- 圆锥曲线与方程
- 共4501题
如图所示,双曲线的中心在坐标原点,焦点在x轴上,F1,F2分别为左、右焦点,双曲线的左支上有一点P,∠F1PF2=,且△PF1F2的面积为2
,又双曲线的离心率为2,求该双曲线的方程.
正确答案
解:设双曲线方程为:﹣
=1(a>0,b>0),
F1(﹣c,0),F2(c,0),P(x0,y0).
在△PF1F2中,由余弦定理,得:
|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2﹣2|PF1|
|PF2|
cos
=(|PF1|﹣|PF2|)2+|PF1|
|PF2|.
即4c2=4a2+|PF1||PF2|.
又∵=2
.
∴|PF1|
|PF2|
sin
=2
.
∴|PF1||PF2|=8.
∴4c2=4a2+8,即b2=2.
又∵e==2,
∴a2=.
∴双曲线的方程为:﹣
=1.
双曲线的中心为原点O,焦点在x轴上,两条渐近线分别为l1,l2,经过右焦点F垂直于l1的直线分别交l1,l2于A,B两点.已知||、|
|、|
|成等差数列,且
与
同向.
(1)求双曲线的离心率;
(2)设AB被双曲线所截得的线段的长为4,求双曲线的方程.
正确答案
解:(1)设双曲线方程为
由,
同向,
∴渐近线的倾斜角为(0,),
∴渐近线斜率为:
∴|AB|2=(|OB|﹣|OA|)(|OB|+|OA|)=(|OB|﹣|OA|)2|AB|,∴
∴
可得:,
而在直角三角形OAB中,注意到三角形OAF也为直角三角形,即tan∠AOB=
而由对称性可知:OA的斜率为k=tan
∴;
∴∴
(2)由第(1)知,a=2b,可设双曲线方程为﹣
=1,c=
b,
∴AB的直线方程为 y=﹣2(x﹣b),
代入双曲线方程得:15x2﹣32bx+84b2=0,
∴x1+x2=,x1x2=
,
4=,16=
﹣
,
∴b2=9,所求双曲线方程为:﹣
=1.
双曲线(a>0,b>0)的离心率是
,焦点到渐近线的距离为1。
(1)求双曲线的方程;
(2)直线y=kx+1与双曲线的左支交于A,B两点,求k的取值范围。
正确答案
解:(1)由,所以
,
,
焦点F(c,0)到渐近线bx-ay=0的距离,
所以,
所以,
所以a2=1,
所以双曲线方程为;
(2)设,
将y=kx+1代入x2-y2=1得,
所以,
解得。
如图,在以点O为圆心,|AB|=4为直径的半圆ADB中,OD⊥AB,P是半圆弧上一点,∠POB=30°,曲线C是满足||MA|-|MB||为定值的动点M的轨迹,且曲线C过点P。
(1)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C的方程;
(2)设过点D的直线l与曲线C相交于不同的两点E、F,若△OEF的面积不小于2,求直线l斜率的取值范围。
正确答案
解:(1)以O为原点,AB、OD所在直线分别为x轴、y轴,建立平面直角坐标系,则A(-2,0),B(2,0),D(0,2),P(),依题意得
|MA|-|MB|=|PA|-|PB|=
<|AB|=4
∴曲线C是以原点为中心,A、B为焦点的双曲线
设实半轴长为a,虚半轴长为b,半焦距为c,
则c=2,2a=2,
∴a2=2,b2=c2-a2=2
∴曲线C的方程为。
(2)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 ①
∵直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,
∴
∴k∈(-,-1)∪(-1,1)∪(1,
)②
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=,
∴S△DEF=
若△OEF面积不小于2,即S△OEF≥
,则有
解得 ③
综合②、③知,直线l的斜率的取值范围为[-,-1]∪(-1,1)∪(1,
)。
已知双曲线C1与椭圆C2:有公共的焦点,并且双曲线的离心率e1与椭圆的离心率e2之比为
,求双曲线C1的方程.
正确答案
解:椭圆C2:的焦点坐标为(0,
),
∴C1的焦点坐标为(0,)
椭圆C2离心率e2=,
双曲线的离心率e1与椭圆的离心率e2之比为,
∴
设双曲线的方程为,
则,
解得a2=9,b2=4
∴双曲线的方程为
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)求圆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)两圆半径都为2,设圆C的半径为R,两圆心为,
由题意得或
∴
可知圆心C的轨迹是以为焦点的双曲线,设方程为
则
所以轨迹L的方程为;
(2)∵
仅当时,取“=”
由知直线
联立并整理得
解得或
(舍去)
此时
所以最大值等于2,此时。
双曲线C与椭圆有相同的焦点,直线y=
x为C的一条渐近线,
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点P(0,4)的直线l,交双曲线C于A、B两点,交x轴于Q点(Q点与C的顶点不重合),当,且
时,求Q点的坐标。
正确答案
解:(1)设双曲线方程为,由椭圆
,求得两焦点为
,
∴对于双曲线C:c=2,
又为双曲线C的一条渐近线,
∴,解得
,
∴双曲线C的方程为。
(2)由题意知直线l的斜率k存在且不等于零,
设l的方程:,
,
则,
,
∴,
∴,
∵在双曲线C上,
∴,
∴,
∴,
同理有:,
若则直线l过顶点,不合题意,∴
,
∴是二次方程
的两根,
∴,∴
,
此时△>0,∴k=±2,
∴所求Q的坐标为(±2,0)。
如图,已知△P1OP2的面积为,
,求以直线OP1,OP2为渐近线且过点P的离心率为
的双曲线方程。
正确答案
解:以O为原点,∠P1OP2的平分线为x轴建立直角坐标系,
设双曲线的方程,
由于双曲线的离心率为,
∴,∴
,
∴两条渐近线的方程为,
由此设点P1,P2
(x1>0,x2>0),
由题设知点P分所成的比λ=2,得点P的坐标为
,
又点P在双曲线上,
∴,即
,
∴, ①
又,
且sin∠P1OP2=,
∴,由此得
,
代入①式得,∴
,
所求方程为。
为了迎接2010年在广州举办的亚运会,我市某体校计划举办一次宣传活动,届时将在运动场的一块空地ABCD(如图)上摆放花坛,已知运动场的园林处(P点)有一批鲜花,今要把这批鲜花沿道路PA或PB送到空地ABCD中去,且PA=200 m,PB=300 m,∠APB=60°。
(1)试求A、B两点间的距离;
(2)能否在空地ABCD中确定一条界线,使位于界线一侧的点,沿道路PA送花较近;而另一侧的点,沿道路PB送花较近?如果能,请说出这条界线是一条什么曲线,并求出其方程。
正确答案
解:(1),
所以,A、B之间的距离为米。
(2)设M是这种界线上的点,则必有|MA|+|PA|=|MB|+|PB|,
即|MA|-|MB|=|PB|-|PA|=100,
∴这种界线是以A、B为焦点的双曲线靠近B点的一支,
建立以AB为x轴,AB中点O为原点的直角坐标系,
则曲线为,其中a=50,c=
|AB|,
∴c=50,b2=c2-a2=15000,
∴所求曲线方程为(x≥50,y≥0)。
矩形ABCD的两条对角线相交于点M(2,0),AB边所在直线的方程为x-3y-6=0,点T(-1,1)在AD边所在直线上。
(1)求AD边所在直线的方程;
(2)求矩形ABCD外接圆的方程;
(3)若动圆P过点N(-2,0),且与矩形ABCD的外接圆外切,求动圆P的圆心的轨迹方程。
正确答案
解:(1)因为AB边所在直线的方程为,且AD与AB垂直,
所以直线AD的斜率为-3
又因为点在直线AD上,
所以AD边所在直线的方程为
即。
(2)由解得点A的坐标为
,
因为矩形两条对角线的交点为
所以M为矩形外接圆的圆心
又
从而矩形外接圆的方程为
。
(2)因为动圆P过点N,
所以是该圆的半径,
又因为动圆P与圆M外切,
所以,
即
故点P的轨迹是以M,N为焦点,实轴长为的双曲线的左支
因为实半轴长,半焦距
所以虚半轴长
从而动圆P的圆心的轨迹方程为。
已知双曲线的中心在原点,焦点F1,F2在坐标轴上,离心率为,且过点(4,-
)。点M(3,m)在双曲线上。
(1)求双曲线方程;
(2)求证:=0;
(3)求△F1MF2面积。
正确答案
解:(1)∵e=,
∴可设双曲线方程为x2-y2=λ
∵过点(4,-),
∴16-10=λ,即λ=6
∴双曲线方程为x2-y2=6。
(2)∵
∴
=-3+m2
∵M点在双曲线上,
∴9-m2=6,即m2-3=0
∴。
(3)△F1MF2的底|F1F2|=4,
由(2)知m=±
∴△F1MF2的高h=|m|=,
∴=6
双曲线的一条渐近线方程是
,坐标原点到直线AB的距离为
,其中A(a,0),B(0,﹣b).
(1)求双曲线的方程;
(2)若B1是双曲线虚轴在y轴正半轴上的端点,过点B作直线交双曲线于点M,N,求时,直线MN的方程.
正确答案
解:(1)∵A(a,0),B(0,﹣b),
∴设直线AB:
∴,∴
,
∴双曲线方程为:.
(2)∵双曲线方程为:,
∴,设P(x0,y0),
∴,
,
∴=
=3.
B(0,﹣3)B1(0,3),
设M(x1,y1),N(x2,y2)
∴设直线l:y=kx﹣3,
∴,
∴3x2﹣(kx﹣3)2=9.(3﹣k2)x2+6kx﹣18=0,
∴
k2=5,即代入(1)有解,
∴.
双曲线(a>0,b>0)满足如下条件:(1) ab=
;(2)过右焦点F的直线l的斜率为
,交y轴于点P,线段PF交双曲线于点Q,且|PQ|:|QF|=2:1,求双曲线的方程。
正确答案
解:设直线l:,
令x=0,得P(0,),
设,Q(x,y),则有
,
又在双曲线上,
∴,
∵a2+b2=c2,
∴, 解得:
=3,
又由ab=,可得
,
∴所求双曲线方程为。
已知双曲线C关于两条坐标轴都对称,且过点P(2,1),直线PA1与PA2(A1,A2为双曲线C的两个顶点)的斜率之积kPA1•kPA2=1,求双曲线C的标准方程.
正确答案
(1)当双曲线的焦点位于x轴上时,设C:-
=1(a>0,b>0),
所以A1(-a,0),A2(a,0),
所以kPA1•kPA2=•
=
=1,
解得a2=3.…2分
将a2=3,P(2,1)代入双曲线方程,得-
=1,解得b2=3.…2分
所以双曲线C的标准方程为-
=1.…2分
(2)当双曲线的焦点位于y轴上时,设C:-
=1(a>0,b>0),
所以A1(0,-a),A2(0,a),
所以kPA1•kPA2=•
=
=1,
解得a2=-3(舍去).…2分
综上,所求双曲线C的标准方程为-
=1.
已知中心在原点的双曲线C的一个焦点是F1(-3,0),一条渐近线的方程是
(1)求双曲线C的方程;
(2)若以k(k≠0)为斜率的直线l与双曲线C相交于两个不同的点M,N,且线段MN的垂直平分线与两坐标轴围成的三角形的面积为,求k的取值范围.
正确答案
解:(1)设双曲线C的方程为(a>0.b>0).
由题设得解得
所以双曲线C的方程为
(2)设直线l的方程为y=kx+m(k≠0).
点M(x1,y1),N(x2,y2)的坐标满足方程组
将①式代入②式,得
整理得(5-4k2)x2-8kmx-4m2-20=0.
此方程有两个不等实根,
于是5-4k2≠0,且Δ=(-8km)2 +4(5-4k2)(4m2+20)>0.
整理得m2+5-4k2 >0. ③
由根与系数的关系可知线段MN的中点坐标(x0,y0)满足
从而线段MN的垂直平分线的方程为
此直线与x轴,y轴的交点坐标分别为
由题设可得
整理得.
k≠0.将上式代入③式得
整理得(4k2-5) (4k2-|k|-5)>0,k≠0,
解得或
所以k的取值范围是
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