- 曲线与方程
- 共922题
已知圆心为P的动圆与直线y=-2相切,且与定圆x2+(y-1)2=1内切,记点P的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)设斜率为2的直线与曲线E相切,求此时直线到原点的距离.
正确答案
(1)设圆心P(x,y),∵圆P与直线y=-2相切,∴圆P的半径R=|y+2|.
又∵原P与定圆x2+(y-1)2=1内切,
∴|y+2|-1=}FP|,∴|y+1|=|FP|,
∴点P到定直线y=-1与到定点F(0,1)的距离相等,
∴点P的轨迹是抛物线x2=4y.即曲线E的方程为x2=4y.
(2)设斜率为2的直线与曲线E相切于点M(x0,y0).
由曲线E的方程为x2=4y,∴y′=,∴切线的斜率为
,
∴=2
,即x0=4
,∴y0=
=8,
∴切点为(4,8).
∴切线方程为y-8=2(x-4
),化为2
x-y-8=0.
∴原点到此切线的距离d==
.
设函数f(x)=-x3+3x+2分别在x1、x2处取得极小值、极大值.xoy平面上点A、B的坐标分别为(x1,f(x1))、(x2,f(x2)),该平面上动点P满足•
=4,点Q是点P关于直线y=2(x-4)的对称点.求
(I)求点A、B的坐标;
(II)求动点Q的轨迹方程.
正确答案
(Ⅰ)令f'(x)=(-x3+3x+2)'=-3x2+3=0解得x=1或x=-1
当x<-1时,f'(x)<0,
当-1<x<1时,f'(x)>0,
当x>1时,f'(x)<0
所以,函数在x=-1处取得极小值,在x=1取得极大值,
故x1=-1,x2=1,f(-1)=0,f(1)=4
所以,点A、B的坐标为A(-1,0),B(1,4).
(Ⅱ)设p(m,n),Q(x,y),•
=(-1-m,-n)•(1-m,4-n)=m2-1+n2-4n=4kPQ=-
,所以
=-
,又PQ的中点在y=2(x-4)上,
所以=2(
-4)
消去m,n得(x-8)2+(y+2)2=9
已知直线l:y=kx+1与圆C:(x-2)2+(y-3)2=1相交于A,B两点.
(1)求弦AB的中点M的轨迹方程;
(2)若O为坐标原点,S(k)表示△OAB的面积,f(k)=[S(k)]2+,求f(k)的最大值.
正确答案
(1)直线l与y轴的交点为N(0,1),圆心C(2,3),设M(x,y),
∵MN与MC所在直线垂直,∴•
=-1,(x≠0且x≠2),
当x=0时不符合题意,当x=2时,y=3符合题意,
∴AB中点的轨迹方程为:x2+y2-2x-4y+3=0,<x<
.(6分)
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
∵S△OAB=S△ONB-S△ONA,且|ON|=1,∴S△OAB=•|ON|•|x2-x1|
将y=kx+1代入方程(x-2)2+(y-3)2=1得(1+k2)x2-4(1+k)x+7=0,
∵x1+x2=,x1•x 2=
∴4S△OAB2=|x2-x1|2=(x1+x2)2-4x1•x2=,
∴f(k)=S2(k)+=
,(10分)
∵由f′(k)==0,∴k=±
,∵△>0得
<k<
,
∴k=时,f(k)的最大值为
.(14分)
动点P在x轴与直线l:y=3之间的区域(含边界)上运动,且到点F(0,1)和直线l的距离之和为4.
(1)求点P的轨迹C的方程;
(2)过点Q(0,-1)作曲线C的切线,求所作的切线与曲线C所围成区域的面积.
正确答案
(1)设P(x,y),根据题意,得+3-y=4,化简,得点P的轨迹C的方程y=
x2(y≤3).(4分)
(2)设过Q的直线方程为y=kx-1,代入抛物线方程,整理得x2-4kx+4=0.
由△=16k2-16=0.解得k=±1.
于是所求切线方程为y=±x-1.
切点的坐标为(2,1),(-2,1).
由对称性知所求的区域的面积为S=2[
x2-(x-1)]dx=
.(10分)
已知定点Q(0,5)和圆C:(x+2)2+(y-6)2=42.
(1)若直线l过Q点且被圆C截得的线段长为4,求直线l的方程;
(2)求过Q点的圆C的弦的中点P的轨迹方程,并指出其轨迹是什么?
正确答案
(1)1°当直线l斜率不存在时,容易知x=0符合题意;…2
2°当直线l斜率存在时,设直线l的方程为y=kx+5,交圆于AB两点,取AB中点M,连接CM,则CM⊥AB,
∵|AB|=4,r=4,
∴|CM|=2,…4
则由|CM|==2得:k=
,故直线l的方程为3x-4y+5=0,…6
∴直线l的方程为:x=0或3x-4y+5=0;…7
(2)设弦中点P(x,y),由题意得:CP⊥QP,…8
∴•
=0,而
=(x+2,y-6),
=(x,y-5)…10
∴•
=x(x+2)+(y-6)(y-5)=0,化简整理得:x2+y2+2x-11y+30=0,…11
∴点P的轨迹方程为::x2+y2+2x-11y+30=0,((x+2)2+(y-6)2<16)…13
∴点P的轨迹是以为(-1,)为圆心,
为半径的圆,在圆(x+2)2+(y-6)2=16的内部的一段弧…14
已知动点P到定点F(,0)的距离与点P到定直线l:x=2
的距离之比为
.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)设M、N是直线l上的两个点,点E与点F关于原点O对称,若•
=0,求|MN|的最小值.
正确答案
(1)设点P(x,y),
依题意,有=
.
整理,得+
=1.
所以动点P的轨迹C的方程为+
=1.
(2)∵点E与点F关于原点O对称,
∴点E的坐标为(-,0).
∵M、N是直线l上的两个点,
∴可设M(2,y1),N(2
,y2)(不妨设y1>y2).
∵•
=0,
∴(3,y1)•(
,y2)=0.
即6+y1y2=0.即y2=-.
由于y1>y2,则y1>0,y2<0.
∴|MN|=y1-y2=y1+≥2
=2
.
当且仅当y1=,y2=-
时,等号成立.
故|MN|的最小值为2.
设= (
, -
),
= (
, -
),P(x,y)是曲线C上任意一点,且满足
•
=1.O为坐标原点,直线l:x-y-1=0与曲线C交于不同两点A和B.(1)求
•
;(2)设点M(2,0),求MP的中点Q的轨迹方程.
正确答案
(1)曲线C为椭圆+
=1.设A(x1,y1)、B(x2,y2)是直线与椭圆的交点,
将y=x-1代入+
=1,消去y,得3x2-2x-3=0.
则x1+x2= , x1x2=-1,y1y2=(x1-1)(x2-1)=x1x2-(x1+x2)+1,∴
•
=x1x2+y1y2=-
.
(2)设Q(x,y),则P(2x-2,2y),得+
=1,则2(x-1)2+y2=1即为所求.
函数f(x)是由向量集到
的映射f确定,且f(x)=x-2(x•
)
,若存在非零常向量
使f[f(x)]=f(x)恒成立.
(1)求||;
(2)设=
,
(1,-2),若点P分
的比为-
,求点P所在曲线的方程.
正确答案
(1)f[f (x)]=f (x)-2[f (x)•]•
(
为向量)
=x-2(x•)•
-2{[x-2(x•
)•
]•
}•
=x-2(x•)•
-2[x•
-2(x•
)
a
2]•=x-2(x•
)•
∴[x•-2(x•
)•
a
2]•=0,∵
≠
.
∴x•-2(x•
)•
a
2=0,∴x•(1-2
a
2)=0恒成立
∴1-2
a
2=0,∴
a
2=,∴|
|=
.
(2)设B(x′,y′),∴=(x′-1,y′+2),
∴(x′-1)2+(y′+2)2=,
设P(x,y) 由=-
,∴(x-1,y+2)=-
(x′-x,y′-y)
∴,解得
,
∴(-2x+3-1)2+(-2y-6+2)2=
∴(x-1)2+(y+2)2=,即为P点所在曲线的方程.
在直角坐标平面中,△ABC的两个顶点为A(0,-1),B(0,1)平面内两点G、M同时满足①+
+
=
,②|
|=|
|=|
|,③
∥
(1)求顶点C的轨迹E的方程
(2)设P、Q、R、N都在曲线E上,定点F的坐标为(,0),已知
∥
,
∥
且
•
=0.求四边形PRQN面积S的最大值和最小值.
正确答案
(1)设C(x,y),
∵+
=2
,
由①知=2
,
∴G为△ABC的重心,
∴G(,
)
由②知M是△ABC的外心,
∴M在x轴上.
由③知M(,0),
由||=|
|得
=
化简整理得:+y2=1(x≠0)
(2)F(,0)恰为
+y2=1的右焦点
设PQ的斜率为k≠0且k≠±,
则直线PQ的方程为y=k(x-)
由⇒(3k2+1)x2-6
k2x+6k2-3=0
设P(x1,y1),Q(x2,y2)
则x1+x2=,x1•x2=
;
则|PQ|=•
=•
=
∵RN⊥PQ,把k换成-
得|RN|=
∴S=|PQ|•|RN|
==2-
)
∴3(k2+)+10=
∵k2+
≥2,
∴≥16,
∴≤S<2,(当k=±1时取等号)
又当k不存在或k=0时S=2
综上可得≤S≤2,
∴Smax=2,Smin=
已知点B(-1,0),C(1,0),P是平面上一动点,且满足||•|
|=
•
(Ⅰ)求点P的轨迹C对应的方程;
(Ⅱ)已知点A(m,2)在曲线C上,过点A作曲线C的两条弦AD和AE,且AD⊥AE,判断:直线DE是否过定点?并证明你的结论.
正确答案
(I)设P(x,y)代入||•|
|=
•
得
=1+x,化简得y2=4x.(4分)
(II)将A(m,2)代入y2=4x得m=1,
∴点A的坐标为(1,2).(5分)
设直线DE的方程为x=my+t代入y2=4x,得y2-4my-4t=0,设D(x1,y1),E(x2,y2)
则y1+y2=4m,y1•y2=-4t,△=(-4m)2+16t>0(*)(6分)
∴•
=(x1-1)(x2-1)+(y1-2)(y2-2)=x1x2-(x1+x2)+1+y1•y2-2(y1+y2)+4=
•
-(
+
)+y1•y2-2(y1+y2)+5=
-
+y1•y2-2(y1+y2)+5=
-
+(-4t)-2(4m)+5=0化简得t2-6t+5=4m2+8m
即t2-6t+9=4m2+8m+4即(t-3)2=4(m+1)2
∴t-3=±2(m+1)
∴t=2m+5或t=-2m+1,代入(*)式检验知只有t=2m+5满足△>0(7分)
∴直线DE的方程为x=m(y+2)+5
∴直线DE过定点(5,-2)(8分)
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