- 相关点法求轨迹方程
- 共16题
已知函数,其中
.
(1)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(2)求的单调区间。
正确答案
见解析
解析
(1)解:当时,
,
。
由于,
,
所以曲线在点
处的切线方程是
。
(2)解:,
。
① 当时,令
,解得
。
的单调递减区间为
;单调递增区间为
,
。
当时,令
,解得
,或
。
② 当时,
的单调递减区间为
,
;单调递增区间为
,
。
③ 当时,
为常值函数,不存在单调区间。
④ 当时,
的单调递减区间为
,
;单调递增区间为
,
。
知识点
已知动点P到点A(-2,0)与点B(2,0)的斜率之积为,点P的轨迹为曲线C。
(1)求曲线C的方程;
(2)若点Q为曲线C上的一点,直线AQ,BQ与直线x=4分别交于M、N两点,直线BM与椭圆的交点为D。求证,A、D、N三点共线。
正确答案
见解析
解析
(1)设P点坐标,则
(
),
(
),
由已知,化简得:
.
所求曲线C的方程为(
)。
(2)由已知直线AQ的斜率存在,
且不等于0,设方程为,
由,消去
得:
(1).
因为,
是方程(1)的两个根,
所以,得
,
又,所以
。
当,得
,即
。
又直线BQ的斜率为,方程为
,当
时,得
,即
。
直线BM的斜率为,方程为
。
由,消去
得:
(2).
因为2,是方程(2)的两个根,所以
,
得,又
,即
。
由上述计算:,
,
。
因为,
,所以
。
所以A、D、N三点共线。
知识点
设P是圆x2+y2=4上的任意一点,过P作x轴的垂线段PD,D为垂足, M是线段PD上的点,且满足|DM|=m|PD|(0<m<1),当点P在圆上运动时,记M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过曲线C的左焦点F作斜率为的直线l交曲线C于A、B两点,点Q满足
,是否存在实数m,使得点Q在曲线C上,若存在,求出m的值,若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)如图设M(x,y)、P(x0,y0),则由|DM|=m|PD|(0<m<1)得
x= x0,|y|=m| y0|,即
∵,∴
即为曲线C的方程。………6′
(2)设,则
由得:
………8′
设A(x1,y1)、B(x2,y2).
则,
.
∴,………9′
∵
即Q点坐标为,将Q点代入
,得
.
∴存在当时,Q点在曲线C上。………13′
知识点
如图6,圆,P是圆C上的任意一动点,A点坐标为(2,0),线段PA的垂直平分线l与半径CP交于点Q.
(1)求点Q的轨迹G的方程;
(2)已知B,D是轨迹G上不同的两个任意点,M为BD的中点. ①若M的坐标为M
(2,1),求直线BD所在的直线方程;②若BD不经过原点,且不垂直于x轴,点O为轨迹G的中心. 求证:直线BD和直线OM的斜率之积是常数(定值).
正确答案
见解析。
解析
(1)圆C的圆心为C(-2,0),半径r=6,.
连结,由已知得
,
所以.
根据椭圆的定义,点Q的轨迹G是中心在原点,以C、A为焦点,长轴长等于的椭圆,
即a=3,c=2,,
所以,点Q的轨迹G的方程为.
(2)①设B、D的坐标分别为、
,
则
两式相减,得,
当BD的中点M的坐标为(2,1)时,有,
所以,即
.
故BD所在的直线方程为,即
.
②证明:设,且
,
由①可知,
又
所以(定值).
知识点
若双曲线的离心率为
,则抛物线
的焦点到
的渐近线距离是______。
正确答案
解析
由题可知,即
,所以双曲线的渐近线方程为
;而抛物线的焦点为
,由点到直线的距离公式可知
。
知识点
设函数.
(1)若曲线与曲线
在它们的交点
处具有公共切线,求
的值;
(2)当时,若函数
在区间
内恰有两个零点,求
的取值范围;
(3)当时,求函数
在区间
上的最大值。
正确答案
见解析
解析
(1).
因为曲线与曲线
在它们的交点
处具有公共切线,所以
,且
,
即,且
,解得
.………………3分
(2)记,当
时,
,
,
令,得
.
当变化时,
的变化情况如下表:
所以函数的单调递增区间为
;单调递减区间为
,……………6分
故在区间
内单调递增,在区间
内单调递减,
从而函数在区间
内恰有两个零点,当且仅当
解得
,所以
的取值范围是
.………… ………9分
(3)记,当
时,
.
由(2)可知,函数的单调递增区间为
;单调递减区间为
.
①当时,即
时,
在区间
上单调递增,所以
在区间
上的最大值为
;
②当且
,即
时,
在区间
上单调递增,在区间
上单调递减,所以
在区间
上的最大值为
;
当且
,即
时,t+3<2且h(2)=h(-1),所以
在区间
上的最大值为
;
③当时,
,
在区间
上单调递减,在区间
上单调递增,而最大值为
与
中的较大者。
由知,当
时,
,
所以在区间
上的最大值为
;……13分
④当时,
在区间
上单调递增,所以
在区间
上的最大值为
.………………………………………………14分
知识点
设椭圆的左右顶点分别为A(﹣2,0),B(2,0),离心率e=
,过该椭圆上任一点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,点C在QP的延长线上,且|QP|=|PC|。
(1)求椭圆的方程;
(2)求动点C的轨迹E的方程;
(3)设直线AC(C点不同于A,B)与直线x=2交于点R,D为线段RB的中点,试判断直线CD与曲线E的位置关系,并证明你的结论。
正确答案
见解析。
解析
知识点
设椭圆的左右顶点分别为A(﹣2,0),B(2,0),离心率e=
,过该椭圆上任一点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,点C在QP的延长线上,且|QP|=|PC|。
(1)求椭圆的方程;
(2)求动点C的轨迹E的方程;
(3)设直线AC(C点不同于A,B)与直线x=2交于点R,D为线段RB的中点,试判断直线CD与曲线E的位置关系,并证明你的结论。
正确答案
见解析。
解析
解:(1)由题意,可得a=2,e==
,可得c=
,∴ b2=a2﹣c2=1,
因此,椭圆的方程为,﹣
(2)设C(x,y),P(x0,y0),由题意得,即
,
又,代入得
,即x2+y2=4。
即动点C的轨迹E的方程为x2+y2=4。
(3)设C(m,n),点R的坐标为(2,t),
∵A、C、R三点共线,∴∥
,
而=(m+2,n),
=(4,t),则4n=t(m+2),
∴t=,可得点R的坐标为(2,
),点D的坐标为(2,
),
∴直线CD的斜率为k==
,
而m2+n2=4,∴﹣n2=m2﹣4,代入上式可得k==﹣
,
∴直线CD的方程为y﹣n=﹣(x﹣m),化简得mx+ny﹣4=0,
∴圆心O到直线CD的距离d==
=2=r,
因此,直线CD与圆O相切,即CD与曲线E相切。
知识点
已知,点B是
轴上的动点,过B作AB的垂线
交
轴于点Q,若
,
.
(1)求点P的轨迹方程;
(2)是否存在定直线,以PM为直径的圆与直线
的相交弦长为定值,若存在,求出定直线方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
(1)y2=x(2)x=
解析
(1)设B(0,t),设Q(m,0),t2=|m|,
m
0, m=-4t2,
Q(-4t2,0),设P(x,y),则
=(x-
,y),
=(-4t2-
,0),
2=(-
,2 t),
+
=2
。
(x-
,y)+ (-4t2-
,0)= (-
,2 t),
x=4t2,y=2 t,
y2=x,此即点P的轨迹方程; 6分。
(2)由(1),点P的轨迹方程是y2=x;设P(y2,y),M (4,0) ,则以PM为直径的圆的圆心即PM的中点T(
,
), 以PM为直径的圆与直线x=a的相交弦长:
L=2
=2=2
10分
若a为常数,则对于任意实数y,L为定值的条件是a-=0, 即a=
时,L=
存在定直线x=
,以PM为直径的圆与直线x=
的相交弦长为定值
。
知识点
已知椭圆的中心为原点
,离心率
,其一个焦点在抛物线
的准线上,若抛物线
与直线
相切。
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)当点在椭圆
上运动时,设动点
的运动轨迹为
,若点
满足:
,其中
是
上的点,直线
与
的斜率之积为
,试说明:是否存在两个定点
,使得
为定值?若存在,求
的坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)由,
抛物线
与直线
相切,
抛物线
的方程为:
,其准线方程为:
,
离心率
,
,
故椭圆的标准方程为
(2)设,
,
则当点
在椭圆
上运动时,
动点的运动轨迹
的轨迹方程为:
由得
设分别为直线
,
的斜率,由题设条件知
因此
因为点在椭圆
上,所以
,
故
所以,从而可知:
点是椭圆
上的点,
存在两个定点
,且为椭圆
的两个焦点,使得
为定值,其坐标为
。
知识点
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