- 双曲线的标准方程和图象
- 共1421题
已知α∈[0,π],试讨论方程x2sinα+y2cosα=1所表示的曲线的类型.
正确答案
(1)α=0时,表示两条平行的直线,方程为y=±1; 2分
(2)α∈(0,)时,0<sinα<cosα,表示焦点在x轴上的椭圆;2分
(3)α=时,sinα=cosα=
,表示圆;2分
(4)α∈(,
)时,sinα>cosα>0,表示焦点在y轴上的椭圆;2分
(5)α=时,表示两条平行的直线,方程为x=±1;2分
(6)α∈(,π)时,sinα>0,cosα<0,表示焦点在x轴上的双曲线;2分
(7)α=π时,sinα=0,cosα=-1,不表示任何曲线.2分.
动圆P与定圆O1:x2+y2+4x-5=0和O2:x2+y2-4x+3=0均外切,设P点的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)过点A(3,0)作直线l交曲线C于P、Q两点,交y轴于M点,若=λ1
=λ2
当λ1+λ2=m时,求m的取值范围.
正确答案
(1)Q1:(x+2)2+y2=9,Q2:(x-2)2+y2=1,
动圆的半径为r,则|PQ1|=r+3,
|PQ2|=r+1,|PQ1|-|PQ2|=2,…(3分)
点P的轨迹是以O1、O2为焦点的双曲线右支,
a=1,c=2,
方程为x2-=1,(x>0)…(6分)
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),
当k不存在时,不合题意.
直线PQ的方程为y=k(x-3),
则M(0,-3k),=(3,3k),
=(x1,y1+3k),
=(x2,y2+3k),由
=λ1
=λ2
得
…(8分)
由得(3-k2)x2+6k2x-3-9k2=0∵x1、x2是此方程的两正根,x1+x2=
>0,x1x2=
>0,
∴k2>3…(10分)
m=λ1+λ2=+
=
=
=2-
∈(
,2)…(14分)
已知焦点在x轴上的双曲线C的两条渐近线过坐标原点,且两条渐近线与以点A(0,)为圆心,1为半径为圆相切,又知C的一个焦点与A关于直线y=x对称.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若Q是双曲线C上的任一点,F1、F2为双曲线C的左、右两个焦点,从F1引∠F1QF2的平分线的垂线,垂足为N,试求点N的轨迹方程.
正确答案
(1)设双曲线C的渐近线方程为y=kx,即kx-y=0
∵该直线与圆 x2+(y-)2=1相切,
∴双曲线C的两条渐近线方程为y=±x…(3分)
故设双曲线C的方程为-
=1,又∵双曲线C的一个焦点为(
,0)
∴2a2=2,a2=1,∴双曲线C的方程为x2-y2=1…(6分)
(2)若Q在双曲线的右支上,则延长QF2到T,使|QT|=|OF1|
若Q在双曲线的左支上,则在QF2上取一点T,使|QT|=|QF1|…(8分)
根据双曲线的定义|TF2|=2,所以点T在以F2(,0)为圆心,2为半径的圆上,即点T的轨迹方程是(x-
)2+y2=4(x≠0)①…(10分)
由于点N是线段F1T的中点,设N(x,y),T(xT,yT)
则,,即
…(12分)
代入①并整理得点N的轨迹方程为 x2+y2=1,(x≠)…(14分)
已知点P(x0,y0)是渐近线为2x±3y=0且经过定点(6,2)的双曲线C1上的一动点,点Q是P关于双曲线C1实轴A1A2的对称点,设直线PA1与QA2的交点为M(x,y),
(1)求双曲线C1的方程;
(2)求动点M的轨迹C2的方程;
(3)已知x轴上一定点N(1,0),过N点斜率不为0的直线L交C2于A、B两点,x轴上是否存在定点 K(x0,0)使得∠AKN=∠BKN?若存在,求出点K的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)可设c1方程为 4x2-9y2=λ,又点(6,2)在曲线上代入得λ=36.
所以双曲线C1的方程为:-
=1 …(4分)
(2)由题意A1(-3,0),A2(3,0),Q(x0,y0).
当P异于顶点时,KPA 1==
,KPA 2=
=
所以 =
=-
即
+
=1, (x≠±3).
当P为顶点时直线PA1与 QA2的交点为顶点
所以 +
=1.…(9分)
(3)设L交曲线C2于A(x1,y1),B(x2,y2),可设L方程为x=ty+1 (t≠0)
代入C2方程得 (9+4t2)y2+8ty-5=0
y1+y2=,y1y2=
.
若存在N,则KAN+KBN=0 即 +
=0.
∴y1(ty2+1-xN)+y2(ty1+1-xN)=0
即 2t•+(1-xN)•
=0对t恒成立
所以 xN=
故点N坐标为(,0)…(14分)
已知椭圆C的两个焦点分别为F1和F2,且点A(-,0),B(
,0)在椭圆C上,又F1(-
,4).
(1)求焦点F2的轨迹C的方程;
(2)若直线y=kx+b(k>0)与曲线C交于M、N两点,以MN为直径的圆经过原点,求实数b的取值范围.
正确答案
(1)|AF1|+|AF2|=|BF1|+|BF2|,
∴|AF2|-|BF2|=|BF1|-|AF1|=6-4=2,
故轨迹F为以A、B为焦点的双曲线的右支.
设其方程为:-
=1(a>0,b>0,x>0),
∵2a=2,
∴a=1,b2=c2-a2=4.
故轨迹方程为x2-=1(x>0).…(6分)
(2)由,消去y整理,得
方程(4-k2)x2-2kbx-(b2+4)=0有两个正根x1,x2.
∴,
设M(x1,y1),N(x2,y2),由条件知x1x2+y1y2=0.
而y1y2=(kx1+b)(kx2+b)=k2x1x2+kb(x1+x2)+b2+b2,
∴(k2+1)x1x2+kb(x1+x2)+b2=0,
即-
+b2=0,
整理得3b2=4(k2+1),即b2=(k2+1),
∴b2-k2+4>0,
即(k2+1)-k2+4>0显然成立.
∴
而k>0,∴b<0.
∴b2=(k2+1)>
(4+1)=
.
∴b<-=-
.
故b的取值范围为(-∞,-).…(13分)
扫码查看完整答案与解析