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题型:简答题
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简答题

(文)已知动圆过定点P(0,1),且与定直线y=-1相切.

(1)求动圆圆心的轨迹M的方程;

(2)设过点Q(0,-1)且以=(-1,-k)为方向向量的直线l与轨迹M相交于A、B两点.若∠APB为钝角,求直线l斜率的取值范围.

正确答案

(1)∵动圆过定点P(0,1),且与定直线y=-1相切

故圆心到点P(0,1)的距离等于半径,

且圆心到直线y=-1的距离等于半径,

即圆心到定点P(0,1),及定直线y=-1的距离相等

圆心轨迹M是以P(0,1)为焦点,直线y=-1为准线的抛物线,

故它的方程是x2=4y------------------------------------------------5′

(2)直线l过点Q(0,-1),且以=(-1,-k)为方向向量,所以直线方程为y=kx-1,

代入x2=4y得x2-4kx+4=0,

由△=16k2-4×1×4>0得k<-1,或k>1①-------------------------------------7′

设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=4k,x1x2=4

所以=(x1,y1-1),=(x2,y2-1),∵∠PDB为钝角,∴<0

即x1x2+(y1-1)(y2-1)=x1x2+(kx1-2)(kx2-2)=(1+k2)x1x2-2k(x1+x2)+4<0------------------------------------------------------------------10′

即4(1+k2)-2k×4k+4<0,解得k<-,或k>②------------------------------12′

由①②得k<-,或k>-------------------------------------------------------------------------14′

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题型:填空题
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填空题

设x、y∈R,在直角坐标平面内,=(x,y+2),=(x,y-2),且||+||=8,则点M(x,y)的轨迹方程为 ______.

正确答案

∵||+||=8,

+=8,

此式的几何意义是:

动点(x,y)到两个定点(0,-2)、(0,2)的距离之和等于8,

由椭圆的定义知:点M(x,y)的轨迹方程为椭圆.

其长轴长为8,焦距为4.焦点在y轴上.

其方程为:+=1.

故答案为:+=1.

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题型:填空题
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填空题

平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知两点A(2,1),B(x,y)若点B满足,则点B的轨迹方程为______.

正确答案

依题意,=(2,1),=(x,y),

=(x-2,y-1)

,∴(2,1)•(x-2,y-1)=0

∴2x+y-5=0

即点B的轨迹方程为2x+y-5=0

故答案为2x+y-5=0

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题型:简答题
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简答题

已知点M(0,1)、A(1,1)、B(0,2),且=cosθ•+sinθ•(θ∈R).

(I)求点P的轨迹方程;

(II)求过Q(1,3)与(1)中轨迹相切的直线方程.

正确答案

(I)设P(x,y),则=(x,y-1),

=(1,0),=(0,1),=cosθ•+sinθ•(θ∈R)

∴有(x,y-1)=(cosθ,sinθ),

,x2+(y-1)2=1.

(II)当斜率不存在时,直线方程为x=1,满足题意;

当斜率存在时,设直线方程为y-3=k(x-1),即kx-y-k+3=0

∵直线与圆相切,∴=1,∴k=

∴切线方程为3x-4y+9=0

综上,所求切线方程为x=1或3x-4y+9=0.

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题型:简答题
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简答题

在平面直角坐标系xOy中,点F与点E(-,0)关于原点O对称,M是动点,且直线EM与FM的斜率之积等于-.设点M的轨迹为曲线C,经过点(0,)且斜率为k的直线l与曲线C有两个不同的交点P和Q.

(Ⅰ)求曲线C的轨迹方程;

(Ⅱ)求k的取值范围;

(Ⅲ)设A(,0),曲线C与y轴正半轴的交点为B,是否存在常数k,使得向量+共线?如果存在,求k值;如果不存在,请说明理由.

正确答案

(Ⅰ)设点M(x,y),由题意得点F(,0),= -1,化简可得 x2+y2=2,

故曲线C的方程为  x2+y2=2,表示以原点为圆心,以为半径的圆.

(Ⅱ)∵点(0,)是圆和y轴的交点,经过点(0,)且斜率为k的直线l与曲线C有两个不同的交点P和Q,

∴线l与曲线C不能相切,∴k≠0.

(Ⅲ) 把直线l的方程 y-=k(x-0)代入曲线C的方程 x2+y2=2 得,(1+k2)x2+2kx=0.

设P(x1,y1 ),Q(x2,y2),则  x1+x2=-,x1•x2=0.

+=(x1+x2,kx1++kx2+ )=(-,-+2 ).

由B(0,),A(,0),∴=(- ).∵向量+共线,

∴--(-)(-+2 )=0,=0,∴k=1.

即存在常数 k=1 满足题中的条件.

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题型:简答题
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简答题

已知P为椭圆9x2+2y2=18上任意一点,由P向x轴作垂线段PQ,垂足为Q,点M在线段PQ上,且=2,设点M的轨迹为曲线E.

(Ⅰ)求曲线E的方程;

(Ⅱ)若直线l:y=x+m与曲线E有两个不同的交点A、B,且,求实数m的取值范围.

正确答案

(I)设点P(x0,y0)是椭圆上一点,

则Q(x0,0),M(x,y),=(x-x0,y-y0),=(x0-x,-y).

=2,(1分)

即点P的坐标为(x,3y).(3分)

点P在椭圆上,代入椭圆方程得:9x2+18y2=18.

即曲线E的方程为x2+2y2=2.(5分)

(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),

将直线方程y=x+m与9x2+18y2=18联立

去y,得3x2+4mx+2m2-2=0.

由△=(4m)2-12(2m2-2)>0,解得0≤m2<3.

x1+x2=-,x1•x2=.(7分)

得x1•x2+y1•y2>

 而x1x2+y1y2=x1x2+(x1+m)•(x2+m)

=2x1x2+m(x1+x2)+m2=2×+m(-)+m2=m2-(10分)

∴m2-,即m2>2,又0≤m2<3,

∴2<m2<3.

∴实数m的取值范围是(-, -)∪(, ).(12分)

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题型:简答题
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简答题

在直角坐标平面中,△ABC的两个顶点为A(0,-l),B(0,1),平面内两点G,M同时满足:①=3(O为坐标原点);②||=||=||;③

(1)求顶点C的轨迹E的方程;

(2)直线l:y=x+t与曲线E交于P,Q两点,求四边形PAQB面积的最大值.

正确答案

(1)设C(x,y),

由①知,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||=|=

化简整理得:+y2=1(x≠0);

(2)将y=x+t代入椭圆方程,可得4x2+6tx+3t2-3=0,

由△>0,可得t2<4

设P(x1,y1),Q(x2,y2

则x1+x2=-t,x1•x2=

∴SPAQB=|AB||x1-x2|=

∴t=0时,四边形PAQB面积的最大值为

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题型:简答题
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简答题

已知点G是△ABC的重心,A(0,-1),B(0,1).在x轴上有一点M,满足||=||,(λ∈R)(若△ABC的顶点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),则该三角形的重心坐标为G()).

(1)求点C的轨迹E的方程.

(2)设(1)中曲线E的左、右焦点分别为F1、F2,过点F2的直线l交曲线E于P、Q两点,求△F1PQ面积的最大值,并求出取最大值时直线l的方程.

正确答案

(1)设C(x,y),则G().

(λ∈R),∴GM∥AB.又M是x轴上一点,则M(,0).

又∵||=||,∴=.整理得+y2=1(x≠0).

(2)由(1),知F1(-,0),F2(,0).设直线l的方程为x=ty+

由(1),知x≠0,∴l不过点(0,±1),∴t≠±

设P(x1,y1),Q(x2,y2),将x=ty+代入x2+3y2=3,(t2+3)y2+2ty-1=0.

∴△=8t2+4(t2+3)=12(t2+1)>0恒成立.∴y1+y2=,y1•y2=-

∴|y1-y2|===

∴S△F1PQ=|F1F2|•|y1-y2|=|y1-y2|=2(t≠±).

∴S△F1PQ==

当且仅当t2+1=2,即t=±1时取“=”

所以△F1PQ的最大值为,此时直线l的方程为x±y-=0.

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题型:简答题
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简答题

已知与曲线C:x2+y2-2x-2y+1=0相切的直线l交x,y的正半轴与A、B两点,O为原点,|OA|=a,|OB|=b,(a>2,b>2).

(1)求线段AB中点的轨迹方程;

(2)求ab的最小值.

正确答案

(1)设AB的中点坐标为(x,y),

由题意可知a=2x,b=2y,直线l的方程为 +=1,即bx+ay-ab=0.

曲线C的方程可化为(x-1)2+(y-1)2=1,

所以曲线C为圆.

圆心到直线l的距离 d=

当d=1时,直线与圆相切,

=1,整理得(a-2)(b-2)=2,

线段AB中点的轨迹方程为:(x-1)(y-1)=1,x>1,y>1.

(2)由(1)得到(a-2)(b-2)=2且a>2,b>2,

所以ab=2(a+b)-2≥4 -2,当且仅当a=b时取等号,

所以当a=b时,ab最小即三角形的面积最小,则三角形AOB为等腰直角三角形

则ab=4+6,此时a=b==+2,

所以ab的最小值为:4+6.

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题型:简答题
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简答题

已知抛物线的方程为x2=2py(p>0),过点P(0,p)的直线l与抛物线相交于A、B两点,分别过点A、B作抛物线的两条切线l1和l2,记l1和l2相交于点M.

(Ⅰ)证明:直线l1和l2的斜率之积为定值;

(Ⅱ)求点M的轨迹方程.

正确答案

(Ⅰ)依题意,直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+p,

将其代入x2=2py,消去y整理得x2-2pkx-2p2=0(2分)

设A,B的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=-2p2(3分)

将抛物线的方程改写为y=x2,求导得y′=x.

所以过点A的切线l1的斜率是k1=,过点B的切线l2的斜率是k2=

故k1k2==-2,所以直线l1和l2的斜率之积为定值-2(6分)

(Ⅱ)设M(x,y).因为直线l1的方程为y-y1=k1(x-x1),即y-=(x-x1),

同理,直线l2的方程为y-=(x-x2),

联立这两个方程,消去y得-=(x-x2)-(x-x1),

整理得(x1-x2)(x-)=0,注意到x1≠x2,所以x=(10分)

此时y=+(x-x1)=+(-x1)==-p(12分)

由(Ⅰ)知,x1+x2=2pk,所以x==pk∈R,

所以点M的轨迹方程是:y=-p.(14分)

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