- 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;
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)设(1)中所求轨迹方程与直线y=x+2交于C、D两点;求证OC⊥OD(O为坐标原点).
正确答案
(1)∵A(0,-2),B(0,4),P(x,y)
∴=(-x,-2-y),
=(-x,4-y)
∵•
=y2-8
∴-x(-x)+(4-y)(-2-y)=y2-8
整理可得,x2=2y
(2)联立可得x2-2x-4=0
设C(x1,y1),D(x2,y2),则x1+x2=2,x1x2=-4,
∴y1y2=(x1+2)(x2+2)=x1x2+2(x1+x2)+4=4
∵•
=x1x2+y1y2=0
∴OC⊥OD
已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得的弦MN的长为8.
(Ⅰ) 求动圆圆心的轨迹C的方程;
(Ⅱ) 已知点B(-1,0),设不垂直于x轴的直线与轨迹C交于不同的两点P,Q,若x轴是∠PBQ的角平分线,证明直线过定点.
正确答案
(Ⅰ)设圆心C(x,y),过点C作CE⊥y 轴,垂足为E,则|ME|=|MN|,
∴|CA|2=|CM|2=|ME|2+|EC|2,
∴(x-4)2+y2=42+x2,化为y2=8x.
(II)设P(x1,y1),Q(x2,y2),
由题意可知y1+y2≠0,y1y2<0.=8x1,
=8x2.
∵x轴是∠PBQ的角平分线,∴kPB=-kQB,
∴=-
,∴
=
,化为8+y1y2=0.
直线PQ的方程为y-y1=(x-x1),
∴y-y1=(x-x1),化为y-y1=
(x-
),
化为y(y2+y1)-y1(y2+y1)=8x-,
y(y1+y2)+8=8x,令y=0,则x=1,
∴直线PQ过 定点(1,0)
已知一动圆P与定圆(x-1)2+y2=1和y轴都相切,
(1)求动圆圆心P的轨迹M的方程;
(2)过定点A(1,2),作△ABC,使∠BAC=90°,且动点B,C在P的轨迹M上移动(B,C不在坐标轴上),问直线BC是否过某定点?证明你的结论.
正确答案
(1)设动点P的坐标为(x,y),由题设知:-1=|x|3′
化简得:x>0时,y2=4x.
x<0时,y=0
所以 P点的轨迹方程为y2=4x(x>0)和y=0(x<0)6′
(2)设B、C的坐标为(x1,y1)、(x2,y2),又A(1,2)
∵∠BAC=90°,∴•
=(x1-1,y1-2)•(x2-1,y2-2)=0
即(x1-1)(x2-1)+(y1-2)(y2-2)=0①
而BC的直线方程为(x2-x1)(y-y1)=(y2-y1)(x-x1)②8′
∵B、C在抛物线y2=4x上,
∴x1=,x2=
代入①式化简得-2(y1+y2)-y1y2=20③10′
把x1=,x2=
代入②式化简得BC的方程为(y1+y2)y-y1y2=4x④12′
对比③④可知,直线BC过点(5,-2),
∴直线BC恒过一定点(5,-2)14′
已知定点A(1,0),定直线l:x=5,动点M(x,y)
(1)若M到点A的距离与M到直线l的距离之比为,试求M的轨迹曲线C1的方程;
(2)若曲线C2是以C1的焦点为顶点,且以C1的顶点为焦点,试求曲线C2的方程;
(3)是否存在过点F(,0)的直线m,使其与曲线C2交得弦|PQ|长度为8呢?若存在,则求出直线m的方程;若不存在,试说明理由.
正确答案
(1)∵定点A(1,0),定直线l:x=5,动点M(x,y),
M到点A的距离与M到直线l的距离之比为,
∴根据椭圆定义:M的轨迹为椭圆,
其中c=1,e==
,
∴a=
∴b==2
∴则C1轨迹方程为:+
=1.
(2)∵C1轨迹方程为:+
=1,
∴C1的焦点为:(1,0),(-1,0),C1的顶点为:(,0),(-
,0)
由题意可知:C2为双曲线
则a′=1,c'=,
则b′==2,
∴C2轨迹方程为:x2-=1.
(3)当直线m的斜率不存在时,m的方程为:x=,
它与C2:x2-=1交于P(
,-4)和Q(
,4),得到得弦|PQ|=8.
当直线m的斜率存在时,m的方程为y=k(x-),
联立方程组 ,消去y,
整理得(4-k2)x2+2k2x-5k2-4=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
,
∵弦|PQ|长度为8,∴=8,
解得k=±,
∴直线m的方程为x=或y=±
(x-
).
设MN是双曲线-
=1的弦,且MN与x轴垂直,A1、A2是双曲线的左、右顶点.
(Ⅰ)求直线MA1和NA2的交点的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设直线y=x-1与轨迹C交于A、B两点,若轨迹C上的点P满足=λ
+μ
(O为坐标原点,λ,μ∈R)
求证:λ2+μ2-λμ为定值,并求出这个定值.
正确答案
(Ⅰ)∵A1、A2是双曲线的左、右顶点,∴A1(-2,0)A2(2,0)
∵MN是双曲线-
=1的弦,且MN与x轴垂直,∴设M(x0,y0),则N(x0,-y0)
则直线MA1和NA2的方程分别为y=(x+2),y=
(x-2)
联立两方程,解x0,y0,得 ,∵M(x0,y0)在双曲线上,代入双曲线方程,得
+
=1,即直线MA1和NA2的交点的轨迹C的方程为
+
=1
(Ⅱ)联立得7x2-8x-8=0
由韦达定理得x1+x2=,x1x2=
A,B,P三点在+
=1上,
知3x12+4y12=12,3x22+4y22=12,
∵=λ
+μ
,∴P点坐标为(λ2x12+2λμx1x2+μ2x22,λ2y12+2λμy1y2+μ2y22)
∴3(λ2x12+2λμx1x2+μ2x22)+4(λ2y12+2λμy1y2+μ2y22)=12
又3x1x2+4y1y2=7x1x2-4(x1+x2)+4=-
∴λ2+μ2-λμ=1
∴λ2+μ2-λμ为定值,且定制为1.
抛物线顶点在原点,焦点在x轴上,且过点(4,4),焦点为F;
(1)求抛物线的焦点坐标和标准方程:
(2)P是抛物线上一动点,M是PF的中点,求M的轨迹方程.
正确答案
(1)抛物线顶点在原点,焦点在x轴上,且过点(4,4),
设抛物线解析式为y2=2px,把(4,4)代入,得,16=2×4p,∴p=2
∴抛物线标准方程为:y2=4x,焦点坐标为F(1,0)
(2)设M(x,y),P(x0,y0),F(1,0),M是PF的中点
则x0+1=2x,0+y0=2 y
∴x0=2x-1,y0=2 y
∵P是抛物线上一动点,∴y02=4x0
∴(2y)2=4(2x-1),化简得,y2=2x-1.
∴M的轨迹方程为 y2=2x-1.
已知一条曲线在x轴的上方,它上面的每一点到点A(0,2)的距离减去它到x轴的距离的差都是2,求这条曲线的方程.
正确答案
设点M(x,y)是曲线上任意一点,MB⊥x轴,垂足是B,那么点M属于集合P={M||MA|-|MB|=2}.
由距离公式,点M适合的条件可表示为:-y=2①
将①式移项后再两边平方,得x2+(y-2)2=(y+2)2,
化简得:y=x2
因为曲线在x轴的上方,所以y>0,虽然原点O的坐标(0,0)是这个方程的解,但不属于已知曲线,所以曲线的方程是y=x2(x≠0),它的图形是关于y轴对称的抛物线,但不包括抛物线的顶点,如图所示.
已知点A、B的坐标分别是(0,-1)、(0,1),直线AM、BM相交于点M,且它们的斜率之积为-.
(1)求点M轨迹C的方程;
(2)若过点D(0,2)的直线l与(1)中的轨迹C交于不同的两点E、F,试求△OEF面积的取值范围(O为坐标原点).
正确答案
(1)设点M的坐标为(x,y),
∵kAM•kBM=-,∴
•
=-
.
整理得,+y2=1(x≠0);
(2)由题意知直线l的斜率存在,设l的方程为y=kx+2.
联立,得(2k2+1)x2+8kx+6=0.
由△=64k2-4×6(2k2+1)>0,解得k2>.
设E(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=
.
S△OEF=S△OED-S△OFD=OD|x1|-
OD|x2|=
OD|x1-x2|=
×2|x1-x2|=|x1-x2|
==
=
=
.
令k2-=t(t>0),所以k2=t+
(t>0).
则S△OEF==
=2
=2
≤2
=
.
所以S△OEF∈(0,].
已知两定点A(-2,0),B(1,0),动点P满足|PA|=2|PB|.
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)设点P的轨迹为曲线C,试求出双曲线x2-=1的渐近线与曲线C的交点坐标.
正确答案
(1)设点P(x,y),由题意:|PA|=2|PB|得:=2,…(4分)
整理得到点P的轨迹方程为x2+y2-4x=0…(7分)
(2)双曲线x2-=1的渐近线为y=±3x,…(9分)
解方程组,得交点坐标为(0,0),(
,
),(
,-
)…(13分)
已知动点P(x,y)与两个定点M(-1,0),N(1,0)的连线的斜率之积等于常数λ(λ≠0)
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)试根据λ的取值情况讨论轨迹C的形状;
(3)当λ=2时,对于平面上的定点E(-,0),F(
,0),试探究轨迹C上是否存在点P,使得∠EPF=120°,若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
解、(1)由题设可知;PM,PN的斜率存在且不为0,
则由kPM•kPN=λ得:•
=λ,即x2-
=1 (y≠0).
所以动点P的轨迹C的方程为x2-=1 (y≠0);
(2)讨论如下:
①当λ>0时,轨迹C为中心在原点,焦点在x 轴上的双曲线(除去顶点)
②当-1<λ<0时,轨迹C为中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆(除去长轴两个端点)
③当λ=-1时,轨迹C为以原点为圆心,1为半径的圆(除去点(-1,0),(1,0))
④当λ<-1时,轨迹C为中心在原点,焦点在y轴上的椭圆(除去短轴两个端点);
(3)当λ=2时,轨迹C的方程为x2-=1 (y≠0),显然定点E、F为其左右焦点.
假设存在这样的点P,使得∠EPF=120°,记∠EPF=θ,
设PE=m,PF=n,EF=2,
那么在△EPF中:由|m-n|=2,得m2+n2-2mn=4,
(2)2=m2+n2-2mncosθ,
两式联立得:2mn(1-cosθ)=8,所以mn==
=
.
S△EPF=mnsin120°=
×
×
=
再设P(xP,yP)
又因为S△EPF=|EF||yP|=
×2
|yP|=
所以|yP|=故yP=±
代入椭圆的方程可得:xP2-
=1
所以xP=±,所以满足题意的点P有四个,坐标分别为:(
,
),(-
,
),(
,-
),(-
,-
).
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