- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
(文)(1)已知动点P(x,y)到点F(0,1)与到直线y=-1的距离相等,求点P的轨迹L的方程;
(2)若正方形ABCD的三个顶点A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)(x1<0≤x2<x3)在(1)中的曲线L上,设BC的斜率为k,l=|BC|,求l关于k的函数解析式l=f(k);
(3)由(2),求当k=2时正方形ABCD的顶点D的坐标.
正确答案
解:(1)由题设可得动点P的轨迹方程为x2=4y. (4分)
(2)由(1),可设直线BC的方程为:(k>0),
消y得x2-4kx-x22+4kx2=0,
易知x2、x3为该方程的两个根,故有x2+x3=4k,得x3=4k-x2,
从而得,(7分)
类似地,可设直线AB的方程为:,
从而得,(9分)
由|AB|=|BC|,得k2•(2k-x2)=(2+kx2),
解得,(11分)
(k>0). (13分)
(3)由(2)及k=2可得点B、C、A的坐标分别为,,
,
,所以
. (18分)
解析
解:(1)由题设可得动点P的轨迹方程为x2=4y. (4分)
(2)由(1),可设直线BC的方程为:(k>0),
消y得x2-4kx-x22+4kx2=0,
易知x2、x3为该方程的两个根,故有x2+x3=4k,得x3=4k-x2,
从而得,(7分)
类似地,可设直线AB的方程为:,
从而得,(9分)
由|AB|=|BC|,得k2•(2k-x2)=(2+kx2),
解得,(11分)
(k>0). (13分)
(3)由(2)及k=2可得点B、C、A的坐标分别为,,
,
,所以
. (18分)
已知点P(x,y)满足椭圆方程2x2+y2=1,则的最大值为______.
正确答案
2+
解析
解:=2+
,
∵表示椭圆2x2+y2=1的点(x,y)与点(1,0)所在直线的斜率.
设直线y=k(x-1),联立化为(2+k2)x2-2k2x+k2-1=0,
令△=4k4-4(2+k2)(k2-1)=0,解得.
当k=时,则
的最大值为2+
.
故答案为.
已知抛物线C1:y2=2px(p>0)与直线x-y+1=0相切,椭圆C2:+
=1(a>b>0)的一个焦点与抛物线C1的焦点F重合,且离心率为
,点M(a2,0).
(1)求抛物线C1与椭圆C2的方程;
(2)若在椭圆C2上存在两点A,B使得=λ
(λ∈[-2,-1]),求|
+
|的最小值.
正确答案
解:(1)联立
,得x2+(2-2p)x+1=0.
由△=(2-2p)2-4=0,解得:p=2.
∴抛物线C1:y2=4x;
又椭圆C2:+
=1(a>b>0)的一个焦点与抛物线C1的焦点F重合,
∴c=1,且,
∴,则b2=a2-c2=1.
∴椭圆C2的方程为;
(2)M(a2,0)=(2,0),
如图:当直线l的斜率不存在时,即λ=-1时,A(1,),B(1,-
),
又M(2,0),∴||=|(-1,
)+(-1,-
)|=2;
当直线l的斜率存在时,即λ∈[-2,-1)时,设直线l的方程为y=k(x-1),
联立,得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),y1≠0,y2≠0,
则x1+x2=,x1•x2=
,
∴y1+y2=k(x1+x2)-2k= ①,
y1•y2=k2(x1x2-(x1+x2)+1)= ②.
∵=λ
,∴
=λ,且λ<0.
将①式平方除以②式得:λ++2=
,
由λ∈[-2,-1),得λ+∈[-
,-2),即λ+
+2∈[-
,0).
∴-≤
<0,解得k2≥
.
∵=(x1-2,y1),
=(x2-2,y2),
∴=(x1+x2-4,y1+y2),
又x1+x2-4=,
∴=(x1+x2-4)2+(y1+y2)2
=+
=
=4+,
令t=,∵k2≥
,
∴0<,即t∈(0,
],
∴=2t2+10t+4=2(t+
)2-
.
则∈(4,
].
∴|+
|的最小值为2.
解析
解:(1)联立
,得x2+(2-2p)x+1=0.
由△=(2-2p)2-4=0,解得:p=2.
∴抛物线C1:y2=4x;
又椭圆C2:+
=1(a>b>0)的一个焦点与抛物线C1的焦点F重合,
∴c=1,且,
∴,则b2=a2-c2=1.
∴椭圆C2的方程为;
(2)M(a2,0)=(2,0),
如图:当直线l的斜率不存在时,即λ=-1时,A(1,),B(1,-
),
又M(2,0),∴||=|(-1,
)+(-1,-
)|=2;
当直线l的斜率存在时,即λ∈[-2,-1)时,设直线l的方程为y=k(x-1),
联立,得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),y1≠0,y2≠0,
则x1+x2=,x1•x2=
,
∴y1+y2=k(x1+x2)-2k= ①,
y1•y2=k2(x1x2-(x1+x2)+1)= ②.
∵=λ
,∴
=λ,且λ<0.
将①式平方除以②式得:λ++2=
,
由λ∈[-2,-1),得λ+∈[-
,-2),即λ+
+2∈[-
,0).
∴-≤
<0,解得k2≥
.
∵=(x1-2,y1),
=(x2-2,y2),
∴=(x1+x2-4,y1+y2),
又x1+x2-4=,
∴=(x1+x2-4)2+(y1+y2)2
=+
=
=4+,
令t=,∵k2≥
,
∴0<,即t∈(0,
],
∴=2t2+10t+4=2(t+
)2-
.
则∈(4,
].
∴|+
|的最小值为2.
设抛物线经过两点(-1,6)和(-1,-2)对称轴与x轴平行,开口向右,直线y=2x+7被抛物线截得的线段的长是,求抛物线的方程.
正确答案
解:∵两点(-1,6)和(-1,-2)的中点为(-1,2),因此可设要求的抛物线方程为(y-2)2=2p(x+a).(p>0).
∵点(-1,6)在抛物线上,∴2p(-1+a)=16,化为p(a-1)=8.∴.
设直线y=2x+7与抛物线相交于点A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,化为4(a-1)x2+(20a-36)x+9a-25=0.(a>0,a≠1)
∴x1+x2=,x1x2=
.
∵|AB|==
,
∴=16×10,化为2a2-a-3=0,解得a=-1或a=
.
∵a>0,∴a=.
∴=16.
∴抛物线的方程为.
解析
解:∵两点(-1,6)和(-1,-2)的中点为(-1,2),因此可设要求的抛物线方程为(y-2)2=2p(x+a).(p>0).
∵点(-1,6)在抛物线上,∴2p(-1+a)=16,化为p(a-1)=8.∴.
设直线y=2x+7与抛物线相交于点A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,化为4(a-1)x2+(20a-36)x+9a-25=0.(a>0,a≠1)
∴x1+x2=,x1x2=
.
∵|AB|==
,
∴=16×10,化为2a2-a-3=0,解得a=-1或a=
.
∵a>0,∴a=.
∴=16.
∴抛物线的方程为.
在抛物线y2=8x中,以(1,-1)为中点的弦所在的直线方程为( )
正确答案
解析
解:设以(1,-1)为中点的弦所在的直线交抛物线为:A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
两式相减,得
(y1-y2)(y1+y2)=8(x1-x2),
∵,
∴y1+y2=-2,
∴=-4,
∴以(1,-1)为中点的弦所在的直线的斜率为-4,
∴以(1,-1)为中点的弦所在的直线方程为:y+1=-4(x-1),
即4x+y-3=0,
所以,所求的直线方程为:4x+y-3=0,
故选:C.
已知椭圆C:=1(a>b>0)的长轴长是短轴长的两倍,焦距为2
.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设不过原点O的直线l与椭圆C交于两点M、N,且直线OM、MN、ON的斜率依次满足kMN2=kOM•kON,求△OMN面积的取值范围.
正确答案
解析:(1)由已知得,∴
,所以C方程:
.
(2)由题意可设直线l的方程为:y=kx+m(k≠0,m≠0)
联立,消去y并整理,得:(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,
则△=64k2m2-16(1+4k2)(m2-1)=16(4k2-m2+1)>0,
此时设M(x1,y1),N(x2,y2),∴,
于是,
又直线OM,MN,ON的斜率满足,
∴,所以
,
由m≠0,得,又由△>0,得0<m2<2,
显然m2≠1,
设原点O到直线l的距离为d,则,
故由m得取值范围可得△OMN面积的取值范围为(0,1).
解析
解析:(1)由已知得,∴
,所以C方程:
.
(2)由题意可设直线l的方程为:y=kx+m(k≠0,m≠0)
联立,消去y并整理,得:(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,
则△=64k2m2-16(1+4k2)(m2-1)=16(4k2-m2+1)>0,
此时设M(x1,y1),N(x2,y2),∴,
于是,
又直线OM,MN,ON的斜率满足,
∴,所以
,
由m≠0,得,又由△>0,得0<m2<2,
显然m2≠1,
设原点O到直线l的距离为d,则,
故由m得取值范围可得△OMN面积的取值范围为(0,1).
已知椭圆E:
=1(a>b>0)的离心率为
,其长轴长与短轴长的和等于6.
(1)求椭圆E的方程;
(2)如图,设椭圆E的上、下顶点分别为A1、A2,P是椭圆上异于A1、A2的任意一点,直线PA1、PA2分别交x轴于点N、M,若直线OT与过点M、N的圆G相切,切点为T.证明:线段OT的长为定值.
正确答案
解:(1)由题意可得,解得
.
∴椭圆E的方程为.
(2)有(1)可知:A1(0,1),A2(0,-1),设P(x0,y0),则.
则直线PA1的方程为,令y=0,得xN=
;
直线PA2的方程为,令y=0,得
.
由切割线定理可得:|OT|2=|OM||ON|==
=4,
∴|OT|=2,即线段OT的长为定值2.
解析
解:(1)由题意可得,解得
.
∴椭圆E的方程为.
(2)有(1)可知:A1(0,1),A2(0,-1),设P(x0,y0),则.
则直线PA1的方程为,令y=0,得xN=
;
直线PA2的方程为,令y=0,得
.
由切割线定理可得:|OT|2=|OM||ON|==
=4,
∴|OT|=2,即线段OT的长为定值2.
已知线段AB是抛物线y2=2x的焦点弦,|AB|=4,则AB中点的横坐标是______.
正确答案
解析
解:设A(x1,y1),B(x2,y2)
根据抛物线的定义可知,|AB|=x1+x2+p=x1+x2+1=4
∴x1+x2=3,
∴,
故答案为:
已知直线l:y=3x+2过抛物线y=ax2(a>0)的焦点.
(1)求抛物线方程;
(2)设抛物线的一条切线l1,若l1∥l,求切点坐标.
正确答案
解:(1)抛物线y=ax2(a>0)的焦点为(0,),-----------------3分
代入直线y=3x+2,得a=
(或用焦点坐标为(0,2)来解)抛物线方程x2=8y---------------------7分
(2)设切点坐标为(x0,y0),--------------------------------9分
由y=x,得y′=
x,即
,-------------------------12分
得x0=12,代入抛物线方程得y0=18
切点坐标为(12,18)-----------------------15分
解析
解:(1)抛物线y=ax2(a>0)的焦点为(0,),-----------------3分
代入直线y=3x+2,得a=
(或用焦点坐标为(0,2)来解)抛物线方程x2=8y---------------------7分
(2)设切点坐标为(x0,y0),--------------------------------9分
由y=x,得y′=
x,即
,-------------------------12分
得x0=12,代入抛物线方程得y0=18
切点坐标为(12,18)-----------------------15分
已知椭圆
+
=1(a>b>0)短轴长为2,左右焦点分别为F1,F2,c为半焦距.若以F2为圆心,b-c为半径作圆F2,P为椭圆上的动点,过P作此圆的切线l,切点为T.
(1)当l经过原点时,l的斜率为-,求椭圆的方程.
(2)若|PT|的最小值不小于(a-c),圆F2与x轴的右焦点为C,过点C作斜率为k(k>0)的直线m与椭圆交于A,B两点.与圆F2交于另一点D两点,若O在以AB为直径的圆上,求|CD|的最大值.
正确答案
解:(1)当l经过原点时的斜率为-,
故=
=
,
解得,c=;
故a2=b2+c2=1+=
;
故椭圆方程为+y2=1;
(2)由题意,点Q的坐标为(1,0),则得直线m的方程为y=k(x-1),
联立方程组得,
(a2k2+1)x2-2a2k2x+a2k2-a2=0;
设A(x1,y1),B(x2,y2),则有x1+x2=,x1x2=
;
代入直线方程得y1y2=,x1x2+y1y2=
;
由题意OA⊥OB,所以•
=0,
所以x1x2+y1y2==0,
所以k=a,直线m方程为ax-y-a=0,
圆心F2(c,0)到直线m的距离d=.
CD2=4[(b-c)2-d2]=;
|CD|==2
=2
,
根据题意可设切线长|PT|=,
所以当且仅当|PF2|取得最小值时|PT|取得最小值,
而|PF2|min=a-c,
所以≥
(a-c);.
所以0<≤
,
从而解得≤
,
解得,c≥;
所以≤c<1,
所以≤2c+1<3;
则|CD|∈(0,].
所以当c=时,|CD|max=
.
解析
解:(1)当l经过原点时的斜率为-,
故=
=
,
解得,c=;
故a2=b2+c2=1+=
;
故椭圆方程为+y2=1;
(2)由题意,点Q的坐标为(1,0),则得直线m的方程为y=k(x-1),
联立方程组得,
(a2k2+1)x2-2a2k2x+a2k2-a2=0;
设A(x1,y1),B(x2,y2),则有x1+x2=,x1x2=
;
代入直线方程得y1y2=,x1x2+y1y2=
;
由题意OA⊥OB,所以•
=0,
所以x1x2+y1y2==0,
所以k=a,直线m方程为ax-y-a=0,
圆心F2(c,0)到直线m的距离d=.
CD2=4[(b-c)2-d2]=;
|CD|==2
=2
,
根据题意可设切线长|PT|=,
所以当且仅当|PF2|取得最小值时|PT|取得最小值,
而|PF2|min=a-c,
所以≥
(a-c);.
所以0<≤
,
从而解得≤
,
解得,c≥;
所以≤c<1,
所以≤2c+1<3;
则|CD|∈(0,].
所以当c=时,|CD|max=
.
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