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简答题

已知定点A(﹣1,0),F(2,0),定直线l:x=,不在x轴上的动点P与点F的距离是它到直线l的距离的2倍.设点P的轨迹为E,过点F的直线交E于B、C两点,直线AB、AC分别交l于点M、N.

(Ⅰ)求E的方程;

(Ⅱ)试判断以线段MN为直径的圆是否过点F,并说明理由.

正确答案

解:(I)设P(x,y),则化简得x2=1(y≠0);

(II)①当直线BC与x轴不垂直时,设BC的方程为y=k(x﹣2)(k≠0)

与双曲线x2=1联立消去y得

(3﹣k2)x2+4k2x﹣(4k2+3)=0

由题意知3﹣k2≠0且△>0

设B(x1,y1),C(x2,y2),则

y1y2=k2(x1﹣2)(x2﹣2)=k2[x1x2﹣2(x1+x2)+4]=k2+4)=

因为x1、x2≠﹣1

所以直线AB的方程为y=(x+1)

因此M点的坐标为(

同理可得

因此==0

②当直线BC与x轴垂直时,直线方程为x=2,则B(2,3),C(2,﹣3)

AB的方程为y=x+1,

因此M点的坐标为(),

同理可得

因此=0

综上=0,即FM⊥FN

故以线段MN为直径的圆经过点F.

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简答题

已知双曲线C:的两个焦点为M(-2,0),N(2,0),点P(3,)在曲线C上,

(Ⅰ)求双曲线C的方程;

(Ⅱ)记O为坐标原点,过点Q(0,2)的直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,若△OEF的面积为2,求直线l的方程。

正确答案

解:(Ⅰ)依题意,由a2+b2=4,得双曲线方程为(0<a2<4),

将点(3,)代入上式,

,解得a2=18(舍去)或a2=2,

故所求双曲线方程为

(Ⅱ)依题意,可设直线l的方程为y=kx+2,

代入双曲线C的方程并整理,得(1-k2)x2-4kx-6=0,

∵直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,

∴k∈

设E(x1,y1),F(x2,y2),则由①式得x1+x2=

于是|EF|=

=

而原点O到直线l的距离d=

∴SΔOEF=

若SΔOEF=2,即

解得k=±,满足②,

故满足条件的直线l有两条,其方程分别为y=

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简答题

双曲线,一焦点到其相应准线的距离为,过点A(0,-b),B(a,0)的直线与原点的距离为

(1)求该双曲线的方程;

(2)是否存在直线与双曲线交于相异两点C,D,使得C,D两点都在以A为圆心的同一个圆上,若存在,求出直线方程;若不存在说明理由。

正确答案

解:(1)因为焦点到其相应准线的距离为,所以,

又因为过点A(0,-b)B(a,0)的直线与原点的距离为

可设直线方程为

由点到直线的距离公式得

解得:,b=1,

所以双曲线方程为

(2)假设存在直线与双曲线交于相异两点C,D,使得C,D两点都在以A为圆心的同一个圆上,

,化简,得

所以,

因为C,D两点都在以A为圆心的同一个圆上;所以有|AC|=|AD|,

所以直线CD的中点坐标为

因为AM⊥CD,

所以,解得

所以,直线的方程为

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简答题

已知定点A(1,0),定直线l:x=5,动点M(x,y)

(1)若M到点A的距离与M到直线l的距离之比为,试求M的轨迹曲线C1的方程;

(2)若曲线C2是以C1的焦点为顶点,且以C1的顶点为焦点,试求曲线C2的方程;

(3)是否存在过点F(,0)的直线m,使其与曲线C2交得弦|PQ|长度为8呢?

若存在,则求出直线m的方程;若不存在,试说明理由.

正确答案

(1)∵定点A(1,0),定直线l:x=5,

动点M(x,y),M到点A的距离与M到直线l的距离之比为

∴根据椭圆定义:M的轨迹为椭圆,其中c=1,e==

∴a=∴b==2∴则C1轨迹方程为:

(2)∵C1轨迹方程为:

∴C1的焦点为:(1,0),(﹣1,0),

C1的顶点为:(,0),(﹣,0)

由题意可知:C2为双曲线则a′=1,c'=,则b′==2,

∴C2轨迹方程为:x2=1.

(3)当直线m的斜率不存在时,m的方程为:x=

它与C2:x2=1交于P(,﹣4)和Q(),得到得弦|PQ|=8.

当直线m的斜率存在时,m的方程为y=k(x﹣),联立方程组

消去y,整理得

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则,∴弦|PQ|长度为8,

=8,解得k=

∴直线m的方程为x=或y=(x﹣).

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简答题

已知双曲线(a>0,b>0)的离心率为e=,直线过点A(a,0)和B(0,-b),原点O到直线l的距离为

(1)求此双曲线的方程;

(2)已知直线l:y=kx+5(k≠0)交双曲线于不同的点C,D,且C,D都在以B为圆心的圆上,求k的值。

正确答案

解:(1)由已知直线l的方程为

∵原点O到直线l的距离为

,即:

又e=

故所求双曲线的方程为:

(2)把y=kx+5代入中消去y,整理得…①,

,CD的中点是M

,即,代入①式,△>0,符合题意,

故所求k的值为

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简答题

已知两定点,点P是曲线E上任意一点,且满足条件

①求曲线E的轨迹方程;

②若直线y=kx﹣1与曲线E交于不同两点A,B两点,求k的范围.

正确答案

解:①由双曲线的定义可知,

曲线E是以为焦点的双曲线的左支,

,a=1,

∴b==1

故曲线E的方程为:x2﹣y2=1(x<0)

②设A(x1,y1),B(x2,y2),

由题意建立方程组消去y,

得(1﹣k2)x2+2kx﹣2=0

已知直线与双曲线左支交于两点A,B,

  解得:

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简答题

抛物线的顶点在原点,它的准线过双曲线的一个焦点,且与双曲线实轴垂直,已知抛物线与双曲线的交点为

(1)求抛物线的焦点坐标;

(2)求双曲线的方程.

正确答案

解:(1)由题意知,抛物线的焦点在x轴上,开口方向向右,

设抛物线的方程为y2=2px(p>0),

将交点代入得p=2,

故抛物线的方程为y2=4x,焦点坐标为(1,0),

(2)根据题意知双曲线的一个焦点为(1,0),则c=1.

又点也在双曲线上,

因此有

又a2+b2=1,

因此可以解得

因此,双曲线的方程为

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简答题

已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的离心率为,右准线方程为x=

(I)求双曲线C的方程;

(Ⅱ)设直线l是圆O:x2+y2=2上动点P(x0,y0)(x0y0≠0)处的切线,l与双曲线C交于不同的两点A,B,证明∠AOB的大小为定值.

正确答案

解:(Ⅰ)由题意,

解得a=1,c=

b2=c2﹣a2=2,

∴所求双曲C的方程

(Ⅱ)P(m,n)(mn≠0)在x2+y2=2上,

圆在点P(m,n)处的切线方程为y﹣n=﹣(x﹣m),

化简得mx+ny=2.

以及m2+n2=2得

(3m2﹣4)x2﹣4mx+8﹣2m2=0,

∵切L与双曲线C交于不同的两点A、B,且0<m2<2,

3m2﹣4≠0,且△=16m2﹣4(3m2﹣4)(8﹣2m2)>0,

设A、B两点的坐标分别(x1,y1),(x2,y2),

x1+x2=,x1x2=

=x1x2+[4﹣2m(x1+x2)+m2x1x2]

=+[4﹣+]

==0.

∴∠AOB的大小为900

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简答题

设圆C与两圆(x+2+y2=4,(x﹣2+y2=4中的一个内切,另一个外切.

(1)求C的圆心轨迹L的方程;

(2)已知点M(),F(,0),且P为L上动点,求||MP|﹣|FP||的最大值及此时点P的坐标.

正确答案

 解:(1)两圆的半径都为2,两圆心为F1(﹣,0)、F2,0),

由题意得:|CF1|+2=|CF2|﹣2或|CF2|+2=|CF1|﹣2,

∴||CF2|﹣|CF1||=4=2a<|F1F2|=2=2c,

可知圆心C的轨迹是以原点为中心,焦点在x轴上,且实轴为4,焦距为2的双曲线,

因此a=2,c=,则b2=c2﹣a2=1,

所以轨迹L的方程为﹣y2=1;

(2)过点M,F的直线l的方程为y=(x﹣),

即y=﹣2(x﹣),代入﹣y2=1,

解得:x1=,x2=

故直线l与双曲线L的交点为T1,﹣),T2),

因此T1在线段MF外,T2在线段MF内,

故||MT1|﹣|FT1||=|MF|==2,

||MT2|﹣|FT2||<|MF|=2,

若点P不在MF上,则|MP|﹣|FP|<|MF|=2,

综上所述,|MP|﹣|FP|只在点T1处取得最大值2,

此时点P的坐标为(,﹣).

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简答题

已知双曲线的离心率为,右准线方程为

(1)求双曲线C的方程;

(2)已知直线x﹣y+m=0与双曲线C交于不同的两点A、B,与y轴交于点M,且

求实数m的值.

正确答案

解:(1)由题意,得解得

∴b2=c2﹣a2=2.

∴所求双曲线C的方程为

(2)设A、B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2

得x2﹣2mx﹣m2﹣2=0(其中判别式△>0)

∴x1+x2=2m,①  x1x2=﹣m2﹣2.②

设M(0,y0),则

,得

③由①②③,解得m=±1

所以,m=±1

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简答题

在平面直角坐标系xOy中,点P(x,y)为动点,已知点A(,0),B(,0),直线PA与PB的斜率之积为定值

(Ⅰ)求动点P的轨迹E的方程;

(Ⅱ)若F(1,0),过点F的直线l交轨迹E于M,N两点,以MN为对角线的正方形的第三个顶点恰在y轴上,求直线l的方程。

正确答案

解:(Ⅰ)由题意,整理得

所以所求轨迹E的方程为

(Ⅱ)当直线l与x轴重合时,与轨迹E无交点,不合题意;

当直线l与x轴垂直时,l:x=1,此时

以MN为对角线的正方形的另外两个顶点坐标为,不合题意;

当直线l与x轴既不重合,也不垂直时,不妨设直线l:y=k(x-1)(k≠0),

M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点

消y得(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0,

所以

则线段MN的中垂线m的方程为

整理得直线m:

则直线m与y轴的交点

注意到以MN为对角线的正方形的第三个顶点恰在y轴上,当且仅当RM⊥RN,

,①

,②

将②代入①解得k=±1,即直线l的方程为y=±(x-1);

综上,所求直线l的方程为x-y-1=0或x+y-1=0。

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简答题

如图,直线l1:y=kx(k>0)与直线l2:y=-kx之间的阴影区域(不含边界)记为W,其左半部分记为W1,右半部分记为W2

(Ⅰ)分别用不等式组表示W1和W2

(Ⅱ)若区域W中的动点P(x,y)到l1,l2的距离之积等于d2,求点P的轨迹C的方程;

(Ⅲ)设不过原点O的直线l与(Ⅱ)中的曲线C相交于M1,M2两点,且与l1,l2分别交于M3,M4两点,求证△OM1M2的重心与△OM3M4的重心重合。

正确答案

解:(Ⅰ)

(Ⅱ)直线l1:kx-y=0(k>0),直线l2:kx+y=0,

由题意得,即

由P(x,y)∈W,知

所以

所以动点P的轨迹C的方程为

(Ⅲ)当直线l与x轴垂直时,可设直线l的方程为x=a(a≠0),

由于直线l,曲线C关于x轴对称,且l1与l2关于x轴对称,

于是M1M2,M3M4的中点坐标都为(a,0),

所以△OM1M2,△OM3M4的重心坐标都为,即它们的重心重合;

当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为y=mx+n(n≠0),

由直线l与曲线C有两个不同交点,可知

的坐标分别为

的坐标分别为

从而

所以

所以

于是△OM1M2的重心与△OM3M4的重心也重合。

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简答题

如图:平面直角坐标系中为一动点,A(-1,0),B(2,0),且

(1)求动点P的轨迹E的方程;

(2)过E上任意一点作两条切线PF、PR,且PF、PR交y轴于M、N,求MN长度的取值范围。

正确答案

解:(1)设,则

(2)设PE的斜率为,PR的斜率为

则PE:

PR:

由PF和圆相切,得

由PR和圆相切,得

的两解,

故有

又∵

,则

∴MN长度的取值范围是(,4)。

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简答题

已知焦点在x轴上的双曲线C的两条渐近线过坐标原点,且两条渐近线与以点为圆心,1为半径为圆相切,又知C的一个焦点与A关于直线y=x对称.

(1)求双曲线C的方程;

(2)若Q是双曲线C上的任一点,F1、F2为双曲线C的左、右两个焦点,从F1引∠F1QF2的平分线的垂线,垂足为N,试求点N的轨迹方程;

(3)设直线y=mx+1与双曲线C的左支交于A、B两点,另一直线L经过M(﹣2,0)及AB的中点,求直线 l 在y轴上的截距b的取值范围.

正确答案

解:(1)设双曲线C的渐近线方程为y=kx,即kx﹣y=0.

∵该直线与圆相切,

∴双曲线C的两条渐近线方程为y=±x.

设双曲线C的方程为

∵双曲线C的一个焦点为

∴2a2=2,a2=1.∴双曲线C的方程为x2﹣y2=1.

(2)若Q在双曲线的右支上,则延长QF2到T,使|QT|=|OF1|;

若Q在双曲线的左支上,则在QF2上取一点T,使|QT|=|QF1|.

根据双曲线的定义,|TF2|=2, 所以点T在以F2为圆心,2为半径的圆上,即点T的轨迹方程是

.     ①

由于点N是线段F1T的中点,设N(x,y),T(xT,yT),则

代入①并整理,得点N的轨迹方程为

(3)由

令f(x)=(1﹣m2)x2﹣2mx﹣2,直线与双曲线左支交于两点,等价于方程 f(x)=0 在(﹣∞,0)上有两个不等实根,

因此.又AB的中点为

∴直线L的方程为

令x=0,得.∵

∴故b的取值范围是

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简答题

将曲线xy=1绕坐标原点按逆时针方向旋转45°,求所得曲线的方程.

正确答案

解:由题意,得旋转变换矩阵=

设xy=1上的任意点P'(x',y')在变换矩阵M作用下为

,得

将曲线xy=1绕坐标原点按逆时针方向旋转45°,所得曲线的方程为

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