- 动点的轨迹方程
- 共573题
已知坐标平面上点M(x,y)与两个定点M1(26,1),M2(2,1)的距离之比等于5.
(1)求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形;
(2)记(1)中的轨迹为C,过点A(-2,3)的直线l被C所截得的线段的长为8,求直线l的方程.
正确答案
(1)由题意坐标平面上点M(x,y)与两个定点M1(26,1),M2(2,1)的距离之比等于5,
得=5.
=5,化简得x2+y2-2x-2y-23=0.
即(x-1)2+(y-1)2=25.
∴点M的轨迹方程是(x-1)2+(y-1)2=25,
所求轨迹是以(1,1)为圆心,以5为半径的圆.
(2)当直线l的斜率不存在时,过点A(-2,3)的直线l:x=-2,
此时过点A(-2,3)的直线l被圆所截得的线段的长为:2=8,
∴l:x=-2符合题意.
当直线l的斜率存在时,设过点A(-2,3)的直线l的方程为y-3=k(x+2),即kx-y+2k+3=0,
圆心到l的距离d=,
由题意,得()2+42=52,解得k=
.∴直线l的方程为
x-y+
=0.即5x-12y+46=0.
综上,直线l的方程为x=-2,或5x-12y+46=0.
设圆O:x2+y2=4,O为坐标原点
(I)若直线l过点P(1,2),且圆心O到直线l的距离等于1,求直线l的方程;
(II)已知定点N(4,0),若M是圆O上的一个动点,点P满足=
(
+
),求动点P的轨迹方程.
正确答案
(I)(1)当过点P(1,2)的直线l与x轴垂直时,
此时圆心O到直线l的距离等于1,
所以x=1为所求直线方程.
(2)当过点P(1,2)且与x轴不垂直时,可设所求直线方程为y-2=k(x-1),
即:kx-y-k+2=0,由题意有=1,解得k=
,
故所求的直线方程为y-2=(x-1),即3x-4y+5=0.
综上,所求直线方程为x=1或3x-4y+5=0.
(II):设点P(x,y),M(x0,y0),则=(x,y),
=(x0,y 0)
因为N(4,0)
所以=(4,0)
因为=
(
+
),
所以(x,y)=[(4,0)+(x0,y0)]
即,即
又x02+y02=4,∴(2x-4)2+4y2=4,
即:(x-2)2+y2=1.
故动点P的轨迹方程:(x-2)2+y2=1.
已知圆C过点A(0,a)(a>0),且在x轴上截得的弦MN的长为2a.
(1)求圆C的圆心的轨迹方程;
(2)若∠MAN=45°,求圆C的方程.
正确答案
(1)设圆C的圆心为C(x,y),
依题意圆的半径 r=…(2分)
∵圆C在x轴上截得的弦MN的长为2a.
∴|y|2+a2=r2
故 x2+(y-a)2=|y|2+a2…(4分)
∴x2=2ay
∴圆C的圆心的轨迹方程为x2=2ay…(6分)
(2)∵∠MAN=45°(3),∴∠MCN=90°(4)…(9分)
令圆C的圆心为(x0,y0),则有x02=2ay0(y0≥0),…(10分)
又∵y0=|MN|=a…(11分)
∴x0=±a…(12分)
∴r==
a…(13分)
∴圆C的方程为 (x±a)2+(y-a)2=2a2…(14分)
已知点M到双曲线-
=1的左、右焦点的距离之比为2:3.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)若点M的轨迹上有且仅有三个点到直线y=x+m的距离为4,求实数m的值.
正确答案
(1)双曲线-
=1的左、右焦点为F1(-5,0),F2(5,0).…(1分)
设点M(x,y),则=
,即
=
. …(3分)
化简得点M的轨迹方程为x2+y2+26x+25=0. …(7分)
(2)点M的轨迹方程即为(x+13)2+y2=144,它表示以(-13,0)为圆心,12为半径的圆. …(9分)
因为圆上有且仅有三点到直线y=x+m的距离为4,
所以圆心到直线y=x+m的距离为8,即=8. …(12分)
解得 m=13±8. …(14分)
在△ABC中,两个定点A(-3,0)B(3,0),△ABC的垂心H(三角形三条高线的交点)是AB边上高线CD的中点.
(1)求动点C的轨迹方程;
(2)斜率为2的直线l交动点C的轨迹于P、Q两点,求△OPQ面积的最大值(O是坐标原点).
正确答案
(1)设动点C(x,y)则D(x,0).因为H是CD的中点,故H(x,)
因为AH⊥BC所以kAH•kBC=-1故•
=-1
整理得动点C的轨迹方程+
=1(y≠0)
(2)设l:y=2x+m并代入+
=1(y≠0)得6x2+4mx+m2-18=0,
∵△=(4m)2-4×6×(m2-18)>0
∴54-m2>0
即m∈(-3,3
),
|PQ|==
又原点O到直线l的距离为d=
∴S△OPQ=×
×
×
=
≤
×
=
当且仅当54-m2=m2即m=±3时等号成立,
故△OPQ面积的最大值为.
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