),若以O为极点,x轴正半轴为极轴,则曲线C的极坐标方程是 。
正确答案
ρ=4cosθ
解析
由得,两式平方后相加得(x﹣2)2+y2=4,…(4分)
∴曲线C是以(2,0)为圆心,半径等于的圆,令x=ρcosθ,y=ρsinθ,
代入并整理得ρ=4cosθ,即曲线C的极坐标方程是ρ=4cosθ, …(10分)
故答案为:ρ=4cosθ,
知识点
已知定点,直线,点为坐标平面上的动点,过点作直线的垂线,垂足为点,且。
(1)求动点所在曲线的方程;
(2)直线过点与曲线交于两个不同点,求证:;
(3)记与的夹角为(O为坐标原点,为(2)中的两点),求的最小值。
正确答案
见解析
解析
(1)设点的坐标为。 (1分)
由题意,可得,,,,(3分)
由与垂直,得,即()。 (6分)
因此,所求曲线的方程为()。
(2)因为过点的直线与曲线有两个不同的交点、,所以的斜率不为零,故设直线的方程为。 (7分)
于是、的坐标、为方程组的实数解析:。
消并整理得, (8分)
于是进一步得 (10分)
又因为曲线()的准线为,
所以,得证。 (12分)
(3)由(2)可知,,。
于是,(16分)
可求得的最小值为。 (18分)
知识点
在平面直角坐标系中,动点到定点的距离比它到轴的距离大,设动点的轨迹是曲线.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2)设直线:与曲线相交于、两点,已知圆经过原点和两点,求圆的方程,并判断点关于直线的对称点是否在圆上。
正确答案
见解析。
解析
(1)由已知,即动点到定点的距离等于它到定直线的距离,
∴动点的轨迹曲线是顶点在原点,焦点为的抛物线
∴曲线的轨迹方程为
(2)由解得或
即,
设过原点与点、的圆的方程为,
则,解得
∴圆的方程为 即
由上可知,过点且与直线垂直的直线方程为:
解方程组,得
即线段中点坐标为
从而易得点关于直线的对称点的坐标为
把代入代入:
∴点不在圆上.
知识点
已知椭圆的左、右两个顶点分别为、,曲线是以、两点为顶点,离心率为的双曲线,设点在第一象限且在曲线上,直线与椭圆相交于另一点。
(1)求曲线的方程;
(2)设点、的横坐标分别为、,证明:;
(3)设与(其中为坐标原点)的面积分别为与,且,求 的取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1)解:依题意可得,,
设双曲线的方程为,
因为双曲线的离心率为,所以,即。
所以双曲线的方程为,
(2)证法1:设点、(,,),直线的斜率为(),
则直线的方程为,
联立方程组
整理,得,
解得或,所以,
同理可得,,
所以,
证法2:设点、(,,),
则,,
因为,所以,即,
因为点和点分别在双曲线和椭圆上,所以,。
即,,
所以,即,
所以,
证法3:设点,直线的方程为,
联立方程组
整理,得,
解得或
将代入,得,即。
所以,
(3)解:设点、(,,),
则,。
因为,所以,即,
因为点在双曲线上,则,所以,即。
因为点是双曲线在第一象限内的一点,所以,
因为,,
所以
由(2)知,,即。
设,则,
。
设,则,
当时,,当时,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减。
因为,,
所以当,即时,,
当,即时,,
所以的取值范围为,
知识点
如图,设P是圆上的动点,点D是P在x轴上的投影。M为线段PD上一点,且
(1)当点P在圆上运动时,求点M的轨迹C的方程;
(2)已知点,设点是轨迹C上的一点,求的平分线所在直线的方程。
正确答案
见解析。
解析
(1)设点,
∵点是在轴上的投影,为上一点,且
∴
∵点在圆上,∴
整理得的方程为
(2)由(1)知点的轨迹方程为,将点代入椭圆方程得
∴直线的斜率为
故直线的方程为,即
由题意知斜率不存在,其方程为
由点在椭圆上的位置知,直线的斜率为正数,设为直线上任一点,
则,即
若,得(因其斜率为负,故舍去)
于是由,得
故直线的方程为
知识点
已知:曲线上任意一点到点的距离与到直线的距离相等。
(1)求曲线的方程;
(2)过点作直线交曲线于,两点,若长为,求直线的方程;
(3)设为坐标原点,如果直线交曲线于、两点,是否存在实数,使得?若存在,求出的值;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)…………4分
(2)当直线的斜率不存在时,不合题意。…………5分
当直线的斜率存在时,设,代入,
得…………7分
记,,,
,解得…………10分
直线…………11分
(3)将,代入,得
记,,,…………13分
…………15分
,,不存在满足条件的,…………18分
知识点
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