- 直接法求轨迹方程
- 共41题
已知椭圆的离心率为
,直线l:y=x+2与以原点为圆心、椭圆C1的短半轴长为半径的圆相切。
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直于直线l1,垂足为点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;
(3)设C2与x轴交于点Q,不同的两点R,S在C2上,且满足,求
的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)由得2a2=3b2,又由直线l:y=x+2与圆x2+y2=b2相切,
得,
,∴椭圆C1的方程为:
,
(2)由MP=MF2得动点M的轨迹是以l1:x=﹣1为准线,
F2为焦点的抛物线,∴点M的轨迹C2的方程为y2=4x,
(3)Q(0,0),设,
∴,
由,得
,∵y1≠y2
∴化简得,
∴(当且仅当y1=±4时等号成立),
∵,
又∵y22≥64,∴当y22=64,即y2=±8时,
∴的取值范围是
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
,设动点
的轨迹为曲线
。
(1)求曲线的方程;
(2)过点的直线
与曲线
有两个不同的交点
、
,求证:
;
(3)记与
的夹角为
(
为坐标原点,
、
为(2)中的两点),求
的取值范围。
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。
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)可求得的取值范围为
。 (18分)
知识点
在平面直角坐标系中,为坐标原点,已知曲线
上任意一点
(其中
)到定点
的距离比它到
轴的距离大1.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2)若过点的直线
与曲线
相交于不同的
两点,求
的值;
(3)若曲线上不同的两点
、
满足
求
的取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1)依题意知,动点到定点
的距离等于
到直线
的距离,曲线
是
以原点为顶点,为焦点的抛物线………(2分)
∵
∴
∴ 曲线方程是
………(4分)
(2)当平行于
轴时,其方程为
,由
解得
、
此时 ………(6分)
当不平行于
轴时,设其斜率为
,
则由 得
设则有
,
………(8分)
∴
………(10分)
(3)设
∴ ………(12分)
∵
∴
∵,化简得
∴ ………(14分)
当且仅当 时等号成立
∵
∴当的取值范围是
………(16分)
知识点
已知点,
的坐标分别为
,
.直线
,
相交于点
,且它们的斜率之积是
,记动点
的轨迹为曲线
.
(1)求曲线的方程;
(2)设是曲线
上的动点,直线
,
分别交直线
于点
,线段
的中点为
,求直线
与直线
的斜率之积的取值范围;
(3)在(2)的条件下,记直线与
的交点为
,试探究点
与曲线
的位置关系,并说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)设动点,则
(
且
)
所以曲线的方程为
(
).
(2)法一:设,则直线
的方程为
,令
,则得
,直线
的方程为
,
令,则得
,
∵ =
∴,∴
故
∵ ,∴
,
∴,
∴,
∴直线与直线
的斜率之积的取值范围为
法二:设直线的斜率为
,则由题可得直线
的斜率为
,
所以直线的方程为
,令
,则得
,
直线的方程为
,令
,则得
,
∴,
∴
故
∴直线与直线
的斜率之积的取值范围为
(3)法一:由(2)得,
,
则直线的方程为
,直线
的方程为
,…12分
由,解得
即
∴
∴ 点在曲线
上.
法二:由(2)得,
∴ ,
∴
∴ 点在曲线
上。
法三:由(2)得,,
,
∴ ,
∴ ∴ 点
在曲线
上.
知识点
已知定点,
,动
点
,且满足
成等差数列。
(1)求点的轨迹
的方程;
(2)若曲线的方程为
(
),过点
的直线
与曲线
相切,求直线
被曲线
截得的线段长的最小值。
正确答案
见解析。
解析
(1)由,
,
根据椭圆定义知的轨迹为以
为焦点的椭圆,
其长轴,焦距
,短半轴
,故
的方程为
.
(2)过点与X轴垂直的直线不与圆
相切,故可设
:
,由直线
与曲线
相切得,化简得
由,解得
联立,消去
整理得
,
直线被曲线
截得的线段一端点为
,设另一端点为
,解方程可得
,有
令,则
,
考查函数的性质知
在区间
上是增函数,
所以时,
取最大值
,从而
.
知识点
已知点是平面直角坐标系上的一个动点,点
到直线
的距离等于点
到点
的距离的2倍,记动点
的轨迹为曲线
.
(1)求曲线的方程;
(2)斜率为的直线
与曲线
交于
两个不同点,若直线
不过点
,设直线
的斜率分别为
,求
的数值;
(3)试问:是否存在一个定圆,与以动点
为圆心,以
为半径的圆相内切?若存在,求出这个定圆的方程;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)由题知,有.
化简,得曲线的方程:
,
(2)∵直线的斜率为
,且不过
点,
∴可设直线:
。
联立方程组得
。
又交点为,
∴,
∴
(3)答:一定存在满足题意的定圆.
理由:∵动圆与定圆
相内切,
∴两圆的圆心之间距离与其中一个圆的半径之和或差必为定值.
又恰好是曲线(椭圆)
的右焦点,且
是曲线
上的动点,
记曲线的左焦点为
,联想椭圆轨迹定义,有
,
∴若定圆的圆心与点
重合,定圆的半径为4时,则定圆
满足题意.
∴定圆的方程为:
.
知识点
在平面直角坐标系中,动点到两条坐标轴的距离之和等于它到点
的距离,记点
的轨迹为曲线
.
(1)给出下列三个结论:
①曲线关于原点对称;
②曲线关于直线
对称;
③曲线与
轴非负半轴,
轴非负半轴围成的封闭图形的面积小于
;
其中,所有正确结论的序号是_____;
(2)曲线上的点到原点距离的最小值为______.
正确答案
②③;
解析
略
知识点
曲线:
上的点到曲线
:
上的点的最短距离为 。
正确答案
1
解析
:
;则圆心坐标为
。
:
由点到直线的距离公式得圆心到直线的距离为
,所以要求的最短距离为
。
知识点
已知两点、
,点
是直角坐标平面上的动点,若将点
的横坐标保持不变、纵坐标扩大到
倍后得到点
满足
。
(1) 求动点所在曲线
的轨迹方程;
(2)过点作斜率为
的直线
交曲线
于
两点,且满足
,又点
关于原点O的对称点为点
,试问四点
是否共圆,若共圆,求出圆心坐标和半径;若不共圆,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)依据题意,有。
∵,
∴。
∴动点P所在曲线C的轨迹方程是。
(2)因直线过点
,且斜率为
,
故有,联立方程组
,得
。
设两曲线的交点为、
,可算得
。
又,点
与点
关于原点对称,
于是,可得点、
。
若线段、
的中垂线分别为
和
,则有
,
。
联立方程组,解得
和
的交点为
。
因此,可算得,
。
所以,四点共圆,圆心坐标为
,半径为
。
知识点
已知实数m>0,定点A(-m,0),B(m,0),s为一动点,直线SA与直线SB的斜率之积
为
(1)求动点s的轨迹C的方程,并指出它是哪一种曲线;
(2)当时,问t取何值时,直线l:2x-y+t=O (t∈R)与曲线C有且只有一个交点?
正确答案
见解析。
解析
(1)设S(x,y),则
由题意得即
当O<m<1时,轨迹C是中心在坐标原点,焦点在y轴上的椭圆(除去椭圆与x轴的两个交点);
当m>l时,轨迹C是中心在坐标原点,焦点在,轴上的椭圆(除去椭圆与x轴的两个交点):
当m=l时,轨迹C是以原点为圆心,半径为l的圆(除去圆与x轴的两个交点)。
(2)当时,曲线C的方程为
由消去y得
①令得t=±3。
此时直线l与曲线C有且只有一个公共点,
②令△>0且直线2x-y+1=O恰好过点(,0)时,
此时直线与曲线C有且只有一个公共点,
综上所述,当t=±3或时,直线l与曲线C有且只有一个公共点,
知识点
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