- 圆锥曲线与方程
- 共4501题
已知双曲线-
=1(a>0,b>0)的离心率e=
,直线l过A(a,0),B(0,-b)两点,原点O到直线l的距离是
.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点B作直线m交双曲线于M、N两点,若•
=-23,求直线m的方程.
正确答案
(1)依题意,l方程+
=1,即bx-ay-ab=0,由原点O到l的距离为
,得
=
=
,又e=
=
,
∴b=1,a=.
故所求双曲线方程为-y2=1.
(2)显然直线m不与x轴垂直,设m方程为y=kx-1,
则点M、N坐标(x1,y1),(x2,y2)是方程组的解,
消去y,得(1-3k2)x2+6kx-6=0.①
依题意,1-3k2≠0,由根与系数关系,
知x1+x2=,x1x2=
•
=(x1,y1)•(x2,y2)=x1x2+y1y2
=x1x2+(kx1-1)(kx2-1)
=(1+k2)x1x2-k(x1+x2)+1
=-
+1=
+1.
又∵•
=-23,
∴+1=-23,k=±
,
当k=±时,方程①有两个不相等的实数根,
∴方程为y=x-1或y=-
x-1.
求中心在坐标原点,对称轴为坐标轴且经过点(3,-2),一条渐近线的倾斜角为的双曲线方程.
正确答案
渐近线方程为y=±x,
设双曲线方程为x2-3y2=λ,
将点(3,-2)代入求得λ=-3,
所以双曲线方程为y2-x2=1.
已知双曲线-
=1(b∈N*) 的两个焦点为F1、F2,P是双曲线上的一点,且满足|PF1|-|PF2|=|F1F2|2,|PF2|<4,
(I)求b的值;
(II)抛物线y2=2px(p>0)的焦点F与该双曲线的右顶点重合,斜率为1的直线经过点F与该抛物线交于A、B两点,求弦长|AB|.
正确答案
解(I)根据题意a2=4,即a=2,
又,a2+b2=c2,||PF1|-|PF2||=2a=4,
又|PF1|•|PF2|=|F1F2|2=4c2,|PF2|<4,得
|PF2|2+4|PF2|-4c2=0在区间(0,4)上有解,即4c2=|PF2|2+4|PF2|有解
又|PF2|<4,故|PF2|2+4|PF2|<32
所以c2<8
因此b2<4,又b∈N*,
所以b=1
(II)双曲线方程为-y2=1,
右顶点坐标为(2,0),即F(2,0)
所以抛物线方程为y2=8x (1)
直线方程为y=x-2 (2)
由(1)(2)两式联立,
解得和
所以弦长|AB|==16=16
如图,某农场在M处有一堆肥料沿道路MA或MB送到大田ABCD中去,已知|MA|=6,|MB|=8,且|AD|≤|BC|,∠AMB=90°,能否在大田中确定一条界线,使位于界线一侧沿MB送肥料较近?若能,请建立适当坐标系求出这条界线方程.
正确答案
设P为界线上的任意一点,则有PA+MA=PB+MB,即PA-PB=MB-MA=2(定值),
∴界线为以A,B为焦点的双曲线的右支
如图所示,以AB所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系,
设所求双曲线的标准方程为-
=1=1(a>0,b>0)
∵2a=2,2c=AB==10,可得a=1,c=5,b=
=2
∴双曲线方程为x2-=1,
∵P为以曲线右支上一点,且|AD|≤|BC|,可得x>0
即所求界线的方程为x2-=1,(x>0).
已知双曲线C:-y2=1.
(1)求双曲线C的渐近线方程;
(2)已知点M的坐标为(0,1).设P是双曲线C上的点,Q是点P关于原点的对称点.记λ=•
.求λ的取值范围;
(3)已知点D,E,M的坐标分别为(-2,-1),(2,-1),(0,1),P为双曲线C上在第一象限内的点.记l为经过原点与点P的直线,s为△DEM截直线l所得线段的长.试将s表示为直线l的斜率k的函数.
正确答案
(1)在双曲线C:-y2=1,把1换成0,
所求渐近线方程为y-x=0, y+
x=0
(2)设P的坐标为(x0,y0),则Q的坐标为(-x0,-y0),
λ=•
=(x0,y0-1)•(-x0,-yo-1)=-
-
+1=-
+2.
∵|x0|≥
∴λ的取值范围是(-∞,-1].
(3)若P为双曲线C上第一象限内的点,
则直线l的斜率k∈(0,).
由计算可得,当k∈(0,]时,s(k)=
;
当k∈(,
)时,s(k)=
.
∴s表示为直线l的斜率k的函数是s(k)=
直线l:y=ax+1与双曲线C:3x2-y2=1相交于A,B两点.
(1)a为何值时,以AB为直径的圆过原点;
(2)是否存在这样的实数a,使A,B关于直线x-2y=0对称,若存在,求a的值,若不存在,说明理由.
正确答案
(1)联立方程ax+1=y与3x2-y2=1,消去y得:(3-a2)x2-2ax-2=0(*)
又直线与双曲线相交于A,B两点,3-a2≠0,所以a≠±,∴△>0⇒-
<a<
.
又依题OA⊥OB,令A,B两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则y1y2=-x1x2.
且y1y2=(ax1+1)(ax2+1)=a2x1x2+a(x1+x2)+1=-x1x2⇒x1x2(1+a2)+a(x1+x2)+1=0,而由方程(*)知:x1+x2=,x1x2=
代入上式得-
+
+1=0⇒a2=1⇒a=±1.满足条件.
(2)假设这样的点A,B存在,则l:y=ax+1斜率a=-2.又AB中点(,
)在y=
x上,则y1+y2=
(x1+x2),
又y1+y2=a(x1+x2)+2,
代入上式知⇒a=6这与a=-2矛盾.
故这样的实数a不存在.
已知双曲线C的方程为x2﹣=1,点A(m,2m)和点B(n,﹣2n)(其中m和n均为正数)是双曲线C的两条渐近线上的两个动点,双曲线C上的点P满足
=λ
(其中λ∈[
,3]).
(1)用λ的解析式表示mn;
(2)求△AOB(O为坐标原点)面积的取值范围.
正确答案
解:(1)由已知,点A(m,2m)和点B(n,﹣2n),设P(x,y)
由=λ
,得
,
故P点的坐标为(,
),
将P点的坐标代入x2﹣=1,化简得,mn=
.
(2)设∠AOB=2θ,则tanθ=2,所以sin2θ=.
又|OA|=m,|OB|=
,
所以S△AOB=|OA||OB|sin2θ=2mn=
=
,
记S(λ)=,λ∈[
,3]).
则S(λ)在λ∈[,3])上是减函数,在λ∈[1,3]上是增函数.
所以,当λ=1时,S(λ)取最小值2,当λ=3时,S(λ)取最大值.
所以△AOB面积的取值范围是[2,].
设双曲线C:-y2=1(a>0)与直线l:x+y=1交于两个不同的点A,B,求双曲线C的离心率e的取值范围.
正确答案
由C与l相交于两个不同的点,可知方程组有两组不同的解,
消去y,并整理得(1-a2)x2+2a2x-2a2=0,
∴解得0<a<
,且a≠1,
而双曲线C的离心率e==
,从而e>
,且e≠
,
故双曲线C的离心率e的取值范围为(,
)∪(
,+∞)
求双曲线-
=1实轴长和虚轴长、焦点坐标和顶点坐标、离心率、渐近线方程.
正确答案
由已知,得-
=1
∴实轴长为,虚轴长为4,
焦点坐标为(±,0)
顶点坐标为(±,0)
离心率为
渐进方程为y=±x
双曲线kx2-y2=1,右焦点为F,斜率大于0的渐近线为l,l与右准线交于A,FA与左准线交于B,与双曲线左支交于C,若B为AC的中点,求双曲线方程.
正确答案
由题意k>0,c=,
渐近线方程l为y=x,
准线方程为x=±,于是A(
,
),
直线FA的方程为y=,
于是B(-,
).
由B是AC中点,则xC=2xB-xA=-,
yC=2yB-yA=.
将xC、yC代入方程kx2-y2=1,得
k2c4-10kc2+25=0.
解得k(1+)=5,则k=4.
所以双曲线方程为:4x2-y2=1.
设双曲线C:-y2=1的左、右顶点分别为A1、A2,垂直于x轴的直线a与双曲线C交于不同的两点S、T.
(1)求直线A1S与直线A2T的交点H的轨迹E的方程;
(2)设A,B是曲线E上的两个动点,线段AB的中垂线与曲线E交于P,Q两点,直线l:x=,线段AB的中点M在直线l上,若F(1,0),求
•
的取值范围.
正确答案
(1)设直线A1S与直线A2T的交点H的坐标为(x,y),S(x0,y0),T(x0,-y0)
由A1、H、S三点共线,得:(x0+)y=y0(x+
)…③
由A2、H、T三点共线,得:(x0-)y=-y0(x-
)…④
联立③、④,解得x0=,y0=
.
∵S(x0,y0)在双曲线上,
∴-(
)2=1.
∴轨迹E的方程为:+y2=1(x≠0,y≠0).
(2)由(1)知直线AB不垂直于x轴,设直线AB的斜率为k,
M(,m)(m≠0),A(x1,y1),B(x2,y2).
由得(x1+x2)+2(y1+y2)•
=0,
则1+4mk=0,得:k=-.
此时,直线PQ斜率为k1=4m,PQ的直线方程为:y-m=4m(x-).
代入椭圆方程消去y,整理得(32m2+1)x2-16m2x+2m2-2=0.
又设P(x3,y3),Q(x4,y4),
则:x3+x4=,x3x4=
.
∴•
=(x3-1)(x4-1)+y3y4=x3x4-(x3+x4)+1+(4mx3-m)(4mx4-m)
=(1+16m2)x3x4-(4m2+1)(x3+x4)+m2+1=(1+16m2)-(4m2+1)
+m2+1
=
令t=1+32m2,
∵点M(,m)在椭圆内,∴
+m2<1,
又∵m≠0,
∴0<m2<,∴1<t<29,
则•
=-
-
∈(-1,-
).
∴,•
的取值范围为(-1,-
)
已知抛物线C1:y2=2px的准线经过双曲线C2:-
=1的左焦点,若抛物线C1与双曲线C2的一个交点是M(
,
).
(1)求抛物线C1的方程;
(2)求双曲线C2的方程.
正确答案
(1)把交点M(,
)代入抛物线C1:y2=2px得
=2p×
,解得p=2,∴抛物线C1的方程是y2=4x.
(2)∵抛物线y2=4x的准线方程是x=-1,
∴双曲线C2:-
=1的左焦点是(-1,0).
设双曲线C2的方程为-
=1,
把交点M(,
)代入,得
-
=1,整理得9a4-37a2+4=0.
解得a2=,或a2=4(舍去).
∴b2=1-=
.
∴双曲线C2的方程是-
=1.
x2-4y2=1的渐近线的方程如何?
正确答案
根据题意,双曲线的方程为x2-4y2=1;
则其渐近线方程为x2-4y2=0;
化简可得x±2y=0;
故x2-4y2=1的渐近线为:x±2y=0.
双曲线-
=1(a>0,b>0)的右支上存在与右焦点和左准线等距离的点,求离心率e的取值范围.
正确答案
设M(x0,y0)是双曲线右支上满足条件的点,且它到右焦点F2的距离等于它到左准线的距离|MN|,
即|MF2|=|MN|,再由双曲线定义可知 =e
∴
=e,
由焦点半径公式得 =e
∴x0=
,
而 x0≥a ∴
≥a,即 e2-2e-1≤0,解得1-
≤e≤
+1,
但 e>1 ∴1<e≤+1,即离心率e的取值范围是(1,
+1).
已知双曲线C:-
=1(a>0,b>0)的左右两个焦点分别为F1,F2.过右焦点F2且与x轴垂直的直线l与双曲线C相交,其中一个交点为M(
,1).
(1)求双曲线C的方程;(2)设双曲线C的虚轴一个端点为B(0,-b),求△F1BM的面积.
正确答案
(1)由条件可知c=,|MF2|=1,
在直角△F1F2M中|MF1|==
=3,
根据双曲线的定义得2a=|MF1|-|MF2|=3-1=2,a=1,从而b=1,
所以双曲线方程为x2-y2=1.
(2)由题意知M(,1),F1(-
,0),B(0,-1),直线MF1的方程是
x-4y+2=0(10分)
点B到直线MF1的距离d==
,
又|MF1|=3,所以S△F1BM=|MF1|d=
.
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