- 直线、圆及圆锥曲线的交汇问题
- 共263题
若双曲线的一条渐近线与圆
至多有一个交点,则双曲线离心率的取值范围是( )。
正确答案
解析
略
知识点
已知椭圆的中心在原点
,焦点在
轴上,离心率为
,右焦点到到右顶点的距离为
。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)是否存在与椭圆交于
,
两点的直线
:
,使得
成立?若存在,求出实数
的取值范围,若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)设椭圆的方程为
,半焦距为
.
依题意,由右焦点到右顶点的距离为
,得
。
解得,
。
所以。
所以椭圆的标准方程是
。 ……………4分
(2)解:存在直线,使得
成立.理由如下:
由得
。
,化简得
。
设,则
,
。
若成立,
即,等价于
,所以
。
,
,
,
化简得,。
将代入
中,
,
解得,。
又由,
,
从而,
或
。
所以实数的取值范围是
。 ……………14分
知识点
如图7,直线,抛物线
,已知点
在抛
物线上,且抛物线
上的点到直线
的距离的最小值为
。
(1)求直线及抛物线
的方程;
(2)过点的任一直线(不经过点
)与抛物线
交于
、
两点,直线
与直线
相交于点
,记直线
,
,
的斜率分别为
,
,
,问:是否存在实数
,使得
?若存在,试求出
的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)(法一)点
在抛物线
上,
。
设与直线平行且与抛物线
相切的直线
方程为
,
由 得
,
,
由
,得
,则直线
方程为
。
两直线
、
间的距离即为抛物线
上的点到直线
的最短距离,
有
,解得
或
(舍去)。
直线
的方程为
,抛物线
的方程为
。
(法二)点
在抛物线
上,
,抛物线
的方程为
。……2分
设为抛物线
上的任意一点,点
到直线
的距离为
,根据图象,有
,
,
,
的最小值为
,由
,解得
。
因此,直线的方程为
,抛物线
的方程为
。
(2)直线
的斜率存在,
设直线
的方程为
,即
,
由 得
,
设点、
的坐标分别为
、
,则
,
,
,
,
.
由 得
,
,
,
。
因此,存在实数,使得
成立,且
。
知识点
已知点,
的坐标分别为
,
.直线
,
相交于点
,且它们的斜率之积是
,记动点
的轨迹为曲线
.
(1)求曲线的方程;
(2)设是曲线
上的动点,直线
,
分别交直线
于点
,线段
的中点为
,求直线
与直线
的斜率之积的取值范围;
(3)在(2)的条件下,记直线与
的交点为
,试探究点
与曲线
的位置关系,并说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)设动点,则
(
且
)
所以曲线的方程为
(
).
(2)法一:设,则直线
的方程为
,令
,则得
,直线
的方程为
,
令,则得
,
∵ =
∴,∴
故
∵ ,∴
,
∴,
∴,
∴直线与直线
的斜率之积的取值范围为
法二:设直线的斜率为
,则由题可得直线
的斜率为
,
所以直线的方程为
,令
,则得
,
直线的方程为
,令
,则得
,
∴,
∴
故
∴直线与直线
的斜率之积的取值范围为
(3)法一:由(2)得,
,
则直线的方程为
,直线
的方程为
,…12分
由,解得
即
∴
∴ 点在曲线
上.
法二:由(2)得,
∴ ,
∴
∴ 点在曲线
上。
法三:由(2)得,,
,
∴ ,
∴ ∴ 点
在曲线
上.
知识点
已知定点,
,动
点
,且满足
成等差数列。
(1)求点的轨迹
的方程;
(2)若曲线的方程为
(
),过点
的直线
与曲线
相切,求直线
被曲线
截得的线段长的最小值。
正确答案
见解析。
解析
(1)由,
,
根据椭圆定义知的轨迹为以
为焦点的椭圆,
其长轴,焦距
,短半轴
,故
的方程为
.
(2)过点与X轴垂直的直线不与圆
相切,故可设
:
,由直线
与曲线
相切得,化简得
由,解得
联立,消去
整理得
,
直线被曲线
截得的线段一端点为
,设另一端点为
,解方程可得
,有
令,则
,
考查函数的性质知
在区间
上是增函数,
所以时,
取最大值
,从而
.
知识点
已知点是平面直角坐标系上的一个动点,点
到直线
的距离等于点
到点
的距离的2倍,记动点
的轨迹为曲线
.
(1)求曲线的方程;
(2)斜率为的直线
与曲线
交于
两个不同点,若直线
不过点
,设直线
的斜率分别为
,求
的数值;
(3)试问:是否存在一个定圆,与以动点
为圆心,以
为半径的圆相内切?若存在,求出这个定圆的方程;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)由题知,有.
化简,得曲线的方程:
,
(2)∵直线的斜率为
,且不过
点,
∴可设直线:
。
联立方程组得
。
又交点为,
∴,
∴
(3)答:一定存在满足题意的定圆.
理由:∵动圆与定圆
相内切,
∴两圆的圆心之间距离与其中一个圆的半径之和或差必为定值.
又恰好是曲线(椭圆)
的右焦点,且
是曲线
上的动点,
记曲线的左焦点为
,联想椭圆轨迹定义,有
,
∴若定圆的圆心与点
重合,定圆的半径为4时,则定圆
满足题意.
∴定圆的方程为:
.
知识点
已知抛物线的方程为,直线
的方程为
,点A
关于直线
的对称点在抛物线上。
(1)求抛物线的方程;
(2)已知,点
是抛物线的焦点,M是抛物线上的动点,求
的最小值及此时点M的坐标;
(3)设点B、C是抛物线上的动点,点D是抛物线与轴正半轴交点,△BCD是以D为直角顶点的直角三角形,试探究直线BC是否经过定点?若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由,
正确答案
见解析。
解析
(1)
设点A(3,-1)关于直线的对称点为坐标为
(x,y),
则解得
-
把点(1,3)代入
,解得a = 4,
所以抛物线的方程为
(2)∵是抛物线的焦点,抛物线的顶点为(0,-1),
∴抛物线的准线为,
过点M作准线的垂线,垂足为A,由抛物线的定义知,
∴=
,当且仅当P、M、A三点共线时“=”成立,
即当点M为过点P所作的抛物线准线的垂线与抛物线的交点时,取最小值,
∴,这时点M的坐标为
。
(3)BC所在的直线经过定点,该定点坐标为,
令,可得D点的坐标为
设,显然
,
则-
--
∵,∴
,即
直线BC的方程为
即-
所以直线BC经过定点.--
知识点
已知椭圆C1的中心在坐标原点,两个焦点分别为,点A(2,3)在椭圆C1上,过点A的直线L与抛物线
交于B,C两点,抛物线C2在点B,C处的切线分别为
,且
与
交于点P.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)是否存在满足的点P?若存在,指出这样的点P有几个(不必求出点P的坐标);若不存在,说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)解法1:设椭圆的方程为
,
依题意: 解得:
∴ 椭圆的方程为
.
解法2:设椭圆的方程为
,
根据椭圆的定义得,即
,
∵, ∴
.
∴ 椭圆的方程为
.
(2)解法1:设点,
,则
,
,
∵三点共线,
∴.
∴,
化简得:. ①
由,即
得
.
∴抛物线在点
处的切线
的方程为
,即
. ②
同理,抛物线在点
处的切线
的方程为
. ③
设点,由②③得:
,
而,则
.
代入②得 ,
则,
代入 ① 得
,即点
的轨迹方程为
.
若 ,则点
在椭圆
上,而点
又在直线
上,
∵直线经过椭圆
内一点
,
∴直线与椭圆
交于两点.
∴满足条件 的点
有两个.
解法2:设点,
,
,
由,即
得
.
∴抛物线在点
处的切线
的方程为
,
即.
∵, ∴
。
∵点在切线
上, ∴
. ①
同理, . ②
综合①、②得,点的坐标都满足方程
.
∵经过的直线是唯一的,
∴直线的方程为
,
∵点在直线
上, ∴
.
∴点的轨迹方程为
.
若 ,则点
在椭圆
上,又在直线
上,
∵直线经过椭圆
内一点
,
∴直线与椭圆
交于两点.
∴满足条件 的点
有两个.
解法3:显然直线的斜率存在,设直线
的方程为
,
由消去
,得
.
设,则
.
由,即
得
.
∴抛物线在点
处的切线
的方程为
,即
.…7分
∵, ∴
.
同理,得抛物线在点
处的切线
的方程为
.
由解得
∴.
∵,
∴点在椭圆
上.
∴.
化简得.(*)
由,
可得方程(*)有两个不等的实数根. ∴满足条件的点有两个.
知识点
设椭圆的离心率为
,其左焦点
与抛物线
的焦点相同.(Ⅰ)求此椭圆的方程;(Ⅱ)若过此椭圆的右焦点
的直线
与曲线
只有一个交点
,则
(1)求直线的方程;
(2)椭圆上是否存在点,使得
,若存在,请说明一共有几个点;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)抛物线的焦点为
,它是题设椭圆的左焦点.离心率为
,
所以,.由
求得
.
因此,所求椭圆的方程为 (*)
(2)椭圆的右焦点为,过点
与
轴平行的直线显然与曲线
没有交点.设直线
的斜率为
,
① 若,则直线
过点
且与曲线
只有一个交点
,此时直线
的方程为;
② 若,因直线
过点
,故可设其方程为
,将其代入
消去
,得
.因为直线
与曲线
只有一个交点
,所以判别式
,于是
,从而直线
的方程为
或
.因此,所求的直线
的方程为
或
或
.
可求出点的坐标是
或
或
.
①若点的坐标是
,则
.于是
=
,从而
,代入(*)式联立:
或
,求得
,此时满足条件的点
有4个:
.
②若点的坐标是
,则
,点M到直线
:
的距离是
,
于是有,从而
,
与(*)式联立:或
解之,可求出满足条件的点
有4个:
,
,
,
.
③ 若点的坐标是
,则
,点
到直线
:
的距离是
,于是有
,从而
,
与(*)式联立:或
,解之,可求出满足条件的点
有4个:
,
,
,
.
综合①②③,以上12个点各不相同且均在该椭圆上,因此,满足条件的点共有12个.图上椭圆上的12个点即为所求。
知识点
已知椭圆:
(
)的焦距为
,且过点(
,
),右焦点为
,设
,
是
上的两个动点,线段
的中点
的横坐标为
,线段
的中垂线交椭圆
于
,
两点。
(1)求椭圆的方程;
(2)求的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1) 因为焦距为,所以
,因为椭圆
过点(
,
),
所以,故
,
… 2分
所以椭圆的方程为
…………4分(2) 由题意,当直线AB垂直于
轴时,直线AB方程为
,此时
、
,得
。……… 5分
当直线不垂直于
轴时,设直线
的斜率为
(
),
(
),
,
由 得
,则
,
故。 ………………………………………… 6分
此时,直线斜率为
,
的直线方程为
。
即。
联立 消去
,整理得
。
设 ,
所以,
。 ……………………………9分
于是
。…… 11分
由于在椭圆的内部,故
令,
,则
。 …………… 12分
又,所以
。
综上,的取值范围为
。 …………………… 13分
知识点
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