- 圆锥曲线与方程
- 共4501题
已知以原点O为中心,F(,0)为右焦点的双曲线C的离心率
,
(Ⅰ)求双曲线C的标准方程及其渐近线方程;
(Ⅱ)如图,已知过点M(x1,y1)的直线l1:x1x+4y1y=4与过点N(x2,y2)(其中x2≠x1)的直线l2:x2x+4y2y=4的交点E在双曲线C上,直线MN与双曲线的两条渐近线分别交于G、H两点,求的值。
正确答案
解:(Ⅰ)设C的标准方程为,
则由题意,
又,
因此,
C的标准方程为,
C的渐近线方程为,即x-2y=0和x+2y=0。
(Ⅱ)如图,由题意点E(xE,yE)在直线l1:x1x+4y1y=4和l2:x2x+4y2y=4上,
因此有x1xE+4y1yE=4,x2xE+4y2yE=4,
故点M、N均在直线xEx+4yEy=4上,
因此直线MN的方程为xEx+4yEy=4,
设G、H分别是直线MN与渐近线x-2y=0及x+2y=0的交点,
由方程组及
,
解得,
故,
因为点E在双曲线上,
有,
所以。
已知双曲线C: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
(Ⅰ)解:由题意得,解得a=1,
,
所以b2=c2-a2=2,
所以双曲线C的方程为。
(Ⅱ)证明:点P(x0,y0) (x0y0≠0)在圆x2+y2=2上,
圆在点P(x0,y0)处的切线l的方程为,
化简得x0x+y0y=2,
由及
得
,
因为切线l与双曲线C交于不同的两点A、B,且,
所以,且
,
设A、B两点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),
则,
因为,
且
,
所以∠AOB的大小为90°.
附加题:设不等式组表示的平面区域为D,区域D内的动点P到直线x+y=0和直线x-y=0的距离之积为2。
(1)记点P的轨迹为曲线C,则曲线C的方程为_______;
(2)在(1)的前提下,若过点,斜率是k的直线l与曲线C交于A、B两点,记|AB|=f(x),则线段AB的长f(x)=_______;
(3)在(2)的前提下,若以线段AB为直径的圆与y轴相切,则直线l的斜率k的值为_______。
正确答案
解:(1)由题意可知,平面区域D如图阴影所示,
设动点为P(x,y),则,即
,
由P∈D知x+y>0,x-y<0,即x2-y2<0,
所以y2-x2=4(y>0),
即曲线C的方程为=1(y>0);
(2)设,
则以线段AB为直径的圆的圆心为,
因为直线AB过点F(2,0),
所以设直线AB的方程为y=k(x-2),
代入双曲线方程=1(y>0)得,k2(x-2)2-x2=4,
即(k2-1)x2-4k2x+(8k2-4)=0,
因为直线与双曲线交于A,B两点,所以k≠±1,
所以
所以|AB|=
=
=f(k);
(3),
所以|AB|=|x1+x2|=||,
化简得:k4+2k2-1=0,
解得k2=-1(k2=-
-1不合题意,舍去),
由,
又由于y>0,所以-1<k<,
所以k=-。
某中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告:正西、正北两个观测点同时听到了一声巨响,正东观测点听到的时间比其他两观测点晚4s, 已知各观测点到该中心的距离都是1020m,试确定该巨响发生的位置。(假定当时声音传播的速度为340m/s:相关各点均在同一平面上)。
正确答案
解:如图,以接报中心为原点O,正东、正北方向为x轴、y轴正向,建立直角坐标系
设A、B、C分别是西、东、北观测点,则A(-1020,0),B(1020,0),C(0,1020)
设P(x,y)为巨响生源点,由A、C同时听到巨响声,得|PA|=|PB|,
故P在AC的垂直平分线PO上,PO的方程为y=-x,因B点比A点晚4s听到爆炸声,
故|PB|- |PA|=340×4=1360
由双曲线定义知P点在以A、B为焦点的双曲线上
依题意得a=680,c=1020
∴
故双曲线方程为
用y=-x代入上式,得
∵|PB|>|PA|
∴
即
故。
答:巨响发生在接报中心的西偏北450距中心。
设动点P到点A(-1,0)和B(1,0)的距离分别为d1和d2,∠APB=2θ,且存在常数λ(0<λ<1),使得d1d2sin2θ=λ,
(1)证明:动点P的轨迹C为双曲线,并求出C的方程;
(2)过点B作直线交双曲线C的右支于M、N两点,试确定λ的范围,使=0,其中点O为坐标原点.
正确答案
解:(1)在△PAB中,|AB|=2,即,
,
即(常数),
点P的轨迹C是以A,B为焦点,实轴长的双曲线,
方程为:.
(2)设,
①当MN垂直于x轴时,MN的方程为x=1,
M(1,1),N(1,-1)在双曲线上,
即,
因为0<λ<1,所以;
②当MN不垂直于x轴时,设MN的方程为y=k(x-1),
由得:
,
由题意知:,
所以,
于是:,
因为,且M,N在双曲线右支上,
所以,
由①②知,。
已知双曲线x2-y2=2的右焦点为F,过点F的动直线与双曲线相交与A、B两点,点C的坐标是(1,0)。
(1)证明·
为常数;
(2)若动点M满足(其中O为坐标原点),求点M的轨迹方程。
正确答案
解:由条件知,设
,
(1)当AB与x轴垂直时,可设点A,B的坐标分别为,
,
此时
当AB不与x轴垂直时,设直线AB的方程是
代入,有
则是上述方程的两个实根,
所以,
,
于是
综上所述,为常数-1。
(2)设,则
,
,
,
,
由得:
即
于是的中点坐标为
当AB不与x轴垂直时,,即
又因为A,B两点在双曲线上,
所以,
,两式相减得,
,
即
将代入上式,化简得
当AB与x轴垂直时,,求得
,也满足上述方程
所以点M的轨迹方程是。
设椭圆C1的离心率为,焦点在x轴上且长轴长为26.若曲线C2上的点到椭圆C1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C2的标准方程为 ______
正确答案
根据题意可知椭圆方程中的a=13,
∵=
∴c=5
根据双曲线的定义可知曲线C2为双曲线,其中半焦距为5,实轴长为8
∴虚轴长为2=6
∴双曲线方程为-
=1
故答案为:-
=1
已知双曲线C:的右焦点为F2,F2在C的两条渐近线上的射影分别为P、Q,O是坐标原点,且四边形OPF2Q是边长为2的正方形,
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)过F2的直线l交C于A、B两点,线段AB的中点为M,问|MA|=|MB|=|MO|是否能成立?若成立,求直线l的方程;若不成立,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)依题意知C的两条渐近线相互垂直,且F2点到任一条渐近线的距离为2,
,
故双曲线C的方程为。
(Ⅱ)这样的直线不存在,证明如下:
当直线l的斜率不存在时,结论不成立;
当直线l斜率存在时,设其方程为,
并设、
,
由知
,
,
则,
故
这不可能;
综上可知,不存在这样的直线。
已知双曲线的中心在原点,坐标轴为对称轴,一条渐近线方程y=x,右焦点F(5,0),双曲线的实轴为A1A2,P为双曲线上一点(不同于A1,A2),直线A1P,A2P分别与直线l:
交于M,N两点,
(Ⅰ)求双曲线的方程;
(Ⅱ)求证:为定值。
正确答案
解:(Ⅰ)依题意可设双曲线方程为,
则,
∴所求双曲线方程为;
(Ⅱ)A1(-3,0),A2(3,0),F(5,0),
设P(x,y),,
∴(x+3,y),
,
∵A1,P,M三点共线,
∴,
∴,即
,
同理得,
∴,
,
,
,
∴,
∴,
即=0(定值)。
已知动圆P过点N(2,0)并且与圆M:(x+2)2+y2=4相外切,动圆圆心P的轨迹为W,过点N的直线与轨迹W交于A、B两点。
(Ⅰ)求轨迹W的方程;
(Ⅱ)若,求直线
的方程;
(Ⅲ)对于的任意一确定的位置,在直线x=
上是否存在一点Q,使得
,并说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)依题意可知,
∴,
∴点P的轨迹W是以M、N为焦点的双曲线的右支,
设其方程为,
则a=1,c=2,∴,
∴轨迹W的方程为。
(Ⅱ)当的斜率不存在时,显然不满足
,故
的斜率存在,
设的方程为
,
由得
,
又设,
则,
由①②③,解得:,
∵,
∴,
∴,
代入①②,得,
,
消去x1,得,即
,
故所求直线的方程为
。
(Ⅲ)问题等价于判断以AB为直径的圆是否与直线x=有公共点,若直线
的斜率不存在,则以AB为直径的圆为
,可知其与直线x=
相交;
若直线的斜率存在,则设直线
的方程为
,
,
由(Ⅱ)知且
,
又N(2,0)为双曲线的右焦点,双曲线的离心率e=2,
则,
设以AB为直径的圆的圆心为S,点S到直径x=的距离为d,则
,
∴,
∵,
∴,即
,即直线
与圆S相交,
综上所述,以线段AB为直径的圆与直线相交;
故对于的任意一确定的位置,在直线
上存在一点Q(实际上存在两点)使得
。
已知实轴长为2a,虚轴长为2b的双曲线S的焦点在x轴上,直线y=+x是双曲线S的一条渐近线,而且原点O,点A(a,0)和点B(0,-b)使等式
成立,
(Ⅰ)求双曲线S的方程;
(Ⅱ)若双曲线S上存在两个点关于直线l:y=kx+4对称,求实数k的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)根据题意设双曲线S的方程为,
且,解方程组得
,
∴所求双曲线的方程为。
(Ⅱ)当k=0时,双曲线S上显然不存在两个点关于直线l:y=kx+4对称;
当k≠0时,设又曲线S上的两点M、N关于直线l对称,
由l⊥MN,直线MN的方程为,
则M、N两点的坐标满足方程组,
消去y得,
显然,
∴,
即,
设线段MN中点为,
则,
∵在直线l:y=kx+4上,
∴,即
,
∴,∴
,解得m>0或m<-1,
∴或
,
∴或
,即
或
,且k≠0,
∴k的取值范围是。
已知以原点D为中心,F(,0)为右焦点的双曲线C的离心率,
。
(1)求双曲线C的标准方程及其渐近线方程;
(2)如图,已知过点M(x1,y1)的直线l1:x1x+4y1y=4与过点N(x2,y2)(其中x2≠x1)的直线l2:x2x+4y2y=4的交点E在双曲线C上,直线MN与两条渐近 线分别交于G、H两点,求△OGH的面积。
正确答案
解:(1)设C的标准方程为
则由题意
因此
C的标准方程为
C的渐近线方程为,即x-2y=0和x+2y=0;
(2)如图,由题意点E(xE,yE)在直线l1:x1x+4y1y=4和l2:x2x+4y2y=4上,因此有x1xE+4y1yE=4,x2xE+4y2yE=4
故点M、N均在直线xEx+4yEy=4上,因此直线MN的方程为xEx+4yEy=4
设G、H分别是直线MN与渐近线x-2y=0及x+2y=0的交点,由方程组
及解得:
设MN与x轴的交点为Q,则在直线xEx+4yEy=4中,令y=0 得
(易知xE≠0),注意到xE2-4yE2=4,得
。
已知中心在原点的双曲线C的右焦点为(2,0),实轴长为2。
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l:y=kx+与双曲线C左支交于A、B两点,求k的取值范围;
(3)在(2)的条件下,线段AB的垂直平分线l0与y轴交于M(0,m),求m的取值范围。
正确答案
解:(1)设双曲线C的方程为
(a>0,b>0)
由已知得:a=,c=2,
再由a2+b2=c2,
∴b2=1
∴双曲线C的方程为。
(2)设A(xA,yA)、B(xB,yB)
将y=kx+代入
得(1-3k2)x2-6kx-9=0
由题意知
解得
∴当时,l与双曲线左支有两个交点。
(3)由(2)得:xA+xB=
∴yA+yB=(kxA+)+(kxB+
)=k(xA+xB)+2
=
∴AB的中点P的坐标为
设直线l0的方程为:
将P点坐标代入直线l0的方程,得
∵
∴-2<1-3k2<0
∴m<-
∴m的取值范围为。
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;
(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),与双曲线方程联立消去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
因为
所以直线AB的方程为
因此M点的坐标为
同理可得
因此
②当直线BC与x轴垂直时,其方程为x=2
则B(2,3),C(2,-3),AB的方程为y=x+l
因此M点的坐标为,
同理可得
因此
综上
即
故以线段MN为直径的圆过点F。
在双曲线C:中,过焦点垂直于实轴的弦长为
,焦点到一条渐近线的距离为1。
(1)求该双曲线的方程;
(2)若直线L:y=kx+m(m≠0,k≠0)与双曲线C交于A、B两点(A、B不是左右顶点),且以AB为直径的圆过双曲线C的右顶点。求证:直线L过定点,并求出该定点的坐标。
正确答案
解:(1)由题意,得,
解得:=,b=1,
∴所求双曲线方程为。
(2)
联立,
得,
,
化简,得,
∴,
∵以AB为直径的圆过双曲线的右顶点M(,0),
∴,
即,
又,
即,
整理,得,
,
当时,L的方程为
,直线过定点(
,0),与已知矛盾;
当时,L的方程为
,直线过定点(2
,0);
∴直线L过定点,定点坐标为(2,0)。
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