- 动点的轨迹方程
- 共573题
设不等边三角形ABC的外心与重心分别为M、G,若A(-1,0),B(1,0)且MG∥AB.
(Ⅰ)求三角形ABC顶点C的轨迹方程;
(Ⅱ)设顶点C的轨迹为D,已知直线L过点(0,1)并且与曲线D交于P、N两点,若O为坐标原点,满足OP⊥ON,求直线L的方程.
正确答案
(I)设C(x,y)(xy≠0),∵MG∥AB,可设G(a,b),则M(0,b).
∴a=,b=
,即 x=3a,y=3b (1).
∵M是不等边三解形ABC的外心,∴|MA|=|MC|,即 =
(2).
由(1)(2)得 x2+= 1.所以,三角形顶点C的轨迹方程为 x2+
= 1,(xy≠0).
(II)设直线l的方程为 y=kx+1,P( x1,y1),N (x2,y2),
由 消y得 (3+k2)x2+2kx-2=0.∵直线l与曲线D交于P、N两点,
∴△=b2-4ac=4k2+8(3+k2)>0,x1+x2=-,x1•x2=-
.
∵OP⊥ON,∴x1•x2+y1y2=0,∴x1•x2+(kx1+1)(kx2+1)=0.
∴1+k2(-)+k (-
)+1=0,∴k=±
,
∴直线l的方程为 y=± x+1.
已知动圆P过定点F(0,1),且与定直线y=-1相切.
(Ⅰ)求动圆圆心P的轨迹W的方程;
(Ⅱ)设过点F的直线l与轨迹W相交于A,B两点,若在直线y=-1上存在点C,使△ABC为正三角形,求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)设动圆圆心P(x,y),
根据题意:点P(x,y)到点F(0,1)距离等于点P到定直线y=-1的距离,
即=|y+1|,(3分)
故:动圆圆心P的轨迹W的方程为x2=4y.(5分)
(Ⅱ)显然,直线的斜率k存在,
设过点F的直线l的方程为y-1=kx,即y=kx+1,(6分)
A(x1,y1),B(x2,y2).
①如果k=0,,得A(-2,1),B(2,1),
故有|AB|+4,而|AC|==2
,不符题意,所以k≠0.(7分)
②如果k≠0,弦AB中点M(x0,y0).则,得:x2-4kx-4=0,
所以有:x1+x2=4k,x1x2=-4,(9分)
y1+y2=k(x1+x2)+2=4k2+2,
x0==2k,y0=
=2k2+1,(11分),
即M(2k,2k2+1),
若在直线y=-1上存在点C,使△ABC为正三角形,
则设直线MC:y-(2k2+1)=-(x-2k)与y=-1联立,
解得x=4k+2k3,也就是C(4k+2k3,-1),
由=
,得
=
,(14分)
即k=±,所以,直线l的方程为y=±
x+1.(15分)
已知动点M(x,y)到定点F(0,1)的距离等于它到定直线l:y+1=0的距离
(1)求点M的轨迹方程
(2)经过点F,倾斜角为30°的直线m交M的轨迹于A、B两点,求|AB|
(3)设过点G(0,4)的直线n交M的轨迹于C(x1,y1),D(x2,y2),O为坐标原点.证明:OC⊥OD.
正确答案
(1)点M到点F的距离是|MF|=,点M到直线y+1=0的距离是d=|y+1|
根据题意,得x2+(y-1)2=(y+1)2
x2+y2-2y+1=y2+2y+1
即y=
∴点M的轨迹方程是y=;
(2)∵倾斜角为30°,∴直线m的斜率为
∵F(0,1),∴直线m的方程为:y=x+1
与抛物线方程联立
消去y可得, -
x-1=0
∴x1=2或x2=-
∴y1=3或y2=
∴A(2,3),B(-
,
)
∴|AB|==
(3)证明:过G(0,4)的直线为 y=kx+4
代入抛物线方程,得=kx+4
即x2-4kx-16=0
∵过点G(0,4)的直线n交M的轨迹于C(x1,y1),D(x2,y2),
∴x1+x2=4k,x1x2=-16
∵OC 的斜率是,OD的斜率是
∴×
=
=
=-1
∴OC⊥OD
已知动点P与平面上两定点A(-,0),B(
,0)连线的斜率的积为定值-
.
(Ⅰ)试求动点P的轨迹方程C;
(Ⅱ)设直线l:y=kx+1与曲线C交于M、N两点,
①当|MN|=时,求直线l的方程.
②线段MN上有一点Q,满足=
,求点Q的轨迹方程.
正确答案
(Ⅰ)设点P(x,y),则根据题意,有
•
=-
,整理得
+y2=1.由于x≠±
,
所以求得的曲线C的方程为+y2=1(x≠±
).
(Ⅱ)设点M、N的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
由消去y得:(1+2k2)x2+4kx=0.
①解得x1=0,x2=.
由|MN|=|x1-x2|=
|
|=
,解得:k=±1.
∴直线l的方程x-y+1=0或x+y-1=0;
②设点Q的坐标为(x,y),
∵=
,
∴点Q为线段MN的中点,可得x==
,
∴y=kx+1=k•+1=
,
消去k,得方程:x2+2y2-2y=0.
因曲线C的方程为+y2=1(x≠±
),故直线不过点(±
,0),即k≠±
又∵直线l:y=kx+1与曲线C交于M、N两点,
∴△=(-4k)2>0,即k≠0,
因此,x≠0,且x≠±,
综上,所求点Q的轨迹方程为x2+2y2-2y=0(x≠0,且x≠±).
已知经过点A(-2,0),且以(λ,1+λ)为方向向量的直线l1与经过点B(2,0),且以(1+λ,-3λ)为方向向量的直线l2相交于点P,其中λ∈R.
(1)求点P的轨迹C的方程;
(2)是否存在直线l:y=kx+m(m≠0)与轨迹C相交于不同的两点M、N,且满足|BM|=|BN|?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)当λ≠0且λ≠-1时,直线l1:y=(x+2),直线l2:y=
(x-2)
消参可得+
=1①
当λ=0时,直线l1:x=-2,直线l2:y=0,其交点为(-2,0),适合①;
当λ=-1时,直线l1:y=0,直线l2:x=2,其交点为(2,0),适合①;
∴点P的轨迹C的方程为+
=1;
(2)假设存在直线l:y=kx+m(m≠0)与轨迹C相交于不同的两点M(x1,y1),N(x2,y2),且满足|BM|=|BN|.
令线段MN的中点M0(x0,y0),则BM0垂直平分MN
∵+
=1,
+
=1,
∴两式相减可得,kMN=-=k②
∵BM0⊥MN,∴kBM0==-
③
由②③可得x0=-1,y0=
∴M0(-1,)
∵M0在椭圆C的内部,故+
<1
∴|k|>1
∵M0(-1,)在直线l上,
∴=-k+m,
∴|m|=|k+|≥2
,当且仅当|k|=
时取等号
∴存在直线l满足条件,此时m的取值范围为(-∞,-2)∪(2
,+∞).
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