- 圆锥曲线与方程
- 共4501题
如图,F为双曲线C:的右焦点,P为双曲线C右支上一点,且位于x轴上方,M为左准线上一点,O为坐标原点。已知四边形OFPM为平行四边形,|PF|=λ|OF|,
(Ⅰ)写出双曲线C的离心率e与λ的关系式;
(Ⅱ)当λ=1时,经过焦点F且平行于OP的直线交双曲线于A、B点,若|AB|=12,求此时的双曲线方程。
正确答案
解:(Ⅰ)∵四边形OFPM是,
∴,
作双曲线的右准线交PM于H,则,
又,
。
(Ⅱ)当λ=1时,e=2,c=2a,,
双曲线为,
设P,则
,
,
所以直线OP的斜率为,则直线AB的方程为
,
代入到双曲线方程得:,
又|AB|=12,由得:
,解得a=1,则
,
所以为所求。
双曲线的左、右焦点分别为F1、F2,O为坐标原点,点A在双曲线的右支上,点B在双曲线的左准线上,
,
(1)求双曲线的离心率e;
(2)若此双曲线过C(2,),求双曲线的方程;
(3)在(2)的条件下,D1、D2分别是双曲线的虚轴端点(D2在y轴正半轴上),过D1的直线l交双曲线于点M、N,,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)四边形F2ABO是平行四边形,
∴,即
0,
∴,∴平行四边形F2ABO是菱形,
如图,则r2=d1=c,r1=2a+r2=2a+c,
由双曲线定义得,
∴e=2(e=-1舍去);
(2)由,
双曲线方程为1,把点
代入得
,
∴双曲线的方程为。
(3)D1(0,-3),D2(0,3),设l的方程为y=kx-3,,
则由,
因为l与双曲线有两个交点,∴,
∴,
∴,
,
,
∴,满足△>0,
∴,
故所求直线l的方程为或
。
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
右焦点为F(c,0)(c>0),则
不妨设l1:bx-ay=0,l2:bx+ay=0,
则
因为
所以
于是得
又同向
故
所以
解得(舍去)
因此
所以双曲线的离心率。
(2)由a=2b知,双曲线的方程可化为 ①
由l1的斜率为知,直线AB的方程为
②
将②代入①并化简,得
设AB与双曲线的两交点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则
③
AB被双曲线所截得的线段长
④
将③代入④,并化简得
而由已知l=4,故b=3,a=6
所以双曲线的方程为。
在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线C:2x2-y2=1。
(1)设F是C的左焦点,M是C右支上一点,若,求点M的坐标;
(2)过C的左焦点作C的两条渐近线的平行线,求这两组平行线围成的平行四边形的面积;
(3)设斜率为k()的直线l交C于P、Q两点,若l与圆x2+y2=1相切,求证:OP⊥OQ。
正确答案
解:(1)双曲线C1:的左焦点F(-
),设M(x,y),
则|MF|2=(x+)2+y2,
由M点是右支上的一点,可知x≥,
所以|MF|==2
,得x=
,
所以M()。
(2)左顶点A(-),渐近线方程为:y=±
x
过A与渐近线y=x平行的直线方程为y=
(x+
),即y=
,
所以,解得
所以所求平行四边形的面积为S=。
(2)设直线PQ的方程为y=kx+b,因直线PQ与已知圆相切,故,
即b2=k2+1…①,
由,得(2-k2)x2-2bkx-b2-1=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则,
又y1y2=(kx1+b)(kx2+b)
所以=x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2+kb(x1+x2)+b2=
=
由①式可知,故PO⊥OQ。
求双曲线-
=1的实轴和虚轴的长、顶点和焦点的坐标、离心率.
正确答案
由题意,得双曲线的焦点在y轴上,a=4,b=3,
则c==5,
所以双曲线的实轴、虚轴的长分别为8,6,
顶点坐标为(0,-4),(0,4),
焦点坐标为(0,-5),(0,5),
离心率为e==
.
已知双曲线C:,设过点A(-3
,0)的直线l的方向向量
=(1,k),
(1)当直线l与双曲线C的一条渐近线m平行时,求直线l的方程及l与m的距离;
(2)证明:当k>时,在双曲线C的右支上不存在点Q,使之到直线l的距离为
。
正确答案
解:(1)双曲线C的渐近线m:,
∴直线l的方程,
直线l与m的距离;
(2)设过原点且平行与l的直线b:kx-y=0,
则直线l与b的距离,
当,
又双曲线C的渐近线为,
∴双曲线C的右支在直线b的右下方,
∴双曲线C右支上的任意点到直线l的距离为;
故在双曲线C的右支上不存在点Q,使之到直线l的距离为。
设P1(x1,y1),P1(x2,y2),…,Pn(xn,yn)(n≥3,n∈N)是二次曲线C上的点,且a1=|OP1|2,a2=|OP2|2,…,an=|OPn|2构成了一个公差为d(d≠0)的等差数列,其中O是坐标原点,记Sn=a1+a2+…+an。
(1)若C的方程为,n=3,点P1(3,0)及S3=255,求点P3的坐标;(只需写出一个)
(2)若C的方程为(a>b>0),点P1(a,0),对于给定的自然数n,当公差d变化时,求Sn的最小值;
(3)请选定一条除椭圆外的二次曲线C及C上的一点P1,对于给定的自然数n,写出符合条件的点P1,P2,…Pn存在的充要条件,并说明理由。
正确答案
解:(1)a1=2=100,
由S3=(a1+a3)=255,
得a3=3=70
由,得
∴点P3的坐标可以为(2,
)。
(2)原点O到二次曲线C:(a>b>0)上各点的最小距离为b,最大距离为a
∵a1=2=a2,
∴d<0,且an=2=a2+(n-1)d≥b2,
∴≤d<0
∵n≥3,>0
∴Sn=na2+d在[
,0)上递增,
故Sn的最小值为na2+·
=
。
(3)若双曲线C:,点P1(a,0),则对于给定的n,点P1,P2,…Pn存在的充要条件是d>0
∵原点O到双曲线C上各点的距离h∈[,+∞),且
=a2,
∴点P1,P2,…Pn存在当且仅当2>
2,即d>0。
设双曲线C:(a>0)与直线l:x+y=1相交于两个不同的点A、B。
(1)求双曲线C的离心率e的取值范围:
(2)设直线l与y轴的交点为P,且,求a的值。
正确答案
解:(1)由C与l相交于两个不同的点,故知方程组
有两个不同的实数解
消去y并整理得(1-a2)x2+2a2x-2a2=0 ①
所以
解得且
双曲线的离心率
∵且
∴且
即离心率e的取值范围为。
(2)设,
∵
∴
因此得
由于x1+x2都是方程①的根,且1-a2≠0
所以
消去x2得
由
所以。
已知离心率为e=2的双曲线C:-
=1(a>0,b>0),双曲线C的一个焦点到渐近线的距离是
(1)求双曲线C的方程
(2)过点M(5,0)的直线l与双曲线C交于A、B两点,交y轴于N点,当=λ
=μ
,且(
)2+(
)2=(
)2时,求直线l的方程.
正确答案
(1)∵e=2∴=2(1分)
右焦点F(c,0)到渐近线bx-ay=0的距离d==b=
(3分)
从而得a=1∴双曲线方程是x2-=1(5分)
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2)
由得(3-k2)x2+10k2x-25k2-3=0△=100k4+4(3-k2)(25k2+3)>0(k≠±
)①x1+x2=-
,x1x2=-
由=λ
得,同理
=1-
+
=2-
=
,
•
=1-
+
=
(
)2+(
)2=(
+
)2-
=
-
=
解得k=±3满足①∴l方程为3x-y-15=0或3x+y-15=0
已知双曲线C1:。
(1)求与双曲线C1有相同焦点,且过点P(4,)的双曲线C2的标准方程;
(2)直线l:y=x+m分别交双曲线C1的两条渐近线于A、B两点,当时,求实数m的值。
正确答案
解:(1)∵双曲线C1:,
∴焦点坐标为(,0),(
,0)
设双曲线C2的标准方程为(a>0,b>0),
∵双曲线C2与双曲线C1有相同焦点,且过点P(4,)
∴,解得
∴双曲线C2的标准方程为。
(2)双曲线C1的两条渐近线为y=2x,y=-2x
由,可得x=m,y=2m,
∴A(m,2m)
由,可得x=-
m,y=
m,
∴B(-m,
m)
∴
∵
∴m2=3
∴。
已知双曲线E:的左焦点为F,左准线l与x轴的交点是圆C的圆心,圆C恰好经过坐标原点O,设G是圆C上任意一点.
(Ⅰ)求圆C的方程;
(Ⅱ)若直线FG与直线l交于点T,且G为线段FT的中点,求直线FG被圆C所截得的弦长;
(Ⅲ)在平面上是否存在定点P,使得对圆C上任意的点G有?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由双曲线E: ,得l:x=﹣4,C(﹣4,0),F(﹣6,0).
又圆C过原点,所以圆C的方程为(x+4)2+y2=16.
(Ⅱ)由题意,设G(﹣5,yG),代入(x+4)2+y2=16,得 ,
所以FG的斜率为 ,FG的方程为
.
所以C(﹣4,0)到FG的距离为 ,
直线FG被圆C截得的弦长为
(Ⅲ)设P(s,t),G(x0,y0),则由 ,
得
整理得3(x02+y02)+(48+2s)x0+2ty0+144﹣s2﹣t2=0.①
又G(x0,y0)在圆C:(x+4)2+y2=16上,所以x02+y02+8x0=0 ②
②代入①,得(2s+24)x0+2ty0+144﹣s2﹣t2=0.
又由G(x0,y0)为圆C上任意一点可知,
解得:s=﹣12,t=0.
所以在平面上存在一定点P,其坐标为(﹣12,0).
设双曲线,F1、F2是其两个焦点,点M在双曲线上
(1)若∠F1MF2=90°,求△F1MF2的面积;
(2)若∠F1MF2=60°时,△F1MF2的面积是多少?若∠F1MF2=120°时,△F1MF2的面积是多少?
(3)观察以上计算结果,你能看出随着∠F1MF2的变化,△F1MF2的面积将怎样变化吗?试证明你的结论.
正确答案
解:(1)由双曲线方程知a=2,b=3,
设|MF1|=r1,|MF2|=r2(r1>r2).
由双曲线定义得r1-r2=2a=4,
两边平方得
即,
即
(2)若∠F1MF2=60°,在△MF1F2中,由余弦定理得
|F1F2|2=(r1-r2)2+r1r2
∴ r1r2=36,则
同理,若∠F1MF2=120°,
(3)由以上结果可知,随着∠F1MF2的增大,△F1MF2的面积将减小,
证明:令∠F1MF2=θ,则
由双曲线定义及余弦定理得
②-①得
∵0<θ<π,
∴
在内,
是单调递减的.
∴当θ增大时,减小.
设双曲线(a>0)的两个焦点分别为F1、F2,离心率为2,
(Ⅰ)求此双曲线的渐近线l1、l2的方程;
(Ⅱ)若A、B分别为l1、l2上的动点,且2|AB|=5|F1F2|,求线段AB的中点M的轨迹方程。
正确答案
解:(Ⅰ) ∵e=2,
∴c2=4a2,
∵c2=a2+3,
∴a=1,c=2,
∴双曲线方程为,渐近线方程为y=±
x;
(Ⅱ)设A(x1, y1),B(x2, y2),AB的中点M(x,y),
∵,
∴=10,
∴=10,
又∵y1=x1,y2=
x2,2x=x1+x2,2y=y1+y2,
∴y1+y2=(x1-x2),y1-y2=
(x1+ x2),
∴=10,
∴3(2y)2+(2x)2=100,
∴,即为M的轨迹方程。
双曲线(a>1,b>0)的焦点距为2c,直线l过点(a,0)和(0,b),且点(1,0)到直线l的距离与点(-1,0)到直线l的距离之和s≥
,求双曲线的离心率e的取值范围。
正确答案
解:直线的方程为,即
由点到直线的距离公式,且,
得到点(1,0)到直线l的距离,
同理得到点(-1,0)到直线l的距离
由得
,即
于是得,即
解不等式,得
由于
所以e的取值范围是。
已知斜率为1的直线l与双曲线C:(a>0,b>0)相交于B、D两点,且BD的中点为M(1,3)。
(1)求C的离心率;
(2)设C的右顶点为A,右焦点为F,|DF|·|BF|=17,证明:过A、B、D三点的圆与x轴相切。
正确答案
解:(1)由题设知,l的方程为y=x+2,代人C的方程,并化简,得
设
则 ①
由M(1,3)为BD的中点知
,故
,即
②
故
所以C的离心率;
(2)由①、②知,C的方程为3x2-y2=3a2,
A(a,0),F(2a,0),
故不妨设x1≤-a,x2≥a
又|BF|·|FD|=17
故5a2+4a+8=17
解得a=1或(舍去)
故
连结MA,则由A(1,0),M(1,3)知|MA|=3,从而MA=MB=MD,且MA⊥x轴,因此以M为圆心,MA为半径的圆经过A、B、D三点,且在点A处与x轴相切,所以过A、B、D三点的圆与x轴相切。
扫码查看完整答案与解析