- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
双曲线x2-=1上两点A、B关于直线y=-x+1对称,则直线AB方程为( )
正确答案
解析
解:设直线AB方程为y=x+b,
代入x2-=1可得2x2-2bx-b2-3=0,
∴AB中点的坐标为(b,2b),
代入y=-x+1,可得b=,
∴直线AB方程为y=x+,
故选:D.
已知直线l:y=2x+m和椭圆.
(1)m为何值时,l和C相交、相切、相离;
(2)m为何值时,l被C所截线段长为.
正确答案
解:(1)把y=2x+m代入可得17x2+16mx+4m2-4=0,△=16(17-m2).
由△=0,可得.
所以,当时,l和C相切;
当时,l与C相离.
(2)设l与C相交于A(x1,y1),B(x2,y2),
由(1)可得,,
.
因此,.
所以,由弦长公式得.
解得.因此
时,l被C所截得线段长为
.
解析
解:(1)把y=2x+m代入可得17x2+16mx+4m2-4=0,△=16(17-m2).
由△=0,可得.
所以,当时,l和C相切;
当时,l与C相离.
(2)设l与C相交于A(x1,y1),B(x2,y2),
由(1)可得,,
.
因此,.
所以,由弦长公式得.
解得.因此
时,l被C所截得线段长为
.
已知中心在原点O,焦点在x轴上的椭圆上的点到焦点距离的最大值为,最小值为
.
(1)求椭圆的方程
(2)设过点的直线l与椭圆交于A、B两点,若以AB为直径的圆与y轴相切,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)设椭圆的长半轴为a,短半轴长为b,半焦距为c,
则,解得
,b2=a2-c2=2,
∴椭圆C的标准方程为.
(2)易知直线不存在斜率时不满足条件,设直线l的方程为y=kx+,
由,得(1+2k2)x2+4
kx+2=0,△>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则k,
,
则,即圆心横坐标为-
,
|AB|==
=
=
,
因为以AB为直径的圆与y轴相切,所以|-|=
,解得k=±1,
所以直线l的方程为:y=x+或y=-x+
.
解析
解:(1)设椭圆的长半轴为a,短半轴长为b,半焦距为c,
则,解得
,b2=a2-c2=2,
∴椭圆C的标准方程为.
(2)易知直线不存在斜率时不满足条件,设直线l的方程为y=kx+,
由,得(1+2k2)x2+4
kx+2=0,△>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则k,
,
则,即圆心横坐标为-
,
|AB|==
=
=
,
因为以AB为直径的圆与y轴相切,所以|-|=
,解得k=±1,
所以直线l的方程为:y=x+或y=-x+
.
抛物线y=2x2上两点A(x1,y1)、B(x2,y2)关于直线y=x+m对称,且x1•x2=-,则m等于( )
正确答案
解析
解:由条件得A(x1,y1)、B(x2,y2)两点连线的斜率k=,
而y2-y1=2(x22-x12) ①,得x2+x1=- ②,且(
,
)在直线y=x+m上,
即=
+m,即y2+y1=x2+x1+2m ③
又因为A(x1,y1)、B(x2,y2)两点在抛物线y=2x2上,
所以有2(x22+x12)=x2+x1+2m,:即2[(x2+x1)2-2x2x1]=x2+x1+2m ④,
把①②代入④整理得2m=3,解得m=
故选 A.
已知双曲线的离心率为
,右焦点为F,过点M(1,0)且斜率为1的直线与双曲线C交于A,B两点,并且
.
(1)求双曲线方程;
(2)过右焦点F作直线l交双曲线C右支于P,Q两点,问在原点与右顶点之间是否存在点N,使的无论直线l的倾斜角多大,都有∠PNF=∠QNF.
正确答案
解:(1)由题意知b2=2a2,c2=3a2,代入双曲线得x2+2x-1-2a2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则有x1+x2=-2,x1x2=-2a2-1,y1y2=x1x2-(x1+x2)+1=-2a2+2.
又,则
,
,
得,
∴,
∴,方程为
.
(2)直线l:y=k(x-3),.设P(x,y),Q(x3,y3),N(x4,y4),
联立方程得(2-k2)x2+6k2x-9k2-6=0,
得,
,
,
.
∵∠PNF=∠QNF,
∴kPN+kQN=+
=
,
∴,所以存在点N.
解析
解:(1)由题意知b2=2a2,c2=3a2,代入双曲线得x2+2x-1-2a2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则有x1+x2=-2,x1x2=-2a2-1,y1y2=x1x2-(x1+x2)+1=-2a2+2.
又,则
,
,
得,
∴,
∴,方程为
.
(2)直线l:y=k(x-3),.设P(x,y),Q(x3,y3),N(x4,y4),
联立方程得(2-k2)x2+6k2x-9k2-6=0,
得,
,
,
.
∵∠PNF=∠QNF,
∴kPN+kQN=+
=
,
∴,所以存在点N.
已知圆C1的圆心在坐标原点O,且恰好与直线l1:x-2y+3=0相切,点A为圆上一动点,AM⊥x轴于点M,且动点N满足
,设动点N的轨迹为曲线C.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若直线l与椭圆C相交于不同两点A,B,且满足(O为坐标原点),求线段AB长度的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)设动点N(x,y),A(x0,y0),
∵AM⊥x轴于点M,∴M(x0,0),
设圆C1 的方程为x2+y2=r2,由题意得,
∴圆C1 的方程为x2+y2=9.
由题意,,得
,
∴,即
,
将A()代入x2+y2=9,得动点N的轨迹方程为
;
(Ⅱ)(1)假设直线l的斜率存在,设其方程为y=kx+m,
联立,可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0.
∴△=64k2-8m2+32>0.
,(*)
∵,∴
,则x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=0,
化简可得,.
将(*)代入可得3m2=8k2+8.
又∵|AB|=.
将代入,可得
=
=.
∴当且仅当,即
时等号成立.
又由,∴|AB|
.
∴.
(2)若直线l的斜率不存在,则OA所在直线方程为y=x,
联立,解得A(
),
同理求得B(),
求得.
综上,得.
解析
解:(Ⅰ)设动点N(x,y),A(x0,y0),
∵AM⊥x轴于点M,∴M(x0,0),
设圆C1 的方程为x2+y2=r2,由题意得,
∴圆C1 的方程为x2+y2=9.
由题意,,得
,
∴,即
,
将A()代入x2+y2=9,得动点N的轨迹方程为
;
(Ⅱ)(1)假设直线l的斜率存在,设其方程为y=kx+m,
联立,可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0.
∴△=64k2-8m2+32>0.
,(*)
∵,∴
,则x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=0,
化简可得,.
将(*)代入可得3m2=8k2+8.
又∵|AB|=.
将代入,可得
=
=.
∴当且仅当,即
时等号成立.
又由,∴|AB|
.
∴.
(2)若直线l的斜率不存在,则OA所在直线方程为y=x,
联立,解得A(
),
同理求得B(),
求得.
综上,得.
已知椭圆C:=1的离心率为
,直线y=x+1被以椭圆的短轴为直径的圆截得弦长为
,抛物线D以原点为顶点,椭圆的右焦点为焦点.
(Ⅰ)求椭圆C与抛物线D的方程;
(Ⅱ)已知A,B是椭圆C上两个不同点,且OA⊥OB,判定原点O到直线AB的距离是否为定值,若为定值求出定值,否则,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由题知=
,即a=2c,椭圆短轴为直径的圆的圆心到直线y=x+1距离d=
,
∴=
,解得b=
,∴a2=
,解得a2=4,∴c=1,∴
=1,∴p=2,
∴椭圆C的方程为,抛物线D方程为y2=4x; 5分
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),当直线AB与x轴垂直时,设AB:x=m,则,
∵OA⊥OB,∴=x1x2+y1y2=
=0,解得m=
,
∴原点到直线AB的距离为. 7分.
当直线AB斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+m代入3x2+4y2-12=0整理得,(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
则△=(8km)2-4(3+4k2)(4m2-12)>0,即4k2-m2+3>0,x1+x2=,x1x2=
,
∴y1y2=(kx1+m)(kx2+m)==
,
∵OA⊥OB,∴=x1x2+y1y2=
+
=0,即7m2=12(k2+1),
且满足△>0,10分
∴原点到直线AB的距离为=
,11分
故原点O到直线AB的距离为定值,定值为. 12分.
解析
解:(Ⅰ)由题知=
,即a=2c,椭圆短轴为直径的圆的圆心到直线y=x+1距离d=
,
∴=
,解得b=
,∴a2=
,解得a2=4,∴c=1,∴
=1,∴p=2,
∴椭圆C的方程为,抛物线D方程为y2=4x; 5分
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),当直线AB与x轴垂直时,设AB:x=m,则,
∵OA⊥OB,∴=x1x2+y1y2=
=0,解得m=
,
∴原点到直线AB的距离为. 7分.
当直线AB斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+m代入3x2+4y2-12=0整理得,(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
则△=(8km)2-4(3+4k2)(4m2-12)>0,即4k2-m2+3>0,x1+x2=,x1x2=
,
∴y1y2=(kx1+m)(kx2+m)==
,
∵OA⊥OB,∴=x1x2+y1y2=
+
=0,即7m2=12(k2+1),
且满足△>0,10分
∴原点到直线AB的距离为=
,11分
故原点O到直线AB的距离为定值,定值为. 12分.
已知点P是双曲线上除顶点外的任意一点,F1、F2分别为左、右焦点,c为半焦距,△PF1F2的内切圆与F1F2切于点M,则|F1M|•|F2M|=______.
正确答案
b2
解析
解:根据从圆外一点向圆所引的两条切线长相等可知:|F1M|=|F1S|,|F2M|=|F2T|,|PS|=|PT|
①当P在双曲线图象的右支时,而根据双曲线的定义可知
|F1M|-|F2M|=|F1P|-|F2P|=2a①;
而|F1M|+|MF2|=|F1F2|=2c②,
联立①②解得:|F1M|=a+c,|F2M|=c-a,所以|F1M|•|F2M|=(a+c)(c-a)=c2-a2=b2;
②当P在双曲线图象的左支时,而根据双曲线的定义可知
|F2M|-|F1M|=|F2P|-|F1P|=2a③;
而|F1M|+|MF2|=|F1F2|=2c④,
联立③④解得:|F2M|=a+c,|F1M|=c-a,|F1M|•|F2M|=(a+c)(c-a)=c2-a2=b2.
综上,可得|F1M|•|F2M|=b2.
故答案为:b2
如果椭圆的弦被点(4,2)平分,则这条弦所在的直线方程是______.
正确答案
x+2y-8=0
解析
解:设弦的端点为A(x1,y1)、B(x2,y2),
代入椭圆方程,得
9x12+36y12=36×9①,
9x22+36y22=36×9②;
①-②得
9(x1+x2)(x1-x2)+36(y1+y2)(y1-y2)=0;
由中点坐标=4,
=2,
代入上式,得
36(x1-x2)+72(y1-y2)=0,
∴直线斜率为k==-
,
所求弦的直线方程为:y-2=-(x-4),
即x+2y-8=0.
故答案为:x+2y-8=0.
已知椭圆的左,右两个顶点分别为A、B.曲线C是以A、B两点为顶点,离心率为
的双曲线.设点P在第一象限且在曲线C上,直线AP与椭圆相交于另一点T.
(1)求曲线C的方程;
(2)设P、T两点的横坐标分别为x1、x2,证明:x1•x2=1;
(3)设△TAB与△POB(其中O为坐标原点)的面积分别为S1与S2,且,求
的取值范围.
正确答案
(1)解:依题意可得A(-1,0),B(1,0).…(1分)
设双曲线C的方程为(b>0),
因为双曲线的离心率为,所以
,即b=2.
所以双曲线C的方程为.…(3分)
(2)证法1:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),直线AP的斜率为k(k>0),
则直线AP的方程为y=k(x+1),…(4分)
联立方程组…(5分)
整理,得(4+k2)x2+2k2x+k2-4=0,
解得x=-1或.所以
.…(6分)
同理可得,.…(7分)
所以x1•x2=1.…(8分)
证法2:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),
则,
.…(4分)
因为kAP=kAT,所以,即
.…(5分)
因为点P和点T分别在双曲线和椭圆上,所以,
.
即,
.…(6分)
所以,即
.…(7分)
所以x1•x2=1.…(8分)
证法3:设点P(x1,y1),直线AP的方程为,…(4分)
联立方程组…(5分)
整理,得,
解得x=-1或.…(6分)
将代入
,得
,即
.
所以x1•x2=1.…(8分)
(3)解:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),
则,
.
因为,所以
,即
.…(9分)
因为点P在双曲线上,则,所以
,即
.
因为点P是双曲线在第一象限内的一点,所以1<x1≤2.…(10分)
因为,
,
所以.…(11分)
由(2)知,x1•x2=1,即.
设,则1<t≤4,
.
设,则
,
当1<t<2时,f‘(t)>0,当2<t≤4时,f'(t)<0,
所以函数f(t)在(1,2)上单调递增,在(2,4]上单调递减.
因为f(2)=1,f(1)=f(4)=0,
所以当t=4,即x1=2时,.…(12分)
当t=2,即时,
.…(13分)
所以的取值范围为[0,1].…(14分)
解析
(1)解:依题意可得A(-1,0),B(1,0).…(1分)
设双曲线C的方程为(b>0),
因为双曲线的离心率为,所以
,即b=2.
所以双曲线C的方程为.…(3分)
(2)证法1:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),直线AP的斜率为k(k>0),
则直线AP的方程为y=k(x+1),…(4分)
联立方程组…(5分)
整理,得(4+k2)x2+2k2x+k2-4=0,
解得x=-1或.所以
.…(6分)
同理可得,.…(7分)
所以x1•x2=1.…(8分)
证法2:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),
则,
.…(4分)
因为kAP=kAT,所以,即
.…(5分)
因为点P和点T分别在双曲线和椭圆上,所以,
.
即,
.…(6分)
所以,即
.…(7分)
所以x1•x2=1.…(8分)
证法3:设点P(x1,y1),直线AP的方程为,…(4分)
联立方程组…(5分)
整理,得,
解得x=-1或.…(6分)
将代入
,得
,即
.
所以x1•x2=1.…(8分)
(3)解:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),
则,
.
因为,所以
,即
.…(9分)
因为点P在双曲线上,则,所以
,即
.
因为点P是双曲线在第一象限内的一点,所以1<x1≤2.…(10分)
因为,
,
所以.…(11分)
由(2)知,x1•x2=1,即.
设,则1<t≤4,
.
设,则
,
当1<t<2时,f‘(t)>0,当2<t≤4时,f'(t)<0,
所以函数f(t)在(1,2)上单调递增,在(2,4]上单调递减.
因为f(2)=1,f(1)=f(4)=0,
所以当t=4,即x1=2时,.…(12分)
当t=2,即时,
.…(13分)
所以的取值范围为[0,1].…(14分)
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