- 动点的轨迹方程
- 共573题
已知动点P(x,y)与两定点M(-1,0),N(1,0)连线的斜率之积等于常数λ(λ≠0).
(I)求动点P的轨迹C的方程;
(II)试根据λ的取值情况讨论轨迹C的形状.
正确答案
(Ⅰ)由题设知直线PM与PN的斜率存在且均不为零
所以kPM•kPN=•
=λ,整理得x2-
=1(λ≠0,x≠±1)(4分)
(Ⅱ)①当λ>0时,轨迹C为中心在原点,焦点在x轴上的双曲线(除去顶点)
②当-1<λ<0时,轨迹C为中心在原点,焦点在x轴上的椭圆(除去长轴两个端点)
③当λ=-1时,轨迹C为以原点为圆心,1的半径的圆除去点(-1,0),(1,0)
④当λ<-1时,轨迹C为中心在原点,焦点在y轴上的椭圆(除去短轴的两个端点)(12分)
过原点O作圆x2+y2-8x=0的弦OA.
(1)求弦OA中点M的轨迹方程;
(2)延长OA到N,使|OA|=|AN|,求N点的轨迹方程.
正确答案
(1)设M点坐标为(x,y),那么A点坐标是(2x,2y),
A点坐标满足圆x2+y2-8x=0的方程,
所以 (2x)2+(2y)2-16x=0
所以M 点轨迹方程为 x2+y2-4x=0.
(2)设N点坐标为(x,y),那么A点坐标是(,
),
A点坐标满足圆x2+y2-8x=0的方程,
得到:()2+(
)2-4x=0,
N点轨迹方程为:x2+y2-16x=0
已知抛物线C:y2=4x 的焦点为F.
(1)点A,P满足=-2
.当点A在抛物线C上运动时,求动点P的轨迹方程;
(2)在x轴上是否存在点Q,使得点Q关于直线y=2x的对称点在抛物线C上?如果存在,求所有满足条件的点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
正确答案
(1)设动点P的坐标为(x,y),点A的坐标为(xA,yA),则=(x-xA,y-yA),
因为F的坐标为(1,0),所以=(xA-1,yA),
由=-2
,得(x-xA,y-yA)=-2(xA-1,yA).
即,解得
代入y2=4x,得到动点P的轨迹方程为y2=8-4x.
(2)设点Q的坐标为(t,0).点Q关于直线y=2x的对称点为Q′(x,y),
则,解得
.
若Q′在C上,将Q′的坐标代入y2=4x,得4t2+15t=0,即t=0或t=-.
所以存在满足题意的点Q,其坐标为(0,0)和(-,0).
如图,三条直线a、b、c两两平行,直线a、b间的距离为p,直线b、c间的距离为,A、B为直线a上的两个定点,且AB=2p,MN是在直线b上滑动的长度为2p的线段.
(1)建立适当的平面直角坐标系,求△AMN的外心C的轨迹E;
(2)当△AMN的外心C在E上什么位置时,使d+BC最小?最小值是多少?(其中,d为外心C到直线c的距离)
正确答案
以直线b为 x轴,以过点A且与b直线垂直的直线为y轴,建立直角坐标系,
由题意A(0,p),设△AMN的外心C(x,y),则M(x-p,0)N(x+p,0),
由题意有|CA|=|CM|.∴=
,
解得x2=2py,它是以原点为顶点、y轴为对称轴、开口向上的抛物线.
(2)不难得到,直线c是轨迹E的准线,由抛物线的定义可知,d=|CF|,
其中F(0.),是抛物线的焦点,
所以d+|BC|=|CF|+|BC|,
由两点距离可知直线段最短,
线段BF与轨迹E的交点就为所求的使d+|BC|最小点,
由两点式方程可求直线BF的方程为:y=x+
p,与x2=2py联立,
得C(p(1+
),
p).
故当△AMN的外心C在E上
C(p(1+
),
p)时,d+|BC|最小,
最小值|BF|=p.
已知A(1,0),B(4,0),动点T(x,y)满足=
,设动点T的轨迹是曲线C,直线l:y=kx+1与曲线C交于P,Q两点.
(1)求曲线C的方程;
(2)若•
=-2,求实数k的值;
(3)过点(0,1)作直线l1与l垂直,且直线l1与曲线C交于M,N两点,求四边形PMQN面积的最大值.
正确答案
(1)设D(x,y)为曲线C上任一点,
∵动点T(x,y)满足=
,
∴=
=
,
化简整理得x2+y2=4.
∴曲线C的方程为x2+y2=4.(3分)
(2)因为•
=2×2×cos∠POQ=-2,
所以cos∠POQ=-,∠POQ=120°,
所以圆心到直线l:kx-y+1=0的距离d==1,
所以k=0.(6分)
(3)当k=0时,|MN|=2,|PQ|=4,SPMQN=
×2
×4=4
当k≠0时,圆心到直线l:kx-y+1=0的距离d=,
所以|MN|=2l1:y=-
x+1,
同理得|PQ|=2=2
=2
,
∴SPMQN=|MN||PQ|=2
•
,
S=2≤2×
=7,
当且仅当k=±1时取等号,
∴当k=±1时,Smax=7,
综上所述,当k=±1时,四边形PMQN面积有最大值7.
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