- 动点的轨迹方程
- 共573题
已知动点P到直线x=-1的距离与到定点C(, 0)的距离的差为
.动点P的轨迹设为曲线C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)设过点A(-4,0)的直线与曲线C交于E、F两点,定点A'(4,0),求直线A'E、A'F的斜率之和.
正确答案
(Ⅰ)由题意知,动点P到定点C(, 0)的距离等于到定直线x=-
的距离,
所以动点P的轨迹为抛物线,
且=
,
P=1.
所以点P的轨迹方程为y2=2x.…(6分)
(Ⅱ)设过点A的直线方程为y=k(x+4)(k≠0).
联立方程组,
消去x,得y2-y+4k=0.…(8分)
设E(x1,y1)、F(x2,y2),
则y1•y2=8,且y12=2x1,y22=2x2.
∵kA′E=,kA′F=
,
∴kA′E+kA′F=+
=
=
=.
由y1•y2=8,得kA'E+kA'F=0.…(14分)
动圆C过定点F(,0),且与直线x=-
相切,其中p>0.设圆心C的轨迹Γ的程为F(x,y)=0
(1)求F(x,y)=0;
(2)曲线Γ上的一定点P(x0,y0)(y0≠0),方向向量=(y0,-p)的直线l(不过P点)与曲线Γ交与A、B两点,设直线PA、PB斜率分别为kPA,kPB,计算kPA+kPB;
(3)曲线Γ上的两个定点P0(x0,y0)、Q0(x0′,y0′),分别过点P0,Q0作倾斜角互补的两条直线P0M,Q0N分别与曲线Γ交于M,N两点,求证直线MN的斜率为定值.
正确答案
(1)过点C作直线x=-的垂线,垂足为N,
由题意知:|CF|=|CN|,即动点C到定点F与定直线x=-的距离相等,
由抛物线的定义知,点C的轨迹为抛物线,
其中F(,0)为焦点,x=-
为准线,
所以轨迹方程为y2=2px(p>0);
(2)设 A(x1,y1)、B(x2,y2)
不过点P的直线l方程为y=-x+b,
由得y2+2y0y-2y0b=0,
则y1+y2=-2y0,
kAP+kBP=+
=+
=+
==0.
(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),
则kMN==
=
(***)
设MP0的直线方程为为y-y0=k(x-x0)与曲线y2=2px的交点P0(x0,y0),M(x1,y1).
由,y2-
y+
-2px0=0的两根为y0,y1
则y0+y1=,∴y1=
-y0
同理y0′+y2=,得y2=-
-y0′
∴y1+y2=-(y0+y0′),
代入(***)计算得kMN=-.是定值,命题得证
已知点A(-2,0),B(2,0),直线AP与直线BP相交于点P,它们的斜率之积为-,求点P的轨迹方程(化为标准方程).
正确答案
设P(x,y),因为A(-2,0),B(2,0)
所以kAP=(x≠-2),kBP=
(x≠2)
由已知,•
=-
(x≠±2)
化简,得+y2=1(x≠±2)
点P的轨迹方程:+y2=1(x≠±2).
已知抛物线的方程为x2=2py(p>0),过点P(0,p)的直线l与抛物线相交于A、B两点,分别过点A、B作抛物线的两条切线l1和l2,记l1和l2相交于点M.
(Ⅰ)证明:直线l1和l2的斜率之积为定值;
(Ⅱ)求点M的轨迹方程.
正确答案
(Ⅰ)依题意,直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+p,
将其代入x2=2py,消去y整理得x2-2pkx-2p2=0(2分)
设A,B的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=-2p2(3分)
将抛物线的方程改写为y=x2,求导得y′=
x.
所以过点A的切线l1的斜率是k1=,过点B的切线l2的斜率是k2=
,
故k1k2==-2,所以直线l1和l2的斜率之积为定值-2(6分)
(Ⅱ)设M(x,y).因为直线l1的方程为y-y1=k1(x-x1),即y-=
(x-x1),
同理,直线l2的方程为y-=
(x-x2),
联立这两个方程,消去y得-
=
(x-x2)-
(x-x1),
整理得(x1-x2)(x-)=0,注意到x1≠x2,所以x=
(10分)
此时y=+
(x-x1)=
+
(
-x1)=
=-p(12分)
由(Ⅰ)知,x1+x2=2pk,所以x==pk∈R,
所以点M的轨迹方程是:y=-p.(14分)
已知△ABC的顶点A,B在椭圆x2+3y2=4上,C在直线l:y=x+2上,且AB∥l.
(1)求边AB中点的轨迹方程;
(2)当AB边通过坐标原点O时,求△ABC的面积;
(3)当∠ABC=90°,且斜边AC的长最大时,求AB所在直线的方程.
正确答案
(1)设AB所在直线的方程为y=x+m
由得4x2+6mx+3m2-4=0.(2分)
因为A、B在椭圆上,所以△=-12m2+64>0.-<m<
设A、B两点坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),中点为P(x0,y0)
则x1+x2=-,m=-
x0,y0=x0-
x0=-
x0
所以中点轨迹方程为y=-x(-
<x<
,且x≠-
)(4分)
(2)∵AB∥l,且AB边通过点(0,0),故AB所在直线的方程为y=x.
此时m=0,由(1)可得x=±1,所以|AB|=|x1-x2|=2
(6分)
又因为AB边上的高h等于原点到直线l的距离,所以h=(8分)
S△ABC=|AB|•h=2.(10分)
(3)由(1)得x1+x2=-,x1x2=
,
所以|AB|=|x1-x2|=
.(12分)
又因为BC的长等于点(0,m)到直线l的距离,即|BC|=.(14分)
所以|AC|2=|AB|2+|BC|2=-m2-2m+10=-(m+1)2+11.
所以当m=-1时,AC边最长,(这时△=-12+64>0)
此时AB所在直线的方程为y=x-1.(16分)
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