- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知过点A(0,4)的直线l与以F为焦点的抛物线C:x2=py相切于点T(-4,yo);中心在坐标原点,一个焦点为F的椭圆与直线l有公共点.
(1)求直线l的方程和焦点F的坐标;
(2)求当椭圆的离心率最大时椭圆的方程;
(3)设点M(x1,yl)是抛物线C上任意一点,D(0,-2)为定点,是否存在垂直于y轴的直线l′被以MD为直径的圆截得的弦长为定值?请说明理由.
正确答案
解:(1)∵,∴
,∴l:
∵直线l过点A(0,4),∴,∴p=-4
∴l的方程为2x-y+4=0,焦点F的坐标为(0,-1)…(4分)
(2)设椭圆为=1(a>1),F1(0,1),F2(0,-1),则
,当e最大时,a取得最小
则在直线l上找一点P,使得|PF1|+|PF2|最小
设F2(0,-1)关于2x-y+4=0对称点为F2′(x0,y0) …(6分)
,解得
∴…(8分)
∴所求椭圆方程为…(9分)
(3)假设l′存在为y=b,以MD为直径的圆N的圆心为N
半径为r=|ND|=…l0分
N到直线l′的距离为d=
∵
∴弦长=…(12分)
∴当b=-1时,弦长为定值2 …(13分)
即l′为y=-1时,垂直于y轴的直线l′被以MD为直径 的圆截得的弦长为定值2.…(14分)
解析
解:(1)∵,∴
,∴l:
∵直线l过点A(0,4),∴,∴p=-4
∴l的方程为2x-y+4=0,焦点F的坐标为(0,-1)…(4分)
(2)设椭圆为=1(a>1),F1(0,1),F2(0,-1),则
,当e最大时,a取得最小
则在直线l上找一点P,使得|PF1|+|PF2|最小
设F2(0,-1)关于2x-y+4=0对称点为F2′(x0,y0) …(6分)
,解得
∴…(8分)
∴所求椭圆方程为…(9分)
(3)假设l′存在为y=b,以MD为直径的圆N的圆心为N
半径为r=|ND|=…l0分
N到直线l′的距离为d=
∵
∴弦长=…(12分)
∴当b=-1时,弦长为定值2 …(13分)
即l′为y=-1时,垂直于y轴的直线l′被以MD为直径 的圆截得的弦长为定值2.…(14分)
以下四个关于圆锥曲线的命题中:
①A、B为两个定点,k为非零常数,||-|
|=k,则动点P的轨迹为双曲线;
②过定圆C上一定点A作圆的动弦AB,P是AB中点,则动点P的轨迹为椭圆;
③方程2x2-5x+2=0的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率;
④双曲线-
=1与椭圆
+y2=1有相同的焦点.其中正确命题的个数( )
正确答案
解析
解:①A、B为两个定点,k为非零常数,||-|
|=k,只有当k<|AB|时,则动点P的轨迹为双曲线,因此不正确;
②过定圆C上一定点A作圆的动弦AB,P是AB中点,则动点P的轨迹为圆,不正确;
③方程2x2-5x+2=0的两根分别为,2,可分别作为椭圆和双曲线的离心率,正确;
④由双曲线-
=1可得c=
,其焦点为
,椭圆
+y2=1的焦点为
,因此有相同的焦点,正确.
其中正确命题的个数是2.
故选:C.
已知倾斜角为45°的直线l过点A(1,-2)和点B,B在第一象限,.
(1)求点B的坐标;
(2)若直线l与双曲线(a>0)相交于E、F两点,且线段EF的中点坐标为(4,1),求a的值;
(3)对于平面上任一点P,当点Q在线段AB上运动时,称|PQ|的最小值为P与线段AB的距离.已知点P在x轴上运动,写出点P(t,0)到线段AB的距离h关于t的函数关系式.
正确答案
解:(1)直线AB方程为y=x-3,设点B(x,y),
由及x>0,y>0得x=4,y=1,点B的坐标为(4,1).
(2)由得
,
设E(x1,y1),F(x2,y2),则,得a=2.
(3)设线段AB上任意一点Q坐标为Q(x,x-3),,
记(1≤t≤4),
当时,即-1≤t≤5时,
,
当,即t>5时,f(x)在[1,4]上单调递减,
;
当,即t<-1时,f(x)在[1,4]上单调递增,
.
综上所述,
解析
解:(1)直线AB方程为y=x-3,设点B(x,y),
由及x>0,y>0得x=4,y=1,点B的坐标为(4,1).
(2)由得
,
设E(x1,y1),F(x2,y2),则,得a=2.
(3)设线段AB上任意一点Q坐标为Q(x,x-3),,
记(1≤t≤4),
当时,即-1≤t≤5时,
,
当,即t>5时,f(x)在[1,4]上单调递减,
;
当,即t<-1时,f(x)在[1,4]上单调递增,
.
综上所述,
已知圆锥曲线E:+
=4c(c为正常数,过原点O的直线与曲线E交于P、A两点,其中P在第一象限,B是曲线E上不同于P,A的点,直线PB,AB的斜率分别为k1,k2,且k1k2≠0.
(Ⅰ)若P点坐标为(1,),求圆锥曲线E的标准方程;
(Ⅱ)求k1•k2的值;
(Ⅲ)若PD⊥x轴于点D,D点坐标为(m,0),存在μ∈R使=μ
,且直线AB与直线l:x=
交于点M,记直线PA、PM的斜率分别为k3,k4,问是否存在常数λ,使k1+k3=λk4,若存在,求出λ的值,若不存在,说明理由.
正确答案
解:(I)由圆锥曲线E满足:
+
=4c(c为正常数).
∴点E的轨迹是以(±c,0)为焦点,4c为长轴长的椭圆,
可得方程为.
把(1,)代入可得
=1,解得c2=1,
∴椭圆E的标准方程为.
(II)设P(x1,y1),B(x2,y2),则A(-x1,-y1).
∴,
,
∴,
∴=
.
∴k1k2==
=
.
(III)设P(x1,y1),则A(-x1,-y1),D(x1,0),直线x=(m=x1).
,k3=
.
∵k1k2=.
∴k1=.
∵=
,
∴yM=.
∴k4==
.
假设存在常数λ,使k1+k3=λk4,
则-
=λ
,
化为λ=,
∵,
代入上式可得λ=×
=2,
∴存在常数λ=2,使k1+k3=λk4成立.
解析
解:(I)由圆锥曲线E满足:
+
=4c(c为正常数).
∴点E的轨迹是以(±c,0)为焦点,4c为长轴长的椭圆,
可得方程为.
把(1,)代入可得
=1,解得c2=1,
∴椭圆E的标准方程为.
(II)设P(x1,y1),B(x2,y2),则A(-x1,-y1).
∴,
,
∴,
∴=
.
∴k1k2==
=
.
(III)设P(x1,y1),则A(-x1,-y1),D(x1,0),直线x=(m=x1).
,k3=
.
∵k1k2=.
∴k1=.
∵=
,
∴yM=.
∴k4==
.
假设存在常数λ,使k1+k3=λk4,
则-
=λ
,
化为λ=,
∵,
代入上式可得λ=×
=2,
∴存在常数λ=2,使k1+k3=λk4成立.
以椭圆的焦点为顶点,且以椭圆的顶点为焦点的双曲线的渐近线方程为______.
正确答案
解析
解:由题意,椭圆的焦点坐标为(±4,0),∴双曲线的顶点坐标为(±4,0),
∵双曲线以椭圆的顶点为焦点
∴双曲线的焦点为(±5,0),
∴双曲线中,b2=a2-c2=9
∴双曲线的渐近线方程为
故答案为:
设F1、F2分别是椭圆
(a>b>0)的左、右焦点,M,N分别为其短轴的两个端点,且四边形MF1NF2的周长为4设过F1的直线l与E相交于A,B两点,且|AB|=
.
(1)求|AF2|•|BF2|的最大值;
(2)若直线l的倾斜角为45°,求△ABF2的面积.
正确答案
解:(1)∵四边形MF1NF2为菱形,周长为4,∴a=1
由椭圆的定义可知|AF2|+|AB|+|BF2|=4a=4,
∵|AB|=,∴|AF2|+|BF2|=
∴|AF2|•|BF2|≤=
当且仅当|AF2|=|BF2|=时,等号成立,即|AF2|•|BF2|的最大值为
;
(2)∵直线l的倾斜角为45°,∴可设l的方程为y=x+c,其中
由(1)知椭圆E的方程为
直线方程代入椭圆方程,化简可得(1+b2)x2+2cx+1-2b2=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
∵|AB|=|x1-x2|=
∴=
∴
∴c=
∴l的方程为
∴F2到l的距离d=1
∴
解析
解:(1)∵四边形MF1NF2为菱形,周长为4,∴a=1
由椭圆的定义可知|AF2|+|AB|+|BF2|=4a=4,
∵|AB|=,∴|AF2|+|BF2|=
∴|AF2|•|BF2|≤=
当且仅当|AF2|=|BF2|=时,等号成立,即|AF2|•|BF2|的最大值为
;
(2)∵直线l的倾斜角为45°,∴可设l的方程为y=x+c,其中
由(1)知椭圆E的方程为
直线方程代入椭圆方程,化简可得(1+b2)x2+2cx+1-2b2=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
∵|AB|=|x1-x2|=
∴=
∴
∴c=
∴l的方程为
∴F2到l的距离d=1
∴
已知F1、F2分别是椭圆C:+
=1的左、右焦点,点P是椭圆上异于顶点的任意一点,过点F2作直线PF2的垂线交直线x=4于点Q.
(1)当PF1⊥F1F2时,求点Q坐标;
(2)判断直线PQ与直线OP的斜率之积是否为定值?若是,求出定值;若不是,说明理由;
(3)证明:直线PQ与椭圆C只有一个公共点.
正确答案
解:(1)由题意,作图如右:
由可得,y=±
,
则点P(-1,),
则|PF1|=,|F1F2|=2;
则由△PF1F2∽△F2EQ知,
,
即=
,
解得,|QE|=4,
则点Q(4,4)或(4,-4);
(2)由题意,如右图:
设点P(a,b),点Q(4,y),F2(1,0);
则由PF2⊥QF2知,
,
化简得,y=-3,
则kPQ==
,
又∵,
∴,
∴kPQ==-
,
又∵kOP=,
∴kOP×kQP=-,
即直线PQ与直线OP的斜率之积为定值-.
(3)证明:由题意,直线PQ的方程为:y-b=-(x-a),
即y=-x+
a+b=-
x+
,
与+
=1联立消y,
由可化为3a2+4b2=12,
将3a2+4b2=12代入化简可得,
3x2-6ax+12-4b2=0,
则△=(6a)2-4×3(12-4b2)
=12(3a2-12+4b2)=0,
故方程有一个根,
即直线PQ与椭圆C只有一个公共点.
解析
解:(1)由题意,作图如右:
由可得,y=±
,
则点P(-1,),
则|PF1|=,|F1F2|=2;
则由△PF1F2∽△F2EQ知,
,
即=
,
解得,|QE|=4,
则点Q(4,4)或(4,-4);
(2)由题意,如右图:
设点P(a,b),点Q(4,y),F2(1,0);
则由PF2⊥QF2知,
,
化简得,y=-3,
则kPQ==
,
又∵,
∴,
∴kPQ==-
,
又∵kOP=,
∴kOP×kQP=-,
即直线PQ与直线OP的斜率之积为定值-.
(3)证明:由题意,直线PQ的方程为:y-b=-(x-a),
即y=-x+
a+b=-
x+
,
与+
=1联立消y,
由可化为3a2+4b2=12,
将3a2+4b2=12代入化简可得,
3x2-6ax+12-4b2=0,
则△=(6a)2-4×3(12-4b2)
=12(3a2-12+4b2)=0,
故方程有一个根,
即直线PQ与椭圆C只有一个公共点.
已知抛物线C:x2=4y,直线y=kx-1与C交于第一象限的两点A、B,F是C的焦点,且|AF|=3|FB|,则k=( )
正确答案
解析
解:设抛物线C:x2=4y的准线为l:y=-1,
直线y=kx-1(k>0)恒过定点C(0,-1)
如图过A、B分别作AP⊥l于P,BQ⊥l于Q,
由|AF|=3|FB|,则|AP|=3|BQ|,
点B为AC的一个三等份点,取CF的一个三等份点E(0,-),连接BE,
则|BE|=|AF|,
∴|BE|=|BF|,点B的纵坐标为,
故点B的坐标为(,
)
∴k==
.
故选D.
若直线l被圆x2+y2=4所截得的弦长为,则直线l与下列曲线一定有公共点的是( )
正确答案
解析
解:∵直线l被圆x2+y2=4所截得的弦长为,
∴圆心到直线l的距离为1
∴直线l是圆x2+y2=1的切线
∵圆x2+y2=1在内
∴直线l与一定有公共点
故选C.
(2015秋•曲沃县校级期末)已知双曲线的一条渐近线方程是
,它的一个焦点在抛物线y2=24x的准线上,
(1)求双曲线的焦点坐标;
(2)求双曲线的标准方程.
正确答案
解:因为抛物线y2=24x的准线方程为x=-6,
则由题意知,点F(-6,0)是双曲线的左焦点,
(1)双曲线的焦点坐标F(±6,0);
(2)由(1),所以a2+b2=c2=36,
又双曲线的一条渐近线方程是y=x,
所以 ,
解得a2=9,b2=27,
所以双曲线的方程为 .
故选B.
解析
解:因为抛物线y2=24x的准线方程为x=-6,
则由题意知,点F(-6,0)是双曲线的左焦点,
(1)双曲线的焦点坐标F(±6,0);
(2)由(1),所以a2+b2=c2=36,
又双曲线的一条渐近线方程是y=x,
所以 ,
解得a2=9,b2=27,
所以双曲线的方程为 .
故选B.
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