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题型:简答题
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简答题

已知圆的方程为+(y﹣2)2=1,定直线l的方程为y=﹣1.动圆C与圆外切,且与直线l相切.

(1)求动圆圆心C的轨迹M的方程;

(2)斜率为k的直线m与轨迹M相切于第一象限的点P,过点P作直线m的垂线恰好经过点A(0,6),并交轨迹M与另一点Q,记S为轨迹M与直线PQ围成的封闭图形的面积,求S的值.

正确答案

解:(1)设动圆圆心C的坐标为(x,y),

依题意知点C到(0,2)点的距离与到直线y=﹣2的距离相等,

由抛物线的定义知,动点的C的轨迹方程为=8y.

(2)设点P的坐标为,则以P点为切点的斜率为

∴直线PQ的斜率为﹣

所以直线PQ的方程为

由于该直线经过点A(0,6),

所以有6﹣=﹣4,得

∵点P在第一象限,所以x0=4,点P坐标为(4,2),

直线PQ的方程为x+y﹣6=0,

联立.解得x=﹣12或4,

∴点Q坐标为(﹣12,18),

=(﹣)|

=(﹣8+24﹣)﹣(﹣72﹣72+72)

=

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简答题

已知平面内一动点 P到定点F(0,)的距离等于它到定直线y=-的距离,又已知点 O(0,0),M(0,1).

(1)求动点 P的轨迹C的方程;

(2)当点 P(x0,y0)(x0≠0)在(1)中的轨迹C上运动时,以 M P为直径作圆,求该圆截直线y=所得的弦长;

(3)当点 P(x0,y0)(x0≠0)在(1)中的轨迹C上运动时,过点 P作x轴的垂线交x轴于点 A,过点 P作(1)中的轨迹C的切线l交x轴于点 B,问:是否总有 P B平分∠A PF?如果有,请给予证明;如果没有,请举出反例.

正确答案

(1)根据题意,动点 P是以F(0,)为焦点以y=-为准线的抛物线,

所以p=1开口向上,

所以动点 P的轨迹C的方程为x2=2y

(2)以 M P为直径的圆的圆心(),|MP|===

所以圆的半径r=,圆心到直线y=的距离d=|-|=|y0|,

故截得的弦长l=2=2

1

4

y02+

1

4

-

1

4

y02

 =1

(3)总有 P B平分∠A PF.

证明:因为y=

所以,y=x,kl|x=x0=x0.

所以切线l的方程为y=x0x-

令y=0得x=

所以B(,0)

所以B到PA的距离为d1=|x0-|=

下面求直线PF的方程,

因为F(0,)

所以直线PF的方程为y-=(x-0)整理得(x02-1)x-2x0y+x0=0

所以点B到直线PF的距离d2===d1

所以 PB平分∠APF.

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简答题

某地政府为科技兴市,欲在如图所示的矩形ABCD的非农业用地中规划出一个高科技工业园区(如图中阴影部分),形状为直角梯形QPRE(线段EQ和RP为两个底边),已知AB=2km,BC=6km,AE=BF=4km其中曲线段AF是以A为顶点、AD为对称轴的抛物线的一部分.分别以直线AB,AD为x轴和y轴建立平面直角坐标系.

(1)求曲线段AF所在抛物线的方程;

(2)设点P的横坐标为x,高科技工业园区的面积为S.试求S关于x的函数表达式,并求出工业园区面积S的最大值.

正确答案

解:(1)设抛物线方程:y=ax2(a>0),

由F(2,4)代入得a=1,

所以抛物线方程为y=x2(2)设P(x,x2),Q(0,x2

直线CE方程:y=x+4,

所以R(x,x+4)PQ=x,QE=4﹣x2,PR=x+4﹣x2面积

定义域:x∈(0,2),

求导S'=﹣3x2+x+4=﹣(3x﹣4)(x+1),

又x∈(0,2),

由S'=0得:

S'先正后负,S先增后减,

所以,时,

S取最大值

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简答题

已知点P(1,3),圆C:(x-m)2+y2=过点A(1,-),F点为抛物线y2=2px(p>0)的焦点,直线PF与圆相切.

(1)求m的值与抛物线的方程;

(2)设点B(2,5),点 Q为抛物线上的一个动点,求的取值范围.

正确答案

(1)点A代入圆C方程,得(1-m)2+(-2=,解之得m=1.

∴圆C方程为:(x-1)2+y2=

①当直线PF的斜率不存在时,不合题意.

②当直线PF的斜率存在时,设为k,则PF:y=k(x-1)+3,即kx-y-k+3=0.

∵直线PF与圆C相切,∴C到PF的距离为=,解之得k=1或-1.

当k=1时,直线PF与x轴的交点横坐标为-2,不合题意舍去;

当k=-1时,直线PF与x轴的交点横坐标为4,

=4,可得抛物线方程为y2=16x

(2)∵P(1,3),B(2,5),∴=(-1,-2),

设Q(x,y),得=(x-2,y-5)

=-(x-2)+(-2)(y-5)=-x-2y+12.

=-y2-2y+12=-(y+16)2+28

∵y∈R,得y=-16时的最大值等于28

因此,的取值范围为(-∞,28].

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简答题

过抛物线E:x2=2py(p>0)的焦点F作斜率率分别为k1,k2的两条不同直线l1,l2,且k1+k2=2.l1与E交于点A,B,l2与E交于C,D,以AB,CD为直径的圆M,圆N(M,N为圆心)的公共弦所在直线记为l.

(I)若k1>0,k2>0,证明:<2p2

(II)若点M到直线l的距离的最小值为,求抛物线E的方程.

正确答案

(I) 由题意,抛物线E的焦点为F(0,),直线l1的方程为y=k1x+

,得x2-2pk1x-p2=0.

设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实数根.

从而x1+x2=2pk1,y1+y2=k1(x1+x2)+p=2pk12+p.

所以点M的坐标为(pk1,pk12+),=(pk1,pk12).

同理可得点N的坐标为(pk2,pk22+),=(pk2,pk22).

于是=p2(k1k2+k12k22).

由题设k1+k2=2,k1>0,k2>0,k1≠k2,所以0<k1k2<()2=1.

<p2(1+12)=2p2

(Ⅱ)由抛物线的定义得|FA|=y1+,|FB|=y2+

所以|AB|=y1+y2+p=2pk12+2p,从而圆M的半径r1=pk12+p.

故圆M的方程为(x-pk1)2+(y-pk12-)2=(pk12+p)2

化简得x2+y2-2pk1x-p(2k12+1)y-p2=0.

同理可得圆N的方程为x2+y2-2pk2x-p(2k22+1)y-p2=0

于是圆M,圆N的公共弦所在的直线l的方程为(k2-k1)x+(k22-k12)y=0.

又k2-k1≠0,k1+k2=2,则l的方程为x+2y=0.

因为p>0,所以点M到直线l的距离为

d===

故当k1=-时,d取最小值.由题设=,解得p=8.

故所求抛物线E的方程为x2=16y.

下一知识点 : 抛物线的性质(顶点、范围、对称性、离心率)
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