- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知P是抛物线x2=4y上的一个动点,则点 P到直线l1:4x-3y-7=0和l2:y+1=0的距离之和的最小值是( )
正确答案
解析
解:抛物线x2=4y的焦点坐标为(0,1),准线方程为:l2:y+1=0,
由抛物线的定义,可知抛物线上的点到准线的距离与到焦点的距离相等,
所以点P到直线l1:4x-3y-7=0和l2:y+1=0的距离之和的最小值,
转化为焦点到直线l1:4x-3y-7=0的最小值:d==2.
故选:C.
已知双曲线C:(a>0,b>0)
(1)若a=4,b=3,过点P(6,3)的动直线l与双曲线C相交于不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足,求证点Q总在某定直线上.
(2)在双曲线C:(a>0,b>0),过双曲线外一点P(m,n)的动直线l与双曲线C相交于不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足
,则点Q在哪条定直线上?
(3)试将该结论推广至其它圆锥曲线上,证明其中的一种情况,并猜想该直线具有的性质.
正确答案
解:(1)由题意得双曲线C的方程为 .
设点Q、A、B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2).
由题设知 均不为零,记
,则λ>0且λ≠1
又A,P,B,Q四点共线,从而
于是 ,
,
,
从而 ①,
②,
又点A、B在椭圆C上,即 ③,
④,
①×9-②×16并结合③、④得9x-8y=24,
即点Q(x,y)总在定直线9x-8y=24上.
(2)类似于(1)可得结论:在双曲线C:(a>0,b>0),过双曲线外一点P(m,n)的动直线l与双曲线C相交与不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足
,
得出点Q在定直线b2mx-a2ny=a2b2上;
(3)该结论推广至其它椭圆上,有:
在椭圆C:(a>0,b>0),过椭圆外一点P(m,n)的动直线l与椭圆C相交与不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足
,得出点Q在定直线b2mx+a2ny=a2b2上;
类似于(1)得:
于是 ,
,
,
从而 ①,
②,
又点A、B在椭圆C上,即 ③,
④,
①×b2+②×a2并结合③、④得b2mx+a2ny=a2b2,
即点Q(x,y)总在定直线b2mx+a2ny=a2b2上.
解析
解:(1)由题意得双曲线C的方程为 .
设点Q、A、B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2).
由题设知 均不为零,记
,则λ>0且λ≠1
又A,P,B,Q四点共线,从而
于是 ,
,
,
从而 ①,
②,
又点A、B在椭圆C上,即 ③,
④,
①×9-②×16并结合③、④得9x-8y=24,
即点Q(x,y)总在定直线9x-8y=24上.
(2)类似于(1)可得结论:在双曲线C:(a>0,b>0),过双曲线外一点P(m,n)的动直线l与双曲线C相交与不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足
,
得出点Q在定直线b2mx-a2ny=a2b2上;
(3)该结论推广至其它椭圆上,有:
在椭圆C:(a>0,b>0),过椭圆外一点P(m,n)的动直线l与椭圆C相交与不同两点A,B时,在线段AB上取点Q,满足
,得出点Q在定直线b2mx+a2ny=a2b2上;
类似于(1)得:
于是 ,
,
,
从而 ①,
②,
又点A、B在椭圆C上,即 ③,
④,
①×b2+②×a2并结合③、④得b2mx+a2ny=a2b2,
即点Q(x,y)总在定直线b2mx+a2ny=a2b2上.
抛物线的焦点与双曲线
的上焦点重合,则m=______.
正确答案
13
解析
解:∵抛物线即x2=16y,∴p=8
它的焦点坐标为(0,4),
∴双曲线的上焦点坐标为:(0,4),
故双曲线中的c=4,且满足 c2=a2+b2,
即有=4,故m=13,
故答案为:13.
已知抛物线C:y2=2px(p>0),直线l交此抛物线于不同的两个点A(x1,y1)、B(x2,y2))
(1)当直线l过点M(-p,0)时,证明y1•y2为定值;
(2)当y1y2=-p时,直线l是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(3)记N(p,0),如果直线l过点M(-p,0),设线段AB的中点为P,线段PN的中点为Q.问是否存在一条直线和一个定点,使得点Q到它们的距离相等?若存在,求出这条直线和这个定点;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)证明:l过点M(-p,0)与抛物线有两个交点,可知其斜率一定存在,
设l:y=k(x+p),其中k≠0(若k=0时不合题意),
由得k•y2-2py+2p2k=0,
∴.
(2)①当直线l的斜率存在时,设l:y=kx+b,其中k≠0(若k=0时不合题意).
由得ky2-2py+2pb=0.
∴,从而
.
假设直线l过定点(x0,y0),则y0=kx0+b,
从而,得
,即
,即过定点(
,0).
②当直线l的斜率不存在,设l:x=x0,代入y2=2px得y2=2px0,,
∴,
解得,即
,也过(
,0).
综上所述,当y1y2=-p时,直线l过定点(,0).
(3)依题意直线l的斜率存在且不为零,
由(1)得点P的纵坐标为,代入l:y=k(x+p)得
,即P(
).
设Q(x,y),则,消k得
,
由抛物线的定义知存在直线,点
,点Q到它们的距离相等.
解析
(1)证明:l过点M(-p,0)与抛物线有两个交点,可知其斜率一定存在,
设l:y=k(x+p),其中k≠0(若k=0时不合题意),
由得k•y2-2py+2p2k=0,
∴.
(2)①当直线l的斜率存在时,设l:y=kx+b,其中k≠0(若k=0时不合题意).
由得ky2-2py+2pb=0.
∴,从而
.
假设直线l过定点(x0,y0),则y0=kx0+b,
从而,得
,即
,即过定点(
,0).
②当直线l的斜率不存在,设l:x=x0,代入y2=2px得y2=2px0,,
∴,
解得,即
,也过(
,0).
综上所述,当y1y2=-p时,直线l过定点(,0).
(3)依题意直线l的斜率存在且不为零,
由(1)得点P的纵坐标为,代入l:y=k(x+p)得
,即P(
).
设Q(x,y),则,消k得
,
由抛物线的定义知存在直线,点
,点Q到它们的距离相等.
若抛物线y=ax2-1上总存在两点关于直线x+y=0对称,则实数a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:设抛物线上关于直线l对称的两相异点为P(x1,y1)、Q(x2,y2),线段PQ的中点为M(x0,y0),设
直线PQ的方程为y=x+b,由于P、Q两点存在,
所以方程组有两组不同的实数解,即得方程ax2-x-(1+b)=0.①
∵△=1+4a(1+b)>0.②
由中点坐标公式可得,x0==
,y0=x0+b=
+b.
∵M在直线L上,
∴0=x0+y0=+
+b,
即b=-,代入②解得a>
.
故实数a的取值范围(,+∞)
故选B
已知椭圆C:+
=1(a>b>0).
(1)若椭圆的长轴长为4,离心率为,求椭圆的标准方程;
(2)过原点O任意作两条互相垂直的直线与椭圆C:+
=1(a>b>0)相交于P,S,R,Q四点,设原点O到四边形PQSR的一边距离为d,试求d=1时,a,b满足的条件.
正确答案
解:(1)由题意椭圆的长轴长为4,离心率为,
∴2a=4,=
,
解得a2=4,b2=1,c=.
∴椭圆的标准方程为;
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),S(-x1,-y1),R(-x2,-y2).
①当直线PS与QR的斜率都存在时,设直线PS:y=kx,则直线QR:y=-.
联立y=kx与椭圆方程,解得=
.(*)
联立y=-与椭圆方程,解得
=
.(**)
直线PR的斜率存在时,则直线PR为(y2-y1)x+(x1-x2)y+x2y1-x1y2=0.
∵d=1,∴=1,(***)
联立(*)(**)(***),化为a2b2=a2+b2.
即为定值.
②当直线PS与QR的斜率有一个不存在时,直线PR的斜率不存在时,经验证上式也成立.
解析
解:(1)由题意椭圆的长轴长为4,离心率为,
∴2a=4,=
,
解得a2=4,b2=1,c=.
∴椭圆的标准方程为;
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),S(-x1,-y1),R(-x2,-y2).
①当直线PS与QR的斜率都存在时,设直线PS:y=kx,则直线QR:y=-.
联立y=kx与椭圆方程,解得=
.(*)
联立y=-与椭圆方程,解得
=
.(**)
直线PR的斜率存在时,则直线PR为(y2-y1)x+(x1-x2)y+x2y1-x1y2=0.
∵d=1,∴=1,(***)
联立(*)(**)(***),化为a2b2=a2+b2.
即为定值.
②当直线PS与QR的斜率有一个不存在时,直线PR的斜率不存在时,经验证上式也成立.
直线与椭圆
,a>b>0的两个交点在x轴上的射影恰为椭圆的两个焦点,则椭圆的离心率e等于( )
正确答案
解析
解:由题意及椭圆的对称性可设两个交点分别为M,
.
把M代入椭圆方程得,又b2=a2-c2,
化为2c4-5a2c2+2a4=0,
∴2e4-5e2+2=0,
∴(2e2-1)(e2-2)=0,
∵0<e<1,∴2e2-1=0,解得.
故选B.
己知双曲线的方程为x2-=1,直线m的方程为x=
,过双曲线的右焦点F的直线l与双曲线的右支相交于P、Q,以PQ为直径的圆与直线m相交于M、N,记劣弧
的长度为n,则
的值为( )
正确答案
解析
解:设P、Q到右准线的距离分别等于 d1、d2,AB的中点为E,E到右准线的距离等于d,并且圆的半径等于r=,
由直角梯形的中位线性质可得:d=,
再根据双曲线的第二定义可得:,
,
所以|PF|+|QF|=2(d1+d2)=2r,
所以r=d1+d2,
即可得到r=2d,
所以∠MEN=,则有
的长度为n=
,
所以.
故选C.
若直线y=kx+1(k∈R)与双曲线x2-y2=1有一个公共点,求实数k的取值集合______.
正确答案
{-,-1,1,
}
解析
解:由,消去y得(1-k2)x2-2kx-2=0.
若1-k2≠0,则△=(-2k)2-4(1-k2)(-2)=0,得k=±.
若1-k2=0,得k=±1.
∴实数k的取值的集合是:{-,-1,1,
}.
故答案为:{-,-1,1,
}
k为何值时,直线y=kx+2和椭圆2x2+3y2=6有两个交点( )
正确答案
解析
解:直线y=kx+2代入椭圆2x2+3y2=6,消去y,可得(2+3k2)x2+12kx+6=0,
∴△=144k2-24(2+3k2)=72k2-48,
∵直线y=kx+2和椭圆2x2+3y2=6有两个交点,
∴72k2-48>0,
∴k>或k<-
.
故选B.
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