- 动点的轨迹方程
- 共573题
已知线段AB的端点A的坐标为(4,3),端点B是圆x2+y2=4上的动点,求线段AB中点M的轨迹方程,并说明它是什么图形.
正确答案
设线段AB中点为M(x,y),B(m,n),则m=2x-4,n=2y-3
∵端点A在圆x2+y2=4上运动,
∴m2+n2=4
∴(2x-4)2+(2y-3)2=4
∴(x-2)2+(y-)2=1
∴线段AB中点M的轨迹是以(2,)为圆心,1为半径的圆.
已知点P是圆x2+y2=16上一个动点,点A是x轴上的定点,坐标是(12,0),当点P在圆上运动时,求线段PA的中点M的轨迹方程.
正确答案
设M(x,y)则P(2x-12,2y)
∵P在圆上运动
∴(2x-12)2+(2y)2=16 即(x-6)2+y2=4
∴线段PA的中点M的轨迹方程为(x-6)2+y2=4
已知F1,F2分别为椭圆+
=1的左、右焦点,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直于直线l1,垂足为D,线段DF2的垂直平分线交l2于点M.
(Ⅰ)求动点M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)过点F1作直线交曲线C于两个不同的点P和Q,设=λ,若λ∈[2,3],求的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)设M(x,y),则D(-1,y),由中垂线的性质知|MD|=|MF2|
∴|x+1|=化简得C的方程为y2=4x(3分)
(另:由|MD|=|MF2|知曲线C是以x轴为对称轴,以F2为焦点,以l1为准线的抛物线
所以,=1,则动点M的轨迹C的方程为y2=4x)
(Ⅱ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),由知
①
又由P(x1,y1),Q(x2,y2)在曲线C上知,②
由①②解得
所以有x1x2=1,y1y2=4(8分)
=(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-x1-x2+1+y1y2=6-(λ+
)(10分)
设u=λ+,有u′=(λ+
)′=1-
>0 ⇒ u=λ+
在区间[2,3]上是增函数,
得≤λ+
≤
,进而有
≤6-(λ+
)≤
,
所以,的取值范围是[
,
](13分)
已知一条曲线C在y轴右边,C上每一点到点F(1,0)的距离减去它到y轴距离的差都等于1,
(1)求曲线C的方程;
(2)若过点M(-1,0)的直线与曲线C有两个交点A,B,且FA⊥FB,求直线l的斜率.
正确答案
(1)设p(x,y)是曲线C上任意一点,
因为C上每一点到点F(1,0)的距离减去它到y轴距离的差都等于1,
所以点p(x,y)满足-x=1(x>0).
化简得:y2=4x(x>0);
(2)设直线与曲线C的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
设直线l的方程为x=ty-1
由,得y2-4ty+4=0,
得①
由FA⊥FB,得•
=0
又=(x1-1,y1),
=(x2-1,y2)
所以•
=0⇔(x1-1)(x2-1)+y1y2=0
即x1x2-(x1+x2)+1+y1y2=0②
又x=,于是(2)等价于
+y1y2-(
+
)+1=0.
+y1y2-
[(y1+y2)2-2y1y2]+1=0③
把①式代入③,整理得4t2=8,t=±.
满足△=16(t2-1)>0.
∴直线l的斜率为±.
已知曲线C的方程为x2+ay2=1(a∈R).
(1)讨论曲线C所表示的轨迹形状;
(2)若a≠-1时,直线y=x-1与曲线C相交于两点M,N,且|MN|=,求曲线C的方程.
正确答案
(1)当a<0时,曲线C的轨迹是焦点在x轴上的双曲线;…(1分)
当a=0时,曲线C的轨迹是两条平行的直线x=1和x=-1;…(1分)
当0<a<1时,曲线C的轨迹是焦点在y轴上的椭圆; …(1分)
当a=1时,曲线C的轨迹是圆 x2+y2=1; …(1分)
当a>1时,曲线C的轨迹是焦点在x轴上的椭圆. …(1分)
(2)由,得(a+1)x2-2ax+a-1=0…①…(2分)
因为a≠-1,所以方程①为一元二次方程,△=4a2-4(a+1)(a-1)=4>0,所以直线l与曲线C必有两个交点. …(1分)
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1,x2为方程①的两根,所以x1+x2=,x1x2=
,…(1分)
所以|MN|=|x1-x2|=
×
=
,…(2分)
所以a2+2a-3=0,解得a=1或a=-3. …(2分)
因此曲线C的方程为x2+y2=1或x2-3y2=1. …(1分)
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