- 曲线与方程
- 共922题
已知动点P到直线x=-1的距离与到定点C(, 0)的距离的差为
.动点P的轨迹设为曲线C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)设过点A(-4,0)的直线与曲线C交于E、F两点,定点A'(4,0),求直线A'E、A'F的斜率之和.
正确答案
(Ⅰ)由题意知,动点P到定点C(, 0)的距离等于到定直线x=-
的距离,
所以动点P的轨迹为抛物线,
且=
,
P=1.
所以点P的轨迹方程为y2=2x.…(6分)
(Ⅱ)设过点A的直线方程为y=k(x+4)(k≠0).
联立方程组,
消去x,得y2-y+4k=0.…(8分)
设E(x1,y1)、F(x2,y2),
则y1•y2=8,且y12=2x1,y22=2x2.
∵kA′E=,kA′F=
,
∴kA′E+kA′F=+
=
=
=.
由y1•y2=8,得kA'E+kA'F=0.…(14分)
动圆C过定点F(,0),且与直线x=-
相切,其中p>0.设圆心C的轨迹Γ的程为F(x,y)=0
(1)求F(x,y)=0;
(2)曲线Γ上的一定点P(x0,y0)(y0≠0),方向向量=(y0,-p)的直线l(不过P点)与曲线Γ交与A、B两点,设直线PA、PB斜率分别为kPA,kPB,计算kPA+kPB;
(3)曲线Γ上的两个定点P0(x0,y0)、Q0(x0′,y0′),分别过点P0,Q0作倾斜角互补的两条直线P0M,Q0N分别与曲线Γ交于M,N两点,求证直线MN的斜率为定值.
正确答案
(1)过点C作直线x=-的垂线,垂足为N,
由题意知:|CF|=|CN|,即动点C到定点F与定直线x=-的距离相等,
由抛物线的定义知,点C的轨迹为抛物线,
其中F(,0)为焦点,x=-
为准线,
所以轨迹方程为y2=2px(p>0);
(2)设 A(x1,y1)、B(x2,y2)
不过点P的直线l方程为y=-x+b,
由得y2+2y0y-2y0b=0,
则y1+y2=-2y0,
kAP+kBP=+
=+
=+
==0.
(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),
则kMN==
=
(***)
设MP0的直线方程为为y-y0=k(x-x0)与曲线y2=2px的交点P0(x0,y0),M(x1,y1).
由,y2-
y+
-2px0=0的两根为y0,y1
则y0+y1=,∴y1=
-y0
同理y0′+y2=,得y2=-
-y0′
∴y1+y2=-(y0+y0′),
代入(***)计算得kMN=-.是定值,命题得证
已知点A(-2,0),B(2,0),直线AP与直线BP相交于点P,它们的斜率之积为-,求点P的轨迹方程(化为标准方程).
正确答案
设P(x,y),因为A(-2,0),B(2,0)
所以kAP=(x≠-2),kBP=
(x≠2)
由已知,•
=-
(x≠±2)
化简,得+y2=1(x≠±2)
点P的轨迹方程:+y2=1(x≠±2).
设不等边三角形ABC的外心与重心分别为M、G,若A(-1,0),B(1,0)且MG∥AB.
(Ⅰ)求三角形ABC顶点C的轨迹方程;
(Ⅱ)设顶点C的轨迹为D,已知直线L过点(0,1)并且与曲线D交于P、N两点,若O为坐标原点,满足OP⊥ON,求直线L的方程.
正确答案
(I)设C(x,y)(xy≠0),∵MG∥AB,可设G(a,b),则M(0,b).
∴a=,b=
,即 x=3a,y=3b (1).
∵M是不等边三解形ABC的外心,∴|MA|=|MC|,即 =
(2).
由(1)(2)得 x2+= 1.所以,三角形顶点C的轨迹方程为 x2+
= 1,(xy≠0).
(II)设直线l的方程为 y=kx+1,P( x1,y1),N (x2,y2),
由 消y得 (3+k2)x2+2kx-2=0.∵直线l与曲线D交于P、N两点,
∴△=b2-4ac=4k2+8(3+k2)>0,x1+x2=-,x1•x2=-
.
∵OP⊥ON,∴x1•x2+y1y2=0,∴x1•x2+(kx1+1)(kx2+1)=0.
∴1+k2(-)+k (-
)+1=0,∴k=±
,
∴直线l的方程为 y=± x+1.
已知动圆P过定点F(0,1),且与定直线y=-1相切.
(Ⅰ)求动圆圆心P的轨迹W的方程;
(Ⅱ)设过点F的直线l与轨迹W相交于A,B两点,若在直线y=-1上存在点C,使△ABC为正三角形,求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)设动圆圆心P(x,y),
根据题意:点P(x,y)到点F(0,1)距离等于点P到定直线y=-1的距离,
即=|y+1|,(3分)
故:动圆圆心P的轨迹W的方程为x2=4y.(5分)
(Ⅱ)显然,直线的斜率k存在,
设过点F的直线l的方程为y-1=kx,即y=kx+1,(6分)
A(x1,y1),B(x2,y2).
①如果k=0,,得A(-2,1),B(2,1),
故有|AB|+4,而|AC|==2
,不符题意,所以k≠0.(7分)
②如果k≠0,弦AB中点M(x0,y0).则,得:x2-4kx-4=0,
所以有:x1+x2=4k,x1x2=-4,(9分)
y1+y2=k(x1+x2)+2=4k2+2,
x0==2k,y0=
=2k2+1,(11分),
即M(2k,2k2+1),
若在直线y=-1上存在点C,使△ABC为正三角形,
则设直线MC:y-(2k2+1)=-(x-2k)与y=-1联立,
解得x=4k+2k3,也就是C(4k+2k3,-1),
由=
,得
=
,(14分)
即k=±,所以,直线l的方程为y=±
x+1.(15分)
已知动点M(x,y)到定点F(0,1)的距离等于它到定直线l:y+1=0的距离
(1)求点M的轨迹方程
(2)经过点F,倾斜角为30°的直线m交M的轨迹于A、B两点,求|AB|
(3)设过点G(0,4)的直线n交M的轨迹于C(x1,y1),D(x2,y2),O为坐标原点.证明:OC⊥OD.
正确答案
(1)点M到点F的距离是|MF|=,点M到直线y+1=0的距离是d=|y+1|
根据题意,得x2+(y-1)2=(y+1)2
x2+y2-2y+1=y2+2y+1
即y=
∴点M的轨迹方程是y=;
(2)∵倾斜角为30°,∴直线m的斜率为
∵F(0,1),∴直线m的方程为:y=x+1
与抛物线方程联立
消去y可得, -
x-1=0
∴x1=2或x2=-
∴y1=3或y2=
∴A(2,3),B(-
,
)
∴|AB|==
(3)证明:过G(0,4)的直线为 y=kx+4
代入抛物线方程,得=kx+4
即x2-4kx-16=0
∵过点G(0,4)的直线n交M的轨迹于C(x1,y1),D(x2,y2),
∴x1+x2=4k,x1x2=-16
∵OC 的斜率是,OD的斜率是
∴×
=
=
=-1
∴OC⊥OD
已知△ABC的顶点A,B在椭圆x2+3y2=4上,C在直线l:y=x+2上,且AB∥l.
(1)求边AB中点的轨迹方程;
(2)当AB边通过坐标原点O时,求△ABC的面积;
(3)当∠ABC=90°,且斜边AC的长最大时,求AB所在直线的方程.
正确答案
(1)设AB所在直线的方程为y=x+m
由得4x2+6mx+3m2-4=0.(2分)
因为A、B在椭圆上,所以△=-12m2+64>0.-<m<
设A、B两点坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),中点为P(x0,y0)
则x1+x2=-,m=-
x0,y0=x0-
x0=-
x0
所以中点轨迹方程为y=-x(-
<x<
,且x≠-
)(4分)
(2)∵AB∥l,且AB边通过点(0,0),故AB所在直线的方程为y=x.
此时m=0,由(1)可得x=±1,所以|AB|=|x1-x2|=2
(6分)
又因为AB边上的高h等于原点到直线l的距离,所以h=(8分)
S△ABC=|AB|•h=2.(10分)
(3)由(1)得x1+x2=-,x1x2=
,
所以|AB|=|x1-x2|=
.(12分)
又因为BC的长等于点(0,m)到直线l的距离,即|BC|=.(14分)
所以|AC|2=|AB|2+|BC|2=-m2-2m+10=-(m+1)2+11.
所以当m=-1时,AC边最长,(这时△=-12+64>0)
此时AB所在直线的方程为y=x-1.(16分)
已知动点P与平面上两定点A(-,0),B(
,0)连线的斜率的积为定值-
.
(Ⅰ)试求动点P的轨迹方程C;
(Ⅱ)设直线l:y=kx+1与曲线C交于M、N两点,
①当|MN|=时,求直线l的方程.
②线段MN上有一点Q,满足=
,求点Q的轨迹方程.
正确答案
(Ⅰ)设点P(x,y),则根据题意,有
•
=-
,整理得
+y2=1.由于x≠±
,
所以求得的曲线C的方程为+y2=1(x≠±
).
(Ⅱ)设点M、N的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
由消去y得:(1+2k2)x2+4kx=0.
①解得x1=0,x2=.
由|MN|=|x1-x2|=
|
|=
,解得:k=±1.
∴直线l的方程x-y+1=0或x+y-1=0;
②设点Q的坐标为(x,y),
∵=
,
∴点Q为线段MN的中点,可得x==
,
∴y=kx+1=k•+1=
,
消去k,得方程:x2+2y2-2y=0.
因曲线C的方程为+y2=1(x≠±
),故直线不过点(±
,0),即k≠±
又∵直线l:y=kx+1与曲线C交于M、N两点,
∴△=(-4k)2>0,即k≠0,
因此,x≠0,且x≠±,
综上,所求点Q的轨迹方程为x2+2y2-2y=0(x≠0,且x≠±).
已知经过点A(-2,0),且以(λ,1+λ)为方向向量的直线l1与经过点B(2,0),且以(1+λ,-3λ)为方向向量的直线l2相交于点P,其中λ∈R.
(1)求点P的轨迹C的方程;
(2)是否存在直线l:y=kx+m(m≠0)与轨迹C相交于不同的两点M、N,且满足|BM|=|BN|?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)当λ≠0且λ≠-1时,直线l1:y=(x+2),直线l2:y=
(x-2)
消参可得+
=1①
当λ=0时,直线l1:x=-2,直线l2:y=0,其交点为(-2,0),适合①;
当λ=-1时,直线l1:y=0,直线l2:x=2,其交点为(2,0),适合①;
∴点P的轨迹C的方程为+
=1;
(2)假设存在直线l:y=kx+m(m≠0)与轨迹C相交于不同的两点M(x1,y1),N(x2,y2),且满足|BM|=|BN|.
令线段MN的中点M0(x0,y0),则BM0垂直平分MN
∵+
=1,
+
=1,
∴两式相减可得,kMN=-=k②
∵BM0⊥MN,∴kBM0==-
③
由②③可得x0=-1,y0=
∴M0(-1,)
∵M0在椭圆C的内部,故+
<1
∴|k|>1
∵M0(-1,)在直线l上,
∴=-k+m,
∴|m|=|k+|≥2
,当且仅当|k|=
时取等号
∴存在直线l满足条件,此时m的取值范围为(-∞,-2)∪(2
,+∞).
已知点M到双曲线-
=1的左、右焦点的距离之比为2:3.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)若点M的轨迹上有且仅有三个点到直线y=x+m的距离为4,求实数m的值.
正确答案
(1)双曲线-
=1的左、右焦点为F1(-5,0),F2(5,0).…(1分)
设点M(x,y),则=
,即
=
. …(3分)
化简得点M的轨迹方程为x2+y2+26x+25=0. …(7分)
(2)点M的轨迹方程即为(x+13)2+y2=144,它表示以(-13,0)为圆心,12为半径的圆. …(9分)
因为圆上有且仅有三点到直线y=x+m的距离为4,
所以圆心到直线y=x+m的距离为8,即=8. …(12分)
解得 m=13±8. …(14分)
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