- 直线方程的综合应用
- 共376题
已知圆C:x2+y2=9,点A(﹣5,0),直线l:x﹣2y=0.
(1)求与圆C相切,且与直线l垂直的直线方程;
(2)在直线OA上(O为坐标原点),存在定点B(不同于点A),满足:对于圆C上任一点P,都有为一常数,试求所有满足条件的点B的坐标.
正确答案
解:(1)设所求直线方程为y=﹣2x+b,即2x+y﹣b=0,∵直线与圆相切,
∴,得
,
∴所求直线方程为,
(2)方法1:假设存在这样的点B(t,0),
当P为圆C与x轴左交点(﹣3,0)时,;
当P为圆C与x轴右交点(3,0)时,,
依题意,,解得,t=﹣5(舍去),或
.
下面证明点对于圆C上任一点P,都有
为一常数.
设P(x,y),则y2=9﹣x2,
∴,
从而为常数.
方法2:假设存在这样的点B(t,0),使得为常数λ,则PB2=λ2PA2,
∴(x﹣t)2+y2=λ2[(x+5)2+y2],将y2=9﹣x2代入得,
x2﹣2xt+t2+9﹣x2=λ2(x2+10x+25+9﹣x2),
即2(5λ2+t)x+34λ2﹣t2﹣9=0对x∈[﹣3,3]恒成立,
∴,解得
或
(舍去),
所以存在点对于圆C上任一点P,都有
为常数
.
已知椭圆C:,其相应于焦点F(2,0)的准线方程为x=4。
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知过点F1(-2,0)倾斜角为θ的直线交椭圆C于A,B两点,求证:;
(3)过点F1(-2,0)作两条互相垂直的直线分别交椭圆C于点A、B和D、E,求|AB|+|DE|的最小值。
正确答案
解:(1)由题意得
∴
∴椭圆C的方程为。
(2)由(1)知,是椭圆C的左焦点,离心率
,
设l是椭圆的左准线,则l:
作于
,
于
,l交x轴于点H(如图),
∵点A在椭圆上,
∴
∴,
同理
∴。
(3)设直线AB倾斜角为θ,由于DE⊥AB,由(2)可得
,
当或
时,
取得最小值
。
已知椭圆C:的离心率为
,椭圆C上任意一点到椭圆两个焦点的距离之和为6,
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l:y=kx-2与椭圆C交于A、B两点,点P(0,1),且|PA|=|PB|,求直线l的方程。
正确答案
解:(1)由题已知,解得
,
所以,
所以椭圆C的方程为。
(2)由得
,
直线与椭圆有两个不同的交点,
所以,解得
,
设,
则,
计算,
设AB的中点坐标为,
因为|PA|=|PB|,所以PE⊥AB,,
所以,解得k=±1,经检验,符合题意,
所以直线l的方程为x-y-2=0或x+y+2=0。
已知双曲线的左、右顶点分别为A1、A2,点P(x1,y1),Q(x1,-y1)是双曲线上不同的两个动点,
(Ⅰ)求直线A1P与A2Q交点的轨迹E的方程;
(Ⅱ)若过点H(0,h)(h>1)的两条直线l1和l2与轨迹E都只有一个交点,且l1⊥l2,求h的值。
正确答案
解:(Ⅰ)由题设知,
则有直线A1P的方程为,①
直线A2Q的方程为,②
联立①②解得交点坐标为,
即,③
则x≠0,|x|<,
而点P(x1,y1)在双曲线上,
∴,
将③代入上式,整理得所求轨迹E的方程为且x≠±
。
(Ⅱ)设过点H(0,h)的直线为y=kx+h(h>1),
联立,得
,
令得
,
解得,
由于l1⊥l2,则,故h=
,
过点A1,A2分别引直线l1,l2通过y轴上的点H(0,h),且使l1⊥l2,
因此A1H⊥A2H,由,得h=
,
此时,l1,l2的方程分别为y=x+与y=-x+
,
它们与轨迹E分别仅有一个交点与
,
所以,符合条件的h的值为或
。
设A是单位圆x2+y2=1上的任意一点,i是过点A与x轴垂直的直线,D是直线i与x轴的交点,点M在直线l上,且满足|DM|=m|DA|(m>0,且m≠1)。当点A在圆上运动时,记点M的轨迹为曲线C。
(1)求曲线C的方程,判断曲线C为何种圆锥曲线,并求焦点坐标;
(2)过原点且斜率为k的直线交曲线C于P、Q两点,其中P在第一象限,它在y轴上的射影为点N,直线QN交曲线C于另一点H,是否存在m,使得对任意的k>0,都有PQ⊥PH?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)如图1,设M(x,y),A(x0,y0)
∵丨DM丨=m丨DA丨,
∴x=x0,|y|=m|y0|
∴x0=x,|y0|= |y|①
∵点A在圆上运动,
∴ ②
①代入②即得所求曲线C的方程为
∵m∈(0,1)∪(1,+∞),
∴0<m<1时,曲线C是焦点在x轴上的椭圆,
两焦点坐标分别为( ),
m>1时,曲线C是焦点在y轴上的椭圆,
两焦点坐标分别为( ),
。
(2)如图2、3,∵x1∈(0,1),设P(x1,y1),H(x2,y2),
则Q(x2,y2),N(0,y1),
∵P,H两点在椭圆C上,
∴
①-②可得③
∵Q,N,H三点共线,
∴kQN=kQH,
∴
∴kPQkPH=
∵PQ⊥PH,
∴kPQ·kPH=-1
∴
∵m>0,
∴
故存在,使得在其对应的椭圆
上,对任意k>0,都有PQ⊥PH。
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