- 直线的倾斜角与斜率
- 共1491题
(2013•湖北)如图,已知椭圆C1与C2的中心在坐标原点O,长轴均为MN且在x轴上,短轴长分别为2m,2n(m>n),过原点且不与x轴重合的直线l与C1,C2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A,B,C,D,记,△BDM和△ABN的面积分别为S1和S2.
(1)当直线l与y轴重合时,若S1=λS2,求λ的值;
(2)当λ变化时,是否存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2?并说明理由.
正确答案
以题意可设椭圆C1和C2的方程分别为
,
.其中a>m>n>0,
.
(1)如图1,若直线l与y轴重合,即直线l的方程为x=0,则
,
,
所以.
在C1和C2的方程中分别令x=0,可得yA=m,yB=n,yD=﹣m,
于是.
若,则
,化简得λ2﹣2λ﹣1=0,由λ>1,解得
.
故当直线l与y轴重合时,若S1=λS2,则.
(2)如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2,根据对称性,
不妨设直线l:y=kx(k>0),
点M(﹣a,0),N(a,0)到直线l的距离分别为d1,d2,则
,所以d1=d2.
又,所以
,即|BD|=λ|AB|.
由对称性可知|AB|=|CD|,所以|BC|=|BD|﹣|AB|=(λ﹣1)|AB|,
|AD|=|BD|+|AB|=(λ+1)|AB|,于是.
将l的方程分别与C1和C2的方程联立,可求得
根据对称性可知xC=﹣xB,xD=﹣xA,于是
②
从而由①和②可得
③
令,则由m>n,可得t≠1,于是由③可得
.
因为k≠0,所以k2>0.于是③关于k有解,当且仅当,
等价于,由λ>1,解得
,
即,由λ>1,解得
,所以
当时,不存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2;
当时,存在与坐标轴不重合的直线l,使得S1=λS2.
若圆上至少有三个不同点到直线
的距离为
则直线
的斜率的取值区间为 .
正确答案
斜率即是该范围
圆x2+y2=8内有一点P0(-1,2),AB为过点P0且倾斜角为α的弦;
(1)当a=时,求AB的长;
(2)当弦AB被点P0平分时,求直线AB的方程.
正确答案
(1)直线AB的斜率k=tan=-1,
∴直线AB的方程为y-2=-(x+1),即x+y-1=0
∵圆心O(0,0)到直线AB的距离d==
∴弦长|AB|=2=2
=
.
(2)∵P0为AB的中点,OA=OB=r,
∴OP0⊥AB
又kOP0==-2,∴kAB=
∴直线AB的方程为y-2=(x+1),即x-2y+5=0
已知M(1,-1),N(2,2),P(3,0).
(1)求点Q的坐标,满足PQ⊥MN,PN∥MQ.
(2)若点Q在x轴上,且∠NQP=∠NPQ,求直线MQ的倾斜角.
正确答案
设Q(x,y)
由已知得kMN=3,又PQ⊥MN,可得kMN×kPQ=-1 即 ×3=-1(x≠3)①
由已知得kPN=-2,又PN‖MQ,可得kPN=kMQ,即=-2(x≠1)②
联立①②求解得x=0,y=1
∴Q(0,1)
(2)设Q(x,0)
∵∠NQP=∠NPQ,∴kNQ=-kNP又∵kNQ=,kNP=-2
∴=2 解得x=1
∴Q(1,0),又∵M(1,-1),
∴MQ⊥x轴
故直线MQ的倾斜角为90°.
已知:两点A(-4 , 2+1),B(3,2),过点P(2,1)的直线l与线段AB有公共点求直线l的倾斜角的取值范围.
正确答案
设直线l的斜率等于k,
由题意知,k>kPB,或 k<KPA,即k>,或 k<
,
∴k>1,或 k<-.
设直线的倾斜角为α,则α∈[0,π),tanα=k,
∴tanα>1 或 tanα<-,
α∈(,
).
已知椭圆E:+
=1(a>b>0)上任意一点到两焦点距离之和为2
,离心率为
,左、右焦点分别为F1,F2,点P是右准线上任意一点,过F2作直线PF2的垂线F2Q交椭圆于Q点.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)证明:直线PQ与直线OQ的斜率之积是定值;
(3)证明:直线PQ与椭圆E只有一个公共点.
正确答案
:(1)由题意可得,解得a=
,c=1,b=
所以椭圆E:+
=1.
(2)由(1)可知:椭圆的右准线方程为x==3,
设P(3,y0),Q(x1,y1),
因为PF2⊥F2Q,所以kQF2kPF2=•
=
=-1,
所以-y1y0=2(x1-1)
又因为kPQ•kOQ=•
=
且
=2(1-
)代入化简得kPQ•kOQ=-
.
即直线PQ与直线OQ的斜率之积是定值-.
(3)由(2)知,kPQ•kOQ=-,kOQ=
,
∴kPQ=-.
∴直线PQ的方程为y-y1=-(x-x1),即y=-
x+
,
联立得(3
+2
)x2-12x1x+18-9
=0,
∵3+2
=6,18-9
=6
.
∴化简得:x2-2x1x+=0,又△=0,
解得x=x1,所以直线PQ与椭圆C相切,只有一个交点.
已知为椭圆
:
的左、右焦点,过椭圆右焦点F2斜率为
(
)的直线
与椭圆
相交于
两点,
的周长为8,且椭圆C与圆
相切。
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆的右顶点,直线
分别交直线
于点
,线段
的中点为
,记直线
的斜率为
,求证
为定值.
正确答案
(1) (2)
=
证明详见解析.
试题分析:(1)由的周长为8,可得4a=8,又由椭圆C与圆
相切,可得b2=3,即可求得椭圆
的方程为
.
(2)设过点 的直线
方程为:
,设点
,点
,将直线
方程
代入椭圆
中,整理可得关于x的一元二次方程,该方程由两个不等的实数根,其判别式恒大于零,求出
,
的表达式,由点斜式分别写出直线AE,AF的方程,然后求出点M,N的坐标,在求出点P的坐标,由两点的斜率公式求出直线
的斜率
,整理即可求得
=
.
(1)由题意得 3分
所求椭圆C的方程为. 4分
(2)设过点 的直线
方程为:
,
设点,点
5分
将直线方程
代入椭圆
整理得: 6分
因为点在椭圆内,所以直线
和椭圆都相交,
恒成立,
且
7分
直线的方程为:
,直线
的方程为:
令,得点
,
,
所以点的坐标
9分
直线 的斜率为
11分
将代入上式得:
所以为定值
经过点P(0,-1)作直线l,若直线l与连接A(1,-2)、B(2,1)的线段总有公共点.
(1)求直线l斜率k的范围;
(2)直线l倾斜角α的范围.
正确答案
(1)kPA==-1…(2分)
kpB==1…(4分)
∵l与线段AB相交,
∴kpA≤k≤kpB∴-1≤k≤1…(8分)
(2)由(1)知0≤tanα≤1或-1≤tanα<0
由于y=tanx在[0,)及(-
,0)均为减函数
∴0≤α≤或
≤α<π…(12分)
动圆C过定点(1,0),且与直线x=-1相切.设圆心C的轨迹Γ方程为F(x,y)=0
(1)求F(x,y)=0;
(2)曲线Γ上一定点P(1,2),方向向量=(1,-1)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上的一个定点P0(x0,y0),过点P0作倾斜角互补的两条直线P0M,P0N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=-1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=-1的距离相等,由抛物线的定义知,点C的轨迹为抛物线.
其中(1,0)为焦点,x=-1为准线,所以轨迹方程为y2=4x.
(2)证明:设 A(x1,y1)、B(x2,y2),由题得直线的斜率-1.
过不过点P的直线方程为y=-x+b,由 得 y2+4y-4b=0,则y1+y2=-4.
由于P(1,2),kAP+kBP=+
=
+
=+
=
=0.
(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),则 kMN==
=
(***).
设MP的直线方程为y-y0=k(x-x0),
由,可得y2-
y+
-4x0=0,
则y0+y1=,∴y1=
-y0.
同理y0+y2=-,得y2=-
-y0.
代入(***)计算得:y1+y2=-2y0 ,∴kMN=-(为定值).
设椭圆C:+
=1(a>0)的左右焦点分别为F1、F2A是椭圆C上的一点,且
.
=0,坐标原点O到直线AF1的距离为
|OF1|.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设Q是椭圆C上的一点,过点Q的直线l交x轴于点F(-1,0),交y轴于点M,若|MQ|=2|QF|,求直线l的斜率.
正确答案
(1)由题设知F1(-,0),F2(
,0),其中a>
由于.
=0,则有
⊥
,所以点A的坐标为(
±
故AF1所在直线方程为y=±(),所以坐标原点O到直线AF1的距离为
,
又|OF1|=,所以
=|=
,解得:a=2.
∴所求椭圆的方程为+
=1.
(2)由题意可知直线l的斜率存在,设直线斜率为k,则直线l的方程为y=k(x+1),故M(0,k).
设Q(x1,y1),由于Q,F,三点共线,且|MQ|=|2QF|.
根据题意得(x1,y1-k)=±2(x1+1,y1),解得或
又Q在椭圆C上,故+
=1或
+
=1,
解得k=0,k=±4,综上,直线的斜率为0或±4
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