- 直线方程的综合应用
- 共376题
设椭圆C:的离心率为e=
,点A是椭圆上的一点,且点A到椭圆C两焦点的距离之和为4。
(1)求椭圆C的方程;
(2)椭圆C上一动点P(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为P1 (x1,y1),求3x1-4y1的取值范围.
正确答案
解:(1)依题意知,2a=4,∴a=2
∵
∴,
∴所求椭圆C的方程为。
(2)∵点P(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为P1(x1,y1)
∴
解得:
∴3x1-4y1=-5x0∵点P(x0,y0)在椭圆C:上
∴-2≤x0≤2,则-10≤-5x0≤10
∴3x1-4y1的取值范围为[-10,10]。
抛物线y=g(x)经过点O(0,0)、A(m,0)与点P(m+1,m+1),其中m>n>0,b<a,设函数f(x)=(x﹣n)g(x)在x=a和x=b处取到极值.
(1)用m,x表示f(x)=0.
(2)比较a,b,m,n的大小(要求按从小到大排列).
(3)若,且过原点存在两条互相垂直的直线与曲线y=(x)均相切,求y=f(x)
正确答案
解:(1)由抛物线经过点O(0,0)A(m,0),
设抛物线方程y=kx(x﹣m),k≠0,
又抛物线过点P(m+1,m+1),
则m+1=k(m+1)(m+1﹣m),得k=1,
所以y=g(x)=x(x﹣m)=x2﹣mx.
(2)f(x)=(x﹣n)g(x)=x(x﹣m)(x﹣n)=x3﹣(m+n)x2+mnx,
f′(x)=3x2﹣2(m+n)x+mn,
函数f(x)在x=a和x=b处取到极值,故f′(a)=0,f′(b)=0,
∵m>n>0,
∴f′(m)=3m2﹣2(m+n)m+mn=m2﹣mn=m(m﹣n)>0
f′(n)=3n2﹣2(m+n)+mn=n2﹣mn=n(n﹣m)<0
又b<a,故b<n<a<m.
(3)设切点Q(x0,y0),则切线的斜率k=f′(x0)=3x02﹣2(m+n)x0+mn
又y0=x03﹣(m+n)x02+mnx0,
所以切线的方程是 y=x03﹣(m+n)x02﹣mnx0=[3x02﹣2(m+n)x0+mn](x﹣x0)
又切线过原点,故﹣x03﹣(m+n)x02﹣mnx0=﹣3x03﹣2(m+n)x02+mnx0,
所以2x03﹣(m+n)x02=0,解得x0=0,或x0= .
两条切线的斜率为k1=f′(0)=mn,k2=f′( ),
由m+n≤2 ,得(m+n)2≥8,
∴﹣ (m+n)2≥﹣2,
∴k2=f′( )=
﹣2(m+n)·
+mn
=﹣ (m+n)2+mn≥mn﹣2
所以k1k2=(mn)2﹣2mn=(mn﹣1)2﹣1≥﹣1,
又两条切线垂直,故k1k2=﹣1,
所以上式等号成立,有m+n=2 ,且mn=1.
所以f(x)=x3﹣(m+n)x2+mnx=x3﹣2 x2+x.
已知抛物线L的方程为x2=2py(p>0),直线y=x截抛物线L所得弦.
(1)求p的值;
(2)抛物线L上是否存在异于点A、B的点C,使得经过A、B、C三点的圆和抛物线L在点C处有相同的切线.若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)由 解得A(0,0),B(2p,2p)
∴ ,
∴p=2
(2)由(1)得x2=4y,A(0,0),B(4,4)
假设抛物线L上存在异于点A、B的点C ,
使得经过A、B、C三点的圆和抛物线L在点C处有相同的切线令圆的圆心为N(a,b),
则由
得
得
∵抛物线L在点C处的切线斜率
又该切线与NC垂直,
∴ ∴
∵t≠0,t≠4,
∴t=﹣2 故存在点C且坐标为(﹣2,1).
已知椭圆E:的左焦点F1(
,0),若椭圆上存在一点D,满足以椭圆短轴为直径的圆与线段DF1相切于线段DF1的中点F。
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)已知两点Q(-2,0),M(0,1)及椭圆G:,过点Q作斜率为k的直线l交椭圆G于H,K两点,设线段HK的中点为N,连结MN,试问当k为何值时,直线MN过椭圆G的顶点?
(Ⅲ)过坐标原点O的直线交椭圆W:于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连结AC并延长交椭圆W于B,求证:PA⊥PB。
正确答案
解:(Ⅰ)连接(O为坐标原点,
为右焦点),
由题意知:椭圆的右焦点为,
因为FO是的中位线,且
,
所以,
所以,
故,
在中,
,
即,
又,
解得,
所求椭圆的方程为
。
(Ⅱ)由(Ⅰ)得椭圆G:,
设直线l的方程为y=k(x+2)并代入,
整理得:,
由得:
,
设,
则由中点坐标公式得:,
①当k=0时,有N(0,0),直线MN显然过椭圆的两个顶点
;
②当时,则
,直线
的方程为
,
此时直线显然不能过椭圆
的两个顶点
;
若直线过椭圆
的顶点
,
则,即
,
所以,解得:
(舍去);
若直线过椭圆
的顶点
,
则,即
,
所以,解得:
(舍去);
综上,当或
或
时, 直线
过椭圆
的顶点。
(Ⅲ)由(Ⅰ)得椭圆的方程为
,
根据题意可设,则
,
则直线的方程为
,…①
过点P且与AP垂直的直线方程为,…②
①×②并整理得:,
又P在椭圆W上,
所以,所以
,
即①、②两直线的交点B在椭圆W上,
所以PA⊥PB。
已知三点O(0,0),A(-2,1),B(2,1),曲线C上任意一点M(x,y)满足|+
|=
(
+
)+2。
(1)求曲线C的方程;
(2)动点Q(x0,y0)(-2<x0<2)在曲线C上,曲线C在点Q处的切线为l,问:是否存在定点P(0,t)(t<0),使得l与PA,PB都不相交,交点分别为D,E,且△QAB与△PDE的面积之比是常数?若存在,求t的值,若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)由 =(-2-x,1-y),
=(2-x,1-y)
可得 +
=(-2x,2-2y),
∴|+
|=
,
·(
+
)+2=(x,y)(0,2)+2=2y+2
由题意可得=2y+2,化简可得x2=4y.
(2)假设存在点P(0,t)(t<0),满足条件,
则直线PA的方程是y=,直线PB的方程是y=
∵-2<x0<2,
∴
①当-1<t<0时,,存在x0∈(-2,2),
使得
∴l∥PA,
∴当-1<t<0时,不符合题意;
②当t≤-1时,,
,
∴l与直线PA,PB一定相交,分别联立方程组,
,
解得D,E的横坐标分别是,
∴
∵|FP|=-
∴=
∴
∴=
×
∵x0∈(-2,2),
△QAB与△PDE的面积之比是常数
∴,解得t=-1,
∴△QAB与△PDE的面积之比是2。
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