- 抛物线
- 共2873题
如图,是抛物线
的焦点,
为准线与
轴的交点,直线
经过点
.
(Ⅰ)直线与抛物线有唯一公共点,求
的方程;
(Ⅱ)直线与抛物线交于
、
两点记
、
的斜率分别为
,
.(1)求证:
为定值;
(2)若点在线段
上,且满足
,求点
的轨迹方程.
正确答案
为定值
.,轨迹方程为
.
解:由已知得,显然直线
的斜率存在。设直线
的斜率为
,则
的方程为
,代入抛物线方程得
⑴ 若,令
,此时
的方程为
即或
。若
,方程有唯一解
,此时
的方程为
.
综上,所求直线的方程为:
或
或
.
⑵ 显然,记
,则
,
①
∵
∴
即
为定值
.
②设动点,∵
,
∴
∴
令且
∴ ∴
综上,点的轨迹方程为
.
如图所示,抛物线C1:x2=4y,C2:x2=-2py(p>0).点M(x0,y0)在抛物线C2上,过M作C1的切线,切点为A,B(M为原点O时,A,B重合于O).当x0=1-时,切线MA的斜率为-
.
(1)求p的值;
(2)当M在C2上运动时,求线段AB中点N的轨迹方程(A,B重合于O时,中点为O).
正确答案
(1)2 (2) x2=y
解:(1)因为抛物线C1:x2=4y上任意一点(x,y)的切线斜率为y′=,且切线MA的斜率为-
,
所以A点坐标为.
故切线MA的方程为y=-(x+1)+
.
因为点M(1-y0)在切线MA及抛物线C2上,于是
y0=-(2-
)+
=-
, ①
y0=-=-
. ②
由①②得p=2.
(2)设N(x,y),A,B
,
x1≠x2,由N为线段AB中点知
x=, ③
y=. ④
切线MA,MB的方程为
y=(x-x1)+
, ⑤
y=(x-x2)+
. ⑥
由⑤⑥得MA,MB的交点M(x0,y0)的坐标为
x0=,y0=
.
因为点M(x0,y0)在C2上,
即=-4y0,
所以x1x2=-. ⑦
由③④⑦得
x2=y,x≠0.
当x1=x2时,A,B重合于原点O,AB中点N为O,坐标满足x2=y.
因此AB中点N的轨迹方程为x2=y.
已知椭圆C1和抛物线C2有公共焦点F(1,0),C1的中心和C2的顶点都在坐标原点,过点M(4,0)的直线l与抛物线C2分别相交于A ,B两点.
(1)如图所示,若,求直线l的方程;
(2)若坐标原点O关于直线l的对称点P在抛物线C2上,直线l与椭圆C1有公共点,求椭圆C1的长轴长的最小值.
正确答案
(1);(2)长轴长的最小值为
.
试题分析:(1)首先求得抛物线方程为 .
设直线方程为,并设
利用,得到
;
联立,可得
,应用韦达定理得到
,
从而得到,求得直线方程.
(2)可求得对称点,
代入抛物线中可得:,直线
方程为
,考虑到对称性不妨取
,
椭圆设为联立直线、椭圆方程并消元整理可得
,
由,可得
,即得解.
(1)由题知抛物线方程为 。 2分
设直线方程为,并设
因为,所以
.
联立,可得
,有
4分
解得:,所以直线方程为:
6分
(2)可求得对称点, 8分
代入抛物线中可得:,直线
方程为
,考虑到对称性不妨取
,
设椭圆方程为,联立直线方程和椭圆方程并消元整理得
, 10分
因为椭圆与直线有交点,所以,
即:,解得
12分
即
∴长轴长的最小值为.. 13分
已知直线:
与抛物线
:
交于
两点,与
轴交于
,若
,则
_______.[
正确答案
试题分析:解方程组得
或
,由
得:
.
过抛物线y2=2px(p>0)上一定点P(x0,y0)(y0>0)作两直线分别交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2),当PA与PB的斜率存在且倾斜角互补时,的值为 .
正确答案
-2
设直线PA的斜率为kPA,PB的斜率为kPB,
由=2px1,
=2px0,得kPA=
=
,
同理kPB=,
由于PA与PB的斜率存在且倾斜角互补,
因此=-
,即y1+y2=-2y0(y0>0),
那么=-2.
如图,F是抛物线
的焦点,Q为准线与
轴的交点,直线
经过点Q.
(Ⅰ)直线与抛物线有唯一公共点,求
的方程;
(Ⅱ)直线与抛物线交于A、B两点记FA、FB
的斜率分别为,
.求证:
为定值.
正确答案
略
如图,直线与抛物线
(常数
)相交于不同的两点
、
,且
(
为定值),线段
的中点为
,与直线
平行的切线的切点为
(不与抛物线对称轴平行或重合且与抛物线只有一个公共点的直线称为抛物线的切线,这个公共点为切点).
(1)用、
表示出
点、
点的坐标,并证明
垂直于
轴;
(2)求的面积,证明
的面积与
、
无关,只与
有关;
(3)小张所在的兴趣小组完成上面两个小题后,小张连、
,再作与
、
平行的切线,切点分别为
、
,小张马上写出了
、
的面积,由此小张求出了直线
与抛物线围成的面积,你认为小张能做到吗?请你说出理由.
正确答案
(1),
,(2)
,(3)能.
试题分析:(1)因为D点为直线与抛物线的交点A,B中点,所以求D点坐标就根据直线方程与抛物线方程联立方程组,利用韦达定理求解,即由,得
,
,点
.因为C点为切点,利用切线方程与抛物线方程联立方程组后的判别式为零进行求解,即由
,得
,得
.由于
、
的横坐标相同,
垂直于
轴.(2)求三角形面积,必须观察结构,合理选用底边与高.本题将CD选为底,则
为高,利用(1)求出
,则
,(3)对题目“马上”的理解,就是进行类比,直接写出结论. 由(1)知
垂直于
轴,
,由(2)可得
、
的面积只与
有关,将
中的
换成
,可得
.而这一过程可无限类比下去,依次得到一列数:
,
,这些数构成一个公比为
无穷等比数列,其和可看成直线
与抛物线围成的面积,即
试题解析:(1)由,得
,
点 2分
设切线方程为,由
,得
,
,切点的横坐标为
,得
4分
由于、
的横坐标相同,
垂直于
轴. 6分
(2),
. 8分
. 11分
的面积与
、
无关,只与
有关. 12分
(本小题也可以求,切点到直线
的距离
,相应给分)
(3)由(1)知垂直于
轴,
,由(2)可得
、
的面积只与
有关,将
中的
换成
,可得
. 14分
记,
,按上面构造三角形的方法,无限的进行下去,可以将抛物线
与线段
所围成的封闭图形的面积,看成无穷多个三角形的面积的和,即数列
的无穷项和,此数列公比为
.
已知曲线C上任意一点M到点F(0,1)的距离比它到直线l:y=-2的距离小1.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点P(2,2)的直线与曲线C交于A、B两点,设=λ
.当△AOB的面积为4
时(O为坐标原点),求λ的值.
正确答案
(1)∵点M到点F(1,0)的距离比它到直线l:y=-2的距离小于1,
∴点M在直线l的上方,点M到F(1,0)的距离与它到直线l′:y=-1的距离相等,
∴点M的轨迹C是以F为焦点,l′为准线的抛物线,
所以曲线C的方程为x2=4y.
(2)当直线m的斜率不存在时,它与曲线C只有一个交点,不合题意,
设直线m的方程为y-2=k(x-2),即y=kx+(2-2k),
代入x2=4y,得x2-4kx+8(k-1)=0,(*)
△=16(k2-2k+2)>0对k∈R恒成立,
所以,直线m与曲线C恒有两个不同的交点,
设交点A,B的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=4k,x1x2=8(k-1),
∵|AB|=
=
=4,
点O到直线m的距离d=,
∴S△ABO=|AB|•d
=4|k-1|•
=4,
∵S△ABO=4,∴4
=4
,
∴(k-1)4+(k-1)2-2=0,
∴(k-1)2=1,或(k-1)2=-2(舍去),∴k=0,或k=2.
当k=0时,方程(*)的解为±2,
若x1=2,x2=-2
,则λ=
=3-2
,
若x1=-2,x2=2
,则λ=
=3+2
,
当k=2时,方程(*)的解为4±2,
若x1=4+2,x2=4-2
,则λ=
=3+2
,
若x1=4-2,x2=4+2
,则λ=
=3-2
,
所以,λ=3+2,或λ=3-2
.
已知圆C与两圆x2+(y+4)2=1,x2+(y-2)2=1外切,圆C的圆心轨迹方程为L,设L上的点与点M(x,y)的距离的最小值为m,点F(0,1)与点M(x,y)的距离为n.
(1)求圆C的圆心轨迹L的方程.
(2)求满足条件m=n的点M的轨迹Q的方程.
(3)在(2)的条件下,试探究轨迹Q上是否存在点B(x1,y1),使得过点B的切线与两坐标轴围成的三角形的面积等于.若存在,请求出点B的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1) y=-1 (2) x2=4y (3) 存在 点B的坐标为(2,1)或(-2,1),理由见解析
(1)两圆的半径都为1,两圆的圆心分别为C1(0,-4),C2(0,2),
由题意得|CC1|=|CC2|,可知圆心C的轨迹是线段C1C2的垂直平分线,C1C2的中点为(0,-1),直线C1C2的斜率不存在,故圆心C的轨迹是线段C1C2的垂直平分线,其方程为y=-1,即圆C的圆心轨迹L的方程为y=-1.
(2)因为m=n,所以M(x,y)到直线y=-1的距离与到点F(0,1)的距离相等,故点M的轨迹Q是以y=-1为准线,以点F(0,1)为焦点,顶点在原点的抛物线,=1,即p=2,所以,轨迹Q的方程是x2=4y.
(3)假设存在点B满足条件.由(2)得y=x2,y'=
x,所以过点B的切线的斜率为k=
x1,
切线方程为y-y1=x1(x-x1).
令x=0得y=-+y1,
令y=0得x=-+x1.
因为点B在x2=4y上,所以y1=,
故y=-,x=
x1,
所以切线与两坐标轴围成的三角形的面积为
S=|x||y|=
|
x1||-
|=
|
|,
所以|
|=
,解得|x1|=2,
所以x1=±2.
当x1=2时,y1=1,当x1=-2时,y1=1,所以点B的坐标为(2,1)或(-2,1).
已知A、B为抛物线C:y2 = 4x上的两个动点,点A在第一象限,点B在第四象限l1、l2分别过点A、B且与抛物线C相切,P为l1、l2的交点.
(1)若直线AB过抛物线C的焦点F,求证:动点P在一条定直线上,并求此直线方程;
(2)设C、D为直线l1、l2与直线x = 4的交点,求面积的最小值.
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)设,
(
),
方程为
,与抛物线方程联立,利用直线
与抛物线y2 = 4x相切,故
,求
,故切线
的方程
。同理可求得切线
方程为
,联立得交点
,再注意到已知条件直线AB过抛物线C的焦点F,故表示直线AB的方程为
,将抛物线焦点
代入,得
,从而发现点P横坐标为
,故点P在定直线
上;(2)列
面积关于某个变量的函数关系式,再求函数最小值即可,由已知得,
,
,故
,又高为
,故三角形
的面积为
,再求最小值即可.
(1)设,
(
).
易知斜率存在,设为
,则
方程为
.
由得,
①
由直线与抛物线
相切,知
.
于是,,
方程为
.
同理,方程为
.
联立、
方程可得点
坐标为
,
∵ ,
方程为
,
过抛物线
的焦点
.
∴,∴
,点P在定直线
上.
(2)由(1)知,的坐标分别为
,
∴.
∴ .
设(
),
,
由知,
,当且仅当
时等号成立.
∴ .
设,则
.
∴ 时,
;
时,
.
在区间
上为减函数;
在区间上为增函数.∴
时,
取最小值
.
∴ 当,
,
即,
时,
面积取最小值
. 13分
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