- 直线与圆锥曲线
- 共2643题
已知抛物线x2=2py上点(2,2)处的切线经过椭圆的两个顶点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过椭圆E的上顶点A的两条斜率之积为-4的直线与该椭圆交于B、C两点.请问:是否存在一点D,使得直线BC恒过该点?若存在,请求出定点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,过点A作直线BC的垂线,垂足为H,求点H的轨迹方程.
正确答案
解:(1)将(2,2)代入x2=2py,得4=4p,所以p=1,故抛物线方程为x2=2y.
即.
y对x求导得y′=x,所以抛物线x2=2y上点(2,2)处的切线的斜率为y′|x=2=2.
所以抛物线在点(2,2)处的切线方程为y-2=2(x-2),即y=2x-2.
它与两坐标轴的交点分别为(1,0),(0,-2).
由题意可知,a=2,b=1.
所以椭圆E的方程分别为;
(2)假设直线BC恒过定点D.
设直线AB的斜率kAB=k1,直线AC的斜率kAC=k2,则k1k2=-4.
从而直线AB的方程为y=k1x+2.
联立,整理得
.
从而点B的横坐标,
.
所以点B的坐标为.
同理点C的坐标为.
于是,,
.
,
.
所以点B,C均在直线上.
而两点确定一条直线,所以直线BC的方程为,即
.
所以BC恒过定点D(0,0);
(3)设H(x,y),由(2)知,∠AHO=90°,
所以.
又因为,
所以有x2+y(y-2)=0,即x2+(y-1)2=1.
所以H的轨迹方程为x2+(y-1)2=1(去掉点(0,2)).
解析
解:(1)将(2,2)代入x2=2py,得4=4p,所以p=1,故抛物线方程为x2=2y.
即.
y对x求导得y′=x,所以抛物线x2=2y上点(2,2)处的切线的斜率为y′|x=2=2.
所以抛物线在点(2,2)处的切线方程为y-2=2(x-2),即y=2x-2.
它与两坐标轴的交点分别为(1,0),(0,-2).
由题意可知,a=2,b=1.
所以椭圆E的方程分别为;
(2)假设直线BC恒过定点D.
设直线AB的斜率kAB=k1,直线AC的斜率kAC=k2,则k1k2=-4.
从而直线AB的方程为y=k1x+2.
联立,整理得
.
从而点B的横坐标,
.
所以点B的坐标为.
同理点C的坐标为.
于是,,
.
,
.
所以点B,C均在直线上.
而两点确定一条直线,所以直线BC的方程为,即
.
所以BC恒过定点D(0,0);
(3)设H(x,y),由(2)知,∠AHO=90°,
所以.
又因为,
所以有x2+y(y-2)=0,即x2+(y-1)2=1.
所以H的轨迹方程为x2+(y-1)2=1(去掉点(0,2)).
椭圆+y2=1的弦被点(
,
)平分,则这条弦所在的直线方程是______.
正确答案
2x+4y-3=0
解析
解:设这条弦的两端点为A(x1,y1),B(x2,y2),斜率为k,
则,
两式相减再变形得,
又弦中点为(,
),
故k=-,
故这条弦所在的直线方程y-=-
(x-
),整理得2x+4y-3=0.
故答案为:2x+4y-3=0.
(2015秋•石嘴山校级期末)椭圆C1的中心在原点,过点(0,
),且右焦点F2与圆C2:(x-1)2+y2=
的圆心重合.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)过点F2的直线l交椭圆于M、N两点,问是否存在这样的直线l,使得以MN为直径的圆过椭圆的左焦点F1?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)依题意得F2(1,0),∴c=1,又过点,∴b=
.
因此a2=b2+c2=4.
故所求的椭圆C1 的方程为:.
(2)由(1)知F1(-1,0).以MN为直径的圆过F1⇔.
①若直线l的斜率不存在.易知N (1,),M (1,-
).
=
=
≠0,不合题意,应舍去.
②若直线l的斜率k存在,可设直线为y=k(x-1),M(x1,y1),N(x2,y2).
=(x1+1,y1)•(x2+1,y2)=(x1+1)(x2+1)+y1y2
=x1x2+x1+x2+k(x1-1)•k(x2-1)+1
=(1+k2)x1x2+(1-k2)(x1+x2)+1+k2(*)
联立 消去y得:(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0.
∴,
代入(*).
得:.
由得:
.
∴直线l的方程为y=.
解析
解:(1)依题意得F2(1,0),∴c=1,又过点,∴b=
.
因此a2=b2+c2=4.
故所求的椭圆C1 的方程为:.
(2)由(1)知F1(-1,0).以MN为直径的圆过F1⇔.
①若直线l的斜率不存在.易知N (1,),M (1,-
).
=
=
≠0,不合题意,应舍去.
②若直线l的斜率k存在,可设直线为y=k(x-1),M(x1,y1),N(x2,y2).
=(x1+1,y1)•(x2+1,y2)=(x1+1)(x2+1)+y1y2
=x1x2+x1+x2+k(x1-1)•k(x2-1)+1
=(1+k2)x1x2+(1-k2)(x1+x2)+1+k2(*)
联立 消去y得:(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0.
∴,
代入(*).
得:.
由得:
.
∴直线l的方程为y=.
已知椭圆C:(a>b>0)的右焦点F1与抛物线y2=4x的焦点重合,原点到过点A(a,0),B(0,-b)的直线的距离是
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设动直线l=kx+m与椭圆C有且只有一个公共点P,过F1作PF1的垂线与直线l交于点Q,求证:点Q在定直线上,并求出定直线的方程.
正确答案
(Ⅰ)解:由抛物线的焦点坐标为(1,0),得c=1,
因此a2=b2+1 ①,
直线AB:,即bx-ay-ab=0.
∴原点O到直线AB的距离为 ②,
联立①②,解得:a2=4,b2=3,
∴椭圆C的方程为;
(Ⅱ)由,得方程(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,(*)
由直线与椭圆相切,得m≠0且△=64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,
整理得:4k2-m2+3=0,
将4k2+3=m2,即m2-3=4k2代入(*)式,得m2x2+8kmx+16k2=0,
即(mx+4k)2=0,解得,
∴,
又F1(1,0),∴,则
,
∴直线F1Q方程为,
联立方程组,得x=4,
∴点Q在定直线x=4上.
解析
(Ⅰ)解:由抛物线的焦点坐标为(1,0),得c=1,
因此a2=b2+1 ①,
直线AB:,即bx-ay-ab=0.
∴原点O到直线AB的距离为 ②,
联立①②,解得:a2=4,b2=3,
∴椭圆C的方程为;
(Ⅱ)由,得方程(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,(*)
由直线与椭圆相切,得m≠0且△=64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,
整理得:4k2-m2+3=0,
将4k2+3=m2,即m2-3=4k2代入(*)式,得m2x2+8kmx+16k2=0,
即(mx+4k)2=0,解得,
∴,
又F1(1,0),∴,则
,
∴直线F1Q方程为,
联立方程组,得x=4,
∴点Q在定直线x=4上.
动圆C过定点F,且与直线
相切,其中p>0.设圆心C的轨迹Γ的程为F(x,y)=0
(1)求F(x,y)=0;
(2)曲线Γ上的一定点P(x0,y0)(y0≠0),方向向量的直线l(不过P点)与曲线Γ交与A、B两点,设直线PA、PB斜率分别为kPA,kPB,计算kPA+kPB;
(3)曲线Γ上的两个定点P0(x0,y0)、,分别过点P0,Q0作倾斜角互补的两条直线P0M,Q0N分别与曲线Γ交于M,N两点,求证直线MN的斜率为定值.
正确答案
解:(1)过点C作直线的垂线,垂足为N,
由题意知:|CF|=|CN|,即动点C到定点F与定直线的距离相等,
由抛物线的定义知,点C的轨迹为抛物线,
其中为焦点,
为准线,
所以轨迹方程为y2=2px(p>0);
(2)设 A(x1,y1)、B(x2,y2)
不过点P的直线l方程为,
由得y2+2y0y-2y0b=0,
则y1+y2=-2y0,
=
=
==0.
(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),
则=
=
(***)
设MP0的直线方程为为y-y0=k(x-x0)与曲线y2=2px的交点P0(x0,y0),M(x1,y1).
由,
的两根为y0,y1
则,∴
同理,得
∴,
代入(***)计算得.是定值,命题得证
解析
解:(1)过点C作直线的垂线,垂足为N,
由题意知:|CF|=|CN|,即动点C到定点F与定直线的距离相等,
由抛物线的定义知,点C的轨迹为抛物线,
其中为焦点,
为准线,
所以轨迹方程为y2=2px(p>0);
(2)设 A(x1,y1)、B(x2,y2)
不过点P的直线l方程为,
由得y2+2y0y-2y0b=0,
则y1+y2=-2y0,
=
=
==0.
(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),
则=
=
(***)
设MP0的直线方程为为y-y0=k(x-x0)与曲线y2=2px的交点P0(x0,y0),M(x1,y1).
由,
的两根为y0,y1
则,∴
同理,得
∴,
代入(***)计算得.是定值,命题得证
已知椭圆C:+
=1,M为椭圆外一点,N为椭圆上一点,过M作椭圆的两条切线,切点分别为A,B,若N点坐标为(2,
),则过N点的椭圆的切线方程为______.
正确答案
y=-x+
解析
解:设过N点的椭圆的切线方程为y-=k(x-2),
即有y=kx+-2k,代入椭圆方程
+
=1,
得到x2+4(kx+-2k)2-16=0,
即有(1+4k2)x2+8k(-2k)x+4(
-2k)2-16=0,
由于直线和椭圆相切,
则有△=64k2(-2k)2-4(1+4k2)[4(
-2k)2-16]=0,
解得,k=-.
即有切线方程为:y=-x+
.
故答案为:y=-x+
.
直线y=kx+1被椭圆x2+2y2=1所截得的线段AB的中点横坐标是-,则AB=______.
正确答案
解析
解:将y=kx+1代入椭圆x2+2y2=1后化简得
(2k2+1)x2+4kx+1=0,首先△=16k2-4(2k2+1)>0,即①
设两交点坐标A(x1,y1),B(x2,y2)
则②,
解得k=1或k=,结合①得k=1符合题意.
所以AB==
.
故答案为.
已知平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)是否存在过点N(4,2)的直线m,使得直线m被曲线C所截得的弦AB恰好被点N平分?如果存在,求出直线m的方程;不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)∵平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1,
∴当x≥0时,点P到F的距离等于点P到直线x=-1的距离,
∴动点P的轨迹为抛物线,方程为y2=4x(x≥0);
当x<0时,y=0.
∴动点P的轨迹C的方程为y2=4x(x≥0)或y=0(x<0);
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).
由题意,直线m的斜率存在,设方程为y-2=k(x-4),与抛物线方程联立,消去x可得ky2-4y-8+4k=0①,
∴=
,
∴k=1,此时①中△恒大于0,
∴直线m存在,其方程为y=x-2.
解析
解:(1)∵平面内一动点P到点F(1,0)的距离与点P到y轴的距离的差等于1,
∴当x≥0时,点P到F的距离等于点P到直线x=-1的距离,
∴动点P的轨迹为抛物线,方程为y2=4x(x≥0);
当x<0时,y=0.
∴动点P的轨迹C的方程为y2=4x(x≥0)或y=0(x<0);
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).
由题意,直线m的斜率存在,设方程为y-2=k(x-4),与抛物线方程联立,消去x可得ky2-4y-8+4k=0①,
∴=
,
∴k=1,此时①中△恒大于0,
∴直线m存在,其方程为y=x-2.
已知抛物线C:y2=2px的焦点坐标F(1,0),过F的直线L交抛物线C于A、B两点,直线AO、BO分别与直线m:x=-2相交于M、N.
(1)求抛物线C方程.
(2)求的值.
正确答案
解:(1)∵抛物线C:y2=2px的焦点坐标F(1,0),
∴抛物线C方程为y2=4x.
(2)当直线l垂直于x轴时,△ABO与△MNO相似,
∴=
=
.
当直线l与x轴不垂直时,设直线AB方程为y=k(x-1),
设M(-2,yM),N(-2,yN),A(x1,y1),B(x2,y2),
解整理得k2x2-(4+2k2)x+k2=0,
∵∠AOB=∠MON,
∴x1•x2=1.∴=
=
=
.
综上=
.
解析
解:(1)∵抛物线C:y2=2px的焦点坐标F(1,0),
∴抛物线C方程为y2=4x.
(2)当直线l垂直于x轴时,△ABO与△MNO相似,
∴=
=
.
当直线l与x轴不垂直时,设直线AB方程为y=k(x-1),
设M(-2,yM),N(-2,yN),A(x1,y1),B(x2,y2),
解整理得k2x2-(4+2k2)x+k2=0,
∵∠AOB=∠MON,
∴x1•x2=1.∴=
=
=
.
综上=
.
(2015秋•烟台校级期末)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F且倾斜角为60°的直线l交抛物线于A、B两点,若|AF|=3,则此抛物线方程为( )
正确答案
解析
解:过点A,B向准线x=-
作垂线,垂足分别为C,D,过B点向AC作垂线,垂足为E
∵A,B两点在抛物线y=2px上,∴|AC|=|AF|,|BD|=|BF|
∵BE⊥AC,∴|AE|=|AF|-|BF|,
∵直线AB的倾斜角为60°,∴在Rt△ABE中,2|AE|=|AB|=|AF|+|BF|
即2(|AF|-|BF)=|AF|+|BF|,∴|AF|=3|BF|
∵|AF|=3,∴|BF|=1,∴|AB|=|AF|+|BF|=4
设直线AB方程为y=(x-
),代入y2=2px,得,
3x2-5px+=0,
∴x1+x2=
∴|AB|=x1+x2+p=4
∴P=,∴抛物线方程为y2=3x
故选A
扫码查看完整答案与解析