- 动点的轨迹方程
- 共573题
平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知两点A(3,1)、B(-1,3),若点C满足=α
+β
,其中α、β∈R,且α+β=1,则点C的轨迹方程为______.
正确答案
C点满足 =α
+β
且α+β=1,由共线向量定理可知,
A、B、C三点共线.
∴C点的轨迹是直线AB
又A(3,1)、B(-1,3),
∴直线AB的方程为:=
整理得x+2y-5=0
故C点的轨迹方程为x+2y-5=0
故答案为x+2y-5=0.
已知H(-3,0),点P在y轴上,点Q在x轴的正半轴上,点M在直线PQ上,且满足•
=0,
=-
.
(1)当点P在y轴上移动时,求点M的轨迹C;
(2)过点T(-1,0)作直线l与轨迹C交于A、B两点,若在x轴上存在一点E(x0,0),使得△ABE是等边三角形,求x0的值.
正确答案
解(1)设点M的坐标为(x,y),
由=-
.得P(0,-
),Q(
,0),
由•
=0,得(3,-
)•(x,
)=0,
所以y2=4x由点Q在x轴的正半轴上,得x>0,
所以,动点M的轨迹C是以(0,0)为顶点,以(1,0)为焦点的抛物线,除去原点.
(2)设直线l:y=k(x+1),其中k≠0代入y2=4x,得k2x2+2(k2-2)x+k2=0①
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是方程①的两个实数根,由韦达定理得x1+x2=-,x1x2=1
所以,线段AB的中点坐标为(,
),线段AB的垂直平分线方程为y-
=-
(x-
),
令y=0,x0=+1,所以,点E的坐标为(
+1,0).
因为△ABE为正三角形,所以,点E(+1,0)到直线AB的距离等于
|AB|,而|AB|=
=
•
.
所以,=
解得k=±
,所以x0=
.
过双曲线-x2=1的上支上一点P作双曲线的切线分别交两条渐近线于点A,B.(1)求证:
•
为定值.(2)若
=
,求动点M的轨迹方程.
正确答案
解.(1)∵双曲线-x2=1的上支可表示为函数y=
,且y′=
×
=
设P(x0,y0)是双曲线上任一点,则双曲线在该点处的切线为y-y0=(x-x0)
即y-y0=(x-x0),即y0y-3x0x=3,
与渐近线方程y=x联立,解得A(
,
)(由于P不在双曲线的渐近线上,故y0±
x0≠0);
与渐近线y=-x联立,解得B(
,
),
∴•
=
+
=
+
=2(定值)
(2)设M(x,y)为所求轨迹上一点,由=
知
=
+
,由(1)有
即
再由P(x0,y0)在双曲线-x2=1 (y>0)上
∴-
=1,
∴-
=1
故所求轨迹为-
=1(y>0).
已知点P(x,y)与点A(-,0),B(
,0)连线的斜率之积为1,点C的坐标为(1,0).
(Ⅰ)求点P的轨迹方程;
(Ⅱ)过点Q(2,0)的直线与点P的轨迹交于E、F两点,求证•
为常数.
正确答案
(本题满分12分)
(Ⅰ)直线PA和PB的斜率分别为与
,(x≠±
),…(2分)
∵点P(x,y)与点A(-,0),B(
,0)连线的斜率之积为1,
∴•
=1,
即y2=x2-2,…(4分)
所求点P的轨迹方程为x2-y2=2,(x≠±).…(5分)
(Ⅱ)设E(x1,y1),F(x2,y2),
设过点Q(2,0)的直线为y=k(x-2),…(6分)
将它代入x2-y2=2,
得(k2-1)x2-4k2x+4k2+2=0.…(7分)
由韦达定理,得,…(8分)
∴•
=(x1-1,y1)•(x2-1,y2)
=x1x2-(x1+x2)+1+y1y2
=x1x2-(x1+x2)+1+k2(x1-2)•(x2-2)
=(1+k2)x1x2-(1+2k2)(x1+x2)+1+4k2
=(1+k2)•-(1+2k2)•
+1+4k2
=-1. …(10分)
当直线斜率不存在时,
,解得E(2,
),F(2,-
),
此时•
=(1,
)•(1,-
)=-1. …(12分)
故•
=-1.
所以•
为常数-1.…(12分)
已知双曲线x2-y2=2的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2的动直线与双曲线相交于A,B两点.
(I)若动点M满足=
+
+
(其中O为坐标原点),求点M的轨迹方程;
(II)在x轴上是否存在定点C,使•
为常数?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
由条件知F1(-2,0),F2(2,0),设A(x1,y1),B(x2,y2)
(I)设M(x,y),则=(x+2,y),
=(x1+2,y1),
=(x2+2,y2),
=(2,0),
由=
+
+
,得
,即
,
于是AB的中点坐标为(,
),
当AB不与x轴垂直时,=
=
,即y1-y2=
(x1-x2),
又因为A,B两点在双曲线上,所以x12-y12=2,x22-y22=2,
两式相减得(x1-x2)(x1+x2)=(y1-y2)(y1+y2),即(x1-x2)(x-4)=(y1-y2)y,
将y1-y2=(x1-x2)代入上式,化简得(x-6)2-y2=4,
当AB与x轴垂直时,x1=x2=2,求得M(8,0),也满足上述方程,
所以点M的轨迹方程是(x-6)2-y2=4.
(II)假设在x轴上存在定点C(m,0),使•
为常数,
当AB不与x轴垂直时,设直线AB的方程是y=k(x-2)(k≠±1),
代入x2-y2=2有(1-k2)x2+4k2x-(4k2+2)=0
则x1,x2是上述方程的两个实根,所以x1+x2=,x1x2=
,
于是•
=(x1-m)(x2-m)+k2(x1-2)(x2-2)
=(k2+1)x1x2-(2k2+m)(x1+x2)+4k2+m2=-
+4k2+m2
=+m2
=2(1-2m)++m2.
因为•
是与k无关的常数,所以4-4m=0,即m=1,此时
•
=-1,
当AB与x轴垂直时,点A,B的坐标可分别设为(2,),(2,-
),
此时•
=(1,
)•(1,-
)=-1,
故在x轴上存在定点C(1,0),使•
为常数.
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