- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知双曲线C的中心在原点,焦点在x轴上,右准线为,一条渐近线的方程是
.过双曲线C的右焦点F2的一条弦交双曲线右支于P、Q两点,R是弦PQ的中点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若在l的左侧能作出直线m:x=a,使点R在直线m上的射影S满足,当点P在曲线C上运动时,求a的取值范围.
正确答案
解:(1)由渐近线的方程是,可设双曲线C的方程为
,
则它的右准线方程为,即
.
∵右准线为,
∴=1,则λ=1,
∴所求双曲线C的方程是;
(2)∵点R在直线m上的射影S满足,
∴PS⊥QS,即△PSQ是直角三角形.
∴点R到直线m:x=的距离为|RS|=
,
即|PQ|=2xR-2a…①
又由椭圆第二定义知.
∴|PQ|=|PF2|+|F2Q|=2(xP-xQ-1)=4xR-2…②
将②代入①,得xR=1-a.
又P、Q是过右焦点F2的一条弦,且P、Q均在双曲线C的右支上,R是弦PQ的中点.
∴xR≥2,
即1+a≥2,∴a≤-1.
故所求a的取值范围是a≤-1.
解析
解:(1)由渐近线的方程是,可设双曲线C的方程为
,
则它的右准线方程为,即
.
∵右准线为,
∴=1,则λ=1,
∴所求双曲线C的方程是;
(2)∵点R在直线m上的射影S满足,
∴PS⊥QS,即△PSQ是直角三角形.
∴点R到直线m:x=的距离为|RS|=
,
即|PQ|=2xR-2a…①
又由椭圆第二定义知.
∴|PQ|=|PF2|+|F2Q|=2(xP-xQ-1)=4xR-2…②
将②代入①,得xR=1-a.
又P、Q是过右焦点F2的一条弦,且P、Q均在双曲线C的右支上,R是弦PQ的中点.
∴xR≥2,
即1+a≥2,∴a≤-1.
故所求a的取值范围是a≤-1.
已知椭圆C的中心在原点,焦点在坐标轴上,短轴的一个端点B(0,4),离心率e=0.6.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若O(0,0),P(2,2),试探究在椭圆C内部是否存在整点Q(平面内横、纵坐标都是整数的点为整点),使得△OPQ的面积S△OPQ=4?若存在,请指出共有几个这样的点(不必具体求出这些点的坐标);否则,说明理由.
正确答案
解:(1)设椭圆C的方程为(a>b>0),…(1分)
依题意得,b=4,,又a2=b2+c2,…(3分)
∴a=5,b=4,c=3,…(4分)
所以椭圆C的方程为.…(5分)
(2)依题意得,,直线OP的方程为 y=x,…(6分)
因为S△OPQ=4,点Q到直线OP的距离为,…(7分)
所以点Q在与直线OP平行且距离为的直线l上,…(8分)
设l:y=x+m,则解得m=±4,…(10分)
当m=4时,由,消元得41x2+200x<0,即
,x∈Z,∴x=-4,-3,-2,-1,相应的y也是整数,
此时满足条件的点Q有4个,…(13分)
当m=-4时,由对称性,同理也得满足条件的点Q有4个.
综上,存在满足条件的点Q,这样的点有8个.…(14分)
解析
解:(1)设椭圆C的方程为(a>b>0),…(1分)
依题意得,b=4,,又a2=b2+c2,…(3分)
∴a=5,b=4,c=3,…(4分)
所以椭圆C的方程为.…(5分)
(2)依题意得,,直线OP的方程为 y=x,…(6分)
因为S△OPQ=4,点Q到直线OP的距离为,…(7分)
所以点Q在与直线OP平行且距离为的直线l上,…(8分)
设l:y=x+m,则解得m=±4,…(10分)
当m=4时,由,消元得41x2+200x<0,即
,x∈Z,∴x=-4,-3,-2,-1,相应的y也是整数,
此时满足条件的点Q有4个,…(13分)
当m=-4时,由对称性,同理也得满足条件的点Q有4个.
综上,存在满足条件的点Q,这样的点有8个.…(14分)
在椭圆+
=1内以点P(-2,1)为中点的弦所在的直线方程为______.
正确答案
x-2y+4=0
解析
解:设以点P(-2,1)为中点的弦所在的直线与椭圆+
=1交于A(x1,y1),B(x2,y2),
∵点P(-2,1)是线段AB的中点,
∴,
把A(x1,y1),B(x2,y2)代入椭圆x2+4y2=16,
得,
①-②得(x1+x2)(x1-x2)+4(y1+y2)(y1-y2)=0,
∴-4(x1-x2)+8(y1-y2)=0,
k==
,
∴以点P(-2,1)为中点的弦所在的直线方程为,
整理,得x-2y+4=0.
故答案为:x-2y+4=0.
已知经过点P(0,2),且与椭圆C:=1相切的直线有两条,分别为m,n.
(1)求直线m,n的方程;
(2)设直线m,n与椭圆C的两切点分别为C、D(其中C在y轴左侧,D在y轴右侧),分别过C、D两点作相应切线的垂线l1、l2,且l1∩l2=A,椭圆的左右焦点分别为F1、F2,求的值.
正确答案
解:(1)设直线方程为y=kx+2,代入椭圆C:=1,
消去y可得:(2+4k2)x2+16kx+8=0,
∴△=(16k)2-32(2+4k2)=0,
∴k=±,
∴直线m,n的方程为y=±x+2;
(2)由(1)知C(-,1),D(
,1),则
l1、l2,分别为y=x+3,y=-
x+3,
∵l1∩l2=A,
∴A(0,3),
∵F1(-,0),F2(
,0),
∴=(
,3)•(-
,3)=7.
解析
解:(1)设直线方程为y=kx+2,代入椭圆C:=1,
消去y可得:(2+4k2)x2+16kx+8=0,
∴△=(16k)2-32(2+4k2)=0,
∴k=±,
∴直线m,n的方程为y=±x+2;
(2)由(1)知C(-,1),D(
,1),则
l1、l2,分别为y=x+3,y=-
x+3,
∵l1∩l2=A,
∴A(0,3),
∵F1(-,0),F2(
,0),
∴=(
,3)•(-
,3)=7.
过抛物线y2+8x=0的焦点且倾斜角为45°的直线l与曲线C:x2+y2-2y=0相交所得的弦的弦长为( )
正确答案
解析
解:∵抛物线y2+8x=0的焦点F(-2,0),
∴直线l的方程为y=x+2,
把y=x+2代入曲线C:x2+y2-2y=0,并整理,得
2x2+2x=0,
解得直线l与曲线C的交点坐标为(0,2)和(-1,1),
∴所得的弦的弦长=.
故选A.
已知双曲线的准线过椭圆
的焦点,则直线y=kx+2与椭圆至多有一个交点的充要条件是( )
正确答案
解析
解:根据题意,双曲线中,c2=2+2=4,则c=2,
易得准线方程是x=±=±1
所以c2=a2-b2=4-b2=1即b2=3
所以方程是
联立y=kx+2可得(3+4k2)x2+16kx+4=0
由△≤0解得k∈[-,
]
故选A
已知双曲线C1:=1的两条渐近线方程分别为l1,l2,A,B分别为l1,l2上的两点,|AB|=
,且动点P满足
=
+
.
(Ⅰ)求点P的轨迹方程C2;
(Ⅱ)过点S(0,-)且斜率为k的动直线l交曲线C2于E,F两点,在y轴上是否存在定点M,使以EF为直径的圆恒过这个点?若存在,求出M的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(I)双曲线C1:=1的两条渐近线方程分别为l1:
;l2:
.
∵A,B分别为l1,l2上的两点,设A(x1,y1),B(x2,y2).则,
.
设P(x,y),∵动点P满足=
+
,∴(x,y)=(x1+x2,y1+y2).
∴x=x1+x2,y=y1+y2=.
∵|AB|=,∴
=
.
∴=2,
∴,
化为,即为点P的轨迹方程C2;
(II)设E(x3,y3),F(x4,y4).
过点S(0,-)且斜率为k的动直线l的方程为:
.
联立,化为(25+100k2)x2-120kx-64=0.
∴,
.
y3y4==k2x3x4-
+
.
y3+y4=.
假设在y轴上存在定点M(0,m),使以EF为直径的圆恒过这个点.
则=0.
∴(x3,y3-m)•(x4,y4-m)=x3x4+(y3-m)(y4-m)=x3x4+y3y4-m(y3+y4)+m2=0.
∴(1+k2)x3x4-+
+
+m2=0.
∴-
+
+
=0.
化为:k2(20m2-20)+5m2+6m-11=0.
令,解得m=1.
因此定点M(0,1),使以EF为直径的圆恒过这个点.
解析
解:(I)双曲线C1:=1的两条渐近线方程分别为l1:
;l2:
.
∵A,B分别为l1,l2上的两点,设A(x1,y1),B(x2,y2).则,
.
设P(x,y),∵动点P满足=
+
,∴(x,y)=(x1+x2,y1+y2).
∴x=x1+x2,y=y1+y2=.
∵|AB|=,∴
=
.
∴=2,
∴,
化为,即为点P的轨迹方程C2;
(II)设E(x3,y3),F(x4,y4).
过点S(0,-)且斜率为k的动直线l的方程为:
.
联立,化为(25+100k2)x2-120kx-64=0.
∴,
.
y3y4==k2x3x4-
+
.
y3+y4=.
假设在y轴上存在定点M(0,m),使以EF为直径的圆恒过这个点.
则=0.
∴(x3,y3-m)•(x4,y4-m)=x3x4+(y3-m)(y4-m)=x3x4+y3y4-m(y3+y4)+m2=0.
∴(1+k2)x3x4-+
+
+m2=0.
∴-
+
+
=0.
化为:k2(20m2-20)+5m2+6m-11=0.
令,解得m=1.
因此定点M(0,1),使以EF为直径的圆恒过这个点.
设A,B分别是直线和
上的两个动点,并且
,动点P满足
.记动点P的轨迹为C.
(I) 求轨迹C的方程;
(Ⅱ)若点D的坐标为(0,16),M、N是曲线C上的两个动点,且,求实数λ的取值范围.
正确答案
解:( I) 设P(x,y),
为A、B分别为直线和
上的点,
故可设,
.
∵,
∴,
∴,…(4分)
又,
∴.…(5分)
∴.
即曲线C的方程为.…(6分)
( II) 设N(s,t),M(x,y),
则由,
可得(x,y-16)=λ (s,t-16).
故x=λs,y=16+λ (t-16).…(8分)
∵M、N在曲线C上,
∴…(10分)
消去s得 .
由题意知λ≠0,且λ≠1,
解得.…(12分)
又|t|≤4,
∴.
解得 (λ≠1).
故实数λ的取值范围是(λ≠1).…(14分)
解析
解:( I) 设P(x,y),
为A、B分别为直线和
上的点,
故可设,
.
∵,
∴,
∴,…(4分)
又,
∴.…(5分)
∴.
即曲线C的方程为.…(6分)
( II) 设N(s,t),M(x,y),
则由,
可得(x,y-16)=λ (s,t-16).
故x=λs,y=16+λ (t-16).…(8分)
∵M、N在曲线C上,
∴…(10分)
消去s得 .
由题意知λ≠0,且λ≠1,
解得.…(12分)
又|t|≤4,
∴.
解得 (λ≠1).
故实数λ的取值范围是(λ≠1).…(14分)
已知椭圆+
=1(a>b>0)的左焦点F(-c,0)是长轴的一个四等分点,点A、B分别为椭圆的左、右顶点,过点F且不与y轴垂直的直线l交椭圆于C、D两点,记直线AD、BC的斜率分别为k1,k2
(1)当点D到两焦点的距离之和为4,直线l⊥x轴时,求k1:k2的值;
(2)求k1:k2的值.
正确答案
解:(1)由题意椭圆的离心率,2a=4,所以a=2,c=1,b=
,
故椭圆方程为,…(3分),
则直线l:x=-1,A(-2,0),B(2,0),
故C(-1,,D(-1,-
)或C(-1,-
),D(-1,
),
当点C在x轴上方时,,
,
所以k1:k2=3,
当点C在x轴下方时,同理可求得k1:k2=3,
综上,k1:k2=3为所求.…(6分)
(2)解:因为,所以a=2c,b=
,
椭圆方程为3x2+4y2=12c2,A(-2c,0),B(2c,0),直线l:x=my-c,
设C(x1,y1),D(x2,y2),
由,消x得,(4+3m2)y2-6mxy-9c2=0,
所以…(8分)
故,①
由,及
,…(9分)
得=
,
将①代入上式得=
,…(10分)
注意到y1y20,得,…(11分)
所以k1:k2=3为所求.…(12分)
解析
解:(1)由题意椭圆的离心率,2a=4,所以a=2,c=1,b=
,
故椭圆方程为,…(3分),
则直线l:x=-1,A(-2,0),B(2,0),
故C(-1,,D(-1,-
)或C(-1,-
),D(-1,
),
当点C在x轴上方时,,
,
所以k1:k2=3,
当点C在x轴下方时,同理可求得k1:k2=3,
综上,k1:k2=3为所求.…(6分)
(2)解:因为,所以a=2c,b=
,
椭圆方程为3x2+4y2=12c2,A(-2c,0),B(2c,0),直线l:x=my-c,
设C(x1,y1),D(x2,y2),
由,消x得,(4+3m2)y2-6mxy-9c2=0,
所以…(8分)
故,①
由,及
,…(9分)
得=
,
将①代入上式得=
,…(10分)
注意到y1y20,得,…(11分)
所以k1:k2=3为所求.…(12分)
已知椭圆E:+
=1(a>b>0)的离心率e=
,并且经过定点P(
,
).
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)问是否存在直线y=-x+m,使直线与椭圆交于A、B两点,满足OA⊥OB,若存在求m值,若不存在说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意:e==
,且
,
解得:a=2,b=1,∴椭圆E的方程为------------------(5分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2)
由题意得(*)
所以--------------------------------------------------(7分)
=
--------(9分)
由
得----------(11分)
又方程(*)要有两个不等实根,
m的值符合上面条件,所以------------------------------------------(12分)
解析
解:(Ⅰ)由题意:e==
,且
,
解得:a=2,b=1,∴椭圆E的方程为------------------(5分)
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2)
由题意得(*)
所以--------------------------------------------------(7分)
=
--------(9分)
由
得----------(11分)
又方程(*)要有两个不等实根,
m的值符合上面条件,所以------------------------------------------(12分)
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