- 曲线与方程
- 共922题
平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知两点A(3,1)、B(-1,3),若点C满足=α
+β
,其中α、β∈R,且α+β=1,则点C的轨迹方程为______.
正确答案
C点满足 =α
+β
且α+β=1,由共线向量定理可知,
A、B、C三点共线.
∴C点的轨迹是直线AB
又A(3,1)、B(-1,3),
∴直线AB的方程为:=
整理得x+2y-5=0
故C点的轨迹方程为x+2y-5=0
故答案为x+2y-5=0.
已知H(-3,0),点P在y轴上,点Q在x轴的正半轴上,点M在直线PQ上,且满足•
=0,
=-
.
(1)当点P在y轴上移动时,求点M的轨迹C;
(2)过点T(-1,0)作直线l与轨迹C交于A、B两点,若在x轴上存在一点E(x0,0),使得△ABE是等边三角形,求x0的值.
正确答案
解(1)设点M的坐标为(x,y),
由=-
.得P(0,-
),Q(
,0),
由•
=0,得(3,-
)•(x,
)=0,
所以y2=4x由点Q在x轴的正半轴上,得x>0,
所以,动点M的轨迹C是以(0,0)为顶点,以(1,0)为焦点的抛物线,除去原点.
(2)设直线l:y=k(x+1),其中k≠0代入y2=4x,得k2x2+2(k2-2)x+k2=0①
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是方程①的两个实数根,由韦达定理得x1+x2=-,x1x2=1
所以,线段AB的中点坐标为(,
),线段AB的垂直平分线方程为y-
=-
(x-
),
令y=0,x0=+1,所以,点E的坐标为(
+1,0).
因为△ABE为正三角形,所以,点E(+1,0)到直线AB的距离等于
|AB|,而|AB|=
=
•
.
所以,=
解得k=±
,所以x0=
.
过双曲线-x2=1的上支上一点P作双曲线的切线分别交两条渐近线于点A,B.(1)求证:
•
为定值.(2)若
=
,求动点M的轨迹方程.
正确答案
解.(1)∵双曲线-x2=1的上支可表示为函数y=
,且y′=
×
=
设P(x0,y0)是双曲线上任一点,则双曲线在该点处的切线为y-y0=(x-x0)
即y-y0=(x-x0),即y0y-3x0x=3,
与渐近线方程y=x联立,解得A(
,
)(由于P不在双曲线的渐近线上,故y0±
x0≠0);
与渐近线y=-x联立,解得B(
,
),
∴•
=
+
=
+
=2(定值)
(2)设M(x,y)为所求轨迹上一点,由=
知
=
+
,由(1)有
即
再由P(x0,y0)在双曲线-x2=1 (y>0)上
∴-
=1,
∴-
=1
故所求轨迹为-
=1(y>0).
在平面直角坐标系中,已知点A(1,0),向量=(0,1),点B为直线x=-1上的动点,点C满足2
=
+
,点M满足
•e=0,
•
=0.
(1)试求动点M的轨迹E的方程;
(2)试证直线CM为轨迹E的切线.
正确答案
(1)设B(-1,m),C(x1,y1),
由2=
+
,得:2(x1,y1)=(1,0)+(-1,m),解得x1=0,y1=
(2分)
设M(x,y),由,得
⇒
,(4分)
消去m得E的轨迹方程y2=4x(6分)
(2)由题设知C为AB中点,MC⊥AB,故MC为AB的中垂线,MB∥x轴,
设M(,y0),则B(-1,y0),C(0,
),
当y0≠0时,kMC=,MC的方程y=
x+
(8分)
将MC方程与y2=4x联立消x,整理得:y2-2y0y+y02=0,
它有唯一解y=y0,即MC与y2=4x只有一个公共点,
又kMC≠0,所以MC为y2=4x的切线(10分)
当y0=0时,显然MC方程x=0为轨迹E的切线
综上知,MC为轨迹E的切线.
在平面直角坐标系xOy中,有一个以F1(0,-)和F2(0,
)为焦点、离心率为
的椭圆,设椭圆在第一象限的部分为曲线C,动点P在C上,C在点P处的切线与x、y轴的交点分别为A、B,且向量
=
+
.求:
(Ⅰ)点M的轨迹方程;
(Ⅱ)||的最小值.
正确答案
(I)椭圆方程可写为:+
=1式中a>b>0,且
得a2=4,b2=1,
所以曲线C的方程为:x2+=1(x>0,y>0).y=2
(0<x<1)y'=-
设P(x0,y0),因P在C上,有0<x0<1,y0=2,y'|x=x0=-
,得切线AB的方程为:
y=-(x-x0)+y0.
设A(x,0)和B(0,y),由切线方程得x=,y=
.
由=
+
得M的坐标为(x,y),由x0,y0满足C的方程,得点M的轨迹方程为:
+
=1(x>1,y>2)
(Ⅱ)||2=x2+y2,y2=
=4+
,
∴||2=x2-1+
+5≥4+5=9.
且当x2-1=,即x=
>1时,上式取等号.
故||的最小值为3.
已知点P是圆x2+y2=1上的一个动点,过点P作PQ⊥x轴于点Q,设=
+
,则点M的轨迹方程______.
正确答案
设点P(m,n),由题意得 Q(m,0 ),m2+n2=1 ①,
设点 M(x,y ).
∵=
+
,∴( x,y )=(m,n)+(m,0 )=(2m,n ),
∴x=2m,y=n,即 m=,且 n=y ②.
把②代入①得 +y2=1,
故答案为 +y2=1.
在平面直角坐标系xOy中,已知点A(-1,1),P是动点,且三角形POA的三边所在直线的斜率满足kOP+kOA=kPA,
(Ⅰ)求点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)若Q是轨迹C上异于点P的一个点,且,直线OP与QA交于点M,问:是否存在点P使得△PQA和△PAM的面积满足S△PQA=2S△PAM?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)设点P(x,y)为所求轨迹上的任意一点,
则由得
,
整理得轨迹C的方程为(
且
)。
(Ⅱ)设,
由可知直线PQ∥OA,
则,故
,
即,
由O、M、P三点共线可知,与
共线,
∴,
由(Ⅰ)知,
故,
同理,由与
共线,
∴,
即,
由(Ⅰ)知,故
,
将代入上式得
,
整理得,
由得
,
由,得到
,
因为PQ∥OA,所以,
由,得
,
∴P的坐标为(1,1)。
已知点P(x,y)与点A(-,0),B(
,0)连线的斜率之积为1,点C的坐标为(1,0).
(Ⅰ)求点P的轨迹方程;
(Ⅱ)过点Q(2,0)的直线与点P的轨迹交于E、F两点,求证•
为常数.
正确答案
(本题满分12分)
(Ⅰ)直线PA和PB的斜率分别为与
,(x≠±
),…(2分)
∵点P(x,y)与点A(-,0),B(
,0)连线的斜率之积为1,
∴•
=1,
即y2=x2-2,…(4分)
所求点P的轨迹方程为x2-y2=2,(x≠±).…(5分)
(Ⅱ)设E(x1,y1),F(x2,y2),
设过点Q(2,0)的直线为y=k(x-2),…(6分)
将它代入x2-y2=2,
得(k2-1)x2-4k2x+4k2+2=0.…(7分)
由韦达定理,得,…(8分)
∴•
=(x1-1,y1)•(x2-1,y2)
=x1x2-(x1+x2)+1+y1y2
=x1x2-(x1+x2)+1+k2(x1-2)•(x2-2)
=(1+k2)x1x2-(1+2k2)(x1+x2)+1+4k2
=(1+k2)•-(1+2k2)•
+1+4k2
=-1. …(10分)
当直线斜率不存在时,
,解得E(2,
),F(2,-
),
此时•
=(1,
)•(1,-
)=-1. …(12分)
故•
=-1.
所以•
为常数-1.…(12分)
已知双曲线x2-y2=2的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2的动直线与双曲线相交于A,B两点.
(I)若动点M满足=
+
+
(其中O为坐标原点),求点M的轨迹方程;
(II)在x轴上是否存在定点C,使•
为常数?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
由条件知F1(-2,0),F2(2,0),设A(x1,y1),B(x2,y2)
(I)设M(x,y),则=(x+2,y),
=(x1+2,y1),
=(x2+2,y2),
=(2,0),
由=
+
+
,得
,即
,
于是AB的中点坐标为(,
),
当AB不与x轴垂直时,=
=
,即y1-y2=
(x1-x2),
又因为A,B两点在双曲线上,所以x12-y12=2,x22-y22=2,
两式相减得(x1-x2)(x1+x2)=(y1-y2)(y1+y2),即(x1-x2)(x-4)=(y1-y2)y,
将y1-y2=(x1-x2)代入上式,化简得(x-6)2-y2=4,
当AB与x轴垂直时,x1=x2=2,求得M(8,0),也满足上述方程,
所以点M的轨迹方程是(x-6)2-y2=4.
(II)假设在x轴上存在定点C(m,0),使•
为常数,
当AB不与x轴垂直时,设直线AB的方程是y=k(x-2)(k≠±1),
代入x2-y2=2有(1-k2)x2+4k2x-(4k2+2)=0
则x1,x2是上述方程的两个实根,所以x1+x2=,x1x2=
,
于是•
=(x1-m)(x2-m)+k2(x1-2)(x2-2)
=(k2+1)x1x2-(2k2+m)(x1+x2)+4k2+m2=-
+4k2+m2
=+m2
=2(1-2m)++m2.
因为•
是与k无关的常数,所以4-4m=0,即m=1,此时
•
=-1,
当AB与x轴垂直时,点A,B的坐标可分别设为(2,),(2,-
),
此时•
=(1,
)•(1,-
)=-1,
故在x轴上存在定点C(1,0),使•
为常数.
已知两定点A(-2,0),B(1,0),动点P(x,y)满足|PA|=2|PB|.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)求的取值范围;
(3)设点S在过点A且垂直于x轴的直线l上运动,作SM,SN与轨迹C相切(M,N为切点).
①求证:M,B,N三点共线;
②求•
的最小值.
正确答案
(1)已知两定点A(-2,0),B(1,0),如果动点P满足|PA|=2|PB|,设P点的坐标为(x,y),
则(x+2)2+y2=4[(x-1)2+y2],即(x-2)2+y2=4,
所以点的轨迹是以(2,0)为圆心,2为半径的圆,
(2)=
表示P(x,y)与定点(-2,0)所连直线的斜率
而点P(x,y)在圆(x-2)2+y2=4,上运动,
设=k即y=k(x+2),即kx-y+2k=0,圆心(2,0)到此直线的距离为:
d=,令d=2得
=2⇒k=±
,
结合图形易求得的取值范围为[-
,
].
(3)①如图,由题意知直线MN可看成是以SC为直径的圆与圆C的公共弦所在的直线,
设S(-2,t),C(2,0),则以SC为直径的圆的方程为:
x2+(y-)2=22+(0-
)2即x2+y2-ty-4=0,又(x-2)2+y2=4
两者作差,得:4x-ty-4=0,此方程即为直线MN的方程,
令y=0得x=1,即直线MN过点B(1,0),
从而M,B,N三点共线;
②•
=|
|•|
|cos2∠MSC
=|| 2•(1-2sin 2∠MSC)
=(SC2-MC2) (1-2×)
设SC=m,由于MC=2,且m≥4,
∴•
=m2+
-12,此函数在m≥4时是单调增函数,
当且仅当m=4时,它取得最小值,最小值为:m2+-12=42+
-12=6.
故•
的最小值6.
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