- 曲线与方程
- 共922题
已知动圆P过点F(0,)且与直线y=-
相切.
(Ⅰ)求点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)过点F作一条直线交轨迹C于A,B两点,轨迹C在A,B两点处的切线相交于点N,M为线段AB的中点,求证:MN⊥x轴.
正确答案
(Ⅰ)根据抛物线的定义,
可得动圆圆心P的轨迹C的方程为x2=y(4分)
(Ⅱ)证明:设A(x1,x12),B(x2,x22),∵y=x2,
∴y′=2x,∴AN,BN的斜率分别
为2x1,2x2,故AN的方程为y-x12=2x1(x-x1),
BN的方程为y-x22=2x2(x-x2)(7分)
即,两式相减,得x=
,
∴M,N的横坐标相等,于是MN⊥x轴(10分)
已知一个圆的圆心为坐标原点,半径为2.从这个圆上任意一点P向x轴作垂线段PP′,求线段PP′中点M的轨迹.
正确答案
由题意可得已知圆的方程为x2+y2=4.
设点M的坐标为(x,y),点P的坐标为(x0,y0),
∵M是线段PP′的中点,
∴由中点坐标公式得x=x0,y=,
即x0=x,y0=2y.
∵P(x0,y0)在圆x2+y2=4上,
∴x02+y02=4 ①
将x0=x,y0=2y代入方程①得
x2+4y2=4,即+y2=1.
∴点M的轨迹是一个椭圆.
设△ABC的两个顶点A(-a,0),B(a,0)(a>0),顶点C是一个动点且满足直线AC的斜率与BC的斜率之积为负数m,试求顶点C的轨迹方程,并指出轨迹类型.
正确答案
设C的坐标为(x,y),则
∵△ABC的两个顶点A(-a,0),B(a,0)(a>0),直线AC的斜率与BC的斜率之积为负数m
∴×
=m
∴+
=1,(y≠0)
当m=-1时,轨迹是一个圆(除去与x轴的交点);
当0>m>-1是焦点在x轴上的椭圆(除去与x轴的交点);
当m<-1是焦点在y轴上的椭圆(除去与x轴的交点).
已知F1(-1,0),F2(1,0),A(,0),动点P满足3
•
+
•
=0.
(1)求动点P的轨迹方程.
(2)是否存在点P,使PA成为∠F1PF2的平分线?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)设P(x,y),则=(-1-x,-y),
=(1-x,-y),
=(
-x,-y).
∴•
=(-1-x)(
-x)+(-y)2=(x+1)(x-
)2+y2,
•
=(1-x)•(
-x)+(-y)2=(x-1)(x-
)+y2.
∴3[(x+1)(x-)+y2]+(x-1)(x-
)+y2=0.
∴x2+y2=即为P点的轨迹方程.
(2)设存在,则cos∠F1PA=cos∠APF2.
∴=
.
将条件3•
=-
•
代入上式不成立.∴不存在.
已知点A(-2,0),B(2,0),动点P满足:∠APB=2θ,且|PA||PB|sin2θ=2.
(1)求动点P的轨迹Q的方程;
(2)过点B的直线l与轨迹Q交于两点M,N.试问在x轴上是否存在定点C,使得•
为常数.若存在,求出点C的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)△APB中,由余弦定理得:AB|2=|PA|2+|PB|2-2|PA|•|PB|•cos2θ=
|PA|2+|PB|2-2|PA|•|PB|•(1-2sin2θ)=|PA|2+|PB|2-2|PA|•|PB|+4|PA|•|PB|sin2θ
=(|PA|-|PB|)2+8=16,∴||PA|-|PB||=2,故点P的轨迹是以A、B为焦点的双曲线,
且 c=2,a=,∴b=
,故双曲线方程为 x2-y2=2.
(2)假设存在定点C(m,0),使得•
为常数,当直线l斜率存在时,设直线l的方程为 y=k(x-2),
代入双曲线方程得 (1-k2) x2+4k2x-(4k2+2)=0,由题意知 k≠±1.
∴x1+x2=,x1•x2=
.
∵•
=(x1-m)(x2-m)+k2(x1-2 )(x2-2)
=(1+k2)x1•x2-(2k2+m)(x1+x2)+4k2+m2=+ m2+ 2(1-2m) 为常数,与k无关,
∴m=1,此时,•
=-1.
当当直线l斜率不存在时,M(2,2),N (2,-2
),
•
=-1.
综上,存在定点C(1,0),使得•
为常数.
(1)求直线y=x+1被双曲线x2-=1截得的弦长;
(2)求过定点(0,1)的直线被双曲线x2-=1截得的弦中点轨迹方程.
正确答案
(1)由得4x2-(x+1)2-4=0,即3x2-2x-5=0(*)
设方程(*)的解为x1,x2,则有x1+x2=,x1x2=-
得,d=
|x1-x2|=
=
=
(2)方法一:若该直线的斜率不存在时与双曲线无交点,则设直线的方程为y=kx+1,它被双曲线截得的弦为AB对应的中点为P(x,y),
由得(4-k2)x2-2kx-5=0(*)
设方程(*)的解为x1,x2,则△=4k2+20(4-k2)>0,
∴16k2<80,|k|<,且x1+x2=
,x1x2=-
,
∴x=(x1+x2)=
,y=
(y1+y2)=
(x1+x2)+1=
,
即,消去k得4x2-y2+y=0(y<-4或y>0).
方法二:设弦的两个端点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),弦中点为P(x,y),则
,两式相减得:4(x1+x2)(x1-x2)=(y1+y2)(y1-y2),
∴=
,即
=
,即4x2-y2+y=0(y<-4或y>0).
已知:三定点A(-,0),B(
,0),C(-
,0),动圆M线AB相切于N,且|AN|-|BN|=
,现分别过点A、B作动圆M的切线,两切线交于点P.
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)直线3x-3my-2截动点P的轨迹所得弦长为2,求m的值;
(3)是否存在常数λ,使得∠PBC=λ∠PCB,若存在,求λ的值,若不存在,并请说明理由.
正确答案
(1)由平几知识得:|PA|-|PB|=|AN|-|BN|=>|AB|=
∴动点P的轨迹是A、B为焦点的双曲线(部分)
设它的方程为-
=1(x>a),则
解得:,故所求的方程为
-
=1(x>
)
(2)设直线3x-3my-2=0与动点P的轨迹相交于是Q1(x1,y1),Q2(x2,y2),
∵直线3x-3my-2=0恒过双曲线的焦点B
∴由双曲线定义知|Q1Q2|=e(x1+x2-)=2(x1+x2-
)=2
∴x1+x2=
若m=0,则x1=x2=,此时x1+x2=
,即|Q1Q2|=2合题意若m≠0,由
,消去y得:9x2-3(
-
x)2=1,
化简得:(27m2-9)x2+12x-3m2-4=0,x1+x2==
解得m=0与m≠0矛盾.
∴m=0
(3)当x=时,|BP|=1,|BC|=1,此时∠PCB=45°,∠PBC=90°
猜想λ=2
当x≠时,设P(x,y)则{y^2}=-3(
-x2),且tan∠PCB=
∴tan2∠PCB==
=
=
=
而tan∠PBC=-tan∠PBx==
∴tan2∠PCB=tan∠PBC
又∵0<∠PBC<π,0<2<PBC<π
∴2∠PCB=∠PBC即存在λ=2,使得:∠PBC=λ∠PCB
过原点的直线与圆x2+y2-6x+5=0相交于A、B两点,求弦AB的中点M的轨迹方程.
正确答案
设圆x2+y2-6x+5=0的圆心为C,则C的坐标是(3,0),由题意,CM⊥AB,则有kCMkAB=-1
∴×
=-1(x≠3,x≠0)…(3分)
化简得x2+y2-3x=0(x≠3,x≠0)…(6分)
当x=3时,y=0,点(3,0)适合题意 …(7分)
当x=0时,y=0,点(0,0)不适合题意 …(8分)
解方程组得x=
,y=±
∴点M的轨迹方程是x2+y2-3x=0(≤x≤3) …(10分)
已知点P是圆x2+y2=4上一动点,定点Q(4,0).
(1)求线段PQ中点的轨迹方程;
(2)设∠POQ的平分线交PQ于R,求R点的轨迹方程.
正确答案
(1)设PQ中点M(x,y),则P(2x-4,2y),代入圆的方程得(x-2)2+y2=1.
(2)设R(x,y),由=
=
,
设P(m,n),则有m=,n=
,
代入x2+y2=4中,得
(x-)2+y2=
(y≠0).
设m∈R,在平面直角坐标系中,已知向量=(mx,y+1),向量
=(x,y-1),
⊥
,动点M(x,y)的轨迹为E.求轨迹E的方程,并说明该方程所表示曲线的形状.
正确答案
∵向量=(mx,y+1),向量
=(x,y-1),
由⊥
,得
•
=mx2+y2-1=0,即mx2+y2=1.
当m=0时,方程表示两直线,方程为y=±1;
当m=1时,方程表示的是圆,方程为x2+y2=1;
当0<m<1时,方程表示焦点在x轴上的椭圆;
当m>1时,方程表示焦点在y轴上的椭圆;
当m<0时,方程表示焦点在y轴上的双曲线.
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