- 曲线与方程
- 共922题
已知点A(0,-2),B(0,4),动点P(x,y)满足•
=y2-8,则动点P的轨迹方程是______.
正确答案
∵点A(0,-2),B(0,4),动点P(x,y)满足•
=y2-8,
则有(x,y+2)•(x,y-4)=y2-8,即 x2+y2-2y-8=y2-8,
化简可得x2=2y,
故答案为x2=2y.
已知A(-1,0),B(1,0),点C、点D满足||=4,
=
(
+
),则点C的轨迹方程是______;点D的轨迹方程是______.
正确答案
设C、D点的坐标分别为C(x0,y0),D(x,y),
则=(x0+1,y0),
=(2,0),
则+
=(x0+3,y0),
故=
(
+
)=(
,
)
∵=(x+1,y).
∴
代入||=
=4,整理得x2+y2=4,
点D的轨迹方程为x2+y2=4
∵
代入x2+y2=4得(x+1)2+y2=16
∴点D的轨迹方程为(x+1)2+y2=16
故答案为(x+1)2+y2=16,x2+y2=4,
设A(x1,y1),B(x2,y2)是平面直角坐标系xOy上的两点,现定义由点A到点B的一种折线距离ρ(A,B)为ρ(A,B)=|x2-x1|+|y2-y1|
对于平面xOy上给定的不同的两点A(x1,y1),B(x2,y2),
(1)若点C(x,y)是平面xOy上的点,试证明ρ(A,C)+ρ(C,B)≥ρ(A,B);
(2)在平面xOy上是否存在点C(x,y),同时满足
①ρ(A,C)+ρ(C,B)=ρ(A,B)②ρ(A,C)=ρ(C,B)若存在,请求出所有符合条件的点,请予以证明.
正确答案
(1)证明:由绝对值不等式知,
ρ(A,C)+ρ(C,B)=|x-x1|+|x2-x|+|y-y1|+|y2-y
≥|(x-x1)+(x2-x)|+|(y-y1)+(y2-y)|
=|x2-x1|+|y2-y1|
=ρ(A,B)
当且仅当(x-x1)•(x2-x)≥0,且(y-y1)•(y2-y)≥0时等号成立.
(2)由ρ(A,C)+ρ(C,B)=ρ(A,B)得
(x-x1)•(x2-x)≥0且(y-y1)•(y2-y)≥0 (Ⅰ)
由ρ(A,C)=ρ(C,B)得|x-x1|+|y-y1|=|x2-x|+|y2-y|(Ⅱ)
因为A(x1,y1),B(x2,y2)是不同的两点,则:1°若x1=x2且y1≠y2,
不妨设y1<y2,由(Ⅰ)得x=x1=x2,且y1≤y≤y2,
由(Ⅱ)得y=,
此时,点C是线段AB的中点,即只有点C(,
)满足条件;
2°若x1≠x2且y1=y2,
同理可得:只有AB的中点C(,
)满足条件;
3°若x1≠x2且y1≠y2,不妨设x1<x2且y1<y2,
由(Ⅰ)得x1≤x≤x2且y1≤y≤y2,
由(Ⅱ)得x+y=+
,
此时,所有符合条件的点C的轨迹是一条线段,即:过AB的中点(,
),
斜率为-1的直线x+y=+
夹在矩形AA1BB1之间的部分,
其中A(x1,y1),A1(x2,y1),B(x2,y2),B1(x1,y2).
已知抛物线y2=4x,F是焦点,直线l是经过点F的任意直线.
(1)若直线l与抛物线交于两点A、B,且OM⊥AB(O是坐标原点,M是垂足),求动点M的轨迹方程;
(2)若C、D两点在抛物线y2=4x上,且满足•
=-4,求证直线CD必过定点,并求出定点的坐标.
正确答案
(1)设动点M的坐标为(x,y).
∵抛物线y2=4x的焦点是F(1,0),直线l恒过点F,且与抛物线交于两点A、B,
又OM⊥AB,
∴⊥
,即
•
=0.
∴(x,y)•(x-1,y)=0,化简,得x2+y2-x=0.
又当M与原点重合时,直线l与x轴重合,故x≠0.
∴所求动点M的轨迹方程是x2+y2-x=0(x≠0).
(2)设点C、D的坐标为(x1,y1)、(x2,y2).
∵C、D在抛物线y2=4x上,
∴y12=4x1,y22=4x2,即x1+x2=,x1x2=
.
又•
=-4,
∴x1x2+y1y2=-4,即+y1y2=-4,解得y1y2=-8.
∵点C、D的坐标为(x1,y1)、(x2,y2),
∴直线CD的一个法向量是=(y1-y2,x2-x1),
可得直线CD的方程为:(y1-y2)(x-x1)+(x2-x1)(y-y1)=0,
化简,得(y1-y2)x+(x2-x1)y+x1y2-y1x2=0,进一步用y1、y2分别替换x1、x2,有(y1-y2)x+(y2-y1)y-2(y1-y2)=0.
又抛物线y2=4x上任两点的纵坐标都不相等,即y1-y2≠0.
∴直线CD的方程可化为x-y-2=0.
∴直线CD恒过定点,且定点坐标为(2,0).
在平面直角坐标系xOy中,已知曲线C1为到定点F(,
)的距离与到定直线l1:x+y+
=0的距离相等的动点P的轨迹,曲线C2是由曲线C1绕坐标原点O按顺时针方向旋转45°形成的.
(1)求曲线C1与坐标轴的交点坐标,以及曲线C2的方程;
(2)过定点M(m,0)(m>0)的直线l2交曲线C2于A、B两点,点N是点M关于原点的对称点.若=λ
,证明:
⊥(
-λ
).
正确答案
解(1)设P(x,y),由题意知曲线C1为抛物线,并且有
=
,
化简得抛物线C1的方程为:x2+y2-2xy-4x-4
y=0.
令x=0,得y=0或y=4;再令y=0,得x=0或x=4
,
所以,曲线C1与坐标轴的交点坐标为(0,0)、(0,4)和(4
,0).
点F(,
)到l1:x+y+
=0的距离为
=2,
所以C2是以(1,0)为焦点,以x=-1为准线的抛物线,其方程为:y2=4x.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知直线l2的斜率k存在且不为零,
设直线l2的方程为y=k(x-m),代入y2=4x得
y2-y-4m=0,可得y1y2=-4m.
由=λ
,得(m-x1,-y1)=λ(x2-m,y2),可得λ=-
,
而N(-m,0),可得-λ
=(x1+m,y1)-λ(x2+m,y2)=(x1-λx2+(1-λ)m,y1-λy2)
∵=(2m,0),
∴•(
-λ
)=2m[x1-λx2+(1-λ)m]=2m[
+
-
+(1+
)m]
=2m(y1+y2)•=2m(y1+y2)•
=0
∴对任意的λ满足=λ
,都有
⊥(
-λ
).
平面直角坐标系中,O为坐标原点,给定两点M(1,-3)N(5,1),若点C满足=t
+(1-t)
(t∈R).
(Ⅰ)求点C的轨迹方程;
(Ⅱ)设点C的轨迹与抛物线y2=4x交于A、B两点,求证:⊥
;
(Ⅲ)求以AB为直径的圆的方程.
正确答案
(Ⅰ):由=t
+(1-t)
(t∈R)
知点C的轨迹是M,N两点所在的直线,
故点C的轨迹方程是:y+3=(x-1)即y=x-4(3分)
(Ⅱ)由⇒(x-4)2=4x⇒x2-12x+16=0(5分)
设A(x1,y1),B(x2,y2)∴x1x2=16x1+x2=12(6分)
∴y1y2=(x1-4)(x2-4)=x1x2-4(x1+x2)+16=-16(8分)
∴x1x2+y1y2=0故⊥
(10分)
(Ⅲ)∵x1+x2=12,∴y1+y2=x1+x2-8=12-8=4
∴AB的中点C的坐标为(6,2).
又∵⊥
,∴|OC|=2
为圆的半径.
∴所求圆的方程为(x-6)2+(y-2)2=40(14分)
已知:△ABC为直角三角形,∠C为直角,A(0,-8),顶点C在x轴上运动,M在y轴上,=
(
+
),设B的运动轨迹为曲线E.
(1)求B的运动轨迹曲线E的方程;
(2)过点P(2,4)的直线l与曲线E相交于不同的两点Q、N,且满足=
,求直线l的方程.
正确答案
(1)由=
(
+
)可得M为BC的中点(2分)
设B(x,y),则M(0,y),C(-x,0)(4分)
∵C为直角,故•
=0
∵=(2x,y),
=(x,-8)
∴2x2-8y=0即x2=4y(5分)
B的轨迹曲线E的方程为x2=4y((x≠0)6分)
(2)∵=
P是QN的中点
设Q(x1,y1),N(x2,y2),线段QN的 中点P(2,4)
设L:y-4=k(x-2)
方法一:则x12=4y1,x22=4y2
两式相减可得,4(y1-y2)=(x1-x2)(x1+x2)(8分)
∴直线l的斜率k==
=1(11分)
直线l的方程为y-4=x-2即x-y+2=0
方法二:联立直线与曲线方程可得x2-4kx+8k-16=0(*)
△=16(k2-2k+4)>0,显然方程(*)有2个不相等的实数根(8分)
∴x1+x2=4k=4
∴k=1
∴直线L的方程为x-y+2=0(12分)
在直角坐标平面内,已知=(x+2,y),
=(x-2,y),若|
|-|
|=2,则点P(x,y)所在曲线的方程为______.
正确答案
因为在直角坐标平面内,已知=(x+2,y),
=(x-2,y),|
|-|
|=2,
所以点P(x,y)满足双曲线的定义,到(-2,0)与到(2,0)的距离的差是常数2,是双曲线的一支.
由题意可知a=1,c=2,所以b=,
所求的点P(x,y)所在曲线的方程为:-
=1,x>0.即x2-
=1,x>0.
故答案为:x2-=1,x>0.
过点A(0,a)作直线交圆M:(x-2)2+y2=1于点B、C,
(理)在BC上取一点P,使P点满足:=λ
,
=λ
,(λ∈R)
(文)在线段BC取一点P,使点B、P、C的横坐标的倒数成等差数列
(1)求点P的轨迹方程;
(2)若(1)的轨迹交圆M于点R、S,求△MRS面积的最大值.
正确答案
(1)(理)令P(x,y),因为=λ
,
=λ
,(λ∈R)
所以xB=λxC,x-xB=λ(xC-x)
∴=
,
∴x=①
设过A所作的直线方程为y=kx+a,(显然k存在)
又由得(1+k2)x2+(2ak-4)x+a2+3=0
∴xB+xC=,xBxC=
代入①,得x=,
∴y=kx+a=
消去k,得所求轨迹为2x-ay-3=0,(在圆M内部)
(文)令P(x,y),因为点B、P、C的横坐标的倒数成等差数列
所以 =
+
⇒x=
(以下同理)
(2)上述轨迹过为定点(,0)的直线在圆M内部分
,由得(a2+4)y2-2ay-3=0
则|y1-y2|==4
∴S△MRS=×
×4
=
=
令t=a2+3,则t≥3,而函数f(t)=t+在t≥3时递增,
∴S△MRS≤=
.
∴S△MRS|max=,此时t=3,a=0,
已知点A(a,0)(a>4),点B(0,b)(b>4),直线AB与圆x2+y2-4x-4y+3=0相交于C、D两点,且|CD|=2.
(1)求(a-4)(b-4)的值;
(2)求线段AB的中点的轨迹方程;
(3)求△AOM的面积S的最小值.
正确答案
(1)直线AB的方程为+
=1,其与已知圆相交,且|CD|=2,得圆心到直线AB的距离d=2,即
=2.化简得ab+8-4a-4b=0,故(a-4)(b-4)=8.
(2)设M(x,y),则,由(1)得(2x-4)(2y-4)=8,(x-2)(y-2)=2(x>2,y>2)为所求轨迹方程.--(8分)(x,y范围只写一个也行没写扣1分)
(3)S△AOM=a•
=
(4a+4b-8)=a+b-2=(a-4)+(b-4)+6≥2
+6=4
+6.
当且仅当a=b=4+2时面积取最小值6+4
.
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