- 动点的轨迹方程
- 共573题
在平面直角坐标系中xOy中,O为坐标原点,A(-2,0),B(2,0),点P为动点,且直线AP与直线BP的斜率之积为-.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点D(1,0)的直线l交轨迹C于不同的两点M,N,△MON的面积是否存在最大值?若存在,求出△MON的面积的最大值及相应的直线方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
设P点的坐标为(x,y)
∵A(-2,0),B(2,0),直线AP与直线BP的斜率之积为-.
∴•
=-
(x≠±2)
整理得P点的轨迹方程为+
=1(x≠±2)
(2)设直线l的方程为x=ny+1
联立方程x=ny+1与+
=1(x≠±2)得
(3n2+4)y2+6ny-9=0
设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1+y2=,y1•y2=
△MON的面积S=•|OP|•|y1-y2|=
=
=
=
令t=,则t≥1,且y=3t+
在[1,+∞)是单调递增
∴当t=1时,y=3t+取最小值4
此时S取最大值
此时直线的方程为x=1
已知直角坐标平面上点Q(2,0)和圆C:x2+y2=1,动点M到圆C的切线长与|MQ|的比等于常数2,求动点M的轨迹方程,说明它表示什么曲线.
正确答案
如图,设MN切圆于N,则动点M组成的集合是P={M||MN|=2|MQ|}
∵圆的半径|ON|=1
∴|MN|2=|MO|2-|ON|2=|MO|2-1
设点M的坐标为(x,y),
则=2
整理得3(x2+y2)-16x+17=0,即x2+y2-x+
=0
它表示圆心为(,0),半径为
的圆.
在平面直角坐标系xOy中,点P到两点(0,-),(0,
)的距离之和等于4,设点P的轨迹为C.
(1)写出C的方程;
(2)设直线y=kx+1与C交于A,B两点.k为何值时以AB为直径的圆经过原点O?此时|AB|的值是多少?
正确答案
(1)由条件知:P点的轨迹为焦点在y轴上的椭圆,其中c=,a=2,
∴b2=a2-c2=1.
故轨迹C的方程为:x2+=1;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2)
由,消去y,
可得(kx+1)2+4x2=4,即(k2+4)x2+2kx-3=0
△=16k2+48>0,x1+x2=-,x1x2=-
,
∵以AB为直径的圆经过原点O,
∴⊥
,
∴x1x2+y1y2=0,
∴(k2+1)x1x2+k(x1+x2)+1=0,
∴(k2+1)(-)+k•(-
)+1=0,
∴k=±,
∴k=±时,以AB为直径的圆经过原点O,
|AB|=•
=
.
已知抛物线x2=2py上点(2,2)处的切线经过椭圆E:+
=1(a>b>0)的两个顶点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过椭圆E的上顶点A的两条斜率之积为-4的直线与该椭圆交于B、C两点.请问:是否存在一点D,使得直线BC恒过该点?若存在,请求出定点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,过点A作直线BC的垂线,垂足为H,求点H的轨迹方程.
正确答案
(1)将(2,2)代入x2=2py,得4=4p,所以p=1,故抛物线方程为x2=2y.
即y=x2.
y对x求导得y′=x,所以抛物线x2=2y上点(2,2)处的切线的斜率为y′|x=2=2.
所以抛物线在点(2,2)处的切线方程为y-2=2(x-2),即y=2x-2.
它与两坐标轴的交点分别为(1,0),(0,-2).
由题意可知,a=2,b=1.
所以椭圆E的方程分别为+x2=1;
(2)假设直线BC恒过定点D.
设直线AB的斜率kAB=k1,直线AC的斜率kAC=k2,则k1k2=-4.
从而直线AB的方程为y=k1x+2.
联立,整理得(k12+4)x•(x+
)=0.
从而点B的横坐标xB=-,yB=k1•(-
)+2=
.
所以点B的坐标为(-,
).
同理点C的坐标为(-,
).
于是,xB=-=
,yB=
=
.
xC=-=
,yC=
=
.
所以点B,C均在直线y=x上.
而两点确定一条直线,所以直线BC的方程为y=x,即y=
x.
所以BC恒过定点D(0,0);
(3)设H(x,y),由(2)知,∠AHO=90°,
所以•
=0.
又因为=(x,y-2),
=(x,y),
所以有x2+y(y-2)=0,即x2+(y-1)2=1.
所以H的轨迹方程为x2+(y-1)2=1(去掉点(0,2)).
已知点P(x0,y0)是渐近线为2x±3y=0且经过定点(6,2)的双曲线C1上的一动点,点Q是P关于双曲线C1实轴A1A2的对称点,设直线PA1与QA2的交点为M(x,y),
(1)求双曲线C1的方程;
(2)求动点M的轨迹C2的方程;
(3)已知x轴上一定点N(1,0),过N点斜率不为0的直线L交C2于A、B两点,x轴上是否存在定点 K(x0,0)使得∠AKN=∠BKN?若存在,求出点K的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)可设c1方程为 4x2-9y2=λ,又点(6,2)在曲线上代入得λ=36.
所以双曲线C1的方程为:-
=1 …(4分)
(2)由题意A1(-3,0),A2(3,0),Q(x0,y0).
当P异于顶点时,KPA 1==
,KPA 2=
=
所以 =
=-
即
+
=1, (x≠±3).
当P为顶点时直线PA1与 QA2的交点为顶点
所以 +
=1.…(9分)
(3)设L交曲线C2于A(x1,y1),B(x2,y2),可设L方程为x=ty+1 (t≠0)
代入C2方程得 (9+4t2)y2+8ty-5=0
y1+y2=,y1y2=
.
若存在N,则KAN+KBN=0 即 +
=0.
∴y1(ty2+1-xN)+y2(ty1+1-xN)=0
即 2t•+(1-xN)•
=0对t恒成立
所以 xN=
故点N坐标为(,0)…(14分)
扫码查看完整答案与解析