- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知定点F1(-,0),F2(
,0),动点R在曲线C上运动且保持|RF1|+|RF2|的值不变,曲线C过点T(0,1),
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)M是曲线C上一点,过点M作斜率分别为k1和k2的直线MA,MB交曲线C于A、B两点,若A、B关于原点对称,求k1•k2的值;
(Ⅲ)直线l过点F2,且与曲线C交于PQ,有如下命题p:“当直线l垂直于x轴时,△F1PQ的面积取得最大值”.判断命题p的真假.若是真命题,请给予证明;若是假命题,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)∵|RF1|+|RF2|=,
∴曲线C为以原点为中心,F1、F2为焦点的椭圆,
设其半长轴为a,半短轴为b,半焦距为c,则2a=2,2c=,
∴a=2,c=,b2=a2-c2=1.
∴曲线C的方程为;
(Ⅱ)设M(x0,y0),A(x1,y1)则B(-x1,-y1),
∵点M,A在椭圆上,
∴,
,
相减得,
又,
∴=
;
(Ⅲ)设直线l的方程为,代入椭圆方程
,
得,计算并判断得△>0,
设P(x3,y3),Q(x4,y4),得,
∴=
=.
F1到直线l的距离d=,
设,则t≥1,
∴
==
.
当t2=3,即m2=2,时,△F1PQ的面积最大.
∴原命题是假命题,△F1PQ的面积取得最大值时,直线l的方程为:
和
.
解析
解:(Ⅰ)∵|RF1|+|RF2|=,
∴曲线C为以原点为中心,F1、F2为焦点的椭圆,
设其半长轴为a,半短轴为b,半焦距为c,则2a=2,2c=,
∴a=2,c=,b2=a2-c2=1.
∴曲线C的方程为;
(Ⅱ)设M(x0,y0),A(x1,y1)则B(-x1,-y1),
∵点M,A在椭圆上,
∴,
,
相减得,
又,
∴=
;
(Ⅲ)设直线l的方程为,代入椭圆方程
,
得,计算并判断得△>0,
设P(x3,y3),Q(x4,y4),得,
∴=
=.
F1到直线l的距离d=,
设,则t≥1,
∴
==
.
当t2=3,即m2=2,时,△F1PQ的面积最大.
∴原命题是假命题,△F1PQ的面积取得最大值时,直线l的方程为:
和
.
设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,M∈C,以M为圆心的圆M与l,相切于点Q,Q的纵坐标为,E(5,0)是圆M与x轴除F外的另一个交点
(Ⅰ)求抛物线C与圆M的方程;
(Ⅱ)已知直线n:y=k(x-1)(k>0),n与C交于A,B两点,n与l交于点D,且|FA|=|FD|,求△ABQ的面积.
正确答案
解:(Ⅰ)由抛物线的定义知,圆M经过焦点F(,0),Q(-
,
p),点M的纵坐标为
p,
∵M∈C,∴M(,
p),|MF|=2p,
由题意,M是线段EF垂直平分线上的点,
∴,
∴p=2,
∴抛物线C:y2=4x,圆M的方程:;
(Ⅱ)由,可得y=-2k,∴D(-1,-2).
直线n:y=k(x-1)代入抛物线方程,整理可得ky2-4y-4k=0(k>0),
∴,
∵|FA|=|FD|,∴,
∴k=,
∴A(3,2),B(
,
),直线n:y=
(x-1),Q(-1,2
),
则|AB|=,Q到直线n的距离为d=2
,
∴△ABQ的面积S=|AB|d=
.
解析
解:(Ⅰ)由抛物线的定义知,圆M经过焦点F(,0),Q(-
,
p),点M的纵坐标为
p,
∵M∈C,∴M(,
p),|MF|=2p,
由题意,M是线段EF垂直平分线上的点,
∴,
∴p=2,
∴抛物线C:y2=4x,圆M的方程:;
(Ⅱ)由,可得y=-2k,∴D(-1,-2).
直线n:y=k(x-1)代入抛物线方程,整理可得ky2-4y-4k=0(k>0),
∴,
∵|FA|=|FD|,∴,
∴k=,
∴A(3,2),B(
,
),直线n:y=
(x-1),Q(-1,2
),
则|AB|=,Q到直线n的距离为d=2
,
∴△ABQ的面积S=|AB|d=
.
已知抛物线y2=6x,准线l与x轴交于点M,过M作直线交抛物线于A,B两点(A在M,B之间),点A到l的距离为2,则=______.
正确答案
2
解析
解:直线l的方程为x=-
,M(-
,0),不妨设A,B在x轴上方,如图所示:
由抛物线定义得AA1=xA-(-)=2,解得xA=
,所以A(
,
),
设B(,y0),由M、A、B三点共线得kMA=kMB,即
=
,解得
,
所以B(,3
),
则=
=
,
所以=2.
故答案为:2.
抛物线y=-x2上的一点到直线4x+3y-8=0的距离的最小值是( )
正确答案
解析
解:由,得3x2-4x+8=0.
△=(-4)2-4×3×8=-80<0.
所以直线4x+3y-8=0与抛物线y=-x2无交点.
设与直线4x+3y-8=0平行的直线为4x+3y+m=0
联立,得3x2-4x-m=0.
由△=(-4)2-4×3(-m)=16+12m=0,得
m=-.
所以与直线4x+3y-8=0平行且与抛物线y=-x2相切的直线方程为.
所以抛物线y=-x2上的一点到直线4x+3y-8=0的距离的最小值是.
故选D.
已知椭圆E:
的离心率为
,它的上顶点为A,左、右焦点分别为F1,F2,直线AF1,AF2分别交椭圆于点B,C.
(1)求证直线BO平分线段AC;
(2)设点P(m,n)(m,n为常数)在直线BO上且在椭圆外,过P的动直线l与椭圆交于两个不同点M,N,在线段MN上取点Q,满足,试证明点Q恒在一定直线上.
正确答案
证明:(1)由题意,,则
,b2=a2-c2=2c2,
故椭圆方程为,
即2x2+3y2-6c2=0,其中,F1(-c,0),
∴直线AF1的斜率为,此时直线AF1的方程为
,
联立得2x2+3cx=0,解得x1=0(舍)和
,即B
,
由对称性知.
直线BO的方程为,
线段AC的中点坐标为,
AC的中点坐标满足直线BO的方程,即直线BO平分线段AC.
(2)设过P的直线l与椭圆交于两个不同点的坐标为M(x1,y1),N(x2,y2),点Q(x,y),
则,
.
设=λ,则
,
,
求得,
,
,
,
∴,
,
∴2mx+3ny==
=
=6c2,
由于m,n,C为常数,所以点Q恒在直线2mx+3ny-6c2=0上.
解析
证明:(1)由题意,,则
,b2=a2-c2=2c2,
故椭圆方程为,
即2x2+3y2-6c2=0,其中,F1(-c,0),
∴直线AF1的斜率为,此时直线AF1的方程为
,
联立得2x2+3cx=0,解得x1=0(舍)和
,即B
,
由对称性知.
直线BO的方程为,
线段AC的中点坐标为,
AC的中点坐标满足直线BO的方程,即直线BO平分线段AC.
(2)设过P的直线l与椭圆交于两个不同点的坐标为M(x1,y1),N(x2,y2),点Q(x,y),
则,
.
设=λ,则
,
,
求得,
,
,
,
∴,
,
∴2mx+3ny==
=
=6c2,
由于m,n,C为常数,所以点Q恒在直线2mx+3ny-6c2=0上.
若直线x-y=2与抛物线y2=4x交于A、B两点,则线段AB的中点坐标是______.
正确答案
(4,2)
解析
解:把直线方程与抛物线方程联立得,
消去y得到x2-8x+4=0,利用根与系数的关系得到x1+x2=8,则y1+y2=x1+x2-4=4
中点坐标为(,
)=(4,2)
故答案为:(4,2)
设椭圆C:=1(a>b>0)的左焦点为F(-
,0),过F的直线交C于A,B两点,设点A关于y轴的对称点为A′,且|FA|+|FA′|=4.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若点A在第一象限,当△AFA′面积最大时,求|AB|的值.
正确答案
解:(I)设F′是椭圆的右焦点,
由椭圆的性质和定义可得:|FA|+|FA′|=|FA|+|F′A|=2a=4.
解得a=2,
∵左焦点为F(-,0),c=
,
∴b2=a2-c2=2.
∴椭圆C的方程为=1.
(II)设A(x1,y1)(x1>0,y1>0),△AFA′面积S==x1y1.
∵≥2×
=
,
∴.
当△AFA′面积取得最大时,=
,解得
,y1=1.
由F(-,0),A
,可得直线AB的方程为:
,化为
=0,
设B(x2,y2),联立,解得
,
,
可得B.
∴|AB|==
.
解析
解:(I)设F′是椭圆的右焦点,
由椭圆的性质和定义可得:|FA|+|FA′|=|FA|+|F′A|=2a=4.
解得a=2,
∵左焦点为F(-,0),c=
,
∴b2=a2-c2=2.
∴椭圆C的方程为=1.
(II)设A(x1,y1)(x1>0,y1>0),△AFA′面积S==x1y1.
∵≥2×
=
,
∴.
当△AFA′面积取得最大时,=
,解得
,y1=1.
由F(-,0),A
,可得直线AB的方程为:
,化为
=0,
设B(x2,y2),联立,解得
,
,
可得B.
∴|AB|==
.
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率e=
,左、右焦点分别为
F1,F2,点P(2,),点F2在线段PF1的中垂线上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l1:y=kx+m与椭圆C交于M、N两点,直线F2M与F2N的倾斜角分别为α,β,且α+β=π,求证:直线l1经过定点,并求该定点的坐标.
(3)若过点B(2,0)的直线l2(斜率不等于零)与椭圆C交于不同的两点E,F(E在B,F之间),△OBE与△OBF的面积之比为,求直线l2的方程.
正确答案
解:(1)设椭圆的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),
∵点F2在线段PF1的中垂线上,∴|F1F2|=|PF2|,因此,
解得:c=1,又∵,∴
,
=1.
故所求的椭圆C方程为:.
(2)依题意,化为:(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0
设M(x1,y1),N(x2,y2),则,
.
又=
,
=
,
∵倾斜角满足α+β=π,可得:,
∴=0,化简得:2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0.
∴,整理得:m=-2k.
∴直线l1的方程为y=k(x-2),因此直线l1经过定点,该定点坐标为(2,0).
(3)由题意知l2的斜率存在且不为零.
设l2方程为x=my+2(m≠0)①,将①代入,整理得(m2+2)y2+4my+2=0,
由△>0得m2>2.
设E(x3,y3),F(x4,y4),则②
由已知,,则
由此可知,,代入②得,
,
消去y3得
解得,,满足m2>2即
.
故所求直线l2的方程为.
解析
解:(1)设椭圆的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),
∵点F2在线段PF1的中垂线上,∴|F1F2|=|PF2|,因此,
解得:c=1,又∵,∴
,
=1.
故所求的椭圆C方程为:.
(2)依题意,化为:(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0
设M(x1,y1),N(x2,y2),则,
.
又=
,
=
,
∵倾斜角满足α+β=π,可得:,
∴=0,化简得:2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0.
∴,整理得:m=-2k.
∴直线l1的方程为y=k(x-2),因此直线l1经过定点,该定点坐标为(2,0).
(3)由题意知l2的斜率存在且不为零.
设l2方程为x=my+2(m≠0)①,将①代入,整理得(m2+2)y2+4my+2=0,
由△>0得m2>2.
设E(x3,y3),F(x4,y4),则②
由已知,,则
由此可知,,代入②得,
,
消去y3得
解得,,满足m2>2即
.
故所求直线l2的方程为.
已知抛物线x2=2y的焦点为F,直线l:x-2y+2=0交抛物线于A,B两点,则cos∠AFB的值是______.
正确答案
解析
解:联立抛物线x2=2y与直线l:x-2y+2=0,消去y得x2-x-2=0,解得x1=-1,x2=2.
当x1=-1时,y1=;当x2=2时,y2=2.
不妨设A在y轴左侧,于是A,B的坐标分别为(-1,),(2,2),
由x2=2y,得2p=2,所以p=,则抛物线的准线方程为y=-
.
由抛物线的定义可得:|AF|=-(-
)=1,|BF|=2-(-
)=
,
|AB|==
,
在三角形AFB中,由余弦定理得:cos∠AFB==
.
故答案为:.
如果直线l 过定点M(1,2)且与抛物线y=2x2有且仅有一个公共点,那么直线l的方程为______.
正确答案
x=1 或y=4x-2
解析
解:把点M(1,2)代入y=2x2成立,∴点M在抛物线上,
∵直线l 过定点M(1,2)且与抛物线y=2x2有且仅有一个公共点,
∴直线可能平行于抛物线的对称轴,也可能与抛物线相切
当直线平行于抛物线的对称轴时,方程为x=1,
当直线与抛物线相切时,对y=2x2求导,得,y′=4x,∴k切=4
∴切线方程为y-2=4(x-1)
即y=4x-2
故答案为:x=1 或y=4x-2
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