- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
(2015秋•青岛校级期末)下列四个关于圆锥曲线的命题:
①已知M(-2,0)、N(2,0),|PM|+|PN|=3,则动点P的轨迹是一条线段;
②从双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离等于它的虚半轴长;
③双曲线与椭圆
有相同的焦点;
④关于x的方程x2-mx+1=0(m>2)的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率.
其中正确的命题是______.(填上你认为正确的所有命题序号)
正确答案
②④
解析
解:①已知M(-2,0)、N(2,0),|PM|+|PN|=3<4,则动点P的轨迹不存在,故不正确;
②从双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离等于它的虚半轴长,正确;
③双曲线的焦点是(±5,0),椭圆
的焦点是(±
,0),故不正确;
④关于x的方程x2-mx+1=0(m>2)的两根之和大于2,两根之积等于1,故两根中,一根大于1,一根大于0小于1,故可分别作为椭圆和双曲线的离心率.正确;
故答案为:②④.
已知抛物线y2=2x与过点M(m,0)(m>0)的直线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点.若•
=-1,则实数m的值为______.
正确答案
1
解析
解:设直线AB的方程为x=ty+m,(m>0),
由,得y2-2ty-2m=0,
判别式为4t2+4m>0恒成立,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则 y1+y2=2t,y1y2=-2m,
∴x1•x2=(ty1+m)•(ty2+m)=t2y1•y2+m2+mt(y1+y2)
=-2mt2+m2+2mt2=m2,
即有•
=x1•x2+y1•y2=m2-2m=-1,
解方程可得m=1.
故答案为:1.
(2015秋•常州校级月考)已知椭圆E:
+
=1过点D(1,
),且右焦点为F(1,0)右顶点为A,过点F的弦为BC,直线BA,直线CA分别交直线l:x=m(m>2)于P、Q两点.
(1)求椭圆方程;
(2)若FP⊥FQ,求m的值.
正确答案
解:(1)右焦点为F(1,0),可得
c=1,左焦点F‘为(-1,0),
由椭圆的定义可得2a=|DF|+|DF'|
=+
=4,
即有a=2,b==
,
则椭圆的方程为+
=1;
(2)当BC垂直于x轴,即有B(1,-),C(1,
),
设P(m,s),Q(m,t),A(2,0),F(1,0),
由B,A,P共线,可得kAB=kAP,
即为=
,即有s=
(m-2),
即有P(m,(m-2)),
=(m-1,
(m-2)),
同样可得Q(m,-(m-2)),
=(m-1,-
(m-2)),
FP⊥FQ即为=0,
即有(m-1)2-(m-2)2=0,
解得m=4;
当直线CB与x轴不垂直,则设直线CB的斜率为k,(k≠0)
∴直线CB的方程为y=k(x-1),k≠0,
又设B(x1,y1),C(x2,y2),P(m,y3),Q(m,y4),
联立,消y得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,
∴x1+x2=,x1x2=
,
∴y1y2=k2(x1-1)(x2-1)=,
又∵A、B、P三点共线,
∴y3=(m-2)•,同理y4=(m-2)•
,
∴=(m-1,(m-2)•
),
=(m-1,(m-2)•
),
由于=0,即为
=(m-1)2+(m-2)2•
=0,
分别代入x1+x2,x1x2,y1y2,可得(m-1)2-(m-2)2=0,
解得m=4.
综上可得m=4.
解析
解:(1)右焦点为F(1,0),可得
c=1,左焦点F‘为(-1,0),
由椭圆的定义可得2a=|DF|+|DF'|
=+
=4,
即有a=2,b==
,
则椭圆的方程为+
=1;
(2)当BC垂直于x轴,即有B(1,-),C(1,
),
设P(m,s),Q(m,t),A(2,0),F(1,0),
由B,A,P共线,可得kAB=kAP,
即为=
,即有s=
(m-2),
即有P(m,(m-2)),
=(m-1,
(m-2)),
同样可得Q(m,-(m-2)),
=(m-1,-
(m-2)),
FP⊥FQ即为=0,
即有(m-1)2-(m-2)2=0,
解得m=4;
当直线CB与x轴不垂直,则设直线CB的斜率为k,(k≠0)
∴直线CB的方程为y=k(x-1),k≠0,
又设B(x1,y1),C(x2,y2),P(m,y3),Q(m,y4),
联立,消y得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,
∴x1+x2=,x1x2=
,
∴y1y2=k2(x1-1)(x2-1)=,
又∵A、B、P三点共线,
∴y3=(m-2)•,同理y4=(m-2)•
,
∴=(m-1,(m-2)•
),
=(m-1,(m-2)•
),
由于=0,即为
=(m-1)2+(m-2)2•
=0,
分别代入x1+x2,x1x2,y1y2,可得(m-1)2-(m-2)2=0,
解得m=4.
综上可得m=4.
已知抛物线的顶点在原点,准线过双曲线=1(a>0,b>0)的一个焦点,且与双曲线实轴垂直,又抛物线与双曲线的一个交点为
.
(1)求抛物线与双曲线的方程.
(2)已知直线y=ax+1与双曲线交于A,B两点,求实数a的范围.
正确答案
解:(1)由题意知,抛物线焦点在x轴上,开口方向向右,可设抛物线方程为y2=2px(p>0),
将交点代入得p=4,故抛物线方程为y2=8x,它的准线方程为x=-2,
可得双曲线的一个焦点坐标为(2,0),则c=2.又点也在双曲线上,因此有
.
又a2+b2=4,因此可以解得a2=1,b2=3,因此,双曲线的方程为.
(2)将直线y=ax+1代入双曲线的方程可得 (3-a2)2 x2-2ax-4=0,
由 求得-2<a<2,且 a≠±
.
解析
解:(1)由题意知,抛物线焦点在x轴上,开口方向向右,可设抛物线方程为y2=2px(p>0),
将交点代入得p=4,故抛物线方程为y2=8x,它的准线方程为x=-2,
可得双曲线的一个焦点坐标为(2,0),则c=2.又点也在双曲线上,因此有
.
又a2+b2=4,因此可以解得a2=1,b2=3,因此,双曲线的方程为.
(2)将直线y=ax+1代入双曲线的方程可得 (3-a2)2 x2-2ax-4=0,
由 求得-2<a<2,且 a≠±
.
如图,已知抛物线C:y2=4x焦点为F,直线l经过点F且与抛物线C相交于A、B两点.
(Ⅰ)若线段AB的中点在直线y=2上,求直线l的方程;
(Ⅱ)若|AB|=20,求直线l的方程.
正确答案
解:(I)设A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点M(x0,2),则,
,
.
由,
,可得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2),
∴4kl=4,解得kl=1.
由y2=4x得焦点F(1,0).∴直线l的方程为:y=x-1.
(II)设直线l的方程为y=k(x-1),联立化为k2x2-(4+2k2)x+k2=0,
∴.
∵|AB|=x1+x2+p=,解得k=
.
∴直线l的方程为.
解析
解:(I)设A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点M(x0,2),则,
,
.
由,
,可得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2),
∴4kl=4,解得kl=1.
由y2=4x得焦点F(1,0).∴直线l的方程为:y=x-1.
(II)设直线l的方程为y=k(x-1),联立化为k2x2-(4+2k2)x+k2=0,
∴.
∵|AB|=x1+x2+p=,解得k=
.
∴直线l的方程为.
如图,已知椭圆C1与C2的中心在坐标原点O,长轴均为MN且在x轴上,短轴长分别为2m,2n(m>n),过原点且不与x轴重合的直线l与C1,C2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A,B,C,D,记
,△BDM和△ABN的面积分别为S1和S2.
(Ⅰ)当直线l与y轴重合时,若S1=λS2,求λ的值;
(Ⅱ)当λ变化时,是否存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2?并说明理由.
正确答案
解:以题意可设椭圆C1和C2的方程分别为
,
.其中a>m>n>0,
>1.
(Ⅰ)如图1,若直线l与y轴重合,即直线l的方程为x=0,则
,
,
所以.
在C1和C2的方程中分别令x=0,可得yA=m,yB=n,yD=-m,
于是.
若,则
,化简得λ2-2λ-1=0,由λ>1,解得
.
故当直线l与y轴重合时,若S1=λS2,则.
(Ⅱ)如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2,根据对称性,
不妨设直线l:y=kx(k>0),
点M(-a,0),N(a,0)到直线l的距离分别为d1,d2,则
,所以d1=d2.
又,所以
,即|BD|=λ|AB|.
由对称性可知|AB|=|CD|,所以|BC|=|BD|-|AB|=(λ-1)|AB|,
|AD|=|BD|+|AB|=(λ+1)|AB|,于是.
将l的方程分别与C1和C2的方程联立,可求得
根据对称性可知xC=-xB,xD=-xA,于是
②
从而由①和②可得
③
令,则由m>n,可得t≠1,于是由③可得
.
因为k≠0,所以k2>0.于是③关于k有解,当且仅当,
等价于,由λ>1,解得
,
即,由λ>1,解得
,所以
当时,不存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2;
当时,存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2.
解析
解:以题意可设椭圆C1和C2的方程分别为
,
.其中a>m>n>0,
>1.
(Ⅰ)如图1,若直线l与y轴重合,即直线l的方程为x=0,则
,
,
所以.
在C1和C2的方程中分别令x=0,可得yA=m,yB=n,yD=-m,
于是.
若,则
,化简得λ2-2λ-1=0,由λ>1,解得
.
故当直线l与y轴重合时,若S1=λS2,则.
(Ⅱ)如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2,根据对称性,
不妨设直线l:y=kx(k>0),
点M(-a,0),N(a,0)到直线l的距离分别为d1,d2,则
,所以d1=d2.
又,所以
,即|BD|=λ|AB|.
由对称性可知|AB|=|CD|,所以|BC|=|BD|-|AB|=(λ-1)|AB|,
|AD|=|BD|+|AB|=(λ+1)|AB|,于是.
将l的方程分别与C1和C2的方程联立,可求得
根据对称性可知xC=-xB,xD=-xA,于是
②
从而由①和②可得
③
令,则由m>n,可得t≠1,于是由③可得
.
因为k≠0,所以k2>0.于是③关于k有解,当且仅当,
等价于,由λ>1,解得
,
即,由λ>1,解得
,所以
当时,不存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2;
当时,存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2.
抛物线C:x2=4y,直线l1:y=kx交C于点A,交准线于点M.过点M的直线l2与抛物线C有唯一的公共点B(A,B在对称轴的两侧),且与x轴交于点N.
(Ⅰ)求抛物线C的准线方程;
(Ⅱ)求S△AOB:S△MON的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)如图所示,
∵抛物线C:x2=4y,
∴p=2,
∴抛物线的准线方程为y=-1;…(4分)
(Ⅱ)不妨设点A在y轴的左侧,则M(-,-1),
设l2的斜率为m,
∴它的直线方程为y+1=m(x+),
与抛物线方程联立得,
消去y得,x2-4mx+4-=0,…(6分)
∴△=16m2-4(4-)=0,
解得=
<0;…(8分)
∴B(2m,m2),且m>1;
A(4k,4k2),N(-
,0),ON=|
-
|=m,
∴△MON的面积为S△MON=m;…(10分)
又点B到l1的距离为d=,
OA=4|k|,
∴△AOB的面积为
S△AOB=OA•d=2|k||2km-m2|=
;…(12分)
∴S△AOB:S△MON=;
令1-m2=t,(t<0),
则S△AOB:S△MON=8-
>4.…(14分)
∴S△AOB:S△MON的取值范围是(4,+∞).
解析
解:(Ⅰ)如图所示,
∵抛物线C:x2=4y,
∴p=2,
∴抛物线的准线方程为y=-1;…(4分)
(Ⅱ)不妨设点A在y轴的左侧,则M(-,-1),
设l2的斜率为m,
∴它的直线方程为y+1=m(x+),
与抛物线方程联立得,
消去y得,x2-4mx+4-=0,…(6分)
∴△=16m2-4(4-)=0,
解得=
<0;…(8分)
∴B(2m,m2),且m>1;
A(4k,4k2),N(-
,0),ON=|
-
|=m,
∴△MON的面积为S△MON=m;…(10分)
又点B到l1的距离为d=,
OA=4|k|,
∴△AOB的面积为
S△AOB=OA•d=2|k||2km-m2|=
;…(12分)
∴S△AOB:S△MON=;
令1-m2=t,(t<0),
则S△AOB:S△MON=8-
>4.…(14分)
∴S△AOB:S△MON的取值范围是(4,+∞).
已知椭圆,圆x2+y2=4.直线y=2x与椭圆交于点A,过A作椭圆的切线交圆于M,N两点(M在N的左侧),则|MF1|•|NF2|=______.
正确答案
3
解析
解:由,解得x2=
,y2=
.
直线y=2x与椭圆交于点A,设A为第一象限的交点,如图所示
则A(,
),
设椭圆经过A点的切线为:y-=k(x-
),
与椭圆联解,消去y得
(3+4k2)x2-8(k2+2k)x+
(k+2)2-12=0.
由△=64×(k2+2k)2-4(3+4k2)[
(k+2)2-12]=0,
解得k=-.
∴切线方程为y-=-
(x-
),即y=-
x+
由消去y,得
x2-
x-
=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),可得x1+x2=,x1x2=-
.
∴结合x1<x2,得x2-x1==
.
∵F1(-1,0),F2(1,0),
∴(|MF1|•|NF2|)2=[(x1+1)2+y12]•[(x2-1)2+y22]
=[(x12+y12)+2x1+1][(x22+y22)-2x1+1]=(5+2x1)(5-2x2)
=25-10(x2-x1)-4x1x2=25-10×+4×
=9.
因此|MF1|•|NF2|=3.
故答案为:3
若{an}是等差数列,公差为d且不为d≠0,a1,d∈R,它的前n项和记为Sn,设集合,
给出下列命题:(1)集合Q表示的图形是一条直线;(2)P∩Q=∅(3)P∩Q只有一个元素(4)P∩Q可以有两个元素(5)P∩Q至多有一个元素.其中正确的命题序号是 ______(注:把你认为是正确命题的序号都填上)
正确答案
⑤
解析
解:设y=,x=an由等差数列求和公式得Sn=na1+
[n(n-1)d]
则y=a1+[(n-1)d]
又x=a1+(n-1)d
易得2y=x+a1集合Q表示的图形是一条直线上不连续的点,①不正确.
把方程2y=x+a1与双曲线方程联立得2xa1-a12-4=0
∴直线2y=x+a1与双曲线最多有一个焦点,即P∩Q至多有一个元素.②③④均不正确,⑤正确.
故答案为:⑤
已知椭圆E:
=1(a>b>0)上任意一点到两焦点距离之和为
,离心率为
,左、右焦点分别为F1,F2,点P是右准线上任意一点,过F2作直线PF2的垂线F2Q交椭圆于Q点.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)证明:直线PQ与直线OQ的斜率之积是定值;
(3)点P的纵坐标为3,过P作动直线l与椭圆交于两个不同点M、N,在线段MN上取点H,满足,试证明点H恒在一定直线上.
正确答案
解:(1)由题意可得,解得
,c=1,
所以椭圆E:.
(2)由(1)可知:椭圆的右准线方程为,
设P(3,y0),Q(x1,y1),
因为PF2⊥F2Q,所以,
所以-y1y0=2(x1-1)
又因为且
代入化简得
.
即直线PQ与直线OQ的斜率之积是定值.
(3)设过P(3,3)的直线l与椭圆交于两个不同点M(x1,y1),N(x2,y2),点H(x,y),
则,
.
设,则
,
∴(3-x1,3-y1)=-λ(x2-3,y2-3),(x-x1,y-y1)=λ(x2-x,y2-y)
整理得,
,
∴从而,
由于,
,∴我们知道
与
的系数之比为2:3,
与
的系数之比为2:3.
∴,
所以点H恒在直线2x+3y-2=0上.
解析
解:(1)由题意可得,解得
,c=1,
所以椭圆E:.
(2)由(1)可知:椭圆的右准线方程为,
设P(3,y0),Q(x1,y1),
因为PF2⊥F2Q,所以,
所以-y1y0=2(x1-1)
又因为且
代入化简得
.
即直线PQ与直线OQ的斜率之积是定值.
(3)设过P(3,3)的直线l与椭圆交于两个不同点M(x1,y1),N(x2,y2),点H(x,y),
则,
.
设,则
,
∴(3-x1,3-y1)=-λ(x2-3,y2-3),(x-x1,y-y1)=λ(x2-x,y2-y)
整理得,
,
∴从而,
由于,
,∴我们知道
与
的系数之比为2:3,
与
的系数之比为2:3.
∴,
所以点H恒在直线2x+3y-2=0上.
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