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简答题

已知两定点E(,0),F(,0),动点P满足=0,由点P向x轴作垂线PQ,垂足为Q,点M满足=(-1),点M的轨迹为C.

(I)求曲线C的方程;

(II)若线段AB是曲线C的一条动弦,且|AB|=2,求坐标原点O到动弦AB距离的最大值.

正确答案

解:(Ⅰ)设动点P(x0,y0),则

∵动点P满足=0,∴,化为

即动点P的轨迹方程为

设动点M(x,y),则Q(x,0),如图所示,

,化为

代入动点P的轨迹方程得x2+2y2=2,即曲线C的方程为

(Ⅱ)当直线AB的斜率不存在时,∵|AB|=2=短轴长,∴直线AB经过原点,此时原点到直线的距离=0;

当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+t,

联立,消去y得(1+2k2)x2+4ktx+2t2-2=0,

∵直线与椭圆有两个交点,∴△=16k2t2-4(1+2k2)(2t2-2)>0,化为t2<1+2k2.(*)

∴|AB|=

∴22=

化为.(**)

原点O到直线AB的距离d=,∴

把(**)代入上式得=,当且仅当,即k2=0,k=0时取等号.

此时,满足(*)式.

,∴,即原点O到直线AB的最大距离d=

综上可知:坐标原点O到动弦AB距离的最大值是

解析

解:(Ⅰ)设动点P(x0,y0),则

∵动点P满足=0,∴,化为

即动点P的轨迹方程为

设动点M(x,y),则Q(x,0),如图所示,

,化为

代入动点P的轨迹方程得x2+2y2=2,即曲线C的方程为

(Ⅱ)当直线AB的斜率不存在时,∵|AB|=2=短轴长,∴直线AB经过原点,此时原点到直线的距离=0;

当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+t,

联立,消去y得(1+2k2)x2+4ktx+2t2-2=0,

∵直线与椭圆有两个交点,∴△=16k2t2-4(1+2k2)(2t2-2)>0,化为t2<1+2k2.(*)

∴|AB|=

∴22=

化为.(**)

原点O到直线AB的距离d=,∴

把(**)代入上式得=,当且仅当,即k2=0,k=0时取等号.

此时,满足(*)式.

,∴,即原点O到直线AB的最大距离d=

综上可知:坐标原点O到动弦AB距离的最大值是

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简答题

已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,A为C上异于原点的任意一点,过点A的直线l交C于另一点B,交x轴的正半轴于点D,且有丨FA丨=丨FD丨.当点A的横坐标为3时,△ADF为正三角形.

(Ⅰ)求C的方程;

(Ⅱ)若直线l1∥l,且l1和C有且只有一个公共点E,

(ⅰ)证明直线AE过定点,并求出定点坐标;

(ⅱ)△ABE的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)当点A的横坐标为3时,过点A作AG⊥x轴于G,

A(3,),F(,0),

∵△ADF为正三角形,

 又∵

∴p=2.

∴C的方程为y2=4x.

当D在焦点F的左侧时,

又|FD|=2|FG|=2(-3)=p-6,

∵△ADF为正三角形,

∴3+=p-6,解得p=18,

∴C的方程为y2=36x.此时点D在x轴负半轴,不成立,舍.

∴C的方程为y2=4x.

 (2)(ⅰ)设A(x1,y1),|FD|=|AF|=x1+1,

∴D(x1+2,0),

∴kAD=-

由直线l1∥l可设直线l1方程为

联立方程,消去x得     ①

由l1和C有且只有一个公共点得△=64+32y1m=0,∴y1m=-2,

这时方程①的解为,代入得x=m2,∴E(m2,2m).

点A的坐标可化为,直线AE方程为y-2m=(x-m2),

∴直线AE过定点(1,0);

(ⅱ)直线AB的方程为,即

联立方程,消去x得

=

由(ⅰ)点E的坐标为,点E到直线AB的距离为:

=

∴△ABE的面积=

当且仅当y1=±2时等号成立,

∴△ABE的面积最小值为16.

解析

解:(1)当点A的横坐标为3时,过点A作AG⊥x轴于G,

A(3,),F(,0),

∵△ADF为正三角形,

 又∵

∴p=2.

∴C的方程为y2=4x.

当D在焦点F的左侧时,

又|FD|=2|FG|=2(-3)=p-6,

∵△ADF为正三角形,

∴3+=p-6,解得p=18,

∴C的方程为y2=36x.此时点D在x轴负半轴,不成立,舍.

∴C的方程为y2=4x.

 (2)(ⅰ)设A(x1,y1),|FD|=|AF|=x1+1,

∴D(x1+2,0),

∴kAD=-

由直线l1∥l可设直线l1方程为

联立方程,消去x得     ①

由l1和C有且只有一个公共点得△=64+32y1m=0,∴y1m=-2,

这时方程①的解为,代入得x=m2,∴E(m2,2m).

点A的坐标可化为,直线AE方程为y-2m=(x-m2),

∴直线AE过定点(1,0);

(ⅱ)直线AB的方程为,即

联立方程,消去x得

=

由(ⅰ)点E的坐标为,点E到直线AB的距离为:

=

∴△ABE的面积=

当且仅当y1=±2时等号成立,

∴△ABE的面积最小值为16.

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简答题

抛物线M:y2=2px(p>0)的准线过椭圆N:+y2=1的左焦点,以坐标原点为圆心,以t(t>0)为半径的圆分别与抛物线M在第一象限的部分以及y轴的正半轴相交于点A与点B,直线AB与x轴相交于点C.

(1)求抛物线M的方程;

(2)设点A的横坐标为x1,点C的横坐标为x2,曲线M上点D的横坐标为x1+2,求直线CD的斜率.

正确答案

解:(1)∵椭圆N:+y2=1,

∴椭圆的左焦点为

,则p=1.

故M:y2=2x;

(2)由题意知,A

∵|OA|=t,

由于t>0,故有  ①

由点B(0,t),C(x2,0)的坐标知,

直线BC的方程为

又∵A在直线BC上,故有

将①代入上式,得     

,解得

又∵D(x1+2,),

∴直线CD的斜率为:

=

=

解析

解:(1)∵椭圆N:+y2=1,

∴椭圆的左焦点为

,则p=1.

故M:y2=2x;

(2)由题意知,A

∵|OA|=t,

由于t>0,故有  ①

由点B(0,t),C(x2,0)的坐标知,

直线BC的方程为

又∵A在直线BC上,故有

将①代入上式,得     

,解得

又∵D(x1+2,),

∴直线CD的斜率为:

=

=

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简答题

已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率是,且点P(1,)在椭圆上.

(1)求椭圆的方程;

(2)若过点D(0,2)的直线l与椭圆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

解:(1)∵椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率是

∴e==,∴a=,c=b,

∴椭圆的方程

∵点P(1,)在椭圆上,∴,解得b2=1,

.…(5分)

(2)由题意知直线l的斜率存在,

设l的方程为y=kx+2,代入,得:

(2k2+1)x2+8kx+6=0,

由△>0,解得k2

设E(x1,y1),F(x2,y2),则,…(7分)

S△OEF=S△OED-S△OFD

=

=

=|x1-x2|

=|x1-x2|,

|x1-x2|=

=

==

,∴,(t>0)

∴S△OEF=|x1-x2|=

==2

=2≤2=

解析

解:(1)∵椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率是

∴e==,∴a=,c=b,

∴椭圆的方程

∵点P(1,)在椭圆上,∴,解得b2=1,

.…(5分)

(2)由题意知直线l的斜率存在,

设l的方程为y=kx+2,代入,得:

(2k2+1)x2+8kx+6=0,

由△>0,解得k2

设E(x1,y1),F(x2,y2),则,…(7分)

S△OEF=S△OED-S△OFD

=

=

=|x1-x2|

=|x1-x2|,

|x1-x2|=

=

==

,∴,(t>0)

∴S△OEF=|x1-x2|=

==2

=2≤2=

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简答题

设F为椭圆E:=1(a>b>0)的右焦点,点在椭圆E上,直线l0:3x-4y-10=0与以原点为圆心、以椭圆E的长半轴长为半径的圆相切.

(1)求椭圆E的方程;

(2)过点F的直线l与椭圆相交于A,B两点,过点P且平行于AB的直线与椭圆交于另一点Q.问是否存在直线l,使得四边形PABQ的对角线互相平分?若存在,求出l的方程;若不存在,说明理由.

正确答案

解:(1)由题意知

所以椭圆E 的方程为…(4分)

(2)结论:存在直线l,使得四边形PABQ的对角线互相平分.…(5分)

理由如下:由题可知直线l、PQ的斜率存在.

设直线l的方程为y=k(x-1),直线PQ的方程为

消去y得(3+4k2)x2-8k2x+(4k2-12)=0

,…(7分)

消去y得(3+4k2)x2-(8k2-12k)x+(4k2-12k-3)=0

,…(9分)

若四边形PABQ的对角线互相平分,则四边形PABQ为平行四边形,

∴|AB|=|PQ|,

∴直线l的方程为3x-4y-3=0时,四边形PABQ的对角线互相平分.…(12分)

解析

解:(1)由题意知

所以椭圆E 的方程为…(4分)

(2)结论:存在直线l,使得四边形PABQ的对角线互相平分.…(5分)

理由如下:由题可知直线l、PQ的斜率存在.

设直线l的方程为y=k(x-1),直线PQ的方程为

消去y得(3+4k2)x2-8k2x+(4k2-12)=0

,…(7分)

消去y得(3+4k2)x2-(8k2-12k)x+(4k2-12k-3)=0

,…(9分)

若四边形PABQ的对角线互相平分,则四边形PABQ为平行四边形,

∴|AB|=|PQ|,

∴直线l的方程为3x-4y-3=0时,四边形PABQ的对角线互相平分.…(12分)

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简答题

已知椭圆C的离心率e=,长轴的左右端点分别为A1(-,0),A2,0).

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设动直线l:y=kx+b与曲线C有且只有一个公共点P,且与直线x=2相交于点Q.问在x轴上是否存在定点N,使得以PQ为直径的圆恒过定点N,若存在,求出N点坐标;若不存在,说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)由已知----(2分)

∴c=1,

∴椭圆C的方程为;----(4分)

(Ⅱ)消去y得(2k2+1)x2+4kbx+2b2-2=0,

∵曲线C与直线l只有一个公共点,∴△=0,

可得b2=2k2+1(*)----(6分)

设P(xP,yP),

,∴.---(8分)

又由

∴Q(2,2k+b)----(9分)

设在x轴上存在定点N(x1,0),使得以PQ为直径的圆恒过定点N.

∴NP⊥NQ,即----(10分)

对满足b2=2k2+1恒成立,

,∴x1=1

故在x轴上存在定点N(1,0),使得以PQ为直径的圆恒过定点N.--(14分)

解析

解:(Ⅰ)由已知----(2分)

∴c=1,

∴椭圆C的方程为;----(4分)

(Ⅱ)消去y得(2k2+1)x2+4kbx+2b2-2=0,

∵曲线C与直线l只有一个公共点,∴△=0,

可得b2=2k2+1(*)----(6分)

设P(xP,yP),

,∴.---(8分)

又由

∴Q(2,2k+b)----(9分)

设在x轴上存在定点N(x1,0),使得以PQ为直径的圆恒过定点N.

∴NP⊥NQ,即----(10分)

对满足b2=2k2+1恒成立,

,∴x1=1

故在x轴上存在定点N(1,0),使得以PQ为直径的圆恒过定点N.--(14分)

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简答题

如图,为半圆,AB为半圆直径,O为半圆圆心,且OD⊥AB,Q为线段OD的中点,已知|AB|=4,曲线C过Q点,动点P在曲线C上运动且保持|PA|+|PB|的值不变.

(Ⅰ)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C的方程;

(Ⅱ)过点B的直线l与曲线C交于M、N两点,与OD所在直线交于E点,若为定值.

正确答案

解:(Ⅰ)以AB、OD所在直线分别为x轴、y轴,O为原点,建立平面直角坐标系,

∵动点P在曲线C上运动且保持|PA|+|PB|的值不变、且点Q在曲线C上,

∴|PA|+|PB|=|QA|+|QB|=2>|AB|=4、

∴曲线C是为以原点为中心,A、B为焦点的椭圆

设其长半轴为a,短半轴为b,半焦距为c,则2a=2,∴a=,c=2,b=1、

∴曲线C的方程为+y2=1(5分)

(Ⅱ):设M,N,E点的坐标分别为M(x1,y1),N(x2,y2),E(0,y0),

又易知B点的坐标为(2,0)、且点B在椭圆C内,故过点B的直线l必与椭圆C相交、

,∴(x1,y1-y0)=λ1(2-x1,-y1)、

、(7分)

将M点坐标代入到椭圆方程中得:

去分母整理,得λ12+10λ1+5-5y02=0、(10分)

同理,由可得:λ22+10λ2+5-5y02=0、

∴λ1,λ2是方程x2+10x+5-5y02=0的两个根,

∴λ12=-10、(12分)

解析

解:(Ⅰ)以AB、OD所在直线分别为x轴、y轴,O为原点,建立平面直角坐标系,

∵动点P在曲线C上运动且保持|PA|+|PB|的值不变、且点Q在曲线C上,

∴|PA|+|PB|=|QA|+|QB|=2>|AB|=4、

∴曲线C是为以原点为中心,A、B为焦点的椭圆

设其长半轴为a,短半轴为b,半焦距为c,则2a=2,∴a=,c=2,b=1、

∴曲线C的方程为+y2=1(5分)

(Ⅱ):设M,N,E点的坐标分别为M(x1,y1),N(x2,y2),E(0,y0),

又易知B点的坐标为(2,0)、且点B在椭圆C内,故过点B的直线l必与椭圆C相交、

,∴(x1,y1-y0)=λ1(2-x1,-y1)、

、(7分)

将M点坐标代入到椭圆方程中得:

去分母整理,得λ12+10λ1+5-5y02=0、(10分)

同理,由可得:λ22+10λ2+5-5y02=0、

∴λ1,λ2是方程x2+10x+5-5y02=0的两个根,

∴λ12=-10、(12分)

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简答题

设椭圆Γ:+=1(a>b>0)的左顶点A(-2,0),离心率e=,过点G(1,0)的直线交椭圆Γ于B,C两点,直线AB,AC分别交直线x=3于M,N两点.

(Ⅰ)求椭圆Γ的标准方程;

(Ⅱ)以线段MN为直径的圆是否过定点,若是,求出所有定点的坐标;若不是,请说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)∵椭圆Γ:+=1(a>b>0)的左顶点A(-2,0),离心率e=

∴a=2,=

∴c=

∴b=1,

∴椭圆Γ的标准方程为

(Ⅱ)设直线BC的方程为x=ty+1,B(x1,y1),C(x2,y2),

直线BC的方程代入代入椭圆可得(4+t2)y2+2ty-3=0.

∴y1+y2=,y1y2=

∴x1x2=(ty1+1)(ty2+1)=t2y1y2+t(y1+y2)+1=

x1x+2=(ty1+1)+(ty2+1)=t(y1+y2)+2=

∵直线AB的方程为y=

∴M(3,),

同理N(3,),

∴以线段MN为直径的圆的方程为(x-3)(x-3)+(y-)(y-)=0,

∴(x-3)2+y2-(+)y+=0,

+=-=-

∴以线段MN为直径的圆的方程为(x-3)2+y2+-=0,

令y=0,可得x=3±

∴以线段MN为直径的圆过定点(3±,0).

解析

解:(Ⅰ)∵椭圆Γ:+=1(a>b>0)的左顶点A(-2,0),离心率e=

∴a=2,=

∴c=

∴b=1,

∴椭圆Γ的标准方程为

(Ⅱ)设直线BC的方程为x=ty+1,B(x1,y1),C(x2,y2),

直线BC的方程代入代入椭圆可得(4+t2)y2+2ty-3=0.

∴y1+y2=,y1y2=

∴x1x2=(ty1+1)(ty2+1)=t2y1y2+t(y1+y2)+1=

x1x+2=(ty1+1)+(ty2+1)=t(y1+y2)+2=

∵直线AB的方程为y=

∴M(3,),

同理N(3,),

∴以线段MN为直径的圆的方程为(x-3)(x-3)+(y-)(y-)=0,

∴(x-3)2+y2-(+)y+=0,

+=-=-

∴以线段MN为直径的圆的方程为(x-3)2+y2+-=0,

令y=0,可得x=3±

∴以线段MN为直径的圆过定点(3±,0).

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简答题

在直角坐标系xoy中,曲线C1上的点均在C2:(x-5)2+y2=9外,且对C1上任意一点M,M到直线x=-2的距离等于该点与圆C2上点的距离的最小值.

(Ⅰ)求曲线C1的方程

(Ⅱ)设P(x0,y0)(y0≠±3)为圆C2外一点,过P作圆C2的两条切线,分别于曲线C1相交于点A,B和C,D.证明:当P在直线x=-4上运动时,四点A,B,C,D的纵坐标之积为定值.

正确答案

(Ⅰ)解:设M的坐标为(x,y),由已知得|x+2|=且圆C2上的点位于直线x=-2的右侧

=x+5

化简得曲线C1的方程为y2=20x

(Ⅱ)证明:当点P在直线x=-4上运动时,P的坐标为(-4,y0),

∵y0≠±3,∴过P且与圆C2相切的直线的斜率k存在且不为0,每条切线都与抛物线有两个交点,切线方程为

y-y0=k(x+4),即kx-y+y0+4k=0,

,整理得

设过P所作的两条切线PA,PC的斜率分别为k1,k2,则k1,k2是方程①的两个实根

,消元可得

设四点A,B,C,D的纵坐标分别为y1,y2,y3,y4

∴y1,y2是方程③的两个实根

同理可得

由①②④⑤可得==6400

∴当P在直线x=-4上运动时,四点A,B,C,D的纵坐标之积为定值为6400.

解析

(Ⅰ)解:设M的坐标为(x,y),由已知得|x+2|=且圆C2上的点位于直线x=-2的右侧

=x+5

化简得曲线C1的方程为y2=20x

(Ⅱ)证明:当点P在直线x=-4上运动时,P的坐标为(-4,y0),

∵y0≠±3,∴过P且与圆C2相切的直线的斜率k存在且不为0,每条切线都与抛物线有两个交点,切线方程为

y-y0=k(x+4),即kx-y+y0+4k=0,

,整理得

设过P所作的两条切线PA,PC的斜率分别为k1,k2,则k1,k2是方程①的两个实根

,消元可得

设四点A,B,C,D的纵坐标分别为y1,y2,y3,y4

∴y1,y2是方程③的两个实根

同理可得

由①②④⑤可得==6400

∴当P在直线x=-4上运动时,四点A,B,C,D的纵坐标之积为定值为6400.

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简答题

如图,在平面直角坐标系xOy中,M、N分别是椭圆的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P,A两点,其中点P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k

(1)若直线PA平分线段MN,求k的值;

(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d;

(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB.

正确答案

解:(1)由题设知,a=2,b=

故M(-2,0),N(0,-),所以线段MN中点坐标为(-1,-).

由于直线PA平分线段MN,故直线PA过线段MN的中点,又直线PA过原点,

所以k=

(2)直线PA的方程为y=2x,代入椭圆方程得,解得x=±

因此P(),A(-,-

于是C(,0),直线AC的斜率为1,故直线AB的方程为x-y-=0.

因此,d=

(3)设P(x1,y1),B(x2,y2),则x1>0,x2>0,x1≠x2

A(-x1,-y1),C(x1,0).

设直线PB,AB的斜率分别为k1,k2

因为C在直线AB上,所以k2=

从而kk1+1=2k1k2+1=2•=

==

因此kk1=-1,所以PA⊥PB.

解析

解:(1)由题设知,a=2,b=

故M(-2,0),N(0,-),所以线段MN中点坐标为(-1,-).

由于直线PA平分线段MN,故直线PA过线段MN的中点,又直线PA过原点,

所以k=

(2)直线PA的方程为y=2x,代入椭圆方程得,解得x=±

因此P(),A(-,-

于是C(,0),直线AC的斜率为1,故直线AB的方程为x-y-=0.

因此,d=

(3)设P(x1,y1),B(x2,y2),则x1>0,x2>0,x1≠x2

A(-x1,-y1),C(x1,0).

设直线PB,AB的斜率分别为k1,k2

因为C在直线AB上,所以k2=

从而kk1+1=2k1k2+1=2•=

==

因此kk1=-1,所以PA⊥PB.

百度题库 > 高考 > 数学 > 直线与圆锥曲线

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