- 抛物线
- 共2873题
已知定点,过点F且与直线
相切的动圆圆心为点M,记点M的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)若点A的坐标为,与曲线E相交于B,C两点,直线AB,AC分别交直线
于点S,T.试判断以线段ST为直径的圆是否恒过两个定点?若是,求这两个定点的坐标;若不是,说明理由.
正确答案
(1).(2)以线段
为直径的圆恒过两个定点
.
试题分析:(1)根据抛物线的定义可知,点的轨迹是以点
为焦点,
为准线的抛物线.
可得曲线的方程为
.
(2)设点的坐标分别为
,依题意得,
.
由消去
得
,
应用韦达定理.
直线的斜率
,
故直线的方程为
.
令,得
,
得到点的坐标为
.点
的坐标为
.
得到.
设线段的中点坐标为
,
而
.
故以线段为直径的圆的方程为
.
令,得
,解得
或
.
确定得到以线段为直径的圆恒过两个定点
.
(1)由题意, 点到点
的距离等于它到直线
的距离,
故点的轨迹是以点
为焦点,
为准线的抛物线.
∴曲线的方程为
. 4分
(2)设点的坐标分别为
,依题意得,
.
由消去
得
,
∴. 6分
直线的斜率
,
故直线的方程为
.
令,得
,
∴点的坐标为
.
同理可得点的坐标为
.
∴
.
∴. 8分
设线段的中点坐标为
,
则
.
∴以线段为直径的圆的方程为
.
展开得. 11分
令,得
,解得
或
.
∴以线段为直径的圆恒过两个定点
. 13分
是否存在同时满足下列条件的抛物线?若存在,求出它的方程;若不存在,请说明理由.
(1)准线是y轴;
(2)顶点在x轴上;
(3)点A(3,0)到此抛物线上动点P的距离最小值是2.
正确答案
假设存在这样的抛物线,顶点为(a,0),则方程为y2=4a(x-a)(a≠0),
设P(x0,y0),则y02=4a(x0-a),
|AP|2=(x0-3)2+y02=[x0-(3-2a)]2+12a-8a2,
令f(a)=|AP|2,
①a>0时,有x0≥a,
当3-2a≥a即a∈(0,1]时,
|AP|2=f(3-2a),∴a=1或a=;
抛物线方程为y2=4(x-1)或y2=2(x-).
当3-2a<a即a>1时,|AP|2=f(a).
∴a=5或a=1(舍),
抛物线方程为y2=20(x-5).
②当a<0时,显然与已知矛盾,
∴所求抛物线方程为y2=4(x-1)或y2=2(x-)或y2=20(x-5).
已知点C(1,0),点A、B是⊙O:x2+y2=9上任意两个不同的点,且满足·
=0,设P为弦AB的中点.
(1)求点P的轨迹T的方程;
(2)试探究在轨迹T上是否存在这样的点:它到直线x=-1的距离恰好等于到点C的距离?若存在,求出这样的点的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)x2-x+y2=4
(2)存在,(1,-2)和(1,2)
(1)连接CP、OP,由·
=0,知AC⊥BC,
∴|CP|=|AP|=|BP|=|AB|.
由垂径定理知|OP|2+|AP|2=|OA|2,
即|OP|2+|CP|2=9.
设点P(x,y),有(x2+y2)+[(x-1)2+y2]=9,
化简,得到x2-x+y2=4.
(2)根据抛物线的定义,到直线x=-1的距离等于到点C(1,0)的距离的点都在抛物线y2=2px上,其中=1,
∴p=2,故抛物线方程为y2=4x.
由方程组,得x2+3x-4=0,
解得x1=1,x2=-4,由于x≥0,
故取x=1,此时y=±2.
故满足条件的点存在,其坐标为(1,-2)和(1,2).
设点P是曲线y=x2上的一个动点,曲线y=x2在点P处的切线为l,过点P且与直线l垂直的直线与曲线y=x2的另一交点为Q,则PQ的最小值为________.
正确答案
设P(x0,x02),又y′=2x,则直线PQ的方程为y=-+
+x02.代入y=x2得x2+
-
-x02=0,
即(x-x0)=0,所以点Q的坐标为
.从而PQ2=
2+
2,令t=4x02,则PQ2=f(t)=t+
+
+3(t>0),则f′(t)=
,即f(t)在(0,2)上是减函数,在(2,+∞)上是增函数,故当t=2时,PQ有最小值
.
如图所示,已知抛物线方程为y2=4x,其焦点为F,准线为l,A点为抛物线上异于顶点的一个动点,射线HAE垂直于准线l,垂足为H,C点在x轴正半轴上,且四边形AHFC是平行四边形,线段AF和AC的延长线分别交抛物线于点B和点D.
(1)证明:∠BAD=∠EAD;
(2)求△ABD面积的最小值,并写出此时A点的坐标.
正确答案
(1)见解析(2)16 ,(1,±2)
(1)证明:由抛物线定义得|AH|=|AF|,∴∠AHF=∠AFH.
又∵四边形AHFC是平行四边形,∴HF∥AC,∴∠AHF=∠EAD,∠AFH=∠BAD.
综上可得∠BAD=∠EAD.
(2)易知焦点F(1,0),准线l方程为x=-1,设A点坐标为 (a≠0),
则直线AB方程为4ax-(a2-4)y-4a=0(包括AB⊥x轴的情况),
结合y2=4x得4a2x2-(a4+16)x+4a2=0,
根据抛物线定义,可知|AB|=xA+xB+2=+2=
+
+2≥4(当且仅当a=±2时等号成立).
另外,结合kAD=kHF=-,可得直线AD方程为y=-
x+
+a,
结合y2=4x得ay2+8y-a3-8a=0,由于yD+yA=-,
∴yD=--a.又∵∠BAD=∠EAD,
∴D点到直线AB的距离即为D点到直线AE的距离,即d=|yD-yA|=≥8(当且仅当a=±2时等号成立).
∴S△ABD=·|AB|·d≥
×4×8=16(当且仅当a=±2时取“=”号).
此时A点坐标为(1,±2).
(本小题满分14分)已知正三角形的三个顶点都在抛物线
上,其中
为坐标原点,设圆
是
的内接圆(点
为圆心)
(I)求圆的方程;
(II)设圆的方程为
,过圆
上任意一点
分别作圆
的两条切线
,切点为
,求
的最大值和最小值.
正确答案
(I)圆C的方程为
(II)的最大值为
,最小值为
解法一:设A、B两点坐标分别为,由题设知
解得
所以
设圆心C的坐标为(r,0),则因此圆C的方程为
4分
解法二:设A、B两点坐标分别为由题设知
.
又因为即
由x1>0,x2>0,可知x1=x2,故A、B两点关于x轴对称,所以圆心C在x轴上.
设C点的坐标为(r,0),则A点坐标为,于是有
,解得r=4,所以圆C的方程为
4分
(Ⅱ)解:设∠ECF=2a,则
. 8分
在Rt△PCE中,.由圆的几何性质得
≤
≥
10分
所以≤
≤
,由此可得
≤
≤
.
故的最大值为
,最小值为
. 14分
22.(本题满分15分)已知抛物线C的顶点在原点,焦点在y轴正半轴上,点到其准线的距离等于5.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)如图,过抛物线C的焦点的直线从左到右依次与抛物线C及圆交于A、C、D、B四点,试证明
为定值;
(Ⅲ)过A、B分别作抛物C的切线且
交于点M,求
与
面积之和的最小值.
正确答案
解: (Ⅰ)设抛物线方程为,由题意得:
,
, 所以抛物线C的方程为
…4分
(Ⅱ) 解法一:抛物线焦点与的圆心重合即为E(0,1),
设过抛物线焦点的直线方程为,
,
,
,得到
,………………………….2分
由抛物线的定义可知,
,
.即
为定值1………..3分
(Ⅲ),所以
,
所以切线AM的方程为,切线BM的方程为
,
解得即
………………………………………………………….2分
所以点M到直线AB的距离为.
设
…………………………………..………….2分
令,所以
,
,
所以在
上是增函数,当
,即
时,
,即
与
面积之和的最小值为2………………………………………………………………………………2分
(Ⅱ)解法二:设过抛物线焦点的直线方程为,
,不妨设
.
,
,得到
,………………………….2分
,
,
,即
为定值……………..………..3分
(Ⅲ),所以
,所以切线AM的方程为
,
切线BM的方程为,解得
即
……….2分
所以点M到直线AB的距离为.
设
……………………………….2分
令,所以
,
,
所以在
上是增函数,当
,即
时,
,即
与
面积之和的最小值为2………………………………………………………………………………2分
略
已知圆C过定点A(0,p)(p>0),圆心C在抛物线x2=2py上运动,若MN为圆C在x轴上截得的弦,设|AM|=m,|AN|=n,∠MAN=θ.
(1)当点C运动时,|MN|是否变化?写出并证明你的结论?
(2)求+
的最大值,并求取得最大值时θ的值和此时圆C的方程.若不存在,说明理由
正确答案
(1)|MN|=2p不变化
(2)2 , θ=45°圆的方程为(x-
p)2+(y-p)2=2p2或(x+
p)2+(y-p)2=2p2
(1)设圆心C(x0,y0),则x20=2py0,圆C的半径|CA|=,其方程为(x-x0)2+(y-y0)2=x20+(y0-p)2,令y=0,并将x20=2py0,代入,得x2-2x0x+x20-p2=0,解得xm=x0-p,xN=x0+p,∴|MN|=|xN-xM|=2p(定值)
(2)∵m=|AM|=,n=|AN|=
,∴m2+n2=4p2+2x20,m·n=
,∴
+
=
=
=
=
=2
≤2
,当且仅当y0=p时等号成立,x0=±
p,此时△MCN为等腰直角三角形,且∠MCN=90°,∴∠MAN=
∠MCN=45°,故当θ=45°时,圆的方程为(x-
p)2+(y-p)2=2p2或(x+
p)2+(y-p)2=2p2
曲线C上的每一点到定点F(2,0)的距离与到定直线l:x=-2的距离相等.
(Ⅰ)求出曲线C的标准方程;
(Ⅱ) 若直线y=x-2与曲线C交于A,B两点,求弦AB的长.
正确答案
(Ⅰ)∵曲线C上的每一点到定点F(2,0)的距离与到定直线l:x=-2的距离相等,
∴轨迹为焦点在x轴上,以F(2,0)为焦点的抛物线
标准方程为:y2=8x
(Ⅱ)方法1:联立直线y=x-2与抛物线y2=8x
得得:(x-2)2=8x
∴x2-12x+4=0,x1+x2=12,x1x2=4
(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=144-16=128
∴|AB|==16
直线和抛物线相交弦的长为16(12分)
(Ⅱ)方法2:直线y=x-2过抛物线的焦点F(2,0),AB为抛物线的焦点弦
y2=8x,p=4
联立直线y=x-2与抛物线y2=8x
得:(x-2)2=8x
x2-12x+4=0,x1+x2=12
AB为抛物线的焦点弦,根据抛物线焦点弦的弦长公式:|AB|=x1+x2+p=16
∴直线和抛物线相交弦的长为16
已知抛物线C:y2=4x,直线l:y=x+b经过抛物线的焦点且与抛物线交于A,B两点,求:△OAB的面积(O为坐标原点).
正确答案
抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0)
∵直线l:y=x+b经过抛物线的焦点
∴b=-1,
∴直线l:y=x-1(2分)
由抛物线的定义:|AB|=xA++xB+
=xA+xB+2,(4分)
将直线与抛物线方程联立,消去y可得x2-6x+1=0
∴xA+xB=6,
∴|AB|=8(8分)
∵原点到直线的距离为dO-l=(10分)
∴S△OAB=×|AB|×dO-l=2
.(12分)
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