- 直线的倾斜角与斜率
- 共1491题
已知双曲线-y2=1与射线y=
x(x≥0)公共点为P,过P作两条倾斜角互补且不重合的直线,它们与双曲线都相交且另一个交点分别为A,B(不同于P).
(1)求点P到双曲线两条渐近线的距离之积;
(2)设直线PA斜率为k,求k的取值范围;
(3)求证直线AB的斜率为定值.
正确答案
(1)由,得P(2,1),
双曲线-y2=1的渐近线方程是
x-2y=0和
x+2y=0,
点P(2,1)到两条渐近线x-2y=0和
x+2y=0的距离分别是
d1=和d2=
,
∴点P到双曲线两条渐近线的距离之积
d1d2==
.
(2)设直线PA斜率为k,则PA的方程为:y-1=k(x-2),
即kx-y+1-2k=0,
由,消去y,并整理,得(1-2k2)x2+(8k2-4k)x+8k-8k2-4=0,
∵直线PA与双曲线-y2=1有两个交点,
∴△=(8k2-4k)2-4(1-2k2)(8k-8k2-4)>0,
即k2-2k+1>0,
∴k≠1.
故k的取值范围是(-∞,1)∪(1,+∞).
(3)∵P(2,1),设A(x1,y1),B(x2,y2),
∵PA和PB是两条倾斜角互补且不重合的直线,
设PA斜率是m,则PB斜率是-m
则PA:y=m(x-2)+1,PB:y=-m(x-2)+1,
分别与双曲线方程联立,得
-(mx1-2m+1)2=1,
(1-2m2)x12+(8m2-4m)x1+8m-8m2-4=0,
∵2是方程的一个根,
∴x1=-2,
同理,x2=-2,
∴x1-x2=,
∵y1=m(-4)+1,
y2=-m(-4)+1,
∴y1-y2=,
∴kAB==
=-1.
即直线AB的斜率为定值-1.
已知动点P到直线x=-1的距离与到定点C(, 0)的距离的差为
.动点P的轨迹设为曲线C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)设过点A(-4,0)的直线与曲线C交于E、F两点,定点A'(4,0),求直线A'E、A'F的斜率之和.
正确答案
(Ⅰ)由题意知,动点P到定点C(, 0)的距离等于到定直线x=-
的距离,
所以动点P的轨迹为抛物线,
且=
,
P=1.
所以点P的轨迹方程为y2=2x.…(6分)
(Ⅱ)设过点A的直线方程为y=k(x+4)(k≠0).
联立方程组,
消去x,得y2-y+4k=0.…(8分)
设E(x1,y1)、F(x2,y2),
则y1•y2=8,且y12=2x1,y22=2x2.
∵kA′E=,kA′F=
,
∴kA′E+kA′F=+
=
=
=.
由y1•y2=8,得kA'E+kA'F=0.…(14分)
(1)当且仅当m为何值时,经过两点A(-m,6),B(1,3m)的直线的斜率为12?
(2)当且仅当m为何值时,经过两点A(m,2),B(-m,2m-1)的直线的倾斜角为60度?
正确答案
(1)∵经过两点A(-m,6),B(1,3m)的直线的斜率为12
∴=12
∴m=-2
(2)∵经过两点A(m,2),B(-m,2m-1)的直线的倾斜角为60°,
∴=tan60°
∴2m-3=-2m
∴m=
已知抛物线的顶点在坐标原点,焦点为F(1,0),点P是点F关于y轴的对称点,过点P的动直线ι交抛物线与A,B两点.
(1)若△AOB的面积为,求直线ι的斜率;
(2)试问在x轴上是否存在不同于点P的一点T,使得TA,TB与x轴所在的直线所成的锐角相等,若存在求出定点T的坐标,若不存在说明理由.
正确答案
(1)由题意知:抛物线方程为:y2=4x且P(-1,0),
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由已知直线l斜率存在,设l:y=k(x+1)(k≠0),代入y2=4x得,k2x2+(2k2-4)x+k2=0,
由△>0得-1<k<1,,
|AB|=•
,h=
,
由|AB|h=
,得k=±
,满足△>0,
(2)假设存在T(a,0)满足题意,
因为TA,TB与x轴所在的直线所成的锐角相等,
所以直线TA,TB的斜率之和为0,则
kAT+kBT=+
=
==0,
∴k[2x1x2-(a-1)(x1+x2)-2a]=0,即k[2-(a-1)-2a]=0,
整理得:a-1=0,解得a=1,
∴存在T(1,0).
动圆C过定点F(,0),且与直线x=-
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=(y0,-p)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)、Q0(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
(1)过点C作直线x=-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x=-的距离相等,
由抛物线的定义知,点C的轨迹为抛物线,
其中F(,0)为焦点,x=-
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y=-x+b,
由得y2+2y0y-2y0b=0,
则y1+y2=-2y0,
kAP+kBP=+
=+
=+
==0.
(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),
则kMN==
=
(***)
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,y2-
y+
-2px0=0的两根为y0,y1
则y0+y1=,∴y1=
-y0
同理y0′+y2=,得y2=-
-y0′
∴y1+y2=-(y0+y0′),
代入(***)计算得kMN=-.是定值,命题得证
抛物线C1:y2=4mx(m>0)的准线与x轴交于F1,焦点为F2,以F1、F2为焦点、离心率e=的椭圆C2与抛物线C1的一个交点为P.
(1)当m=1时求椭圆的方程;
(2)在(1)的条件下,直线L经过椭圆C2的右焦点F2与抛物线L1交于A1,A2两点.如果弦长|A1A2|等于△PF1F2的周长,求直线L的斜率;
(3)是否存在实数m,使△PF1F2的边长是连续的自然数.
正确答案
(1)m=1时,抛物线C1:y2=4x,焦点为F2 (1,0). 由于椭圆离心率e=,c=1,
故 a=2,b=,故所求的椭圆方程为
+
=1.
(2)由于△PF1F2周长为 2a+2c=6,故弦长|A1A2|=6,设直线L的斜率为k,则直线L的方程为 y-0=k(x-2),
代入抛物线C1:y2=4x 化简得 k2x2-(4k2+4)x+4k2=0,∴x1+x2= 4+,x1x2=4,
∴|A1A2|=•
=
=6,解得 K=±
.
(3)假设存在实数m,△PF1F2的边长是连续自然数,经分析在△PF1F2中|PF1|最长,|PF2|最短,令|F1F2|=2c=2m,
则|PF1|=2m+1,|PF2|=2m-1. 由抛物线的定义可得|PF2|=2m-1=xP-(-m),∴xP=m-1.
把P(m-1,)代入椭圆
+
=1,解得m=3.故存在实数m=3 满足条件.
求直线3x-2y+24=0的斜率及它在x、y轴上的截距.
正确答案
∵直线3x-2y+24=0化成斜截式,得y=x+12
∴直线的斜率k=,---------------------------------------------------(4分)
∵对直线3x-2y+24=0令y=0,得x=-8
∴直线交x轴于点(-8,0),可得直线在x轴上截距是-8,-------------------(8分)
∵对直线3x-2y+24=0令x=0,得y=12
∴直线交y轴于点(0,12),可得直线在y轴上的截距为12.-----(13分)
椭圆E的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,离心率为.点P(1,
)、A、B在椭圆E上,且
+
=m
(m∈R);
(Ⅰ)求椭圆E的方程及直线AB的斜率;
(Ⅱ)求证:当△PAB的面积取得最大值时,原点O是△PAB的重心.
正确答案
(Ⅰ)由e2=1-=
及
+
=1,
解得a2=4,b2=3,…(1分)
椭圆方程为+
=1; …(2分)
设A(x1,y1)、B(x2,y2),
由+
=m
得
(x1+x2-2,y1+y2-3)=m(1,),
即…(3分)
又+
=1,
+
=1,
两式相减得kAB==-
×
=-
×
=-
;…(5分)
(Ⅱ)证明:设AB的方程为 y=-x+t,
代入椭圆方程得:x2-tx+t2-3=0,…(6分)
△=3(4-t2),|AB|=×
=
×
,
点P到直线AB的距离为d=,
S△PAB=|2-t|
=
(-2<t<2). …(8分)
令f(t)=3(2-t)3(2+t),
则f’(t)=-12(2-t)2(t+1),
由f’(t)=0得t=-1或2(舍),
当-2<t<-1时,f’(t)>0,
当-1<t<2时f’(t)<0,
所以当t=-1时,f(t)有最大值81,
即△PAB的面积的最大值是; …(10分)
根据韦达定理得 x1+x2=t=-1,
而x1+x2=2+m,所以2+m=-1,得m=-3,
于是x1+x2+1=3+m=0,y1+y2+=3+
+
=0,
因此△PAB的重心坐标为(0,0). …(12分)
已知函数f(x)=x3-2x2+ax(a∈R,x∈R)在曲线y=f(x)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线y=x垂直.
(Ⅰ)求a的值和切线l的方程;
(Ⅱ)设曲线y=f(x)上任一点处的切线的倾斜角为θ,求θ的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)∵f(x)=x2-2x2+ax,
∴f/(x)=x2-4x+a.(2分)
∵在曲线y=f(x)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线y=x垂直,
∴x2-4x+a=-1有且只有一个实数根.
∴△=16-4(a+1)=0,
∴a=3.(4分)
∴x=2,f(2)=.
∴切线l:y-=-(x-2),即3x+3y-8=0.(7分)
(Ⅱ)∵f/(x)=x2-4x+3=(x-2)2-1≥-1.(9分)
∴tanθ≥-1,(10分)
∵θ∈[0,π),
∴θ∈[0,)∪[
,π)(13分)
已知实数x、y满足(x-2)2+(y-1)2=1,求z=的最大值与最小值.
正确答案
zmax=,zmin=
表示过点A(0,-1)和圆(x-2)2+(y-1)2=1上的动点(x,y)的直线的斜率.如右图,
当且仅当直线与圆相切时,直线的斜率分别取得最大值和最小值.设切线方程为y=kx-1,即kx-y-1=0,则=1,解得k=
.因此,zmax=
,zmin=
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